Đồ án thiết kế hộp số tự động (Link CAD: https://bit.ly/37yVVj3)

Hộp số tự động được sử dụng rất phổ biến ở khu vực Bắc Mỹ, có đến 90% các dòng xe mới sử dụng số tự động. Vì thế công nghệ này được tập trung phát triển nhằm tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường.Các tin liên quanNguyên lý hoạt động của hộp số sànMặc dù hộp số tự động thống trị thị trường, nhưng chúng không phải đồng bộ thống nhất mà trong nội bộ chúng cũng chia thành nhiều loại. Trong đó có một loại hộp số khác biệt so với bất kỳ chủng loại nào khác, từ việc sử dụng các bánh răng hành tinh truyền thống đến tỷ số truyền hay các mô hình ly hợp kép. Nó có tên là CVT, được viết tắt của cụm từ “truyền tải biến thiên liên tục”.CVT là một xu hướng khá mới mẻ trên thị trường. Chúng hứa hẹn một khả năng tiết kiệm nhiên liệu tuyệt vời và cảm giác lái xe mượt mà hơn. Nhưng chúng thực sự làm việc như thế nào? Tại sao chúng có thể thay đổi tỷ số truyền mà không sử dụng các bánh răng truyền thống? Liệu có phép màu nào trong loại hộp số mới này hay đơn giản nó là sản phẩm của công nghệ cao?Cận cảnh công nghệĐáng ngạc nhiên là nếu bạn tìm trên mạng sẽ thấy có rất nhiều thiết kế của hộp số CVT, nhưng có nhiều thiết kế trong số đó là không thực tế để áp dụng cho ôtô. Theo ý kiến của chuyên gia lập kế hoạch và chiến lược tiên tiến của Mitsubishi tại Bắc Mỹ cho biết về cơ bản thì hộp số CVT là một hệ thống, gồm nhiều kích cỡ khác nhau, nó giúp gắn kết các thiết bị theo một phương ngang.Hộp số tự động thông thường sử dụng một bộ bánh răng để cung cấp một tỷ số truyền (hoặc tốc độ) nhất định. Việc truyền tải và sử dụng các bánh răng sẽ đưa đến các tỷ số truyền thích hợp nhất trong từng trường hợp cụ thể. Ví dụ bánh răng bé nhất dùng để cho quá trình khởi động, bánh răng cỡ trung để dùng khi tăng tốc hoặc vượt chướng ngại và bánh răng lớn nhất để giúp tiết kiệm nhiên liệu khi xe đang đi tốc độ cao.

Chương 1 : TỔNG QUAN HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ VÀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG

1.1 Nhiệm vụ của hệ thống truyền lực trên ôtô:

Hệ thống truyền lực của ôtô là tập hợp tất cả các cơ cấu nối từ động cơ tới bánh

xe chủ động, bao gồm các cơ cấu : truyền, cắt, đổi chiều quay, biến đổi giá trị mômen

 Nhiệm vụ cơ bản của hệ thống truyền lực

 Truyền, biến đổi mômen quay và số vòng quay từ động cơ tới bánh xe chủ độngsao cho phù hợp giữa chế độ làm việc của động cơ và mômen cản sinh ra trong quátrình 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.Trong sự phát triển của ngành công nghiệp ôtô thế giới, các hệ thống trên ôtô đãkhông ngừng được hoàn thiện Hệ thống truyền lực cũng không nằm ngoài quy luật đó.Mục đích của sự biến đổi hoàn thiện là nhằm : Giảm tiêu hao nhiên liệu, tăng côngsuất, giảm độ ồn, tăng tốc độ lớn nhất của động cơ, sử dụng tốt nhất công suất động cơsinh ra và tạo sự thuận lợi, đơn giản cho người lái

Một phần của hệ thống truyền lực trên ô tô hiện nay là hộp số, dùng để thay đổi

tỉ số truyền của hệ thống truyền lực nhằm tạo lực kéo tại các bánh xe chủ động phù hợpvới điều kiện chuyển động Hộp số ngày nay gồm 3 dạng cơ bản là hộp số thường, hộp

số tự động, hộp số vô cấp Xu thế của công nghiệp ôtô hiện nay là tạo ra những hộp số

ô tô có khả năng chuyển số một cách tự động hoặc tỉ số truyền biến đổi vô cấp Tuynhiên, hộp số vô cấp có độ bền và hiệu suất thấp nên còn ít phổ biến Do đó, đề tài lựachọn hộp số tự động để thiết kế cho xe yêu cầu

1.2 Hộp số thường và hộp số tự động.

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

số thấp

Vì các lý do trên, nên điều cần thiết đối với các lái xe là phải thường xuyên nhậnbiết tải và tốc độ động cơ để chuyển số một cách phù hợp Điều đó sẽ gây nên sự mấtmát công suất động cơ một cách không cần thiết, ngoài ra nó còn gây nên sự khó khănkhi điều khiển và sự tập trung quá mức đối với người lái

Ở hộp số tự động, những nhận biết như vậy của lái xe là không cần thiết, lái xekhông cần phải chuyển số mà việc chuyển lên hay xuống đến số thích hợp nhất đượcthực hiện một cách tự động tại thời điểm thích hợp nhất theo tải động cơ và tốc độ xe

1.3 Giới thiệu chung về hộp số tự động trên ô tô.

Cụm hộp số tự động trên ô tô hiện nay bao gồm biến mômen và hộp số hànhtinh, là một cụm có chung một vỏ được lắp liền sau động cơ Trong hệ thống truyềnlực, chức năng của cụm hộp số tự động có hệ thống điều khiển điện từ thủy lực phứctạp làm việc cùng với máy tính điện tử cỡ nhỏ, thực hiện tự động đóng ngắt thay đổicác số truyền bên trong hộp số chính

Biến mômen dùng trên ô tô thông thường có khả năng biến đổi mômen trongkhoảng từ 1,6 đến 2,5 lần mômen của động cơ Do đó, biến mômen không thể đáp ứngcác điều kiện chuyển động của ô tô nên thường sử dụng biến mômen cùng với một hộp

số cơ khí vô cấp hoặc có cấp

1.4 Ưu nhược điểm của hộp số hành tinh.

