پروژه گیربکس اتوماتیک خودرو

نوع فایل: word

قابل ویرایش 155 صفحه

چکیده:

با علم به این که محدودیت در منابع مواد اولیه و شرایط زیست محیطی عواملی هستند که امروزه همه اختراعات و پیشرفتها را تحت تاثیر قرار می دهند ولی در کنار این عوامل، رفاه بیشتر همیشه مدنظر بوده است.

گیربکس‌های اتوماتیک که از اواخر دهه 40 میلادی در اتومبیلهای آمریکایی عرضه شدند تاکنون سیر تکاملی بسیار طولانی را پیموده‌اند. راحتی استفاده از این گیربکس‌ها و نیز استهلاک کمتر گیربکس و مجموعه های مرتبط با آن، بسیاری رانندگان را به قبول هزینه بیشتر خرید و نگهداری آنها ترغیب می‌کند. هدف این پروژه معرفی و بررسی ساختار و عملکرد قسمتهای اصلی گیربکس اتوماتیک خودروهای سبک است. برای یک بررسی اجمالی ، گیربکس‌ اتوماتیک درسه جزء اصلی در نظر گرفته شده است:

1-مبدل گشتاور

2-مجموعه چرخدنده های سیاره‌ای و عملکرد آنها

3-سایر ابزارها و وسیله‌های به کار رفته در ارتباط با اجزای قبلی، و در فصل آخر محاسبات طراحی یک گیربکس نمونه، به طور محدود انجام شده است.

مقدمه:

اگر حرکت خودروها فقط با سرعت زیاد صورت می‌گرفت و نیز حرکت فقط در جاده‌های مسطح انجام می‌شد در این صورت اگر قدرت تولیدی موتور مستقیما به چرخها منتقل می‌شد، موتور قادر بود تا اتومبیل را به حرکت درآورد اما وقتی که خودرو می‌خواهد از حال سکون شروع به حرکت نماید و یا هنگامی که در سربالائی تند در حرکت است موتور قادر به تامین گشتاور مورد نیاز برای به حرکت در آوردن چرخها، نخواهد بود در این جاست که نیاز به یک سیستم افزایش دهنده گشتاور احساس می‌شود همین احساس نیاز باعث شده است تا وسیله‌ای بنام گیربکس ابداع شود و همانند یک اهرم مکانیکی عمل می‌کند و با افزایش گشتاور، سرعت را کاهش می‌دهد و برعکس.

وقتی مسیر انتقال قدرت در خودرو را در نظر بگیریم می‌بنییم که گیربکس در این مسر نقش یک عضو واسطه را دارد، یعنی نه تولید کننده توان است و نه مصرف کننده آن.

مسیر انتقال قدرت، شامل اجزاء محرک بین فلایویل موتور و چرخهای محرک می‌باشد. که شامل کلاچ، گیربکس،‌ کاردان ، قفل کاردان،‌دیفرانسیل و اکسل عقب می‌باشد. در این مسیر قدرت، نسبت دنده‌های گیربکس و دیفرانسیل به کار برده شده تا دور موتور را کنترل نموده و گشتاور لازم را تولید نماید.

گیربکس یک تغییر دهنده گشتاور است و متناسب با بار وسیله نقلیه،‌گشتاور و دور خروجی از موتور را تغییر می‌دهد.

منظوراز گشتاور عبارت است از نیروی پیچشی که برای چرخاندن محور بر آن وارد می‌شود. (اشکال الف و ب)

شکل الف: برای حرکت اتومبیل به گشتاور نیاز است.

گشتاور عبارتست از نیروی پیچش وار به محور که

در شکل با دست نشان داده شده است.

شکل ب: برای به حرکت درآوردن اتومبیل در

 سربالایی گشتاور موتور کافی نیست و باید

آن را با یک وسیله مبدل گشتاور افزایش داد. در

این شکل نیروی پیچش دست از طریق دنده

افزایش حاصل نموده است.

به طور کلی گیربکس اعم از دستی یا اتوماتیک نقش عمده‌ای در عملکرد (performance) اتومبیل دارد منظور از عملکرد آن دسته از خصوصیات اتومبیل است که به صورت کمی قابل بیان هستند مانند سرعت و شتاب، خصوصیات دینامیکی نظیر قابلیت هدایت و کنترل (Handling) یا کیفیت سواری (Ride) که به صورت کیفی ارزیابی می‌شوند جزو عملکرد اتومبیل منظور نمی‌شوند. به همین ترتیب وقتی صحبت از عملکرد موتور اتومبیل می‌شود کمیاتی چون قدرت (Power) و گشتاور (Torque) تولید شده توسط موتور مورد نظر است و کیفیاتی چون نرمی و یا خشن بودن کارکرد موتور جزو عملکرد آن در نظر گرفته نمی‌شود.

گیربکس اتوماتیک تمام وظایف گیربکس دستی را به نحو احسن انجام می‌دهد و علاوه بر آن دارای مزایای است که بارزترین آن راحتی رانندگی با اتومبیلهای دارای گیربکس اتوماتیک است و این برای انسان رفاه طلب امروزی،‌مطلوب‌تر است. دیگر مزیت گیربکس اتوماتیک در اینست که چون ارتباط بین موتور و گیربکس از طریق ناز بالشی به نام مبدل گشتاور صورت می‌گیرد و هیچ ارتباط صلب و مکانیکی بین این دو وجود ندارد به همین دلیل ضربه‌ها و ارتعاشات چه از جانب موتور و چه از جانب چرخها وقتی به مبدل می‌رسند، خنثی شده و از بین می‌روند. این خصیصه باعث می‌شود تا استهلاک اجزای گیربکس و مجموعه های مرتبط با آن بسیار کاهش پیدا کند.

گیربکس‌های اتوماتیک با این خصیصه‌های ارزشمند روز به روز مسیر تکامل و پیشرفت را در صنعت خودروسازی طی کرده‌اند و از مدلهای اولیه که دارای اهرم تعیین وضعیت دنده بودند به مدلهای پیشرفته امروزی رسیده‌اند که مینی کامپیوترها، همه تصمیم گیریهای لازم برای انتخاب دنده را انجام می‌دهند و این کنترل دقیق و هوشیار سبب می‌شود تا موتور و گیربکس در مناسب‌ترین وضعیت قرار گرفته و از اتلاف سوخت و یا وارد شدن فشار بر موتور جلوگیری شود و باعث بهبود اقتصاد سوخت و کاهش آلایندگی موتور می‌شود. بر شمردن این محاسن که همگی مهم و با ارزشند شاید اهمیت کار و تحقیق بر روی گیربکس اتوماتیک و وظیفه صنعت خودروسازی را به عنوان صنعت پایه کشور، در این زمینه و در این مقوله، تا حدی روشن و آشکار گرداند. در این پروژه قسمتهای مختلف گیربکس اتوماتیک هم از حیث ساختار و هم از حیث عملکرد مورد بررسی و تجزیه تحلیل قرار گرفته است. برای کسی که می‌خواهد به صورت علمی بداند گیربکس اتوماتیک چیست و چگونه کار می‌کند مطالعه این مطالب مفید خواهد بود. 

فهرست مطالب:

چکیده

مقدمه

فصل اول

1-1-تاریخچه پیدایش گیربکس اتوماتیک

1-2-1- انواع گیربکس

2-2-1- اورداریو چیست؟

3-2-1- ارزش یک اوردرایو

1-3-1- گیربکس اتوماتیک

2-3-1- اجزای اصلی گیربکس‌های اتوماتیک

فصل دوم

1-2-کوپلینگ هیدرولیکی و مبدل گشتاور

2-2-تاریخچه کوپلینگ هبدرولیکی و مبدل گشتاور

1-3-2- کوپلینگ هیدرولیکی

2-3-2- ساختمان و اساس ار کوپلینگ هیدرولیکی

3-3-2- نسبت سرعت (Speed Ratio)

4-3-2- یک گریپ فروت فلزی (A Metalic Grapefruit)

5-3-2- کارکرد کوپلینگ هیدرولیکی (Fluid Cupling Operation)

1-4-2- مبدل گشتاور (Torque Converter)

2-4-2- ساختمان مبدل گشتاور (Torque Converter Constructio)

3-4-2- استاتور (انعکاس کننده)Stator (reactor)

4-4-2- لزوم استاتور

5-2- مبدل گشتاور چند عضوی Multi – Element Torque Converters

6-2- مبدلهای اولیه

7-2- کلاچ یک طرفه (one – way clut ch)

1-8-2- کارکرد مبدل گشتاور Torque Converter Operation

2-8-2-حالت افزایش گشتاور Torque multiplication phase

3-8-2- قانون نیوتن

4-8-2- حالت کوپلینگ Coupling phase

5-8-2- سرعت استال Stall Speed

1-9-2- ظرفیت مبدل Converter Capacity

2-9-2- مبدلهای با ظرفیت متغیر (Variable Capacity Conerters)

1-10-2- قفل مبدل گشتاور LOCKUP TORQUE CONVERTER

2-10-2- مبدلهای با قفل هیدرولیکی Hydraulically Locked Converters

3-10-2- کنترل کلاچ هیدرولیکی مبدل

4-10-2- قفل مبدل گریز از مرکز

11-2- خلاصه (SUMMARY)

