phân tích đặc điểm cấu tạo và thiết kế, chế tạo mạch điều khiển hộp số tự động trên ôtô

74 897 0
phân tích đặc điểm cấu tạo và thiết kế, chế tạo mạch điều khiển hộp số tự động trên ôtô

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ÔTÔ VÀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ 2 1.1 TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ 1.1.1 Giới thiệu về ô tô Hiện nay ô tô là phương tiện vận tải được sử dụng phổ biến tại hầu hết các quốc gia trên thế giới. Không những vậy ngành công nghiệp ô tô đã đóng góp một phần lớn vào sự phát triển nền kinh tế. Khoa học ngày càng phát triển thì ngày nay nhiều hãng xe đang cố gắng để cải thiện tất cả các tính năng của chiếc xe nhằm nâng cao chất lượng cũng như tăng số lượng bán ra thị trường để phục vụ cho nhu cầu sử dụng của con người. Để làm được điều đó đòi hỏi phải trải qua quá trình nghiên cứu phát triển lâu dài của các hãng xe đặc biệt là công nghệ mới. Ô tô hay xe hơi là loại phương tiện giao thông chạy bằng bánh có chở theo chính động cơ của nó. Tên gọi ô tô được nhập từ tiếng Pháp (automobile),tên tiếng Pháp xuất phát từ từ ‘auto’(tiếng Hy Lạp nghĩa là tự thân) và từ mobilis (tiếng Lating nghĩa là vận động). Từ automobile ban đầu chỉ những loại xe tự di chuyển được bao gồm “xe không ngựa” và “xe có động cơ”.Còn ôtô trong tiếng Việt Nam dùng để chỉ các loại xe 4 bánh. Ô tô được phân loại bằng kích thước,kiểu dáng,số cửa và mục đích sử dụng. Cho dù kiểu dáng và loại xe khác biệt nhau như thế nào đi nữa thì ô tô vẫn luôn được định nghĩa là một chiếc xe có gắn động cơ để nó có thể di chuyển trên đất liền. Lần đầu tiên ra mắt ôtô được hoan nghênh như một phương tiện cải tiến về môi trường so với ngựa. Tuy nhiên năm 2006 thì ô tô được đánh giá là một trong những phương tiện gây ô nhiểm không khí và tiếng ồn ảnh hưởng đến sức khỏe con người. 1.1.2 Cấu tạo chung của ô tô Hình 1.1: Cấu tạo chung của ô tô 3 Khoảng 5000 bộ phận rời rạc được lắp ghép lại với nhau để tạo thành một chiếc xe ngày nay các bộ phận này được gom lại từng nhóm trong hệ thống. Tuy ô tô có nhiều kiểu dáng mẩu mã khác nhau nhưng tất cả đều có chung một cấu tạo căn bản. Ngày nay các hệ thống trên xe đều được kiểm soát và điều khiển bằng điện tử. Đôi khi người ta gọi hệ thống điện tử này là một máy vi tính, các hệ thống và bộ phận trong ô tô đều được chia thành 3 bộ phận chính: 1) Động cơ Động cơ là nguồn cung cấp công suất cho chiếc xe. Động cơ ôtô hiện nay là loại động cơ đốt trong vì công suất tạo ra do hỗn hợp hòa khí nhiên liệu được đốt cháy sinh công tại buồng đốt trong xylanh động cơ. Hầu hết các loại ô tô đều được trang bị động cơ có từ 4,6 đến 8 xylanh. Để động cơ có thể hoạt động liên tục cần 4 hệ thống hỗ trợ:nhiên liệu, đánh lửa, làm mát, bôi trơn. 2) Hệ thống truyền động Hình 1.3: Hệ thống truyền động trên ô tô Hình 1.2: 4 Hệ thống truyền động có tác dụng đưa công suất của động cơ đến các bánh xe chủ động để di chuyển chiếc xe. Hệ thống bao gồm ly hợp, hộp số, trục truyền động, cầu chủ động, bộ vi sai… 3) Hệ thống điện Hệ thống điện trên ô tô bao gồm các hệ thống sau: hệ thống khởi động, hệ thống cung cấp điện, hệ thống phun xăng đánh lửa, hệ thống chiếu sáng và tín hiệu, hệ thống