Nguồn cấp cho các bộ phận của mô hình:
- Năng lượng: Sử dụng nguồn điện xoay chiều 220V. Điện áp 220V được cấp cho mô hình sẽ cấp trực tiếp cho motor điện và bộ biến áp.
- Điện áp 220V sau khi qua bộ biến áp sẽ được chuyển thành điện áp 24V để cấp nguồn cho các van điện từ bằng cách lắp thêm mạch chỉnh lưu toàn kỳ và một tụ điện. Và chuyển thành điện áp 12V để cấp nguồn cho vi điều khiển, cuối cùng thông qua IC 7805 điện áp 12 V sẽ chuyển thành 5V để điều khiển các Led hoạt động.
Nguyên lý hoạt động chung của mô hình:
- Tín hiệu đầu vào: Cảm biến vị trí bàn đạp ga, cảm biến tốc độ, mức tải, vị trí cần số, công tắc OD OFF.
- Vi xử lý: Adruino Mega 2560
- Bộ chấp hành: Các led hiển thị như: tốc độ xe, độ mở cánh bướm ga, vị trí số, đèn báo OD OFF, đèn báo Kick-Down, đèn báo tại các phanh và ly hợp. Bộ gồm 7 van điện từ tương ứng với các ly hợp C0, C1, C2 và phanh B0, B1, B2, B3. - Sơ đồ khối hoạt động của mô hình:
Hình 3.13 Sơ đồ khối hoạt động của mô hình hộp số tự động A140E
Nguyên lý hoạt động tải Dải D: Khi cần số được chuyển về D. Lúc này cảm biến công tắc vị trí trung gian số sẽ gửi tính hiệu từ chân D đến vi điều khiển. Vi điều khiển xử lý thông tin này cùng với các tín hiệu khác bao gồm: Cảm biến vị trí bàn đạp ga, cảm biến tốc độ, mức tải, vị trí cần số, công tắc OD OFF. Sau đó sẽ đưa ra kết quả vị trí số hợp lý nhất ví dụ như số 1, 2, 3, OD. Đồng thời cấp tín hiệu để kích các transitor lúc này có dòng điện áp 5V chạy qua các Led rồi xuống mass. Các LED báo hoạt động của phanh, li hợp, khớp một chiều, tốc độ xe, độ mở cánh bướm ga sẽ được hiện thị. Tương tự sẽ có một dòng điện áp 24V chạy qua van điện từ làm cho van điện từ hoạt động theo đúng chế độ đã được lập trình trong vi điều khiển. Ví dụ Dải D ở vị trí số 1 thì các Led báo vị trí số 1 của dải D và các li hợp C0, C1 khớp 1 chiều F0 và F2 sẽ sáng. Các van điện từ số 5, 6 sẽ hoạt động đường khí nén sẽ dẫn đến C0 và C1 các li hợp sẽ hoạt động.
Chế độ Kick Down khi đạp hết hành trình của bàn đạp ga với thời gian nhanh trong khoảng bé hơn 1 giây. Vi xử lý sẽ điều khiển về số cưỡng bức về số 1.
Hộp số lên số OD chỉ khi công tắc OD off được nhấn. Đèn báo OD off trên bảng hiện thị sẽ tắt đi. Lúc này nếu các tín hiệu đầu vào đủ điều kiện thì vi điều khiển sẽ cho phép hộp số tên tay số OD tại dải D.
Chương 4 Vận hành và Ứng dụng 4.1 Vận hành mô hình
4.1.1 Giới thiệu mô hình
Để thuận tiện trong việc vận hành mô hình. Các chi tiết liên quan đến vận hành của mô hình sẽ được mô tả ở bên dưới.
Hình 4.1 Mô hình điều khiển hộp số tự động A140E
4.1.2 Lưu ý trước khi vận hành
- Đã được học về hộp số tự động
- Kiểm tra tổng quát mô hình: Trên mô hình có để khăn che hay đồ vật gì ảnh hưởng đến hoạt động không, xem dây curo có bị giãn hay bị đứt.
- Kiểm tra ống hơi có bị rò rỉ không bằng cách cấp khí nén trước khi hoạt động. - Đặt công tắc ở vị trí OFF.
- Để cần số ở vị trí N để motor khởi động dễ dàng hơn.
