Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp điều khiển hộp số ly hợp kép đến tính chất động lực học ô tô

..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRẦN ANH PHONG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG
PHÁP ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ LY HỢP KÉP
ĐẾN TÍNH CHẤT ĐỘNG LỰC HỌC Ơ TƠ

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Đà Nẵng, 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRẦN ANH PHONG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG
PHÁP ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ LY HỢP KÉP
ĐẾN TÍNH CHẤT ĐỘNG LỰC HỌC Ơ TƠ

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành

:

KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Mã số

:

8520116

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGUYỄN HOÀNG VIỆT

Đà Nẵng, 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn Thạc sĩ “Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp
điều khiển hộp số ly hợp kép đến tính chất động lực học ơ tơ” đây là cơng trình
nghiên cứu của riêng tơi. Mọi kết quả nghiên cứu cũng như ý tưởng của tác giả khác
nếu có đều được trích dẫn đầy đủ.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Luận văn này cho đến nay vẫn chưa hề được bảo vệ tại bất kỳ một hội đồng bảo vệ
luận văn thạc sĩ nào trên toàn quốc cũng như ở nước ngoài và cho đến nay vẫn chưa
hề được công bố trên bất kỳ phương tiên thông tin nào.
Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về những gì mà tôi đã cam đoan trên đây.

Đà Nẵng, ngày 10 tháng 09 năm 2018.
Tác giả

TRẦN ANH PHONG

LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến:
Thầy giáo hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ tác giả
hồn thành luận văn này.
Các Thầy, Cơ Khoa Cơ khí giao thơng, Trường Đại Học Bách Khoa, Đại học Đà
Nẵng đã luôn tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Lãnh đạo Trung tâm Đăng Kiểm Xe Cơ Giới Quãng Ngãi 7602D đã luôn tạo mọi
điều kiện cho việc học tập, nghiên cứu, tiến hành luận văn.
Gia đình và tồn thể anh em, bạn bè, đồng nghiệp đã quan tâm, động viên, giúp đỡ
trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

Tác giả

TRẦN ANH PHONG


MỤC LỤC
TÓM TẮT ...................................................................................................................... 1
Bảng danh mục các thuật ngữ viết tắt ............................................................................ 2
Bảng danh mục các ký hiệu............................................................................................ 3
Danh mục các hình ......................................................................................................... 5
Danh mục các bảng ........................................................................................................ 7
I. Lý do chọn đề tài......................................................................................................... 8
II. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................. 8
III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 8
IV. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................................... 8
V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ................................................................................... 8
VI. Dự kiến kết quả đạt được ......................................................................................... 9

VII. Cấu trúc nội dung luận văn ..................................................................................... 9
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ TRANG BỊ HỘP SỐ TRÊN Ô TÔ .......................... 10
1.1. Tổng quan về trang bị hộp số trên ô tô .................................................................. 10
1.1.1. Giới thiệu các loại hộp số trang bị trên ô tô ....................................................... 10
1.1.1.1. Hộp số điều khiển cơ khí MT .......................................................................... 10
1.1.1.2. Hộp số tự động AT .......................................................................................... 11
1.1.1.3. Hộp số vô cấp CVT ......................................................................................... 11
1.1.1.4. Điều khiển tự động hệ thống truyền lực bằng hộp số với hợp kép DCT ........ 12
1.1.1.5. Hộp số sử dụng trên xe ô tô Hybrid ................................................................ 13
1.1.1.6. Hộp số bán tự động AMT................................................................................ 14
1.1.2. Vấn đề khai thác sử dụng hộp số ơ tơ................................................................. 15
1.2. Tình hình nghiên cứu phát triển hộp số ô tô trên thế giới ..................................... 17
1.2.1. Xu hướng chung về nghiên cứu phát triển hộp số ô tô trên thế giới .................. 17
1.2.2. Tình hình nghiên cứu cơng nghệ hộp số với ly hợp kép .................................... 18
1.3. Tình hình nghiên cứu sử dụng hộp số ô tô ở việt nam .......................................... 20
1.4. Kết luận chương .................................................................................................... 21
CHƯƠNG II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TÍNH CHẤT ĐỘNG LỰC HỌC Ơ TƠ ...... 22
2.1. Tính chất động lực học ô tô ................................................................................... 22
2.1.1. Cân bằng lực kéo của ơ tơ .................................................................................. 22
2.1.1.1. Phương trình cân bằng lực kéo ........................................................................ 22
2.1.1.2. Đồ thị cân bằng lực kéo ................................................................................... 24
2.1.2. Nhân tố động lực học của ô tơ ............................................................................ 25
2.1.2.1. Phương trình nhân tố động lực ........................................................................ 25
2.1.2.2. Đồ thị nhân tố động lực hoc ............................................................................ 26
2.1.2.3. Sử dụng đồ thị nhân tố động lực học............................................................... 26
2.2. Động lực học quá trình gài số trong hộp số ô tô ................................................... 32
2.2.1. Ảnh hưởng và tác dụng của ly hợp đến quá trình gài số .................................... 32


2.2.2. Động lực học quá trình gài số bằng đồng tốc ..................................................... 35

2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất động lực học ô tô ......................................... 38
2.3.1. Ảnh hưởng của tỷ số truyền của truyền lực chính.............................................. 38
2.3.2. Ảnh hưởng của ly hợp ........................................................................................ 38
2.3.3. Ảnh hưởng của hộp số đến tính chất tính chất động lực học ơ tô ...................... 39
2.3.3.1. Ảnh hưởng của hộp số AT và hộp số vơ cấp CVT đến tính chất động lực học ô
tô ................................................................................................................................... 41
2.3.3.2. Ảnh hưởng của hộp số với ly hợp kép DCT đến tính chất động lực học ô tô . 42
2.4. Kết luận chương .................................................................................................... 45
CHƯƠNG III. LÝ THUYẾT VỀ HỘP SỐ VỚI LY HỢP KÉP TRÊN Ô TÔ ............ 46
3.1. Giới thiệu chung về hợp số với ly hợp kép ........................................................... 46
3.1.1. Hộp số với ly hợp kép loại ly hợp ma sát khô .................................................... 47
3.1.2. Hộp số với ly hợp kép loại ly hợp ma sát ướt .................................................... 48
3.1.3. Đồng tốc và gài số .............................................................................................. 51
3.2. Khảo sát hộp số ly hợp kép trên xe Ford Ecosport JK8 5D UEJA-AT-TITA ...... 52
3.2.1. Cấu tạo chung của hộp số với ly hợp kép Powrshift DPS6................................ 53
3.2.2. Nguyên lý truyền động công suất trong hộp số Powershift DPS6 ..................... 57
3.2.3. Động lực học hộp số với ly hợp kép .................................................................. 61
3.3. Động lực học ô tô Ford EcoSport .......................................................................... 63
3.3.1. Xây dựng đường đặc tính ngồi của động cơ sử dụng trên xe khảo sát ............. 64
3.3.2. Xây dựng tính chất động lực học của xe Ford EcoSport................................... 65
3.3.2.1. Tính chất động lực của xe Ford EcoSport 6DPS (DCT) ................................. 67
3.3.2.1. Tính chất động lực của xe Ford EcoSport iB5 (MT) ...................................... 71
3.4. Kết luận chương .................................................................................................... 76
CHƯƠNG IV. THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA HỘP ..................................... 77
SỐ VỚI LY HỢP KÉP ĐẾN TÍNH CHẤT ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ ........................ 77
4.1. Phương pháp thực nghiệm xác định tính chất động lực học ơ tơ .......................... 77
4.2. Điều kiện thực nghiệm chạy xe trên đường thử nghiệm ....................................... 78
4.2.1. Đường thử nghiệm ............................................................................................. 78
4.2.2. Xe thực nghiệm .................................................................................................. 78
4.2.3. Tốc độ thực nghiệm ............................................................................................ 81