điều khiển động cơ, hệ thống điều hòa nhiệt độ…Mỗi hệ thống có cấu tạo và tính năng riêng phục vụ từng mục đích nhất định tạo thành một hệ thống điện riêng biệt trong mạch điện ô tô. Hình 1.4: Mô hình hệ thống điện trên ô tô Sau khi chế tạo và lắp ráp xong ta sẽ có 1 chiếc xe ô tô hoàn thiện Hình 1.5: Ô tô Toyota 5 1.2 GIỚI THIỆU VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG 1.2.1 Lịch sử của hộp số tự động Cho đến nửa đầu của thập kỷ 70, hộp số được TOYOTA sử dụng phổ biến nhất là loại hộp số thường, nhưng bắt đầu từ năm 1977, với việc giới thiệu hộp số tự động A40D trên xe CROWN, số lượng hộp số tự động tăng mạnh. Ngày nay, hộp số tự động có thể thấy thậm chí ngay cả trên xe 4WD (hai cần chủ động) và xe tải nhỏ. Hộp số tự động có thể chia thành hai loại, chúng khác nhau về hệ thống sử dụng để điều khiển chuyển số và thời điểm khóa biến mô. Một loại là điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực, nó chỉ sử dụng hệ thống thủy lực để điều khiển, loại kia là loại điều khiển điện, nó cũng sử dụng số liệu (chế độ chuyển số và khóa biến mô) lưu trong ECU (bộ điều khiển điện tử) để điều khiển. Loại điều khiển điện bao gồm cả chức năng chẩn đoán và dự phòng ngoài chức năng điều khiển chuyển số và thời điểm khóa biến mô và được gọi là ECT (hộp số điều khiển điện). Các bộ phận truyền lực của hộp số tự động điều khiển thủy lực và ECT về cơ bản là giống nhau, nhưng phương pháp điều khiển sang số rất khác nhau. Hộp số tự động A540E sau sẽ được phân tích kỷ hơn. 1.2.2 Nhiệm vụ và yêu cầu 1) Nhiệm vụ Tìm hiểu và nghiên cứu về đặc điểm cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của hộp số tự động trên ô tô. Thiết kế mạch điều khiển hộp số tự động để đi số tại thời điểm cần chuyển số. 2) Yêu cầu  Thiết lập được mô hình hộp số tự động để đưa vào phục vụ việc dạy- học cho sinh viên.  Phải chuyển số một cách tự động khi tải động cơ và tốc độ ôtô thay đổi  Mô hình phải gọn nhẹ kết cấu đơn giản dễ vận hành và sử dụng. 1.2.3 Định nghĩa, phân loại và ưu điểm 1) Định nghĩa Đối với hộp số thường khi ô tô di chuyển, cần sang số phối hợp với bàn đạp ga và bàn đạp điều khiển ly hợp để thay đổi số (tăng hay giảm số) mục đích thay đổi mômen hoặc tăng tốc độ cho ô tô nhằm tăng hiệu quả sử dụng và tiết kiệm nhiên 6 liệu. Cho nên, điều cần thiết đối với người điều khiển là phải thường xuyên nhận biết tải và tốc độ ô tô để chuyển số cho phù hợp. Những nhận biết của người điều khiển về tải và tốc độ của ô tô là không cần thiết đối với hộp số tự động, mà việc chuyển số lên hay xuống đến số thích hợp nhất được thực hiện một cách tự động tại thời điểm thích hợp nhất theo tải động cơ và vận tốc ô tô. 2) Phân loại » Phân loại theo cách điều khiển  Loại điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực, nó chỉ sử dụng hệ thống thủy lực để điều khiển.  Loại điều khiển điện, nó sử dụng bộ điều khiển điện tử (ECT) để điều khiển. » Phân loại theo kết cấu của ô tô  Các hộp số sử dụng trên ô tô FF (động cơ đặt trước cầu – cầu trước chủ động).  