Nghiên cứu hộp số vô cấp (cvt) trên toyota corolla altis 2 0v

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI III KHOA CƠ KHÍ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HỘP SỐ VÔ CẤP (CVT) TRÊN TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0V SVTH : GIANG ĐẠT PHIÊU GVHD : TRẦN PHÚ TP Hồ Chí Minh, năm 2014 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN  TP Hồ Chí Minh, Ngày Tháng Năm 2014 Chữ ký GVHD NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN  TP Hồ Chí Minh, Ngày Tháng Năm 2014 Chữ ký GVPB MỤC LỤC Lời nói đầu Chương I: TỔNG QUAN 1.1 Vài nét Toyota Corolla Altis 2.0V 1.2 Tổng quan hộp số 1.3 Cấu tạo hộp số vô cấp K111 10 Chương II: KẾT CẤU TỪNG BỘ PHẬN 12 2.1 Biến mô thủy lực có li hợp khóa biến mơ 12 2.2 Bơm dầu CVT 13 2.3 Bộ truyền động 14 2.4 Bộ truyền vô cấp loại đai thép 18 2.5 Bộ truyền hành tinh 20 2.6 Cụm thân valve 21 2.7 Cảm biến tốc độ cảm biến áp suất 24 2.8 Chức khóa dừng xe 25 2.9 Bộ làm ấm dầu 26 2.10 Dầu hộp số CVT 26 2.11 Cần chuyển số 28 2.12 Hệ thống điều khiển điện tử 30 2.13 Chức dự phòng 36 Chương III: HƯ HỎNG – BẢO DƯỠNG – SỬA CHỮA 37 3.1 Những hư hỏng thường gặp CVT 37 3.2 Bảo trì, bảo dưỡng hộp số CVT 38 3.3 Sửa chữa 42 Chương IV: KẾT LUẬN 44 4.1 Ưu điểm 44 4.2 Nhược điểm 46 Tài liệu tham khảo 47 LỜI NÓI ĐẦU   Hiện sống thời đại phát triển khoa học công nghệ cao Song song với phát triển nhu cầu người ngày khắt khe hơn, đa dạng Trên ô tô nhằm đáp ứng yêu cầu phận xe không ngừng cải tiến để hướng đến hoàn hảo Khi xe chuyển động để tận dụng tối đa cơng suất động cơ, làm cho xe lùi lại phải cần đến hộp số Hộp số phận quan trọng hệ thống truyền động ơtơ Nó giúp thay đổi moment, tốc độ đổi chiều quay từ động đến cấu dẫn động bánh xe sau Trong đề tài tìm hiểu loại hộp số có dãy tỉ số truyền vơ cấp mà hộp số thơng thường khó đạt với tính vượt trội khả tăng tốc, êm dịu bước số tăng đáng kể khả tiết kiệm nhiên liệu, tính tiện lợi bảo dưỡng, sửa chữa (vì kết cấu đơn giản so với hộp số tự động thơng thường-AT) Đó hộp số vơ cấp CVT Hộp số CVT hãng xe áp dụng, nghiên cứu phát triển dòng xe họ Toyota corolla altis dòng xe Toyota phân phối thị trường Việt Nam sử dụng loại hộp số với phiên 1.8G, 2.0V,E Chương I: TỔNG QUAN 1.1 Vài nét Toyota Corolla Altis 2.0V  Ngày xuất xưởng  Ngày 19 tháng 10 năm 2010 Thị trường Động Hộp số Kiểu dẫn động Cấp nội thất Kiểu thân xe FF 1.8G Sedan FF 2.0V,E Sedan EC60 (Hộp số thường cấp) -H Việt Nam 2ZR-FE (1.8L) K311 (Hộp số vô cấp) -H Việt Nam 3ZR-FE (2.0L) K111 (Hộp số vô cấp) Bảng 1.1 Thông tin Đặc tính kỹ thuật Động Hộp số Số chổ ngồi Kích thước (Dài x Rộng x Cao) Bán kính vòng quay Khoảng sáng gầm xe Công suất tối đa ( Kw/rpm) Moment xoắn tối đa (Nm/rpm) Dung tích bình nhiên liệu Tiêu chuẩn khí xả Phanh Trợ lực lái Mâm xe Đèn trước Gương chiếu hậu Tay lái Cửa sổ Khóa cửa từ xa Chìa khóa Hệ thống điều hòa Hệ thống âm Ghế Túi khí An tồn Xăng, dung tích xilanh 2.0L, Dual VVT-i, xilanh, 16 