Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp
Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
BỘ MÔN: ĐIỆN TỬ Ô TÔ
o0o
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN
Giáo viên hƣớng dẫn: Võ Xuân Thành
Sinh viên thực hiện : 1. Dƣơng Văn Yên MSSV: 10305086.
2. Nguyễn Tấn Nhật MSSV: 10305050.
Khoa: Cơ Khí Động Lực
Lớp: 103050
Khóa: 2010 - 2012
I. NỘI DUNG.
Thiết kế, chế tạo ,mạch điều khiển lái trợ lực điện
Chế tạo mô hình lái trợ lực điện Suzuki
Phân tích ,hƣớng dẫn sử dụng hệ thống trên mô hình
II. Ngày giao đề tài: 06/09/2011
III. Ngày hoàn thành: 07/01/2011
TP. HCM, Ngày Tháng Năm 2012. TP. HCM, Ngày Tháng Năm 2012
Chủ nhiệm bộ môn. Giáo viên hương dẫn.
Võ Xuân Thành Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp
Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 2
NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN.
TP. HCM Ngày Tháng Năm 2012.
Giáo viên phản biện. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp
Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 4
LỜI CẢM ƠN
Chúng em là những sinh viên khoa cơ khí động lực trƣờng đại học Sƣ Phạm Kỹ
Thuật Tp HCM, trong suốt thời gian học tập tại trƣờng chúng em đƣợc sự dìu dắc và
hƣớng dẫn tận tình của quí thầy cô tại trƣờng nói chung và khoa cơ khí động lực nói
riêng.
Các thầy cô đã không ngại khó khăn thử thách, đã chung tay vuôn đắp, mài dũa
chúng em trở thành những ngƣời kỹ sƣ, giảng viên, hơn thế nữa là những ngƣời công
dân có ích cho xã hội.
Và đến hôm nay, với đồ án tốt nghiệp này đã đánh dấu một cột mốc lớn trên bƣớc
đƣờng trƣởng thành của chúng em, chúng em sắp bƣớc ra cánh cửa của trƣờng đại học
để bƣớc ra cánh cửa rộng lớn hơn, thử thách hơn. Đó chính là cánh cửa của cuộc đời
,công việc tƣơng lai sắp tới, mọi sự thành công trên con đƣờng sắp tới đều nhờ công
lao dìu dắt của các thầy cô đối với chúng em. Xin gởi tới quí thầy cô sự kính trọng và
lòng biết ơn sâu sắc nhất của chúng em.
Nhóm thực hiện đề tài xin chân thành cảm ơn thầy hƣớng dẫn Võ Xuân Thành đã
tận tình hƣớng dẫn, chỉ dạy trong suốt quá trình học tập cũng nhƣ trong quá trình thực
hiện đề tài, để nhóm chúng em thực hiện hoàn tất đề tài này.
Xin chân thành cảm ơn quí thầy cô trong và ngoài trƣờng đại học Sƣ Phạm Kỹ
Thuật Tp HCM, đặc biệt là tập thể giảng viên khoa cơ khí động lực đã hƣớng dẫn tận
tình và trực tiếp giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi, cho nhóm chúng em hoàn thành đề tài
này. Cảm ơn sự đóng góp ý kiến của các bạn trong và ngoài trƣờng, đặc biệt là các bạn
khoa cơ khí động lực để nhóm chúng tôi hoàn thiện tốt đề tài này .
Xin chân thành cảm ơn…/.
Nhóm sinh viên thực hiện.
Dƣơng Văn Yên.
Nguyễn Tấn Nhật.
Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp
Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 6
Hình 1.8 Khớp các đăng trên trục lái. 23
Hình 1.9 Kết cấu thay đổi chức năng của vành tay lái. 23
1.2.4 Cơ cấu lái. 24
Hình 1.10 Cơ cấu lái kiểu bánh răng- thanh răng 25
Hình 1.11 Cơ cấu lái kiểu trục vít – cung răng. 25
Hình 1.12 Cơ cấu lái kiểu trục vít – con lăn 26
Hình 1.13 Cơ cấu lái kiểu trục vít – đòn quay. 27
Hình 1.14 Cơ cấu lái kiểu trục vít – ecu – bi 28
1.2.5 Dẫn động lái. 28
Hình 1.15 Một số cách bố trí của đòn dẫn động lái. 29
Hình 1.16 Kết cấu các đồn dẫn động, khớp liên kết dẫn động lái. 30
Bảng1.3.1 Quy luật thay đổi tỷ số truyền i
c
của cơ cấu lái 31
1.3. TỶ SỐ TRUYỀN VÀ HIỆU SUẤT CỦA THỐNG LÁI. 30
1.3.1 Tỷ số truyền. 30
1.3.2 Hiệu suất của hệ thống lái. 32
1.4. CÁC LOẠI HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC. 32
Hình 1.17 Hệ thống lái thủy lực. 33
Hình 1.18 Hệ thống lái điện tử. 33
Hình 1.19 Hệ thống lái trợ lực điện. 34
Chương II: GIỚI THIỆU SƠ LƢỢC VỀ HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN 35
2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT. 35
2.2 ƢU ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG. 36
