MỤC LỤC

MỤC LỤC.................................................................................................................................................................................i

LỜI NÓI ĐẦU..........................................................................................................................................................................1

DANH MỤC BẢNG BIỂU........................................................................................................................................................2

DANH MỤC HÌNH ẢNH..........................................................................................................................................................3

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG A750 TRÊN XE TOYOTA FORTUNER........................................5

1.1. Giới thiệu xe Toyota Fortuner...........................................................................................................................................5

1.1.1. Tổng quan về động cơ 2TR-FE.....................................................................................................................................5

1.1.2. Tổng quan về hệ thống truyền lực................................................................................................................................6

1.1.3. Tổng quan về hệ thống lái.............................................................................................................................................6

1.1.4. Tổng quan về hệ thống treo..........................................................................................................................................6

1.1.5. Tổng quan về hệ thống phanh......................................................................................................................................6

1.2. Kết cấu hộp số A750........................................................................................................................................................7

1.2.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu của hộp số...................................................................................................................7

1.2.2. Ưu điểm của hộp số tự động........................................................................................................................................8

1.2.3. Kết cấu hộp số tự động A750 trên xe Toyota Fortuner.................................................................................................8

1.2.4. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ biến mô........................................................................................................14

1.2.5. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ truyền bánh răng hành tinh..........................................................................20

1.2.6. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của cơ cấu điều khiển HSTĐ......................................................................................25

1.2.7. Các chế độ hoạt động của hộp số A750F....................................................................................................................39

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM ĐỘNG LỰC HỌC CHUYỂN ĐỘNG THẲNG Ô TÔ TOYOTA FORTUNER......45

2.1. Thông số ban đầu..........................................................................................................................................................45

2.1.1. Thông số theo xe........................................................................................................................................................45

2.1.2. Thông số tính..............................................................................................................................................................45

2.1.3. Xác định trọng lượng và phân bố trọng lượng lên ô tô..............................................................................................46

2.2. Nội dung tính toán kiểm nghiểm động lực học chuyển động thẳng..............................................................................47

2.2.1. Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ...........................................................................................................47

2.2.2. Đường đặc tính trên trục vào và trục ra biến mô.......................................................................................................49

2.2.3. Phương trình cân bằng lực kéo và đồ thị cân bằng lực kéo của ôtô.........................................................................54

2.2.4. Phương trình cân bằng công suất và đồ thị cân bằng công suất của ôtô..................................................................57

2.2.5. Đồ thị nhân tố động lực học ô tô................................................................................................................................59

2.2.6. Xác định khả năng tăng tốc của ôtô – xây dựng đồ thị gia tốc..................................................................................63

2.2.7. Xây dựng đồ thị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc.....................................................................................66

CHƯƠNG III. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, BẢO DƯỠNG HỘP SỐ TỰ ĐỘNG A750 TRÊN XE TOYOTA FORTUNER.... 73

3.1. Hướng dẫn sử dụng hộp số A750F..............................................................................................................................73

3.1.1. Chú ý đối với lái xe....................................................................................................................................................73

3.1.2. Chú ý đối với nhân viên cứu hộ.................................................................................................................................74

3.2. Chẩn đoán, bảo dưỡng kỹ thuật hộp số.......................................................................................................................75

3.3. Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục.................................................................................................79

3.3.1. Hư hỏng trong các cụm của hộp số tự động.............................................................................................................79

3.2.2. Một số hiện tượng hư hỏng khi sử dụng, nguyên nhân có thể và biện pháp khắc phục ..........................................81

KẾT LUẬN...........................................................................................................................................................................83

TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................................................................................84

LỜI NÓI ĐẦU

Việt Nam trở thành thành viên tổ chức thương mại thế giới (WTO) vào ngày 7/11/2006 là một sự kiện rất quan trọng. Sự kiện này đã mở đừờng cho Việt Nam tham gia một cách bình đẳng vào thể chế thừơng mại toàn cầu. Hơn nữa, đó cũng thể hiện sự đánh giá về thành quả mà nhân dân ta đạt được trong công cuộc đổi mới toàn diện về kinh tế xã hội và tiến hành hội nhập quốc tế. Và đó cũng là lợi thế lớn cho khoa học kỹ thuật phát triển ở nước ta, đặc biệt là ngành công nghiệp ôtô.

Ngành công nghiệp ôtô đã và đang phát triển rất mạnh ở Việt Nam. Hiện nay ngày càng nhiều lại xe được trang bị hộp số tự động, đặc biệt trên các xe cao cấp, nó mang lại lợi ích kinh tế, sự tiện nghi và độ an toàn cao khi sử dụng.

Với sự phát triển mạnh mẽ của tin học trong vai trò dẫn đường, quá trình tự động hóa đã đi sâu vào các ngành sản xuất và các sản phẩm của chúng, một trong số đó là ô tô, không chỉ làm cho người sử dụng cảm thấy thoải mái, gần gũi với chiếc xe của mình, thể hiện phong cách của người sở hữu chúng. Mà sự tự động hóa còn nâng cao hệ số an toàn trong sử dụng. Đây là lý do tại sao các hệ thống tự động luôn được trang bị cho dòng xe cao cấp và dần áp dụng cho các loại xe thông dụng. Vì vậy với đề tài chọn là nghiên cứu, khảo sát hộp số tự động em rất mong với đề tài này em sẽ củng cố tốt hơn kiến thức đã được truyền thụ để khi ra trường em có thể tham gia vào ngành ô tô của Việt Nam để góp phần vào sự phát triển chung của ngành.

Dưới sự hướng dẫn tận tâm của thầy : Tiến sĩ ……………… và các thầy trong bộ môn đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Trong quá trình làm tuy đã cố gắng với khả năng bản thân nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn đã nhiệt tình chỉ dạy trong thời gian học trên giảng đường và trong đồ án này./.