 Ưu điểm:

Nhờ kết cấu của bộ truyền hành tinh mà hộp số hành tinh khi được tự động hóaquá trình chuyển số có được rất nhiều ưu điểm

Quá trình chuyển số được thực hiện tự động nên giảm được thao tác điều khiển

ly hợp và hộp số, giảm cường độ lao động cho người lái tạo điều kiện cho người lái xử

lý các tình huống khác trên đường Điều này làm cho tính tiện nghi trong sử dụng của ô

tô tăng rõ rệt

Mômen xoắn được truyền đến các bánh xe chủ động êm dịu và liên tục, tươngứng với tải của động cơ và tốc độ chuyển động ô tô, giảm được tải trọng động tác dụnglên các chi tiết của hệ thống truyền lực và hoàn thiện được khả năng động lực học

Khi sử dụng biến mô thủy lực, hay bộ truyền đai có thể hạn chế được tải trọngđộng, nâng cao tuổi thọ và độ bền cho động cơ và hệ thống truyền lực

Chuyển số liên tục mà không cắt dòng lực từ động cơ

Thời hạn phục vụ dài hơn, lực truyền đồng thời qua một số cặp bánh răng ănkhớp, 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

Hiệu suất làm việc cao vì các dòng năng lượng có thể là song song

Cho tỉ số truyền phù hợp nhưng kích thước không lớn

 Nhược điểm:

Bên cạnh đó hộp số tự động cũng không tránh khỏi những nhược điểm:

Sự thay đổi tốc độ còn kèm theo sự trượt của các phần tử truyền lực, dẫn tới sựtổn hao một phần nhỏ công suất động cơ

Khả năng chuyển động của ô tô không hoàn toàn phụ thuộc vào thao tác ngườilái mà còn phụ thuộc vào tình trạng mặt đường, đôi khi có thể xảy ra tình huống khólàm chủ chuyển động của ô tô trên đường

Công nghệ chế tạo đòi hỏi độ chính xác cao do các trục được sử dụng nhiều làtrục lồng, nhiều bánh răng cùng ăn khớp với 1 bánh răng, các cơ cấu điều khiển đòi hỏi

sự chính xác cao độ

Kết cấu phức tạp, nhiều cụm lồng, trục lồng, phanh, ly hợp khóa

Lực ly tâm trên các bánh răng hành tinh là lớn do tốc độ góc lớn

Nếu sử dụng nhiều ly hợp và phanh thì có thể nâng cao tổn hao công suất khichuyển số, hiệu suất sẽ giảm xuống

Tuy nhiên, với công nghệ chế tạo máy hiện nay thì những nhược điểm của hộp

số hành tinh sẽ dần dần được khắc phục khi chọn tối ưu sơ đồ hoạt động

1.5.Phân loại hộp số tự động.

1.5.1.Theo cách bố trí có.

Loại hộp số sử dụng trên ôtô FF : Động cơ đặt trước, cầu trước chủ động

Loại hộp số sử dụng trên ôtô FR : Động cơ đặt trước, cầu sau chủ động

Các hộp số sử dụng trên ôtô FF được thiết kế gọn nhẹ hơn so với loại sử dụngtrên ôtô FR do chúng được lắp đặt cùng một khoang với động cơ

Các hộp số sử dụng cho ôtô FR có bộ truyền động bánh răng cuối cùng với visai lắp bên ngoài Còn các hộp số sử dụng trên ôtô FF có bộ truyền bánh răng cuốicùng với vi sai lắp ở bên trong, vì vậy loại hộp số tự động sử dụng trên ôtô FF còn gọi

là hộp số có vi sai

1.5.2.Theo bộ truyền 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

1.5.3.Theo cách điều khiển.

Hộp số tự động thường

Hộp số tự động điện tử ( gọi là EAT )

1.6 Yêu cầu chung khi thiết kế hộp số cho xe 12 chỗ.

Vì xe 12 chỗ là loại xe minibus nên tải trọng thay đổi trong một khoảng rộng,hoạt động ở nhiều địa hình khác nhau Loại xe này chủ yếu hoạt động trên những mặtđường có chất lượng tương đối tốt như bê tông, nhựa đường Kích cỡ xe nhỏ nên thíchhợp cho các công ty sử dụng làm xe đưa đón nhân viên hoặc với một số hãng lữ hành

cũng thích hợp để đưa những đoàn khách nhỏ đi tham quan Do đó yêu cầu đối với hộp

số khi thiết kế cho xe:

Chuyển số nhanh chóng êm dịu và chính xác, không gây giật hoặc gây ồn Dải tỉ số truyền hợp lý nhằm tận dụng hết công suất động cơ và nâng cao khảnăng tăng tốc cho xe

Tiết kiệm nhiên liệu một cách tối đa có thể

Kết cấu thuận lợi nhất có thể cho sửa chữa, bảo dưỡng, chẩn đoán sự cố trên xe

Độ bền cao, tính tin cậy lớn

Kích thước 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

Điều khiển dễ dàng

Giá thành hợp lý

Hiệu suất cao

Ngoài những yêu cầu trên hộp số được thiết kế cho xe trong đồ án này là hộp số

tự động nên có những yêu cầu riêng sau:

Có số lượng số truyền phù hợp để tận dụng tối đa công suất động cơ

Số lượng các phần tử điều khiển (PTĐK) thích hợp được bố trí phù hợp đối vớidạng xe cầu trước hoặc sau chủ động Các chế độ làm việc của các phần tử điều khiểnphải 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 khiểnthủy lực và điện tử

Có khả năng lựa chọn các chế độ sang số phù hợp với sở thích của người lái vàhành khách

Trong tất cả các yêu cầu trên thì đối với một xe minibus để chở hành khách, độ

êm dịu trong hoạt động là vấn đề quan trọng hàng đầu

Chương 2 : PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Để đáp ứng những yêu cầu trên, sử dụng hộp số tự động có 5 số tiến để làmphương án tính toán cho hộp số tự động của xe minibus 12 chỗ là phù hợp Tuy nhiên,các cơ cấu hành tinh (CCHT) đơn lẻ chỉ có khả năng tạo ra một số lượng số truyền nhấtđịnh có thể sử dụng được cho hộp số ô tô, không thể tạo ra được đến 5 số tiến Vì lí dođó cần tiến hành tổ hợp các CCHT đơn lẻ để tạo ra được hộp số hành tinh với số lượng

số truyền mong muốn

Để xác lập một tỉ số truyền cho hộp số hành tinh hay một CCHT thành phần cầnphải xác định được quy luật chuyển động của các phần tử trong đó tức là xác định được

số bậc tự do của hộp số hoặc CCHT thành phần

Dựa trên cơ sở xác định quy luật chuyển động của các phần tử trong các CCHTthành phần cần thiết phải sử dụng các PTĐK trong hộp số dưới dạng các ly hợp khóa

và phanh dải Số lượng các PTĐK cần có tham gia vào một tỉ số truyền tạo bởi mộtCCHT phụ thuộc vào số phần tử của CCHT cần biết trước vận tốc để xác định đượcchuyển động của cả cơ cấu Hiện nay, các CCHT được sử dụng để xây dựng nên hộp

số hành tinh chủ yếu gồm 3 dạng cơ cấu cơ bản là Wilson, Simpson, Ravigneaux

2.1 Các bộ truyền hành tinh cơ bản.

2.1.1 Bộ truyền hành tinh Wilson.

Được cấu tạo từ ba phần tử cơ bản có cùng trục quay gồm một bánh răng mặttrời, một bánh răng bao và một cần dẫn Các bánh răng hành tinh quay trơn trên cầndẫn ăn khớp đồng thời với bánh răng mặt trời và bánh răng bao, đóng vai trò như phầntử trung gian nối giữa ba phần tử cơ bản

Hình 2.1: Cơ cấu hành tinh Wilson.