4.1.3 Vận hành mô hình
- Cấp nguồn điện xoay chiều 220V cho mô hình và cấp khí nén cho mô hình. Kiểm tra áp suất khí nén phải đủ 4kg/cm2.
- Bật công tắt chính để khởi động mô hình.
- Sử dụng cần chuyển số, nút OD off, mức tải, bàn đạp ga, tốc độ xe để điều khiển mô hình.
- Sau khi kết thúc quá trình sử dụng ta tắt công tắt mô hình, ngắt điện và khí nén cấp cho mô hình
* Quá trình vận hành của mô hình ở ngoài thực tế:
Mô hình đang vận hành ở tay số N
Hình 4.3 Mô hình đang vận hành ở số 2 của dãy số D
Mô hình đang vận hành ở số 3 của dãy số D
Mô hình đang vận hành ở số 1 của dãy số D (OD OFF) Mô hình đang vận hành ở số 2 của dãy số D (OD OFF) Mô hình đang vận hành ở số 3 của dãy số D (OD OFF)
Hình 4.6 Mô hình đang vận hành ở số 2 của dãy số 2
Hình 4.8 Mô hình đang vận hành ở số 1 của dãy số L
Mô hình đang vận hành ở tay số R Mô hình đang vận hành ở tay số P
4.2 Ứng dụng của mô hình
Mô hình được tạo ra với mục đích chính là để nghiên cứu, phát triển và giảng dạy góp phần nâng cao chất lượng giáo dục của người học. Mô hình có thể ứng dụng trong việc giảng dạy thông qua một số bài thực hành sau đây:
4.2.1 Bài thực hành số 1
Thực hành vẽ sơ đồ đường truyền công suất tại các tay số I. Yêu cầu: Thực hành vẽ sơ đồ đường truyển công suất tại 2 tay số bất kỳ. II. Mục tiêu:
Sau khi học xong bài thực tập này người học có khả năng:
Về kiến thức
Mô tả và giải thích được cấu tạo, nguyên lý làm việc của các bộ phận, cụm chi tiết trong hộp số tự động.
Thử nghiệm trên mô hình, ghi nhận kết quả, vẽ được đồ thị các tay số của hộp số tự động
Có khả năng lựa chọn đề xuất giải pháp kiểm tra và sửa chữa các bộ phân, cụm chi tiết thuộc hộp số tự động
Về kỹ năng
Chuẩn đoán, vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa được hộp số tự động của ô tô.
Biết vận hành mô hình hộp số, hiểu được cơ chế gạt cần số.
Kỹ năng làm việc độc lập và làm việc nhóm
Về thái độ
Có thái độ và đạo đức nghề nghiệp đúng đắn; có ý thức kỷ luật và tác phong công nghiệp.
Có trách nhiệm vàlàm việc theo nhóm và làm việc đọc lập
Có thái độ hợp tác, cầu tiến, đúc kết kinh nghiệm để hình thành kỹ năng tư duy độc lập
Có phương pháp làm việc khoa học, có khả năng tư duy sáng tạo.
III. Phương tiện – Dụng cụ - Thiết bị:
Giáo trình hộp số tự động
Máy tính máy chiếu, bảng phấn,..
Mô hình điều khiển hộp số tự động A140E
Nguồn điện 220V.
Phiếu thực hành.
IV. Nội dung thực hiện:
Tìm hiểu lý thuyết điều khiển hộp số tự động
Thử nghiệm trên mô hình
Ghi lại kết quả đạt được trong phiếu thực hành
Vẽ được đường truyền công suất trong 2 tay số tự chọn.
V. Khảo sát và ghi nhận kết quả:
So sánh đồ thị vẽ được với kết quả
Nhận xét đánh giá, đề xuất.
VI. Thông số kỹ thuật hộp số A140E
Loại hộp số A140E
Loại Động cơ 5S-FE
Tỷ số truyền biến mô 2.0:1
Cơ cấu khóa biến mô Có
Tỷ số truyền: 1st Gear 2nd Gear 3rd Gear O/D Gear Reverse Gear 2.810 1.549 1.000 0.706 2.296
Loại dầu ATF DEXRON*II
Dung tích 5.6
Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật của hộp số trên mô hình
PHIẾU THỰC HÀNH SỐ 1
I. Tên bài thực hành: Thực hành vẽ sơ đồ đường truyển công suất tại 2 tay số bất kỳ
II. Người thực hiện:
Tên sinh viên MSSV
1. 2. 3. 4.
III. Nội dung thực hành:
1. Điền tên các bộ phận của hộp số tự động.
Hình 4.10 Sơ đồ khối hoạt động của hộp số tự động A140E
1. 2. 3.
7. 8. 9.
10. 11. 12.
Hình 4.11 Bảng tên gọi các bộ phận trong sơ đồ khối
2. Vẽ đường truyền công suất tại 2 vị trí số: Vẽ đường truyền truyền của công suất bằng mũi tên trực tiếp lên sơ đồ khối bên dưới.
a) Vị trí số ……. Tại tay số ……..:
Nguyên lý hoạt động của tay số: ……….... ……….... ... ... ... ... b) Vị trí số ………Tại tay số……..:
Nguyên lý hoạt động của tay số: ……….... ……….... ... ... ……….... ……….... IV. Nhận xét và đề xuất ……….... ……….... ... ...
4.2.2 Bài thực hành số 2
Xác định vận tốc chuyển số ở từng mức tải I. Yêu cầu: Xác định vận tốc chuyển số ở từng mức tải.
II. Mục tiêu:
Sau khi học xong bài thực tập này người học có khả năng:
Về kiến thức
Mô tả và giải thích được cấu tạo, nguyên lý làm việc của các bộ phận, cụm chi tiết trong hộp số tự động.
Thử nghiệm trên mô hình, ghi nhận kết quả, vẽ được đồ thị các tay số của hộp số tự động
Có khả năng lựa chọn đề xuất giải pháp kiểm tra và sửa chữa các bộ phân, cụm chi tiết thuộc hộp số tự động
Về kỹ năng
Chuẩn đoán, vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa được hộp số tự động của ô tô.
Biết vận hành mô hình hộp số, hiểu được cơ chế gạt cần số.
Kỹ năng làm việc độc lập và làm việc nhóm
Về thái độ
Có thái độ và đạo đức nghề nghiệp đúng đắn; có ý thức kỷ luật và tác phong công nghiệp.
Có trách nhiệm công dân, làm việc theo nhóm và làm việc đọc lập
Có thái độ hợp tác, cầu tiến, đúc kết kinh nghiệm để hình thành kỹ năng tư duy độc lập
Có phương pháp làm việc khoa học, có khả năng tư duy sáng tạo.
III. Phương tiện – Dụng cụ - Thiết bị:
Giáo trình hộp số tự động
Máy tính máy chiếu, bảng phấn,..
Dụng cụ đồ nghề, đồng hồ VOM,
Mô hình điều khiển hộp số tự động A140E
Nguồn điện 220V.
Phiếu thực hành.
IV. Nội dung thực hiện:
Tìm hiểu lý thuyết điều khiển hộp số tự động
Rút ra được sự liên kết giữa tải và vận tốc chuyển số.
V. Khảo sát và ghi nhận kết quả:
So sánh kết quả ghi nhận được với nhau.
Nhận xét đánh giá, đề xuất.
VI. Thông số kỹ thuật hộp số A140E
Loại hộp số A140E
Loại Động cơ 5S-FE
Tỷ số truyền biến mô 2.0:1
Cơ cấu khóa biến mô Có
Tỷ số truyền: 1st Gear 2nd Gear 3rd Gear O/D Gear Reverse Gear 2.810 1.549 1.000 0.706 2.296
Loại dầu ATF DEXRON*II
Dung tích 5.6
Bảng 4.2 Thông số kỹ thuật của hộp số trên mô hình
PHIẾU THỰC HÀNH SỐ 2 I. Tên bài thực hành: Xác định tốc độ chuyển số ở từng mức tải
II. Người thực hiện:
Tên sinh viên MSSV
1. 2. 3. 4.
III. Nội dung thực hành
1. Thực hành trên mô hình
Điều chỉnh mức tải tương ứng như hình bên dưới rồi quan sát tốc độ chuyển số thay đổi như thế nào khi tải thay đổi.
