Thiết kế hệ thống điều khiển tự động ly hợp trên xe INNOVA j

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  NGUYỄN ĐỨC HOÀNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG LY HỢP TRÊN XE INNOVA J LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Đà Nẵng – Năm 2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  NGUYỄN ĐỨC HOÀNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG LY HỢP TRÊN XE INNOVA J Chuyên ngành : KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Mã số : 60.52.01.16 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT Đà Nẵng – Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Đức Hoàng “THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG LY HỢP TRÊN XE INNOVA J” Học viên: Nguyễn Đức Hoàng Mã số: 60520116 Khóa: K30 Chun ngành: Kỹ thuật Cơ khí động lực Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt: Dựa vào nhiều ưu điểm truyền vi sai bánh côn đặc điểm kết cấu ly hợp ma sát, tác giả tính tốn thiết kế hệ thống điều khiển tự động ly hợp xe Innova J Bộ truyền sử dụng cấu mở ly hợp loại dẫn động khí điều khiển điện từ mà cường độ dòng điện cuộn dây cấu điện từ thay đổi tương ứng với tốc độ động tải trọng ô tô Đặc điểm chủ yếu dùng công học để điều khiển ly hợp ma sát cách sử dụng lượng quay trục khuỷu động Giá trị lực ép ly hợp thay đổi cách tự động theo số vòng quay động chế độ làm việc ô tô Ly hợp điều khiển tự động, phụ thuộc vào điều kiện chuyển động tơ Tự động hóa việc điều khiển ly hợp xe tơ có ý nghĩa lớn việc làm đơn giản giảm nhẹ trình điều khiển ly hợp ma sát hệ thống điều khiển tự động với kết cấu đơn giản, giá thành thấp, tiêu tốn lượng làm việc có độ tin cậy cao Trên sở ứng dụng vào điều khiển tự động ly hợp dùng cho ô tô tương đương; đồng thời mở hướng nghiên cứu tự động hố q trình điều khiển hộp số số cấu khác ô tô, máy kéo Từ khóa: truyền vi sai, cấu điện từ, ly hợp ma sát, điều khiển tự động ly hợp, điều khiển hộp số "DESIGNER CLUTCH AUTOMATIC CONTROL SYSTEM FOR INNOVA J" Abstract - Based on the advantages of the planetary gear set and friction clutch structural characteristics, the author has calculated the design of clutch automatic control system for Innova J This transmission uses the clutch-opening mechanism of the electro-mechanicallycontrolled electromagnetic induction motor whose intensity in the coil of the electromagnetic structure changes with respect to the engine speed and the load of the automobile The main feature is to use the mechanical work to control friction clutch by using the rotational power of the crankshaft of the engine The clutch pressure value can be changed automatically according to the number of revolutions of the engine and the working mode of the vehicle Clutches are controlled automatically, depending on the movement condition of the vehicle Automation of clutch control in vehicles is of great significance in simplifying and mitigating friction clutch control by automated control systems with simple, low cost, Low energy consumption and high reliability Based on that, it can be applied to automatic clutch control for equivalent cars; and simultaneously, it opens a new research approach to the automation of the gearbox control process as well as some other structures in automobiles and tractors