Các phần tử của CCHT Wilson có 2 ràng buộc về hình học và 2 ràng buộc vềđộng học:

rCωC = rSωS+ rPωP , rC = rS + rP

rRωR = rCωC+ rPωP , rR = rC + rPGọi Z = rR/rS là đặc tính của CCHT Wilson, ta rút ra được phương trình liên kết

3 phần tử cơ bản của cơ cấu:

(1 + Z).ωC = ωS + Z.ωR

Từ phương trình liên kết, nhận thấy chỉ cần xác định được chuyển động của 2phần tử là xác định được chuyển động của cả cơ cấu Bởi vậy, CCHT Wilson có 2 bậc

tự do

2.1.2 Bộ truyền hành tinh Simpson.

CCHT Simpson gồm hai CCHT cơ bản Wilson Các phần tử M1, N1, H1, G1(S1, R1, P1, C1) thuộc dãy hành tinh thứ nhất; M2, N2, H2, G2 (S2, R2, P2, C2) thuộcdãy hành tinh thứ hai Chúng được ghép nối với nhau như hình vẽ:

Rút ra được các ràng buộc về động học và hình học của các phần tử trongCCHT Simpson:

2 2

1 1

1 1

).

1 (

.

).

1 (

.

R R

S

C R

S

Z Z

Z Z

2.1.3.Bộ truyền hành tinh Ravigneaux

Cấu tạo của CCHT kiểu ravigneaux gồm 2 bánh răng mặt trời M1 (S1), M2 (S2)nối với 2 trục khác nhau Hai nhóm bánh răng hành tinh H1 (P1), H2 (P2) ăn khớp vớinhau và nằm trên một giá hành tinh G (C), một bánh răng bao N (R) ăn khớp với H2

còn H1 ăn khớp với M2 Sơ đồ cấu tạo như hình vẽ

Hình 2.3: Cơ cấu hành tinh Ravigneaux

CCHT Ravigneaux có 4 ràng buộc động học và 4 ràng buộc hình học:

rC1ωC = rS1ωS1 + rP1ωP1 , rC1 = rS1 + rP1

rC2ωC = rS2ωS2 + rP2ωP2 , rC2 = rS2 + rP2(rC2– rC1)ωC= rP1ωP1+ rP2ωP2, rC2– rC1= rP2+ rP1

rRωR = rC2ωC + rP2ωP2 , rR = rC2 + rP2

Từ các ràng buộc trên và đặc tính của dãy hành tinh cơ bản Wilson Z1 = rR/rS1vàdãy hành tinh bánh răng hành tinh kép Z2 = rR/rS2, có được hệ phương trình liên kết cácphần tử cơ bản của CCHT Ravigneaux như sau:

1 (

0 ).

1 (

2 2

2

1 1

1

C R

S

C R

S

Z Z

Z Z

Từ hệ phương trình liên kết trên, nhận thấy chỉ cần xác định được chuyển độngcủa 2 phần tử trong đó là xác định được chuyển động của toàn bộ CCHT Ravigneaux.

Do đó, CCHT Ravigneaux có 2 bậc tự do

Khi đã xác định được số bậc tự do của các CCHT, nhận thấy số bậc tự do củaCCHT nhỏ hơn so với số phần tử cơ bản của từng CCHT riêng biệt nên luôn luôn cóthể tạo ra được nhiều số truyền bằng cách thay đổi lần lượt các phần tử điều khiển đượctrong CCHT đang xét, tức là thay đổi đầu ra, đầu vào của hộp số Tuy nhiên, khi thựchiện sẽ khiến kết cấu của hộp số phức tạp Do đó, với những CCHT đặt ở cuối hộp sốthì đầu ra thường cố định, không thay đổi, trong khi đó, đầu vào hộp số có thể thay đổibằng các ly hợp khóa Như vậy, khả năng tạo tỉ số truyền tối đa của các CCHT đã giảmxuống Để có được số lượng số truyền mong muốn cần sử dụng nhiều CCHT khácnhau trong hộp số

Hộp số chính dùng trên ô tô có thể chia ra: một hoặc nhiều nhóm tỉ số truyền.Hộp số có một nhóm tỉ số truyền gồm các CCHT đơn lẻ kiểu Simpson, Ravigneauxhay được tổ hợp từ các CCHT kiểu Wilson Hộp số có hai hay nhiều nhóm tỉ số truyềngồm các CCHT đã được tổ hợp như trên cùng với CCHT đơn giản Các ô tô con hiệnđại thường bố trí các loại động cơ có số vòng quay lớn, hộp số cần có nhiều số truyền

và tỉ số truyền thay đổi trong giới hạn rộng, trong khi đó không gian chỉ cho phép tronggiới hạn nhất định, vì vậy hộp số đã được cấu tạo thành hai phần nhằm giảm bớt tỉ sốtruyền 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 mốiliên hệ nhất định với nhau Sự liên hệ này tạo ra khả năng tổ hợp giữa các CCHT riêngbiệt với nhau Có hai cách tổ hợp các CCHT liên tiếp là nối tiếp và song song Vớidạng nối tiếp, đầu ra của cơ cấu này có thể là đầu vào của cơ cấu tiếp theo, vì thế tỉ sốtruyền của cả tổ hợp là tích các tỉ số truyền thành phần Với dạng song song, dòng

truyền công suất có thể được chia nhỏ, do vậy, hiệu suất truyền sẽ được tăng lên đồngthời tạo điều kiện để điều khiển các dòng công suất riêng biệt.

Một hộp số được tổ hợp từ CCHT Wilson và CCHT Simpson hoặc Ravigneaux

sẽ có 4 bậc tự do Sau khi liên kết các phần tử trong đó theo ý đồ có sẵn thì số bậc tự

do này giảm xuống, đồng thời số PTĐK tham gia trong một số truyền cũng giảmxuống, tạo điều kiện để có thể giảm tối đa số lượng các PTĐK

Dựa trên những hiểu biết trên, đề tài đưa ra một số dạng sơ đồ động học đã được

tổ hợp của hộp số hành tinh 5 số tiến dưới đây để tiến hành so sánh ưu nhược của cácdạng sơ đồ đó nhằm lựa chọn một sơ đồ tối ưu cho tính toán thiết kế

2.2 Các phương án thiết kế bộ truyền hành tinh.

2.2.1 Phương án 1.

Hộp số hành tinh cơ cấu hành tinh Simpson

Cấu tạo của cơ cấu hành tinh này là cơ cấu hành tinh Wilson có 2 bộ bánh rănghành tinh Để thay đổi tỷ số truyền của hộp số ta có bố trí thêm các ly hợp, phanh vàcác khớp một chiều

Hình 2.4: Sơ đồ động học cơ cấu hành tinh Simpson

Chức năng hoạt động của các phanh và ly hợp trên sơ đồ như sau :

Phanh số (B2)

Khoá bánh răng mặt trời trước và sau ngăn không cho chúng quay ngược chiều kim đồng hồ khi F1 hoạtđộng

Phanh số lùi và số (B3)

Khoá cần dẫn bộ truyền hành tinh sau ngăn không cho chúng quay cả ngược và thuận chiều kim đồng hồ

Khớp một chiều (F1) Khi B

2 hoạt động, nó khoá bánh răng mặt trời phía trước và sau găn không cho chúng quay ngược chiều kim đồng hồ

Khớp một chiều (F2) Khoá cần dẫn bộ truyền hành tinh sau ngăn không

cho nó quay ngược chiều kim đồng hồ

 Nguyên lý hoạt động :

Bảng 2.1: Sơ đồ điều khiển ở từng tay số

Dòng công suất khi hộp số đang được dẫn động bởi các bánh xe chủ động vớicần chọn số ở vị trí “2” như ở vị trí “D” Tuy nhiên khi hộp số được dẫn động bởi cácbánh xe chủ động thì xảy ra hiện tượng phanh bằng động cơ : Chuyển động từ trục thứcấp hộp số tới cần Cd1 nên các bánh răng hành tinh quay xung quanh các bánh răngmặt trời Z3, Z4 theo chiều dương Các bánh răng hành tinh khi đó quay theo chiềudương, trong khi bánh răng mặt trời có thể quay theo 2 chiều Nhưng do bánh răng mặttrời bị khoá bởi phanh B1 và B2, F1 nên các bánh răng hành tinh trước quay theo chiềudương Lực quay đó được truyền đến trục sơ cấp hộp số tạo nên phanh bằng động cơ.

b) Dãy “L” số 1 (Phanh bằng động cơ)

Số 1 ở dãy “L” được hoạt động khi người điều khiển gạt cần chọn số về vị trí

“L” xe sẽ chuyển xuống số 1 Khi đó ly hợp C1 đóng, phanh B3 đóng và F2 hoạt động

Dòng công suất được truyền như sau :

Dòng truyền công suất đang bị dẫn động bởi các bánh xe chủ động được truyềntới trục thứ cấp của hộp số Từ trục thứ cấp của hộp số được truyền đến bánh răng bao

Z6 của bộ truyền hành tinh sau làm cho các bánh răng hành tinh cố gắng quay theochiều dương xung quanh bánh răng mặt trời trước và sau Z3, Z4 Tuy nhiên cần dẫn Cd2được giữ lại không cho quay bởi phanh số B1 và phanh số lùi B3, các bánh răng hànhtinh sau Z5 quay theo chiều dương trong khi các bánh răng mặt trời trước và sau Z3, Z4quay theo chiều âm Kết quả là các bánh răng hành tinh trước quay theo chiều dươngxung quanh bánh răng mặt trời trước và sau Z3, Z4, trong khi cũng quay xung quanhtrục của nó theo chiều dương Do vậy truyền chuyển động quay theo chiều dương đếncác bánh răng bao trước Z1 qua C1 đến trục sơ cấp của hộp số

2.2.2 Phương án 2.

Hộp số hành tinh tổ hợp của Wilson và Simpson

Hình 2.5: Sơ đồ động học tổ hợp Wilson và Simpson

Chức năng hoạt động của các phanh và ly hợp trên sơ đồ như sau :

Ly hợp số truyền tăng (C0) Nối cần dẫn OD với bánh răng mặt trời

Ly hợp số tiến C1 Nối trục sơ cấp với bánh răng bao trước

Ly hợp số lùi C2 Nối trục sơ cấp với bánh răng mặt trời trước và sau.Phanh bộ truyền tăng (B0) Khoá bánh răng mặt trời OD ngăn không cho nó quay

theo cả 2 chiều thuận và ngược chiều kim đồng hồ.Khớp một chiều (F0) Khoá cần dẫn bộ truyền hành tinh OD ngăn không cho nó quay theo ngược chiều kim đồng hồ.

Khớp một chiều F1 Khi B2 đang hoạt động nó khoá bánh răng mặt trời và

ngăn không cho nó quay ngược chiều kim đồng hồ.Khớp một chiều F2 Khoá cần dẫn bộ truyền hành tinh sau ngăn không cho

nó quay theo ngược chiều kim đồng hồ

Phanh dải số 1 (B1) Khoá bánh răng mặt trời trước và sau ngăn không cho nó quay theo cả 2 chiều thuận và ngược chiều kim

đồng hồ

Phanh số 2 (B2) Khoá bánh răng mặt trời trước và sau ngăn không cho

nó quay ngược chiều kim đồng hồ khi F1 hoạt động.Phanh số 3 (B3) Khóa cứng cần dẫn bộ truyền hành tinh sau

 Cấu tạo gồm 2 phần :

Phần trước là bộ truyền tăng với cơ cấu hành tinh Wilson có 2 tỷ số truyền đượcđiều khiển bằng ly hợp khoá C0, phanh B0, được ghép song song trong mạch truyền lựccủa cơ cấu hành tinh.

Phần sau là cơ cấu hành tinh simpson gồm dãy hành tinh phía trước và dãy hànhtinh phía sau Hai dãy này được điều khiển qua các ly hợp khoá C1, C2, phanh B1, B 2,

Khi xe giảm tốc với cần chọn số ở vị trí số “2” khi đó ly hợp C0, C1, các phanh

B1, B2 đóng, khớp một chiều F0, F1 khoá

Trục thứ cấp quay theo chiều dương, cần dẫn Cd2(+), bánh răng Z3 bị khoá bởiphanh B2 và khớp một chiều F1, bánh răng Z4 quay theo chiều dương, các bánh răng Z0,

Z1và cần dẫn Cd1 quay cùng một khối theo chiều dương dẫn đến bánh tuabin quay theochiều dương và kết quả là phanh bằng động cơ được thực hiện

b) Số 1 số “L”.

Khi xe giảm tốc với cần chọn số ở vị trí số “1” khi đó ly hợp C0, C1, các phanh

B3 đóng, khớp một chiều F0, F2 khoá

Dòng công suất được truyền từ trục thứ cấp đến trục sơ cấp, lúc này xảy ra hiệntượng phanh bằng động cơ Đường truyền dòng công suất được chia làm 2 nhánh :

Nhánh 1 : Trục thứ cấp quay theo chiều dương, bánh răng Z8 (+), cần dẫn Cd2quay theo chiều dương, bánh răng Z7 quay theo chiều (+) quanh trục của nó bắt chặttrên cần dẫn, bánh răng Z6 quay theo chiều âm và bánh răng Z3 cũng quay theo chiều

âm Bánh răng Z4 quay theo chiều âm, bánh răng Z5 quay theo chiều dương

Nhánh 2 : Giả thiết bánh răng Z3 được giữ không quay

Trục thứ cấp quay theo chiều dương, cần dẫn Cd2 quay theo chiều dương, bánhrăng Z4 quay theo chiều (+), bánh răng Z5 quay theo chiều dương

Kết hợp cả 2 nhánh cho ta bánh răng Z5 quay theo chiều dương

Ly hợp C1 dóng nên bánh răng Z2 quay theo chiều dương Ly hợp Co đóng nêncác bánh răng Z2, Z1, Z0 và cần dẫn Cd1 quay cùng một khối theo chiều dương, dòngcông suất được truyền đến trục sơ cấp kết quả là phanh bằng động cơ xảy ra

2.2.3 Phương án 3.

Hộp số hành tinh tổ hợp của Wilson và Simpson

Tổ hợp Wilson – Simpson tạo ra được hộp số tự động 5 số tiến Tổ hợp có 6 cơcấu điều khiển bao gồm các ly hợp C1 đến C4 và phanh B1, B2 Dựa vào việc điềukhiển đóng mở ly hợp và các phanh thông qua hệ thống thủy lực mà hộp số cho ranhững tốc độ khác nhau

Hình 2.6: Sơ đồ động học tổ hợp Wilson – Simpson

Bảng 2.3: Sơ đồ điều khiển từng tay số.

do còn lại của hộp số là 3 phần tử, với 2 bậc tự do và 3 phần tử chưa biết chuyển động,thông qua các cơ cấu điều khiển, đầu vào cho bộ truyền Simpson được thay đổi, qua đótạo được rất nhiều số truyền khác nhau Tuy vậy, không thể sử dụng hết số lượng sốtruyền có thể tạo ra được mà cần chọn lọc dựa theo tỉ số truyền có thể dùng được trên ô

tô và phụ thuộc vào độ phức tạp kết cấu khi tạo ra số truyền đó Do đó, chỉ có 5 sốtruyền có thể sử dụng được trong sơ đồ này

2.2.4 Hộp số hành tinh tổ hợp của Wilson và Ravigneaux.

Tổ hợp Wilson – Ravigneaux Với bánh răng mặt trời bị khóa cứng và bánhrăng bao trở thành đầu vào của hộp số, số bậc tự do của bộ truyền Wilson (1) đã đượcxác định hết Do đó, bậc tự do của cả hộp số lúc này là số bậc tự do của bộ truyền

Ravigenaux (2) phía sau Qua các cơ cấu điều khiển, bộ truyền Wilson tạo ra nhiều đầuvào khác nhau cho bộ truyền Ravigneaux và lập nên những tỉ số truyền khác nhau chohộp số Tương tự như sơ đồ trên, cũng chỉ có 5 số truyền có thể được sử dụng trong sơ

đồ này nhằm giảm bớt sự phức tạp về kết cấu

Hình 2.7: Sơ đồ động học tổ hợp Wilson – Ravigneaux

Tổ hợp này đem lại 5 số truyền chỉ với 5 cơ cấu điều khiển là 3 ly hợp C1, C2,C3 cùng với 2 phanh dải B1, B2

Bảng 2.4: Sơ đồ điều khiển các số truyền

 Nhận xét

Phương án 1: có kết cấu đơn giản hơn gồm hai bộ bánh răng hành tinh đơn

ghép với nhau, có hai trục sơ cấp và thứ cấp Do kết cấu có số lượng là ba số truyềnnên số lượng phanh, ly hợp ít và đơn giản nên việc bố trí hệ thống điều khiển dễ dànghơn

Kết cấu của hệ thống điều khiển đơn giản

Phù hợp với điều kiện công nghệ cũng như công nghệ của nước ta

Tuy nhiên, phương án này có ba số truyền, không có số truyền tăng nên côngsuất của động cơ không được tận dụng triệt để

Phương án 2: Tạo ra hộp số có 4 số truyền trong đó số truyền 4 là số truyền

tăng Tuy nhiên số lượng phanh và ly hợp sử dụng là khá nhiều, điều này dẫn đến sựtổn hao về công suất nhiều hơn Mặt khác số lượng các phần tử điều khiển quá nhiều

sẽ làm tăng kích thước của hộp số

Sự tổn hao công suất của hộp số tự động chủ yếu nằm ở các phần tử điều khiển(PTĐK) Do vậy, tổng số lượng PTĐK càng ít thì càng có lợi trong việc giảm tổn haocông suất và nâng cao tính kinh tế nhiên liệu cho ô tô Mặt khác, việc chuyển đổi qualại giữa các PTĐK cũng gây ra trượt trên các bề mặt làm việc dẫn tới tổn hao công suất

và giảm thời gian sử dụng của hộp số nên số lượng PTĐK cùng làm việc đồng thờitrong 1 tay số càng nhiều và vận tốc tương đối giữa 2 chi tiết quay trước khi các PTĐKlàm việc càng nhỏ thì càng có lợi trong việc giảm tổn hao công suất

Từ bảng nguyên công làm việc của 2 hộp số ở phương án 3 và phương án 4 tanhận thấy: nếu xe hoạt động trên mặt đường tốt và cần số ở chế độ sử dụng cả 5 sốtruyền từ số I đến số V thì khi chuyển số, phương án thứ 2 luôn có một phần tử li hợp ởtrạng thái thường đóng Các phần tử còn lại thay đổi trạng thái một cách tuần tự, tạođiều kiện để điều khiển dễ dàng hơn Mặt khác, ở 2 phanh B1, B2, thời gian hoạt độngcủa chúng trong quá trình hoạt động của hộp số khi vận hành cũng rất ngắn lại thường

ở vùng tốc độ thấp của động cơ, nên quá trình trượt diễn ra khi phanh 1 phần tử củahộp số hành tinh cũng nhỏ nhờ vậy giảm được tổn hao công suất.