فصل سوم

1-3- مجموعه چرخدنده‌های سیاره‌ای در گیربکس‌ها

2-3- مجموعه چرخدنده‌های خورشیدی یا سیاره‌ای

3-3- تعاریف (Definitions)

1-4-3- قوانین طرز کار دنده‌های خورشیدی

2-4-3- قانون خلاص (Law of neutral)

3-4-3- قانون کاهش دهنده (Lawof reduction)

4-4-3-قانون اوردرایو (Law of overdrive)

5-4-3- قانون حرکت مستقیم (Law of direct drive)

6-4-3- قانون دنده عقب (Law Reverse)

فصل چهارم

1-4- سیستم های خورشیدی در گیربکس‌های اتوماتیک

1-2-4- سیستم خورشیدی گیربکس سه سرعته تورک فلایت کرایسر

2-2-4- علایم ویژه راه اندازی

1-3-4-مسیر قدرت در دنده‌های خورشیدی

2-3-4- خلاص (Neutral)

3-3-4- دنده یک (First)

4-3-4- دنده دو (Second)

5-3-4- دنده مستقیم یا دنده 3(Direct or third)

6-3-4- دنده یک دستی (1)

7-3-4- دنده عقب (Reverse)

-3-4- پارک

فصل پنجم

1-5-ابزار و وسایل اجرائی

1-2-5- باندهای گیربکس (Transmision Bands)

2-2-5- طراحی باند

1-3-5- سروهای هیدرولیکی (Hydrolic Servos)

2-3-5- نیروی سرو

3-3-5- مکانیزم‌های سرو(Servo Linkages)

4-3-5- تنظیم مکانیزم سرو (Servo Linkage (Band) Adjustment)

5-3-5- میله‌ها و ستونهای سرو (Servo Rods and Struts)

1-4-5- انباره‌های هیدرولیکی (Hydraulic Accumulators)

2-4-5- انباره‌های نوع پیستونی مستقل

3-4-5- انباره های نوع پیستونی یکپارچه

4-4-5- انباره‌های نوع سوپاپی (Valve – Type Accumulator)

1-5-5- کلاچهای هیدرولیکی چند دیسکی

2-5-5- کلاچهای نگهدارنده (Holding Clutches)

3-5-5- کلاچهای گرداننده (Driving Clutches)

4-5-5- عملکرد کلاچ (CLUTCH OPERATION)

5-5-5-دریچه تخلیه و ساچمه تنظیم کلاچ

6-5-5- انواع فنرهای کلاچ (Clutch Spring Types)

8-5-5- نحوه عملکرد کنترل کلاچ

9-5-5-نیروی متغیر درگیری کلاچ (Variable Clutch Holding Force)

6-5-کلاچهای یک طرفه (ONE – WAY CLUTCHES)

1-7-5- کاربرد ابزار و وسایل اجرائی

2-7-5- گیربکس دو سرعته ساده – نوع اول

3-7-5- گیربکس دو سرعته ساده – نوع دوم

8-5- ترمز موتوری (Engine braking)

فصل ششم

1-6- سیستم‌های هیدرولیکی گیربکس‌های اتوماتیک

2-6-پمپ های هیدرولیکی (Hydraulic pumps)

3-6- سوپاپهای هیدرولیکی (Hydraulic Valves)

4-6- سیستم تهیه فشار (the pressure supply system)

5-6- سیستم سوپاپ دریچه گاز

6-6- سیستم سوپاپ تعدیل خلائی (Vacum modulator Valve system)

7-6- سیستم سوپاپ گاورنر (governor valve system)

8-6- سوپاپ کنترل دستی (Manual Valve)

9-6- وضعیت های خلاص و پارک (Neutral and park)

10-6-وضعیت حرکت D در دنده یک خودکار (automatic drive gear)

11-6-وضعیت خودکار حرکت D در حالت دنده مستقیم

12-6-گیربکس اتوماتیک سه سرعته (نمونه)

13-6- بدنه سوپاپ (Valve body)

14-6- خلاصه(SUMMARY)

فصل هفتم

1-7-انتخاب یک نمونه گیربکس اتوماتیک

2-7- ابزارهای اجرایی به کار رفته

3-7-نسبت دنده ها

1-4-7- جریان قدرت در دنده یک دستی و دنده یک اتوماتیک (DI)

2-4-7- جریان قدرت در دنده 2 اتوماتیک (D2)

3-4-7- جریان قدرت در دنده عقب

-5-7- چرخدنده های مارپیچ

2-5-7- نسبت بین قطرهای چرخدنده‌ها

6-7- پیش فرض‌های لازم برای شروع طراحی

7-7- طراحی محور گیربکس

8-7- یاتاقان لغزشی

9-7- طراحی چرخدنده رینگی جلو

10-7-طراحی چرخدنده‌های اقماری

11-7-طراحی چرخدنده خورشیدی