Key words - planetary gear set, electromagnetic, friction clutch, automatic clutch control, gearbox control MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU…………………………………………………………………………………1 Sự cần thiết đề tài…………………………………………………………………… Mục đích ý nghĩa đề tài…………………………………………………………… 2.1 Mục đích đề tài……………………………………………………………………….6 2.2 Ý nghĩa đề tài……………………………………………………………………… Đối tượng phạm vi nghiên cứu………………………………………………………… Phương pháp nghiên cứu………………………………………………………………… 4.1 Nghiên cứu lý thuyết…………………………………………………………………… 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm…………………………………………………………………7 4.3 Nghiên cứu thiết kế………………………………………………………………………7 Nội dung nghiên cứu……………………………………………………………………… Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LY HỢP………………… 10 1.1 Yêu cầu hệ thống điều khiển tự động ly hợp…………………………………… 10 1.2 Quá trình phát triển hệ thống điều khiển ly hợp…………………………………… 19 1.3 Các hệ thống điều khiển ly hợp………………………………………………………… 20 1.3.1 Hệ thống điều khiển ly hợp khí……………………………………………… 20 1.3.2 Hệ thống điều khiển tự động ly hợp…………………………………………………… 21 Chương LÝ THUYẾT CHUNG VỀ CƠ CẤU VI SAI……………………………… 35 2.1 Khái niệm, phân loại phạm vi ứng dụng cấu vi sai……………………………… 35 2.1.1 Khái niệm cấu vi sai…………………………………………………………… 35 2.1.2 Phân loại phạm vi ứng dụng cấu vi sai………………………………………… 35 2.2 Cơ sở lý luận cấu vi sai…………………………………………………………… 36 2.2.1 Nguyên lý chung……………………………………………………………………… 36 2.2.2 Một số sơ đồ cấu vi sai……………………………………………………………… 41 Chương LÝ THUYẾT TÍNH TỐN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LY HỢP… … 50 3.1 Xác định hành trình dịch chuyển đòn mở ly hợp …………………………………… 50 3.2 Xác định lực mở ly hợp………………………………………………………………… 51 3.3 Xác định lực phanh cần thiết để điều khiển ly hợp …………………………………… 53 Chương GIỚI THIỆU VỀ LY HỢP Ô TÔ INNOVA J……………………………… 56 4.1 Giới thiệu chung ô tô INNOVA J…………………………………………………… 56 4.2 Ly hợp ô tô INNOVA J………………………………………………………………… 59 4.2.1 Các thông số ly hợp tơ INNOVA J……………………………………… 59 4.2.2 Đặc điểm kết cấu……………………………………………………………………… 61 4.2.3 Nguyên lý làm việc…………………………………………………………………… 63 4.2.4 Phân tích ưu nhược điểm hệ thống điều khiển ly hợp…………………………… 64 Chương TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG LY HỢP DÙNG CHO Ô TÔ INNOVA J……………………………………………………………… 66 5.1 Xác định thông số hệ thống điều khiển tự động ly hợp………………… 66 5.1.1 Thông số vi sai………………………………………………………… 66 5.1.2 Thông số phanh điện từ…………………………………………………… 78 5.2 Hệ thống điều khiển tự động ly hợp cấu vi sai kết hợp điện từ dùng cho ô tô INNOVA J.………………………………………………………………………………… 84 5.2.1 Kết cấu………………………………………………………………………………… 84 5.2.2 Nguyên lý làm việc…………………………………………………………………… 86 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI……………………………… 90 Kết luận……………………………………………………………………………………….90 Hạn chế đề tài…………………………………………………………………………… 91 Hướng phát triển đề tài………………………………………………………………… 91 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng 3.1 5.1 Tên bảng Trang Bảng chọn hệ số dự trữ ly hợp 52 Chiều cao ren khe hở đỉnh ren theo bước ren 69 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Số hiệu hình vẽ Tên hình vẽ 1.1 Sơ đồ hệ thống điều khiển tự động ly hợp 1.2 Mơ hình Động - Hệ thống truyền lực 10 Trang 1.10 