Ngoài ra, trong kết cấu với số cụm trục lồng của phương án 3 có độ phức tạphơn nhiều so với phương án 4 Khi sử dụng quá nhiều cụm trục lồng sẽ khiến việc bốtrí trong hộp số rất khó khăn đồng thời chế tạo rất phức tạp

Với các lý do trên, sơ đồ động học của hộp số hành tinh ở phương án 4 mangnhiều ưu việt hơn trong tính toán, chế tạo, bố trí các PTĐK trong hộp số, đồng thời mở

ra khả năng điều khiển các phẩn tử trong hộp số một cách tối ưu nhằm giảm thiểu tổnthất công suất khi xe hoạt động gây nên bởi sự trượt các bề mặt ma sát ở các PTĐK

Do đó đề tài lựa chọn sơ đồ động học thứ 4 để tính toán

Chương 3 : TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC

3.1 Các thông số của xe được chọn.

Xe được lựa chọn để tính toán hộp số tự động là xe Kia pregio với 12 chỗ ngồibao gồm cả người lái

Hình ảnh về xe được chọn để tham khảo

Hình 3.1: Xe Kia pregio 12 chỗ ngồi.

Bảng 3.1: Thông số của xe

3.2 Đồ thị đặc tính tốc độ ngoài của động cơ.

Hộp số trên xe PREGIO 12 chỗ là loại hộp số cơ khí thường :

Đây là loại hộp số có 3 trục Trục sơ cấp và trục thứ cấp được bố trí đồng trục với nhau Hộp số có 5 cấp và một số lùi, trong đó tay số 4 là tay số truyền thẳng, tay số

5 là số truyền tăng Theo sách giới thiệu về xe PRÊGIÔ ta tra được các tỷ số truyền củacác tay số như sau:

Tay số 1 : Tỷ số truyền : 4.011

Tay số 2 : Tỷ số truyền : 2.272

Tay số 3 : Tỷ số truyền : 1.425

Tay số 4 : Tỷ số truyền : 1.000

Tay số 5 : Tỷ số truyền : 0.831

Tay số lùi : Tỷ số truyền : 3.958

Đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ là đường biểu thị mối quan hệ giữa công suất động cơ Ne, mômen động cơ Me theo số vòng quay trục khuỷu ne

Để xác định được đường đặc tính ngoài của động cơ ta dựa vào công thức thực nghiệm của Lây Đecman :

.

10 4

( N.m) (2.4)Thay các số liệu vào công thức (2.3) và (2.4) ta có bảng sau:

Bảng 3.2: Bảng tính công suất và mômen của động cơ

M e 176.22 197.71 214.9 227.79 236.39 240.69 240.69 236.39 227.79 214.9 192.98

Đồ thị đặc tính tốc độ ngoài của động cơ

Me Ne

Đồ thị 3.1: Đồ thị đặc tính tốc độ ngoài của động cơ

3.3 Tính chọn biến mô.

Trôc vµo Trôc ra

P

Hình 3.2: Sơ đồ biến mô thủy lực

3.3.1 Các thông số cơ bản của biến mô.

3.3.1.1 Hệ số biến mô thủy lực.

Kbm =

B

T

M M

Trong đó :

MT : Mômen xoắn trên trục tuabin

MB : Mômen xoắn trên trục bánh bơm

Hệ số biến mô thuỷ lực phụ thuộc vào điều kiện làm c của ôtô khi Khi lực cảnchuyển động tăng lên, vận tốc ôtô giảm xuống do đó số vòng quay của trục tuabingiảm xuống dẫn đến MT tăng lên do vậy Kbmtăng lên.Hệ số biến mô Kbm có giá trị lớnnhất khi bánh tuabin bị hãm lại hoàn toàn nghĩa là nT=0 Ngược lại khi lực cản giảm đi,vận tốc của ôtô tăng lên thì hệ số biến mô giảm xuống Vậy tính chất tự động làm việcthay đổi mômen xoắn của biến mô thuỷ lực là do tác động của dòng chất lỏng lên cáccánh tuabin bị thay đổi khi số vòng quay thay đổi

3.3.1.2 Tỷ số truyền của biến mô.

Tỷ số truyền của biến mô (ibm) là tỷ số giữa số vòng quay của trục bánh tuabin

nT và số vòng quay của trục bơm nB

ibm =

B

T

n n

3.3.1.3 Hiệu suất của biến mô

ηbm =

B B

T T B

T

n M

n M N

NT : Công suất phát ra trên trục bánh tua bin của biến mô

NB : Công suất trên trục bánh bơm của biến mô

MT , MB: momen xoắn tương ứng của bánh tua-bin và bánh bơm

nT , n B: số vòng quay tương ứng trên trục của bánh tuabin và bánh bơm

1 : Hệ số biến đổi mômen tại số vòng quay của bánh tuabin K = 1

λ 1 : Hệ số biến đổi mômen tại số vòng quay của bánh tuabin nT = 0

3.3.2 Lựa chọn biến mô thủy lực thiết kế.

 Đặc điểm của xe:

Xe thiết kế hộp số tự động là xe du lịch 12 chỗ Đây là loại xe yêu cầu khắt khe

về tính ổn định, độ ổn định, sự êm dịu, khả năng tăng tốc nhanh …

 Điều kiện làm việc:

Tải trọng của xe luôn luôn thay đổi, không ổn định

Trong quá trình hoạt động với điều kiện đường xá Việt Nam, động lực học của

xe phải thường xuyên thay đổi do địa hình phức tạp, tăng tốc, phanh nhiều lần …Vì vậy mà yêu cầu xe phải có tính năng động lực học tốt, khởi hành, tăng tốcmột cách nhanh chóng, êm dịu, phát huy được công suất tối đa và đảm bảo sức tiêuhao nhiên liệu là nhỏ nhất

 Yêu cầu và căn cứ để lựa chọn biến mô thuỷ lực:

Biến mô phải truyền hết được công suất lớn nhất và mômen lớn nhất của độngcơ

Vùng điều chỉnh rộng với hiệu suất cao, nghĩa là phải có hệ số biến mô càng lớncàng tốt, tỷ số truyền ứng với thời điểm khi biến mô thuỷ lực chuyển sang chế độ lyhợp lớn

