Tiểu luận tốt nghiệp đại học ngành công nghệ kỹ thuật ô tô đề tài hộp số tự động trên xe audi a6

Hộp số tự động sử dụng trong hệ thống truyền lực của xe là một trong sốnhững hệ thống được khách hàng quan tâm hàng đầu khi chọn xe vì sự tiện lợi, đơn giản và dễ dàng vận hành khi sử dụ

BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VĨNH LONG

TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

ĐỀ TÀI: HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN XE AUDI A6

CBHD: TS Lương Văn Vạn Sinh viên: Trương Hùng Phát

Mã số sinh viên: 20001118

Vĩnh Long - Năm 2023.

BỘ LAO ĐỘNG – THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VĨNH LONG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Vĩnh Long, ngày tháng năm 2023

BẢNG ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TIỂU LUẬN

I THÔNG TIN CHUNG

Họ tên: Lương Văn Vạn Học hàm, học vị: TS

Đơn vị công tác: Khoa Cơ Khí Động Lực

Hướng dẫn sinh viên: Trương Hùng Phát

Mã số sinh viên: 20001118 Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Tên đề tài hướng dẫn: Hộp số tự động trên xe Audi A6.

III ĐÁNH GIÁ (Các đánh giá có điểm lẻ đến 0.1; điểm cuối cùng làm tròn đến 1 chữ số thập phân)

đa

Điểm đánh giá

1 Hình thức trình bày quyển thuyết minh và bản vẽ (Theo quy định của nhà trường, không có lỗi chính tả, ngắn gọn, mạch lạc, xúc tích ) 2.0

2 Ý thức và thái độ trong thực hiện đề tài 1.0

3 Khả năng và bản lĩnh xử lý, giải quyết vấn đề của sinh viên trong thựchiện đề tài. 1.0

4 Thực hiện các nội dung của đề tài (Về nội dung chuyên môn và khoa học cũng như về phương pháp nghiên cứu, xử lý vấn đề của ĐA, KLTN có gì

5 Mối liên hệ với những vấn đề liên quan (cơ sở lý thuyết và các hướng nghiên cứu khác có liên quan) 1.0

6 Tính ứng dụng thực tiễn (phạm vi và mức độ ứng dụng, triển vọng của đề tài, tính mới, tính sáng tạo ) 2.0

Lương Văn Vạn

BỘ LAO ĐỘNG – THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VĨNH LONG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMĐộc lập - Tự do - Hạnh phúc.

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪNTên đề tài: Hộp số tự động trên xe Audi A6

Họ và tên sinh viên: Trương Hùng Phát MSSV: 20001118

Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật Ô tô

1.Ý thức thực hiện:

2 Nội dung thực hiện:

3 Hình thức trình bày:

4 Tổng hợp kết quả:

 Tổ chức báo cáo trước hội đồng

 Tổ chức chấm thuyết minh

Vĩnh Long, ngày tháng năm 2023

Giảng viên hướng dẫn

Lương Văn Vạn

MỤC LỤC

PHẦN 1 TỔNG QUAN 2

1.1 Đặt vấn đề 2

1.2 Mục tiêu nghiên cứu: 3

1.3 Phương pháp nghiên cứu 3

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3

1.5 Nội dung nghiên cứu 3

PHẦN 2 NỘI DUNG 4

Chương 1 Tổng quan về hộp số tự động 4

1.1 Lịch sử phát triển 4

1.2 Nhiệm vụ 4

1.3 Phân loại hộp số tự động 5

1.4 Yêu cầu của hộp số 6

1.5 Chức năng của hộp số 7

1.6 Ưu điểm của hộp số tự động so với số sàn 7

1.7 Khái quát về hộp số tự động 9

1.7.1 Bộ biến mô 9

1.7.2 Bộ truyền bánh răng hành tinh 10

1.7.3 Bộ điều khiển thủy lực 13

1.7.4 ECU động cơ và ECT 17

Chương 2 Nghiên cứu hộp số tự động 09L trên xe Audi A6 21

2.1 Giới thiệu chung 21

2.2 Kết cấu của hộp số tự động 09L 21

Chương 3 Bảo dưỡng, sửa chữa đối với hộp số 09 21

KẾT LUẬN 21

TÀI LIỆU THAM KHẢO 21

PHẦN 1 TỔNG QUAN

1.1 Đặt vấn đề

Hiện nay các phương tiện giao thông vận tải là một phần không thể thiếu trongcuộc sống con người Cũng như các sản phẩm của nền công nghiệp hiện nay, ô tô đượctích hợp các hệ thống tự động lên các dòng xe đã và đang sản xuất, với chiều hướng ngàycàng tăng Hộp số tự động sử dụng trong hệ thống truyền lực của xe là một trong sốnhững hệ thống được khách hàng quan tâm hàng đầu khi chọn xe vì sự tiện lợi, đơn giản

và dễ dàng vận hành khi sử dụng Việc nghiên cứu hộp số tự động sẽ giúp chúng ta nắmđược những khiến thức cơ bản để nâng cao hiệu quả khi sử dụng, khai thác, sửa chữa vàcải tiến Ngoài ra còn góp phần xây dựng các nguồn tài liệu tham khảo phục vụ nghiêncứu trong quá trình học tập và nghiên cứu

Các dòng xe ra đời với các bước đột phá về nhiên liệu mới và tiêu chuẩn khí thảiđược chấp thuận trong ngành sản xuất ô tô nhằm bảo vệ môi trường thì bên cạnh đó côngnghệ sản xuất không ngừng nâng cao, công nghệ điều khiển và vi điều khiển ngày càngđược ứng dụng rộng rãi thì việc đòi hỏi phải có kiến thức vững vàng về tự động hóa củacán bộ kỹ thuật trong ngành cũng phải nâng lên tương ứng mới mong có thể nắm bắt cácsản phẩm được, có như vậy mới có thể có một công việc vững vàng sau khi ra trường

Để có thể xét tốt nghiệp ra trường thì sinh viên cần có 1 công trình nghiên cứu, ởngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô tại trường có hai phương hướng cho sinh viên lựa chọn,một là làm khóa luận tốt nghiệp và hai là làm tiểu luận tốt nghiệp, sau khi xem xét vềnâng lực bản thân và những điều kiện thuận lợi khác, tôi đã quyết định chọn phươnghướng làm tiểu luận tốt nghiệp

Vì những lý do trên, tôi đã chọn chủ đề nghiên cứu “Nghiên cứu Hộp số Tự động

trên xe Audi A6” để làm tiểu luận tốt nghiệp.

1.2 Mục tiêu nghiên cứu:

1.3 Phương pháp nghiên cứu

Để xây dựng được đề tại nghiên cứu một cách khoa học, đầy đủ kiến thức cần thiết

và chính xác, tôi đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau đây:

- Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Được sử dụng để thu thập thông tin từ các tàiliệu về hộp số tự động của hãng xe Audi, phần mềm tra cứu hộp số

- Phương pháp nghiên cứu phân tích và tổng hộp: Sau khi đã thu thập các thôngtin, tiến hành phân tích, chọn lọc các thông tin phù hợp, cốt lõi, cần thiết, liên quan đến đềtài nghiên cứu

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Về phương diện khoa học: Nghiên cứu về hộp số tự động trên Audi A6 là tiền đềcho những nghiên cứu khoa học về hộp số tự động nói chung và các nghiên cứu chuyênsâu về những hệ thống trên hộp số tự động Audi A6 nói riêng

- Về phương diện thực tiễn: Nghiên cứu sẽ giúp cho những người quan tâm đếnhộp số tự động trên Audi A6 có một cái nhìn cụ thể, trực quan hơn Đồng thời nghiên cứu

sẽ là một cơ sở vững chắc cho việc xây dựng tài liệu học tập về các môn học lý thuyết vàthực hành liên quan đến hộp số tự động tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long

1.5 Nội dung nghiên cứu

- Chương 1: Tổng quan về hộp số tự động

- Chương 2: Hộp số tự động trên xe Audi A6

- Chương 3: Tháo lắp hộp số tự động Audi A6

- Chương 4: Kết luận

Đến những năm 70, hộp số tự động đã thực sự phát triển khi hàng loạt các hãng ôtôcho ra các loại xe mới với hộp số tự động đi kèm Từ đó đến nay hộp số tự động đã pháttriển không ngừng và dần thay thế cho hộp số thường Khi mới ra đời, hộp số tự động làloại có cấp được điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực Đến những năm 80, nhờ ứng dụngnhững kỹ thuật điều khiển điện tử hiện đại trên ôtô phát triển vượt bậc, các hộp số tự độngđiều khiển bằng điện tử (EAT) ra đời

Các nhà sản xuất ôtô cũng đã nghiên cứu, chế tạo và đưa vào sử dụng các loại hộp

số tự động vô cấp có tỉ số truyền thay đổi liên tục (CVT- Continuously VariableTransmission) vào những năm cuối của thế kỷ XX

Hiện nay, để đáp ứng nhu cầu sử dụng của khách hàng và để tăng tính cơ độngtrong quá trình sử dụng, các nhà chế tạo đã cho ra đời loại hộp số điều khiển điện tử cóthêm chức năng chuyển số cơ khí như là ở hộp số thường song song với chế độ chuyển số

tự động

Ngày nay, hộp số tự động đang là một trong những xu hướng được nghiên cứu vàphát triển mạnh trong nền công nghệ ôtô Nó không những được sử dụng khá phổ biếntrên các dòng xe du lịch, pick-up, việt dã, mà còn được trang bị khá nhiều trên các dòng

xe tải, đầu kéo, xe cơ giới và các xe chuyên dùng khác

1.2 Nhiệm vụ

Nhiệm vụ của hộp số tự động nó gần như tương đồng với nhiệm vụ của hộp số sàn:Thay đổi tỷ số truyền nhằm thay đổi mô men xoắn ở các bánh xe chủ động của xe,đồng thời thay đổi tốc độ chạy của xe phù hợp với sức cản bên ngoài

Bên cạnh đó, hộp số giúp làm thay đổi chiều tịnh tiến của xe (đi thẳng hoặc lùi) Tách liên kết giữa bánh xe chủ động và động cơ trong một thời gian dài

1.3 Phân loại hộp số tự động

*Theo cách bố trí

- Hộp số được sử dụng cho xe động cơ đặt trước bánh trước chủ động (FF)

Hình 1.1 Hộp số tự động sử dụng cho loại xe FF

1 Bánh xe; 2 Động cơ; 3 Hộp số tự động; 4 Bán trục; 5 Vi sai; 6 Biến mô

- Hộp số được sử dụng cho xe động cơ đặt trước bánh sau chủ động (FR)

Hình 1.2 Hộp số tự động sử dụng cho loại xe FR

1 Động cơ; 2,5 Bánh xe; 3 Biến mô; 4 Hộp số tự động; 6 Bán trục; 7 Vi sai

Hình 1.3 Hộp số tự động đặt ngang và dọc

Hộp số của xe FF bộ phận dẫn động cuối cùng (vi sai) được lắp bên trong, còn hộp

số của xe FR vi sai được lắp bên ngoài

*Theo truyền động bánh răng

- Hộp số tự động sử dụng bộ truyền hành tinh

- Hộp số tự động sử dụng các cặp bánh răng luôn ăn khớp với nhiều trục

*Theo cách điều khiển

- Hộp số tự động điều khiển thủy lực

- Hộp số tự động điều khiển điện tử

1.4 Yêu cầu của hộp số

Để đảm bảo các công dụng trên, ngoài các yêu cầu về sức bền, về kết cấu hộp sốcòn phải thoải mãn những yêu cầu đặc trưng:

- Khi gài số không sinh ra các lực và đập trên các bánh răng và hệ thống truyềnlực Vì vậy trên hộp số cần phải có bộ đồng tốc để gài số hoặc ống gài số

- Hộp số phải có đủ tỷ số truyền cần thiết nhằm đảm bảo tốt tính chất động lực học

và tính kinh tế khi làm việc

- Hộp số phải có vị trí trung gian để có thể ngắt truyền động của động cơ khỏi hệthống truyền lực trong thời gian dài, phải có cơ cấu chống gài hai số một lúc để đảm bảo

an toàn cho hộp số không bị gãy vỡ răng

- Hộp số phải có số lùi để cho phép xe chuyển động lùi đồng thời phải có cơ cấuchống gài số lùi một cách ngẫu nhiên

