Khi điện áp lưới có giá trị lớn nhất Umax =240V dòng lớn nhất đi qua diode là 5A
Do đó ta lựa chọn cầu 6A
Điện áp sau chỉnh lưu Ui = 15√2 -1,4 = 19,8V
Sau khi qua khối chỉnh lưu cầu thì tụ lọc cũng phải đảm bảo chịu được điện áp lớn nhất là 24V.
Chọn tụ C1=1000uF/35V
Led 1 báo điện áp đầu vào. Khối bảo vệ dòng:
Nguyên lý bảo vệ dòng:
Hình 2. 46: Sơ đồ ngun lý bảo vệ dịng
Gọi dòng transistor là T1 và U1, UET2, UBT2 lần lượt là điện áp trên chân E và B của transistor T2, ta có :
U1 - Udiode = UET2
U1 - UR = U1 - Itải.R = UBT2 Ta có các trường hợp sau : Khi Itải<Ibảo vệ -> UET2 < UBT2
Transistor T2 khóa, khối bảo vệ chưa hoạt động
Khi Itải>Ibảo vệ -> UET2 > UBT2
Transistor T2 thơng, có dịng vào kích thích thrysistor hoạt động, dịng vào
qua R2 qua thrysistor về chân mass, đồng thời transistor T1 khóa, lúc này khơng có dịng cấp cho phần mạch sau khối bảo vệ nên tải và các linh kiện bảo vệ.
-Tính tốn cho khối : Ta có :
U1 - 𝑈 = 𝑈
U1 - 𝑈 = U1 - 𝑈ả . R3= 𝑈 Để transistor T2 thơng thì 𝑈 > 𝑈
Vậy 𝐼ả .R3 > 0.7V
R3 > ,
ả = . =0,14 Ω
Ta chọn R3 = 0,1 Ω , công suất trở là P = 𝐼 . R -> 𝑃 =2,5W
Chọn trở phân áp R4=R5=3300 Ω Khối điện áp lấy ra :
Hình 2. 47: Khối điện áp lấy ra
Do dịng ra là 5A, ta sử dụng một transistor có khả năng chịu được dòng lớn hơn hoặc bằng 5A, ở đây ta sử dụng một transistor cơng suất Tip42C kéo dịng, vì dịng ra lớn nhất ở LM7812 là 1A.
Điện áp vào khối lấy điện áp ra là U2 = Ung – 1,4 - 𝑈 – 0,1. 𝐼ả = 15√2-1,4-0,7-0,1*5=18,6V
Do có thêm tản nhiệt IC có khả năng cho ra dịng ra là 1,5A Dòng IC qua transistor T3 là 3,5 A
R7 = = , ,
, =1 Ω -> chọn R7 =1 Ω 20W Tụ C2 = 470uF /16F
CHƯƠNG 3:
MÔ PHỎNG, THI CÔNG, LẮP RÁP VÀ THỰC NGHIỆM
3.1 Tiến hành mô phỏng chuyển động
Sau khi đã hoàn thành được các bản vẽ thiết kế 3D của hộp số thì chúng em bắt đầu tạo mô phỏng chuyển động của hộp số ở từng cấp số.
Tiến hành đưa mơ hình vào mơi trường motion để tạo chuyển động của hộp số sau khi hoàn thành mơ hình 3D.
Hình 3. 1: Tạo chuyển động của hộp số
Để cho phần hình ảnh đồ họa cho mơ phỏng tốt hơn, tụi em chọn phần mềm Keyshot 10 để xử lí hình ảnh và vật liệu được tốt hơn.
Tiến hành import model 3D đã tạo bằng phần mềm solidwork 2018 Đưa mơ hình hộp số vào mơi trường keyshot để xử lí hình ảnh
Hình 3. 2: Đưa vào mơi trường Keyshot
Hình 3. 3: Gán vật liệu và xử lý hình ảnh
Tiến hành render các mô phỏng chuyển động, lựa chọn các thông số setting của mơ hình hộp số là một bước rất quan trọng, giúp cho chất lượng hình ảnh được tốt hơn và các chuyển động trở nên mượt mà hơn.
Hình 3. 4: Render các mơ phỏng chuyển động
Sau khi hồn thành các video ngắn mơ phỏng cấu tạo và các cấp số của hộp số, sử dụng phần mềm Adobe premiere và các phần mềm phụ trợ khác như Adobe Photoshop hoặc phần mềm Adobe IIIlustrator để tiến hành chỉnh sửa video các thông số như khung hình, độ sáng, thêm các chuyển động animation giải thích và sắp xếp các video theo một trật tự rõ ràng.