Qua những phân tích ở trên ta chọn biến mô thuỷ lực hỗn hợp loại nhạy, mộtcấp và có chế độ truyền thẳng Như vậy mới đảm bảo được những yêu cầu của xe thiếtkế

3.3.3 Tính toán và chọn biến mô thủy lực.

Chọn kích thước thiết kế của biến mô thuỷ lực được tiến hành trên cơ sở dùngphương pháp “tương tự ” Theo phương pháp này, với chế độ “dừng lại” tương ứng khiphanh bánh tuabin biểu diễn các điểm làm việc đồng thời của biến mô thuỷ lực và động

cơ ( MB =Me và nB = ne ) thì đường kính thiết kế của biến mô bằng :

Da = 5

2

1 n b

M



 (2.1)Trong đó :

M1 : Mômen trên trục vào của biến mô (bánh B), trong trường hợp này ta lấy

M1 = Memax= 240,7 (N.m) là mômen lớn nhất của động cơ phát ra

λ : Hệ số mômen của biến mô: λ = 3,19.10-6 (ph2/vg2) (theo đồ thị đặc tính không thứ nguyên của biến mô)

γ : Trong lượng riêng của dầu biến mô trong buồng công tác, với dầu trong ở đây ta dùng dầu Dixon II có γ = 8500 (N/m3)

nb : Số vòng quay tại điểm mà mômen lớn nhất nb = 2400 (vg/ph)

Thay tất cả vào công thức (2.1) ta có :

Da =5

2

6 8500 2400 10

19 , 3

7 , 240

 Các thông số của biến mô thuỷ lực được chọn

Độ nhạy của biến mô thủy lực: П = '

2

= 2.24Đường kính của biến mô thuỷ lực : Da = 274 (mm)

Hiệu suất của biến mô : ηmax = 0,91

Trọng lượng riêng của dầu trong biến mô : γ = 8500 (N/m3)

Hệ số biến đổi mômen lớn nhất: Kmax = 2

Đồ thị 3.2: Đồ thị đặc tính không thứ nguyên của biến mô

3.3.4 Xây dựng đường đặc tính trên trục vào của biến mô.

Đường đặc tính trên trục vào của biến mô là đường biểu diễn mối quan hệ giữa mômen trên trục chủ động của bánh bơm M1 theo số vòng quay của nó:

M1 thì phải xác định được các giá trị λ1 Từ đồ thị đặc tính không thứ nguyên của biến

mô ứng với mỗi giá trị của tỉ số truyền ibm sẽ xác định được hệ số biến đổi mômen λ1.Với những giá trị của λ1 này tính được trị số mômen ứng với những giá trị khác nhaucủa số vòng quay của trục biến mô (n1= ne) Đồng thời từ đồ thị này cũng xác địnhđược các giá trị tương ứng của hệ số biến mô Kbm

Bảng 3.3: Bảng hệ số biến đổi mômen

λ.10 -6 2.75 2.7 2.6 2.5 2.25 1.95 1.7 1.4 1.3 1.2 1.2

Chia dải tốc độ số vòng quay n1 từ 0 ÷ 4400 vg/ph thành các khoảng cách nhau

400 vg/ph Thay các giá trị trên vào công thức (2.4) ta được các giá trị trong bảng :

Bảng 3.4: Bảng giá trị mômen theo tỉ số truyền của biến mô.

ne 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000 4400 M-0 5.9 23.5 52.9 94.1 147.1 211.8 288.2 376.5 476.5 588.2 711.7 M-0.1 5.8 23.1 52.0 92.4 144.4 207.9 283.0 369.6 467.8 577.5 698.8 M-0.2 5.6 22.2 50.1 89.0 139.0 200.2 272.5 355.9 450.5 556.1 672.9 M-0.3 5.3 21.4 48.1 85.6 133.7 192.5 262.0 342.2 433.1 534.7 647.0 M-0.4 4.8 19.3 43.3 77.0 120.3 173.3 235.8 308.0 389.8 481.3 582.3 M-0.5 4.2 16.7 37.5 66.7 104.3 150.2 204.4 266.9 337.8 417.1 504.7 M-0.6 3.6 14.5 32.7 58.2 90.9 130.9 178.2 232.7 294.5 363.6 440.0 M-0.7 3.0 12.0 27.0 47.9 74.9 107.8 146.7 191.7 242.6 299.5 362.3 M-0.8 2.8 11.1 25.0 44.5 69.5 100.1 136.3 178.0 225.2 278.1 336.5 M-0.9 2.6 10.3 23.1 41.1 64.2 92.4 125.8 164.3 207.9 256.7 310.6 M-1 2.4 9.4 21.2 37.6 58.8 84.7 115.3 150.6 190.6 235.3 284.7

Đồ thị đặc tính trên trục vào của biến mô

Đồ thị 3.3: Đồ thị đặc tính trên trục vào của biến mô

Từ đồ thị nhận thấy ứng với từng giá trị của λ1 theo tỷ số truyền ibm xác định tậphợp đường M1 Khi vẽ đồ thị đặc tính trên trục vào của biến mô M1 và đồ thị đặc tínhngoài động cơ Me cùng một tỷ lệ thì các giao điểm của đương M1 và Me là các giaođiểm A(n,M) Điểm A là điểm làm việc đồng bộ của động cơ và biến mô thuỷ lực,điểm A là một tập hợp điểm tuỳ theo chế độ tải trọng trong khoảng tỷ số truyền củabiến mô thuỷ lực ibm = 0 ÷ 1 Từ những giao điểm A xác định được trị số M và số vòngquay n của trục chủ động của biến mô tương ứng với các tỷ số truyền i đã chọn.

Bảng 3.5: Bảng tọa độ các điểm đồng bộ trên đồ thị

3.3.5.Xây dựng đường đặc tính trên trục ra của biến mô.

Đặc tính trên trục ra của động cơ và biến mô chính là đặc tính ngoài của động

cơ mới mà ta sẽ dùng đặc tính này để xây dựng đặc tính kéo của ôtô

Từ những giao điểm A = i,ta xác định được trị số M*

1 và số vòng quay n*

1 củatrục chủ động của biến mô tương ứng với các tỷ số truyền i đã chọn

Theo đường đặc tính không thứ nguyên của biến mô, với những giá trị i đã xácđịnh ta sẽ tìm được các giá trị của M*

N2 = N1.η

Bảng 3.6: Bảng giá trị công suất, mômen, số vòng quay trên trục ra của biến mô.

3.4 Xác định tỉ số truyền của hệ thống truyền lực.

Tỉ số truyền của hệ thống truyền lực trong trường hợp tổng quát được xác địnhtheo công thức sau:

it= ih.if.i0Trong đó:

ih: Tỉ số truyền của hộp số chính

if: Tỉ số truyền của hộp số phụ hoặc hộp phân phối

i0: Tỉ số truyền của truyền lực chính

Với xe 1 cầu chủ động, truyền lực chính loại đơn, có if = 1

3.4.1 Xác định tỉ số truyền của truyền lực chính.

Tỷ số truyền của truyền lực chính i0 được xác định từ điều kiện đảm bảo cho ôtôđạt được vận tốc cực đại ở tay số cao nhất của hộp số cơ khí khi xe chở đầy tải Ta có công thức xác định tỷ số truyền của truyền lực chính :

i0 =

max

60

2

v i i

n r

hn fc

v b

2

v i i

n r

hn fc

v b



= 602 .1. .0.,0831,3.4000.38,89= 3,88

3.4.2 Xác định tỉ số truyền của từng tay số trong hộp số.

a Xác định tỉ số truyền ở số truyền 1.

Tỷ số truyền ở tay số 1 cần phải chọn sao cho lực kéo tiếp tuyến phát ra ở các bánh xe chủ động của ôtô có thể khắc phục được lực cản tổng cộng lớn nhất của mặt đường Từ phương trình cân bằng lực kéo khi ôtô chuyển động ổn định ta có :

b

i i M

r G





.

0 max max

rb : Bán kính làm việc trung bình của bánh xe chủ động : rb = 0,3 (m)

i0 : Tỷ số truyền của truyền lực chính i0 = 3,88

ifc: xe không dùng hộp số phụ nên ifc= 1

Mmax : Momen xoắn lớn nhất tác dụng lên trục vào của hộp số Đối với động cơcó sử dụng biến mô thì momen xoắn lớn nhất thu được trên trục ra của bánh tua-bin.(trục bánh tuabin)

Mmax = 480 (N.m)

ηt : Với ôtô du lịch ta có ηt = 0,9

Thay vào công thức ta có:

ih1 ≥ 0,399480..254503,88.0,.90,3 = 1,82

Mặt khác lực kéo tiếp tuyến lớn nhất phát ra tại bánh xe chủ động Pkmax bị hạn chế bởi điều kiện bám :

Pkmax ≤ Gφ.φ

Hay :

b

t fc h

r

i i i

Mmax. 1 .0 

≤ Gφ.φNhư vậy theo điều kiện bám thì tỷ số truyền ở số 1 được chọn :

ih1 ≤

t fc

b

i i M

r G







.

0 max

Như vậy ihi cần phải thoả mãn 2 điều kiện trên Ta chọn ih1 = 2.35 để tính toán tỷ

số truyền của các tay số trung gian

b Xác định tỉ số truyền của các tay số trung gian.

Nhằm tạo độ êm dịu khi hoạt động cho xe 12 chỗ và nâng cao tính năng độnglực học cho xe, hộp số được lựa chọn có 5 số tiến và 1 số lùi

Tỉ số truyền các số trung gian trong hộp số ô tô được chọn theo quy luật cấp sốnhân Với ih1 = 2,35 và ih5 = 0,831 có bước chuyển các cấp số truyền như sau:

35 , 2

= 1,3

Do đó ta có tỉ số truyền của các tay số trung gian:

ih2 = ih1/q = 2,35/1,3 = 1,81ih3 = ih2/q = 1,78/1,3 = 1,38ih4 = ih3/q = 1,35/1,3 = 1,07ih5 = ih4/q = 1,04/1,3 = 0,823Với hộp số tự động, số lùi chịu ảnh hưởng bởi số răng của các bánh răng tronghộp số Bởi vậy, số lùi sẽ được tính toán sau

n r

hi

b

(Km/h) Trong đó :

rb : Là bán kính làm việc trung bình của bánh xe chủ động

M2.0 .

Trong đó:

Pkm: lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe tại các số truyền khác nhau

Trên thực tế, để xe có thể chuyển động trên đường, lực kéo tại các bánh xe phảithắng được tổng lực cản tác động lên xe bao gồm cản lăn Pf, cản quán tính Pj, cảnkhông khí Pω, cản lên dốc Pi, cản kéo moóc Pm Có phương trình cân bằng lực kéodạng khai triển, điều kiện tối thiểu để xe có thể lăn bánh trong trường hợp tổng quát:

b

t h f e

r

i i i

M .0 

= G.f.cosα + k.F.v2 ± G.sinα ± δi.G g j + n.ψ.QTuy nhiên, khi tính toán lập đồ thị, có thể coi xe đang chuyển động đều trênđường nằm ngang không moóc kéo, tức là α = 0, j = 0 Khi đó, xe chỉ chịu ảnh hưởngcủa 2 lực cản thành phần là Pω và Pf

 Tính lực cản của đường

Để xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo của xe, ta tính lực cản của đường theo vậntốc của xe khi chuyển động trên đường nằm ngang (α = 0) có hệ số cản lăn f = 0,018

Pf = G.f (N)

 Tính lực cản của không khí

Ta có :

P = 2

2 6 , 3

.F v K

(N/m2)Giá trị của P phụ thuộc vào vận tốc theo quan hệ bậc hai do đó để xây dựngđược đường cong P = f(v) ta cần phải tính một số giá trị P ở các giá trị vận tốc của xekhác nhau

Hệ số cản của không khí : K = 0,37 (Ns2/m4)

Diện tích cản chính diện : F = 0,8.B.H (m2)

= 0,8.1,81.1,97 = 2,85 (m2)Bảng 3.8: Bảng tính lực cản lăn và lực cản không khí

Đồ thị đặc tính kéo

Đồ thị 3.5: Đồ thị đặc tính kéo

Chương 4 : TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỘP SỐ HÀNH TINH

4.1 Thành lập phương trình động học của hộp số.

Hình 4.1: Sơ đồ cấu tạo cơ bản của CCHT Wilson

Hình trên là kết cấu nguyên lý của CCHT Wilson, với bánh răng mặt trời S,bánh răng hành tinh P, bánh răng ngoại luân R ăn khớp với nhau và một cần dẫn C

 Quan hệ động học của dãy hành tinh

Phương trình động học của dãy hành tinh được viết dựa trên cơ sở xác lập mốiquan hệ tốc độ góc tương đối giữa các cặp bánh răng khi dừng giá hành tinh C

Từ công thức Willitse, có tỉ số truyền của bộ truyền hành tinh cơ sở được sửdụng trong tính toán:

i =

C R

C S

Trong đó:

ωR, ωS, ωC là vận tốc góc của các bánh răng R, S, C