BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
-----------------------------

NGUYỄN CUNG VŨ

NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG TRUYỀN ĐỘNG CỦA Ô TÔ MỘT
CẦU CHỦ ĐỘNG VÀ Ô TÔ HAI CẦU CHỦ ĐỘNG BẰNG
PHẦN MỀM MÁY TÍNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
(Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô)

Nha Trang – Năm 2016


BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
-----------------------------

NGUYỄN CUNG VŨ

NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG TRUYỀN ĐỘNG CỦA Ô TÔ MỘT
CẦU CHỦ ĐỘNG VÀ Ô TÔ HAI CẦU CHỦ ĐỘNG BẰNG
PHẦN MỀM MÁY TÍNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
(Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô)


………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………...

Nha Trang, ngày….tháng…..năm 2016
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)


PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Cung Vũ
Lớp: 54CNOT
Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Đề tài: “Nghiên cứu mô phỏng hệ thống truyền động của ô tô một cầu chủ động và ô tô
hai cầu chủ động bằng phần mềm máy tính”.
Số chương:

Số trang:

Tài liệu tham khảo:

Hiện vật:
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………....
Kết luận …………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………

Nha Trang, ngày….tháng…..năm 2016

1.1.2. Công dụng ..................................................................................................3
1.1.3. Phân loại .....................................................................................................3
1.2. Các sơ đồ bố trí chung hệ thống truyền lực trên ô tô hiện nay. ........................4
1.3. Cấu tạo hệ thống truyền lực ..............................................................................6
1.3.1. Ly hợp ........................................................................................................6
1.3.1.1.Công dụng .............................................................................................6
1.3.1.2. Phân loại ly hợp ...................................................................................6
1.3.1.3. Yêu cầu của ly hợp...............................................................................7
1.3.1.4. Cấu tạo .................................................................................................8
1.3.1.5. Nguyên lý hoạt động. .........................................................................11
1.3.2. Hộp số.......................................................................................................12
1.3.2.1. Công dụng ..........................................................................................12
1.3.2.2. Phân loại .............................................................................................12
1.3.2.3. Yêu cầu ..............................................................................................14
1.3.2.4. Cấu tạo của hộp số cơ khí (MT) ........................................................14
1.3.2.5. Nguyên lý hoạt động ..........................................................................15
1.3.2.6. Hộp số hai trục ...................................................................................16
1.3.3. Truyền động các-đăng ..............................................................................17
1.3.3.1. Công dụng ..........................................................................................17
1.3.3.2. Phân loại .............................................................................................18
1.3.3.3. Yêu cầu ..............................................................................................19
1.3.3.4. Cấu tạo, nguyên lý truyền động các-đăng khác tốc ...........................19
1.3.3.5. Cấu tạo, nguyên lý truyền động các-đăng đồng tốc ...........................21


ii

1.3.4. Truyền lực chính.......................................................................................24
1.3.4.1. Công dụng ..........................................................................................24
1.3.4.2. Phân loại .............................................................................................24


iii

2.2.3.1 Chọn xe mẫu. ......................................................................................51
2.2.3.2. Thao tác trên phần mềm. ....................................................................52
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG VÀ THẢO LUẬN .......... 57
3.1. Kết quả mô phỏng ...........................................................................................57
3.1.1. Kết quả mô phỏng đặc tính truyền động giữa ô tô một cầu chủ động và ô
tô hai cầu chủ động .............................................................................................57
3.1.2. Kết quả mô phỏng đặc tính truyền động của ô tô cầu trước chủ động và ô
tô cầu sau chủ động ............................................................................................57
3.2. Phân tích kết quả mô phỏng............................................................................59
3.2.1. Phân tích kết quả mô phỏng đặc tính truyền động giữa ô tô một cầu chủ
động và ô tô hai cầu chủ động ............................................................................59
3.2.2. Phân tích kết quả mô phỏng đặc tính truyền động giữa ô tô cầu trước chủ
động và ô tô cầu sau chủ động ...........................................................................63
Chương 4: KẾT LUẬN ........................................................................................... 68
4.1. Kết luận. ..........................................................................................................68
4.2 Hướng phát triển. .............................................................................................68
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 69


iii

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1-1: Sơ đồ bố trí chung hệ thống truyền lực trên ô tô ................................... 4
Hình 1-2: Hệ thống truyền lực ô tô. ....................................................................... 6
Hình 1-3: Cấu tạo ly hợp dùng lò xo màng ............................................................ 8
Hình 1-4: Đĩa ép và đĩa ma sát. .............................................................................. 9
Hình 1-5: Cấu tạo đĩa ma sát. ................................................................................. 9

Hình 2-2: Chọn cơ sở dữ liệu ............................................................................... 31
Hình 2-3: Thiết lập giấy phép .............................................................................. 31
Hình 2-4: Thanh tiêu đề ....................................................................................... 32
Hình 2-5: Một số nút chức năng chính trên màn hình làm việc........................... 32
Hình 2-6: Video mô phỏng .................................................................................. 33
Hình 2-7: Đồ thị ................................................................................................... 34
Hình 2-8: Sơ đồ khối hệ thống truyền lực xe 2 cầu chủ động ............................. 35
Hình 2-9: Những thông số hệ thống truyền động của một ô tô dẫn động 2 cầu. . 36
Hình 2-10: Lựa chọn dữ liệu động cơ .................................................................. 36
Hình 2-11: Biểu đồ đường đặc tính của mômen và số vòng quay của trục khuỷu
động cơ theo góc mở bướm ga. ............................................................................ 37
Hình 2-12: Biểu đồ đường đặc tính của mômen và số vòng quay của trục khuỷu
động cơ theo góc mở bướm ga xem dưới dạng 3D. ............................................. 38
Hình 2-13: Màn hình biểu đồ bộ chuyển đổi mômen xoắn. ................................ 38
Hình 2-14: Lựa chọn dữ liệu hộp số .................................................................... 39


v

Hình 2-15: Các thông số của hộp số .................................................................... 40
Hình 2-16: Ô tô Mazda CX-5............................................................................... 40
Hình 2-17: Tạo cơ sở dữ liệu ô tô 1. .................................................................... 41
Hình 2-18: Chọn loại xe ....................................................................................... 42
Hình 2-19: Sử dung Copy and Link Dataset để sao chép tập dữ liệu .................. 42
Hình 2-20: Nhập tiêu đề cho tập dữ liệu ô tô thứ 1.............................................. 42
Hình 2-21: Nút nhấn để dẫn vào mục thiết lập các thông số đặc điểm kỹ thuật và
phương pháp vận hành mô phỏng ........................................................................ 43
Hình 2-22: Màn hình tập hợp các tập dữ liệu của ô tô. ........................................ 43
Hình 2-23: Bảng ghi các thông số kích thước, khối lượng treo của ô tô ............. 44
Hình 2-24: Chọn hệ dẫn động cho xe .................................................................. 45

Hình 3-5: Đồ thị tốc độ động cơ ô tô 1 ................................................................ 59
Hình 3-6: Đồ thị tốc độ động cơ ô tô 2 ................................................................ 60
Hình 3-7: Đồ thị mômen lực truyền lên bánh trước của cả 2 ô tô ....................... 61
Hình 3-8: Đồ thị mômen lực tác dụng lên bánh sau của cả 2 ô tô ....................... 61
Hình 3-9: Đồ thị trạng thái tay số ở của cả hai ô tô ............................................. 62
Hình 3-10: Đồ thị gia tốc theo phương dọc cả của hai ô tô ................................. 62
Hình 3-11: Đồ thị tốc độ động cơ xe 1 (FWD). ................................................... 63
Hình 3-12: Đồ thị tốc độ động cơ xe 2 (RWD).................................................... 63
Hình 3-13: Đồ thị mômen tác dụng lên bánh trước ............................................ 64


vii

Hình 3-14: Đồ thị mômen tác dụng lên bánh sau ............................................... 64
Hình 3-15: Đồ thị gia tốc theo phương dọc ......................................................... 65
Hình 3-16: Đồ thị phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe của xe FWD ........ 66
Hình 3-17: Đồ thị phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe của xe RWD ........ 66
Hình 3-18: Đồ thị vận tốc xe ................................................................................ 66


viii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
HTTL (Hệ thống truyền lực)
SUV: Sport Utility Vehicle (xe thể thao đa dụng)
MT: Manual Tranmission (số tự động)
AT: Auto Tranmission (số sàn)
RWR: Rear Wheel Drive (dẫn động cầu sau)
FWR: Front Wheel Drive (dẫn động cầu trước)


2

Nội dung của đề tài gồm 04 phần chính như sau:
Chương 1: Tổng quan hệ thống truyền lực.
Chương 2: Lựa chọn đặc tính ô tô và điều kiện vận hành mô phỏng.
Chương 3: Kết quả nghiên cứu mô phỏng và thảo luận.
Chương 4: Kết luận.
Tuy nhiên, do kiến thức bản thân và kinh nghiệm thực tập tiếp xúc thực tế của
em còn hạn chế, mang nhiều tính lý thuyết nên đề tài này vẫn không tránh khỏi những
sai sót. Em hy vọng sẽ nhận được sự góp ý và sữa chữa từ Quý Thầy và các bạn để
đề tài này được hoàn chỉnh hơn.
Em cũng xin chân thành cám ơn Quý Thầy trong Bộ Môn Kỹ thuật Ô tô trường
Đại học Nha Trang đã chỉ dạy và cung cấp cho em những tư liệu, kiến thức quan
trọng trong thời gian qua, đặc biệt là Thầy Nguyễn Thanh Tuấn người đã hướng dẫn
và giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài này.

Sinh viên thực hiện.
Nguyễn Cung Vũ


3

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ
1.1. Định nghĩa, công dụng, phân loại
1.1.1. Định nghĩa
Hệ thống truyền lực (HTTL) của ô tô là hệ thống tập hợp tất cả các cơ cấu nối
từ động cơ tới bánh xe chủ động, bao gồm các cơ cấu truyền, cắt, đổi chiều quay, biến
đổi giá trị mômen truyền.
1.1.2. Công dụng
Hệ thống truyền lực ô tô có các công dụng sau:

a)

b)

c)

d)

e)

f)


5

g)
Hình 1-1: Sơ đồ bố trí chung hệ thống truyền lực trên ô tô. [6]
Sơ đồ a: động cơ, ly hợp, hộp số đặt hàng dọc phía trước đầu xe, cầu chủ động
đặt sau xe, trục các-đăng nối giữa hộp số và cầu chủ động. Sơ đồ này thông dụng và
quen thuộc trên nhiều ô tô.
Sơ đồ b: động cơ, ly hợp, hộp số, cầu xe nằm dọc và ở trước xe, cầu trước chủ
động. Các cụm liên kết với nhau tạo thành một khối lớn, gọn, làm trọng tâm xe lệch
hẳn về phía đầu xe, tạo khả năng ổn định cao khi có lực bên tác động.
Sơ đồ c: động cơ, ly hơp, hộp số, nằm ngang đặt trước xe, cầu trước chủ động.
Toàn bộ cụm truyền lực làm liền khối. Trọng lượng khối động lực nằm lệch hẳn về
phía đầu xe, nâng cao khả năng ổn định ở tốc độ cao.
Sơ đồ d: động cơ, li hợp, hộp số, cầu chủ động làm thành một khối gọn nằm ở
phía sau xe, cầu sau chủ động. Cụm động cơ nằm sau cầu chủ động. Dạng cấu trúc
này phù hợp cho việc tăng lực kéo của xe, dảm bảo khả năng tăng tốc tốt.
Sơ đồ e: động cơ, li hợp, hộp số, hộp phân phối đặt dọc phía đầu xe, cầu trước