CHƯƠNG I. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG A750 TRÊN XE TOYOTA FORTUNER

1.1. Giới thiệu xe Toyota Fortuner

1.1.1. Tổng quan về động cơ 2TR-FE

Động cơ 2TR-FE là một động cơ xăng có dung tích xi-lanh là 2.7 lít và 4 xi-lanh, được Toyota phát triển để đáp ứng yêu cầu vận hành mạnh mẽ, đáng tin cậy và tiết kiệm nhiên liệu.

Với công nghệ tiên tiến và thiết kế tối ưu, động cơ 2TR-FE mang đến công suất ấn tượng và mô-men xoắn đáng kể. Công suất trung bình của động cơ này dao động từ 160 mã lực (118 kW) đến 180 mã lực (134 kW), cung cấp sức mạnh đủ để vượt qua mọi thử thách trên đường. Đồng thời, mô-men xoắn từ 241 Nm đến 246 Nm giúp xe điều khiển linh hoạt và tăng tốc nhanh chóng.

Động cơ 2TR-FE cũng được thiết kế để đảm bảo độ bền và độ tin cậy cao. Với việc sử dụng vật liệu chất lượng và công nghệ sản xuất tiên tiến, nó có khả năng chịu được môi trường khắc nghiệt và hoạt động ổn định trong thời gian dài.

Động cơ 2TR-FE đã được áp dụng rộng rãi trong dòng xe như Toyota Hilux, Toyota Fortuner và Toyota Innova, đáp ứng nhu cầu của khách hàng với hiệu suất, độ bền và tiết kiệm nhiên liệu ấn tượng.

1.1.3. Tổng quan về hệ thống lái

Hệ thống lái trên ô tô Toyota Fortuner sử dụng là hệ thống lái có cơ cấu lái trục vít - thanh răng với trợ lực lái thủy lực. Đây được coi là hệ thống lái cơ bản nhất và truyền thống nhất được trang bị cho các hệ thống lái trên các xe ô tô rẻ và tầm trung hiện nay.

Trợ lực lái mà Toyota Fortuner được trang bị là cơ cấu trợ lực thủy lực biến thiên theo tốc độ giúp quá trình đánh lái nhẹ nhàng và đều tay.

1.1.4. Tổng quan về hệ thống treo

Cầu trước sử dụng hệ thống treo độc lập kiểu tay đòn kép với thanh cân bằng làm tăng độ chắc chắn, độ êm và độ bám đường, giúp điều khiển xe dễ dàng và thoải mái hơn. Hệ thống treo sau kiểu phụ thuộc, liên kết 4 điểm giúp việc di chuyển của xe qua các địa hình gồ ghề, đường xấu.

1.2. Kết cấu hộp số A750

1.2.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu của hộp số

1.2.1.1. Công dụng:

- Hộp số dùng để biến đổi mômen xoắn từ động cơ xuống bánh xe chủ động, bằng cách thay đổi tỷ số truyền nhằm cải thiện đường đặc tính kéo của động cơ cho phù hợp với điều kiện làm việc của ôtô.

- Thay đổi chiều chuyển động của ôtô (tiến và lùi).

- Ngắt dòng truyền lực trong thời gian dài mà không cần tắt máy hoặc cắt bộ ly hợp.

1.2.1.2. Phân loại:

Theo phương pháp thay đổi tỷ số truyền, hộp số được chia thành hộp số có cấp và hộp số vô cấp.

* Hộp số cơ khí có cấp:

- Theo sơ đồ động học gồm có: hộp số 2 trục, hộp số 3 trục, hành tinh (1 hàng, 2 hàng)

- Theo dãy tỷ số truyền gồm có: một dãy tỷ số truyền, hai dãy tỷ số truyền.

* Hộp số tự động điều khiển điện tử, nó sử dụng công nghệ điều khiển điện tử hiện đại để điều khiển hộp số.

1.2.2. Ưu điểm của hộp số tự động

So với hộp số thường, hộp số tự động có các ưu điểm sau:

- Giảm mệt mỏi cho người lái qua việc loại bỏ thao tác ngắt và đóng ly hợp cùng thao tác chuyển số.

- Chuyển số một cách tự động và êm dịu tại các tốc độ thích hợp với chế độ
lái xe.

- Tránh cho động cơ và dẫn động khỏi bị quá tải vì ly hợp cơ khí nối giữa động cơ và hệ thống truyền động theo kiểu cổ điển đã được thay bằng biến mô thủy lực có hệ số an toàn cao hơn cho hệ thống truyền động ở phía sau động cơ.

1.2.3. Kết cấu hộp số tự động A750 trên xe Toyota Fortuner

1.2.3.1. Cấu tạo và hoạt động của hộp số tự động A750F

a. Kết cấu chung của hộp số tự động A750F

Hộp số tự động A750F gồm có ba phần chính: hệ thống điều khiển điện tử và thủy lực, cơ cấu chấp hành bộ truyền bánh răng hành tinh và bộ biến mô thủy lực.

Bên trong hộp số tự động, trục đầu vào không gắn trực tiếp vào trục đầu ra mà được kết nối thông qua các bộ truyền bánh răng hành tinh. Cụ thể như sau:

+ Dải bánh răng hành tinh phía trước có bánh răng mặt trời được gắn với trống ly hợp đầu vào và trục đầu vào, cần dẫn được gắn với bánh răng bao của dải bánh răng trung tâm, có ly hợp giúp ngắt nối các bộ phận.

+ Dải bánh răng hành tinh trung tâm có cần dẫn gắn với trống ly hợp đầu vào và bánh răng bao của dải bánh răng hành tinh phía sau, có ly hợp giúp ngắt nối các bộ phận.

+ Dải bánh răng hành tinh phía sau có cần dẫn được nối với trục đầu ra.

b. Hoạt động của hộp số tự động A750F

- Nguyên lý làm việc chung:

Dòng công suất truyền từ động cơ qua biến mô đến hộp số và đi đến hệ thống truyền động sau đó, nhờ cấu tạo đặc biệt của mình biến mô vừa đóng vai trò là một khớp nối thủy lực vừa là một cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực, cũng vừa là một bộ phận khuyếch đại mô men từ động cơ đến hệ thống truyền lực phía sau tùy vào điều kiện sử dụng. H

1.2.3.2. Hệ thống điều khiển của hộp số tự động A750F

Hệ thống điều khiển của HSTĐ có nhiệm vụ tự động thay đổi trạng thái làm việc của các phần tử điều khiển, để tạo ra sự thay đổi các tỷ số truyền trong hộp số hành tinh phù hợp với điều kiện chuyển động của xe.

a. Hệ thống điều khiển điện tử

Hệ thống điều khiển điện tử của hộp số tự động A750E gồm ba bộ phận: bộ phận cảm biến, một ECM và các van điện từ. ECM sẽ điều khiển thời điểm chuyển số và khoá biến mô bằng cách điều khiển các van điện từ của bộ điều khiển thuỷ lực.

- Các cảm biến:

+ Cảm biến vị trí bướm ga: được gắn trên cổ họng gió và cảm nhận bằng điện mức độ mở của bướm ga.

+ Cảm biến vị trí trục khuỷu: dùng để phát hiện tốc độ động cơ.

b. Hệ thống điều khiển thuỷ lực

Hệ thống điều khiển thuỷ lực bao gồm: bơm dầu, thân van (có chứa các van để điều khiển việc chuyển số và khoá biến mô), ngoài ra còn có thêm các van điện từ để điều khiển các van này.

Chức năng của hệ thống điều khiển thuỷ lực:

+ Cung cấp dầu thuỷ lực đến bộ biến mô.

+ Điều chỉnh áp suất thuỷ lực do bơm dầu tạo ra.

Cấu tạo của thân van:

+ Thân van bao gồm thân van trên và  thân van dưới. Trên thân van có 7 van điện từ: SL1, SL2, SL3, S4 (điều khiển lên và xuống số); DSL (điều khiển ly hợp khoá biến mô); SLT (điều khiển tối ưu áp suất chuẩn); SR (điều khiển van rơle của van điện từ).

+ Trong thân van có rất nhiều đường dẫn phức tạp để dầu hộp số chảy qua. Có nhiều van được lắp vào các đường dẫn đó, trong các van có áp suất thuỷ lực điều khiển và chuyển mạch chất lỏng từ đường dẫn này sang đường dẫn khác.

Hoạt động của các van:

+ Van điều áp sơ cấp: được dùng để điều chỉnh áp suất thuỷ lực (áp suất chuẩn) tới từng bộ phận phù hợp với công suất động cơ để tránh tổn thất công suất bơm.

Khi van điện từ SR ở trạng thái bật, áp suất chuẩn sẽ đẩy van rơle van điện từ đi lên, van rơle van điện từ sẽ nối thông đường dầu từ van điện từ DSL tới van rơle khoá bién mô và đường dầu từ van điện từ S4 đến van chuyển số 3-4.

1.2.4. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ biến mô

1.2.4.1. Khái quát

Biến mô thủy lực là bộ phận sơ cấp của sự truyền công suất giữa động cơ và hộp số. Nó được ăn khớp với bánh đà động cơ (còn gọi là tấm dẫn động) để quay cùng với tốc độ động cơ. Một số chức năng chính của bộ biến mô là:

+ Cung cấp sự chuyển đổi mô men trơn tru từ động cơ đến các chi tiết cơ khí của hộp số.

+ Khuyếch đại mô men xoắn từ động cơ cho phép xe tăng thêm hiệu xuất khi cần.

+ Vận hành bơm dầu hoạt động qua moay ơ biến mô.

1.2.4.3. Cụm stator và khớp 1 chiều

Cụm stator nằm giữa cụm bơm và cụm turbine và là giá khớp một chiều. Khớp một chiều này cho phép stator quay một hướng và ngăn cản stato quay theo hướng khác. Chức năng của stator là chuyển hướng dầu trở lại từ turbine để hỗ trợ động cơ quay cụm bơm biến mô

1.2.4.4. Nguyên lý hoạt động

- Sự truyền mô men: Trong biến mô, bánh bơm được dẫn động bởi trục khuỷu động cơ giữ vai trò bánh chủ động, bánh tuabin là bánh bị động nối với trục sơ cấp của hộp số, sự truyền năng lượng được thực hiện qua chất lỏng (dầu áp lực).

- Sự khuyếch đại mô men: Việc khuyếch đại mômen bằng biến mô được thực hiện bằng cách sử dụng bộ phận đảo chiều (bánh dẫn hướng). Nếu không có bánh dẫn hướng thì dòng dầu khi quay trở lại bánh bơm từ bánh tuabin nó sẽ đối diện với chiều của dòng dầu đi ra từ bánh bơm.

1.2.4.6. Hoạt động của bộ biến mô

- Khi xe đang dừng, động cơ chạy không tải:

Khi động cơ đang chạy không tải mômen do chính động cơ tạo ra là nhỏ nhất. Nếu đạp phanh, tải trọng tác dụng lên bánh tuabin lớn do nó không thể quay. Mặc dù vậy, do xe đang dừng nên tỷ số truyền tốc độ giữa bánh tuabin và bánh bơm là bằng không trong khi hệ số biến đổi mô men là lớn nhất.

- Khi xe bắt đầu chuyển động:

Khi phanh được nhả ra, bánh tuabin có thể quay cùng với trục sơ cấp của hộp số. Do vậy khi đạp chân ga sẽ làm cho bánh tuabin quay với mômen lớn hơn so với mômen do động cơ tạo ra, làm xe bắt đầu chuyển động.

1.2.6. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của cơ cấu điều khiển HSTĐ

Trong hộp số tự động việc thay đổi các số truyền được thực hiện nhờ tác dụng của chế độ làm việc của động cơ và mômen cản gây ra đối với hệ thống truyền lực. Các cảm biến theo dõi liên tục quá trình thay đổi trên, tạo lên các tín hiệu điều khiển và thông qua cơ cấu thừa hành tác dụng vào các phần tử điều khiển của hộp số tự động, các phần tử điều khiển này sẽ thực hiện việc khoá thích hợp khâu của CCHT để có tỷ số truyền phù hợp.

1.2.6.1. Ly hợp khoá biến mô

Cơ cấu ly hợp khóa biến mô: khi ô tô chuyển động trên đường tốt, vận tốc của ô tô khá cao, khi này mômen cản chuyển động nhỏ nên số vòng quay của bánh tuabin xấp xỉ bằng số vòng quay của bánh bơm. Biến mô đã làm việc ở chế độ ly hợp (stato được giải phóng) nhưng hiệu suất còn nhỏ hơn 1 (từ 0,8 đến 0,9). Để hiệu suất truyền động của biến mô đạt giá trị cao nhất, ở chế độ này người ta sử dụng một ly hợp để khoá cứng biến mô.

Ly hợp khoá biến mô thường dùng để khoá một khâu của CCHT với vỏ tạo nên phanh dừng hoặc khoá hai khâu của CCHT với nhau tạo nên liên kết cùng quay với tốc độ như nhau.

Ly hợp khoá biến mô dùng ở dạng ly hợp ma sát nhiều đĩa làm việc trong dầu, hoạt động bằng áp lực dầu của hệ thống thuỷ lực điều khiển. Cấu tạo của ly hợp khoá gồm các đĩa ma sát có răng trong và ngoài.

1.2.6.2. Các phanh và ly hợp

Trong hộp số tự động không phải chỉ có một bộ truyền hành tinh mà có thể hai hoặc nhiều hơn. Vì vậy để có được các tỉ số truyền khác nhau, tức là để cố định hoặc giải phóng một phần tử trong cơ cấu hành tinh người ta phải sử dụng các phanh hoặc ly hợp.

1.2.7. Các chế độ hoạt động của hộp số A750F

1.2.7.1. Dãy D số 1 (D1)

- Khi hộp số ở tay số D1, ly hợp C1 liên kết trục đầu vào với trục trung gian. Đồng thời, khóa 1 chiều F3 và dải phanh B4 cũng được kích hoạt nhằm giữ cố định cần dẫn ở bộ truyền bánh răng hành tinh trung tâm và bánh răng bao ở bộ truyền phía sau. Từ đó tạo ra dòng truyền lực có tỉ số truyền i₁ = 3,520.

1.2.7.2. Dãy D số 2 (D2)

- Ở tay số D2, ly hợp C1 liên kết trục đầu vào với trục trung gian. Đồng thời, khóa 1 chiều F1 hoạt động, ngăn không cho cần dẫn của bộ truyền bánh răng hành tinh phía trước chuyển động ngược chiều so với trục đầu vào.

- Khóa ly hợp F2 và dải phanh B3 cũng được kích hoạt nhằm giữ cố định bánh răng mặt trời của bộ truyền bánh răng hành tinh phía trước. Từ đó tạo ra dòng truyền lực có tỉ số truyền i₂ = 2,042.

1.2.7.3. Dãy D số 3 (D3)

- Khi cần số ở vị trí D3, ly hợp C1 và C3 được kích hoạt liên kết trục đầu vào với trục trung gian và bánh răng mặt trời của bộ truyền bánh răng hành tinh phía trước. Đồng thời, khóa 1 chiều F1 cũng được kích hoạt nhằm giữ cho cần dẫn phía trước không chuyển động ngược chiều so với trục đầu vào, từ đó cho ra tỉ số truyền i₃ = 1,4.

- Dải phanh B3 lúc này vẫn hoạt động nhưng không ảnh hưởng tới tỉ số truyền.

1.2.7.5. Dãy D số 5 (D5)

- Tay số D5, ly hợp C3 liên kết trục đầu vào với bánh răng mặt trời của bộ truyền bánh răng hành tinh phía trước. Đồng thời, ly hợp C2 liên kết trục đầu vào với cần dẫn của bộ truyền bánh răng hành tinh trung tâm.

- Dải phanh B1 giữ cố định cần dẫn của bộ truyền bánh răng hành tinh phía trước, từ đó tạo ra dòng truyền lực với tỉ số truyền i₅ = 0,716.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Được thiết kế và sản xuất bởi Toyota, hộp số A750F mang lại nhiều ưu điểm và tính năng đáng chú ý. Với kết cấu tự động, hộp số A750F trên Toyota Fortuner cung cấp sự thuận tiện và dễ sử dụng cho người lái. Nó có khả năng tự động chuyển số linh hoạt và mượt mà, tạo ra trải nghiệm lái xe êm ái và tiết kiệm nhiên liệu. Hộp số A750F cũng được xây dựng với độ bền cao và khả năng chịu tải lớn, phù hợp với yêu cầu vận hành của xe Toyota Fortuner. Với việc sử dụng các vật liệu chất lượng và công nghệ sản xuất tiên tiến, hộp số này đảm bảo độ tin cậy và độ bền trong quá trình sử dụng. Điều này cho phép người lái tùy chỉnh trải nghiệm lái xe theo sở thích và điều kiện đường đi. Tóm lại, hộp số A750F trên xe Toyota Fortuner là một thành phần chất lượng và đáng tin cậy trong hệ thống truyền động. Với sự kết hợp giữa hiệu suất, linh hoạt và độ bền, hộp số này đóng vai trò quan trọng trong việc mang lại trải nghiệm lái xe tốt và đáng tin cậy trên mọi cung đường.

CHƯƠNG II. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM ĐỘNG LỰC HỌC CHUYỂN ĐỘNG THẲNG Ô TÔ TOYOTA FORTUNER

2.1. Thông số ban đầu

2.1.1. Thông số theo xe

Thông số xe Toyota Fortuner 2024 như bảng 2.1.

2.1.2. Thông số tính

- Hệ số cản mặt đường tương ứng với V_max

Thay số được: f = 0,035

- Bán kính bánh xe :

Thông số lốp: 265/60R18 => H/B = 159 (mm).

- Bán kính động học và bán kính động lực học của bánh xe:

Với λ: Hệ số kể đến biến dạng lốp (λ = 0,93  0,95)

Lốp có áp suất cao: λ = 0,94

Thay số được: r_b = 0,365 (m)

- Công thức bánh xe:  4x4

- Tỉ số truyền hộp số A750F theo Repair Manual:

2.1.3. Xác định trọng lượng và phân bố trọng lượng lên ô tô

Xe Toyota Fortuner 2024:

+ Tự trọng (trọng lượng bản thân): G₀ = 2035 (kg)

+ Tải trọng (hàng hoá, hành lý, ...): G_h = 585 (kg)

+ G₀ : Tự trọng

+ n: Số người (n = 2)

+ A : Khối lượng người

+ Gh : Khối lượng hàng hóa

Vậy trọng lượng toàn bộ của xe: G = 34450 (N)

Phân bố trọng lượng: xe con tải trọng tác dụng lên cầu trước (G_­1) chiếm từ 55% ÷ 65%. Chọn G₁ = 60%G

Vậy G₁ = 20670 N; G₂ = 13780 N

2.2. Nội dung tính toán kiểm nghiểm động lực học chuyển động thẳng

2.2.1. Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ

Các đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ là những đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của các đại lượng công suất, mômen và suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ theo số vòng quay của trục khuỷu động cơ. Các đường đặc tính này gồm:

+ Đường công suất: N_e = f(n­_e)

+ Đường mômen xoắn : M_e = f(n_e)

+ Đường suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ : g_e = f(n_e)

N_{e max}, n_N: Công suất cực đại của động cơ và số vòng quay tương ứng

N_e, n_e : Công suất và số vòng quay ở một thời điểm trên đường đặc tính

Động cơ xăng => chọn a = b = c = 1

=> Chọn λ = 1,15 (2.2)

Từ (3.1), (3.2) và (3.3) ta lập bảng tính như bàng 2.3.

Sau khi tính toán và xử lí số liệu ta xây dựng được đường đặc tính ngoài với công suất  N_e(kW) và mômen xoắn M_e(N.m).

2.2.2. Đường đặc tính trên trục vào và trục ra biến mô

a. Đường đặc tính trên trục vào

Đường đặc tính trên trục vào biến mô là đường biển diễn mối quan hệ giữa momen trên trục chủ động của bánh bơm M_b theo số vòng quay của nó.

M_{b là} : Momen trên trục vào của biến mô, tại điểm làm việc đồng thời của biến mô và động cơ thì M_b = M_emax = 316 Nm

D : Đường kín ngoài của biến mô. D = 298 mm

Biến mô hộp số A750F là biến mô loại nhạy có hệ số momen sơ cấp thay đổi, vì vậy để xác định đc M_b thì phải xác định được giá trị của. Từ đô thị đặc tính không thứ nguyên của biến mô ứng với mỗi tỉ số truyền i_bm ta sẽ xác định được hệ số biến đổi momen . Với những giá trị của  này ta tính được momen ứng với những giá trị khác nhau của số vòng quay của trục biến mô (n_b=n_e ).

Từ đồ thị ta tra được các thông số nhưu bàng 2.4.

Thay vào công thức (2.5) với dãy n_e từ 400 vòng/phút – 5200 vòng/pht. Ta có bảng 2.5.

Từ bảng 2.5, ta vẽ được đồ thị đặc tính trục vào biến mô như đồ thị 2.3.

Nhận xét:

Từ đồ thị ta thấy ứng với từng giá trị của λ₁ theo tỷ số truyền i_bm ta xác định tập hợp đường M_b. Khi vẽ đồ thị đặc tính trên trục vào của biến mô M_b và đồ thị đặc tính ngoài động cơ M_e cùng một tỷ lệ thì các giao điểm của đương M_b và M_e là các giao điểm A(n₁, M₁). Điểm A là điểm làm việc đồng bộ của động cơ và biến mô thuỷ lực, điểm A là một tập hợp điểm tùy theo chế độ tải trọng trong khoảng tỷ số truyền của biến mô thuỷ lực i_bm= 0 - 1.

b. Đường đặc tính trên trục ra

Đặc tính trên trục ra của biến mô chính là đặc tính ngoài của động cơ mới ( Động cơ, biến mô). Đường đặc tính này được dùng để xây dựng đồ thị đặc tính kéo của oto. Từ đồ thị đặc tính kéo của ô tô. Từ đồ thị đặc tính trục vào của biến mô ta xác định được các điểm (n₁ , N₂) của trục chủ động biến mô tương ứng với các tỉ số truyền I_bm đã chọn.

Từ các giá trị I_bm, n₁, M₁, , và K_bm xác định được các đại lượng n₂, M_2, N₂ tương ứng theo các công thức sau:

n₂  : Số vòng quay trục ra biến mô, n₂ = I_bm . n₁  (v/p)                                (2.6)

M₂ : Momen trên trục ra biến mô, M₂ = M₁ . K_bm. (Nm)                              (2.7)

N₁ : Công suất trục vào biến mô, N₁ = M₁ . n₁.(Kw)                                   (2.8)

N₂ : Công suất trục ra biến mô, N₂ = N₁ .  (Kw)                                         (2.9)

Với các công thức  trên ta có bảng số liệu sau và xây dựng được đồ thị như 2.7.

2.2.4. Phương trình cân bằng công suất và đồ thị cân bằng công suất của ôtô

Lập bảng và tính toán các giá trị N_ki và v_i tương ứng như bàng 2.12.

2.2.5. Đồ thị nhân tố động lực học ô tô

Nhân tố động lực học là tỷ số giữa hiệu số của lực kéo tiếp tuyến P_k  và lực cản không khí P_w với trọng lượng toàn bộ của ôtô. Tỷ số này được ký hiệu là “D”

Đồ thị nhân tố động lực học thể hiện mối quan hệ giữa D với tốc độ chuyển động v của ôtô khi đủ tải và động cơ làm việc ở đường đặc tính tốc độ ngoài D = f(v).

=> Dựa vào kết quả bảng tính, dựng đồ thị nhân tố động lực học của ôtô như hình 2.9.

Nhận xét:

+ Dạng của đồ thị nhân tố động lực học D = f(v) tương tự như dạng đồ thị lực kéo Pk = f(v); nhưng ở những vân tốc lớn thì đường cong dốc hơn.

+ Khi chuyển động ở vùng tốc độ v > vth i (tốc độ vth i ứng với Di max ở từng tay số) thì ôtô chuyển động ổn định, vì trong trường hợp này thì sức cản chuyển động tăng, tốc độ ôtô giảm và nhân tố động lực học D tăng. Ngược lại, vùng tốc độ v < vth  i là vùng làm việc không ổn định ở từng tay số của ôtô.

+ Giá trị nhân tố động lực học cực đại D1 max ở tay số thấp nhất biểu thị khả năng khắc phục sức cản chuyển động lơn nhất của đường: D1 max­ = ψmax

2.2.6. Xác định khả năng tăng tốc của ôtô - xây dựng đồ thị gia tốc

- Biểu thức tính gia tốc.

- Khi ôtô chuyển động trên đường bằng (a = 0).

Di : Giá trị nhân tố động lực học ở tay số thứ i tương ứng với tốc độ vi đã biết từ đồ thị D = f(v).

f, i : Hệ số cản lăn và độ dốc của đường.

ji   : Gia tốc của ôtô ở tay số thứ i.

Lập bảng tính hệ số kể đến khối lượng quay như bàng 2.20.

+ Khi ô tô chuyển động với vận tốc v < 22 m/s thì f = f₀

+ Khi ô tô chuyển động với vận tốc v > 22 m/s.

Từ kết quả bảng tính, xây dựng đồ thị j = f(v) như hình 2.11.

Nhận xét:

- Gia tốc cực đại của ôtô lớn nhất ở tay số một và giảm dần đến tay số cuối cùng.

- Tốc độ nhỏ nhất của ôtô v_min = 0,55 (m/s) ở tỉ số truyền thấp và v_min = 1,48 (m/s) ở tỉ số truyền cao, tương ứng với số vòng quay ổn định nhỏ nhất của động cơ n_min = 400 (vòng/phút).

- Trong khoảng vận tốc từ 0 đến v_min ôtô bắt đầu khởi hành, khi đó, biến mô trượt và bướm ga mở dần dần.

- Ở tốc độ v_max = 40,71 (m/s) thì j_v = 0, lúc đó xe không còn khả năng tăng tốc.

2.2.7. Xây dựng đồ thị thời gian tăng tốc - quãng đường tăng tốc

a. Xây dựng đồ thị gia tốc ngược

=> Lập bảng tính giá trị 1/j theo v:

Giá trị 1/j ứng với từng tay số (tỉ số truyền cao) như bàng 2.25.

b. Cách tính thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc của ôtô

Xác định V_imax theo phương pháp giải tích:

* Từ đồ thị 1/j ta có thể tìm được các giao điểm bằng việc tính vận tốc tại thời điểm chuyển số (V_max)

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

Tóm lại, tính toán kiểm nghiệm động lực học chuyển động thẳng đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá, tối ưu hóa và đảm bảo hiệu suất, an toàn và tiết kiệm nhiên liệu cho xe Toyota Fortuner. Việc sử dụng công cụ tính toán và phân tích dữ liệu giúp ta hiểu rõ hơn về hành vi chuyển động của xe và từ đó cải thiện và tối ưu hóa các yếu tố quan trọng trong hệ thống truyền động và khung gầm của xe.

CHƯƠNG III. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, BẢO DƯỠNG HỘP SỐ TỰ ĐỘNG A750 TRÊN XE TOYOTA FORTUNER

3.1. Hướng dẫn sử dụng hộp số A750F

3.1.1. Chú ý đối với lái xe

Hộp số tự động có ưu điểm giúp người lái giảm bớt thao tác đạp chân côn và chuyển số. Do dễ sử dụng nên có những thói quen sử dụng thiếu kỹ thuật, an toàn mà người lái mắc phải như chuyển sang số P, số N hay số R khi xe đang chạy. Khi dùng hộp số tự động ta nên chú ý đọc kỹ hướng dẫn của nhà sản xuất.

Do đơn giản khi vận hành nên hộp số tự động dễ gây nên những thói quen không tốt. Một số nguyên nhân có thể làm giảm tuổi thọ của nó như: Sử dụng không đúng cách, lái xe ép số dẫn đến dầu số nóng sẽ làm giảm độ nhớt, tăng hao mòn sẽ làm giảm tuổi thọ của HSTĐ. Chuyển tay số khi chưa dừng hẳn làm cho các lá côn bị trượt dẫn đến giảm tuổi thọ hoặc hỏng hộp số. Bảo dưỡng không đúng cách, thay sai loại dầu. Một số người lái xe thường mắc lỗi chuyển sang số P hay số R khi xe chưa dừng hẳn. Thao tác này có thể làm mẻ các bánh răng số bởi khi đó chúng vẫn đang có chuyển động quay và việc hãm hoặc đổi chiều quay đột ngột sẽ có tác động không tốt. Không nên chuyển về số P khi tốc độ vòng tua máy cao hơn tốc độ không tải, và luôn giữ chân phanh khi chuyển từ số P sang các số khác.

3.1.2. Chú ý đối với nhân viên cứu hộ

Khi xe có hộp số tự động bị tai nạn hoặc trục trặc giữa đường cần kéo về trạm sửa chữa, nếu nhân viên cứu hộ không chú ý hoặc không tuân thủ những nguyên tắc cần thiết thì có thể sẽ làm hỏng hộp số tự động bởi các lý do sau:

+ Khi xe đang được kéo, động cơ không hoạt động nên bơm dầu của hộp số tự động cũng không hoạt động. Điều đó có nghĩa là dầu thủy lực điều khiển sẽ không cung cấp đến hộp số. Do đó, nếu xe được kéo với  tốc độ cao hay trong quãng đường dài, màng dầu bảo vệ phủ lên các chi tiết quay của hộp số có thể biến mất và hộp số sẽ bị kẹt. 

+ Trường hợp ắc-quy yếu không đề nổ được, chỉ áp dụng phương pháp “kéo nổ” đối với các xe dùng hộp số tay còn đối với xe trang bị hộp số tự động có bộ biến mô thủy lực thì không được phép sử dụng. Lý do chủ yếu là khi động cơ không hoạt động, bơm dầu thủy lực điều khiển không làm việc nên dầu thủy lực không thể làm quay trục khuỷu. Thậm chí dù khi trục thứ cấp có quay bằng cách kéo xe, bơm vẫn không cung cấp đủ áp suất để làm trục khuỷu quay.

3.2. Chẩn đoán, bảo dưỡng kỹ thuật hộp số

Bảo dưỡng kỹ thuật ô tô nói chung là những công việc được tiến hành thường xuyên có chu kỳ nhằm mục đích duy trì trạng thái kỹ thuật tốt và sớm phát hiện ra những tình trạng biến xấu từ đó có những biện pháp sử lý thích hợp để đảm bảo độ tin cậy và tuổi bền của hộp số cũng như ô tô nói chung trong quá trình sử dụng.

a. Kiểm tra tốc độ không tải

Nếu tốc độ không tải cao hơn nhiều so với giá trị tiêu chuẩn, các va đập khi vào số sẽ lớn hơn rất nhiều khi chuyển cần số từ vị tŕ “N” hay “P” đến các vị trí khác. Tốc độ không tải thường nằm trong khoảng: 700 - 750 (vg/ph).

b. Kiểm tra mức dầu và tình trạng dầu

Nếu mức dầu hộp số quá thấp, không khí sẽ lọt vào bơm dầu làm giảm áp suất chuẩn và kết quả là làm cho ly hợp cũng như phanh bị trượt, các rung động và tiếng ồn không bình thường cũng như các sự cố khác sẽ sảy ra.

c. Kiểm tra và điều chỉnh cáp dây ga

+ Đạp hết bàn đạp ga xuống và kiểm tra rằng bướm ga mở hoàn toàn. Nếu bướm ga mở không hoàn toàn, điều chỉnh cơ cấu dẫn động bướm ga.

+ Tiếp tục giữ chân ga, nới lỏng đai ốc điều chỉnh.

+ Điều chỉnh cáp bên ngoài sao cho khoảng cách giữa đầu của vỏ cao su và cữ chặn trên dây ga bằng với giá trị tiêu chuẩn. Khoảng cách tiêu chuẩn: 0 - 1 mm.

e. Kiểm tra công tắc khởi động trung gian

Nếu động cơ khởi động trong khi cần số đang ở bất kỳ vị trí nào khác với vị trí “P” hay “N”, cần phải điều chỉnh.

+ Nới lỏng bulông bắt công tắc khởi động trung gian và đặt cần chọn số ở “N”

+ Gióng thẳng rãnh và đường vị trí trung gian.

3.3. Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục

3.3.1. Hư hỏng trong các cụm của hộp số tự động

a. Biến mô thuỷ lực

Biến mô thuỷ lực vô cấp bao gồm các bánh: bơm, tuabin, bánh dẫn hướng. Các bánh này được lắp ghép đồng tâm trên cùng một đường tâm trục bằng các dạng trục lồng. Các trục được lắp ghép chính xác trên vỏ nhờ các ổ bi, khi các ổ bi mòn khe hở này sẽ thay đổi và có thể va chạm các bánh hay làm tăng độ trượt và giảm khả năng truyền lực, tăng nhiệt độ dầu.

