Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦUCHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI HỘP SỐ TỰ ĐỘNG1 1. Nhiệm vụ, yêu cầu1 1.1. Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hộp số trên ô tô1 1.2. Phân tích ưu nhược điểm của hộp số tự động với hộp số cơ khí2 2. Các bộ phận cơ bản của hộp số tự động7 2.1. Biến mô thủy lực7 2.2. Bộ bánh răng hành tinh10 2.3. Hệ thống thủy lực15 2.4. Hệ thống điều khiển17 2.5. Các cảm biến và công tắc17CHƯƠNG 2: KIỂM NGHIỆM HỘP SỐ TỰ ĐỘNG XE SIÊU TRỌNG HD 785518 1.Giới thiệu về xe tải tự đổ HD 785518 2. Bố trí chung hệ thống truyền lực19 3. Hộp số tự động xe HD 785519 3.1. Sơ đồ động học và đi số19 3.2. Tính toán động học hộp số hành tinh20 3.3. Tính toán kiểm nghiệm tỉ số truyền31 3.4. Xây dựng đặc tính ngoài của động cơ37 3.5. Xây dựng đặc tính kéo của biến mô39 3.6. Đánh giá hộp số hành tinh47 4. Hệ thống van biến mô và van điều khiển đi số của xe HD785550 4.1. Van khóa biến mô50 4.2. Van điều khiển đi số56 5. Hệ thống điều khiển điện tử hộp số trên xe HD 785566 5.1. Nhiệm vụ66 5.2. Sơ đố nguyên lý hệ thống điều khiển hộp số66 5.3. So sánh đánh giá74KẾT LUẬN75TÀI LIỆU THAM KHẢO76
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI HỘP SỐ TỰ ĐỘNG 1 1. Nhiệm vụ, yêu cầu 1 1.1. Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hộp số trên ô tô 1 1.2. Phân tích ưu nhược điểm của hộp số tự động với hộp số cơ khí 2 2. Các bộ phận cơ bản của hộp số tự động 7 2.1. Biến mô thủy lực 7 2.2. Bộ bánh răng hành tinh 10 2.3. Hệ thống thủy lực 15 2.4. Hệ thống điều khiển 17 2.5. Các cảm biến và công tắc 17 CHƯƠNG 2: KIỂM NGHIỆM HỘP SỐ TỰ ĐỘNG XE SIÊU TRỌNG HD 785-5 18 1.Giới thiệu về xe tải tự đổ HD 785-5 18 1 1 2. Bố trí chung hệ thống truyền lực 19 3. Hộp số tự động xe HD 785-5 19 3.1. Sơ đồ động học và đi số 19 3.2. Tính toán động học hộp số hành tinh 20 3.3. Tính toán kiểm nghiệm tỉ số truyền 31 3.4. Xây dựng đặc tính ngoài của động cơ 37 3.5. Xây dựng đặc tính kéo của biến mô 39 3.6. Đánh giá hộp số hành tinh 47 4. Hệ thống van biến mô và van điều khiển đi số của xe HD785-5 50 4.1. Van khóa biến mô 50 4.2. Van điều khiển đi số 56 5. Hệ thống điều khiển điện tử hộp số trên xe HD 785-5 66 5.1. Nhiệm vụ 66 5.2. Sơ đố nguyên lý hệ thống điều khiển hộp số 66 2 2 5.3. So sánh đánh giá 74 KẾT LUẬN 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 LỜI NÓI ĐẦU 3 3 Ngày nay, cùng với sự phát triển của nền kinh tế, những chiếc ôtô cũng ngày càng yêu cầu khắt khe hơn đối với việc nâng cao tính tiện nghi, giảm tối đa thao tác điều khiển xe, tiết kiệm nhiên liệu, thân thiện với môi trường. Hộp số hành tinh với sự tham gia của biến mô trong hệ thống truyền lực và khả năng điều khiển chuyển số một cách tự động đã đáp ứng những yêu cầu về tính tiện nghi trong các trang thiết bị trên ô tô, đem lại tính thẩm mỹ trong buồng lái, đồng thời mang đến khả năng thân thiện với môi trường trong suốt quá trình hoạt động của xe, mở ra hướng phát triển mới của ô tô trong tương lai là những chiếc xe thông minh, thân thiện. Với đề tài “KIỂM NGHIỆM HỘP SỐ TỰ ĐỘNG XE SIÊU TRỌNG HD 785-5”, những nội dung mà đồ án sẽ thực hiện bao gồm: Trình bày kết cấu chung các hệ thống. Vẽ lại bản vẽ mặt cắt hộp số hành tinh, biến mô, van đi số, van biến mô. Tính toán động học hộp số hành tinh, sơ đồ động học, sơ đồ đi số. Xây dựng đặc tính ngoài động cơ, đặc tính kéo của biến mô thủy lực… Xin chân thành cảm ơn PGS.TS thầy giáo VÕ VĂN HƯỜNG đã tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp. Cảm ơn các thầy giáo trong bộ môn Ô tô và xe chuyên dụng cùng các bạn sinh viên đã giúp đỡ để hoàn thiện đồ án này. Hà Nội, tháng 6 năm 2012 Sinh viên Nguyễn Hữu Dũng CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI HỘP SỐ TỰ ĐỘNG 1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hộp số 1.1. Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hộp số trên ôtô 1.1.1. Nhiệm vụ Hộp số tự động có nhiệm vụ là: 4 4 • Truyền và biến đổi mômen từ động cơ tới bánh xe chủ động sao cho phù hợp giữa chế độ làm việc của động cơ và mômen cản sinh ra trong quá trình ôtô chuyển động . • Cắt dòng truyền mômen trong thời gian ngắn hoặc dài. • Thực hiện đổi chiều chuyển động nhằm tạo nên chuyển động lùi cho ôtô. • Tạo khả năng chuyển động mềm mại và tính năng việt dã cần thiết trên đường. 1.1.2. Yêu cầu của hộp số Yêu cầu đối với hộp số khi thiết kế cho ô tô là: • Có dãy tỉ số truyền phù hợp, phân bố các khoảng thay đổi tỉ số truyền tối ưu để tận dụng tối đa công suất động cơ. • Hiệu suất truyền lực của hộp số phải cao để tăng tính năng vận hành của xe. • Số lượng các phần tử điều khiển (PTĐK) thích hợp, được bố trí phù hợp đối với dạng xe cầu trước hoặc sau chủ động. Các chế độ làm việc của các phần tử điều khiển phải hợp lý giảm tổn thất trong quá trình hoạt động ổn định của xe. Quá trình chuyển số nhanh chóng và chính xác thông qua các cơ cấu điều khiển thủy lực và điện tử,không gây ra rung giật và tiếng ồn. • Kích thước hộp số phải nhỏ gọn, khối lượng không quá lớn nhằm tăng khoảng sáng gầm xe, nâng cao khả năng thông qua cho xe ở đường gồ ghề và giảm bớt trọng lượng của xe. • Ngoài ra kết cấu của hộp số thuận lợi nhất có thể cho sửa chữa, bảo dưỡng, chẩn đoán sự cố trên xe…Hiện nay, trên xe ôtô sử dụng hai loại hộp số chính là : hộp số cơ khí và hộp số tự động. 1.2. Phân tích ưu nhược điểm của hộp số tự động so với hộp số cơ khí 5 5 1.2.1. Sơ đồ hệ truyền lực của ôtô dùng hộp số cơ khí và ôtô dùng hộp số tự động Hộp số sử dụng trên ôtô gồm có hai loại: hộp số cơ khí và hộp số tự động. Hệ thống truyền lực trên xe được bố trí như sau Hình 1.1 Hệ thống truyền lực của xe lắp hộp số cơ khí Hình 1.2 Hệ thống truyền lực của xe lắp hộp số tự động Xe lắp hộp số tự động có: • Đặc tính kéo giống với đặc tính kéo lý tưởng của xe. • Xe đạt được moomen lớn nhất ngay từ đầu. • Khả năng truyền lực vô cấp với biến mô thủy lực. 6 6 1.2.2. Phân tích đặc điểm động lực học của ôtô dùng hộp số tự động và ôtô dùng hộp số thường Tính lực kéo tiếp tuyến F k ở bánh xe chủ động theo vận tốc chuyển động của xe, với xe sử dụng hộp số thường ta có công thức: F k = k b M r = e h o M .i .i . t b r η Hình 1.3 Đồ thị lực kéo của xe lắp hộp số thường Trong đó: M e : momen trục ra của động cơ. i h ,i 0 : Tỉ số truyền của hộp số chính và của truyền lực chính. t η : Hiệu suất của biến mô. r b : Bán kính làm việc trung bình của bánh xe. Với xe sử dụng hộp số tự động có lắp biến mô thì: F k = k b M r = h o M .i .i . t t b r η Trong đó: M t : Momen bánh tua bin. Xuất phát từ phương trình cân bằng lực kéo của ôtô khi chuyển động tổng quát trên dốc với đầy đủ các thành phần lực được biểu diễn theo dạng sau: k f w i j m F F F F F F= + ± ± + Phương trình có thể viết dưới dạng khai triển : 7 7 0 2 1 cos sin 2 e f h t j m m b M i i i Gf cAV G Mj n G r η α ρ α δ ψ = + ± ± + Trong đó: - 0 . . . . e f h t k b M i i i F r η = : Lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động. - . .cos f F G f α = : Lực cản lăn. - 2 1 2 w F cAV ρ = : Lực cản không khí. - .sin i F G α = : Lưc cản lên dốc. - . . j j F M j δ = : Lực cản quán tính. - . . m m m F n G ψ = : Lực cản keo móc. - j δ : Hệ số kể đến ảnh hưởng của các khối lượng của các chi tiết quay khi tăng tốc. 2 2 11 1 σσδ ++= hi j với: 04,003,0 05,004,0 1 1 ÷= ÷= σ σ - ψ : Hệ số cản tổng cộng của mặt đường. Quan hệ giữa lực kéo phát ra tại các bánh xe chủ động F k và các lực cản chuyển động phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của ôtô F k = f(v) . Trục tung là các giá trị của lực và trục hoành là các giá trị của vận tốc, đồ thị biểu diễn quan hệ các lực đó và vận tốc của ôtô chính là đồ thị cân bằng lực kéo của ôtô. Nhận xét : Đồ thị hình 1.3 và hình 1.4 cho thấy sự khác biệt của đường đặc tính kéo ở xe lắp hộp số thường và xe lắp hộp số tự động như sau: lực kéo F k ở bánh xe chủ động của xe lắp hộp số tự động lớn hơn F k của xe lắp hộp số hộp số thường, với xe lắp hộp số tự động thì lực cản tăng thì lực kéo tăng theo, đồ thị lực kéo của xe lắp hộp số thường với mỗi tay số có vùng làm việc ổn định phía bên phải và vùng làm việc không ổn định bên trái, xe lắp hộp số thường lực cản tăng thì lực kéo giảm. 8 8 Hình 1.4 Đồ thị đặc tính kéo của xe lắp hộp số tự động 1.2.3. Đặc điểm vận hành của xe dùng hộp số tự động và dùng hộp số cơ khí Trong hộp số tự động, momen xoắn được chuyển đến các bánh xe chủ động một cách êm dịu và gần như liên tục tương ứng với lực cản chuyển động và tốc độ chuyển động của ôtô.Do quá trình chuyển số là tự động nên làm giảm các thao tác của người lái,giảm sự mệt mỏi,trong khi ở hộp số thường người lái phải thường xuyên phái cắt ly hợp và chuyển số,điều này làm tăng tính tiện nghi của xe. Hộp số tự động dùng bộ biến mô thủy lực để nối và ngắt dòng công suất của hệ thống truyền động nên tránh cho động cơ bị quá tải,tăng tuổi thọ cho các chi tiết so với khi sử dụng hộp số thường. Có ưu điểm trong quá trình vận hành có thể dừng xe mà không phải đóng ngắt ly hợp và về số 0. Có tốc độ truyền thẳng cũng như truyền tăng. 2. Các bộ phận cơ bản của hộp số tự động 2.1. Biến mô thủy lực Biến mô thủy lực được lắp ở đầu vào của chuỗi bánh răng truyền động hộp số và được bắt bằng bulông vào trục sau của trục khuỷu thông qua tấm truyền động.Biến mô làm tăng momen do động cơ tạo ra,truyền momen này đến hộp số,nó còn đóng vai trò như một khớp nối thủy lực truyền momen đến hộp số,hấp thụ các dao động xoắn của động cơ và hệ thống truyền lực.Biến mô có tác dụng như một bánh đà để làm đều chuyển động quay của động cơ,ngoài ra nó còn có chức năng dẫn động bơm dầu của hệ thống thủy lực. Cấu tạo biến mô : phần chủ động gọi là bánh bơm(B) nối với trục khuỷu động cơ,phần bị động gọi là bánh tuabin (T) nối với trục vào bộ truyền bánh răng hành tinh,phần phản ứng gọi là bánh dẫn hướng (D) được lắp giữa bánh bơm và bánh tuabin. 2.1.1. Cánh bơm Gắn liền với vỏ biến mô,các cánh bơm có biên dạng cong hướng kính.Vành dẫn hướng được lắp trên cạnh trong của cánh quạt để dẫn hướng cho dòng chảy của dầu được êm. 9 9 Hình 1.5 Biến mô 2.1.2. Roto tuabin Gồm nhiều cánh quạt lắp trong roto tuabin,hướng cong của các cánh ngược chiều với các cánh bơm,được lắp trên trục sơ cấp hộp số sao cho nó đối diện với các cánh trên cánh bơm,và khe hở giữa chúng rất nhỏ. 2.1.3. Stato Stato được đặt giữa cánh bơm và roto tuabin,trục stato lắp cố định vào vỏ hộp số qua khớp một chiều,các cánh của stato nhận dòng dầu khi nó đi ra khỏi roto tuabin và hướng cho nó đập vào mặt sau của cánh quạt trên cánh bơm làm cho cánh bơm được cường hóa. Khớp một chiều cho phép stato quay cùng chiều với trục khuỷu động cơ,nếu stato có xu hướng quay theo chiều ngược lại thì khớp một chiều sẽ khóa stato lại không cho nó quay. 2.1.4. Đặc tính cơ bản của biến mô Việc khuyếch đại mômen do biến mô sẽ tăng theo tỷ lệ với dòng xoáy, điều đó có nghĩa là nó lớn nhất khi roto tuabin không quay. Hoạt động của biến mô được chia làm hai dải hoạt động: dải biến mô trong đó có sự khuyếch đại mômen, dải khớp nối trong đó chỉ thuần tuý diễn ra việc truyền mômen và sự khuyếch đại mômen không xảy ra. 10 10 [...]... chính số truyền tăng Ngăn không cho chuyển lên số truyền tăng nếu công tắc chính số truyền tăng ngắt ECU điều khiển chạy tự động Khi tốc độ xe giảm xuống dưới tốc độ đặt trong hệ thống điều khiển chạy tự động, nó phát ra một tín hiệu hủy số số truyền tăng và hủy khóa biến mô CHƯƠNG 2: KIỂM NGHIỆM HỘP SỐ TỰ ĐỘNG XE SIÊU TRỌNG HD 7 85- 5 1 GIỚI THIỆU VỀ XE TẢI TỰ ĐỔ HD 7 85- 5 Xe tải tự đổ HD 7 85- 5 do hãng... đang được sử dụng tại một số khai trường của Tập Đoàn Than-Khoáng Sản Việt Nam, hiện tại ở Việt Nam mới chỉ có 4 chiếc HD 7 85- 5 HD 7 85- 5 là loại xe tải siêu trọng đứng thứ hai ở Việt Nam hiện nay sau xe CAT 777D, khối lượng toàn tải của xe lên tới 158 0 05 kg (khoảng 158 tấn) 2 SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CHUNG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE HD 7 855 Hệ thống truyền lực bao gồm các bộ phận chính sau: 1 Động cơ 2 Trục ra 3 Trục... sang bánh răng bao số 6, đến bánh răng hành tinh số 6, đến già hành tinh 6,7 và đến trục thứ cấp 3.3 3.3.1 TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM Tỉ số truyền và khả năng kéo Loại xe: Xe tải siêu trọng Kích thước: B*H : 4230 *50 50 Động cơ: Diezel Số vòng quay : 2000 vòng/phút G: Trọng lượng toàn bộ của ô tô 158 0 05 kg 34 34 Vận tốc lớn nhất : Góc dốc lớn nhất : 65 ± 5% km/h α = 10o • Sự phân bố tải trọng động của ô tô ra... Tỉ số truyền chung hộp số chính ih: Tỉ số truyền của hộp số chính ic: Tỉ số truyền của truyền lực cạnh io: Tỉ số truyền của truyền lực chính Theo điều kiện khắc phục lực cản lớn nhất của đường : M e max it η ≥ G.ψ max rbx Suy ra: ⇒ it max ≥ G.ψ max rbx 155 0029, 05. 0, 203.1, 243 = = 55 M 2max η 8336.0, 85 Theo điều kiện bám : 35 35 ⇒ it max ≤ G.ϕ rbx 155 0029.0, 6.1, 243 = = 163,149 M 2 max η 8336.0, 85. .. trong giới hạn nhất định, vì vậy hộp số đã được cấu tạo thành hai phần nhằm giảm bớt tỉ số truyền cho các bộ truyền, thu gọn kích thước chung Đối với loại hộp số được cấu tạo từ nhiều phần, hộp số được chia ra: phần chính hộp số, phần phụ hộp số Phần phụ hộp số có thể đặt trước hoặc đặt sau phần chính Để tạo nên nhiều tỉ số truyền cho hộp số, giữa các phần của hộp số cần có mối 16 16 liên hệ nhất định... với trục sơ cấp) w w r1 c1 =1 33 w w s5 s6 w Z Z − p wr 6 = (1 − p) wc 67 =0 p5 = − p wr 5 = (1 − p) wc 45 r5 Do: s5 = 86 = 2,263 38 s5 Suy ra: w w r5 = (1 − p5 ) wc 45 s4 = (1 − 2,263) wc 45 = −1,263 wc 45 w w s5 = ws 6 c 45 w s6 Có: ⇒ wc 67 = = wr 6 − p6 wr 6 = (1 − p6 ) wc 67 − 1,263 wc 45 − −2,333 wc 45 = (1 − −2,333) wc 67 1,070 = 0,321 wc 45 ⇒ i2 = 3,333 wc 45 w w s6 c 67 = − 1,263 = −3,934 0,321... động học hộp số hành tinh Cụm biến mô và cụm hộp số được tách thành 2 cụm riêng biệt, và nối liền với nhau Hộp số hành tinh trên sơ đồ hình 2.3 gồm có 5 bộ truyền hành tinh WILSON, 2 bộ li hợp và 5 bộ phanh để phối hợp đi số Việc đi số được điều khiển bởi các cụm van đi số Ở mỗi số truyền sẽ có 2 trong số 7 bộ phanh và li hợp cùng hoạt động một lúc Thứ tự các bộ li hợp và phanh được đánh số từ 1 đến... đầu vào của hộp số Tuy nhiên, khi thực hiện sẽ khiến kết cấu của hộp số phức tạp Do đó, với những CCHT đặt ở cuối hộp số thì đầu ra thường cố định, không thay đổi, trong khi đó, đầu vào hộp số có thể thay đổi bằng các ly hợp khóa Như vậy, khả năng tạo tỉ số truyền tối đa của các CCHT đã giảm xuống Để có được số lượng số truyền mong muốn cần sử dụng nhiều CCHT khác nhau trong hộp số Hộp số chính dùng... 5 Bơm dầu số và biến mô 6 Bộ trích công suất 7 Biến mô 8 Hộp số 9 Trục các đăng sau 10 Bộ vi sai có tỉ số truyền cố định là 3,467 20 20 11 Bán trục 12 Phanh 13 Lốp xe 14 Truyền lực cạnh (giảm tốc cạnh) có tỉ số truyền cố định là 6 ,5 15 Phanh dừng 16 Bơm ben+lái Hình 2.1 trang bên thể hiện sơ đồ hệ thống truyền lực 3 HỘP SỐ TỰ ĐỘNG 3.1 Sơ đồ 3.1.1 Sơ đồ động học Hình 2.2 và hình 2.3 thể hiện sơ đồ động. .. côn số 2 và số 5 cùng đóng, mô men xoắn từ biến mô thủy lực sẽ được truyền vào trục sơ cấp của hộp số, đến giá hành tinh của bộ hành tinh số 1, đến bánh răng hành tinh và đến bánh răng bao số 1, đến trục trung gian đồng thời đến bánh răng mặt trời số 6, đến bánh răng mặt trời số 5, đến giá hành tinh của bộ hành tinh 4 ,5 (thực hiện đảo chiều quay khi qua các bánh rang hành tinh của bộ hành tinh số 5) , . kéo ở xe lắp hộp số thường và xe lắp hộp số tự động như sau: lực kéo F k ở bánh xe chủ động của xe lắp hộp số tự động lớn hơn F k của xe lắp hộp số hộp số thường, với xe lắp hộp số tự động. NGHIỆM HỘP SỐ TỰ ĐỘNG XE SIÊU TRỌNG HD 785-5 18 1.Giới thiệu về xe tải tự đổ HD 785-5 18 1 1 2. Bố trí chung hệ thống truyền lực 19 3. Hộp số tự động xe HD 785-5 19 3.1. Sơ đồ động học. đặc tính kéo của xe lắp hộp số tự động 1.2.3. Đặc điểm vận hành của xe dùng hộp số tự động và dùng hộp số cơ khí Trong hộp số tự động, momen xoắn được chuyển đến các bánh xe chủ động một cách