Mô Phỏng Hoạt Động Hộp Số Ly Hợp Kép Ford Focus 2015 Sử Dụng MATLAB/SIMULINK

Khám phá ứng dụng MATLAB Simulink trong mô phỏng hoạt động hộp số ly hợp kép của Ford Focus 2015, nâng cao hiệu suất và độ chính xác.

• Tác giả: Trương Việt Thắng
• Người hướng dẫn: ThS. Dương Nguyễn Hắc Lân
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
• Đề tài: Mô Phỏng Hệ Thống Truyền Lực Ô Tô Ford Focus 2015 Bằng MATLAB/SIMULINK
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.3. Phương pháp nghiên cứu
• 1.4. Phạm vi nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Giới thiệu chung về hợp số powershift 6 cấp
• 2.2. Cấu tạo và nguyên lí cơ bản của hộp số
• 2.2.1. Cấu tạo cơ bản
• 2.2.2. Đặc điểm của hộp số
• 2.2.3. Sơ lược nguyên lí và ứng dụng
• 2.2.4. Thông số kĩ thuật hộp số
• 2.3. CẤU TẠO HỘP SỐ LY HỢP KÉP POWERSHIFT 6 CẤP
• 2.3.1. Đường truyền mô men xoắn hộp số
• 2.3.2. Sơ đồ cấu tạo hộp số
• 2.3.3. Trục thứ cấp và cặp bánh răng số lùi
• 2.3.4. Bánh răng đầu ra và vi sai
• 2.3.5. Bộ đồng tốc
• 2.3.6. Đường dẫn mô men xoắn
• 2.3.6.1. Đường truyền mô men ở số 1
• 2.3.6.2. Đường truyền mô men ở số 2
• 2.3.6.3. Đường truyền mô men ở số 3
• 3. MÔ PHỎNG HỘP SỐ TỰ ĐỘNG 6DTC XE FORD
• 3.1. Các lực tác động lên oto khi chuyển động
• 3.2. Mô phỏng và kết quả
• 3.2.1. Kết quả mô phỏng
• 4. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 4.1. Hướng phát triển

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Mô Phỏng Hệ Thống Truyền Lực Ô Tô Ford Focus 2015

Mô phỏng hệ thống truyền lực ô tô là một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô hiện đại. Đặc biệt, việc ứng dụng phần mềm MATLAB/SIMULINK trong mô phỏng hoạt động của hộp số ly hợp kép Ford Focus 2015 mang lại nhiều lợi ích. Hệ thống truyền lực đóng vai trò quan trọng trong việc truyền công suất từ động cơ đến bánh xe, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và khả năng vận hành của xe. Việc mô phỏng giúp hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống này.

1.1. Lý Do Chọn Đề Tài Mô Phỏng Hệ Thống Truyền Lực

Sự phát triển của công nghệ ô tô yêu cầu các phương pháp mô phỏng hiện đại để cải thiện hiệu suất. Việc chọn đề tài này nhằm cung cấp cái nhìn sâu sắc về hoạt động của hộp số ly hợp kép, từ đó nâng cao chất lượng đào tạo và nghiên cứu trong lĩnh vực ô tô.

1.2. Mục Tiêu Nghiên Cứu Mô Phỏng Hệ Thống Truyền Lực

Mục tiêu chính là nghiên cứu và mô phỏng hoạt động của hộp số ly hợp kép Ford Focus 2015 bằng MATLAB/SIMULINK. Qua đó, phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất và tìm ra giải pháp tối ưu cho hệ thống truyền lực.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Mô Phỏng Hệ Thống Truyền Lực Ô Tô

Mô phỏng hệ thống truyền lực ô tô gặp nhiều thách thức, từ việc thu thập dữ liệu chính xác đến việc xây dựng mô hình mô phỏng. Các yếu tố như độ chính xác của mô hình, khả năng tính toán và thời gian thực hiện mô phỏng đều ảnh hưởng đến kết quả. Đặc biệt, việc mô phỏng hộp số ly hợp kép yêu cầu hiểu biết sâu sắc về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó.

2.1. Các Thách Thức Trong Việc Mô Phỏng Hệ Thống Truyền Lực

Một trong những thách thức lớn nhất là đảm bảo độ chính xác của mô hình mô phỏng. Các yếu tố như lực cản, ma sát và các thông số kỹ thuật của hộp số cần được tính toán chính xác để mô phỏng hiệu quả.

2.2. Tác Động Của Các Yếu Tố Ngoại Lai Đến Mô Phỏng

Các yếu tố như điều kiện vận hành, tải trọng và tốc độ xe có thể ảnh hưởng đến kết quả mô phỏng. Việc phân tích các yếu tố này là cần thiết để có được mô hình mô phỏng chính xác và đáng tin cậy.

III. Phương Pháp Mô Phỏng Hệ Thống Truyền Lực Bằng MATLAB SIMULINK

MATLAB/SIMULINK là công cụ mạnh mẽ cho việc mô phỏng hệ thống truyền lực ô tô. Phương pháp này cho phép xây dựng mô hình mô phỏng chi tiết, từ đó phân tích và đánh giá hiệu suất của hộp số ly hợp kép. Việc sử dụng phần mềm này giúp tiết kiệm thời gian và chi phí trong quá trình nghiên cứu.

3.1. Cách Xây Dựng Mô Hình Mô Phỏng Trong MATLAB

Xây dựng mô hình mô phỏng trong MATLAB yêu cầu sự kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn. Các khối mô phỏng cần được thiết lập chính xác để phản ánh đúng hoạt động của hộp số ly hợp kép.

3.2. Phân Tích Kết Quả Mô Phỏng Hệ Thống Truyền Lực

Sau khi hoàn thành mô phỏng, việc phân tích kết quả là rất quan trọng. Các thông số như mô men xoắn, tốc độ động cơ và hiệu suất truyền lực cần được đánh giá để đưa ra những nhận định chính xác về hoạt động của hệ thống.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Mô Phỏng Hệ Thống Truyền Lực Ô Tô

Mô phỏng hệ thống truyền lực không chỉ giúp cải thiện hiệu suất của xe mà còn hỗ trợ trong việc thiết kế và phát triển sản phẩm mới. Các kết quả từ mô phỏng có thể được áp dụng trong thực tế để tối ưu hóa hoạt động của hộp số ly hợp kép, từ đó nâng cao trải nghiệm người dùng.

4.1. Tối Ưu Hóa Hiệu Suất Hệ Thống Truyền Lực

Việc mô phỏng giúp xác định các điểm yếu trong hệ thống truyền lực, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu hóa hiệu suất. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm nhiên liệu mà còn nâng cao độ bền của các bộ phận.

4.2. Ứng Dụng Trong Thiết Kế Sản Phẩm Mới

Kết quả từ mô phỏng có thể được sử dụng để thiết kế các sản phẩm mới, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Việc áp dụng công nghệ mô phỏng giúp giảm thiểu rủi ro và chi phí trong quá trình phát triển sản phẩm.

V. Kết Luận Và Tương Lai Của Mô Phỏng Hệ Thống Truyền Lực Ô Tô

Mô phỏng hệ thống truyền lực ô tô bằng MATLAB/SIMULINK đã chứng minh được giá trị của nó trong việc nâng cao hiệu suất và tối ưu hóa thiết kế. Tương lai của lĩnh vực này hứa hẹn sẽ có nhiều tiến bộ với sự phát triển của công nghệ và phần mềm mô phỏng. Việc nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ mới sẽ tiếp tục mở ra nhiều cơ hội cho ngành công nghiệp ô tô.

5.1. Xu Hướng Phát Triển Công Nghệ Mô Phỏng

Công nghệ mô phỏng đang phát triển nhanh chóng, với nhiều công cụ và phần mềm mới được giới thiệu. Điều này sẽ giúp nâng cao khả năng mô phỏng và phân tích hệ thống truyền lực ô tô.