4.2.4. Chế độ tải trọng của xe thực nghiệm .................................................................. 81
4.3. Thiết bị sử dụng trong quá trình thực nghiệm ....................................................... 81
4.3.1. Giới thiệu trang thiết bị thực nghiệm ................................................................. 81
4.3.2. Thiết bị chẩn đốn đa năng OBD Link USB ...................................................... 82
4.3.3. Quy trình thực nghiệm và kết quả đo được trên đường ..................................... 84
4.3.3.1. Chuẩn bị xe thử nghiệm .................................................................................. 84
4.3.3.2. Quy trình thử nghiệm ...................................................................................... 84
4.3.3.3. Kết quả đo ....................................................................................................... 84


4.4. Xử lý kết quả đo .................................................................................................... 87
4.4.1. Phân tích số liệu thực nghiệm ............................................................................ 87
4.4.2. Xử lý kết quả do của xe thực nghiệm Ford EcoSport DPS6 (DCT) .................. 89
4.4.3. Xử lý kết quả do của xe thực nghiệm Ford EcoSport iB5 (MT) ........................ 90
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ..................................................... 93
I- KẾT LUẬN .............................................................................................................. 93
II- HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ............................................................................ 93
Tài Liệu Tham Khảo .................................................................................................... 94


1
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN HỘP SỐ LY HỢP KÉP
ĐẾN TÍNH CHẤT ĐỘNG LỰC HỌC Ơ TƠ
TĨM TẮT
Hộp số với ly hợp kép là một loại hộp số được điều khiển bán tự động hoặc tự động hóa hồn
tồn. Cấu trúc đặc trưng của hộp số với ly hợp kép gồm một mô đun ly hợp kép với hai trục sơ cấp của
hộp số vào lồng vào nhau. Trong đó ly hợp thứ nhất điều khiển trục vào (trục sơ cấp) thứ nhất của hộp
số, trên đó có các bánh răng chuyển số lẻ. Ly hợp cịn lại điều khiển trục vào thứ hai trên đó có các
bánh răng chuyển số chẵn. Về cơ bản có thể hiểu một hộp số với ly hợp kép như một sự kết hợp của
hai hộp số cơ khí thơng thường mà quá trình làm việc của chúng là luân phiên nhau. Với cơ chế chọn

số trước và làm việc luân phiên của các ly hợp, nhờ vậy mô men xoắn chuyển đổi từ động cơ sang
các bánh xe chủ động khơng bị gián đoạn trong q trình chuyển số. Do đó, hộp số với ly hợp kép
cung cấp quá trình chuyển số một cách nhanh chóng mà khơng giảm hiệu quả tiêu hao nhiên liệu. Đề
tài đi sâu vào nghiên cứu lý thuyết ảnh hưởng của phương pháp điều khiển hộp số với ly hợp kép đến
tính chất động lực học ô tô. Thể hiện qua các chỉ tiêu đặc trưng là thời gian tăng tốc và quãng đường
tăng tốc của xe. Bên cạnh tính tốn lý thuyết, đề tài đã tiến hành thực nghiệm xác định các chỉ tiêu trên
với xe Ford Ecosport trang bị hộp số với ly hợp kép 6 cấp Powershift DPS6. Nhằm đánh giá kiểm
nghiệm mức độ chính xác của phương pháp lý thuyết so với thực tế.
Từ khóa: Hộp số với ly hợp kép, cơ chế chọn số trước, phương pháp điều khiển, thời gian tăng tốc,
quãng đường tăng tốc, động lực học ô tô,...
STUDY ON THE IMPACT OF THE CONTROL METHODS OF DUAL CLUTCH
TRANSMISSION OF VEHICLE DYNAMIC
ABSTRACT
Dual Clutch Transmission (DCT) is a semi-automatic or fully automatic transmission. Feature
structure of the DCT consists of a dual-clutch module with two primary shafts mounted on the
gearbox. The first clutch controls the first input shaft (first primary shaft) of the gearbox, which the
odd gear shift. The other clutch controls the second input shaft which the even gears shift . It is
basically possible to understand a DCT is a combination of two conventional mechanical transmission
which its processes are rotating. The coordinate between pre-selectshift of the mechanism and the
rotating of the clutches, the working of torque from the engine to the direct wheels is not interrupted
by the gear shifting. Therefore, DCT provides a quick gear shifting without wasting energy resources.
The study concentrates on the theory of the effects of dual-clutch transmissiom control on the
automotive dynamics. It is represented by the feature characteristics which are the acceleration time
and acceleration distange to the car. In addition to support for the theoretical calculations, the subject
has been conducted by experiments to determine the above criterias with the Ford Ecosport equipped
with Powershift DPS6 which aims to evaluate the accuracy of the theory methodology versus reality.
Key work: Dual clutch transmission, Pre-selectshift mechanism, Control methods, Accelation
time, Accelation distange, Vehicles dynamic,...