- Hộp số phải điều khiển nhẹ nhàng, làm việc êm, ít tiếng ồn và hiệu suất cao

1.5 Chức năng của hộp số

Hộp số dùng để thay đổi lực kéo tác dụng lên bánh xe bằng cách thay đổi tỷ sốtruyền giữa động cơ và bánh dẫn động Thông thường muốn kéo bánh xe dẫn động quaymột vòng thì trục khuỷu quải quay từ 4.8 – 12 vòng Ngoài ra hộp số còn cho phép lùi và

về số 0 cho xe đứng yên trong lúc động cơ vẫn còn hoạt động

1.6 Ưu điểm của hộp số tự động so với số sàn

Hộp số được sử dụng trên ô tô gồm 2 loại: Hộp số tự động và hộp số sàn

Ih, io: Tỉ số truyền của hộp số chính và của truyền lực chính;

η t: Hiệu suất chung của hệ thống truyền lực

Rb: Bán kính làm việc trung bình của xe

- Với hộp số tự động:

PkTrong đó: Mt: Mô men của bánh tua bin

Hình 1.5 Đồ thị đặc tính kéo của hộp số tự độngNhận xét:

Đồ thị hình 1.4 và hình 1.5 cho thấy sự khác biệt của đường đặc tính kéo ở xe lắphộp số thường và xe lắp hộp số tự động như sau: lực kéo Pk ở bánh xe chủ động của xelắp hộp số tự động lớn hơn Pk của xe lắp hộp số hộp số thường, với xe lắp hộp số tự độngthì lực cản tăng, 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 lắphộp số thường lực cản tăng thì lực kéo giảm

*Tay số

Hình 1.6 a.Tay số sàn dạng zigzag; b.Tay số tự động dạng thẳng

- Với hộp số sàn: Khi vào số thì cần phải qua bộ đồng tốc

- Với hộp số tự động: Nó được vào số hoàn toàn tự động nhờ vào sự đóng mở côngsuất của li hợp, của phanh và khớp một chiều Các li hợp, phanh và khớp một chiều đượcđiều khiển bởi hệ thống van thủy lực điều khiển điện từ

Vậy hộp số tự động có những ưu điểm như sau:

- Sử dụng áp suất thủy lực để tự động chuyển các tay số tùy theo tốc độ xe, góc mở

bướm ga và vị trí cần số

- Quá trình chuyển số được thực hiện hoàn toàn tự động, người lái không phải điềukhiển chuyển số nên giảm được các thao tác lái xe Đồng thời quá trình chuyển số là tựđộng, nên xe luôn hoạt động ở chế độ phù hợp tương ứng với tải, địa hình, tốc độ Do vậy,tránh được tổn hao công suất cũng như nhiên liệu trong quá trình vận hành.

- Mô men xoắn được truyền đến các bánh xe chủ động một cách êm dịu, tương ứng

với lực cản chuyển động và tốc độ chuyển động của ô tô

- Hộp số tự động giúp tăng được khoản động lực học của ô tô

- Giảm được tải trọng tác dụng lên các chi tiết của hệ thống truyền lực

- Tránh được quá tải cho động cơ và hệ thống truyền lực vì giữa chúng được nốivới nhau bằng biến mô thủy lực

1.7 Khái quát về hộp số tự động

1.7.1 Bộ biến mô

Hình 1.7 Bộ biến mô

1.7.2 Bộ truyền bánh răng hành tinh

Bộ truyền bánh răng hành tinh gồm các bánh răng hành tinh, các li hợp ướt vàphanh (dạng phanh dải) Bộ truyền bánh răng hành tinh trước và bộ truyền bánh rănghành tinh sau được nối với các li hợp và phanh, là các bộ phận nối và ngắt công suất.Những cụm bánh răng này chuyển đổi vị trí của phần sơ cấp và các phần tử cố định để tạo

ra các tỷ số truyền bánh răng khác nhau và vị trí số trung gian

*Cấu tạo bánh răng hành tinh:

