عنوان: پایان نامه تعویض دنده در گیر بکس ها، مهندسی مکانيک
رشته: پروژه تخصصی دوره کارشناسی،مهندسی مکانيک گرايش حرارت و سيالات
فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحه: 124
فهرست مطالب
فصل اول : مقدمه
1 – 1 کليات
1 – 2 تاريخچه سيستم های انتقال قدرت
1 – 3 محتويات سمينار
فصل دوم : مروری بر سيستم انتقال قدرت خودرو
2 – 1 کليات
2 – 2 لزوم بکارگيری گيربکس
2 – 3 وظايف اصلی و جانبی سيستم انتقال قدرت در خودرو ها
2 – 4 سيستم انتقال قدرت و تاثير آن بر کارايی (Performance) خودرو
فصل سوم : انواع سيستم های انتقال قدرت و مکانيزم های تعويض دنده
3 – 1 کليات
3 – 2 مکانيزم های تعويض دنده (Gear Shifting Mechanisms)
3 – 3 گيربکس های دستی (Manual Transmissions )
3 – 3 – 1 مکانيزم تعويض دنده در گيربکس های دستی
3 – 4 گيربکس های دستی اتوماتيک شده ( AMT )
3 – 4 – 1 اساس فرايند تعويض دنده
3 – 4 – 2 عملگر تعويض دنده.
3 – 4 – 3 کلاچ و عملگر کلاچ.
3 – 5 گيربکس های اتوماتيک معمولی ( AT )
3 – 5 – 1 کنترل تعويض دنده در گيربکس های اتوماتيک
فصل چهارم : کنترل تعويض دنده
4 – 1 کليات
4 – 2 سيستم های کنترل الکترونيکی
4 – 3 کنترل سيستم انتقال قدرت
4 – 4 استراتژی های تعويض دنده در گيربکس های اتوماتيک
4 – 4 – 1 استفاده از ۳ پارامتر برای تعريف استراتژی تعويض دنده
4 – 4 – 2 استراتژی تعويض دنده بر مبنای نوع راننده و شرايط موتور
4 – 4 – 3 استراتژی تعويض دنده با دخالت مستقيم خواست راننده
4 – 4 – 4 استراتژی تعويض دنده با تکيه بر بار موتور
4 – 5 بهبود سيستم های شيفتينگ
4 – 5 – 1 کنترل افت گشتاور در زمان شيفتينگ.
4 – 5 – 2 کنترل دور موتور
فصل پنجم : نتيجه گيری
5 – 1 کليات.
5 – 2 زمينه های تحقيقاتی
5 – 2 – 1 گيربکس های دستی116
5 – 2 – 2 گيربکس های دستی اتوماتيک شده
5 – 2 – 3 گيربکس های اتوماتيک معمولی
5 – 3 سيستم انتقال قدرت و کاهش مصرف سوخت.
• منابع و مراجع
فهرست اشکال وجداول
شکل ( 1 – 1 ) کاربردهای مختلف سيستم های انتقال قدرت در وسايل نقليه
شکل ( 1 – 2 ) چرخ آبی ، اولين استفاده بشر از سيستم انتقال قدرت
شکل ( 1 – 3 ) نمايی از يک گيربکس اتوماتيک امروزی
شکل ( 2 – 1 ) مپ موتور احتراق داخلی در حالت بدون گيربکس
شکل ( 2 – 2 ) مپ ثانويه موتور احتراق داخلی با بکارگيری يک گيربکس ۴ دنده
جدول ( 2 – 1 ) ويژگی های مهم سيستم های انتقال قدرت
شکل ( 2 – 3 ) منحنی گشتاور و توان در بار کامل
شکل ( 2 – 4 ) منحنی های توان و گشتاور چند موتور
شکل ( 2 – 5 ) مپ مصرف سوخت موتور بنزينی
شکل ( 2 – 6 ) مپ گشتاور – دور و منحنی مصرف بهينه سوخت
شکل ( 3 – 1 ) نمودارعنکبوتی گيربکس ها
شکل ( 2 – 3 ) جدول مقايسه گيربکس ها
شکل ( 3 – 3 ) تغيير نيروی پيشران در حين تعويض دنده ( همراه با قطع توان )
شکل ( 3 – 4 ) تغيير نيروی پيشران در حين تعويض دنده ( بدون قطع توان)
شکل ( 3 – 5 ) تغيير نيروی پيشران در CVT ها
شکل ( 3 – 6 ) نمايی از يک گيربکس دستی
شکل ( 3 – 7 ) اجزاء داخلی و خارجی مکانيزم های تعويض دنده گيربکس دستی
شکل ( 3 – 8 ) شماتيک ساده شده مکانيزم تعويض دنده گيربکس دستی
شکل ( 3 – 9 ) فرايند تعويض دنده در گيربکس
شکل ( 3 – 10 ) زمان بندی مؤثر و مرده
شکل ( 3 – 11 ) خاصيت ارتجاعی جابجايی برای تعويض دنده
شکل ( 3 – 12 ) بهينه سازی نيروی پيشران
شکل ( 3 – 13 ) عملگر تعويض دنده خودرو اپل کورسا.
