MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Ngành công nghiệp sản xuất ôtô hiện nay phát triển rất nhanh và đa dạng, ôtô được sử dụng rộng rãi đáp ứng nhu cầu của ngày càng cao của người tiêu dùng và các nền kinh tế. Việc nghiên cứu phát triển ôtô nhằm nâng cao năng suất và tăng tính kinh tế trong sử dụng ôtô và độ tin cậy cao, giảm ô nhiễm môi trường luôn là vấn đề mà nhiều nhà khoa học quan tâm giải quyết. Hệ thống truyền lực trong đó có hệ thống truyền lực kiểu cơ khí có ly hợp kép là một trong những tổng thành quan trọng của ô tô.
Đặc tính động lực học được đặc trưng bởi các yếu tố như lực kéo, công suất kéo, các lực cản, nhân tố động lực học, thời gian và quãng đường tăng tốc, vận tốc, gia tốc, khi chuyển động trong điều kiện mặt đường khác nhau hoặc do tác động điều kiện tăng giảm ga, quay vòng khi phanh. Các đặc tính này ảnh hưởng đến khả năng khởi hành và tăng tốc của ô tô, vận tốc trung bình, năng suất và giá thành vận tải, độ êm dịu và tính an toàn trong chuyển động. Việc tính toán chính xác các chỉ tiêu đánh giá tính động lực học của ô tô là một vấn đề rất khó thực hiện. Cùng với sự phát triển nhanh của ngành công nghệ thông tin và các thiết bị, phần mềm nghiên cứu ngày càng chính xác hơn, nên nhiều bài toán được giải quyết một cách nhanh chóng với độ chính xác cao giúp cho quá trình tính toán, thiết kế và chế tạo được thuận lợi và chính xác hơn rất nhiều tạo điều kiện cho ngành công nghiệp ô tô ngày càng phát triển và đảm bảo được các yêu cầu của người sử dụng.
Ngày nay cũng đã có nhiều thiết bị và phương pháp thực nghiệm để có thể kiểm tra chất lượng và tình trạng kỹ thuật của xe trong quá trình sử dụng rất thuận tiện và đảm bảo độ chính xác cao giúp cho việc hiệu chỉnh thiết kế và chọn chế độ sử dụng cho các loại xe ô tô có hiệu quả. Từ những yêu cầu đó, dưới sự hướng dẫn của thầy cô giáo tôi đã hoàn thành đề tài: “Nghiên cứu đặc tính động lực học ô tô với hệ thống tuyền lực kiểu ly Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn 2 hợp kép” nhằm cung cấp cơ sở lý thuyết ban đầu cho quá trình khai thác cũng như cải tiến loại xe tính năng cho phù hợp với điều kiện ở Việt nam là cần thiết. Mục đích, nội dung và phạm vi nghiên cứu của đề tài 2.1 Mục đích nghiên cứu của đề tài Hệ thống truyền lực là một trong những tổng thành quan trọng của ô tô. Hiện nay các dòng xe được sử dụng ở Việt nam được trang bị từ hệ thống truyền lực cơ khí đơn giản đến các loại hệ thống truyền lực có hộp số tự động hay hộp số vô cấp có bộ truyền đai tương đối phong phú và có nhiều tài liệu hướng dẫn sử dụng cũng như nghiên cứu tính năng của chúng.
Nhưng hệ thống truyền lực có sử dụng ly hợp kép thì còn rất hạn chế về mặt tài liệu. Do đó việc nghiên cứu tính năng của ly hợp kép nhằm phục vụ cho quá trình khai thác cũng như phục vụ cải tiến tính năng cho phù hợp với điều kiện ở Việt nam là cần thiết. Trên cơ sở đó tác giả đã thực hiện nghiên cứu với đề tài ” Nghiên cứu đặc tính động lực học của ô tô với hệ thống truyền lực kiểu ly hợp kép”.2 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu đặc tính động lực học của ô tô với hệ thống truyền lực kiểu ly hợp kép. Do hạn chế về mặt thời gian và kinh phí nên đề tài mới chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu lý thuyết.3 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong luận văn là nghiên cứu lý thuyết, tính toán mô phỏng trên phần mềm Matlab Cách thức tiến hành là tách từng cụm trong hệ thống để nghiên cứu mô phỏng, trên cơ sở các cụm đã được xây dựng mô hình nghiên cứu ghép nối các cụm thành hệ thống truyền lực hoàn chỉnh.4 Nội dung nghiên cứu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn 3 - Tổng quan về vấn đề nghiên cứu - Xây dựng mô hình nghiên cứu ô tô trang bị hộp số cơ khí kiểu ly hợp kép để xác định các thông số đặc trưng cho tính năng động lực học và khảo sát quá trình động lực học của hệ thống truyền lực với ly hợp kép DCT theo một số chu trình thử mẫu.
- Mô phỏng, nghiên cứu sự thay đổi của các thông số động lực học của ô tô trong các điều kiện làm việc tiêu chuẩn theo 02 chu trình thử: ECE15, UEDC và trường hợp ô tô tăng tốc từ 0 đến 100 km/h. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn 4 Chương1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về hệ thống truyền lực Hệ thống truyền lực của ô tô đóng vai trò của bộ phận kết nối động cơ với các bánh xe chủ động, truyền và biến đổi mô men xoắn từ động cơ đến bánh xe chủ động phù hợp với chế độ làm việc của động cơ và mô men cản chuyển động; cắt dòng công suất trong thời gian ngắn hoặc dài; thực hiện đổi chiều chuyển động giúp ô tô chuyển động lùi; tạo khả năng chuyển động êm dịu và thay đổi tốc độ cần thiết trên đường. Cấu tạo của hệ thống truyền lực trên xe ô tô gồm có ly hợp, hộp số, trục các đăng, cầu chủ động (vi sai và bán trục) như hình 1.1 Hệ thống truyền lực trên ô tô.
- Ly hợp đóng vai trò rất quan trọng, dùng để truyền hay ngắt công suất từ động cơ đến hệ thống truyền lực khi chuyển số hoặc khi ngắt công suất tạm thời, giúp cho chuyển số dễ dàng và êm dịu. Ngoài ra ly hợp còn có vai trò của khớp nối an toàn và giảm dao động xoắn của hệ thống truyền lưc. - Hộp số có nhiệm vụ biến đổi mô men xoắn của động cơ truyền tới các bánh xe sao cho phù hợp với các chế độ chuyển động, mở rộng vùng tốc độ chuyển động của ô tô, trong khi vùng tốc độ làm việc của động cơ bị giới hạn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn 5 - Truyền động các đăng dùng để truyền mô men xoắn giữa hai trục không đồng tâm hoặc có dịch chuyển tương đối với nhau.
- Cầu chủ động nhận công suất từ động cơ truyền tới để phân phối đến các bánh xe theo phương vuông góc. Cầu xe nâng đỡ các phần gắn lên nó như hệ thống treo, sát xi.2 Tổng quan các hộp số trên ô tô Các hộp số trên ôtô dùng để thay đổi tỷ số giữa động cơ và cầu chủ động. Nói một cách khác khi không có hộp số, chiếc xe chỉ chạy được ở một tốc độ duy nhất với một tốc độ cực đại nhất định. Ngoài ra khả năng tăng tốc từ khi xuất phát cùng với khả năng leo dốc của xe cũng bị hạn chế nếu như nó không sử dụng hộp số.
Vì vậy hộp số sử dụng một hệ thống bánh răng khác nhau từ thấp đến cao để biến momen xoắn của động cơ phù hợp với điều kiện vận hành( khởi hành, tăng tốc, leo dốc…). Các số có thể cài theo cách thông thường bằng tay hoặc tự động [9-11].1 Hộp số thường (MT) Cấu tạo của hộp số thường (loại 3 trục) Hình 1.2 Hộp số thường Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn 6 z' 1 z' 2 V 3 IV z ' III 3 2 II z' 4 I 1 L za z L1 z L2 z 1 z 2 z 3 z 4 z' a z ' L1 Hình 1.3 Sơ đồ hộp số thường loại 3 trục Trục sơ cấp và trục thứ cấp được bố trí đồng trục với nhau, trục trung gian. Các bánh răng Z1 , Z 2 , Z3 , Z 4 , Z L1 , Z L 2 , Z a , Z1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 , Z L1 , Z a bánh răng Z a được chế tạo liền với trục sơ cấp. Các bánh răng trên trục thứ cấp Z1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 được quay trơn trên trục.
Còn các bánh răng Z1 , Z 2 , Z3 , Z 4 , Z a trên trục trung gian được cố định trên trục. Các ống gài liên kết then hoa với trục và có các vấu răng ở 2 phía để ăn khớp với các bánh răng cần gài. Nguyên lý hoạt động - Vị trí tay số 1: Khi gạt cần 1 sang bên trái, lúc này, momen truyền từ trục sơ cấp qua cặp bánh răng luôn ăn khớp za-za’, trục trung gian, cặp bánh răng số 1 rồi đi ra trục thứ cấp. - Vị trí tay số 2: Gạt cần 2 sang bên phải, momen truyền từ trục sơ cấp qua cặp bánh răng luôn ăn khớp, đến trục trung gian, và qua cặp bánh răng số 2 rồi đến trục thứ cấp.
- Vị trí tay số 3: Gạt cần 2 sang bên trái, momen từ trục sơ cấp truyền qua cặp bánh răng luôn ăn khớp, đến trục trung gian, và qua cặp bánh răng số 3 rồi tới trục thứ cấp. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn 7 - Vị trí tay số 4: Khi gạt cần 3 sang bên phải, momen được truyền từ trục sơ cấp, qua cặp bánh răng luôn ăn khớp, tới trục trung gian, rồi qua cặp bánh răng số 4 ra trục thứ cấp. -Vị trí tay số 5: Khi gạt cần 3 sang bên trái, lúc này, trục sơ cấp và thứ cấp được nối với nhau, momen được truyền thẳng từ trục sơ cấp sang trục thứ cấp. - Vị trí tay số lùi: Gạt cần 1 sang bên phải, momen được truyền từ trục sơ cấp, qua cặp bánh răng luôn ăn khớp, tới trục trung gian, qua 2 cặp bánh răng ZL1- ZL1’, ZL2-Z1’, rồi tới trục thứ cấp.
Ưu điểm: - Kết cấu đơn giản, giá thành thấp, bền. - Hiệu suất cao. Nhược điểm: - Người lái phải phối hợp điều khiển hệ thống ly hợp, sang sốnên giảm tính êm dịu, người lái phải thao tác nhiều khi chuyển số.2 Hộp số tự động (AT) Hình 1.4 Hộp số tự động Hiện nay có rất nhiều hộp số tự động, chúng được cấu tạo theo một vài cách khác nhau nhưng các chức năng cơ bản và nguyên lý hoạt động của chúng là giống nhau.