2. Điền thông tin vừa quan sát được vào bảng dưới đây *Lên số: Vị trí lên số 25% 50% Mức tải 75% 100% D 1→2 2→3 3→4 2 1→2 2→3 L 1→2
Bảng 4.4 Vận tốc lên số khi thay đổi tải
Nhận xét sự thay đổi của vận tốc chuyển số ở bảng trên:
……….... ……….... ... ... *Xuống số: Vị trí lên số 25% 50% Mức tải 75% 100% D 1→2 2→3 3→4 2 1→2 2→3 L 1→2 Bảng 4.5 Vận tốc xuống số khi thay đổi tải Nhận xét sự thay đổi của vận tốc chuyển số ở bảng trên: ………....
………....
...
3. Trả lời câu hỏi :” Tại sao vận tốc lên số và xuống số ở cùng một cấp số (VD: 1 lên 2, 2 xuống 1) lại khác nhau?
……….... ……….... ... ... IV. Nhận xét và kết luận ……….... ……….... ... ...
Chương 5 Kết luận và kiến nghị 5.1 Kết luận
Sau thời gian 4 tháng kể từ khi nhận đề tài và bắt đầu thi công đồ án. Dựa trên mô hình đã hoàn thành từ trước. Mô hình hộp số tự động A140E đã được cải tiến và hoàn thiện lại với giao diện thân thiện tốt hơn và mang lại thêm những tính năng mới bổ sung thêm cho mô hình. Ban đầu chúng em cũng đã gặp rất nhiều khó khăn trong việc thi công mô hình cũng như tìm tài liệu. Nhưng với sự giúp đỡ tận tình của thầy hướng dẫn và các
thầy quý thầy trong Khoa chúng em đã hoàn thành đề tài đươc
giao.
Đề tài đã trình bày được những vấn đề cơ bản hộp số tự động điều khiển bằng điện tử. Ví dụ như nguyên lý hoạt động, xây dựng mô hình điều khiển lên xuống số bằng Simulink. Từ đó cho chúng ta có một cái nhìn tổng quan về hộp số tự động giúp dễ dàng đi sâu vào khảo sát một hộp số tự động thực tế.
Trong thời gian làm đồ án với kiến thứ c thưc
tế còn ít, do
vây đề tài này chắc hẳn còn nhiều thiếu sót. Rất mong quý Thầy Cô và các ban bổ sung góp ý để đề tài này đươc hoàn thiên hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn.
5.2 Kiến nghị
Mô hình hộp số tự động A140E, quá trình hoạt động được hiển thị rõ thông qua bảng hiển thị gồm LED và LCD. Các mặt cắt trên hộp số giúp chúng ta dễ dàng quan sát các kết cấu cũng như hoạt động bên trong. Phần khung gá được gia công chắc chắn, nhỏ gọn gá trên 4 bánh xe giúp dễ dàng di chuyển. Hệ thống điện được lắp đặt gọn gàng, an toàn. Tổng thể mô hình, các bộ phận được bố trí hài hoà, giúp người xem dễ dàng vận hành, quan sát cũng như tìm hiểu về mô hình.
Với mô hình như thế nhóm xin kiến nghị khoa xem xét dùng mô hình này để:
Phục vụ giảng dạy cho sinh viên.
Kết hợp mô hình trên với các bộ phận khác trên xe như: Động cơ, bộ phận truyền lực… Để sinh viên dễ dàng nắm được tổng thể của một hệ thống truyền lực như trên một chiếc xe hoàn chỉnh.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[ 1 ] Phạm Ngọc Thiên Ban – Nguyễn Thành Nhựt(2016), “Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng phần mềm máy tính điều khiển sang số hộp số tự động”,65 trang
[ 2 ] Đặng Văn Châm(2016),”Chuyên ngành kỹ thuật ô tô và xe máy hiện đại”,Nhà xuất bản trẻ,800 trang
[ 3 ] Nguyễn Bình Trị(2016),”Luận văn thạc sĩ Điều khiển hộp số tự động bằng phần mềm Labview”,100 trang
[ 4 ] Tài liệu đào tạo “Hộp số tự động” giai đoạn 2, hãng TOYOTA năm 1998
[ 5 ] Tài liệu đào tạo “ECT (Hộp số điều khiển điện tử” giai đoạn 3, hãng TOYOTA năm 1998