Hồn thành các video mơ phỏng hộp số
Hình 3. 6: Hồn thành video mô phỏng
3.2 Mô phỏng nguyên lý hoạt của hộp số tự động ở từng cấp số
Hình 3. 7: Sơ đồ 2D cấu tạo của hộp số tự động Trong đó: C1, C2 ly hợp truyền momen cho hộp số. Trong đó: C1, C2 ly hợp truyền momen cho hộp số.
Bảng 3. 1: Bảng hoạt động của các ly hợp phanh trên từng cấp số Các ký hiệu:
Đường truyền lực Ly hợp đóng
3.2.1 Ở cấp số 1
Đường truyền công sức truyền từ TSC sang trục thứ cấp, ly hợp C1, C5 đóng dẫn đến bánh răng bao bộ hành tinh thứ nhất đóng, vì thế đường truyền cơng suất truyền từ TSC sang bánh răng mặt trời, tác dụng lên bánh răng hành tinh và truyền ra TTC.
3.2.2 Ở cấp số 2
Các ly hợp đóng: ly hợp C1, C4
Hình 3. 9: Sơ đồ nguyên lý hoạt động ở cấp số 2
Khi chuyển sang cấp số 2, li hợp C1, C4 đóng, dẫn đến bánh răng bao bộ bánh răng hành tinh thứ đứng yên, bánh răng bao thứ nhất chuyển động, đường truyền công suất truyền từ TSC sang bánh răng mặt trời, đường truyền công suất chia thành hai nhánh bánh răng bao và bánh răng mặt trời tác động lên bánh răng hành tinh và truyền ra TTC tốc độ TTC tăng lên, momen giảm xuống.
3.2.3 Ở cấp số 3
Hình 3. 10: Sơ đồ nguyên lý hoạt động ở cấp số 3
Khi hộp số chuyển sang số 3, ly hợp C1, C3 đóng, bộ bánh răng bao thứ 3 đứng yên, bánh răng bao của bộ hành tinh 1 và 2 chuyển động, dẫn đến tốc độ của TTC tăng lên và momen xoắn giảm xuống.
3.2.4 Ở cấp số 4
Ly hợp C1, C2 đóng, dẫn đến đường truyền cơng suất tác động lên bánh răng bao và bánh răng mặt trời cùng một tốc độ, dẫn đến cơng suất được bảo tồn hay cịn gọi là đường truyền thẳng, tốc độ đầu ra bằng tốc độ đầu vào.
3.2.5 Ở cấp số 5
Các ly hợp đóng: ly hợp C2, C3
Hình 3. 12: Sơ đồ nguyên lý hoạt động ở cấp số 5
Khi hộp số chuyển qua số 5, li hợp momen C2 được kích hoạt và li hợp phanh C3 cũng được kích hoạt, lúc này đường truyền công suất được dẫn từ TSC sang cần dẫn của bộ bánh răng hành tinh thứ 2 và sau đó được truyền san bánh răng bao bộ hành tinh thứ nhất, lúc này tốc độ của trục thứ cấp tăng lên và momen xoắn được giảm xuống đáng kể.
3.2.6 Ở cấp số 6
Các ly hợp đóng: ly hợp C2, C4
Hình 3. 13: Sơ đồ nguyên lý hoạt động ở cấp số 6
Khi hộp số được chuyển sang cấp số 6 cấp số tối đa của hộp số, lúc này vòng tua máy được nhân lên cực đại. Khi chuyển sang cấp số 6 li hợp dẫn momen C2 vẫn đóng, thay vào đó li hợp phanh C3 được nhả ra và C4 đóng lại, lúc này bộ bánh răng hành tinh thứ 3 quay trơn, đường truyền công suất được dẫn trực tiếp từ TSC truyền sang cần dẫn của bộ bánh răng thứ 2, vì bánh răng bao của bộ thứ 2 vẫn đóng nên đường truyền cơng suất truyền từ cần dẫn 2 sang bánh răng hành tinh và đến bánh răng mặt trời, song song với đó đường truyền công suất cũng được truyền sang bộ bánh răng bao thứ nhất nên ta có hai đường truyền cơng suất được truyền đến bánh răng bao và bánh răng mặt trời, dẫn đến tốc độ đầu ra đạt cực đại.