van, DOHC Số tự động vô cấp 4540 x 1760 x 1465 (mm) 5,3m 155 mm 107/6200 187/3600 55L Euro Trước đĩa thơng gió/ Sau đĩa Điện Mâm đúc 16inch, chấu HID, hệ thống cân góc chiếu Gập chỉnh điện, tích hợp đèn báo rẽ chấu, bọc da, tích hợp nút điều chỉnh âm thanh, có lẫy chuyển số vơ lăng Chỉnh điện, chống kẹt Có, kết hợp chống trộm Mở khóa thơng minh khởi động nút bấm Tự động DVD đĩa, hình cảm ứng 6,1 inch, Bluetooth, thẻ nhớ SD, loa, AM/FM, MP3/WMA, AUX, USB Bọc da, ghế tài xế chỉnh điện túi khí (tài xế hành khách phía trước) ABS, EBD, BA Bảng 1.2 Thơng số kỹ thuật Hình 1.3 Ngoại thất xe Hình 1.4 Nội thất xe 1.2 Tổng quan hộp số _ Các hộp số nói chung dùng để thay đổi tỷ số tốc độ động cầu chủ động Nói cách khác khơng có hộp số, xe chạy tốc độ với tốc độ cực đại định _ Ngoài khả tăng tốc từ xuất phát với khả leo dốc xe bị hạn chế khơng sử dụng hộp số Vì hộp số sử dụng hệ thống bánh khác từ thấp đến cao để biến đổi mô-men xoắn động phù hợp với nhiều điều kiện vận hành (khởi hành, tăng tốc, leo dốc ) Các số cài tay tự động _ Hộp số đặt dọc xe dẫn động cầu sau hay cầu trước đặt ngang xe dẫn động cầu trước _Hơn 500 năm trước đây, Leonardo da Vinci người đặt ý tưởng cho hộp số vô cấp CVT (Continuously variable transmission - hay hộp số có tỷ số truyền biến thiên vô cấp) _Hiện hộp số vô cấp thay cho hộp số hành tinh số xe nhiều hãng xe lớn như: Toyota, General Motors (GM), Audi, Honda, Nissan phát triển ứng dụng nhiều sản phẩm Hình 1.5 Mặt cắt hộp số CVT Cơ sở hộp số vô cấp CVT Không giống hộp số tự động truyền thống, hộp số vô cấp CTV cặp bánh để tạo tỷ số truyền Có nghĩa khơng có ăn khớp bánh Loại CVT thông thường hoạt động hệ thống puli (ròng rọc) dây đai truyền cho phép thay đổi vô cấp liên tục giới hạn thấp cao mà khơng có tách biệt riêng rẽ vị trí số Hình 1.6 Cấu tạo tổng thể CVT K111 Nếu hộp số tự động kiểu hành tinh thấy phức tạp hộp số vô cấp CVT lại đơn giản nhiều Hầu hết hộp số vơ cấp CVT có ba phần tử bản: - Đai truyền kim loại hay cao su có cơng suất cao - Một hệ puli có đầu vào thay đổi gắn với trục quay động - Một hệ puli đầu dẫn đến bánh xe CVT có vi xử lý cảm biến để theo dõi điều khiển Hình 1.7 Cấu tạo hệ puli-đai Mỗi puli tạo thành từ hai khối hình nón có góc nghiêng 20 độ đặt đối diện với Một dây đai chạy rãnh hai khối hình nón Dây đai hình chữ V có ưu điểm chúng làm từ cao su có ma sát cao, hạn chế trượt Hai khối hình nón thay đổi khoảng cách chúng Khi hai khối hình nón tách xa nhau, dây đai ngập sâu vào rãnh bán kính dây đai quấn 2.12.4 Điều khiển lên/xuống dốc _ECU phát xe lên/xuống dốc dựa vào góc mở bàn đạp ga tốc độ xe Hình 2.33 So sánh khả lên xuống dốc 2.12.5 Điều khiển tỉ số truyền puli Hình 2.34 Sơ đồ điều khiển tốc độ puli sơ cấp 33 Tốc độ puli sơ cấp mục tiêu ECM tính tốn theo vị trí bàn đạp ga, tốc độ xe, cơng tắc bàn đạp phanh, cảm biến tốc độ NIN… để tối ưu hóa tỉ số truyền puli Do đạt tính lái tốt phù hợp với ý muốn người lái điều kiện đường xá Điều khiển