2
Bảng danh mục các thuật ngữ viết tắt
TT

Ký hiệu

Tên tiếng Anh

1

MT

Manual Transmission

Hộp số cơ khí

2

AT

Automatic Transmission

Hộp số tự động

3

CVT

4

DCT

Dual Clutch Transmission

Hộp số với ly hợp kép

5

AMT

Automatic Manual Transmission

Hộp số bán tự động

6

PSD

Power Split Device

Thiết bị phân chia công suất

7

MG1

Motor/generate 1

Động cơ/ máy phát 1

8

MG2

Motor/generate 2

Động cơ/ máy phát 2

9

P

Parking

số đỗ

10

R

Reverse

Số lùi

11

N

Neutral

Số trung gian

12

D

Drive

Số tiến

13

ECM

Electronic Control Module

Mô đun điều khiển động cơ

14

ECT

Electronic Control Transmission

Hộp số điều khiển điện tử

15

OD

Overdrive

Số truyền tăng

Continuously Variable
Transmission

Tên tiếng Việt

Hộp số vô cấp


3
Bảng danh mục các ký hiệu
TT

Ký hiệu

Đơn vị

Mô tả

1

PK

N

Lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động

2

Pf

N

Lực cản lăn

3

Pi

N

Lực cản lên dốc

4

Pj

N

Lực cản qn tính

5

Pm

N

Lực cản móc kéo

6

PA

N

Lực gài số tác dụng lên ống gài

7

f

-

8

𝜌

kg/m3

9

CD

10

A

m2

11

i

-

Độ dốc của đường

12

𝜃

rad

Góc dốc của đường

13

G

Kg

Trọng lượng tồn bộ của ơ tơ

14

𝜓

-

Hệ số cản tổng cộng của đường

15

D

-

Nhân tố động lực học ô tô

16

V

m/s

Vận tốc ô tô

17

J

m/s2

Gia tốc tịnh tiến của ô tô

18

S

m

Quãng đường tăng tốc của ơ tơ

19

t

s

Thời gian tăng tốc ơ tơ

20

Rbx

mm

Bán kính bánh xe chủ động

21

𝜂!

-

Hiệu suất hệ số truyền lực

22

𝑖!

-

Tỷ số truyền hệ thống truyền lực

23

i0i

-

Tỷ số truyền của truyền lực chính

Hệ số cản lăn
Khối lượng riêng của khơng khí
Hệ số cản khơng khí
Diện tích cản chính diện


4
24

ihi

-

Tỷ số truyền của số truyền thứ i trong hộp số

25

a, b, c

-

Các hằng số thực nghiệm trong công thức S.R.
Lây Đécman. với động cơ xăng 4 kỳ a =b =c = 1

26

𝛿!

-

27

g

m/s2

Gia tốc trọng trường, g = 9,81

kg.m2

Mô men quán tính tương đương khối lượng các
chi tiết chuyển động quay trong động cơ quy dẫn

28

Je

Hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng
chuyển động quay trong hệ thống truyền lực

về bánh đà.
Mơ men qn tính tương đương các khối lượng
Jlh

kg.m2

30

Ja

kg.m

2

31

𝜔!

rad/s

Tốc độ góc trục khuỷu động cơ

32

𝜔!

rad/s

Tốc độ góc trục ly hợp ( trục sơ cấp hộp số)

33

𝜔!

rad/s

Tốc độ góc trục thứ cấp hộp số

34

Me ,Memax
MM

N.m

Mơ men động cơ, mô men cực đại, mô men động
cơ tương ứng với công suất cực đại

35

Mms

N.m

Mô men ma sát của ly hợp

36

Mdt

N.m

Mô men ma sát của bề mặt ma sát bộ đồng tốc

37

𝜇

-

29

chuyển động quay trong hộp số quy dẫn về trục ly
hợp
Mơ men qn tính tương đương các khối lượng
chuyển động quay tính từ trục ra hộp số đến bánh
xe chủ động quy dẫn về trục thứ cấp hộp số.

Hệ số ma sát các bề mặt ma sát bộ đồng tốc


5
Danh mục các hình
Hình 1. 1. Sơ đồ nguyên lý hộp số điều khiển cơ khí MT.................................................. 10

Hình 1. 2. Sơ đồ nguyên lý hộp số tự động AT kiểu cơ cấu hành tinh. ............................ 11
Hình 1. 3. Sơ đồ ngun lý hộp số vơ cấp CVT. ................................................................ 12
Hình 1. 4. Sơ đồ nguyên lý hộp số với ly hợp kép DCT. ................................................... 13
Hình 1. 5. Sơ đồ nguyên lý hộp số trên xe Hybrid kiểu kết hợp. ....................................... 13
Hình 1. 6. Sơ đồ nguyên lý hộp số bán tự động AMT. ...................................................... 14
Hình 1. 7. Đồ thị thống kê tình hình sử dụng các loại hộp số trên ..................................... 16
Hình 1. 8. Đồ thị thống kê tình hình sử dụng các loại hộp số trên ơ tơ .............................. 17
Hình 1. 9. Phát triển số cấp trên ô tô sử dụng hộp số AT theo thời gian. .......................... 18
Hình 2. 1. Sơ đồ phân bố hệ thống truyền động trên ô tô………………………...............22
Hình 2. 2. Sơ đồ phân bố các lực lên ô tô trong trường hợp chuyển động tổng quát. ........ 23
Hình 2. 3. Đồ thị cân bằng lực kéo của ơ tơ. ...................................................................... 24
Hình 2. 4. Đồ thị nhân tố động lực học của ơ tơ................................................................. 26
Hình 2. 5. Đồ thị xác định thời gian tăng tốc của ô tơ. ....................................................... 28
Hình 2. 6. Đồ thị nghịch đảo của gia tốc ở tất cả các tay số theo vận tốc và xác định thời
điểm chuyển số của ô tô. .................................................................................................... 29
Hình 2. 7. Đồ thị quãng đường tăng tốc của ơ tơ S = f (V). ............................................... 30
Hình 2. 8. Đồ thị tính tốn thời gian tăng tốc t = f(V) và quãng đường tăng tốc ............... 31
Hình 2. 9. Sơ đồ ngun lý mơ hình hóa q trình gài số. ................................................. 32
Hình 2. 10. Mơ đun đồng bộ hóa q gài số....................................................................... 35
Hình 2. 11. Mơ hình q trình đồng tốc 5 giai đoạn. ......................................................... 35
Hình 2. 12. Kết cấu bộ đồng tốc loại thanh trượt và vành đồng tốc. .................................. 36
Hình 2. 13. Đồ thị phân tích các trạng thái làm việc của ly hợp ma sát. ............................ 39
Hình 2. 14. Đặc tính động lực học của ô tô. ....................................................................... 39
Hình 2. 15. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ tốc độ động cơ và độ mở bướm ga .................. 41
Hình 2. 16. Đồ thị quan hệ giữa lực điều khiển và tốc độ của xe....................................... 41
Hình 2. 17. Giản đồ mức tiêu hao nhiên liệu tối ưu và cắt nhiên liệu khi giảm tốc ........... 42
Hình 2. 18. Đồ thị quan hệ giữa thời gian chuyển số và mơ men. ..................................... 43
Hình 2. 19. Đồ thị quan hệ giữa tốc độ động cơ, các ly hợp và thời gian chuyển số trên xe
trang bị hộp số với ly hợp kép DCT. .................................................................................. 44
Hình 3. 1. Sơ đồ nguyên lý hộp số ly hợp kép DCT.

46
Hình 3. 2. Ly hợp kép loại ly hợp ma sát khô. ................................................................... 47
Hình 3. 3. Sơ đồ kết cấu và phân loại ly hợp kép ma sát ướt. ............................................ 48
Hình 3. 4. Ly hợp kép ma sát ướt loại ly tâm. .................................................................... 49
Hình 3. 5. Sơ đồ kết cấu hộp số với ly hợp kép DSG trên xe Wolkswagen. ...................... 50
Hình 3. 6. Hiệu suất của ly hợp ma sát trong hộp số ly hợp kép DCT. .............................. 50
Hình 3. 7. Bộ đồng tốc hình nón dạng đơn......................................................................... 51
Hình 3. 8. Sơ đồ cấu tạo cần gạt chuyển số điều khiển thủy lực. ....................................... 52
Hình 3. 9. Hình ảnh 3D hộp số Powershift DPS6 trên xe khảo sát. ................................... 53


6
Hình 3. 10. Sơ đồ cấu tạo mơ đun ly hợp kép và các trục sơ cấp hộp số ........................... 54
Hình 3. 11. Sơ đồ cấu tạo các trục thứ cấp hộp số Powershift DPS6. ................................ 54
Hình 3. 12. Sơ đồ cấu tạo các bánh răng ra đầu hai trục thứ cấp và vi sai. ........................ 55
Hình 3. 13. Cấu tạo bộ điều khiển gài số tự động. ............................................................. 56
Hình 3. 14. Điều khiển tự động hóa ly hợp kiểu cơ điện. .................................................. 56
Hình 3. 15. Kết cấu mơ đun ly hợp kép và bộ dẫn động điều khiển ly hợp kiểu cơ điện trên
hộp số Powershift DPS6. .................................................................................................... 57
Hình 3. 16. Sơ đồ nguyên lý truyền dẫn số 1. .................................................................... 57
Hình 3. 17. Sơ đồ nguyên lý truyền dẫn số 2. .................................................................... 58
Hình 3. 18. Sơ đồ nguyên lý truyền dẫn số 3. .................................................................... 58
Hình 3. 19. Sơ đồ nguyên lý truyền dẫn số 4. .................................................................... 59
Hình 3. 20. Sơ đồ nguyên lý truyền dẫn số 5. .................................................................... 59
Hình 3. 21. Sơ đồ nguyên lý truyền dẫn số 6. .................................................................... 60
Hình 3. 22. Sơ đồ nguyên lý truyền dẫn số lùi R. .............................................................. 60
Hình 3. 23. Sơ đồ nguyên lý làm việc số P. ....................................................................... 61
Hình 3. 24. Hình ảnh tổng thể xe Ford EcoSport. .............................................................. 63
Hình 3. 25. Đồ thị đặc tính ngồi của động cơ trên xe Ford EcoSport. ............................. 65
Hình 3. 26. Đồ thị cân bằng cơng suất của xe Ford EcoSport 6DPS (DCT). ..................... 68

Hình 3. 27. Đồ thị cân bằng lực kéo của xe Ford EcoSport 6DPS (DCT). ........................ 69
Hình 3. 28. Đồ thị nhân tố động lực học của xe Ford EcoSport 6DPS (DCT). ................. 69
Hình 3. 29. Đồ thị gia tốc của xe Ford EcoSport 6DPS (DCT). ........................................ 70
Hình 3. 30. Đồ thị gia tốc ngược của xe Ford EcoSport 6DPS (DCT). ............................. 70
Hình 3. 31. Đồ thị thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc của xe Ford EcoSport DPS6
(DCT). ................................................................................................................................ 71
Hình 3. 32. Đồ thị cân bằng cơng suất của xe Ford EcoSport iB5 (MT). .......................... 73
Hình 3. 33. Đồ thị cân bằng lực kéo của xe Ford EcoSport iB5 (MT)............................... 73
Hình 3. 34. Đồ thị nhân tố động lực học của xe Ford EcoSport iB5 (MT). ....................... 74
Hình 3. 35. Đồ thị gia tốc của xe Ford EcoSport iB5 (MT). .............................................. 74
Hình 3. 36. Đồ thị gia tốc ngược của xe Ford EcoSport iB5 (MT). ................................... 75
Hình 3. 37. Đồ thị thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc của xe Ford EcoSport iB5
(MT). .................................................................................................................................. 76
Hình 4. 1. Đường thực nghiệm………………………………………………………
78
Hình 4. 2. Xe thực nghiệm Ford EcoSport DPS6 (DCT) và Ford EcoSport iB5 (MT). .... 79
Hình 4. 3. Hình ảnh bên trong xe thực nghiệm Ford EcoSport DPS6 (DCT). ................... 79
Hình 4. 4. Hình ảnh bên trong xe thực nghiệm Ford EcoSport iB5 (MT). ........................ 80
Hình 4. 5. Thiết bị OBD link USB và màn hình dao diện. ................................................. 82
Hình 4. 6. Dao diện màn hình chính thiết bị OBD Link USB. ........................................... 83
Hình 4. 9. Đồ thị thời gian và quãng đường tăng tốc của................................................... 90
Hình 4. 10. Đồ thị thời gian và quãng đường tăng tốc của xe ............................................ 92


7
Danh mục các bảng
Bảng 1. 1. Thống kê tình hình sử dụng các loại hộp số trên ô tô du lịch theo % tại Mỹ năm
2014 theo [22]..................................................................................................................... 15
Bảng 1. 2. Thống kê tình hình sử dụng các loại hộp số trên ô tô du lịch ở Việt Nam từ năm
2014 đến năm 2016. ........................................................................................................... 16

Bảng 1. 3. Công nghệ hộp số và mức giảm tiêu hao nhiên liệu so với hộp số tự động 4
cấp....................................................................................................................................... 20
Bảng 2. 1. Tốc độ góc động cơ khi bắt đầu chuyển số.
37
Bảng 2. 2. So sánh các nhân tố ảnh hưởng tới tính kinh tế nhiên liệu của các loại hộp số.
............................................................................................................................................ 44
Bảng 3. 1.Thông số kỹ thuật các số truyền của hộp số Powershift DPS6.
53
Bảng 3. 2. Thông số kỹ thuật cơ bản của xe khảo sát Ford EcoSport. .............................. 63
Bảng 3. 3. Giá trị của mô men xoắn Me và công suất động cơ Ne phụ thuộc vào số vòng
quay ne và tốc độ góc ωe. .................................................................................................... 65
Bảng 3. 4. Bảng giá trị các thơng số tính tốn tính chất động lực học xe Ford EcSport
6DPS (DCT) theo tốc độ góc động cơ ωe. ......................................................................... 67
Bảng 3. 5. Giá trị tính toán thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc của xe Ford
EcoSport DPS6 (DCT). ...................................................................................................... 71
Bảng 3. 6. Bảng giá trị các thơng số tính tốn tính chất động lực học xe Ford EcoSport
iB5 (MT) theo tốc độ góc động cơ ωe. .............................................................................. 72
Bảng 3. 7. Giá trị tính toán thời gian và quãng đường tăng tốc của xe Ford EcoSport iB5
(MT). .................................................................................................................................. 75
Bảng 4. 1. Kế hoạch thực nghiệm.
77
Bảng 4. 2. Thông số kỹ thuật xe thực nghiệm Ford EcoSport DPS6 (DCT) và Ford
EcoSport iB5 (MT). ............................................................................................................ 80
Bảng 4. 3. Giới hạn các đại lượng đo của thiết bị OBDLink – USB. ................................ 83
Bảng 4. 4. Giá trị đo thời gian tăng tốc đối với xe thử nghiệm Ford EcoSport DPS6
(DCT). ................................................................................................................................ 85
Bảng 4. 5. Giá trị đo quãng đường tăng tốc của xe Ford EcoSport DPS6 (DCT) .............. 85
Bảng 4. 6. Giá trị đo thời gian tăng tốc đối với xe thử nghiệm Ford EcoSport iB5 (MT). 86
Bảng 4. 7. Giá trị đo quãng đường tăng tốc của xe Ford EcoSport iB5 (MT). .................. 87
Bảng 4. 8. Thời gian và quãng đường tăng tốc trung bình đối với xe thử nghiệm Ford

EcoSport DPS6 (DCT) của các lần đo. .............................................................................. 89
Bảng 4. 9. Thời gian và quãng đường tăng tốc trung bình đối với xe thử nghiệm Ford
EcoSport iB5 (MT) của các lần đo. .................................................................................... 90
Bảng 4. 10. Các giá trị ai trong của các đa thức đường cong thời gian tăng tốc các số
truyền Ford EcoSport iB5 (MT). ........................................................................................ 91
Bảng 4. 11. Các giá trị ai trong của các đa thức đường cong quãng đường tăng tốc các số
truyền của xe Ford EcoSport iB5 (MT). ............................................................................. 91
Bảng 4. 12. Đánh giá kết quả thực nghiệm. ....................................................................... 92


8
I. Lý do chọn đề tài
Cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật, cũng như công nghệ thông
tin, điện - điện tử mà ngành ô tô cũng phát triển khơng ngừng. Hiện nay u cầu về
tính năng an toàn, tiện nghi, tiết kiệm nhiên liệu, thao tác đơn giản,… cho một chiếc
xe là những yếu tố được các nhà sản xuất ô tô quan tâm hàng đầu. Vì vậy điều khiển tự
động hệ thống truyền lực trên ơ tơ cũng mang tính đột phá. Trang bị hộp số điều khiển
tự động hóa trên xe cũng được các nhà sản xuất ô tô hay các hãng xe luôn luôn đổi
mới và phát triển không ngừng. Nhằm đem lại tính năng dễ thao tác, điều khiển đơn
giản, bên cạnh đó giảm tiêu hao nhiên liệu, làm giảm lượng phát xạ các chất ô nhiễm
ra môi trường. Điều khiển tự động hóa hệ thống truyền lực trên ơ tơ ngày càng được sử
dụng rộng rãi và phát triển, nên việc nghiên cứu lý thuyết cũng như tìm hiểu kết cấu và
nguyên lý làm việc của hệ thống này là rất cần thiết đối với đối với cán bộ và sinh viên
chuyên ngành cơ khí động lực.
Xuất phát từ những lý do trên, tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của
phương pháp điều khiển hộp số ly hợp kép đến tính chất động lực học ơ tơ” làm
đề tài nghiên cứu của mình với mong muốn được tìm hiểu, khảo sát các tính năng của
hộp số với ly hợp kép.
II. Mục tiêu nghiên cứu
- Khẳng định tính ưu việt của hộp số với ly hợp kép DCT so với các loại hộp số

khác.
- Định hướng sản xuất và định hướng người người tiêu dùng.
III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
! Đối tượng nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu của luận văn là xe FORD EcoSport JK8 5D UEJA-ATTITA (trang bị điều khiển tự động hệ thống truyền lực bằng hộp số với ly hợp kép
DCT) và xe FORD EcoSport JK8 5D UEJA-MT-MID (trang bị hộp số cơ khí thông
thường MT).
! Phạm vi nghiên cứu.
- Thời gian tăng tốc của ô tô.
- Quãng đường tăng tốc của ô tô.
IV. Phương pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu tổng hợp, là sự kết hợp của phương
pháp lý thuyết đồng thời sử dụng phương pháp thực nghiệm.
- Phương pháp lý thuyết: Tính tốn và phân tích lý thuyết.
- Phương pháp thực nghiệm: Thực nghiệm trên đường thử nghiệm.
V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Tự động hóa điều khiển hệ thống truyền lực là phương tiện rất hiệu quả để đơn
giản và giảm nhẹ điều khiển ô tô để tăng năng suất làm việc và tăng tính an toàn


9
chuyển động. Hiện nay trang bị hộp số điều khiển tự động hóa trên ơ tơ du lịch ngày
càng phổ biến và đa dạng.
Đề tài có ý nghĩa khoa học là khẳng định tính năng ưu việt của hộp số với ly hợp
kép DCT so với các loại hộp số khác như tối ưu về tính chất động lực học ô tô cũng
như nâng cao tính kinh tế kỹ thuật của ơ tơ.
Đề tài có ý nghĩa thực tiễn là định hướng người tiêu dùng lựa chọn sản phẩm
không những đáp ứng được các yêu cầu như tính tiện nghi, dễ điều khiển. Mà còn, đáp
ứng được thời gian gia tốc xe trong những điều kiện cấp thiết, nâng cao tính an tồn
chuyển động.

VI. Dự kiến kết quả đạt được
- Xác định thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc từ 0 – 100 [km] của xe thực
nghiệm bằng lý thuyết và thực nghiệm.
- Đánh giá và phân tích kết quả của các phương pháp nghiên cứu.
- Đánh giá và phân tích kết quả của hai xe thực nghiệm.
- Đưa ra tính năng ưu việt và hạn chế của hộp số với ly hợp kép với hộp số cơ khí.
VII. Cấu trúc nội dung luận văn
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ TRANG BỊ HỘP SỐ TRÊN Ô TÔ
CHƯƠNG II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TÍNH CHẤT ĐỘNG LỰC HỌC Ơ TÔ
CHƯƠNG III. LÝ THUYẾT VỀ HỘP SỐ VỚI LY HỢP KÉP TRÊN Ô TÔ
CHƯƠNG IV. THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA HỘP SỐ VỚI LY HỢP
KÉP ĐẾN TÍNH CHẤT ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ.
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
1. Kết luận
2. Hướng phát triển đề tài.
VIII. Tài liệu tham khảo


10
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ TRANG BỊ HỘP SỐ TRÊN Ô TÔ
1.1. Tổng quan về trang bị hộp số trên ô tô
1.1.1. Giới thiệu các loại hộp số trang bị trên ô tô
Cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật, cũng như công nghệ thông
tin mà ngành ô tô cũng phát triển không ngừng. Hiện nay u cầu về tính năng oan
tồn, tiện nghi, tiết kiệm nhiên liệu, thao tác đơn giản cho một chiếc xe là những yếu
tố được các nhà sản xuất ô tô quan tâm hàng đầu. Vì vậy điều khiển tự động hệ thống
truyền lực trên ơ tơ cũng mang tính đột phá. Hộp số được đặt trong hệ thống truyền lực
của ô tô nhằm đảm bảo khả năng khắc phục lực cản của mặt đường luôn thay đổi trong
các điều kiện chuyển động khác nhau. Hộp số sử dụng trên ô tô được phân thành các
loại như sau:

1.1.1.1. Hộp số điều khiển cơ khí MT
Sơ đồ nguyên lý hộp số cơ khí MT được trình bày như Hình 1. 1, gồm có 5 số
truyền 3 trục, trong đó trục sơ cấp và trục thứ cấp đồng trục.

Hình 1. 1. Sơ đồ nguyên lý hộp số điều khiển cơ khí MT.
Thao tác chọn số và thay đổi tỷ số truyền được thực hiện bởi người lái thông qua
cần chuyển số và thao tác điều khiển ly hợp (đóng/ngắt dịng cơng suất từ động cơ
sang hộp số để thực hiện đồng tốc). Do vậy, trên xe trang bị hộp số điều khiển cơ khí
ln có bàn đạp ly hợp. Tín hiệu thay đổi tốc độ của xe bao gồm: Bàn đạp ly hợp, cần
chuyển số, bàn đạp ga. Đối với loại hộp số này ln có sự ngắt dịng cơng suất khi
chuyển số, thời gian sang số lâu. Nhưng đơn giản về kết cấu, gọn nhẹ, giá thành rẻ,
nên hiện nay hộp số MT được trang bị phổ biến trên các loại xe con và xe tải cỡ nhỏ,
thường có từ 5 đến 6 cấp tốc độ.


11
1.1.1.2. Hộp số tự động AT
Thao tác chọn số và thay đổi tỷ số truyền được thực hiện tự động hóa nhờ mơ đun
điều khiển hộp số điện tử ECT, thơng thường mơ đun ECT được tích hợp trong mơ
đun điều khiển động cơ ECM. Trên xe trang bị hộp số AT khơng có ly hợp cơ khí mà
thay vào đó là biến mơ men thủy lực, do vậy đặc trưng trên các xe trang bị hộp số AT
là không có bàn đạp ly hợp. Thao tác chọn số bao gồm: cần chọn số (công tắc các số P,
R, N, D) và vị trí bàn đạp ga. Hộp số AT cũng sử dụng các cặp bánh răng ăn khớp với
nhau, nhưng thực hiện đồng tốc giữa chúng khi thay đổi số truyền là rất phức tạp. Do
vậy, ngày nay hộp số AT sử dụng cơ cấu bánh răng hành tinh rất phổ biến, cho phép
sang số dễ dàng, nhanh chóng, tỷ số truyền lớn, nhược điểm là kết cấu phức tạp, giá
thành cao hơn hộp số MT. Hiện nay các xe trang bị hộp số AT thường có 4,5,6,7 và 8
cấp tốc độ, trong tương lai sẽ phát triển các cấp số cao hơn nữa. Hình 1. 2 là sơ đồ
nguyên lý hộp số tự động AT sử dụng biến mơ thủy lực và bộ truyền bánh răng hành
tinh.

Hình 1. 2. Sơ đồ nguyên lý hộp số tự động AT kiểu cơ cấu hành tinh.
1.1.1.3. Hộp số vô cấp CVT
Cũng tương tự như hộp số AT, trên xe trang bi hộp số vô cấp CVT, thao tác chọn
số và thay đổi tỷ số truyền được thực hiện tự động nhờ mô đun điều khiển hộp số điện
tử ECT, mô đun này cũng được tích hợp vào mơ đun điều khiển động cơ ECM. Về cơ
bản thì hộp số vơ cấp CVT cũng giống với hộp số AT, cũng có biến mô men thủy lực.
Nhưng khác với hộp số AT, hộp số vô cấp CVT không dùng các bánh răng hay cơ cấu
hành tinh để thay đổi tỷ số truyền mà dùng bộ truyền động bánh đai. Các bánh đai chủ
động và bị động có thể thay đổi được đường kính, giá trị đường kính này có thể thay
đổi trong phạm vi giới hạn bởi đường kính lớn nhất và nhỏ nhất của mỗi bánh đai. Do
đó, sự thay đổi tỷ số truyền diễn ra trong một dải rộng được giới hạn bởi tỷ số truyền
lớn nhất và nhỏ nhất được xác định bởi kích thước giới hạn của bánh bị động và bánh


12
chủ động. Do vậy, việc thay đổi tỷ số truyền và mô men phù hợp với từng điều kiện
vận hành và tải trọng khác nhau được ETC điều khiển. Nên q trình chuyển số êm
dịu và khơng tổn thất cơng suất như hộp số tự động thông thường. Sơ đồ nguyên lý
của hộp số vô cấp CVT được thể hiện như Hình 1. 3.

Hình 1. 3. Sơ đồ nguyên lý hộp số vô cấp CVT.
1.1.1.4. Điều khiển tự động hệ thống truyền lực bằng hộp số với hợp kép DCT
Cũng tương tự như 2 hộp số AT và CVT, thao tác chọn số và thay đổi tỷ số truyền
cũng được thực hiện tự động nhờ mô đun điều khiển hộp số điện tử ECT. Điểm khác
biệt lớn nhất của hộp số DCT với hai hộp số trên là không dùng biến mô men thủy lực
mà sử dụng hai ly hợp ma sát (có thể là ma sát khơ hoặc ma sát ướt) có trục lồng vào
nhau. Trong đó trục của ly hợp thứ nhất có gắn các bánh răng chuyển số lẻ, trục của ly
hợp cịn lại có gắn các bánh răng chuyển số chẵn và số lùi hoặc ngược lại.
Ngun lý chuyển số thì hồn tồn giống với hộp số MT, nhưng nhờ cơ chế chọn

số trước và cơ chế ln phiên của các ly hợp mà q trình sang số được nhanh chóng.
Vì vậy khi sang số khơng làm tổn thất dịng cơng suất của động cơ, thời gian chuyển
số nhanh, kết cấu gọn nhẹ. Hình 1. 4 là sơ đồ nguyên lý của hộp số với ly hợp kép
DCT 6 cấp. Ly hợp thứ nhất có trục vào sơ cấp thứ nhất (trục nằm trong) điều khiển
các bánh răng chuyển số lẻ 1,3,5 và số lùi R. Ly hợp cịn lại có trục vào sơ cấp thứ hai
(trục phía ngồi) điều khiển các bánh răng chuyển số chẵn 2,4,6.


13

Hình 1. 4. Sơ đồ nguyên lý hộp số với ly hợp kép DCT.
1.1.1.5. Hộp số sử dụng trên xe ô tô Hybrid
Đối với các dòng xe thế hệ mới, hiện đại ngày nay như xe hybrid đều trang bị hộp
số điều khiển điện tử, nhờ vậy việc chuyển số và thay đổi tỷ số truyền được thực hiện
một cách tự động. Một tính năng rất đặc trưng trên xe hybrid là hệ thống tái tạo lực
phanh (khi xe giảm tốc độ, phanh và xuống dốc thì năng lượng dư thừa, tổn thất dưới
dạng nhiệt năng được chuyển đổi thành điện năng và được đưa về ắc quy). Dựa vào bố
trí kết cấu của động cơ điện và động cơ đốt trong trên xe Hybrid, xe Hybrid được phân
thành 3 kiểu: kiểu nối tiếp, kiểu song song và kiểu kết hợp. Do vậy, tương ứng với mỗi
kiểu có một loại hộp số riêng.

Hình 1. 5. Sơ đồ nguyên lý hộp số trên xe Hybrid kiểu kết hợp.


14

Hình 1. 5 trình bày sơ đồ nguyên lý hộp số trên xe hybrid kiểu kết hợp. Đặc trưng
của hộp số trên xe Hybrid kiểu này là thiết bị phân chia công suất PSD, thực chất PSD
cũng là một cơ cấu hành tinh. Khác với cơ cấu hành tinh trong hộp số AT quá trình
chuyển số được thực hiện nhờ các ly hợp và phanh dải, còn trên xe hybrid kiểu kết hợp

quá trình chuyển số được thực hiện nhờ vào sự đóng mở của MG1, MG2 và mơ đun
điều khiển động cơ, trong đó :
- Cần dẫn G kết nối với động cơ đốt trong.
- Bánh răng mặt trời M kết nối động cơ/máy phát MG1.
- Bánh răng bao N kết nối động cơ/máy phát MG2.
1.1.1.6. Hộp số bán tự động AMT
Hộp số bán tự động là sự kết hợp của hai hộp số MT và AT. Hình 1.6 là sơ đồ
nguyên lý hộp số bán tự động AMT có một đĩa ma sát khơ.

Hình 1. 6. Sơ đồ nguyên lý hộp số bán tự động AMT.
Thao tác sang số có thể thực hiện bằng một trong hai cách sau: tự động chuyển số
nhờ vào mô đun điều khiển chuyển số điện tử ECT hoặc sang số bằng thao tác của
người điều khiển bằng cách tăng hay giảm tỷ số truyền thông qua cần điều khiển số,
trên xe trang bị hơp số AMT ngồi mơ đun điều khiển ECT cịn có thêm mơ đun
chuyển số và mơ đun dẫn động ly hợp điện tử. Hộp số AMT được trang bị nhiều trên
các dòng xe thể thao. Sử dụng hộp số AMT có lợi thế khi sử dụng ở nhưng nơi tắc
đường, giảm tiêu hao nhiên liệu, hoặc tạo cảm giác lái cho người điều khiển. Kết cấu
phức tạp, nhiều bộ phận, nên giá thành cao.


15
1.1.2. Vấn đề khai thác sử dụng hộp số ô tơ
Như đã trình bày ở phần trên trang bị hộp số trên ô tô dịch lịch bao gồm nhiều loại
khác nhau. Vấn đề khai thác sử dụng các loại hộp số trên ô tô du lịch ở mỗi quốc gia
trên thế giới cũng khác nhau, tùy thuộc vào điều kiện kinh tế, vị trí địa lý và thời điểm.
Ngay từ khi ra đời hộp số điều khiển cơ khí MT được trang bị hầu như tất cả các xe du
lịch và vẫn còn được sử dụng cho đến ngày nay. Nhưng với việc tăng nhanh các ô tô
du lịch dung tích nhỏ và rất nhỏ cũng làm tăng số lượng lái xe nghiệp dư với tay nghề
khơng cao. Do đó yêu cầu phải đơn giản hóa việc điều khiển, bên cạnh đó những thành
tựu phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật mà công nghệ hộp số điều khiển tự động

hóa cũng phát triển khơng ngừng. Hộp số điều khiển tự động hóa được trang bị trên ơ
tơ du lịch bắt đầu phát triển và sử dụng rỗng rãi vào những năm đầu những năm 1980.
Và đi theo thời gian càng ngày càng được trang bị phổ biến trên các ơ tơ, ngược lại
hộp số điều khiển cơ khí MT trang bị trên xe ngày càng giảm dần. Đối với việc trang
bị hộp số trên xe du lịch như hộp số cơ khí MT, hộp số tự động AT, hộp số vô cấp
CVT hay hộp số với ly hợp kép DCT cịn phụ thuộc vào quan điểm về tính kinh tế
nhiên liệu, giá thành và nhu cầu của người sử dụng mà chúng được trang bị trên các
loại xe du lịch. Tình hình chung thì hiện nay các quốc gia trên thế giới như ở Châu
Mỹ, Châu Âu hay một số quốc gia lớn ở Châu Á như Nhật Bản, Hàn Quốc, trang bị
hộp số điều khiển tự động hóa là phổ biến. Sau đây, là các khảo sát thể hiện tình hình
sử dụng các loại hộp số ơ tô trên thế giới và Việt Nam.
Bảng 1. 1. Thống kê tình hình sử dụng các loại hộp số trên ô tô du lịch theo % tại
Mỹ năm 2014 theo [22].
Cơng nghệ hộp số

Số xe (% )

Hộp số cơ khí MT

3.7

Hộp số vô cấp CVT

19.3

Hộp số tự động ( AT và DCT)

77

Bảng 1. 1 là bảng số liệu thống kê theo % tình hình sử dụng ơ tơ có trang bị các

loại hộp số kể kể trên tại Mỹ năm 2014. Qua đó ta xây dựng biểu đồ Hình 1. 7.
Dựa vào biểu đồ thống kế về tình hình sử dụng ô tô du lịch tại Mỹ theo số liệu năm
2014 đã cho thấy. Xe sử dụng hộp số điều khiển cơ khí MT chiếm một tỷ lệ rất nhỏ, và
con số này ngày càng giảm đi. Ngược lại xe sử dụng hộp số điều khiển tự động hóa
chiếm số lượng chủ yếu. Điều này chứng tỏ xu hướng sử dụng ô tô trang bị hộp số
điều khiển tự động hóa ngày càng tăng cao.