Các hộp số sử dụng trên ô tô FR (động cơ đặt trước - cầu sau chủ động)  Các hộp số sử dụng trên ô tô FF được thiết kế gọn nhẹ hơn so với loại lắp trên ô tô FR do chúng được lắp trên khoang động cơ. Các hộp số sử dụng trên ô tô FR có bộ truyền động cuối cùng lắp ở ngoài, nhưng các hộp số sử dụng trên ô tô FF lại lắp ở bên trong. Loại hộp số sử dụng trên ô tô FF còn được gọi là “hộp số có vi sai”. 3) Ưu điểm So với hộp số thường, hộp số tự động có các ưu điểm.  Nó làm giảm mệt mỏi cho người điều khiển ô tô bằng cách loại bỏ các thao tác cắt ly hợp và thường xuyên phải chuyển số.  Nó chuyển số một cách êm dịu tại các vận tốc thích hợp với chế độ vận hành ô tô, do vậy giảm bớt cho người điều khiển ô tô sự cần thiết phải thành thạo các kĩ thuật điều khiển ô tô khó khăn và phức tạp như vận hành ly hợp.  Nó tránh cho động cơ và dòng dẫn động khỏi bị quá tải, do nó nối nhau bằng thủy lực (qua biến mô) tốt hơn so với nối bằng cơ khí. 1.3 KẾT CẤU (Hình 1.6) 7 Các bộ phận chính của hộp số tự động - Biến mô - Bộ truyền bánh răng hành tinh - Bộ điều khiển thủy lực - Bộ truyền động bánh răng cuối cùng - Các thanh điều khiển - Dầu hộp số tự động Hình 1.6: Hộp số tự động 1. Bộ truyền bánh răng hành tinh; 2. Bộ biến mô; 3. Bộ truyền động cuối cùng. 1) Biến mô (hình 1.7) Chức năng  Tăng mômen do động cơ tạo ra.  Đóng vai trò như một ly hợp thủy lực để truyền (hay không truyền) mômen động cơ đến hộp số.  Hấp thụ các dao động xoắn của động cơ và hệ thống truyền lực.  Có tác dụng như một bánh đà để làm đều các chuyển động quay của động cơ.  Dẫn động bơm dầu của hệ thống điều khiển thủy lực.  Bộ biến mô thủy lực được lắp ở đầu vào của chuỗi bánh răng truyền động hộp số và được bắt bằng bu lông vào trục sau của trục khuỷu thông qua tấm truyền động.  Bộ biến mô được đổ đầy bằng dầu hộp số tự động, nó làm tăng mômen do động cơ tạo ra và truyền mômen này đến hộp số hoặc là đóng vai trò như một khớp thủy lực truyền mômen đến hộp số.  Trên ô tô có lắp hộp số tự động, bộ biến mô cũng có tác dụng như bánh đà của động cơ.Do không cần có một bánh đà nặng như trên ô tô có hộp số thường, nên ô tô có hộp số tự động sử dụng tấm truyền động có vành bên ngoài dạng vành răng dùng cho việc khởi động động cơ bằng mô tơ khởi động. Khi tấm dẫn động quay với tốc độ cao cùng với biến mô thủy lực, trọng lượng của nó sẽ tạo nên sự cân bằng tốt nhằm ngăn chặn rung động khi quay với tốc độ cao. 8 Hình 1.7: Bộ biến mô a. Cấu tạo biến mô; b. Các bộ phận chính 1. Khớp một chiều; 2. Stator; 3. Cánh bơm; 4. Lò xo giảm chấn; 5. Cánh tuabin; 6. Tấm dẫn động; 7. Khóa biến mô; 8. Mayơ rôto tuabin; 9. Khớp khóa. Cấu tạo Biến mô cấu tạo gồm các bộ phận sau:  Khớp một chiều  Stator  Cánh bơm  Lò xo giảm chấn  Khóa biến mô  Mayơ  Rôto tuabin  Khớp khóa 2) Bộ truyền bánh răng hành tinh (hình 1.8) Bộ bánh răng hành tinh được đặt trong vỏ hộp số chế tạo bằng hợp kim nhôm. Nó thay đổi tốc độ đầu ra của hộp số và chiều quay, sau đó truyền chuyển động này đến bộ truyền động cuối cùng. 9 Hình 1.8: Bộ truyền bánh răng hành tinh 1. Ly hợp số truyền tăng (C 0 ); 2. Phanh số truyền tăng (B 0 ); 3. Phanh số lùi và số 1 dãy L (B 3 ); 4. Khớp một chiều số 2 (F 2 ); 5. Phanh số 2 (B 2 ); 6. Ly hợp số tiến (C 1 ); 7. Phanh quán tính số 2 (B 1 ); 8. Ly hợp truyền thăng (C 2 ); 9. Trục sơ cấp; 10. Bộ bánh răng hành tinh trước; 11. Khớp một chiều số 1(F 1 ); 12. Bộ bánh răng hành tinh phía sau; 13. Trục trung gian; 14. Cần dẫn bộ hành tinh sau; 15. Bộ bánh răng hành tinh truyền tăng; 16. Khớp một chiều ly hợp số truyền tăng. * Chức năng  Cung cấp một vài tỷ số truyền bánh răng để đạt được mômen và tốc độ quay phù hợp với các chế độ chạy ô tô và điều khiển của người điều khiển ô tô.  