Quan hệ mômen xoắn động cơ, mômen ly hợp, mômen cản chuyển động số vòng quay trục khuỷu khơng phụ thuộc vào giá trị độ trượt Quan hệ mômen truyền ly hợp với số vòng quay n trục chủ động giá trị độ trượt S Quan hệ thay đổi mômen truyền ly hợp theo thời gian với góc mở bướm ga khác (α1 > α2) Quan hệ thay đổi mômen truyền ly hợp theo góc mở bướm ga (α1 > α2 > α3) Quan hệ thay đổi mômen ly hợp theo số vòng quay trục khuỷu (với đặc tính ly tâm ly hợp) Quan hệ thay đổi mômen ly hợp theo số vòng quay trục khuỷu góc mở bướm ga Quan hệ thay đổi mơmen ly hợp theo số vòng quay trục khuỷu với đặc tính ly tâm dạng khác Sơ đồ ly hợp điều khiển khí 1.11 Hệ thống điều khiển tự động ly hợp ly tâm 23 1.12 Hệ thống điều khiển ly hợp điện chân không 26 1.13 Hệ thống điều khiển tự động ly hợp thủy lực 30 1.14 Sơ đồ điều khiển tự động ly hợp bột điện từ 32 2.1 Sơ đồ điều khiển tự động ly hợp bột điện từ 37 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 12 13 15 16 16 17 19 21 2.2 Sơ đồ vi sai bánh trụ không đối xứng 38 2.3 Sơ đồ vi sai bánh côn đối xứng 39 2.4 Sơ đồ cấu vi sai ăn khớp với bánh trung tâm 42 2.5 Sơ đồ cấu vi sai ăn khớp với hai bánh trung tâm 42 2.6 Sơ đồ cấu vi sai bánh trụ ăn khớp 43 2.7 Sơ đồ vi sai bánh côn 44 2.8 Kết cấu vi sai cam 46 2.9 Vi sai trục vít 48 2.10 Sơ đồ cấu vi sai bánh côn để điều khiển ly hợp 49 3.1 Kích thước lò xo đĩa hình nón cụt 50 4.1 Các kích thước bên ngồi xe INNOVA J 4.2 Bộ ly hợp ô tô INNOVA J 62 4.3 Hệ thống điều khiển ly hợp ô tô INNOVA J 63 5.1 Kích thước mối ghép ren hình thang 70 5.2 Kích thước mối ghép then hoa 70 5.3 Kết cấu bạc mở ly hợp 71 5.4 Kết cấu moayơ 71 5.5 Sơ đồ cấu vi sai bánh côn để điều khiển ly hợp 72 5.6 Các thông số cặp bánh côn ăn khớp 76 5.7 Kết cấu bánh trung tâm 76 5.8 Kết cấu cần dẫn 77 5.9 Kích thước ổ bi chặn 78 5.10 Sơ đồ kết cấu đĩa phanh nam châm điện 83 5.11 Kết cấu ly hợp hệ thống điều khiển tự động ly hợp ô tô INNOVA J 84 5.12 Sơ đồ điều khiển tự động ly hợp ô tô INNOVA J 86 5.13 Tổng thể kết cấu sơ đồ điều khiển tự động ly hợp ô tô INNOVA J 89 5.14 Sơ đồ hệ thống điều khiển tự động hộp số 92 56,57 MỞ ĐẦU Sự cần thiết đề tài Công nghiệp ô tô động lực tăng trưởng cho nhiều quốc gia Công nghiệp ô tơ ngành có quy mơ lớn mang lại thu nhập cao Tổng giá trị hàng hóa ngành công nghiệp tạo đạt tới số khổng lồ Ngành công nghiệp ô tô xem ngành sản xuất vật chất, cung cấp phương tiện lại vận chuyển tối ưu nhằm đảm bảo mạch máu lưu thông, thúc đẩy kinh tế phát triển Theo thống kê, 82% khối lượng hàng hoá vận chuyển đường ô tô 75% hành khách lại phương tiện động Như vậy, điểm này, ngành công nghiệp ô tô gián tiếp đóng góp vai trò khơng thể thiếu vào nghiệp phát triển kinh tế quốc gia giới Ngoài ra, đặc trưng gắn liền với thành tựu khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp ô tô có tác động thúc đẩy khoa học kỹ thuật phát triển đặc biệt ngành tự động hóa, khoa học điện tử, cơng nghệ mới, hóa chất, khí chế tạo,…từ thúc đẩy nhiều ngành, lĩnh vực liên quan phát triển đóng góp vào phát triển chung nhân loại Kể từ đời vào năm 1992 đến nay, ngành Công nghiệp ô tô Việt Nam coi ngành trọng điểm ngành luôn ưu đãi số ngành công nghiệp Hiện nay, ngành Công nghiệp ô tô Việt Nam xem chiến lược quan trọng kinh tế mũi nhọn nước ta Việc điều khiển tơ có tải trọng lớn, tốc độ cao tham gia giao thơng đường có lưu lượng xe nhiều đòi hỏi người lái phải tác dụng lực học lớn, thao tác liên tục, tập trung cho việc điều khiển xe tăng lên Vấn đề dẫn đến làm tăng cường độ lao động, chóng mệt mỏi, giảm suất làm việc đồng thời giảm tính an tồn chuyển động tơ 80 Tính thể tích V1 = 242.10-6m3 Vậy J1 = 242.10-6.7850(0,0302 – 0,0162) = 12,23.10-4kgm2 Tính tốn tương tự cho đĩa phanh bánh trung tâm, xác định kết sau: Mơmen qn tính đĩa phanh, J2: Chọn bán kính đĩa phanh R1 = 0,031m, bán kính ngồi đĩa phanh R2 = 0,112m Thể tích đĩa phanh: V2 = (R22 – R12).π.b = (0,1122 – 0,0312).3,14.0,002 = 73.10-6m3 Khối lượng riêng hợp kim nhôm γn = 2700kg/m3 J2 = 73.10-6.2700(0,1122 – 0,0312) = 22,83.10-4kgm2 Mơmen qn tính bánh trung tâm, J3: J3 = 150.10-4kgm2 Mơmen qn tính chi tiết phanh, J: J = J1 + J2 + J3 = 12,23.10-4 + 22,83.10-4 + 150.10-4 = 185,06.10-4kgm2 - Xác định vận tốc tương đối, ω12 (rad/s): Thế giá trị vào (3.14) 12  2.3,14.53,88 2 V  56,39 rad/s = p - Xác định gia tốc góc phanh, ε (rad/s2): Chọn thời gian từ lúc bắt đầu phanh đến đạt ω12 là: t = 0,25s  12 t  56,39  225.56 rad/s2 0, 25 - Mômen phanh đĩa phanh: Mp = J.ε = 185,06.10-4.225,56 = 4,17Nm - Mơmen phanh tính toán: Chọn k = 1,2 Mptt = kMp = 4,17.1,2 = 5Nm - Lực phanh cần thiết đĩa phanh: Thế giá trị vào (3.19) Fp   22, N 2.0,110 81 Đây lực điện từ cần thiết cấu phanh điện từ sinh ra, F (N) F = Fp Mômen ma sát khớp ren moayơ bạc mở ly hợp là: Mr = Fdmrtbtg(ψ + ρ’) = 949.0,0285.tg(1,92o + 7,08o) = 4,28Nm Giá trị mômen ma sát ren nhỏ nhiều so với mômen động sinh Do đó, truyền động tiêu tốn lượng động 5.1.2.2 Tính tốn nam châm điện từ [6-trg182] Vì đĩa phanh làm kim loại, từ thông qua khối kim loại biến thiên, xuất sức điện động cảm ứng khối Do khối kim loại vật dẫn, nên sức điện động tạo dòng điện Dòng điện cảm ứng khép kín mạch vật dẫn dòng điện xốy Khi đĩa quay, cắt qua từ trường nam châm, đĩa xuất dòng điện xốy Dòng điện tác dụng với từ trường nam châm, tạo thành lực đặt vào đĩa Theo định luật cảm ứng điện từ, lực hãm chuyển động quay đĩa Lực điện từ có phương tiếp tuyến với đĩa phanh vị trí đặt lực có chiều từ xác định theo quy tắc bàn tay trái Với tính chất đó, cho dòng điện chạy vào cuộn dây mạch từ cấu điện từ, nhận mômen phanh đĩa phanh tương ứng với cường độ dòng điện tạo cấu điện từ - Khi hãm đĩa phanh, tiêu thụ công suất là: Pc = Mptt.ω12 = 5.56,38 = 281,9Nm/s = 281,9W (5.4) - Công suất điện nguồn cung cấp cho cấu phanh là: Pđ = kPc Với k hệ số tổn hao đề phòng tổn thất phát nhiệt q trình lão hoá mạch từ Chọn hệ số k = 1,2 Vậy: Pđ = 1,2.281,9 = 338,3W - Cường độ dòng điện chạy cuộn dây: Với điện áp định mức máy phát: Udm = 14,2V, thì: I Pd 338,3   23,8 A U dm 14, 82 - Tiết diện lõi thép S (mm2) Cơng thức tính lực điện từ dùng cho cấu điện từ có hai mặt tác dụng (nam châm hình chữ U): F B2S 0 (5.5) Trong đó: F Lực điện từ nam châm điện tạo (N) B Cường độ từ cảm lõi thép (T) Chọn vật liệu thép Э21 làm mạch từ (lõi thép), thép có cường độ từ cảm B = 0,9T; cường độ từ trường H = 397A/m S Tiết diện lõi thép (mm2) μo Hệ số từ dẫn khơng khí (μo = 125.10-8Ωs/m = 125.10-8H/m) Từ (5.5) có: S F 0 22, 7.125.108   35 mm2 2 B 0,9 Chọn tiết diện lõi từ hình chữ nhật, có kích thước cạnh: a = 5mm; b = 7mm Chọn kích thước ngồi cuộn dây: a1 = 8mm; b1 = 10mm - Chiều dài trung bình vòng dây (m): ltb  2(a  b)  2(a1  b1 ) 2(5  7)  2(8  10)   30 mm 2 - Sức từ động cuộn dây (vòng): S FM  Pd ltb ' (vòng)  (5.6) Trong đó: φ' Hệ số lấp đầy cuộn dây (φ’ = 0,5 ÷ 0,6); Chọn φ’ = 0,5 ρ Điện trở suất vật liệu dây dẫn Với dây dẫn đồng, ρ ≈ 0,02Ωmm2/m FM  338,3 35 0,5  99,3A.vòng 30 0, 02 83 - Tiết diện dây dẫn: q FM  ltb 99,3.0, 02.0, 030   0, 0042 mm2 U dm 14, (5.7) - Đường kính dây dẫn: 4.q d   4.0, 0042  0, 073 mm 3,14 (5.8) - Số vòng cuộn dây: W S  ' 35.0,5   4167 vòng q 0, 0042 (5.9) - Chiều dài dây dẫn: L = ltb.W = 0,030.4167 = 125m Sơ đồ kết cấu đĩa phanh nam châm điện thể Hình 5.10 R1 R2 Me Rp Mp δ F Hình 5.10 Sơ đồ kết cấu đĩa phanh nam châm điện Lõi từ Cuộn dây Đĩa phanh δ Khe hở khơng khí 84 5.2 Hệ thống điều khiển tự động ly hợp cấu vi sai kết hợp điện từ dùng cho ô tô INNOVA J 5.2.1 Kết cấu Hệ thống điều khiển tự động ly hợp thể Hình 5.11 có kết cấu gồm: Moayơ chế tạo liền với giá, giá có kết cấu dạng ba chân, liên kết với bánh đà động bulơng, moayơ có dạng ống, mặt có ren ăn khớp với ren ngồi bạc mở ly hợp Bạc mở ly hợp lắp lồng khơng trục ly hợp dịch chuyển dọc trục nhờ ăn khớp ren với moayơ, phần cuối bạc mở có then hoa để liên kết với bánh trung tâm cấu vi sai Để giảm ma sát mặt đầu bạc mở lò xo đĩa (hoặc đầu đòn mở ly hợp) điều khiển ly hợp, mặt đầu bạc mở có chế tạo bậc để lắp ổ bi chặn 12 Hình 5.11 Kết cấu ly hợp hệ thống điều khiển tự động ly hợp ô tô INNOVA J Vỏ ly hợp 2, Phanh điện từ 3, Bánh trung tâm 5, 11 Đĩa phanh Moayơ Bạc mở ly hợp Bánh hành tinh 10 Trục bánh hành tinh 12 Ổ bi chặn 85 Bánh trung tâm quay lồng không moayơ Kết nối hai bánh trung tâm ba bánh hành tinh 9, bánh hành tinh quay tự trục lắp moayơ cần dẫn Cần dẫn vừa làm gối tựa đầu trục bánh hành tinh vừa giới hạn dịch chuyển dọc trục bánh trung tâm, đồng thời liên kết vi sai thành khối ăn khớp với Hai đĩa phanh hợp kim nhôm liên kết với hai bánh trung tâm để hãm chuyển động bánh điều khiển ly hợp Hai cấu phanh điện từ lắp cố định te ly hợp, cung cấp dòng điện từ máy phát điện ắc quy để phanh bánh trung tâm điều khiển ly hợp Sơ đồ điều khiển tự động ly hợp thể Hình 5.12 Để đảm bảo làm việc bình thường hệ thống điều khiển, sơ đồ có bố trí cơng tắc giới hạn hành trình dịch chuyển bạc mở ly hợp đóng mở ly hợp (K3, K4) Để đảm bảo tính động tơ vùng tốc độ xác định trục khuỷu, có bố trí điều chỉnh ly tâm để đóng mở tiếp điểm cơng tắc K5 số vòng quay xác định Để giảm tải trọng động tránh nguy tắt máy phanh ô tô số vòng quay động nhỏ, có bố trí cơng tắc K chân phanh, công tắc nối mạch cho cấu điện từ phanh ô tơ để mở ly hợp 86 A2 A1 Hình 5.12 Sơ đồ điều khiển tự động ly hợp ô tô INNOVA J Ắc quy 2,4 Cơ cấu phanh điện từ Biến trở Bộ điều chỉnh ly tâm Máy phát điện Để đảm bảo vận hành ô tô trường hợp máy phát bị hỏng, để khởi động động phương pháp kéo, sơ đồ điều khiển có thiết kế mạch nối cuộn dây cấu điện từ với ắc quy bậc cơng tắc K7 vị trí “ắc quy” 5.2.2 Nguyên lý làm việc Khi động hoạt động, chuyển động quay truyền từ bánh đà động đến moayơ hệ thống điều khiển ly hợp Khi khơng có lực phanh cấu phanh điện từ, chi tiết cấu vi sai hai đĩa phanh trở thành khối thống quay theo trục khuỷu động Quá trình điều khiển ly hợp thực sau: + Đóng, mở ly hợp q trình chuyển số: Cơng tắc K1 nối với cần chuyển số để tiếp điểm đóng người lái tác dụng lực vào cần chuyển số Lúc này, cuộn dây 87 rơle A cung cấp dòng điện từ ắc quy, làm công tắc K2 nối với tiếp điểm A1, mạch cung cấp từ máy phát nối thông với cuộn dây cấu phanh điện từ 2, tạo nên lực điện từ làm giữ đĩa phanh 5, nên bánh trung tâm quay chậm lại, làm cho bạc mở ly hợp quay với tốc độ chậm moayơ Nhờ mối ghép ren bạc mở moayơ, kết bạc mở dịch chuyển phía trái, tác dụng lên lò xo đĩa (hoặc đòn mở) để mở ly hợp Khi bạc mở dịch chuyển hành trình cần thiết để mở hồn tồn ly hợp, cơng tắc hành trình K3 mở để ngắt mạch cuộn dây điện từ 2, làm giải phóng đĩa phanh chuyển động tịnh tiến bạc mở dừng lại (khi K3 mở K4 đóng) Sau gài số xong, người lái thả tay cần số làm cho công tắc K1 mở cuộn dây rơle A bị ngắt điện, cơng tắc K2 đóng phía tiếp điểm A2 Lúc này, mạch cung cấp cuộn dây cấu phanh điện từ nối thông, tạo nên lực điện từ làm đĩa phanh 11 bánh quay chậm lại, qua bánh hành tinh làm cho bánh bạc mở quay nhanh moayơ Kết bạc mở dịch chuyển sang phải, thơi tác dụng lên lò xo đĩa (hoặc đòn mở), làm cho ly hợp đóng lại Cuối hành trình bạc mở, cơng tắc K4 mở (K3 đóng) làm ngắt mạch cuộn dây cấu phanh Cường độ đóng ly hợp lúc phụ thuộc vào góc mở bướm ga nhờ mắc nối tiếp biến trở có điện trở giảm theo độ mở bướm ga, đồng thời phụ thuộc vào tốc độ động cơ; thay đổi tốc độ động cơ, làm thay đổi điện áp máy phát điện Vì thế, cường độ dòng điện cuộn dây điện từ, tương ứng lực phanh điện từ tăng theo độ mở bướm ga tốc độ động cơ, làm tăng cường độ đóng ly hợp ngược lại + Chế độ chuyển động ô tô: Khi tốc độ động thấp 800 vòng/phút, lực ly tâm văng điều chỉnh ly tâm khơng thắng lực căng lò xo nên đóng tiếp điểm công tắc K5, làm nối mạch cuộn dây rơle A Công tắc K2 nối với tiếp điểm A1, cuộn dây điện từ thông mạch để mở ly hợp nhằm đảm bảo tính động cho ô tô 88 Khi tốc độ động tăng lên, lực ly tâm hai văng làm ngắt tiếp điểm công tác K5, rơle A điện làm đóng cơng tắc K2 phía tiếp điểm A2 Trong mạch cuộn dây có điện làm đóng ly hợp Và cường độ đóng ly hợp lúc phụ thuộc vào góc mở bướm ga tốc độ động Cơng tắc K6 bố trí chân phanh, tiếp điểm đóng lại phanh, nối mạch cho rơle A để mở ly hợp Khi tác dụng vào bàn đạp phanh, công tắc K6 mở ra, làm rơle A điện để đóng ly hợp Kết cấu tổng thể hệ thống điều khiển tự động ly hợp thể Hình 5.13 89 A2 A1 Hình 5.13 Tổng thể kết cấu sơ đồ điều khiển tự động ly hợp ô tô INNOVA J 90 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Kết luận Vấn đề giảm nhẹ đơn giản trình điều khiển truyền động ô tô nhà thiết kế ô tô giới đặc biệt quan tâm Hiện nay, hướng chủ yếu để giảm nhẹ đơn giản trình điều khiển truyền động ô tô thường ứng dụng hộp số thủy cơ, chúng cho phép giải phóng hoàn toàn hay phần điều khiển trực tiếp người lái Điều đó, cải thiện cách đáng kể điều kiện lao động nâng cao tính an tồn chuyển động ô tô Tuy nhiên hộp số thủy có cấu tạo phức tạp, giá thành cao, tính kinh tế ô tô giảm, hiệu suất thấp hộp số khí, cơng nghệ sản xuất phải tiên tiến, yêu cầu chăm sóc, bảo dưỡng nghiêm ngặt, sửa chữa phức tạp đòi hỏi phải có tay nghề cao Tự động hố q trình điều khiển ly hợp ô tô biện pháp có hiệu cao, nhằm góp phần làm đơn giản giảm nhẹ q trình điều khiển tơ Đa số ô tô