Việc truyền năng lượng từ bánh bơm sang bánh tuabin được thực hiện nhờ chất lỏng có áp suất cao, do vậy các phớt chắn dầu phải kín khít, bơm phải tạo đủ áp suất, lưu lượng. Nếu chất lượng bơm kém, dầu thiếu, phớt dầu bị hở khả năng truyền lực bị giảm dẫn tới công suất truyền suy giảm và tốc độ lớn nhất của ô tô sẽ giảm.

b. Hộp số tự động

Hộp số tự động bao gồm các cặp bánh răng ăn khớp ngoài, các trục được lắp trên các ổ bi. Sự rơ lỏng các ổ bi sẽ gây ra tiếng ồn, tăng ma sát và nhiệt độ. Sự mài mòn ổ bi dẫn tới các trục làm việc không đồng tâm và các bánh răng ăn khớp không chính xác, ban đầu gây mòn nhiều bánh răng và phần tử ma sát, sau đó gây ồn và giật xe khi tự động chuyển số.

c. Bộ điều khiển thuỷ lực

Trong quá trình hộp số tự động làm việc các phần tử điều khiển hộp số tự động thường xuyên đóng mở theo các nguyên công được thiết lập sẵn bởi nhà thiết kế. Các phần tử ma sát này trong quá trình đóng mở luôn tạo nên ma sát mài mòn bề mặt làm việc của vật liệu. Lượng hao tổn vật liệu trong quá trình mài mòn phụ thuộc vào luợng dầu, chất lượng dầu, nhiệt độ của bề mặt làm việc, chất lượng vật liệu, điều kiện đóng mở phần tử ma sát. Khi lượng hạt mài trong dầu quá nhiều sẽ gây tắc đường cấp dầu và áp suất dầu không còn đáp ứng, gây nên quá trình chuyển số không êm dịu, nhiệt độ dầu tăng cao làm hư hỏng thêm các chi tiết như: Gioăng, phớt bao kín, mài mòn con trượt…dẫn đến chuyển số không nhịp nhàng theo chương trình định sẵn của bộ điều khiển trung tâm. Khi đó ôtô chuyển động không ổn định.

3.2.2. Một số hiện tượng hư hỏng khi sử dụng, nguyên nhân có thể và biện pháp khắc phục

Những hư hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục như bàng 3.1.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3

Tóm lại, việc hướng dẫn sử dụng và bảo quản hốp số tự động A750 trên xe Toyota Fortuner đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu suất, tuổi thọ và an toàn của xe. Bằng cách tuân thủ các chỉ dẫn của nhà sản xuất, thực hiện bảo dưỡng định kỳ và lái xe cẩn thận, chúng ta có thể tận hưởng trải nghiệm lái xe tốt và duy trì hiệu suất tối ưu của hệ thống truyền lực trên xe Toyota Fortuner.

KẾT LUẬN

Đồ án đã trình bày được những vấn đề cơ bản nhất về hộp số tự động từ tổng quát đến một hộp số cụ thể. Phần tổng quan về hộp số tự động điều khiển điện đã trình bày được một số vấn đề cơ bản về các nguyên lý truyền và khuyếch đại mô men, các bộ phận cơ bản của một biến mô thủy lực, cơ sở lý thuyết về phân loại các cơ cấu hình tinh, hệ thống điều khiển trong hộp số tự động để cho chúng ta có một cái nhìn tổng quan về hộp số tự động giúp dễ dàng đi sâu vào khảo sát một hộp số tự động thực tế.

Khảo sát hộp số tự động A750F giúp em nắm bắt thêm về kết cấu và nguyên lý làm việc của một hộp số tự động cụ thể về cơ chế tạo tỉ số truyền của cơ cầu hành tinh bằng sự kết hợp hoạt động ly hợp, hệ thống điều khiển thủy lực đi kèm, cùng với các sơ đồ điều khiển ở các tay số khác nhau.

Ngoài ra trong đề tài còn nêu được quy trình kiểm tra bảo dưỡng hộp số tự động để xác định khu vực xảy ra hỏng hóc và bộ phận có thể xảy ra hư hỏng. Điều này giúp cho em không chỉ hiểu rõ tính năng, nguyên lý của một hộp số tự động mà còn giúp em sữa chữa nó và có những chú ý thích hợp khi sử dụng xe trang bị hộp số tự động. Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của vi xử lý và tin học với vai trò dẫn đường nên các hộp số hiện đại ngày nay cũng phát triển theo xu hướng này, về cơ bản các kết cấu cơ khí không thay đổi nhiều nhưng hệ thống điều khiển chuyển số sử dụng các cảm biến và điều khiển điện sử dụng các ECU. Do đó khắc phục được điểm yếu thời gian chậm tác dụng dải do quán tính lớn của hệ thống lực nên điều khiển chính xác thời điểm chuyển số đảm bảo vận hành ôtô một cách hiệu quả và kinh tế nhất.

                                                                                                                                                Thành phố Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                                                           Học viên thực hiện

                                                                                                                                            …………………..

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Lý thuyết ô tô quân sự, TS Vũ Đức Lập - TS Nguyễn Phúc Hiểu, NXB Quân đội nhân dân Việt Nam, 2002;

[2]. Kết cấu tính toán Ô tô tập I, Nguyễn Văn Trà, Học Viện Kỹ thuật Quân sự, 2017;

[3]. Cấu tạo Ô tô quân sự tập I và II, Phạm Đình Vi, Vũ Đức Lập, Học viện Kỹ thuật Quân sự, 1995;

[4]. Kết cấu Ô tô, Lưu Văn Tuấn, NXB Giáo dục Việt Nam, 2018;

[5]. Chassis-A750E and A750F Automatic Transmission;

[6]. Reza N. Jazar (2017), Vehicle Dynamics Theory and Application, Third Edition, ISBN 978-3-3-319-53440-4;

[7]. Toyota A750E, A750F Transmission Service and Repair Manual;

[8]. Toyota Fortuner 2005 Catalogue;

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"