Cung cấp bánh đảo chiều quay để chạy lùi.  Cung cấp vị trí số trung gian để cho phép động cơ chạy không tải khi đỗ ô tô.  Các bánh răng hành tinh để thay đổi tốc độ đầu ra.  Ly hợp và phanh hãm dẫn động bằng áp suất (dầu) thủy lực để điều khiển hoạt động của bộ bánh răng hành tinh.  Các trục để truyền công suất động cơ.  Và các vòng bi giúp cho chuyển động quay của trục được êm dịu. * Kết cấu bộ truyền bánh răng hành tinh +) Bộ các bánh răng hành tinh (hình 1.9) 10 Hình 1.9: Bộ bánh răng hành tinh a. Thứ tự các chi tiết; b. Các chi tiết 1. Bộ bánh răng hành tinh; 2. Tang trống đầu vào của bánh răng mặt trời; 3. Bánh răng mặt trời; 4. Cần dẫn; 5. Bánh răng hành tinh; 6. Bánh răng bao. Cấu tạo Một bộ các bánh răng hành tinh là một loạt các bánh răng ăn khớp trong bao gồm: bánh răng mặt trời, các bánh răng hành tinh, cần dãn nối các bánh răng hành tinh với bánh răng bao và một bánh răng bao. Các bánh răng này được gọi là bộ các bánh răng hành tinh do các bánh răng hành tinh quay tương tự như các hành tinh quay xung quanh mặt trời. +) Phanh hãm Chức năng Phanh hãm giữ cố định một trong các bộ phận của bánh răng hành tinh (bánh răng mặt trời, bánh răng bao hay cần dẫn) để đạt được tỷ số truyền cần thiết nó được dẫn động bằng áp suất thủy lực. Có hai loại phanh  Phanh hãm [...]... hoạt động hộp số tự động 1) Nguyên lý hoạt động của hộp số tự động Nếu bạn đã từng điều khiển một chiếc ô tô số tự động, chắc chắn bạn sẽ nhận ra hai điều khác biệt rõ ràng giữa một chiếc xe số tự động và chiếc xe sử dụng số cơ khí gài bằng tay Trên hộp số tự động, bạn sẽ không tìm thấy bàn đạp ly hợp và cũng không có cần chuyển số (1, 2, 3, 4 ) Bạn chỉ cần thao tác duy nhất là đưa cần chọn số vào nấc... tăng lên và hộp số được chuyển lên số trên Khi bàn đạp ga được nhả ra ở điểm A trong hình bên trái (hình 2.14) và độ mở của bàn đạp ga đạt điểm B, thì hộp số sẽ chuyển từ số 3 lên số O/D Ngược lại tiếp tục đạp ga ở điểm A và độ mở của bàn đạp ga đạt điểm C, thì hộp số sẽ chuyển từ số 3 về số 2 Độ trễ của hộp số tự động: tốc độ mà ở đó hộp số chuyển lên số cao và tốc độ mà ở đó hộp số chuyển xuống số thấp... trục số khi cần Số 1 1 Số số được 2 Số 2 vận hành bằng tay On On On Số2 x x On Số3 (Off) D Off Số1 Số 3 x Số 1 O/D Off x O/D O/D (O/D) On On (số 1) (On) Off Số3 x On Số 3 Off x O/D O/D Off Off OD x Off O/D Off x O/D O/D On Off Số1 x On Số3 On x Sô 1 Số 3 (Off) 2 On (O/D) On Số 3 Off x Số3 Số 3 On On Số2 x (số 1) (On) Off L On Số3 x On Số 3 Off x Số 3 Số 3 On Off Số1 x Off Số 1 On x Số 1 Số 1 On On Số2 ... số một số nào đó Khoảng này được gọi là độ trễ Độ trễ là một đặc tính được thiết kế cho mọi hộp số tự động để ngăn không cho hộp số chuyển số lên và xuống quá thường xuyên Hình 2.15: Sơ đồ chuyển số ở hai chế độ tải 31 Sự điều khiển thời điểm chuyển số khác nhau tùy theo chế độ của công tắc chọn phương thức điều khiển ôtô Bộ điều khiển điện tử (ECT) xác định phương thức áp dụng và điều khiển thời điểm. .. tiến hay lùi, số trung gian hay đỗ ôtô bằng cách dùng cần chọn số này Trên phần lớn hộp số tự động, chế độ tiến gồm có 3 dãy “D” (Drive – lái ôtô) , “2” (Second – dải tốc độ thứ 2) và “L” (Low – tốc độ thấp) 6) Dầu hộp số tự động  Dầu khoáng có gốc từ dầu mỏ cấp cao đặc biệt được hòa lẫn với một số phụ gia đặc biệt dùng để bôi trơn hộp số tự động Loại dầu này được gọi là dầu hộp số tự động (viết tắt... để phân biệt nó với các loại dầu khác 15 Việc sử dụng đúng loại dầu và đúng lượng dầu hộp số tự động là rất quan trọng nó ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của hộp số tự động Chức năng của dầu hộp số tự động (AFT)  Truyền mômen trong bộ biến mô  Điều khiển hệ thống điều khiển thủy lực cũng như hoạt động của ly hợp và phanh trong hộp số  Bôi trơn các bánh răng hành tinh và các chi tiết truyền động. .. đó mọi thứ đều là tự động Hình 2.1: Hộp số tự động gắn ở cầu trước Cả hộp số tự động (với bộ biến mô-men) và hộp số cơ khí (với ly hợp ma sát khô) đều có chức năng giống nhau, nhưng về nguyên lý làm việc lại hoàn toàn khác 18 nhau Và nếu tìm hiểu sâu, chúng ta sẽ thấy hộp số tự động thực hiện những điều vô cùng kinh ngạc Cũng giống như hộp số cơ khí, nhiệm vụ chính của hộp số tự động là cho phép tiếp... Điều khiển thời điểm chuyển số Cảm biến tốc độ ôtô (tín hiệu tốc độ ôtô) Van điện từ 1 Van điện từ 2 Bộ bánh răng hành tinh Thân van Các ly hợp và phanh Các van chuyển số Hình 2.7: Sơ đồ khối điều khiển của bộ điều khiển điện tử (ECT) khi chuyển số Bộ điều khiển điện tử (ECT) điều khiển thời điểm chuyển số, và khóa biến mô bằng cách điều khiển các van điện từ của bộ điều khiển thủy lực để duy trì điều. .. chuyển lên số cao và xuống số thấp một cách tự động Tuy nhiên cũng có hai liên kêt để cho phép người điều khiển ô tô điều khiển hộp số tự động bằng tay Các liên kết này bao gồm: cần và cáp chọn số, cáp chân ga và cáp bướm ga Hình 1.16: Các thanh điều khiển Cần chọn số tương ứng với cần sang số ở hộp số thường Nó được nối với nhau thông qua cáp hay thanh nối Người điều khiển ô tô có thể chọn chế độ vận hành... 4) Dãy số hoạt động chính của hộp số Dãy số là khoảng tốc độ (phạm vi hoạt động của hộp số) từ nhỏ nhất đến lớn nhất mà hộp số tạo ra tương ứng với độ mở bướm ga từ nhỏ nhất đến lớn nhất 21 Hộp số tự động A540E có 6 dãy số là: P, R, N, D, 2, L Ở mỗi dãy số sẽ nhiều tỷ số truyền (nhiều số) để phù hợp với các chế độ điều khiển khác nhau cụ thể DÃY “P” (PARKING) VÀ “N” (NEUTRAL) Dãy “P” là dừng ôtô, dãy . hoạt động của hộp số tự động trên ô tô. Thiết kế mạch điều khiển hộp số tự động để đi số tại thời điểm cần chuyển số. 2) Yêu cầu  Thiết lập được mô hình hộp số tự động để đưa vào phục vụ việc. hộp số tự động A40D trên xe CROWN, số lượng hộp số tự động tăng mạnh. Ngày nay, hộp số tự động có thể thấy thậm chí ngay cả trên xe 4WD (hai cần chủ động) và xe tải nhỏ. Hộp số tự động có. CỨU 2.2.1 Phân tích nguyên lý hoạt động hộp số tự động 1) Nguyên lý hoạt động của hộp số tự động Nếu bạn đã từng điều khiển một chiếc ô tô số tự động, chắc chắn bạn sẽ nhận ra hai điều khác

Ngày đăng: 31/08/2014, 07:50

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan