intTypePromotion=3

Bài tiểu luận: Phân tích động học cơ cấu hành tinh kiểu Wilson độc lập trong hộp số tự động

Chia sẻ: Nguyễn Hoài Sơn | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:62

0
61
lượt xem
28
download

Bài tiểu luận: Phân tích động học cơ cấu hành tinh kiểu Wilson độc lập trong hộp số tự động

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tổng quan về điều khiển hộp số tự động và ưu nhược điểm của hộp số hành tinh, cấu tạo, sơ đồ và nguyên lý làm việc của hộp số hành tinh, các khả năng làm việc của hộp số hành tinh là những nội dung chính trong bài tiểu luận "Phân tích động học cơ cấu hành tinh kiểu Wilson độc lập trong hộp số tự động". Mời các bạn cùng tham khảo để có thêm tài liệu học tập và nghiên cứu.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài tiểu luận: Phân tích động học cơ cấu hành tinh kiểu Wilson độc lập trong hộp số tự động

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI CƠ SỞ 2 KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY ­­­­­­­­­­­­­­­­ THIẾT KẾ MÔN HỌC TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Đề tài:   Phân tích động học Cơ cấu hành tinh kiểu Wilson độc lập trong  hộp số tự động                                              GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : TS.NGUYỄN HỮU CHÍ                                                      SINH VIÊN THỰC HIỆN   :                                                      LỚP                                        : CƠ ĐIỆN TỬ­K53                                                      NHÓM                                    : 05 TP.HCM ­ 2015
  2. Thiết kế môn học TRUYỀN ĐỘNG CÔNG SUẤT Nhóm 5 Tên và tóm tắt yêu cầu, nội dung bài tập lớn: Phân tích động học Cơ cấu  hành tinh kiểu Wilson độc lập trong hộp số tự động. Nội dung của bản thuyết minh, các yêu cầu chính: 1. Tổng quan về  điều khiển hộp số  tự  động và  ưu nhược điểm của hộp   số hành tinh SV: Đới Xuân Quốc 2. Cấu tạo, sơ đồ và nguyên lý làm việc của hộp số hành tinh SV: Phạm Văn Quỳnh 3. Các khả năng làm việc của hộp số hành tinh SV: Nguyễn Hoài Sơn 4. Đánh giá và so sánh về mặt động học hai loại hộp số hành tinh thường  gặp 5. Kết luận và đánh giá. Phần 4+5:  SV Trần Đình Thắng & Trần Hồng Thiện
  3. Thiết kế môn học TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ TỰ ĐỘNG VÀ ƯU NHƯỢC ĐIỂM  CỦA HỘP SỐ HÀNH TINH I. Giới thiệu chung 1. Khái quát Trên xe sử dụng hộp số thường thì lái xe phải thường xuyên nhận biết tải  và tốc độ động cơ để chuyển số một cách phù hợp. Khi sử dụng hộp số tự động những sự nhận biết như vậy của người lái  xe là không cần thiết. Việc chuyển đến vị trí số thích hợp nhất được thực  hiện một cách tự động theo tải động cơ và theo tốc độ xe. Với các xe có hộp số tự động thì người lái xe không cần phải suy tính khi  nào cần lên số hoặc xuống số. Các bánh răng tự động chuyển số tùy  thuộc vào tốc độ xe và mức độ bàn đạp ga. SVTH: Đới Xuân Quốc  4
  4. Thiết kế môn học                Một hộp số mà trong đó việc chuyển số bánh răng được điều khiển bằng  một ECU (Bộ điều khiển điện tử) được gọi là ECT – Hộp số điều khiển  điện tử, một hộp số không sử dụng ECU được gọi là hộp số tự động thuần  thủy lực. Hiện nay hầu hết các xe đều sử dụng ECT. Đối với một số kiểu  xe thì phương thức chuyển số có thể được chọn tùy theo ý muốn của lái xe  và điều kiện đường đi. Cách này giúp cho việc tiết kiệm nhiên liệu, tính  năng và vận hành xe được tốt hơn. 2. Lịch sử phát triển Ngay từ những năm 1990, ý tưởng về một loại hộp số tự động chuyển số  đã được các kỹ sư hàng hải Đức nghiên cứu chế tạo. Đến năm 1938, hộp  số tự động đầu tiên ra đời khi hãng GM giới thiệu chiếc Oldsmobile được  trang bị hộp số tự động. Việc điều khiển ô tô được đơn giản hóa bởi  không còn bàn đạp ly hợp. Tuy nhiên do chế tạo phức tạp và khó bảo  dưỡng, sữa chữa nên nó ít được sử dụng. SVTH: Đới Xuân Quốc  5
  5. Thiết kế môn học Đến những năm 70 hộp số tự động thực sự hồi sinh khi hàng loạt hãng ô  tô cho ra các loại xe mới với hộp số tự động đi kèm. Từ đó đến nay hộp  số tự động đã phát triển không ngừng và dần thay thế cho hộp số thường.  Khi mới ra đời, hộp số tự động là loại có cấp và được điều khiển hoàn  toàn bằng thủy lực. Để chính xác hóa thời điểm chuyển số và để tăng tính  an toàn khi sử dụng, hộp số có cấp điều khiển bằng điện tử (ECT) ra đời. Vẫn chưa hài lòng với các cấp tỷ số truyền của ECT, các nhà sản xuất ô  tô đã nghiên cứu, chế tạo thành công một loại hộp số tự động với vô số  cấp tỷ số truyền (hộp số tự động vô cấp) vào những năm của cuối thế kỷ  XX cụ thể như sau: Hộp số tự động (HSTĐ), theo công bố của tài liệu công nghiệp ô  tô CHLB Đức ra đời năm 1934 tại hãng Chysler. Ban đầu HSTĐ sử  dụng ly hợp thủy lực và hộp số hành tinh, điều khiển hoàn toàn  bằng van con trượt thủy lực, sau đó chuyển sang dùng biến momen  thủy lực đến ngày nay (tên gọi ngày nay dùng là AT). Tiếp sau đó là hãng Zil (Liên xô cũ 1949) và các hãng Tây Âu khác  (Đức, Pháp, Thụy sỹ). Phần lớn các HSTĐ trong thời kỳ này dùng  hộp số hành tinh 3, 4 cấp trên cơ sở của bộ truyền hành tinh 2 bậc  tự do kiểu Wilson, kết cấu AT. Sau những năm 1960, HSTĐ dùng trên ô tô tải, ô tô bus với momen  thủy lực và hộp số cơ khí có cặp bánh răng ăn khớp ngoài, kết cấu  AT. Sau năm 1978 chuyển sang loại HSTĐ kiểu EAT (điều khiển  chuyển số bằng thủy lực điện tử), loại này ngày nay đang sử  dụng. Một loại HSTĐ khác là hộp số vô cấp sử dụng bộ truyền đai kim  loại (CVT) với các hệ thống điều khiển chuyển số bằng thủy lực  điện tử (nó cũng là một dạng HSTĐ). SVTH: Đới Xuân Quốc  6
  6. Thiết kế môn học                   Ngày nay con người đã và đang chế tạo các loại truyền động thông  minh, cho phép chuyển số theo thói quen lái xe (thay đổi tốc độ  động cơ bằng chân ga) và tình huống mặt đường, HSTĐ có 9, 10  cấp, … Hệ thống truyền lực sử dụng HSTĐ được gọi là hệ thống  truyền lực cơ khí thủy lực điện tử, là lĩnh vực có nhiều ứng dụng  của kỹ thuật cao, phát triển rất nhanh. Chẳng hạn gần đây xuất  hiện loại hộp số có khả năng làm việc theo hai phương pháp  chuyển số: bằng tay hay tự động tùy thuộc vào ý thích của người  sử dụng. Ngoài ra, hiện nay để đáp ứng nhu cầu khách hàng và tăng tính an toàn  khi sử dụng, các nhà chế tạo cho ra đời loại hộp số điều khiển bằng  điện tử có thêm chức năng sang số bằng cần như hộp số thường. SVTH: Đới Xuân Quốc  7
  7. Thiết kế môn học Ở nước ta, hộp số tự động đã xuất hiện từ những năm 1990 trên các  xe nhập về từ Mỹ và châu Âu. Tuy nhiên do khả năng công nghệ còn  hạn chế, việc bảo dưỡng và sữa chữa rất khó khăn nên vẫn còn ít sử  dụng. Hiện nay, cùng với những tiến bộ của khoa học kỹ thuật, công  nghệ chế tạo hộp số tự động cũng được hoàn chỉnh nên hộp số tự  động đã khẳng định được tính ưu việt của nó và dần thay thế cho hộp  số thường.            SVTH: Đới Xuân Quốc  8
  8. Thiết kế môn học 3. Phân loại hộp số tự động Có nhiều cách để phân loại hộp số tự động 3.1 Phân loại theo tỉ số truyền Hộp số  tự  động vô cấp: Là loại hộp số  có khả  năng thay đổi tự  động, liên tục tỉ  số  truyền nhờ  sự thay đổi bán kính quay của các  puly.                       Hộp số  tự động có cấp: Khác với hộp số  vô cấp, hộp số  tự  động  có cấp cho phép thay đổi tỉ  số  truyền theo các cấp số  nhờ  các bộ  truyền bánh răng.                            SVTH: Đới Xuân Quốc  9
  9. Thiết kế môn học 3.2 Phân loại theo cách điều khiển Theo cách điều khiển có thể chia HSTĐ 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, loại kia là  loại điều khiển điện tử (ECT), nó cũng sử dụng số liệu trong ECU để  điều khiển nhưng có thêm chức năng chẩn đoán và dự phòng. Hộp số điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực hoạt động bởi sự biến  đổi một cách cơ khí tốc độ của xe thành áp suất ly tâm và độ mở  bướm ga thành áp suất bướm ga rồi dùng các áp suất thủy lực này  để điều khiển hoạt động của các ly hợp và phanh trong cụm bánh  răng hành tinh, do đó điều khiển thời điểm lên xuống số. Nó được  gọi là phương pháp điều khiển thủy lực. Hộp số điều khiển điện tử ECT, các cảm biến phát hiện tốc độ xe  và độ mở bướm ga biến chúng thành tín hiệu điện và gửi về bộ  điều khiển điện tử (ECU). ECU sau đó điều khiển hoạt động các  ly hợp, phanh trên cơ sở những tín hiệu này thông qua các van và  hệ thống thủy lực. Vì vậy điều khiển thời điểm chuyển số.  o Loại điều khiển điện tử kết hợp thủy lực: Loại này sử dụng  ECU – ECT để điều khển hộp số thông qua các tín hiệu điều  khiển điện tử.  Sơ đồ tín hiệu điều khiển: Tín hiệu điện của các cảm  biến (cảm biến tốc độ, cảm biến vị trí chân ga, …) và tín  hiệu thủy lực từ bàn đạp ga (qua cáp chân ga   bướm ga   cảm biến vị trí bướm ga)   ECU động cơ   ECT –  ECU   van điện từ   các cần sang số   bộ bánh răng  hành tinh và bộ biến mô. SVTH: Đới Xuân Quốc  10
  10. Thiết kế môn học                              o Loại điều khiển hoàn toàn thủy lực: Loại này sử dụng cáp  bướm ga và các tín hiệu điện tử điều khiển để điều khiển  hộp số tự động.  Sơ đồ tín hiệu điều khiển: Bàn đạp ga   cáp dây ga    cáp bướm ga   van bướm ga, van ly tâm   van sang số  bộ truyền bánh răng hành tinh và bộ biến mô.                                      o Hộp số điều khiển bằng điện tử: Sử dụng áp suất thủy lực  để tự động chuyển số theo tín hiệu điều khiển của ECU.  ECU điều khiển các van điện từ theo tình trạng của động cơ  và của xe do các bộ cảm biến xác định, từ đó điều khiển áp  suất dầu thủy lực.  Sơ đồ tín hiệu điều khiển: Tín hiệu từ các cảm biến và  từ bộ điều khiển thủy lực   ECU động cơ và ECT   tín  hiệu điện đến các van điện từ   bộ biến mô và các bánh  răng hành tinh. SVTH: Đới Xuân Quốc  11
  11. Thiết kế môn học                                     3.3 Phân loại theo cấp số truyền Có nhiều loại hộp số tự động, hiện nay thông dụng nhất là loại 4, 5, 6  cấp số, một số loại xe được trang bị hộp số tự động 8, 9 cấp. 3.4 Phân loại theo cách bố trí trên xe Loại FF (Front – Front: động cơ đặt trước – cầu trước chủ động):  Loại này được thiết kế gọn do chúng được bố trí ở khoang động cơ. Loại ER (Front – Rear: động cơ đặt trước – cầu sau chủ động): Loại  này có bộ truyền lực cuối cùng (vi sai) lắp ở bên ngoài nên nó dài  hơn. 4. Chức năng của hộp số tự động Về cơ bản hộp số tự động có chức năng như một hộp số thường. Tuy  nhiên, hộp số tự động cho phép đơn giản hóa việc điều khiển hộp số, quá  trình chuyển số êm dịu, không cần ngắt đường truyền công suất từ động  cơ xuống khi sang số. Hộp số tự động tự chọn tỉ số truyền phù hợp với  điều kiện hoạt động của ô tô, do đó tạo điều kiện sử dụng gần như tối  ưu công suất động cơ. Hộp số tự động có những chức năng cơ bản sau: SVTH: Đới Xuân Quốc  12
  12. Thiết kế môn học Tạo ra các cấp tỉ số truyền phù hợp nhằm thay đổi momen xoắn từ  động cơ đến các bánh xe chủ động để phù hợp với momen cản luôn  thay đổi và nhằm tận dụng tối đa công suất của động cơ. Giúp xe thay đổi chiều chuyển động. Đảm bảo cho xe dừng tại chỗ mà không cần tắt máy hoặc tách ly hợp. Ngoài ra, hộp số tự động điều khiển điện tử (ECT) còn có các chức năng  an toàn. Nếu có hư hỏng xảy ra trong hệ thống khi đang lái xe, ECT sẽ  hoạt động ở chế độ dự phòng, cho phép xe tiếp tục hoạt động ở chế độ  đã được định trước trong một thời gian ngắn nhằm tránh nguy hiểm. 5. Ưu, nhược điểm của hộp số hành tinh 5.1 Ưu điểm:  Giảm mệt mỏi cho lái xe bằng cách loại bỏ các thao tác cắt ly hợp và  thường xuyên phải chuyển số. Chuyển số liên tục không cắt dòng lực từ động cơ. Thời hạn phục vụ dài hơn, lực truyền đồng thời qua một số cặp bánh  răng ăn khớp, ứng suất trên răng nhỏ. Ăn khớp trong nên đường kính  vòng tròn ăn khớp lớn. Có khả năng tự triệt tiêu lực hướng trục. Giảm độ ồn khi làm việc. Kích thước nhỏ gọn. Hiệu suất làm việc cao, vì các dòng năng lượng có thể là song song,  ma sát sinh ra tiêu hao năng lượng chủ yếu là do chuyển động tương  đối còn không chịu ảnh hưởng của chuyển động theo, khâu quyết định  là chọn phương án sơ đồ bố trí. Cho tỷ số truyền cao, nhưng kích thước không lớn. 5.2 Nhược điểm: Công nghệ chế tạo đòi hỏi chính xác cao: trục lồng, bánh răng ăn khớp  nhiều vị trí. SVTH: Đới Xuân Quốc  13
  13. Thiết kế môn học Kết cấu phức tạp, nhiều cụm lồng, trục lồng phanh, ly hợp khóa. Lực ly tâm trên các bánh răng hành tinh lớn. Nếu dùng nhiều ly hợp và phanh có thể nâng cao tổn hao công suất khi  chuyển số, hiệu suất sẽ giảm. Các nhược điểm này sẽ dần khắc phục  khi chọn tối ưu sơ đồ cơ cấu và công nghệ chế tạo máy phát triển. SVTH: Đới Xuân Quốc  14
  14. Thiết kế môn học CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỘP SỐ HÀNH TINH I.  CẤU TẠO CỦA HỘP SỐ HÀNH TINH  . Các bánh răng trong bộ truyền bánh răng hành tinh có 3 loại:  bánh răng bao, bánh răng hành tinh, bánh răng mặt trời và cần  dẫn. Cần dẫn nối với trục trung tâm của mỗi bánh răng hành tinh  và làm cho các bánh răng hành tinh xoay chung quanh. Với bộ  các bánh răng nối với nhau kiểu này thì các bánh răng hành  tinh giống như các hành tinh quay xung quanh mặt trời, và do  đó chúng được gọi là các bánh răng hành tinh. Thông thường nhiều bánh răng hành tinh được phối hợp với  nhau trong bộ truyền bánh răng hành tinh. SVTH: Phạm Văn Quỳnh  15
  15. Thiết kế môn học II.  NGUYÊN LÝ VẬN HÀNH CỦA HỘP SỐ HÀNH TINH.  Bằng cách thay đổi vị trí đầu vào, đầu ra và các phần tử cố  định ta có thể giảm tốc, đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc. 1.  Đảo chiều .  Đầu vào: bánh răng bao  Đầu ra: cần dẫn  Cố định: bánh răng mặt trời  Khi bánh răng mặt trời bị cố định thì chỉ có bánh răng  hành tinh quay và vận động chung quanh. Do đó trục đầu  SVTH: Phạm Văn Quỳnh  16
  16. Thiết kế môn học ra chỉ giảm tốc độ so với trục đầu vào bằng chuyển  động quay của bánh răng hành tinh. Độ dài của mũi tên  chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ momen.  Mũi tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng  rộng thì momen càng lớn. 2.  Giảm tốc.   Đầu vào: bánh răng bao  Đầu ra: cần dẫn  Cố định: bánh răng mặt trời  Khi bánh răng mặt trời cố định thì chỉ có bánh răng hành  tinh quay và vận động chung quanh. Do đó trục đầu ra  chỉ giảm tốc độ so với trục đầu vào bằng chuyển động  quay của các bánh răng hành tinh. Độ dài của mũi tên chỉ  tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chỉ momen. Mũi  SVTH: Phạm Văn Quỳnh  17
  17. Thiết kế môn học tên càng dài thì tốc độ quay càng lớn và mũi tên càng  rộng thì momen càng lớn. 3.  Nối trực tiếp (truyền thẳng).   Đầu vào: bánh răng mặt trời, bánh răng bao  Đầu ra: cần dẫn  Do bánh răng bao và bánh răng mặt trời quay cùng nhau  với cùng một tốc độ nên cần dẫn cũng quay với cùng tốc  độ đó.  SVTH: Phạm Văn Quỳnh  18
  18. Thiết kế môn học 4.  Tăng tốc.   Đầu vào: cần dẫn  Đầu ra: bánh răng bao  Cố định: bánh răng mặt trời  Khi cần dẫn quay theo chiều kim đồng hồ thì bánh răng  hành tinh chuyển động xung quanh bánh răng mặt trời  theo chiều kim đồng hồ. Do đó bánh răng bao tăng tốc  trên cơ sở số răng trên bánh răng bao và bánh răng mặt  trời. SVTH: Phạm Văn Quỳnh  19
  19. Thiết kế môn học   5.  Các phanh (B1, B2, B3).   Các phanh này được chia làm 2 loại theo kiểu phần tử  cố định phanh gồm có: kiểu dải và kiểu nhiều đĩa ướt.  Kiểu dải được dùng cho phanh B1 và kiểu nhiều đĩa ướt  cho phanh B2, B3. Ngoài ra trong một số hộp số tự  động, hệ thống nhiều đĩa ướt còn được sử dụng cho  phanh B1.  Phanh kiểu dải B1: dải phanh được quấn vòng lên  đường kính ngoài của trống phanh. Một đầu của dải  phanh được hãm chặt vào vỏ hộp số bằng 1 chốt, còn  đầu kia tiếp xúc với piston phanh qua cần đẩy piston  chuyển động bằng áp suất thủy lực. Piston phanh có thể  chuyển động trên cần đẩy piston nhờ việc nén các lò xo.  SVTH: Phạm Văn Quỳnh  20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản