ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN CÁC PHẦN TỬ THỦY LỰC ĐIỀU KHIỂN ...

MỤC LỤC

MỤC LỤC……………………………………………………………………….1

LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………………..2

CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU, VẬN HÀNH HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ .....3

1.1. NHIỆM VỤ, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI HỘP SỐ TỰ ĐỘNG.. 3

1.1.1. Nhiệm vụ...3

1.1.2. Yêu cầu...3

1.1.3. Phân loại...3

1.1.4. Bố trí...4

1.2. ĐẶC ĐIỂM VẬN HÀNH VÀ ƯU ĐIỂM CỦA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG...5

1.2.1. Đặc điểm vận hành...5

1.2.2. Ưu điểm của hộp số tự động...5

1.2.3. Đặc điểm chế độ chuyển số....7

1.2.4. Cơ chế đảm bảo quá trình chuyển số không rung, giật...8

CHƯƠNG II: HỘP SỐ TỰ ĐỘNG U340E..10

2.1. GIỚI THIỆU CHUNG...10

2.2. KẾT CẤU HỘP SỐ U340E...12

2.2.1. Cấu tạo chung...12

2.2.2. Biến mô thủy lực...13

2.2.3. Hộp số hành tinh U340E...23

2.2.4. Các phần tử điều khiển trong hộp số hành tinh...40

2.2.5. Hệ thống thủy lực...47

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC PHẦN TỬ THỦY LỰC HỘP SỐ U340E...57

3.1. TÍNH TOÁN BIẾN MÔ THỦY LỰC HỘP SỐ U340E....57

3.1.1. Thông số xe tham khảo...57

3.1.2. Xây dựng đặc tính ngoài động cơ 1NZ-FE...58

3.1.3. Xây dựng đặc tính phối hợp động cơ - biến mô...59

3.1.4. Xây dựng đặc tính trục ra biến mô...62

3.1.5. Xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo...63

3.2. TÍNH TOÁN PHANH, LY HỢP TRONG HỘP SỐ HÀNH TINH....65

3.2.1. Chức năng, bố trí các phanh và ly hợp trong hộp số U340E...65

3.2.2. Tính toán phanh và ly hợp...66

3.3. TÍNH TOÁN VAN CHUYỂN SỐ....70

3.4. TÍNH TOÁN BÌNH TÍCH NĂNG...71

CHƯƠNG IV: KIỂM TRA TRẠNG THÁI KỸ THUẬT...74

4.1. XÂY DỰNG MẠCH HIỂN THỊ ĐI SỐ...74

4.1.1. Mục đích...74

4.1.2. Cơ sở lý thuyết...74

4.1.3. Xây dựng mạch hiển thị chuyển số...75

4.2. KIỂM NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ....78

4.2.1. Kiểm nghiệm...78

4.2.2. Đánh giá...78

4.2.3. Kiểm tra trạng thái kỹ thuật hộp số...78

KẾT LUẬN…………………………………………………………………81

TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………82

LỜI NÓI ĐẦU

  Ngày nay trong công cuộc đổi mới đất nước, công nghiệp hoá và hiện đại hoá là nhu cầu tất yếu của một nước phát triển. Cùng với sự phát triển của các lĩnh vực, lĩnh vực giao thông cũng nắm vai trò chủ đạo, đặc biệt trong vấn đề vận chuyển và đi lại. Trong các phương tiện giao thông, ô tô được sử dụng phổ biến nhất để  phục vụ các nhu cầu của con người trong cuộc sống như vận tải hàng hoá, du lịch...Do đó đòi hỏi ngành ô tô luôn cần có sự đổi mới, tối ưu hoá về mặt kỹ thuật, hoàn thiện hơn về mặt công nghệ, để nâng cao tính hiện đại, tính kinh tế, trong quá trình vận hành.

   Đối với các sinh viên nói chuyên và sinh viên chuyên nghành ô tô nói riêng, đồ án tốt nghiệp nhằm giúp sinh viên có thể vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế, phát huy khả năng tư duy và sáng tạo trong quá trình nghiên cứu và công tác về sau này. Cũng chính xuất phát từ lý do trên mà em đã được giao và làm đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Tính toán các phần tử thủy lực điều khiển chuyển số trong hộp số tự động U340E”.