5.2. Tương Lai Của Ngành Công Nghiệp Ô Tô

Ngành công nghiệp ô tô sẽ tiếp tục phát triển với sự gia tăng nhu cầu về hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu. Mô phỏng hệ thống truyền lực sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng những yêu cầu này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ ỨNG DỤNG MATLAB/SIMULINK MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG HỘP SỐ LY HỢP KÉP FORD FOCUS 2015 GVHD: ThS. DƯƠNG NGUYỄN HẮC LÂN SVTH: TRƯƠNG VIỆT THẮNG TRẦN NGUYỄN HOÀI NAM S K L 0 1 2 3 2 1 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 01/2024 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG MATLAB/SIMULINK MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG HỘP SỐ LY HỢP KÉP FORD FOCUS 2015 GVHD: ThS. DƯƠNG NGUYỄN HẮC LÂN SVTH: TRƯƠNG VIỆT THẮNG MSSV: 19145463 SVTH: TRẦN NGUYỄN HOÀI NAM MSSV: 19145101 TP Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2024 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Tên đề tài: ỨNG DỤNG MATLAB/SIMULINK MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG HỘP SỐ LY HỢP KÉP FORD FORCUS 2015 GVHD: ThS.

DƯƠNG NGUYỄN HẮC LÂN SVTH: TRƯƠNG VIỆT THẮNG MSSV: 19145463 SVTH: TRẦN NGUYỄN HOÀI NAM MSSV: 19145101 TP Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2024 LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành cảm ơn sự đồng hành và hỗ trợ của gia đình trong suốt 12 năm qua, đặc biệt là trong giai đoạn học đại học kéo dài 4 năm. Nhờ có sự quan tâm và hỗ trợ về cả mặt vật chất lẫn tinh thần từ mọi người trong gia đình, chúng em đã có thể tiếp tục hành trình học tập và phát triển bản thân. Chúng em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Thầy Th.S Dương Nguyễn Hắc Lân đã đồng ý trở thành giáo viên hướng dẫn đồ án của chúng em. Qua suốt quá trình làm việc cùng thầy, chúng em đã nhận được sự giúp đỡ và chỉ dẫn về kiến thức, được thầy định hướng về đề tài và những khía cạnh phát triển trong tương lai.

Sự hỗ trợ từ thầy đã giúp chúng em mở rộng hiểu biết về ô tô, cải thiện khả năng nghiên cứu và tìm kiếm tài liệu, đồng thời trang bị cho chúng em những kỹ năng quan trọng trong tương lai. Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Cơ Động Lực đã truyền đạt những kiến thức và kỹ năng cơ bản cho chúng em. Nhờ sự giảng dạy của quý thầy cô, chúng em đã có thể áp dụng những kiến thức này vào đề tài và cũng sẽ áp dụng chúng trong các công việc và nghiên cứu tương lai. Cuối cùng, chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn đến Trường Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM và Khoa Cơ Khí Động Lực vì đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện đồ án trong thời gian và không gian phù hợp.

Sự quan tâm đến quá trình thực hiện của chúng em đã tạo điều kiện thuận lợi để chúng em có thể tiến hành nghiên cứu và hoàn thiện đồ án. Nếu trong quá trình báo cáo có bất kỳ thiếu sót nào, chúng em xin kính mong quý thầy cô thông cảm và góp ý giúp chúng em hoàn thiện hơn. Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn. Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2024 Nhóm sinh viên thực hiện TRƯƠNG VIỆT THẮNG TRẦN NGUYỄN HOÀI NAM i TÓM TẮT Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật cùng với sự gia tăng nhanh chóng về nhu cầu sử dụng cũng kéo theo số lượng xe ô tô tham gia giao thông tăng nhanh lên.

Các hãng xe lớn luôn cho ra nhiều mẫu xe để đáp ứng những nhu cầu khác nhau về trải ngiệm của người dùng. Vì thế đã có rất nhiều sự thay đổi về động cơ cũng như là hệ thống truyền lực của ô tô. Khi ô tô chuyển động, công suất của động cơ được truyền đến bánh xe chủ động thông qua hệ thống truyền lực. Hệ thống truyền lực trên xe ô tô bao gồm các bộ phận như: ly hợp, hộp số, biến mô, bộ vi sai, truyền động các đăng.

Trong quá trình vận hành của xe thì đều sẽ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố riêng biệt làm thất thoát đi một phần hiệu suất khi đi qua hệ thống truyền lực. Để có thể làm rõ được vấn đề thất thoát cần phải phân tích kết cấu, chức năng, nhiệm vụ và mô hình hóa các phần tử hệ thống truyền lực trên ô tô và sử dụng phần mềm Matlab/Simulink để mô phỏng hệ thống truyền lực của ô tô. Qua đó, chúng ta sẽ tiến hành phân tích và đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của hệ thống truyền lực nhằm làm rõ quy luật, đường truyền công suất ở các loại xe sử dụng các loại hộp số khác nhau (hộp số thường, hộp số tự động…) và ở các điều kiện vận hành khác nhau. Từ đó, đề tài mà nhóm chúng em chọn để thực hiện là: “Ứng dụng Matlab Simulink trong mô phỏng hoạt động hộp số ly hợp kép Ford Focus 2015”.

Để có thể xây dựng một mô hình có tính tham khảo, dễ hiểu và tổng quát nhất về hệ thống truyền lực của xe ô tô trong quá trình vận hành. Cùng với tài liệu về hệ thống truyền lực thì việc mô phỏng bằng Matlab/Simulink sẽ cho chúng ta thấy được cái nhìn sâu sắc hơn về đường truyền cũng như ảnh hưởng của các lực cản trong quá trình xe di chuyển. Tuy nhiên đây chỉ là những mô phỏng ước lượng so với thực tế. Nhóm chúng em hi vọng đề tài này sẽ giúp cho bạn đọc có thể hiểu hơn về hệ thống truyền lực sử dụng hộp số ly hợp kép.

ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN. ii MỤC LỤC. iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU. vi DANH MỤC CÁC HÌNH.

vii DANH MỤC CÁC BẢNG. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI .Lý do chọn đề tài .Mục tiêu nghiên cứu .Phương pháp nghiên cứu .Phạm vi nghiên cứu. 2 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT .Giới thiệu chung về hợp số powershift 6 cấp .Cấu tạo và nguyên lí cơ bản của hộp số .Cấu tạo cơ bản .Đặc điểm của hộp số .Sơ lược nguyên lí và ứng dụng .Thông số kĩ thuật hộp số .CẤU TẠO HỘP SỐ LY HỢP KÉP POWERSHIFT 6 CẤP .Đường truyền mô men xoắn hộp số.Sơ đồ cấu tạo hộp số .Đường dẫn mô men xoắn .Trạng thái đỗ xe.Cơ cấu chuyển số .Tổng quan về hệ thống chuyển số .Bố cục cơ cấu chuyển số .Bố cục hệ thống chuyển số.Chức năng của trống cần số .Hệ thống ly hợp kép.Tổng quan hệ thống ly hợp kép. Cấu tạo ly hợp kép .Nguyên lí hoạt động của ly hợp kép.Bộ gài ly hợp .Bộ dẫn động cần điện cơ.1Tổng quan bộ dẫn động cần điên .Nguyên lí hoạt động của bộ dẫn động điện cơ .Tổng quan về TCM .Bản vẽ các chi tiết TCM.Nguyên lí hoạt động của TMC .Chế độ chọn-sang số .MÔ PHỎNG HỘP SỐ TỰ ĐỘNG 6DTC XE FORD .Các lực tác động lên oto khi chuyển động .Mô phỏng và kết quả .Kết quả mô phỏng .KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .Hướng phát triển.