3.2.7 Ở số lùi
Các ly hợp đóng: ly hợp C3, C5
Hình 3. 14: Sơ đồ nguyên lý hoạt động ở số lùi
Khi vào số lùi, li hợp phanh C3, C5 đóng dẫn đến bánh răng bao bộ bánh răng hành tinh 1 và 3 đứng im và bánh răng bao bộ 2 vẫn chuyển động.
Đường truyền công suất được truyền vào bánh răng mặt trời bộ bánh răng hành tinh thứ 3 dẫn đến kéo theo bánh răng bao bộ thứ 2 chuyển động, vì bánh răng thứ nhất đứng yên nên bánh răng hành tinh thứ 2 chỉ xoay tại chỗ dẫn đến bánh răng mặt trời xoay theo chiều ngược lại vì đó kéo theo cần dẫn cũng quay theo chiều ngược lại.
CHƯƠNG 4:
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN
4.1 Các kết quả thu được
Đã hồn thành mơ phỏng lại cấu tạo và mơ hình HSTĐ. Hồn thành tính tốn các thơng số của hộp số.
Hồn thành q trình mơ phỏng cấu tạo và mơ phỏng chuyển động của mơ hình hộp số.
Tạo thành video mơ phỏng, giải thích kĩ cấu tạo và nguyên lí hoạt động của hộp số trên từng cấp số, phù hợp trong việc đưa vào giảng dạy.
4.2 Đánh giá kết quả
Hoàn thành 90% yêu cầu đặt ra, tuy nhiên vẫn có một số điểm hạn chế, chưa hoàn thiện như sau:
Hạn chế về góc nhìn là một yếu điểm cực quan trọng trong q trình mơ phỏng và trình bày ngun lí hoạt động của hộp số tự động.
Các thơng số thiết kế và tính tốn dựa trên đơn vị tham khảo, chưa hồn tồn chính xác 100%.
4.3 Hướng phát triển
Hướng phát triển của đề tài là dựa vào các bản vẽ, mô phỏng để thiết kế, chế tạo ra một mơ hình HSTĐ bằng phương pháp in 3D.
Tuy nhiên để có thể thi cơng chế tạo ra mơ hình hộp số tự động in 3D thì vẫn cần thêm một số yêu cầu:
Mơ hình hộp số phải có hai phần, bao gồm: phần cơ khí và phần điện, đảm bảo mơ hình có thể hoạt động được và chính xác những gì đã mơ phỏng.
Sử dụng những file đã thiết kế và tiến hành in 3D, và đảm bảo các đuôi file SLDPRT bên solidwork được chuyển sang đuôi STL, để máy in có thể nhận dạng file in.
Một chi tiết cực kì quan trọng khi in 3D, cần điều chỉnh các chi tiết 3D, tính tốn dung sai chi tiết, lắp ghép, cần đảm bảo các chi tiết có thể lắp vào nhau và hoạt động trơn tru, nhẹ nhàng.
Tính tốn mật độ dày của chi tiết , chọn vật liệu đảm bảo độ bền khi hoạt động, trong in 3D có nhiều loại nhựa khác nhau đó là PLA hoặc ABS, nhựa ABS sẽ đảm bảo được độ bền hơn so với PLA.
Đối với phần điện: lựa chọn các thiết bị điện và thiết bị điều khiển.
Sử dụng xilanh điện để ép các phanh li hợp và nam châm điện để sử dụng trong cơ cấu li hợp truyền momen.
Đối với thiết bị điều khiển, sử dụng arduino để điều khiển các xilanh điện. 4.4 Kết Luận
Nhóm chúng em đã hồn thành được 90% mục tiêu đề ra trước đó, đã thiết kế ra được các bản vẽ 2D, 3D, video mô phỏng nguyên lý làm việc của hộp số tự động trên ô tô. Giúp cho các giảng viên và sinh viên thuận tiện hơn trong việc giảng dạy và học tập, dễ tiếp cận và hiểu rõ hơn về HSTĐ trên ơ tơ.
Các bản vẽ có thể dùng để thi cơng chế tạo ra mơ hình HSTĐ bằng phương pháp in 3D.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
(1) Nguyễn Khắc Trai, Cấu Tạo Hệ Thống Truyền Lực Ơ Tơ Con, Nhà xuất bản Khoa Học Và Kỹ Thuật, xuất bản năm 1999, trang 50.
(2) Lớp Cơ điện tử-K53 Đại học giao thông vận tải cơ sở 2, Phân tích động học cơ
cấu hành tinh kiểu Simpson trong hộp số tự động.
(3) Lesics, Automatic Transmission, How it work?,
PHỤ LỤC