(Đồ án hcmute) thi công, chế tạo hộp điều khiển hộp số tự động a340e
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (9.9 MB, 125 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
THI CÔNG, CHẾ TẠO HỘP ĐIỀU KHIỂN
HỘP SỐ TỰ ĐỘNG A340E
GVHD: ThS NGUYỄN VĂN TOÀN
SVTH: PHAN ĐÌNH PHÚ
TRẦN XUÂN TRƯỜNG
S K L0 1 0 3 5 2
Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 12/2022
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
--------------------------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THI CÔNG, CHẾ TẠO HỘP ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ
TỰ ĐỘNG A340E
SVTH: PHAN ĐÌNH PHÚ
MSSV: 18145204
SVTH: TRẦN XN TRƯỜNG MSSV: 18145276
Khố: 2018
Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
GVHD: GVC ThS NGUYỄN VĂN TỒN
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2022
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
--------------------------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THI CÔNG, CHẾ TẠO HỘP ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ
TỰ ĐỘNG A340E
SVTH: PHAN ĐÌNH PHÚ
MSSV: 18145204
SVTH: TRẦN XN TRƯỜNG MSSV: 18145276
Khố: 2018
Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
GVHD: GVC ThS NGUYỄN VĂN TỒN
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2022
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
----***----
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI: Thi công, chế tạo hộp điều khiển hộp số tự động A340E
Họ tên sinh viên
1. PHAN ĐÌNH PHÚ
MSSV: 18145204
2. TRẦN XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 18145276
I. NỘI DUNG:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Đặt vấn đề nghiên cứu.
Giới hạn đề tài.
Tổng quan về hộp số tự động A340E.
Thiết kế chế tạo hộp điều khiển hộp số A340E.
Thi cơng lắp ráp để vận hành mơ hình hộp số A340E.
Viết phiếu hướng dẫn sử dụng mơ hình hộp số A340E.
Tài liệu tham khảo.
II. TÀI LIỆU THAM KHẢO:
Tìm hiểu các tài liệu liên quan về A/T A340E và các phần cứng mạch điều khiển và
lập trình điều khiển.
III. TRÌNH BÀY:
01 quyển thuyết minh đồ án + 01 mơ hình hoạt động bình thường.
Upload lên google drive của khoa file thuyết minh đồ án (word, powerpoint,
poster).
IV. THỜI GIAN THỰC HIỆN:
a.
Ngày bắt đầu: 21/09/2022
b.
Ngày hoàn thành: 24/12/2022
Tp.HCM, ngày tháng năm 2022
Trưởng bộ môn
Giáo viên hướng dẫn
i
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
----***----
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên Sinh viên: PHAN ĐÌNH PHÚ
MSSV: 18145204
TRẦN XN TRƯỜNG
MSSV: 18145276
Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ.
Tên đề tài: Thi công, chế tạo hộp điều khiển hộp số tự động A340E
Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: GVC. ThS Nguyễn Văn Toàn
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
......................................................................................................................................
..................................................................................................................................
2. Ưu điểm:
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
.......................................................................................................................
3. Khuyết điểm:
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
.......................................................................................................................
4. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
.................................................................................................................................
5. Đánh giá loại:
..................................................................................................................................
6. Điểm: ………… (Bằng chữ:…………..……………………………………...)
Tp. Hồ Chí Minh, ngày…..tháng ….. năm 2022
Giáo viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)
ii
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
----***----
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Họ và tên Sinh viên: PHAN ĐÌNH PHÚ
TRẦN XUÂN TRƯỜNG
MSSV: 18145204
MSSV: 18145276
Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ.
Tên đề tài: Thi công, chế tạo hộp điều khiển hộp số tự động A340E
Họ và tên Giáo viên phản biện: ThS. Thái Huy Phát
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
2. Ưu điểm:
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
3. Khuyết điểm:
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
4. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
.................................................................................................................................
5. Đánh giá loại:
..................................................................................................................................
6. Điểm: ……….. (Bằng chữ: …………………………………………………...)
Tp. Hồ Chí Minh, ngày…. tháng …… năm 2022
Giáo viên phản biện
(Ký & ghi rõ họ tên)
iii
LỜI CẢM ƠN
Được sự giúp đỡ của Khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao – Trường Đại Học Sư Phạm
Kỹ Thuật TPHCM và Thầy Nguyễn Văn Toàn, nhóm em đã chọn và thực hiện đề tài
nghiên cứu “Thi công, chế tạo hộp điều khiển hộp số tự động A340E”.
Lời đầu tiên, nhóm em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Văn Toàn đã tận tình
chỉ dẫn nhóm chúng em trong suốt quá trình tìm hiểu và thực hiện đề tài. Những nhận
xét của Thầy đã giúp chúng em tìm kiếm tài liệu một cách hiệu quả nhất, sửa chữa những
lỗi sai trong thiết kế, lập trình và giúp chúng em hoàn thành được mơ hình.
Tuy nhiên, với kinh nghiệm và kiến thức hạn chế nên đồ án không tránh khỏi những
thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của q thầy cơ để giúp
cho đề tài nghiên cứu của chúng em hoàn thành tốt hơn về mọi mặt.
Cuối cùng, nhóm sinh viên kính chúc q Thầy Cơ dồi dào sức khỏe và thành cơng
trong cơng việc.
Nhóm sinh viên thực hiện
Phan Đình Phú
Trần Xuân Trường
iv
TÓM TẮT
Hộp số tự động đã được hãng Toyota nghiên cứu từ những năm 1980, Trải qua quá
trình phát triển tương đối dài, hộp số tự động đang có những dấu hiệu thay đổi tích cực
qua những đặc điểm và tính năng mới như ngắt ly hợp, lựa chọn cấp số, cân bằng các tỷ
số truyền giữa các động cơ đều do hệ thống cơ khí và điện tử điều khiển. Những đặc
điểm này cực ký hữu ích giao thơng đô thị và đặc biệt những nơi đông người và vào giờ
cao điểm. hộp số tự động được xem là “dây an toàn” đối với những người mới lái xe,
mang đến trải nghiệm thoải mái, dễ dàng, hoàn hảo.
Với những lợi ích trên cùng việc ngành cơng nghiệp ơ tơ càng ngày càng phát triển
thì cơ chế hộp số sàn của ơ tơ dần được thay thế hồn tồn bằng cơ chế hộp số tự động.
Nhu cầu học tập tìm hiểu về hộp số tự động cũng tăng cao. Đề tài “Thi công, chế tạo hộp
điều khiển hộp số tự động A340E” được chúng em thực hiện nhằm tạo ra một mơ hình
đơn giản về cơ chế hoạt động của một hộp số tự động. Đề tài giúp người sử dụng nằm
được khái quát về các hộp số A340E tiếp nhận thông tin. xử lý để chuyển đổi số cũng
như là cách các cơ cấu hoạt động trong từ tay số.
Sau qng thời gian tìm hiểu và thực hiện, nhóm đã hoàn thành nhiệm vụ của đề tài
đã đặt ra, gồm 6 chương:
Chương 1: Tổng quan về đề tài.
Chương 2: Tổng quan về hộp số tự động A340E.
Chương 3: Thiết kế chế tạo hộp điều khiển hốp số A340E.
Chương 4: Thi cơng lắp ráp để vận hành mơ hình hộp số tự động A340E.
Chương 5: Phiếu hướng dẫn sử dụng mơ hình.
Chương 6: Kết luận và hướng phát triển.
v
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ............................................................................. I
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN .............................................II
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN .............................................. III
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. IV
TÓM TẮT ...................................................................................................................... V
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................ IX
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................. X
DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................... XIII
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI .................................................................... 1
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI ...................................................................................... 1
MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI................................................................................ 1
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI ......................... 1
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI ..................................................... 1
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG A340E .................................. 3
2.1. BỘ BIẾN MÔ .................................................................................................... 3
2.1.1. Cấu tạo, chức năng và nguyên lý làm việc của bộ biến mơ.................... 3
2.1.2. Đường đặc tính của biến mơ ..................................................................... 4
2.1.3. Cơ cấu khố biến mơ ................................................................................. 5
2.2. BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG HÀNH TINH .................................................... 6
2.2.1. Cụm bánh răng hành tinh trước và sau .................................................. 7
2.2.2. Các ly hợp C1, C2 và C3 ........................................................................... 8
2.2.3. Các khớp một chiều (F1, F2) và các phanh (B1, B2, B3) ....................... 9
2.2.4. Cơ cấu cài số và đường truyền công suất ở các tay số............................ 9
2.2.4.1. Tay số 1 (dãy D và dãy 2) ..................................................................... 10
2.2.4.2. Số 2 (dãy D) ........................................................................................... 11
2.2.4.3. Số 3 (dãy D và dãy 2) ............................................................................ 12
2.2.4.4. Số 4 (dãy D) ........................................................................................... 13
2.2.4.5. Số 2 (dãy 2), cơ chế phanh bằng động cơ ........................................... 14
2.2.4.6. Số 1 (dãy L), cơ chế phanh động cơ .................................................... 15
2.2.4.7. Tay số lùi R ........................................................................................... 16
2.3. HỆ THÔNG THUỶ LỰC ............................................................................... 17
vi
2.3.1.
2.3.2.
Cấu tạo hệ thống thuỷ lực ....................................................................... 17
Bơm dầu .................................................................................................... 18
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỘP SỐ ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ A340E ... 19
3.1. LÝ THUYẾT VỀ ECU ECT CỦA HỘP SỐ A340E ..................................... 19
3.1.1. Mạch điều khiển ....................................................................................... 20
3.1.2. Công tắc chọn chế độ hoạt động ............................................................. 21
3.1.3. Công tắc khởi động số trung gian (cảm biến vị trí gài số) ................... 22
3.1.4. Cảm biến vị trí bướm ga ......................................................................... 23
3.1.5. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ........................................................... 24
3.1.6. Cảm biến tốc độ........................................................................................ 25
3.1.7. Công tắc đèn phanh ................................................................................. 26
3.1.8. Cơng tắc chính O/D.................................................................................. 26
3.1.9. ECU điều khiển chạy tự động ................................................................. 27
3.1.10. Các van điện ............................................................................................. 28
3.1.11. Sơ đồ chuyển số ........................................................................................ 28
3.2. PHẦN CỨNG CỦA MẠCH ĐIỀU KHIỂN .................................................. 30
3.2.1. Phần vi xử lý và điều khiển ..................................................................... 30
3.2.1.1. Vi điều khiển Arduino Mega 2560 ...................................................... 30
3.2.1.2. Vi điều khiển Arduino Uno R3 ............................................................ 32
3.2.2. Phần giả lập tín hiệu đầu vào .................................................................. 34
3.2.2.1. Biến trở giả lập vị trí bướm ga và tốc độ trục thứ cấp ..................... 34
3.2.2.2. Công tắc khởi động số trung gian ....................................................... 35
3.2.2.3. Công tắc chọn chế độ tải ...................................................................... 35
3.2.2.4. Motor điện ............................................................................................. 36
3.2.3. Phần hiển thị............................................................................................. 37
3.2.3.1. LED 7 đoạn ........................................................................................... 37
3.2.3.2. IC 74HC595 ........................................................................................... 38
3.2.3.3. LED ........................................................................................................ 39
3.2.3.4. Đồng hồ đo áp suất ............................................................................... 40
3.2.4. Nguồn điện ................................................................................................ 41
3.2.4.1. Nguồn tổ ong 12V ................................................................................. 41
3.2.4.2. Nút nhấn dừng khẩn cấp ..................................................................... 42
3.3. PHẦN MỀM CỦA MÔ HÌNH ....................................................................... 42
3.3.1. Các phần mềm dùng để lập trình ........................................................... 42
3.3.1.1. Matlab/Limulink .................................................................................. 42
3.3.1.2. Arduino .................................................................................................. 43
vii
3.4. THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ A340E ................. 44
3.4.1. Lưu đồ lập trình ....................................................................................... 44
3.4.2. Chương trình chính điều khiển chuyển số ............................................ 45
3.4.2.1. Phần lập trình cho Arduino Mega 2560 ............................................. 45
3.4.2.2. Phần lập trình cho Arduino Uno R3 ................................................... 54
3.4.3. Phần mạch điện ........................................................................................ 55
3.4.3.1. Tín hiệu từ cơng tắc khởi động số trung gian .................................... 55
3.4.3.2. Giao tiếp giữa 2 vi điều khiển .............................................................. 56
3.4.3.3. Mạch giả lập tín hiệu đầu vào ............................................................. 57
3.4.3.4. Công tắc chọn chế độ tải ...................................................................... 58
3.4.3.5. Mạch điều khiển Solenoid .................................................................... 60
3.4.3.6. Mạch hiển thị ........................................................................................ 61
CHƯƠNG 4. THI CƠNG LẮP RÁP ĐỂ VẬN HÀNH MƠ HÌNH HỘP SỐ TỰ
ĐỘNG A340E ............................................................................................................... 65
4.1. THIẾT KẾ GIAO DIỆN CHO MƠ HÌNH ................................................... 65
4.1.1. Thiết kế giao diện bảng hiển thị chính của mơ hình............................. 65
4.1.2. Thiết kế giao diện bảng điều khiển của mơ hình .................................. 66
4.1.3. Thiết kế bản vẽ phục vụ cho việc cắt Mica các bảng của mơ hình ...... 67
4.2. LẮP RÁP CÁC CHI TIẾT ............................................................................. 68
CHƯƠNG 5. PHIẾU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MƠ HÌNH .................................. 75
CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .......................................... 82
6.1.
6.1.
KẾT LUẬN ...................................................................................................... 82
HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI.......................................................... 82
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................... 83
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 84
PHẦN CHƯƠNG TRÌNH CỦA VI ĐIỀU KHIỂN ADRUINO UNO: ................. 84
PHẦN CHƯƠNG TRÌNH CỦA ADRUINO MEGA: ............................................ 87
viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
TP: Throttle Position.
SPD: Secondary shaft speed.
PWR: Power.
GND: Ground.
ECU: Electronic Control Unit.
O/D: OverDrive.
ix
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Biến mơ ............................................................................................................ 3
Hình 2.2: Cấu tạo của biến mơ ......................................................................................... 4
Hình 2.3: Đường đặc tính của biến mơ ............................................................................ 4
Hình 2.4: Cấu tạo của ly hợp khố biến mơ ..................................................................... 6
Hình 2.5: Cấu tạo hộp số tự động A340E ........................................................................ 7
Hình 2.6: Cấu tạo bánh răng hành tinh ............................................................................ 8
Hình 2.7: Cấu tạo ly hợp .................................................................................................. 8
Hình 2.8: Cấu tạo phanh đĩa kiểu ướt .............................................................................. 9
Hình 2.9: Dịng truyền cơng suất tay số 1 (dãy D và 2) ................................................. 10
Hình 2.10: Dịng truyền cơng suất tay số 2 dãy D ......................................................... 11
Hình 2.11: Dịng truyền công suất tay số 3 (dãy D và 2) ............................................... 12
Hình 2.12: Dịng truyền cơng suất tay số 4 dãy D ......................................................... 13
Hình 2.13: Dịng truyền cơng suất tay số 2 dãy 2 .......................................................... 14
Hình 2.14: Dịng truyền cơng suất tay số 1 dãy L.......................................................... 15
Hình 2.15: Dịng truyền cơng suất tay số lùi R .............................................................. 16
Hình 2.16: Cấu tạo hệ thống thuỷ lực ............................................................................ 17
Hình 2.17: Cấu tạo của bơm dầu .................................................................................... 18
Hình 3.1: Các tín hiệu đầu vào và ra để ECU ECT điều khiển chuyển số .................... 19
Hình 3.2: Sơ đồ mạch điều khiển điện tử hộp số tự động A340E (1/2)......................... 20
Hình 3.3: Sơ đồ mạch điều khiển điện tử hộp số tự động A340E (2/2)......................... 21
Hình 3.4: Cơng tắc chọn chế độ hoạt động .................................................................... 22
Hình 3.5: Cơng tắc khởi động số trung gian .................................................................. 23
Hình 3.6: Mạch điện của cảm biến vị trí bướm ga......................................................... 24
Hình 3.7: Cảm biến vị trí bướm ga ................................................................................ 24
Hình 3.8: Cảm biến nước làm mát ................................................................................. 25
Hình 3.9: Cảm biến tốc độ ............................................................................................. 25
Hình 3.10: Cơng tắc đèn phanh ...................................................................................... 26
Hình 3.11: Cơng tắc chính O/D...................................................................................... 27
Hình 3.12: Mạch điện cơng tắc chính O/D .................................................................... 27
Hình 3.13: ECU điều khiển chạy tự động ...................................................................... 28
Hình 3.14: Các van điện từ ............................................................................................ 28
x
Hình 3.15: Sơ đồ chuyển số S-1 ..................................................................................... 29
Hình 3.16: Sơ đồ chuyển số S-2 ..................................................................................... 29
Hình 3.17: Sơ đồ chuyển số S-3 ..................................................................................... 30
Hình 3.18: Vi điều khiển Arduino Mega 2560 .............................................................. 31
Hình 3.19: Vi điều khiển Arduino Uno R3 .................................................................... 33
Hình 3.20: Biến trở 10K ................................................................................................. 35
Hình 3.21: Cơng tắc chọn chế độ ................................................................................... 36
Hình 3.22: Motor điện .................................................................................................... 36
Hình 3.23: Led 7 đoạn .................................................................................................... 37
Hình 3.24: Sơ đồ chân của Led 7 đoạn .......................................................................... 37
Hình 3.25: Sơ đồ chân của IC 74HC595........................................................................ 38
Hình 3.26: Led ............................................................................................................... 40
Hình 3.27: Đồng hồ đo ấp suất....................................................................................... 40
Hình 3.28: Nguồn tổ ong 12V ........................................................................................ 41
Hình 3.29: Nút nhấn dừng khẩn cấp .............................................................................. 42
Hình 3.30: Phần mềm Matlap/Simulink ........................................................................ 43
Hình 3.31: Phần mềm Arduino ...................................................................................... 44
Hình 3.32: Lưu đồ của hộp điều khiển ........................................................................... 45
Hình 3.33: Khối lập trình cho Arduino Mega 2560 ....................................................... 46
Hình 3.34: khối UP_DOWN_SIGNAL ......................................................................... 47
Hình 3.35: Khối SHIFTING SELECTOR ..................................................................... 48
Hình 3.36: Khối TP ........................................................................................................ 48
Hình 3.37: Khối SPD ..................................................................................................... 49
Hình 3.38: Khối CONTROL CENTER ......................................................................... 49
Hình 3.39: Khung xử lý 1 .............................................................................................. 50
Hình 3.40: Khung xử lý 2 .............................................................................................. 50
Hình 3.41: Khung xử lý 3 .............................................................................................. 51
Hình 3.42: Khung xử lý 4 .............................................................................................. 51
Hình 3.43: Khối SOLENOID VALE ............................................................................. 52
Hình 3.44: Khối SOLENOID LED ................................................................................ 52
Hình 3.45: Khối LED báo số D ...................................................................................... 53
Hình 3.46: Khối LED cơ cấu ......................................................................................... 53
Hình 3.47: Khối LED báo số 2....................................................................................... 54
Hình 3.48: Khối LED báo số L ...................................................................................... 54
xi
Hình 3.49: Sơ đồ mạch điện của mơ hình ...................................................................... 55
Hình 3.50: Sơ đồ dây cơng tắc khởi động số trung gian ................................................ 56
Hình 3.51: Sơ đồ dây giữa 2 vi điều khiển..................................................................... 57
Hình 3.52: Sơ đồ dây giả lập tín hiệu đầu vào ............................................................... 58
Hình 3.53: Sơ đồ dây cơng tắc chọn chế độ ................................................................... 59
Hình 3.54: Sơ đồ dây điều khiển van Solenoid .............................................................. 60
Hình 3.55: Sơ đồ dây hiện thị tay số .............................................................................. 62
Hình 3.56: Sơ đồ dây hiện thị cơ cấu gài số .................................................................. 63
Hình 3.57: Sơ đồ dây Led 7 đoạn................................................................................... 64
Hình 4.1: Bản thiết kế của bảng hiện thị chính .............................................................. 65
Hình 4.2: Bản thiết kế của bảng điều khiển ................................................................... 66
Hình 4.3: Bản thiết kế Mica của bảng hiển thị chính ..................................................... 67
Hình 4.4: Bản thiết kế Mica của bảng điểu khiển .......................................................... 68
Hình 4.5: Dán Decal lên Mica........................................................................................ 69
Hình 4.6: Bảng hiện thị chính sau khi lắp lên khung ..................................................... 70
Hình 4.7: Dán nguồn 12V và Arduino lên khung .......................................................... 70
Hình 4.8: Lắp cụm các LED 7 đoạn và IC 74HC595 .................................................... 71
Hình 4.9: Lắp các bóng LED ......................................................................................... 71
Hình 4.10: Nối dây điện ................................................................................................. 72
Hình 4.11: Các đồng hồ đo (phía sau) ........................................................................... 72
Hình 4.12: Các đồng hồ đo (phía trước) ........................................................................ 73
Hình 4.13: Bảng điều khiển chính.................................................................................. 73
Hình 4.14: Đấu dây của bảng điều khiển ....................................................................... 74
Hình 4.15: Mặt lưng đậy của mơ hình ........................................................................... 74
xii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Cơ cấu hoạt động ở các tay số ....................................................................... 10
Bảng 3.1: Điện áp của 2 chế độ tải................................................................................. 22
Bảng 3.2 Thông số của Arduino Mega 2560 ................................................................. 32
Bảng 3.3 Thông số của Arduino Uno R3 ....................................................................... 34
Bảng 3.4 Thông số của IC 74HC595 ............................................................................. 39
Bảng 3.5: Trạng thái hoạt động của các van điện từ trong mơ hình ở các tay số .......... 61
xiii
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1. Lí do chọn đề tài
Hộp số tự động ECT của Toyota đã được phát triển và xuất hiện trên các xe thương
mại của Toyota từ khoảng những năm 1980 với ưu điểm là mang lại sự êm dịu khi hoạt
động, hỗ trợ người lái và tiết kiệm nhiên liệu. Hộp số tự động A340E được trang bị cho
các dòng xe phổ biến của Toyota khoảng 15 năm gần đây ( từ 2006 đến nay đối với
Toyota Yaris và từ 2002 đến nay đối với Toyota Vios) được đánh giá mang lại hiệu quả
tốt hơn so với loại hộp số điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực. Để nghiên cứu về hoạt
động và phương pháp điều khiển hộp số A340E nhóm em được giao thực hiện đề tài
“Thi công, chế tạo hộp điều khiển hộp số tự động A340E”.
1.2. Mục đích của đề tài
Nghiên cứu tổng quan về hoạt động của hộp số tự động A340E.
Xây dựng mơ hình hộp số tự động A340E với mạch điều khiển và thiết kế chương
trình điều khiển chuyển số theo các tín hiệu đầu vào cho hộp số tự động A340E.
Viết hướng dẫn sử dụng hoạt động của mơ hình hộp số tự động A340E.
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là “Hộp điều khiển hộp số tự động A340E”, trong
đó chú trọng vào các nội dung chính:
Xây dựng hộp điều khiển cho hộp số A340E.
Chương trình điều khiển chuyển số dành cho hộp số A340E.
Thể hiện được các thông số đầu vào và đầu ra của mơ hình với bộ điều khiển.
1.4. Phương pháp nghiên cứu đề tài
Bước 1: Thu thập và phân tích các tài liệu liên quan đến hộp số A340E và điều
khiển hộp số.
Bước 2: Quan sát, lấy các thông số kết cấu của hộp số A340E.
Bước 3: Xây dựng phương án thiết kế mơ hình và chọn phương án để điều khiển
chuyển số cho hộp số.
1
Bước 4: Mơ phỏng và vận hành thử mơ hình đối với bộ điều khiển từ đó đưa ra
các điều chỉnh cần thiết dành cho phần cứng và phần mềm.
Bước 5: Đưa ra hướng dẫn sử dụng và phương thức vận hành mơ hình.
2
Chương 2. TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG A340E
2.1. Bộ biến mô
2.1.1. Cấu tạo, chức năng và nguyên lý làm việc của bộ biến mơ
Bộ biến mơ có các chức năng: truyền, ngắt hoặc khuếch đại momen từ động cơ
bằng cách sử dụng dầu hộp số làm môi trường làm việc. Bộ biến mô hấp thụ các dao
động xoắn của động cơ và hệ thống truyền lực, có tác dụng như một bánh đà để làm ổn
định chuyển động quay của động cơ, dẫn động bơm dầu của hệ thống điều khiển thủy
lực.
Bộ biến mô bao gồm: cánh bơm được nối với trục chủ động (trục chủ động nối
với trục khuỷu động cơ), đĩa tuốc bin (roto tuabin) được nối với trục bị động của biến
mô (trục sơ cấp hộp số), đĩa phản xạ (stato) được bắt chặt vào vỉ hộp số qua khớp một
chiều và trục stato có vai trị làm tăng momen xoắn, vỏ biến mơ chứa tất cả các bộ phận
trên. Biến mô được đổ đầy dầu thuỷ lực cung cấp bởi bơm dầu. dầu này được văng ra
khỏi cách bơm thành một dịng truyền cơng suất làm quay roto tubin.
Hình 2.1: Biến mơ
3
Dầu được dùng để nạp đầy trong vỏ cố định đối với hộp số A340E là dầu hộp số
AT. Giữa các đĩa và stato là các khe hở vô cùng nhỏ, trên các đĩa và stato là có gắn các
cánh được uốn cong tạo thành các rãnh mà trong chúng chất lỏng chuyển động tuần hồn.
Hình 2.2: Cấu tạo của biến mơ
2.1.2.
Đường đặc tính của biến mơ
Hình 2.3: Đường đặc tính của biến mơ
4
Mô men đầu ra của rô to tuabin
Tỉ số truyền mô men (t) =
Mô men đầu vào của cánh bơm
Tốc độ của rô to tuabin
Tỉ số truyền tốc độ (e) =
Hiệu suất truyền động (n) =
Tốc độ của cánh bơm
Công suất đầu ra của rô to tuabin*100%
Công suất đầu vào của cánh bơm
Mô men đầu ra của rô to tuabin*e*100%
=
Mô men đầu vào của cánh bơm
Điểm xe đỗ là khi roto tuabin không chuyển động hay khi tỉ số truyền tốc động
bằng 0 lúc này tỉ số truyền momen có giá trị lớn nhất và hiệu suất truyền động bằng
không.
Dầu chảy ra khỏi roto tuabin đập vào mặt sau của các cánh trên stato tại tỉ số
truyền tốc độ cao hơn tỉ số truyền tốc độ của điểm ly hợp, lúc này khớp một chiều làm
cho stato quay cùng chiều quay của cánh bơm. Tức là điểm ly hợp là khi bộ biến mơ bắt
đầu có tác dụng như một khớp thủy lực để tránh cho tỉ số truyền momen giảm xuống
dưới 1.
Khi roto tuabin bắt đầu quay công suất đầu ra cũng tăng dần theo số vòng quay
và momen cánh bơm làm hiệu suất truyền động tăng đột ngột và đạt giá trị cực đại tại tỉ
số truyền tốc độ trước điểm ly hợp. Sau khi đạt cực đại hiệu suất giảm xuống do một
phần dòng dầu từ roto tuabin chảy đến mặt sau của cánh trên stato.
Tại điểm ly hợp do biến mơ có vai trị như một khớp thủy lực nên có tỉ số truyền
momen gần bằng 1:1 lúc này hiệu suất truyền động tăng khi tỷ số truyền tốc độ tăng.
Khi hoạt động một phần động năng mất mát khi nhiệt độ tăng do sự ma sát và va
đập, vì vậy hiệu suất của bộ biến mô không đạt 100% và chỉ lớn hơn 95% một chút.
2.1.3.
Cơ cấu khố biến mơ
5
Hình 2.4: Cấu tạo của ly hợp khố biến mơ
Khi biến mô hoạt động như một khớp nối thuỷ lực, mô men sẽ được biến mô
truyền với tỉ số gần bằng 1:1. Tuy nhiên, do bộ biến mô sử dụng dịng thuỷ lực để gián
tiếp truyền cơng suất nên có sự tổn hao công suất.