Hình 1.8 Cấu tạo bánh răng hành tinh

- Các bánh răng trong bộ truyền bánh răng hành tinh có 4 thành phần: bánh răngbao, bánh răng hành tinh và bánh răng mặt trời và cần dẫn Cần dẫn nối với trục trung tâmcủa 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 giốngnhư các hành tinh quay xung quanh mặt trời, và do đó chúng được gọi là các bánh rănghành tinh

Hình 1.9 Cơ chế giảm tốc

- Khi bánh răng mặt trời bị cố định thì chỉ có bánh răng hành tinh quay và quayxung quanh bánh răng mặt trời Do đó trục đầu ra chỉ giảm tốc độ so với trục đầu vàobằng chuyển động quay của bánh răng hành tinh

 Đầu vào: Bánh răng mặt trời

 Đầu ra: Bánh răng bao

 Cố định: Cần dẫn

Hình 1.12 Cơ chế đảo chiều

- Khi cần dẫn được cố định ở vị trí và bánh răng mặt trời quay thì bánh răng baoquay trên trục và hướng quay được đảo chiều

1.7.3 Bộ điều khiển thủy lực

Hình 1.13 Bộ điều khiển thủy lực

Hình 1.14 Sơ đồ điều khiển thủy lực

- Chuyển các số: Khi li hợp và phanh của bộ truyền bánh răng hành tinh được đưavào vận hành thì việc chuyển số được thực hiện Đường dẫn dầu được tạo ra tùy thuộcvào vị trí chuyển số do van điều khiển thực hiện Khi tốc độ xe tăng thì các tín hiệu đượcchuyển tới các van điện từ ECU động cơ và ECT Các van điện từ sẽ vận hành các vanchuyển số để chuyển các tốc độ

*Các bộ phận chính trong bộ điều khiển thủy lực

* Bơm dầu

- Bơm dầu được dẫn động bởi bộ biến mô nhằm cung cấp áp suất thủy lực cần thiếtcho hoạt động vận hành của hộp số tự động.

Hình 1.15 Bơm dầu

*Thân van

- Thân van gồm thân van trên và thân van dưới đó là nơi để dẫn dầu đi qua

- Rất nhiều van được lắp vào các đường dẫn đó, trong các van có áp suất thủy lựcđiều khiển và chuyển mạch chất lỏng từ đường dẫn này sang đường dẫn khác

- Thông thường, thân van gồm:

 Van điều áp sơ cấp

 Van điều khiển

* Van điều áp sơ cấp

-Van điều áp sơ cấp điều chỉnh áp suất thủy lực (áp suất cơ bản) tới từng bộ phậnphù hợp với công suất động cơ để tránh tổn thất công suất bơm

Hình 1.17 Van điều áp sơ cấp

* Van điều khiển

Van điều khiển được nối với cần số và thanh nối hoặc cáp Khi thay đổi vị trí cầnchuyển số, nó sẽ chuyển mạch đường dẫn dầu của van điều khiển và cho dầu hoạt độngtrong từng vị trí chuyển số

Hình 1.1.8 Van điều khiển

* Van chuyển số

- Vì ta chuyển số bằng cách thay đổi sự vận hành của các li hợp và phanh

- Các van chuyển số chuyển mạch đường dẫn dầu làm cho áp suất thủy lực tácđộng lên các phanh và li hợp Có các van chuyển số 1-2, 2-3 và 2-4

Hình 1.20 Van điện từ

*Van bướm ga

Van bướm ga tạo ra áp suất bướm ga tùy theo góc độ của bàn đạp ga thông qua cápbướm ga và cam bướm ga Áp suất bướm ga tác động lên van điều chỉnh áp suất cơ bảntheo độ mở của van bướm ga

Hình 1.21 Van bướm ga

1.7.4 ECU động cơ và ECT

Công dụng: Điều khiển các van điện tử và bộ điều khiển thủy lực nhằm tạo ra điềukiện xe tối ưu

Hộp số tự động sử dụng các cảm biến công tắc đóng vai trò nhận các dử liệu đểquyết định các thông số điều khiển khác nhau và biến đổi chung thành các tín hiệu điện vàcác tín hiệu đó sẽ được truyền tới ECU động cơ và ECT

Hình 1.22 Hộp số tự động điều khiển ECT

* Một số công tắc cảm biến sử dụng chính hộp số tự động