16
3.7

HộpsốcơkhíMT

19.3

HộpsốvơcấpCVT
Hộpsốtựđộng(ATvà
DCT)

77

Hình 1. 7. Đồ thị thống kê tình hình sử dụng các loại hộp số trên
ô tô du lịch tại Mỹ năm 2014.
Thống kê từ dữ liệu bằng “Chương Trình Quản Lý Kiểm Định” tại Trung Tâm
Đăng Kiểm Xe Cơ Giới Quảng Ngãi 76-02D. Xác định được tình hình sử dụng các
loại hộp số trên xe ô tô du lịch ở Việt Nam theo % số xe từ năm 2014 đến năm 2016
được thể hiện trong Bảng 1. 2.
Bảng 1. 2. Thống kê tình hình sử dụng các loại hộp số trên ô tô du lịch ở Việt Nam
từ năm 2014 đến năm 2016.
Cơng nghệ hộp số

2014

2015

2016

Hộp số cơ khí MT

58.82

44.12

26.32

Hộp số tự động AT

23.53

26.47

21.05

Hộp số vô cấp CVT

14.71

20.59

36.84

Hộp số với ly hợp kép DCT

2.94

8.82

15.79

Từ bảng Bảng 1. 2 xây dựng độ thị thể hiện tình hình sử dụng các loại hộp số
trên ô tô du lịch ở Việt Nam từ năm 2014 đến 2016, được thể hiện trên Hình 1. 8.
Dựa vào biểu đồ trên hình 1.8 cho chúng ta thấy được, cũng tương tự như tình
hình sử dụng ô tô tại Mỹ vào năm 2014, theo thời gian nhu cầu sử dụng ô tô trang bị
hộp số tự động hóa ở Việt Nam đang ngày càng phát triển, tăng cao về số lượng. Đặc
biệt là sự tăng nhanh của ô tô trang bị hộp số vô cấp CVT và hộp số với ly hợp kép
DCT. Cịn ơ tơ sử dụng hộp số cơ khí ngày càng giảm dần về số lượng.


17

Tình hình sử dụng các loại hộp số trên ơ tô du lịch ở Việt Nam

70

Hộp số MT

Hộp số MT

Hộp số CVT

Hộp số DCT

60

Số xe %

50
40
30
20
10
0
2014

thời gian 2015

2016

Hình 1. 8. Đồ thị thống kê tình hình sử dụng các loại hộp số trên ô tô
du lịch ở Việt Nam từ năm 2014-2016.
1.2. Tình hình nghiên cứu phát triển hộp số ô tô trên thế giới
1.2.1. Xu hướng chung về nghiên cứu phát triển hộp số ô tô trên thế giới
Trải qua các giai đoạn phát triển của ngành công nghiệp ô tô, đến nay xu hướng
chung của tình hình nghiên cứu phát trển ô tô thế giới là tự động hóa việc điều khiển
các hệ thơng trên ơ tơ, trong đó bao gồm cả hệ thống truyền lực mà trọng tâm là hộp số
ơ tơ.
Cho đến nay có thể kể ra những thành tựu của sự phát nghiệp các loại hộp số ô tô
như: Hộp số tự động kiểu biến mô thủy lực, thường gọi chung là hộp số tự động AT
(Automatic Transmission), hộp số vô cấp CVT (Continously Variable Transmission),
hộp số với ly hợp kép DCT (Dual Clutch Transmission), hộp số kết hợp trên xe ô tô

Hybrid (Hybrid Transmission). Tùy thuộc vào mục tiêu từng dòng xe, ưu nhược điểm
và giá thành của mỗi loại hộp số mà các nhà sản xuất ô tô lựa chọn từng loại hộp số
khác nhau để trang bị trên xe.
Hộp số tự động AT sử dụng biến mô đã đạt được những thành tựu và phát triển
vượt bậc về công nghệ như nâng cao số cấp hộp số, lên đến 7, 8 cấp thậm chí 9 cấp, đi
đầu trong lĩnh vực này có thể kể đến các dòng xe của các hãng Mercedes, Ford,
General Motors ,… Hình 1. 9 thể hiện sự phát triển số cấp hộp số AT theo thời gian.
Hộp số vơ cấp CVT có ưu điểm là chuyển số êm dịu, thích ứng nhanh chóng, khi
thay đổi tỷ số truyền thì tổn thất cơng suất là rất nhỏ so với các loại hộp số tự động AT
thơng thường, do đó theo các báo cáo nghiên cứu người ta đã chỉ ra rằng sử dụng hộp
số vô cấp CVT trên xe có thể tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu 5% so với sử dụng hộp


18
số tự động AT thông thường. Đối với các nhà sản xuất ô tô Nhật Bản và ở các nước
Châu Á thì hộp số vơ cấp CVT được phát triển rộng rãi trên các xe cỡ nhỏ và vừa vì
hạn chế của hộp số vô cấp CVT là khả năng tải bị giới hạn bởi bộ truyền động bánh
đai, tuổi thọ dây đai khơng cao.

Hình 1. 9. Phát triển số cấp trên ô tô sử dụng hộp số AT theo thời gian.
Khác với các nhà sản xuất ô tô ở Châu Á hay Nhật Bản, các nhà sản xuất ô tơ ở
Châu Âu và Châu Mỹ có khuynh hướng phát triển công nghệ hộp số với ly hợp kép
DCT. Cũng theo các công bố của các hãng xe, trang bị hộp số với ly hợp kép trên xe
cũng có thể tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu [30]. Ngoài ra, có thể tăng hiệu quả q
trình tăng tốc, tức là rút ngắn thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc [16]. Điều
này sẽ được chứng minh lại trong luận văn này.
Các bài báo, tạp chí khoa học đã được công bố về nghiên cứu công nghệ hộp số tự
động AT kiểu biến mô và hộp số vô cấp CVT trên ô tô:
- Theo [18] Ayman Moawad, Aymeric Rousseau (2012) :Đã nghiên cứu Ảnh
hưởng công nghệ hộp số đến hiệu quả tiêu hao nhiên liệu. Kết quả cho thấy các giải

pháp truyền động hộp số tự động có thể tiết kiệm nhiên liệu đến 5%.
- Theo [20] Michiel Pesgens Bas Vroemen, Frans Veldpaus and Maarten Steinbuch
(2003) : Đã tiến hành nghiên cứu Thực nghiệm điều khiển hộp số CVT trên một ô tô.
- Theo [21] Modern Mechanical Engineering, 2016, 6, 99-112: Mơ hình cơ bản
điều khiển áp suất dây đai trong một hộp số vơ cấp CVT.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu công nghệ hộp số với ly hợp kép
Hộp số với ly hợp kép là một loại hộp số được điều khiển bán tự động hoặc tự
động hóa hồn tồn. Cấu trúc đặc trưng của hộp số với ly hợp kép gồm một mô đun ly
hợp kép với hai trục sơ cấp của hộp số vào lồng vào nhau. Trong đó ly hợp thứ nhất
điều khiển trục vào (trục sơ cấp) thứ nhất của hộp số, trên đó có các bánh răng chuyển
số lẻ. Ly hợp còn lại điều khiển trục vào thứ hai trên đó có các bánh răng chuyển số