Để ngăn chặn việc tổn hao cơng suất này một li hợp khố biến mơ để truyền công
suất động cơ tới hộp số tự động một cách trực tiếp.
Li hợp khố biến mơ được lắp trong biến mơ, phía trước bánh tuabin. Việc ăn
khớp và nhả li hợp khố biến mơ được xác định từ những thay đổi về hướng của dòng
thuỷ lực trong bộ biến mô khi xe đạt được một tốc độ nhất định.
2.2. Bộ truyền bánh răng hành tinh
Hộp số tự động A340E sử dụng bộ truyền bánh răng hành tinh trong hộp số có
nhiệm vụ tạo tỷ số truyền, điều khiển việc giảm tốc, đảo chiều, nối trực tiếp và tăng tốc.
6
Bộ truyền bánh răng hành tinh của hộp số A340E gồm hai cụm bánh răng hành
tinh gọi là cụm bánh răng hành tinh trước và cụm bánh răng hành tinh sau, cả hai cụm
bánh răng hành tinh lắp ở trục sơ cấp hộp số. Cơ cấu điều khiển gài số bao gồm: các ly
hợp (C1, C2, C3), các phanh (B1, B2, B3), các khớp một chiều (F1, F2).
Hình 2.5: Cấu tạo hộp số tự động A340E
2.2.1.
Cụm bánh răng hành tinh trước và sau
Tỉ số truyền trong hộp số tự động A340E được quyết định bởi 2 cụm bánh răng
hành tinh trước và sau. Cụm bánh răng hành tinh gồm có: bánh răng bao (vòng răng),
bánh răng hành tinh và bánh răng mặt trời và cần dẫn.
7
Hình 2.6: Cấu tạo bánh răng hành tinh
Hai cụm bánh răng hành tinh được lắp trên trục sơ cấp, cần dẫn bánh răng hành
tinh trước nối với bánh răng bao sau, cần dẫn bánh răng hành tinh sau nối với bánh răng
bao trước. Các chi tiết nối với nhau sẽ quay với tốc độ và chiều giống nhau.
Thay đổi các tỉ số truyền số tiến và chuyển sang số lùi bằng cách cố định và chọn
các bộ phận của cụm bánh răng hành tinh là đầu vào hay đầu ra.
2.2.2.
Các ly hợp C1, C2 và C3
Các ly hợp có nhiệm vụ nối hoặc ngắt kết nối các bánh răng với các trục để truyền
hoặt ngắt truyền công suất. Các đĩa ma sát và đĩa ép được bố trí xen kẽ sao cho các đĩa
ma sát ăn khớp với bánh răng bằng then hoa còn các đĩa ép ăn khớp với tang trống ly
hợp.
Hình 2.7: Cấu tạo ly hợp
8
Khi piston dầu ép các đĩa ma sát tiếp xúc với các đĩa ma sát, các đĩa lúc này quay
với tốc độ bằng nhau do lực ma sát tức là ly hợp ăn khớp làm cho phần tử chủ động có
thể truyền cơng suất đến phần tử bị động. Khi khơng có áp lực dầu piston được trả về vị
trí cũ làm cho ly hợp nhả ra.
2.2.3.
Các khớp một chiều (F1, F2) và các phanh (B1, B2, B3)
Khớp một chiều F1 hoạt động thông qua phanh B2 để ngăn không cho bánh răng
mặt trời trước và sau quay ngược chiều kim đồng hồ. khớp một chiều F2 ngăn không
cho cần dẫn bộ truyền hành tinh quay ngược chiều kim đồng hồ, vành ngoài khớp một
chiều F2 được cố định vào vỏ hộp số.
Các phanh B1,B2,B3 của hộp số A340E là loại phanh ướt nhiều đĩa gồm các đĩa
ma sát và đĩa ép. B2 ngăn không cho bánh răng mặt trời trước và sau quay ngược chiều
kim đồng hồ qua F1, B3 ngăn không cho cần dần của bộ truyền hành tinh sau quay.
Hình 2.8: Cấu tạo phanh đĩa kiểu ướt
2.2.4.
Cơ cấu cài số và đường truyền công suất ở các tay số
9