tỉ số truyền puli _Khi lái xe vị trí D, tính kinh tế nhiên liệu cải thiện nhờ vào điều khiển Hình 2.35 ECU điều khiển tỉ số truyền tối ưu để tiết kiệm nhiên liệu Khi lái xe vị trí M, hệ thống tự động lên số tốc độ xe đạt đến tốc độ đặt trước 34 Hình 2.36 Chế độ số thể thao nằm vùng tỉ số truyền tối ưu 2.12.6 Điều khiển thời điểm khóa biến mơ Vùng hoạt động khóa biến mơ mở rộng so với hộp số AT, đạt tính kinh tế nhiên liệu tối ưu Hình 2.37 Tương tác góc mở bàn đạp ga vùng hoạt động khóa biến mơ 35 2.13 Chức dự phòng Khi có hư hỏng hệ thống điều khiển CVT, ECU kích hoạt chức để giảm thiểu ổn định hoạt động Chi tiết hư hỏng Chức dự phòng Hoạt động CVT Bình thường Cảm biến tốc độ NIN ECU sử dụng tín hiệu tốc độ tua bin (NT) để tính tốn tốc độ puli sơ cấp Cảm biến tốc độ NOUT Tính tốn tốc độ puli thứ cấp từ cảm biến tốc độ xe Bình thường Cảm biến tốc độ NT Sử dụng cảm biến NIN để tính tốc độ tuabin Bình thường Van điện từ DS1 Ngừng cấp điện đến van DS1 Tỉ số truyền tốc độ thấp bình thường Ngừng cấp điện đến van Tỉ số truyền tốc độ cao DS2 bình thường Ngừng cấp điện đến van DSU Khơng thực khóa biến mơ Ngừng cấp điện đến van SL Khơng thể khóa biến mơ Ngừng cấp điện đến van Áp suất nén đai thép tối SLS đa Van điện từ DS2 Van điện từ DSU Van điện từ SL Khơng có áp suất cấp đến li hợp số tiến phanh số lùi Tỉ số truyền tốc độ giữ nguyên tỉ số truyền cho trước Van điện từ SLS Khơng có áp suất cấp đến li hợp số tiến phanh số lùi Cảm biến nhiệt độ dầu Đặt trước nhiệt độ 36 Bình thường Chương III: HƯ HỎNG – BẢO DƯỠNG – SỬA CHỮA 3.1 Những hư hỏng thường gặp CVT _ Âm bất thường phát từ hộp số Triệu chứng thường gặp dễ nhận thấy âm bất thường phát từ hộp số dừng xe hay chuyển động số khác Đó âm với âm tần cao hay tiếng kim loại nghiến vào Do sử dụng dầu khơng chủng loại: hãng xe, đời xe có trang bị hộp số tự động lại yêu cầu tiêu chuẩn dầu bôi trơn cho hộp số khác thường đời xe tiêu chuẩn cao Khi sử dụng dầu không đạt tiêu chuẩn, chi tiết nhanh chóng bị mòn, phá hủy Hình 3.1 Bề mặt ma sát bị mòn hết đến phần kim loại _ Biến mơ Biến mơ đơi đóng mở chậm hay chí khơng nhúc nhích chuyển số sang “D” hay “R” Do hỏng khớp chiều cánh tua-bin biến-mô Trường hợp xảy _ Tua máy + Tua máy không giảm chuyển sang “D” hay “R” + Tua máy tăng vọt chuyển số  Do cảm biến hỏng hay điều khiển bị lỗi _ Chảy dầu 37 Trên hộp số tự động xảy chảy dầu hai vị trí đầu hộp số phớt láp + Ở đầu hộp số  Do gioăng bị lão hóa, phớt bị cong vênh va chạm tháo lắp + Ở phớt láp  Do q trình sử dụng bị mòn, thối hóa biến chất bị rách q trình tháo lắp khơng chuẩn _ Rung giật Có tượng rung giật trình sử dụng có tiếng kêu phát từ hộp số  Hiện tượng xảy chi tiết bánh hành tinh, đai (trong hộp số CVT), vi sai, đĩa ma sát bị mòn gây nên va đập trượt khí _ Tốc độ xe khơng phù hợp với tốc độ động Tức là, ga lớn xe di chuyển chậm, xe yếu, không đạt tốc độ cao  Do đĩa ma sát bị mòn, cháy, van điện từ bị hỏng _ Các valve dầu hoạt động khơng xác + Giảm áp suất dầu để bôi trơn chi tiết chuyển động hộp số, van dầu hoạt động không xác  Thiếu dầu: Khi dầu hộp số tự động nằm mức “Min” + Tắc valve điện từ, đường dầu cung cấp tới đĩa ma sát  Dầu bẩn: Khi hộp số làm việc sinh mạt kim loại, dầu không thay định kỳ, mạt kim loại làm tắc valve đường dầu 3.2 Bảo trì, bảo dưỡng hộp số CVT Thay nhớt lần đầu 40000 km sau thay định kỳ 25000 km Hình 3.2 Lịch bảo dưỡng dầu CVT 38 Sử dụng dầu hộp số có nguồn gốc tổng hợp cho dù chi phí gấp đơi so với dầu gốc tự nhiên dầu tổng hợp giữ đặc tính cơ, lý nhiệt độ cao việc chuyển số với dầu gốc tổng hợp thực êm Lưu ý: Chỉ sử dụng dầu CVTF TC cho CVT K111 Vì vậy, phải lựa chọn loại dầu thích hợp Một số hãng xe đưa lời khuyên khách hàng mình, General Motor khuyến cáo dùng dầu Dexon IIE Dexon IIIE, Ford Việt Nam khuyên dùng dầu Exxon H cho xe Escape 3.0, dùng dầu Idemitsu cho Escape 2.3 Mercon II cho Laser Mitsubishi lại hướng dẫn sử dụng dầu Dia Queen ATPSP… Khi thay dầu hộp số, lưu ý rút cạn dầu cũ trước châm dầu Hình 3.3 So sánh dầu CVT chưa sử dụng Luôn đảm bảo xe dừng hẳn trước chuyển từ “D” sang “R” hay ngược lại Trong thao tác đậu xe, nhiều bác tài có thói quen chuyển số xe chưa dừng hẳn, xin nói cách hữu hiệu để phá hỏng hộp số xe Khi dừng đèn đỏ, giữ cần số “D” hệ thống đóng mở thủy lực có tuổi thọ Mỗi lần ta chuyển từ “D” sang “N” dừng từ “N” sang “D” cho xe chạy tiếp, ta làm giảm tuổi thọ hệ thống van, tua bin (trong biến mô) côn Hộp số tự động không vận hành hộp số tay không hưởng lợi từ việc chuyển sang “N” dừng đèn đỏ Tuy nhiên dừng lại lâu chuyển sang “N” Những chuyến leo đồi liên tục làm giảm tuổi thọ hộp số tự động Trong chuyến vậy, lưu ý dừng xe nghỉ cho hộp số nguội bớt trước tiếp tục hành trình bảo vệ hộp số hữu hiệu 3.2.1 Quy trình điều chỉnh mức dầu CVT (K111 CVT) 3.2.1.a Đổ dầu _Nâng xe lên 39 _Tháo nút đổ dầu nút tràn _Siết chặt ống tràn đến moment tiêu chuẩn _Đổ dầu vào qua lỗ đổ dầu đến dầu chảy _Lắp lại nút tràn _Đổ thêm lượng dầu tiêu chuẩn vào lỗ đổ dầu (tham khảo lượng dầu theo RM) _Lắp lại nút đổ dầu _Hạ xe xuống Hình 3.4 Quy trình đổ thêm lượng dầu tiêu chuẩn 3.2.1.b Kiểm tra nhiệt độ dầu 40 Hình 3.5 Quy trình kiểm tra nhiệt độ dầu 3.2.1.c Điều chỉnh mức dầu _Nâng xe lên với động hoạt động _Tháo nút tràn +Nếu dầu chảy ra, thực bước +Nếu khơng có dầu chảy ra, đổ thêm dầu vào lỗ đổ dầu dầu chảy qua lỗ tràn _Kiểm tra dầu chảy chậm nhỏ giọt (không đợi đến dầu không nữa) _Lắp lại nút tràn _Lắp lại nút đổ dầu _Hạ xe xuống 41 Hình 3.6 Quy trình điều chỉnh mức dầu CVT 3.3 Sửa chữa 3.3.1 Đối với cụm thân hộp số Thay cụm hộp số CVT không tháo rời CHÚ Ý: Việc tiến hành đặt lại nhớ/thiết lập ban đầu xoá giá trị ghi nhớ áp suất dầu hộp số vô cấp (Hiệu chỉnh áp suất dầu hộp số vô cấp) Hãy tiến hành đặt lại nhớ hiệu chỉnh áp suất dầu hộp số vô cấp thay chi tiết nêu Chi tiết thay    Cụm hộp số vô cấp ECM Cảm biến áp suất dầu 42 Hình 3.7 Thay cụm hộp số CVT 3.3.2 Đối với biến mô Thay biến mô mà không cần phải sửa chữa thay phận 43 Chương IV: KẾT LUẬN Trong nội dung đề tài tập trung tìm hiểu cấu tạo, tính nguyên lý hoạt động hộp số vô cấp CVT xe Toyota Corolla Altis 2010 (CVT K111) Bằng việc sử dụng cặp puli đai thép mà hộp số tạo vơ số cấp số dựa điều khiển đường kính puli sơ cấp thứ cấp nhờ vào valve điều khiển thủy lực tính tốn xác ECM thông qua cảm biến đặt hộp số Việc điều khiển số không thực cần chuyển số mà chuyển số lẫy đặt vô lăng với chế độ sang số thể thao cấp Thấy tính ưu việt CVT nhược điểm so với loại xe sử dụng số tự động khác (AT) Ngồi ra, đề tài tìm hiểu thêm công nghệ bảo dưỡng dành riêng cho hộp số với tiêu chuẩn khắt khe, mang tính chuyên nghiệp cao So sánh với xe số tự động khác (AT / Automatic Transmissions) 4.1 Ưu điểm 4.1.1 Tiêu hao nhiên liệu thực tế bám sát đường tiêu hao nhiên liệu lý tưởng So với hộp số tự động (AT), hộp số CVT cho phép việc lái xe bám sát với đường đặc tính tiêu hao nhiên liệu lý tưởng Đồng thời, tạo moment lớn tối đa tính động Hơn nữa, việc mở rộng vùng khóa biến mơ tốc độ thấp cho phép đạt hiệu cao suốt q trình tăng tốc, với đó, mở rộng vùng cắt nhiên liệu giảm tốc, việc đảm bảo đặc tính tiêu hao nhiên liệu tối ưu Do có vùng tỉ số truyền lớn so với hộp số tự động, nên xe chạy tốc độ cao với số vòng tua thấp hơn, điều đảm bảo đặc tính tiêu hao nhiên liệu tối ưu 44 Hình 4.1 Tính tiết kiệm nhiên liệu 4.1.2 CVT đảm bảo ổn định tốc độ động vùng cơng suất cao CVT sử dụng hiệu vùng công suất cao để tối đa hóa lực dẫn động động điều có CVT đảm bảo tốt q trình tăng tốc giữ tốc độ động cách hiệu quả, không việc điều khiển hộp số tự động Hình 4.2 Tính ổn định tốc độ động vùng công suất cao 45 4.1.3 CVT tạo đường đặc tính chuyển số sát với đường đặc tính lý tưởng Hình 4.3 Đặc tuyến chuyển số lý tưởng Hộp số tự động AT xác định đặc tính lực dẫn động động (tốc độ động mối quan hệ moment tốc độ xe) với vị trí chuyển số 4.2 Nhược điểm _ Đối với CVT trình chuyển số êm dịu dùng đai nên có trượt làm giảm hiệu suất truyền lực dẫn đến thời gian tăng tốc xe bị giảm _ CVT không tạo cảm giác thực cho người lái hộp số khí 46 Tài liệu tham khảo Tài liệu đào tạo Toyota Corolla Altis 2010, công ty Toyota VN, năm 2010 ftp://ftp.toyota-press.pl/Obrazy/Europe_AVENSIS%20(Chassis).ppt http://autocarvietnam.vn/tin-tuc/664/hop-so-tu-dong -khong-tu-hong 47 ... Sedan FF 2. 0V, E Sedan EC60 (Hộp số thường cấp) -H Việt Nam 2ZR-FE (1.8L) K311 (Hộp số vô cấp) -H Việt Nam 3ZR-FE (2. 0L) K111 (Hộp số vô cấp) Bảng 1.1 Thông tin Đặc tính kỹ thuật Động Hộp số Số chổ... mức dầu 26 Hình 2. 23 Vị trí nút xả, nút tràn Hình 2. 24 Dầu CVT fluid TC 27 2. 11 Cần chuyển số Hình 2. 25 Cần chuyển số corolla altis 2. 0V Trên vị trí cần chuyển số có nút điều khiển khóa số điện... tưởng cho hộp số vô cấp CVT (Continuously variable transmission - hay hộp số có tỷ số truyền biến thiên vô cấp) _Hiện hộp số vô cấp thay cho hộp số hành tinh số xe nhiều hãng xe lớn như: Toyota,