71 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU TCM Transmission Control Module RPM Revolutions Per Minute DCT Dual Clutch Transmission DC Direct Current DPS Dual Powershift Synchronizers BCM Body Control Module ISSS Input Shaft Speed Sensor OSSS Output Shaft Speed Sensor PCM Powertrain Control Module ABS Anti-lock Braking System P Park R Reverse N Neutral D Drive vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2. 1 Hộp số ly hợp kép Powershift 6 cấp. 2 Quá trình sang số trên hộp số sàn. 3 Biểu đồ sang số trên hộp số trên hộp số ly hợp kép.

1 Trục sơ cấp hộp số. 2 Trục thứ cấp và cặp bánh răng số lùi. 3 Bánh răng đầu ra và vi sai. 4 Bộ đồng tốc.

5 Đường truyền mô men ở số 1. 6 Đường truyền mô men ở số 2. 7 Đường truyền mô men ở số 3. 8 Đường truyền mô men ở số 4.

9 Đường truyền mô men ở số 5. 10 Đường truyền mô men ở số 6. 11 Đường truyền mô men số lùi. 12 Ở trạng thái đậu xe.

13 Tổng quan hệ thống chuyển số. 14 Cơ cấu hệ thống chuyển số. 15 Cơ cấu chuyển số bên trong. 16 Nguyên lí cấu tạo trống cần số A.

17 Nguyên lí cấu tạo trống cần số B. 18 Hệ thống ly hợp kép. 19 Hình cắt mặt phẳng đứng bộ ly hợp. 20 Hình cắt hệ thống ly hợp.

21 Ly hợp đóng và mở. 22 Bộ gài ly hợp. 23 Bộ dẫn động cần điện cơ. 24 Nguyên lý hoạt động của bộ dẫn động cần điện cơ.

25 Các chi tiết cấu tạo của TCM. 26 Sơ đồ hoạt động của TCM. 28 Sơ đồ mạnh điện mô tơ. 1 Sơ đồ khối hệ thống truyền lực của hộp số ly hợp kép Ford Focus 2015.

2 Khối Generic Engine. 3 Khối Ideal Torque Sensor. 4 Ideal Rotational Motion Sensor. 5 Hộp thoại thông số khối Generic Engine.

6 Khối Disk Friction Clutch. 7 Cảm biến trượt. 8 Khối Simple Gear. 9 Khối Dog Clutch.

10 Khối Ideal Force Source. 11 Khối Rate Transition. 12 Cơ cấu chấp hành. 14 Mô hình Truyền động.

15 Khối Vehicle Body. 16 Hình hộp thoại khối vehicle body. 17 Hộp thoại thông số khối Final Drive Ratio. 19 Hộp thoại thông số khối Tires.

20 Khối hệ thống Vehicle. 21 Mô hình khối điều khiển hộp số. 22 Khối Shift State. 23 Khối Gear Shift.

24 Hộp thoại khối Gear Shift. 25 Khối hàm calc_up. 26 Thông số của khối Up ứng với trường hợp Upshifting. 27 Đồ thị thời điểm tăng số của trường hợp Upshifting.

28 Khối hàm calc_down. 29 Thông số của khối Down ứng với trường hợp Downshifting. 30 Đồ thị thời điểm hạ số của trường hợp Downshifting. 31 Code điều khiển 2 ly hợp.

32 Khối Clutch Pressure Control. 33 Khối điều khiển ly hợp số lẻ. 34 Khối Gear shift demands. 35 Khối chuyển số.

36 Đồ thị tốc độ động cơ. 37 Đồ thị công suất động cơ. 38 Đồ thị mô men động cơ. 39 Đồ thị tốc độ xe.

40 Đồ thị tay số. 41 Đồ thị mô men bánh xe. 42 Đồ thị sang số. 43 Đồ thị gia tốc.

44 Đồ thị tốc độ xe. 45 Đồ thị lực kéo lực bám và lực cản. 46 Đồ thị tổng lực tác dụng. 70 ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.

1 Giải thích cách sang số ở hình 2. 2 Giải thích biểu đồ sang số trên hộp ly hợp kép. 3 Tỷ số truyền. 1 Các chi tiết trong hệ thống chuyển số 17 Bảng 3.