Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp: Ứng Dụng Multimedia Trong Giảng Dạy Hệ Thống Truyền Lực Ô Tô

Trong bối cảnh hiện đại, công nghệ multimedia đã trở thành một phần không thể thiếu… 160 trang · Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh · 2022.

• Tác giả: Nguyễn Văn An
• Người hướng dẫn: GVC. Nguyễn Văn Toàn
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
• Đề tài: Ứng Dụng Multimedia Trong Giảng Dạy Hệ Thống Truyền Lực Ô Tô
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Giới hạn đề tài
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.4. Đối tượng nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của ly hợp
• 1.6.1. Nguyên lý hoạt động
• 1.6.2. Cấu tạo và chức năng của từng cụm hệ thống
• 1.6.2.1. Đĩa ma sát
• 1.6.2.2. Mâm ép
• 1.6.2.2.1. Mâm ép lò xo trụ
• 1.6.2.2.2. Mâm ép lò xo màng
• 1.6.2.3. Phương pháp điều khiển ly hợp
• 1.6.2.3.1. Loại dây cáp cơ khí
• 1.6.2.3.2. Loại thủy lực
• 1.6.2.4. Hành trình tự do của bàn đạp ly hợp
• 1.7. HỘP SỐ THƯỜNG
• 1.7.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số ngang
• 1.7.1.1. Cấu tạo
• 1.7.1.2. Nguyên lý hoạt động
• 1.7.1.2.1. Vị trí số trung gian
• 1.7.1.2.2. Vị trí số 1
• 1.7.1.2.3. Vị trí số 2
• 1.7.1.2.4. Vị trí số 3
• 2. HỘP SỐ TỰ ĐỘNG
• 3. TRỤC CÁC ĐĂNG VÀ CẦU XE CHỦ ĐỘNG
• 4. HỆ THỐNG 4WD
• 5. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ỨNG DỤNG
• 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về ứng dụng Multimedia trong giảng dạy ô tô

Trong bối cảnh hiện đại, công nghệ multimedia đã trở thành một phần không thể thiếu trong việc giảng dạy các môn học kỹ thuật, đặc biệt là môn học về hệ thống truyền lực ô tô. Việc áp dụng công nghệ multimedia giúp sinh viên có cái nhìn trực quan hơn về các chi tiết và hệ thống phức tạp. Điều này không chỉ nâng cao hiệu quả giảng dạy mà còn tạo ra môi trường học tập sinh động và hấp dẫn hơn.

1.1. Lợi ích của việc sử dụng công nghệ multimedia

Việc sử dụng công nghệ multimedia trong giảng dạy mang lại nhiều lợi ích như tăng cường khả năng tiếp thu kiến thức, giảm thiểu sự khó khăn trong việc hình dung các chi tiết kỹ thuật. Sinh viên có thể dễ dàng tiếp cận thông tin qua video, hình ảnh và mô phỏng, từ đó nâng cao hiệu quả học tập.

1.2. Các hình thức multimedia phổ biến trong giảng dạy

Các hình thức multimedia phổ biến bao gồm video bài giảng, mô phỏng 3D, và phần mềm tương tác. Những hình thức này giúp sinh viên dễ dàng hình dung và hiểu rõ hơn về các hệ thống như hộp số, ly hợp và cầu chủ động trong ô tô.

II. Thách thức trong việc giảng dạy hệ thống truyền lực ô tô

Giảng dạy môn học về hệ thống truyền lực ô tô gặp nhiều thách thức do tính phức tạp của các hệ thống và chi tiết kỹ thuật. Việc truyền đạt kiến thức qua tài liệu giấy thường không đủ để sinh viên có thể hình dung rõ ràng. Điều này dẫn đến việc sinh viên gặp khó khăn trong việc tiếp thu và áp dụng kiến thức vào thực tiễn.

2.1. Khó khăn trong việc hình dung các chi tiết kỹ thuật

Nhiều sinh viên gặp khó khăn trong việc hình dung các chi tiết và cách thức hoạt động của hệ thống truyền lực. Việc thiếu hình ảnh trực quan khiến cho việc học trở nên khô khan và khó hiểu.

2.2. Giới hạn của tài liệu giảng dạy truyền thống

Tài liệu giảng dạy truyền thống thường không thể cung cấp đủ thông tin chi tiết và hình ảnh cần thiết. Điều này làm giảm khả năng tiếp thu kiến thức của sinh viên và ảnh hưởng đến chất lượng đào tạo.

III. Phương pháp giảng dạy hiện đại với multimedia

Để khắc phục những thách thức trong giảng dạy, việc áp dụng các phương pháp giảng dạy hiện đại với công nghệ multimedia là rất cần thiết. Các phương pháp này không chỉ giúp sinh viên dễ dàng tiếp cận kiến thức mà còn tạo ra môi trường học tập tích cực hơn.

3.1. Sử dụng video bài giảng trong giảng dạy

Video bài giảng giúp sinh viên có cái nhìn trực quan về các chi tiết và quy trình tháo lắp. Việc này không chỉ giúp sinh viên dễ dàng tiếp thu kiến thức mà còn tạo động lực học tập cao hơn.

3.2. Mô phỏng 3D và phần mềm tương tác

Mô phỏng 3D cho phép sinh viên tương tác với các chi tiết của hệ thống truyền lực. Điều này giúp họ hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động và cấu tạo của các bộ phận trong ô tô.

IV. Ứng dụng thực tiễn của multimedia trong giảng dạy ô tô

Việc áp dụng công nghệ multimedia trong giảng dạy không chỉ mang lại lợi ích cho sinh viên mà còn cho giảng viên. Các giảng viên có thể dễ dàng truyền đạt kiến thức một cách sinh động và hiệu quả hơn, từ đó nâng cao chất lượng giảng dạy.

4.1. Kết quả nghiên cứu từ việc áp dụng multimedia

Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng công nghệ multimedia trong giảng dạy đã giúp sinh viên cải thiện đáng kể kết quả học tập. Họ có thể nắm bắt kiến thức nhanh hơn và áp dụng vào thực tiễn hiệu quả hơn.

4.2. Phản hồi từ sinh viên về phương pháp giảng dạy mới

Sinh viên đã phản hồi tích cực về việc sử dụng công nghệ multimedia trong giảng dạy. Họ cảm thấy hứng thú hơn với môn học và dễ dàng tiếp thu kiến thức hơn so với phương pháp truyền thống.

V. Kết luận và tương lai của giảng dạy ô tô với multimedia

Tương lai của giảng dạy môn học về hệ thống truyền lực ô tô sẽ ngày càng phụ thuộc vào công nghệ multimedia. Việc áp dụng công nghệ này không chỉ giúp nâng cao chất lượng giảng dạy mà còn tạo ra môi trường học tập tích cực và hiệu quả hơn cho sinh viên.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ trong giáo dục

Công nghệ giáo dục đang phát triển mạnh mẽ, với nhiều ứng dụng mới được ra đời. Điều này mở ra nhiều cơ hội cho việc áp dụng công nghệ multimedia trong giảng dạy.

5.2. Tầm quan trọng của việc cập nhật công nghệ mới

Việc cập nhật và áp dụng công nghệ mới trong giảng dạy là rất quan trọng. Điều này không chỉ giúp giảng viên nâng cao kỹ năng mà còn giúp sinh viên tiếp cận kiến thức một cách hiệu quả hơn.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong giáo dục kỹ thuật chuyên nghiệp, đặc biệt là ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, các môn học chuyên ngành như "Hệ thống truyền lực trên ô tô" đòi hỏi người học phải nắm bắt kết cấu không gian phức tạp, vị trí tương quan và nguyên lý làm việc của hàng trăm cụm chi tiết cơ khí - thủy lực. Bối cảnh bùng nổ của công nghệ thông tin cùng với những yêu cầu đổi mới phương pháp giáo dục sau giai đoạn đại dịch COVID-19 đã đặt ra thách thức lớn đối với phương pháp giảng dạy truyền thống. Việc truyền thụ kiến thức chủ yếu dựa vào giáo trình in ấn trên giấy bộc lộ nhiều hạn chế do hình ảnh hai chiều tĩnh, phụ thuộc vào chất lượng in và màu sắc, khiến sinh viên khó hình dung quy trình chuyển động và thao tác thực hành. Đồng thời, giảng viên thường phải lặp lại nhiều lần các thao tác hướng dẫn tháo lắp mẫu tại xưởng thực hành, làm tăng tải trọng lao động sư phạm.

Nhằm giải quyết các hạn chế nêu trên, đề tài khóa luận "Ứng dụng Multimedia vào việc giảng dạy môn học 'Hệ thống truyền lực trên ô tô'" được thực hiện tại Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, do sinh viên Nguyễn Văn An và Lâm Phát Vinh thực hiện dưới sự hướng dẫn của GVC. ThS. Nguyễn Văn Toàn (nghiệm thu tháng 08/2022).

Nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu của đề tài được văn bản xác định cụ thể theo 4 nội dung đánh số:

1. Tìm hiểu tổng quan các chi tiết và hệ thống có trong môn học "Hệ thống truyền lực trên ô tô".
2. Tìm hiểu và chuẩn hóa quy trình thực hiện thao tác tháo lắp các cụm chi tiết thực tế.
3. Thực hiện xây dựng bài giảng Multimedia (video hướng dẫn kỹ thuật và bộ câu hỏi trắc nghiệm tương tác).
4. Sử dụng và tích hợp bài giảng vào công tác giảng dạy lý thuyết và thực hành tại khoa.

Đối tượng nghiên cứu của đề tài bao gồm các cụm cơ cấu thuộc hệ thống truyền lực ô tô:

• Ly hợp ma sát khô (loại lò xo trụ và lò xo màng).
• Hộp số thường đặt ngang C50 (bố trí trên xe FF - động cơ đặt trước, cầu trước chủ động).
• Hộp số thường đặt dọc W55 (bố trí trên xe FR - động cơ đặt trước, cầu sau chủ động).
• Hộp số tự động điều khiển thủy lực A140E (kèm bộ biến mô thủy lực và bộ truyền bánh răng hành tinh có số truyền tăng OD).
• Trục các đăng và cụm cầu xe chủ động (bộ truyền lực chính, bộ vi sai tiêu chuẩn và vi sai hạn chế trượt LSD, các loại bán trục).
• Hệ thống dẫn động bốn bánh 4WD (4WD gián đoạn, 4WD thường xuyên, hộp số phụ và các cơ cấu khóa vi sai trung tâm).

Phạm vi nghiên cứu giới hạn trong việc hệ thống hóa cơ sở lý thuyết kết cấu, xây dựng chuỗi video bài giảng hướng dẫn tháo lắp thực nghiệm trên các mô hình/cụm thiết bị giảng dạy của xưởng thực hành ô tô và thiết kế bộ công cụ kiểm tra trắc nghiệm số hóa.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết của đồ án dựa trên các nguyên lý kỹ thuật ô tô chuẩn mực về động học, động lực học truyền lực và cơ chế thủy lực điều khiển tự động:

• Lý thuyết ma sát khô và truyền động đóng/ngắt công suất của ly hợp đĩa đơn.
• Động học biến đổi tỷ số truyền và mô-men xoắn bằng các cặp bánh răng trụ răng nghiêng trong hộp số thường (2 trục và 3 trục).
• Nguyên lý thủy động lực học biến mô (pha khuếch đại mô-men và pha khớp nối thủy lực) kết hợp cấu trúc bánh răng hành tinh (Planetary Gear Set) của hệ thống truyền động tự động.
• Lý thuyết phân phối mô-men xoắn và vi sai vận tốc giữa các bánh xe chủ động khi quay vòng hoặc chuyển động trên đường không bằng phẳng.
• Nguyên lý phân chia lực kéo của hệ thống dẫn động đa cầu (4WD) với các phương thức khóa vi sai cơ khí, khớp thủy lực và ly hợp nhiều đĩa.

Phương pháp nghiên cứu được triển khai kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết kỹ thuật và phát triển học liệu số:

• Phương pháp phân tích - tổng hợp tài liệu: Khảo cứu giáo trình kỹ thuật ô tô, tài liệu đào tạo của các hãng sản xuất (Toyota) để trích xuất sơ đồ cấu tạo, đường truyền công suất và mạch thủy lực.
• Phương pháp thực nghiệm quy trình công nghệ: Thực hiện trực tiếp các bước tháo rời, đo đạc, kiểm tra và lắp ráp từng cụm cơ cấu thực tế tại xưởng thực hành để ghi nhận trình tự thao tác chuẩn.
• Phương pháp thiết kế bài giảng đa phương tiện:
  • Ứng dụng phần mềm biên tập video chuyên nghiệp Adobe Premiere Pro 2020 để dựng hình ảnh động, chèn âm thanh thuyết minh, xử lý đồ họa phụ chú quy trình tháo lắp.
  • Ứng dụng bộ phần mềm soạn thảo bài giảng điện tử iSpring Suite 10 (chuyên sâu mô-đun iSpring QuizMaker) để thiết kế hệ thống kiểm tra đánh giá trắc nghiệm tương tác chuẩn HTML5.

Nguồn dữ liệu của đề tài bao gồm các cụm mô hình thiết bị thực hành tại xưởng Khoa Cơ khí Động lực (Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM), tài liệu kỹ thuật chuyên ngành ô tô và các tiêu chuẩn kiểm tra dung sai, khe hở cơ khí theo tài liệu sửa chữa của nhà sản xuất.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan về đề tài nghiên cứu

Chương 1 thiết lập các cơ sở xuất phát điểm của đề tài: trình bày lý do chọn đề tài xuất phát từ nhu cầu trực quan hóa học liệu chuyên ngành, xác định mục tiêu 4 điểm, giới hạn phạm vi nghiên cứu tập trung vào các cụm truyền lực chính, và liệt kê các đối tượng cụ thể từ ly hợp, hộp số ngang C50, hộp số dọc W55, hộp số tự động A140E đến hệ thống dẫn động 4WD và các phần mềm ứng dụng.

Chương 2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp

Chương này phân tích kết cấu và cơ chế làm việc của ly hợp ma sát khô một đĩa:

• Cấu tạo: Gồm 3 phần chính là phần chủ động (bánh đà gắn trục khuỷu, vỏ ly hợp, đĩa ép), phần bị động (đĩa ma sát bọc vật liệu amiăng ép dây đồng, moay-ơ ăn khớp then hoa trục sơ cấp, lò xo giảm chấn) và cơ cấu điều khiển (bàn đạp, thanh nối, khớp trượt, càng cắt, vòng bi mở).
• So sánh mâm ép: Phân biệt mâm ép lò xo trụ (sử dụng nhiều lò xo trụ nén quanh chu vi và cần nhả ly hợp riêng biệt) và mâm ép lò xo màng (sử dụng một đĩa thép hình nón xẻ rãnh hướng tâm, tích hợp chức năng ép và đòn bẩy ngắt).
• Hệ thống dẫn động điều khiển: Cơ cấu điều khiển cơ khí bằng dây cáp và cơ cấu điều khiển thủy lực (gồm xylanh chính, đường ống dầu, xylanh con tác động lên càng mở).
• Hành trình tự do bàn đạp: Phân tích khoảng cách dịch chuyển trước khi vòng bi chạm vào lò xo màng. Văn bản chỉ rõ: nếu hành trình tự do quá nhỏ sẽ làm trượt ly hợp, sinh nhiệt và giảm tuổi thọ; nếu hành trình quá lớn sẽ khiến ly hợp ngắt không hoàn toàn, gây khó khăn khi sang số.

Chương 3. Hộp số thường

Nội dung chương 3 đi sâu vào nguyên lý làm việc và cơ cấu cơ khí của hai dòng hộp số tay tiêu chuẩn:

• Hộp số ngang C50 (xe FF): Cấu tạo 2 trục (sơ cấp và thứ cấp), truyền lực trực tiếp sang vành răng vi sai liền cụm. Văn bản phân tích chi tiết dòng truyền mô-men ở từng tay số (Số 1: Trục sơ cấp → Bánh răng chủ động số 1 → Bánh răng bị động số 1 → Bộ đồng tốc 1,2 → Trục thứ cấp → Vành răng vi sai; Số 2, 3, 4 và Số lùi thông qua bánh răng trung gian số lùi làm đảo chiều quay).
• Hộp số dọc W55 (xe FR): Cấu tạo 3 trục (trục sơ cấp, trục thứ cấp đồng tâm và trục trung gian đặt song song bên dưới). Phân tích dòng công suất qua các bánh răng số 1, 2, 3, 5, số lùi và riêng số 4 truyền thẳng trực tiếp từ trục sơ cấp qua bộ đồng tốc 3,4 sang trục thứ cấp không qua trục trung gian.
• Cơ cấu điều khiển: So sánh cơ cấu điều khiển gián tiếp bằng cáp/thanh nối trên xe FF (giảm rung động và tiếng ồn truyền lên cabin) với điều khiển trực tiếp trên xe FR (cần số cắm trực tiếp trên nắp hộp số, sang số nhanh và chính xác).
• Bộ đồng tốc loại có khóa: Trình bày kết cấu gồm moay-ơ đồng tốc, then khóa trượt, lò xo khóa, vành trượt và vòng đồng tốc có rãnh côn ma sát. Phân tích 5 giai đoạn làm việc: (1) Vị trí trung gian; (2) Bắt đầu đồng tốc; (3) Giữa quá trình đồng tốc; (4) Kết thúc đồng tốc; (5) Kết thúc chuyển số (ăn khớp then hoa).
• Hệ thống an toàn cơ khí:
  • Cơ cấu chống gài số kép: Sử dụng tấm khóa càng gạt số và bu lông định vị, chỉ cho phép một thanh trượt dịch chuyển tại một thời điểm, khóa chặt hai thanh còn lại nhằm tránh hiện tượng bó cứng bánh răng gây vỡ hộp số.
  • Cơ cấu tránh chuyển nhầm số lùi: Sử dụng chốt chặn số lùi và lò xo hồi vị, ngăn không cho cần số chuyển trực tiếp từ số 5 sang số lùi mà bắt buộc người lái phải trả về vị trí trung gian (Mo).
  • Cơ cấu hãm số lùi: Khóa bánh răng trung gian số lùi khi đang gài số 5 bằng bi hãm nhằm giảm chiều dài tổng thể hộp số.
  • Cơ cấu hãm chuyển số: Bố trí 3 rãnh khuyết trên trục càng gạt cùng viên bi tì dưới lực lò xo giúp giữ chặt vị trí tay số, chống nhảy số khi xe rung xóc và tạo cảm giác sang số rõ ràng.

Chương 4. Hộp số tự động

Chương 4 khảo sát kết cấu cơ khí và hệ thống điều khiển tự động của hộp số Toyota A140E:

• Bộ biến mô thủy lực (Torque Converter): Gồm bánh bơm (nối trục khuỷu), bánh tua-bin (nối trục sơ cấp) và bánh stato đặt trên khớp một chiều. Phân tích hoạt động ở hai chế độ: pha khuếch đại mô-men (dầu từ tua-bin đập vào cánh stato đổi hướng trợ lực cho bánh bơm khi tỷ số tốc độ thấp) và pha khớp nối thủy lực (khi tốc độ tua-bin đạt xấp xỉ tốc độ bánh bơm). Khảo sát cấu tạo và hoạt động của ly hợp khóa biến mô (Lock-up clutch) giúp truyền động cơ khí trực tiếp ở tốc độ cao nhằm nâng cao hiệu suất nhiên liệu.
• Bộ truyền bánh răng hành tinh và số truyền tăng OD: Phân tích cấu tạo gồm bánh răng mặt trời, các bánh răng hành tinh, cần dẫn và vành răng. Các phần tử điều khiển chấp hành gồm:
  • Phanh dải B1, phanh nhiều đĩa ướt B2 và B3.
  • Ly hợp đĩa ma sát ướt C1 (ly hợp số tiến) và C2 (ly hợp số lùi/trực tiếp).
  • Khớp một chiều F1 và F2.
  • Cơ cấu khóa đỗ xe (Parking lock).
• Nguyên lý dòng truyền động: Phân tích dòng công suất tại các vị trí số tiến dãy "D" (số 1, số 2, số 3, số truyền tăng OD - số 4), các chế độ phanh động cơ ở dãy "2" và dãy "L".
• Hệ thống điều khiển thủy lực: Phân tích cấu tạo và chức năng của bơm dầu, thân van điều khiển cùng các van chuyên dụng: van điều áp sơ cấp, van điều áp thứ cấp, van bướm ga, các van chuyển số, van điện từ solenoid điều khiển bằng tín hiệu ECU, van rơ-le khóa biến mô, cụm bộ tích năng (Accumulator) và van điều khiển bộ tích năng giúp triệt tiêu hiện tượng giật khi sang số. Khảo sát chi tiết sơ đồ mạch dầu ứng với từng dãy số hoạt động.

Chương 5. Trục các đăng và cầu xe chủ động

• Truyền động các đăng: Phân tích chức năng truyền mô-men giữa các trục có góc nghiêng thay đổi; cấu tạo khớp chữ thập mang vòng bi kim; hiện tượng dao động vận tốc góc của khớp nối trục chữ thập đơn; kết cấu khớp nối mềm triệt tiêu rung chấn; khớp trượt then hoa bù trừ sự thay đổi khoảng cách chiều dài trục và vòng bi đỡ trung gian.
• Cụm cầu chủ động: Cấu tạo bộ truyền lực chính (loại đơn bánh răng nón xoắn/hypoid và loại kép). Kết cấu bộ vi sai gồm vỏ vi sai, bánh răng bán trục và bánh răng hành tinh; phân tích hoạt động phân chia tốc độ khi xe chạy thẳng và khi quay vòng.
• Bộ vi sai hạn chế trượt (LSD): Khảo sát nguyên lý làm việc khi xe đi vào đường trơn trượt để truyền lực kéo sang bánh có độ bám cao hơn.
• Bán trục: Phân loại bán trục liền khối, bán trục độc lập sử dụng khớp nối vận tốc không đổi (khớp Rzeppa, khớp chạc ba - tripod); phân tích 3 kiểu phân bố tải trọng lên bán trục: giảm tải 1/2 (semi-floating), giảm tải 3/4 (three-quarter floating) và giảm tải hoàn toàn (full-floating).

Chương 6. Hệ thống 4WD

• Tổng quan và phân loại: Phân biệt hệ thống dẫn động 4 bánh gián đoạn (Part-time 4WD - người lái chủ động gài cầu, không có vi sai trung tâm) và hệ thống dẫn động 4 bánh thường xuyên (Full-time 4WD - truyền động liên tục cả 4 bánh, bắt buộc có vi sai trung tâm).
• Hộp số phụ (Transfer Case): Phân tích cơ cấu bánh răng gài cầu và chuyển tầng số nhanh/chậm (High/Low) cho cả hai hệ thống 4WD gián đoạn và thường xuyên.
• Bộ vi sai trung tâm và các kiểu khóa vi sai: Khảo sát cấu tạo và nguyên lý hoạt động của 3 dạng khóa vi sai trung tâm:
  • Loại khóa cơ khí (gài khớp then cưỡng bức).
  • Loại khớp nối thủy lực (Viscous Coupling).
  • Loại ly hợp nhiều đĩa thủy lực điều khiển điện tử.

Chương 7. Giới thiệu phần mềm ứng dụng

Chương này trình bày chi tiết về quy trình kỹ thuật sử dụng hai công cụ phần mềm phục vụ xây dựng sản phẩm đồ án:

• Phần mềm iSpring Suite 10: Cài đặt tích hợp vào Microsoft PowerPoint; sử dụng mô-đun iSpring QuizMaker để tạo bài kiểm tra trắc nghiệm số hóa; thiết lập hệ thống ngân hàng câu hỏi, thang điểm, thời gian làm bài, cấu hình chế độ hiển thị đáp án giải thích và cài đặt thông số tự động gửi bảng tổng hợp kết quả thi của sinh viên về email giảng viên. Xuất bản bài kiểm tra sang định dạng web tương thích chuẩn HTML5.
• Phần mềm Adobe Premiere Pro 2020: Cài đặt và làm quen giao diện làm việc gồm các khu vực chức năng (Project panel, Source Monitor, Program Monitor, Timeline đa lớp Audio/Video, Effect Controls); quy trình nhập tệp video quay thực tế tại xưởng, cắt ghép các phân đoạn thao tác tháo lắp, xử lý màu sắc, chèn phụ đề chỉ dẫn kỹ thuật, lồng tiếng thuyết minh và xuất video theo định dạng chuẩn số hóa H.264/MP4.

Chương 8. Kết luận và kiến nghị

Tổng kết toàn bộ các kết quả đạt được về mặt lý thuyết và sản phẩm học liệu đa phương tiện; đề xuất các kiến nghị nâng cao hiệu quả khai thác bài giảng trong thực tế đào tạo và mở rộng phạm vi xây dựng học liệu cho các phân môn kỹ thuật ô tô khác.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã hoàn thành đầy đủ các mục tiêu đề ra, cung cấp hệ thống học liệu đa phương tiện chuẩn hóa phục vụ trực tiếp cho công tác đào tạo môn "Hệ thống truyền lực trên ô tô".

Hạng mục sản phẩm	Số lượng / Quy mô	Nội dung kỹ thuật chi tiết
Video bài giảng tháo lắp	07 video chuyên đề	Hướng dẫn thao tác tháo - kiểm tra - lắp ráp chuẩn xác cho: (1) Ly hợp; (2) Hộp số dọc W55; (3) Hộp số ngang C50; (4) Hộp số tự động A140E; (5) Cầu xe chủ động & vi sai; (6) Hộp số phụ; (7) Hệ thống dẫn động 4WD.
Ngân hàng trắc nghiệm số hóa	100 câu hỏi lý thuyết	Xây dựng trên iSpring QuizMaker; tích hợp chức năng tính điểm tự động, thống kê số câu đúng/sai, hiển thị đáp án chi tiết và tự động chuyển kết quả thi về hộp thư điện tử của giảng viên.
Tài liệu hệ thống hóa	08 chương chuyên sâu	Trình bày chi tiết lý thuyết kết cấu, sơ đồ động học, sơ đồ mạch dầu thủy lực (hộp số A140E), đường truyền công suất và cơ cấu an toàn cơ khí.

Các giải pháp và kiến nghị ứng dụng do nhóm tác giả đề xuất:

• Triển khai bài giảng video trước các buổi học thực hành xưởng để sinh viên tự học, nắm vững trình tự tháo lắp và yêu cầu an toàn kỹ thuật, giúp giảm thiểu hư hỏng thiết bị và giảm áp lực hướng dẫn mẫu lặp lại của giảng viên.
• Sử dụng bài kiểm tra trắc nghiệm trực tuyến để đánh giá mức độ tiếp thu bài học của sinh viên ngay sau buổi học lý thuyết hoặc trước khi vào xưởng thực hành.
• Mở rộng phương pháp ứng dụng Multimedia để xây dựng video bài giảng cho các môn học chuyên ngành khác thuộc Khoa Cơ khí Động lực như: Hệ thống di chuyển và điều khiển ô tô (phanh, lái, treo), Động cơ đốt trong, và Hệ thống điện - điện tử ô tô.

Đóng góp chính của đề tài là đã chuyển đổi thành công khối kiến thức kỹ thuật cơ khí - thủy lực phức tạp, vốn trừu tượng trên giáo trình giấy, thành hệ thống học liệu số hóa trực quan, sinh động, đáp ứng nhu cầu tự học và đổi mới phương pháp giảng dạy kỹ thuật.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án được nhóm tác giả tự xác định bao gồm:

• Do giới hạn về thời gian thực hiện và nguồn lực, đồ án mới chỉ tập trung xây dựng quy trình tháo lắp cho một số cụm hộp số và cơ cấu truyền lực đại diện (C50, W55, A140E), chưa bao quát toàn bộ các kết cấu truyền lực thế hệ mới (như hộp số ly hợp kép DCT, hộp số biến thiên vô cấp CVT, hay hệ thống truyền lực xe lai Hybrid/EV).
• Kỹ năng biên tập đồ họa video và số hóa bài giảng còn ở mức độ ứng dụng cơ bản, chưa xây dựng được các mô hình không gian 3D tương tác đa chiều chuyên sâu.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

• Tiếp tục bổ sung, hoàn thiện ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm đánh giá theo từng mức độ nhận thức (chuẩn đầu ra Bloom).
• Nâng cấp chất lượng hình ảnh, bổ sung kỹ xảo đồ họa 3D mô phỏng dòng thủy lực bên trong hộp số tự động và chuyển động bánh răng vi sai.
• Mở rộng số lượng video tháo lắp cho toàn bộ các trang thiết bị thực hành mới được trang bị tại khoa.

Giá trị tham khảo

Đồ án là nguồn tài liệu học tập và tham khảo có giá trị chuyên môn cao đối với:

• Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, Kỹ thuật Cơ khí Động lực: Sử dụng làm tài liệu ôn tập lý thuyết kết cấu và cẩm nang hướng dẫn thao tác tháo lắp, kiểm tra hư hỏng trước các kỳ thi thực hành tay nghề hoặc môn học Hệ thống truyền lực.
• Giảng viên giảng dạy chuyên ngành ô tô: Tham khảo phương pháp xây dựng bài giảng điện tử tương tác bằng iSpring Suite và Adobe Premiere Pro để số hóa bài giảng, xây dựng đề thi trực tuyến và chuẩn hóa giáo án thực hành xưởng.
• Kỹ thuật viên, thợ sửa chữa ô tô: Tham khảo các sơ đồ dòng truyền công suất, vị trí các van điều khiển thủy lực và nguyên lý cơ cấu an toàn cơ khí để phục vụ chẩn đoán, đại tu hộp số.

Câu hỏi thường gặp

1. Đề tài đã xây dựng các bài giảng video tháo lắp cụ thể cho những cụm hệ thống nào?
Đề tài hoàn thành trọn bộ 7 video bài giảng tháo lắp chi tiết bao gồm: (1) Ly hợp, (2) Hộp số dọc (W55), (3) Hộp số ngang (C50), (4) Hộp số tự động (A140E), (5) Cầu xe chủ động, (6) Hộp số phụ, và (7) Hệ thống 4WD.

2. Cơ cấu tránh chuyển nhầm số lùi trên hộp số thường hoạt động như thế nào để đảm bảo an toàn?
Cơ cấu sử dụng một chốt chặn số lùi và lò xo phản hồi. Khi người lái chuyển cần số sang số 5, lò xo phản hồi đẩy chốt chặn quay về vị trí ban đầu. Nếu người lái kéo thẳng cần số từ số 5 về phía số lùi, cần chuyển số số 2 sẽ bị chốt chặn này khóa lại. Muốn gài số lùi, người lái bắt buộc phải đưa cần số về vị trí trung gian (Mo), sau đó mới dịch chuyển sang rãnh chọn số lùi để xoay chốt chặn mà không bị cản trở.

3. Bộ truyền bánh răng hành tinh trên hộp số tự động A140E gồm những cụm chi tiết chấp hành ma sát nào?
Bộ truyền bánh răng hành tinh A140E (có số truyền tăng OD) sử dụng: phanh dải B1; phanh nhiều đĩa ướt B2 và B3; ly hợp đĩa ma sát ướt C1 và C2; khớp một chiều F1 và F2; cùng cơ cấu khóa đỗ xe cơ khí (Parking lock).

4. Hai phần mềm iSpring Suite 10 và Adobe Premiere Pro 2020 đóng vai trò gì trong sản phẩm của đề tài?
Phần mềm Adobe Premiere Pro 2020 được dùng để cắt ghép, chỉnh sửa hình ảnh, lồng tiếng thuyết minh và xuất bản bộ 7 video hướng dẫn kỹ thuật tháo lắp chuẩn định dạng H.264/MP4. Phần mềm iSpring Suite 10 (mô-đun iSpring QuizMaker) được sử dụng để thiết kế bộ 100 câu hỏi trắc nghiệm tương tác chuẩn HTML5, tự động chấm điểm và gửi kết quả về email giảng viên.

5. Điểm khác biệt cơ bản giữa hệ thống 4WD gián đoạn và 4WD thường xuyên theo phân tích của đồ án là gì?
Hệ thống 4WD gián đoạn (Part-time) không trang bị bộ vi sai trung tâm, người lái chủ động chuyển đổi giữa chế độ 2WD và 4WD, chỉ được gài 4WD trên đường trơn trượt để tránh hiện tượng gài cứng trục gây trượt lốp khi quay vòng. Hệ thống 4WD thường xuyên (Full-time) luôn dẫn động cả 4 bánh trong mọi điều kiện vận hành và bắt buộc phải trang bị bộ vi sai trung tâm (kèm các cơ cấu khóa vi sai cơ khí, khớp thủy lực hoặc ly hợp nhiều đĩa) để triệt tiêu chênh lệch tốc độ góc giữa cầu trước và cầu sau khi xe quay vòng trên đường cứng.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Ứng dụng Multimedia vào việc giảng dạy môn học 'Hệ thống truyền lực trên ô tô'" của sinh viên Nguyễn Văn An và Lâm Phát Vinh đã hoàn thành xuất sắc các nhiệm vụ nghiên cứu khoa học và sư phạm kỹ thuật. Đề tài không chỉ hệ thống hóa chi tiết lý thuyết kết cấu, nguyên lý thủy lực và động học của các cụm truyền lực điển hình (ly hợp, hộp số C50, W55, A140E, trục các đăng, cầu vi sai, hệ thống 4WD) mà còn chuyển hóa thành công tri thức thành bộ sản phẩm đa phương tiện gồm 7 video tháo lắp chuẩn hóa và ngân hàng 100 câu trắc nghiệm tương tác số hóa. Đây là công trình học liệu số có giá trị thực tiễn cao, đóng góp thiết thực vào việc đổi mới phương pháp giảng dạy và nâng cao chất lượng đào tạo ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1. Lý do chọn đề tài Trong những năm trở lại đây, sự phát triển bùng nổ của công nghệ thông tin kèm theo đó là tác hại của đại dịch COVID-19 đã làm thay đổi phần lớn đến phương pháp giảng dạy, giáo dục truyền thống. Học tập dựa trên sách vở, giáo trình giấy và qua hướng dẫn trực tiếp của giáo viên, nhất là đối với những môn học có nhiều hình ảnh của các chi tiết, bộ phận và vị trí của chúng, việc trình bày lên sách, giáo trình tùy thuộc rất nhiều vào chất lượng in ấn, màu sắc hình ảnh, điều này gây khó khăn để người học có thể tham khảo, học tập một cách thuận tiện nhất.

Thay vì học tập trên giấy như thế thì ngày nay với những thiết bị được kết nối internet, việc đưa những bài giảng đa phương tiện (Multimedia) vào trong giảng dạy ngày càng trở nên dễ dàng và hiệu quả, nhất là trong các môi trường đào tạo chuyên nghiệp như cao đẳng, đại học. Nhận thấy tính phù hợp của việc giảng dạy bằng bài giảng đa phương tiện, khoa Cơ khí động lực, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho chúng em làm đồ án tốt nghiệp với đề tài: Ứng dụng Multimedia vào việc giảng dạy môn học “Hệ thống truyền lực trên ô tô”. Với việc lựa chọn đề tài này, nhóm chúng em sẽ thiết kế một bài giảng video trực quan hơn về tháo lắp các chi tiết trong môn học “Hệ thống truyền lực trên ô tô” nhằm khắc phục các nhược điểm của việc giảng dạy thông qua tài liệu giấy.

Giới hạn đề tài Với vốn kiến thức còn hạn chế và thời gian thực hiện đồ án có hạn, chúng em xin phép thực hiện việc thiết kế bài giảng video về tháo lắp các hộp số, ly hợp, cầu chủ động có trong môn học “Hệ thống truyền lực trên ô tô”. Mục tiêu nghiên cứu - Tìm hiểu tổng quan các chi tiết có trong môn học “Hệ thống truyền lực trên ô tô”. - Tìm hiểu rõ về cách thực hiện tháo lắp các chi tiết. - Thực hiện bài giảng Multimedia về tháo lắp chi tiết.

- Sử dụng bài giảng cho việc giảng dạy. Đối tượng nghiên cứu - Hộp số ngang C50 - Hộp số dọc W55 1 - Ly hợp - Hộp số tự động A140E - Bộ biến mô - Hộp số 4WD - Hộp số phụ - Cầu xe chủ động - Trục các đăng 1. Phương pháp nghiên cứu - Tham khảo kiến thức từ các tài liệu, giáo trình. - Hệ thống hóa kiến thức thành các chương.

Chức năng Ly hợp là chi tiết được lắp giữa động cơ và hộp số dùng để nối trục khuỷu động cơ với hộp số, nhằm để truyền hoặc ngắt công suất từ động cơ đến hộp số một cách êm dịu, nhanh và dứt khoát trong những trường hợp cần thiết như khi chuyển số. Nó cũng cho phép động cơ hoạt động khi xe dừng mà không chuyển hộp số về số trung gian. Vị trí ly hợp. Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của ly hợp Hiện nay, trên các xe ô tô được trang bị phổ biến nhất là hai loại ly hợp: ly hợp ma sát thường đóng (trên hộp số thường) và ly hợp thủy lực (trên hộp số tự động).

Ở chương này sẽ trình bày về ly hợp ma sát một đĩa đơn loại đĩa khô. Cấu tạo Ly hợp ma sát đĩa đơn gồm có ba phần: - Phần chủ động: bánh đà lắp cố định với trục khuỷu, nắp vỏ ly hợp gắn chặt trên bánh đà, và đĩa ép gắn với cơ cấu ngắt ly hợp và giá đỡ. Đĩa ép quay cùng với vỏ ly hợp và bánh đà. - Phần bị động: đĩa ma sát và trục sơ cấp của hộp số.

Đĩa ma sát có moay-ơ được lắp vào then hoa của trục sơ cấp để truyền mô-men cho trục và di chuyển dọc trục trong quá trình đóng ngắt ly hợp. - Cơ cấu điều khiển: bàn đạp ly hợp, thanh nối, khớp trượt, cần bẩy và các lò xo ép. Cấu tạo ly hợp ma sát đĩa đơn. Nguyên lý hoạt động Hình 2.

Hoạt động của ly hợp. - Đóng ly hợp – truyền mô-men: Khi động cơ hoạt động, trục khuỷu động cơ quay kéo theo bánh đà cũng quay, lúc này người lái chưa đạp bàn đạp ly hợp, lò xo nén đĩa ép xuống ép đĩa ma sát lên bánh đà. Nhờ có lực ma sát mà đĩa ép, đĩa ma sát, lò xo, vỏ ly hợp và bánh đà tạo thành một khối cứng quay cùng với trục khuỷu động cơ, truyền mô-men đến trục sơ cấp hộp số. - Ngắt ly hợp – không truyền mô-men: Khi người lái đạp bàn đạp ly hợp, thông qua thanh nối và càng cắt ly hợp, đẩy khớp trượt và ổ bi dịch chuyển về phía trái ép vào đầu đòn bẩy, đòn bẩy kéo đĩa ép thắng được lực nén của lò xo, làm tách đĩa ma sát ra 4 khỏi bánh đà.

Lúc này bánh đà không còn quay chung với đĩa ma sát nên không truyền mô-men đến trục sơ cấp hộp số. - Nguyên lý hoạt động của ly hợp lò xo màng cũng tương tự như lò xo trụ được nêu ở trên. Cấu tạo và chức năng của từng cụm hệ thống 2. Đĩa ma sát Đĩa ma sát có cấu tạo hình tròn, mỏng, làm từ thép với một moay-ơ ở giữa, moay-ơ này ăn khớp với then hoa của trục sơ cấp hộp số.

Hai bề mặt ngoài của đĩa được làm bằng vật liệu amiang ép dây đồng có hệ số ma sát lớn, độ bền cao và có tính dẫn nhiệt tốt được ép lại bằng đinh tán. Cấu tạo đĩa ma sát. Các lò xo giảm chấn lắp giữa moay-ơ và đĩa ma sát. Nhằm làm êm dịu và giảm dao động khi làm việc.

Mâm ép a) Đĩa ép Đĩa ép là như nhau ở mỗi loại mâm ép. Đĩa ép được làm bằng sắt dày có khả năng chịu nhiệt tốt. Đường kính của đĩa ép bằng với đĩa ma sát. Một mặt của nó được gia công nhẵn để ép vào bề mặt đĩa ma sát, mặt còn lại có biên dạng thay đổi để phù hợp việc gắn các lò xo và cơ cấu cắt ly hợp.

b) Mâm ép lò xo trụ 5 Hình 2. Mâm ép lò xo trụ. Mâm ép lò xo trụ gồm các lò xo, giá đỡ và cần nhả ly hợp. Lò xo trụ dùng để ép đĩa ép vào đĩa ma sát.

Số lượng lò xo thay đổi tùy thuộc vào thiết kế của mỗi đĩa. Cần nhả ly hợp được thiết kế để kéo đĩa ép tách khỏi đĩa ma sát. c) Mâm ép lò xo màng Lò xo màng là loại được dùng phổ biến hiện nay. Nó được làm từ thép chất lượng cao và được cấu tạo với dạng đĩa tạo ra hiệu quả cần thiết.các phần tử đàn hồi bố trí hướng tâm là các cần đẩy ra, thay thế các cần bẩy.

Mâm ép lò xo màng. Phương pháp điều khiển ly hợp 2. Loại dây cáp cơ khí 6 Điều khiển ly hợp loại này sử dụng cần và thanh nối hoặc dây cáp giữa bàn đạp ly hợp và càng cắt ly hợp. Khi bàn đạp ly hợp được nhấn, lực truyền đến càng cắt ly hợp bằng dây cáp nối cơ khí.

Điều khiển ly hợp loại dây cáp cơ khí. Loại thủy lực Loại thủy lực giúp việc điều khiển ly hợp trở nên đơn giản và giảm lực tác dụng lên bàn đạp ly hợp. Khi bàn đạp được nhấn, nó tác động lên xylanh chính của ly hợp. Áp suất thủy lực trong xylanh chính được truyền đến một xylanh con lắp gần càng cắt ly hợp.

Xylanh con được nối với càng cắt ly hợp qua một thanh đẩy. Khi có áp suất thủy lực từ xylanh chính cấp đến, xylanh con đẩy thanh đẩy ép vào càng nhả ly hợp, quá trình tách ly hợp được bắt đầu. Khi nhả bàn đạp, lò xo hồi đẩy thanh đẩy về vị trí ban đầu, áp suất thủy lực giảm xuống, đĩa ép tiếp tục ép đĩa ma sát vào bánh đà, mô-men tiếp tục Hình 2. Điều khiển ly hợp loại thủy lực.

truyền qua trục sơ cấp hộp số. Hành trình tự do của bàn đạp ly hợp Một yếu tố quan trọng nữa là hành trình tự do của bàn đạp ly hợp. Hành trình tự do của bàn đạp ly hợp là khoảng cách mà bàn đạp có thể nhấn cho đến khi vòng bi cắt ly hợp bắt đầu chạm vào lò xo màng hoặc các đòn mở ngắt ly hợp. Khi đĩa ly hợp bị mòn thì hành trình tự do này bị giảm đi cho đến khi không còn hành trình tự do nữa có nghĩa là ly hợp đã quá mòn, cần phải thay thế hoặc phải điều chỉnh hành trình tự do của ly hợp.

Việc điều chỉnh này được tiến hành bằng cách điều chỉnh chiều dài cần đẩy xi lanh cắt ly hợp và duy trì hành trình tự do không đổi qua việc điều chỉnh các bu lông trên nó. Nếu hành trình tự do không có hoặc quá nhỏ, ly hợp sẽ không được đóng hoàn toàn, gây trượt ly hợp trong quá trình làm việc, làm sinh nhiệt và giảm tuổi thọ của chi tiết. Ngược lại nếu hành trình tự do quá lớn, thì khi đạp hết hành trình làm việc của bàn đạp, ly hợp vẫn chưa ngắt hoàn toàn, gây khó khăn trong việc sang số. Hành trình tự do của bàn đạp ly hợp.

HỘP SỐ THƯỜNG 3. Chức năng - Dùng bộ bánh răng để truyền chuyển động quay và mô-men xoắn của trục khuỷu đến bánh xe chủ động. - Truyền và cắt mô men từ động cơ tới bánh xe chủ động để khi xe dừng mà máy vẫn hoạt động. - Để tăng hoặc giảm mô-men xoắn.

- Thay đổi chiều quay của một trong số các bánh răng của nó để dẫn động các bánh xe chủ động đảo chiều khi xe lùi. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số thường 3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số ngang a) Cấu tạo Hình 3. Cấu tạo hộp số ngang.

Loại hộp số đặt ngang được dùng cho các loại xe FF (động cơ đặt ở phía trước và cầu trước chủ động). b) Nguyên lý hoạt động - Vị trí số trung gian Ở vị trí này, công suất truyền từ trục khuỷu động cơ làm cho trục sơ cấp chuyển động kéo bánh răng số 1 và số 2 chuyển động theo. Do bánh răng bị động trên trục thứ cấp quay trơn vì thế không có mô-men truyền đến vi sai và đến các bánh xe chủ động nên xe đứng yên khi động cơ đang làm việc. Vị trí số trung gian.

- Vị trí số 1 Ống trượt 1,2 di chuyển qua trái ăn khớp bánh răng bị động số 1.