   Được sự hướng dẫn của thầy giáo hướng dẫn: ThS …………, các thầy giáo trong bộ môn, sự góp ý thực tế của các bạn và sự cố gắng của bản thân trong thời gian cho phép em đã hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất. Tuy do thời gian có hạn, kiến thức còn hạn chế, sự tiếp xúc với thực tế còn ít nên đồ án không thể tránh khỏi những sai sót, mong được các thầy cô và các bạn góp ý để đồ án em được tốt hơn.

 Em xin chân thành cảm ơn!

                                      Hà nội, ngày….tháng…..năm 20...

                                         Sinh viên thực hiện

                                          ……………….

CHƯƠNG I

ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU, VẬN HÀNH HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ

1.1. NHIỆM VỤ, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI HỘP SỐ TỰ ĐỘNG

1.1.1. Nhiệm vụ

Hộp số dùng để:

-  Truyền, biến đổi tốc độ và mô men truyền (hay lực kéo) tới các bánh xe phù hợp với tải động cơ và tốc độ của ô tô,

-  Thay đổi chiều chuyển động (tiến hoặc lùi) cho ô tô,

-  Ngắt động cơ lâu dài khỏi hệ thống truyền lực.

1.1.2. Yêu cầu

-  Có dãy tỷ số truyền hợp lý, phân bố các khoảng thay đổi tỷ số truyền tối ưu, phù hợp với tính năng động lực học yêu cầu và tính kinh tế vận tải,

-  Phải có hiệu suất truyền lực cao.

1.1.4. Bố trí

Trên xe ô tô dùng hộp số cơ khí thì dòng truyền mô men từ động cơ sang hộp số phải đi qua ly hợp, ly hợp chỉ có khả năng truyền hết mô men do động cơ sinh ra. Trong khi đó với xe sử dụng hộp số tự động, dòng truyền mô men từ động cơ xuống hộp số phải thông qua biến mô thủy lực. 

1.2. ĐẶC ĐIỂM VẬN HÀNH VÀ ƯU ĐIỂM CỦA HỘP SỐ TỰ ĐỘNG

1.2.1. Đặc điểm vận hành

Đối với xe ôtô có hộp số thường, cần sang số được sử dụng để chuyển số nhằm  thay đổi lực kéo tại bánh xe cho phù hợp với điều kiện chuyển động. Khi lái xe lên dốc hay khi động cơ không có đủ lực để leo dốc tại số đang chạy, hộp số được chuyển về số thấp.

1.2.1. Ưu điểm của hộp số tự động

-  Quá trình chuyển số là tự động nên giảm thao tác điều khiển ly hợp và hộp số so với hộp số thường. Do vậy tạo điều kiện cho người lái xử lý các tình huống khác trên đường. Điều này làm tăng tính tiện nghi cho ô tô.

- Trong hộp số cơ khí: Các bánh răng khi sang số mới gài vào nhau (gài trực tiếp hoặc qua bộ đồng tốc). Ở hộp số tự động: Các bánh răng luôn ăn khớp sẵn với nhau, quá trình sang số thông qua việc đóng mở các phanh và ly hợp. Vì vậy quá trình sang số êm dịu, không gây tải trọng động.

CHƯƠNG II

HỘP SỐ TỰ ĐỘNG U340E

2.1. GIỚI THIỆU CHUNG

Hộp số tự động U340E được lắp trên xe Toyota Vios là loại hộp số thủy cơ sử dụng bộ truyền hành tinh có điều khiển điện tử. 

Hộp số U340E được tổ hợp từ 2 cơ cấu hành tinh Wilson ghép với nhau kiểu CR–CR (cần dẫn của cơ cấu này nối với bánh răng bao của cơ cấu kia).

2.2. KẾT CẤU HỘP SỐ U340E

2.2.1. Cấu tạo chung

- Biến mô thủy lực: được bố trí ngay tiếp sau động cơ, nhận mô-men từ động cơ và truyền tới các trục của hộp số cơ khí,

- Các bánh răng ăn khớp với tỷ số truyền xác định: thường sử dụng các cơ cấu bánh răng hành tinh,

- Hệ thống điều khiển chuyển số: hệ thống bao gồm các cảm biến tốc độ xe, cảm biến vị trí bướm ga, các van điện từ,

- Giá trị lớn nhất MT/MB gần bằng 2,5 (khi nT/nB = 0), sau đó η tăng dần và đạt lớn nhất ở nT/nB = 0,7 – 0,8.