hệ thống điều khiển tự động ly hợp trang bị ly hợp ma sát khơng có đặc tính ly tâm Vì việc tự động hố q trình điều khiển ly hợp thực nhờ cấu hệ thống tự động Trong trường hợp này, việc tự động hố q trình điều khiển ly hợp khơng đòi hỏi phải thay đổi kết cấu phận truyền lực ô tô như: động cơ, ly hợp, hộp số Điều có ý nghĩa quan trọng, ly hợp tự động thường khơng phải đặt tất ô tô, mà theo yêu cầu người mua, tức số tương đối tơ sản xuất Qua phân tích sở lý thuyết tính tốn, thiết kế hệ thống điều khiển tự động ly hợp cấu vi sai kết hợp điện từ dùng cho ô tô INNOVA J, tác giả nhận thấy rằng: Với truyền khí kiểu vi sai bánh có kết cấu đơn giản, tiêu tốn lượng, hiệu suất truyền động cao, có độ bền làm việc tin cậy, giá thành thấp so với hệ thống điều khiển 91 khí nén hay thủy lực…, đồng thời đáp ứng yêu cầu làm việc ly hợp tơ Vì tác giả khẳng định rằng, việc thiết kế hệ thống điều khiển tự động ly hợp cấu vi sai kết hợp điện từ dùng cho ô tô INNOVA J việc làm có tính thiết thực, tính kinh tế tính khả thi cao Hạn chế đề tài Hầu hết chi tiết hệ thống điều khiển ly hợp liên kết với bánh đà động Do vậy, để khơng làm thay đổi đặc tính làm việc động cơ, cần phải thay đổi trọng lượng bánh đà để phù hợp với kết cấu tính tốn Bộ điều khiển ly hợp bố trí khoảng ly hợp hộp số Để bố trí điều khiển ly hợp, cần phải thay đổi kích thước vỏ hộp ly hợp cách kéo dài vỏ hộp, chuyển dời hộp số phía sau, tăng chiều dài trục ly hợp (trục sơ cấp hộp số), thu ngắn trục đăng, tính tốn lại đường kính trục ly hợp, thiết kế hệ thống bơi trơn cho vi sai, phương pháp lắp đặt hệ thống điện điều khiển,… Hạn chế đề tài chưa chế tạo thí nghiệm, áp dụng thực tế nên chưa thể đánh giá đầy đủ độ tin cậy hệ thống Do điều kiện thời gian không cho phép giới hạn đề tài, tác giả chưa đề cập vấn đề nêu nội dung luận văn Hướng phát triển đề tài Trên sở thiết kế hệ thống điều khiển tự động ly hợp cấu vi sai kết hợp điện từ dùng cho tơ INNOVA J, ứng dụng để tính tốn, thiết kế hệ thống điều khiển tự động ly hợp dùng cho ô tô tương đương Tuy nhiên, để đưa đề tài vào ứng dụng thực tế, cần phải thay đổi số kết cấu tơ Khi tơ có thiết kế hệ thống điều khiển tự động ly hợp với hộp số tự động góp phần lớn việc làm đơn giản giảm nhẹ trình điều khiển truyền động ô tô, đồng thời nâng cao tính động, tính an tồn chuyển động cho ô tô 92 Trong hệ thống điều khiển tự động ly hợp thiết kế, để điều khiển ly hợp phải điều khiển cấu phanh điện từ Kết bạc mở ly hợp dịch chuyển trục ly hợp để đóng mở ly hợp Với ngun lý đó, hồn tồn thiết kế hệ thống điều khiển tự động cho hộp số khí với kết cấu tương tự hệ thống điều khiển tự động ly hợp, cách điều khiển cho khớp nối dịch chuyển trục thứ cấp hộp số, để nối trục thứ cấp với bánh tương ứng quay lồng khơng trục Kết nhận tỷ số truyền khác tương ứng với cặp bánh luôn ăn khớp hộp số Sơ đồ kết cấu nguyên lý làm việc hệ thống điều khiển tự động hộp số thể Hình 5.14 Hình 5.14 Sơ đồ hệ thống điều khiển tự động hộp số Trục thứ cấp 2, 14 Bánh Moayơ Khớp nối 5, 13 Bánh trung tâm 6, 12 Đĩa phanh 7, 11 Phanh điện từ Bánh hành tinh Trục bánh hành tinh 10 Cần dẫn Sơ đồ kết cấu: Trục thứ cấp có then hoa ngồi để ăn khớp với moayơ 3, có hai bánh 14 quay lồng khơng trục Mặt ngồi moayơ có để ăn khớp với khớp nối Khớp nối có dạng ống, mặt 93 