شکل ( 3 – 14 ) عملگر با موتور بيرونی.
شکل ( 3 – 15 ) عملگر کلاچ اپل کورسا
شکل (3 – 16 ) سيستم هم محور مکانيک آزاد کننده کلاچ
شکل ( 3 -17 ) عملگر کلاچ – محرک پيچ جلوبرنده
شکل ( 3 – 18 ) نمونه ای از نصب عملگر کلاچ
شکل ( 3 – 19 ) عملگر کلاچ از نوع اهرمی با سيستم آزاد کننده نوار فنری بيرونی
شکل ( 3 – 20 ) مدار هيدروليکی يک گيربکس اتوماتيک
شکل ( 3 – 21 ) چرخدندۀ سياره ای مرکب يک گيربکس اتوماتيک ۴ دنده.
شکل ( 3 – 22 ) مدار انتقال توان گيربکس اتوماتيک در حالت خلاص
شکل ( 3 – 23 ) مدار انتقال توان در دنده های مختلف
شکل ( 3 – 24 ) مدار هيدروليک تعويض دندۀ گيربکس اتوماتيک معمولی
جدول ( 4 – 1 ) سيستم های الکترونيکی در قوای محرکه خودرو
شکل (4 – 1 ) طرح شماتيک سيستم کنترل قوای محرکه.
شکل ( 4 – 2 ) چارت کنترلی کنترل کنندۀ تعويض دنده گيربکس.
شکل ( 4 – 3 ) استراتژی تعويض دندۀ خطوط مورب
شکل ( 4 – 4 ) رويه های ۳ بعدی موتور در حالت های غير استاتيکی
شکل ( 4 – 5 ) مپ ۳ بعدی تعويض دنده بر مبنای کاهش مصرف سوخت
شکل ( 4 – 6 ) طرح شماتيک استراتژی تعويض دنده Nelles
شکل ( 4 – 7 ) تعيين خط تعويض دنده راننده بين دو الگوی Sport و Economic..101
شکل ( 4 – 8 ) تعيين خط تعويض دنده نهايی.
شکل ( 4 – 9 ) ساختار سيستم مبتنی بر اعمال خواست راننده در تعويض دنده
شکل ( 4 – 10 ) مپ تعويض دنده Hayashi
شکل ( 4 – 11 ) استفاده از کلاچ اضافی برای کاهش افت تورک
شکل ( 4 – 12 ) تغيير دور موتور بر اثر تعويض دنده
شکل ( 5 – 1 ) مپ يک موتور و سابقه نقاط کاری
مقدمه
1 – 1 کليات
امروزه در صنعت خودرو سهم قابل توجهی برای تحقيق و توسعه سيستم های انتقال قدرت در نظر گرفته می شود. پيشرفت روزافزون تکنولوژي های توليد و طراحی سيستمهای انتقال قدرت به عنوان بخشی از زير مجموعه بزرگ قوای محرکه خودرو (Vehicle Power train System) ، کارخانه جات خودرو سازی و مؤسسات تحقيقاتی دنيا را بر آن داشته است که ماهيت مستقل سيستم انتقال قدرت را جدا از موتور توليد کننده توان مکانيکی بپذيرند و به تحقيقات گسترده ای در اين زمينه بپردازند. سيستم انتقال قدرت به عنوان رابط بين موتور و خودرو ، بيشترين تاثير را بر مهمترين ويژگي های آن دارد و لذا نيازمند بررسی دقيق و طراحی های نو و تلاش برای انطباق بر تکنولوژيهای تازه موتورهای احتراقی می باشد.
تمام انواع وسايل حمل و نقل موتوری ، شامل خودروهای جاده ای و غير جاده ای ، کشتی ها و هواپيما ها نيازمند سيستم انتقال قدرت (Transmission) می باشند تا قدرت توليد شده را به صورت گشتاور و دور به سيستم انتقال داده و توليد حرکت کند. شکل 1 – 1 نشان دهنده کاربردهای مختلف سيستم های انتقال قدرت در وسايل نقليه می باشد.
در خودرو ها وظيفه اصلی سيستم انتقال قدرت انطباق توان توليدی با شرايط وسيله نقليه ، وضعيت جاده و نياز راننده می باشد. در نتيجه اين سيستم می تواند عامل مؤثری درعملکرد (Performance) ، قابليت اطمينان (Reliability) ، مصرف سوخت (Fuel Consumption)، راحتی و لذت رانندگی و امنيت خودرو باشد.
تاريخچه سيستم های انتقال قدرت
لازم است در اينجا اشاره ای به تاريخچه سيستمهای انتقال قدرت در گذر زمان داشته باشيم. دانستن تاريخچه اين سيستمها و سير پيشرفت آنها در طی زمان به ما کمک می کند تا موقعيت فعلی را به خوبی بشناسيم و بدانيم که چه راههايی همچنان طی نشده باقی مانده است و همچنين دانستن تاريخچه يک موضوع فنی به طراحی های سيستماتيک کمک شايانی می کند.
سيستمهای چرخدنده ای قطعا بيش از ۴۰۰۰ سال است که مورد استفاده بشر قرار گرفته اند؛ زمانی که بشر برای بيرون کشيدن آب از چاههای عميق ، سيستم چرخدنده ای را ابداع کرد تا به کمک آن با نيروی کمی از جانب انسان يا چهارپا ، قدرت لازم برای استخراج آب حاصل شود. اگرچه اين استفاده هيچ گاه به صورت محاسبه شده صورت نگرفته است و انسان در آن دوران به تجربه آموخته بود که از مقيد کردن حرکت دو چرخ به يکديگر ، می توان با وارد آوردن نيروی اندکی به چرخ بزرگتر ، چرخ کوچکتر را با سرعت زيادی به حرکت در آورد؛ اين اصل ساده بنای استفاده از سيستمهای چرخدنده ای در طول تاريخ بوده است.
3 محتويات سمينار
اين تحقيق در راستای بررسی سيستم های انتقال قدرت به کار رفته در خودروهای روز دنيا و تحقيق در مکانيزم تعويض دندة آنها با تکيه بر گيربکس های اتوماتيک انجام گرديده است. پس از پرداختن به مقدمه ای کوتاه ، در فصلهای آتی به موضوعات مختلفی در مورد سيستم های انتقال قدرت پرداخته می شود.
در ابتدا اهميت و وظايف سيستم انتقال قدرت به تفصيل مورد توجه قرار گرفته و نحوه انطباق آن با موتور و ساير اجزا خودرو بررسی می گردد. در ادامه انواع سيستم های انتقال قدرت که امروزه دارای کاربرد قابل توجهی هستند عنوان شده و مکانيزم های عملکردی آنها بيان خواهد شد.
مکانيزم های تغيير نسبت دنده ( يا تعويض دنده ) در انواع سيستم های انتقال قدرت از ديگر مباحثی است که به کمک منابع فراوان , پوشش داده شده و از نظر تئوری و تکنولوژيکی بررسی خواهند شد. اين مکانيزم ها ، نه تنها شامل گيربکس های اتوماتيک معمولی ، بلکه متشکل از سيستم های دستی ، دستی اتوماتيک شده و CVT می باشند.
همچنين به تاثير گذاری سيستم انتقال قدرت بر فاکتورهای عملکردی خودرو پرداخته می شود و تاثير انواع سيستم های انتقال قدرت و تعويض نسبت دنده در آنها مورد توجه خواهد بود. در همين راستا مقدمه ای بر کنترل تعويض دنده اتوماتيک و دستی اتوماتيک شده به کمک اصول کلی حاکم بر آن و بررسی نتايج تحقيقات منتشر شده ذکر خواهد شد.
فصل انتهايی تحقيق به بررسی زمينه های تحقيقاتی سيستم های انتقال قدرت و جمع بندی نهايی اختصاص دارد.
منابع و مراجع
1. www.usgear.com/
2. http://www.howstuffworks.com/
3. www.spdusa.com/shifting
4. www.startribune.com/cars
5. http://en.wikipedia.org/wiki/Semi-automatic_transmission
6. www.detroitdiesel.com/transmissions
7. www.sheldonbrown.com/gears
8. Lechner G., Naunheimer H., Automotive Engineering, Fundamentals, Selection, Design and Application, Springer publication, 2000
9. J.C. Wheals, C.Crewe, Automated Manual Transmissions – A European Survey and Proposed Quality Shift Metrics, SAE World Congress, Detroit, Michigan, 2002
10. Brejcha M., Tuuri R.; Automatic Transmissions & Transaxles, 4th Edition; Delmar Publishers, 1997
11. Hiroshi Y. Automatic transmission shift schedule control using fuzzy Logic. SAE
12. Nelles O.; InteligenTip: A Learning Driving Strategy for Automated Transmissions; SAE World Congress, Detroit, Michigan, 2003