Hiệu suất η biểu thị phần tổn thất động năng của chất lỏng cho ma sát: giữa các lớp chất lỏng, chất lỏng với các cánh, vỏ và tổn thất cơ khí trong biến mô. Kèm theo với tổn thất này, sẽ phát sinh nhiệt nung nóng các chi tiết và đặc biệt là nung nóng chất lỏng, giảm độ nhớt của dầu, đồng thời giảm hiệu suất truyền năng lượng η và tuổi thọ của dầu ATF. 

2.2.3. Hộp số hành tinh U340E

a) Nhiệm vụ hộp số hành tinh:

- Tạo nên các tỷ số truyền nhằm thay đổi mô men và tốc độ tới các bánh xe,

- Thay đổi chiều chuyển động (số lùi),

- Ngắt động cơ lâu dài khỏi hệ thống truyền lực (số N).

b) Cấu tạo:

Hộp số U340E được tổ hợp từ 2 cơ cấu hành tinh Wilson ghép với nhau kiểu CR–CR: cần dẫn của bộ truyền HT thứ nhất nôi với bánh răng bao bộ truyền HT thứ 2 và ngược lại.

2.2.4. Các phần tử điều khiển trong hộp số hành tinh

Các phần tử điều khiển trong hộp số hành tinh bao gồm:

- Các ly hợp C1, C2, C3,

- Các phanh B1, B2, B3.

Các khớp một chiều F1, F2. Chức năng của các ly hợp, phanh và khớp một chiều.

2.2.5. Hệ thống thủy lực

a) Nhiệm vụ hệ thống thủy lực:

- Cấp dầu và làm mát biến mô

- Điều khiển các cơ cấu phanh và ly hợp gài số

- Bôi trơn và làm mát các cụm trong hộp số.

b) Cấu tạo các phần tử hệ thống thủy lực hộp số U340E:

- Bơm dầu: Hộp số U340E sử dụng bơm dầu là loại bơm bánh răng ăn khớp trong như  hình vẽ. Bơm dầu được đặt trên vách ngăn giữa biến mô và hộp số hành tinh, được dẫn động bởi trục của bánh bơm.

- Van điều áp sơ cấp: Van điều áp sơ cấp làm nhiệm vụ điều chỉnh trị số áp suất từ bơm dầu, tạo nên áp suất đường ống, là áp suất cơ bản cho các áp suất khác: áp suất điều khiển chuyển số, áp suất bôi trơn…

CHƯƠNG III

 TÍNH TOÁN CÁC PHẦN TỬ THỦY LỰC HỘP SỐ U340E

3.1. TÍNH TOÁN BIẾN MÔ THỦY LỰC HỘP SỐ U340E

3.1.1. Thông số xe tham khảo

Thông số cơ bản ban đầu:

- Hệ số cản lăn:                 f = 0,02

- Hệ số bám:                     φ = 0,7

- Góc vượt dốc lớn nhất: α = 18o  

Xe tham khảo:

- Tên xe:                           Toyota Vios 1.5G AT

- Trọng lượng toàn bộ:    15200 (N)

- Trọng lượng bản thân:  11100   (N)

- Diện tích cản chính diện của ô tô:

F = m.B.H

Trong đó:

+ m: là hệ số điền đầy diện tích: m = 0,8

+ B: là chiều rộng cơ sở:           B = 1700 mm = 1,7 (m)

+ H: là chiều cao của ô tô:         H = 1460 mm = 1,460 ( m)

=> F = 0,8.1,7.1,460 = 1,986  (m2)

- Hiệu suất của hệ thống truyền lực: chọn t = 0,9

- Tỷ số truyền lực chính:                    io = 4,237

3.1.2. Xây dựng đặc tính ngoài động cơ 1NZ-FE

Vẽ các đồ thị Ne = f(ne), Me = f(ne,Ne)

- nN = 6000 v/ph

- a = 1; b = 1; c = 1 

3.1.4. Xây dựng đặc tính trục ra biến mô

- Đồ thị cụm làm việc động cơ - biến mô biểu thị mối quan hệ: M2 = f(n2), N2 = g(n2)

- Công suất trên trục ra biến mô được tính theo công thức: N2 = η.N1

- Mô men trên trục ra biến mô được xác định theo công thức: M2 = M1.kbm

- Số vòng quay trên trục ra biến mô: n2 = ibm.n1

Đặc tính ra trục ra biến mô thể hiện sự biến thiên mô men cũng như hiệu suất trên trục bánh tua bin của biến mô theo số vòng quay làm việc của nó. 