7

- Ly hợp ma sát: loại một đĩa, nhiều đĩa, loại lò xo nén biên, loại lò xo nén trung
tâm, loại càng tách ly tâm, loại càng tách nửa ly tâm.
- Ly hợp thủy lực: loại thủy động, loại thủy tĩnh.
- Ly hợp điện từ: truyền động nhờ tác dụng của từ trường nam châm điện.
- Ly hợp liên hợp.
Phân loại theo cách tạo lực ép:
- Ly hợp dùng lò xo tạo lực ép lên đĩa ép, lò xo có thể là lò xo trụ, lò xo đĩa, lò
xo màng…
- Ly hợp điện từ: lực ép là lực điện từ.
- Ly hợp bán ly tâm: lực ép sinh ra do lò xo cộng với lực ly tâm của trọng khối
phụ ép thêm vào.
- Ly hợp ly tâm: sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng và mở ly hợp.
Phân loại theo trạng thái làm việc.
- Ly hợp thường đóng: Loại này sử dụng trên hầu hết các ô tô hiện nay.
- Ly hợp thường mở: Loại này chủ yếu sử dụng trên máy kéo.
1.3.1.3. Yêu cầu của ly hợp
Truyền được mômen xoắn lớn nhất của động cơ mà không bị trượt trong bất kỳ
điều kiện sử dụng nào, muốn vậy thì mômen ma sát sinh ra trong ly hợp phải lớn hơn
mô men xoắn của động cơ.
MLH = β.Memax
Trong đó:
MLH - mômen ma sát sinh ra trong ly hợp, [N.m].
Memax - mômen xoắn lớn nhất của động cơ, [N.m].
β - Hệ số dự trữ mômen của ly hợp, β>1.


8

số gờ khác tạo nên các điểm truyền mômen xoắn giữa vỏ và đĩa ép.
Đĩa ma sát: gồm moay ơ, các tấm ma sát trong, xương đĩa, giảm chấn, tấm ma
sát, đinh tán. Đĩa ma sát có kích thước và trọng lượng nhỏ.

Hình 1-5: Cấu tạo đĩa ma sát [3]


10

Phần dẫn động điều khiển ly hợp: ly hợp sử dụng trên ôtô phổ biến thuộc loại
thường đóng (ở trạng thái làm việc bình thường khi không có tác động, ly hợp ở trạng
thái đóng). Để ngắt ly hợp, cần tác động lên cần bẩy hoặc lò xo màng để giải phóng
đĩa ma sát khỏi bề mặt bánh đà. Có 2 loại cơ cấu dẫn động thường gặp nhất là dẫn
động cơ cấu cơ khí (kiểu cáp hay dòn kéo) và dẫn động cơ cấu thủy lực.
- Dẫn động điều khiển ly hợp cơ khí bằng cáp: cơ cấu điều khiển gồm một sợi
dây cáp bên ngoài đươc vỏ bọc bao lại. Một đầu sợi cáp dược nối với bàn đạp ly hợp,
đầu kia nối với càng gạt khớp trượt, vỏ cáp lồng ngoài sợi cáp cho phép sợi cáp
chuyển động kéo theo càng gạt khớp trượt chuyển động khi bàn đạp ly hợp chuyển
động. Khi bàn đạp ly hợp buông ra thì lò xo được gắn ở bàn đạp sẽ kéo bàn đạp trở
về vị trí ban đầu.

Hình 1-6: Cơ cấu dẫn động ly hợp kiểu cơ khí sử dụng cáp. [1]
- Dẫn động điều khiển ly hợp bằng thủy lực: thường được sử dụng trên ôtô con
và những ôtô có bộ ly hợp nằm ở vị trí khó sử dụng cơ cấu điều khiển kiểu thanh nối
hoặc cáp. Khi đạp bàn đạp, thông qua thanh đẩy làm pitton trong bơm dầu chính
chuyển động đẩy dầu theo ống tới xylanh con. Dầu có áp suất cao đẩy pitton trong
xylanh chuyển dịch, thông qua cần đẩy ép vào càng gạt khớp trượt ngắt ly hợp.


11

Cho ô tô dừng tại chỗ mà không cần tắt máy hoặc ngắt ly hợp.
Dẫn động mômen xoắn ra ngoài cho các bộ phận đặc biệt (với xe chuyên dụng).
1.3.2.2. Phân loại
Phân loại theo phương pháp điều khiển hộp số:
- Điều khiển tự động: Trên hộp số tự động không có bàn đạp ly hợp và cũng
không có cần chuyển số, chỉ cần đưa cần chọn số vào nấc D (drive), sau đó mọi thứ
đều là tự động.
- Điều khiển bán tự động: Việc đóng mở ly hợp để gài số được thực hiện nhờ
sự liên động với cần gài số. Cứ khi gài số thì ly hợp được mở đóng, phục vụ việc cắt
đóng mômen truyền để chuyển số.
- Điều khiển bằng tay: Cơ cấu điều khiển truyền lực người điều khiển đến ống
gài số để dịch chuyển chúng vào vi trí gài số hoặc trả về vị trí trung gian.