ngồi có ren để ăn khớp với ren lỗ moayơ bánh trung tâm 13, khớp nối có rãnh để dịch chuyển tự qua trục bánh hành tinh Bánh trung tâm quay lồng không khớp nối Kết nối hai bánh trung tâm 13 bánh hành tinh cần dẫn 10 Trục bánh hành tinh lắp cần dẫn moayơ Hai đĩa phanh 12 liên kết với hai bánh trung tâm để hãm chuyển động bánh điều khiển số Hai cấu phanh điện từ 11 lắp cố định vỏ hộp số, cung cấp dòng điện từ máy phát điện ắc quy để phanh bánh trung tâm điều khiển số Nguyên lý làm việc: Khi cung cấp dòng điện đến hai cấu phanh điện từ, bánh 13 quay chậm nhanh trục Kết khớp nối dịch chuyển sang bên phải bên trái để nối trục thứ cấp tương ứng với bánh bánh 14 để thay đổi số Việc đóng mạch cho cấu phanh điện từ 11 thực tự động nhờ cảm biến tốc độ ô tô cảm biến vị trí bướm ga… Như vậy, truyền động ô tô với ly hợp ma sát hộp số khí, thiết kế thêm hệ thống điều khiển tự động cấu vi sai kết hợp với phanh điện từ nhận tín hiệu điều khiển từ cảm biến, có kết cấu đơn giản, giá thành thấp, làm việc tin cậy, tiêu tốn lượng động không đáng kể công suất tiêu thụ cấu điện từ không lớn… Điều này, mang lại hiệu cao việc làm đơn giản giảm nhẹ q trình điều khiển tơ 94 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng (2000), Lý thuyết ô tô máy kéo, NXB Khoa học kỹ thuật [2] Cẩm nang sửa chữa Innova 2006 – 2009, Toyota [3] Nguyễn Văn Cẩn, Phan Đình Kiên (1996), Thiết kế tính tốn tơ máy kéo (tập 1), NXB Giáo dục [4] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm (1999), Thiết kế chi tiết máy, NXB Giáo dục [5] Trương Mạnh Hùng (2006), Bài giảng Cấu tạo tơ, Bộ mơn Cơ khí Ơ tơ, Trường Đại học Giao Thông Vận Tải - Hà Nội [6] Nguyễn Xn Phú, Tơ Đằng (1995), Khí cụ điện - Kết cấu, Sử dụng Sửa chữa, NXB Khoa học Kỹ thuật [7] Đỗ Sanh (1999), Cơ học (tập 1,2), NXB Giáo dục [8] Đỗ Sanh, Nguyễn Văn Vượng, Phan Hữu Phúc (2002), Giáo trình Cơ kỹ thuật, NXB Giáo dục [9] Thủ Tướng Chính Phủ (2014), “Quyết định phê duyệt chiến lược phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2035”, số 1168/QĐ – TTg [10] Ninh Đức Tốn (2003), Dung Sai Và Lắp Ghép, NXB Giáo dục [11] Bùi Hải Triều, Hàn Trung Dũng, Đặng Tiến Hồ, Nơng Văn Vìn (2001), Ơ tơ – Máy kéo, NXB Khoa học Kỹ thuật [12] Lê Văn Tuỵ, Hướng dẫn thiết kế ô tô (Phần truyền lực ô tô), Giáo trình lưu hành nội khoa Cơ khí Giao thông - Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng [13] Đinh Gia Tường, Tạ Khánh Lâm (1999), Nguyên lý máy, NXB Khoa học Kỹ thuật [14] Nguyễn Hồng Việt (2007), Điều khiển tự động tô (Phần Ly hợp - Hộp số), Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng [15] Hà Văn Vui, Nguyễn Chỉ Sáng (2004), Sổ tay Thiết kế khí (tập2, 3), NXB Khoa học Kỹ thuật ... khiển ly hợp 1.3 Các hệ thống điều khiển ly hợp 1.3.1 Hệ thống điều khiển ly hợp khí 1.3.2 Hệ thống điều khiển tự động ly hợp 1.3.2.1 Hệ thống điều khiển tự động ly hợp ly tâm 1.3.2.2 Hệ thống điều. .. 5.11 Kết cấu ly hợp hệ thống điều khiển tự động ly hợp ô tô INNOVA J 84 5.12 Sơ đồ điều khiển tự động ly hợp ô tô INNOVA J 86 5.13 Tổng thể kết cấu sơ đồ điều khiển tự động ly hợp ô tô INNOVA J. .. tính ly tâm dạng khác Sơ đồ ly hợp điều khiển khí 1.11 Hệ thống điều khiển tự động ly hợp ly tâm 23 1.12 Hệ thống điều khiển ly hợp điện chân không 26 1.13 Hệ thống điều khiển tự động ly hợp thủy