3.3. TÍNH TOÁN VAN CHUYỂN SỐ

Chọn sơ bộ kích thước van:

- Đường kính ngoài: D = 12 mm

- Đường kính trong: d = 6 mm

- Đường kính ống dẫn dầu: dd = 5 mm

- Chiều dài van:

+ Van chuyển số 1 - 2: l12 = 120 mm

+ Van chuyển số 2 - 3: l23 = 100 mm

+  Van chuyển số 3 - 4: l34 = 95 mm

Chọn sơ bộ kích thước của lò xo:

+ Chiều dài tự nhiên: llx = 24 mm

+ Số vòng dây lò xo: n = 6

Đường kính trung bình vòng dây lò xo: Dlx = 12 mm

CHƯƠNG IV

KIỂM TRA TRẠNG THÁI KỸ THUẬT

4.1. XÂY DỰNG MẠCH HIỂN THỊ ĐI SỐ

4.1.1. Mục đích

- Thể hiện dãy số mà người lái chọn,

- Thể hiện chế độ làm việc của các van điện từ, phanh, ly hợp và khớp một chiều phù hợp với chế độ hoạt động của hộp số.

4.1.2. Cơ sở lý thuyết

Hộp số tự động thực hiện chuyển số thông qua việc đóng mở các cơ cấu chấp hành: ly hợp, phanh.

4.2. KIỂM NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ

4.2.1. Kiểm nghiệm

- Khởi động băng thử,

- Chuyển số tới các tay số khác nhau. Quan sát tín hiệu đèn hiển thị số,

- Chuyển số tới dãy D, điều khiển các van điện từ S1, S2, quan sát làm việc của hộp số có phù hợp với mạch hiển thị hay không.

4.2.2. Đánh giá

Với hộp số thường, quá trình chuyển số phụ thuộc vào người lái. Do đó người lái có thể biết được xe đang hoạt động với số nào. Tuy nhiên, ở hộp số tự động, quá trình chuyển số là tự động, vì vậy người lái không thể biết được ứng với tốc độ và tải của ô tô là bao nhiêu thì hộp số chuyển số và chuyển tới số nào.

KẾT LUẬN

   Sau một thời gian làm đồ án tốt nghiệp, được sự hướng dẫn tận tình của thầy hướng dẫn em đã hoàn thành đúng tiến độ được giao, trong quá trình tính toán với sự hướng dẫn của thầy em đã dần giải quyết được những khúc mắc, khó khăn trong việc thiết kế và đã vận dụng linh hoạt kiến thức của các môn học cơ bản và chuyên nghành vào việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.

   Trong quá trình làm em đã giải quyết được các nội dung sau:

- Nêu được đặc điểm kết cấu, vận hành hộp số tự động trên ô tô.

- Tìm hiểu hộp số tự động U340E.

- Tính toán các phần tử thủy lực hộp số U340E.

- Kiểm tra kỹ thuật.

   Mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng vì thời gian hoàn thiện có hạn, cũng như các kiến thức thực tế còn chưa nhiều nên trong quá trình hoàn thiện em không tránh khỏi những sai xót. Em rất mong sự chỉ bảo của các thầy, cô trong bộ môn để em hoàn thiện tốt hơn đồ án tốt nghiệp này.

   Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn và các thầy, cô đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.

   Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Thiết kế tính toán ôtô - Nguyễn Hữu Cẩn, Trương Minh Chấp,……

2. Thiết kế tính toán ôtô -  Nguyễn Trọng Hoan

3. Hộp số tự động giai đoạn 2 tập 9.

4. Trang bị điện ôtô - Đinh Ngọc Ân.

5. Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy - Trần Văn Địch

6. Cấu tạo hệ thống truyền lực ôtô con - Nguyễn Khắc Trai.

7. Thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1,2 - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển.

8. Lý thuyết ôtô máy kéo

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"