2.3 VỊ TRÍ LẮP ĐẶT VÀ CHỨC NĂNG CỦA CÁC BỘ PHẬN. 36
2.3.1 Vị trí lắp đặt các bộ phận. 36
Hình 2.1 Vị trí của các bộ phận. 37
2.3.2 Chức năng các bộ phận. 37
Bảng 2.1 Chức năng các bộ phận (trích ô tô Hui). 38
Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp
Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 9
Hình 3.12 Đèn báo EPS 49
3.3. CÁCH ĐỌC VÀ XÓA MÃ LỖI. 50
3.3.1 Cách đọc mã lỗi. 50
Hình 3.13 Vị trí giắc kết nối máy chẩn đoán. 50
Hình 3.14 Giắc chẩn đoán mã lỗi và đèn báo bằng tay. 51
Hình 3.15 Dạng mã lỗi bình thƣờng. 51
Bảng 3.1 Bảng mã lỗi 52
3.3.2 Xóa mã lỗi. 53
Hình 3.16 Mã lỗi sau khi xóa bằng tay xong. 53
3.4. CHẾ ĐỘ DỰ PHÕNG CỦA HỆ THỐNG. 53
Bảng 3.2 Chế độ dự phòng 54
3.5. CÁC HƢ HỎNG THƢỜNG GẶP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC. 54
Bảng 3.3 Các hƣ hỏng và cách khắc phục. 55
Hình 3.17 Hiển thị các chân hệ thống 55
Bảng 3.4 Điện áp bình thƣờng của các bộ phận trong hệ thống 57
Chương IV:THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HT LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN 58
4.1 MÔ TẢ MÔ HÌNH 58
4.2 PHẦN THIẾT KẾ : 58
Hình 4.1 Hình chiếu bằng của khung 58
Hình 4.2 Hình chiếu cạnh của khung 59
Hình 4.3 Hình chiếu 3D 59
4.3 CHẾ TẠO CƠ CẤU HÃM : 59
Hình 4.4 Cơ cấu trên hệ thống 60
4.4 PHẦN THIẾT KẾ SA BÀN: 60
Hình 4.5 Cơ cấu sa bàn 60
Hình 4.6 Sa bàn thực tế 61
4.5 PHẦN MẠCH ĐIỀU KHIỂN : 61
Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp
Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 11
5.4 CÁC BÀI THỰC HÀNH: 79
Phần C:KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
I KẾT LUẬN: 85
II KIẾN NGHỊ: 85
III TÀI LIỆU THAN KHẢO 87
Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp
Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 12
Phần A: TỔNG QUAN
1. Đại vấn đề:
Với sự phát triển không ngừng của lĩnh vực cơ–điện tử trên thế giới nên nhiều năm
vừa qua nhiều quốc gia đã ứng dụng thành công cơ–điện tử trong nhiều ngành. Trong
đó, việc các nhà sản xuất ô tô đã ứng dụng điện trên hệ thống lái giúp quá trình điều
khiển chính xác, giảm bớt sự mệt nhọc của tài xế khi điều khiển xe, giảm xuất tiêu hao
nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trƣờng, mà các hệ thống trợ lực lái khác không làm đƣợc.
Ở nƣớc ta do còn nhiều hạn chế nhƣ đƣờng xá, khoa học kỹ thuật, chính sách của
nhà nƣớc…Nên ngành ô tô vẫn chƣa đƣợc phát triển nhiều. Do đó, ô tô sử dụng hệ
thống lái trợ lực điên vẫn là một vấn đề mới ở nƣớc ta mặc dù hệ thống này đƣợc hãng
Suzuki ứng dụng năm 1988.
Đồng thời, với tình hình hiện tại và tƣơng lai, Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật
Tp.HCM là trƣờng tiên phong trong việc đào tạo nguồn nhân lực cho đất nƣớc trên lĩnh
vực ôtô. Với nhiệm vụ cao cả ấy trƣờng luôn định hƣớng và cải thiện chƣơng trình đào
tạo, cụ thể nhƣ trƣờng luôn áp dụng các mô hình hiện đại vào chƣơng trình học, để
sinh viên luôn tiếp cận và trực tiếp tiếp xúc với công nghệ mới.
Cũng chính vì vậy nhóm chúng em đƣợc sự hƣớng dẫn của thầy Võ Xuân Thành đã
chọn nghiên cứu đề tài.Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện Trên xe
Suzuki-WagonR+
động trên mô hình, nhằm mô tả nguyên lý hoạt động của hệ thống, nhận dạng các chi
tiết và cách kiểm tra, có cách nhìn tổng quan hơn về hệ thống.
Góp phần hiện đại hóa phƣơng tiện và phƣơng pháp dạy thực hành trong Giáo Dục và
Đào Tạo, từng bƣớc nâng cao trình độ của sinh viên trƣớc khi ra trƣờng.
4. Nội dung nghiên cứu:
Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp
Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 14
Giới thiệu tổng quan về hệ thống lái thông thƣờng.
Giới thiệu về hệ thống lái trợ lực điện.
Thiết kế mạch điều khiển và viết chƣơng trình điều khiển.
Đi vào làm mô hình.
Hƣớng dẫn một số bài thực hành.
5. Đối tƣợng nghiên cứu:
Trọng tâm là mô hình hệ thống lái trợ lực điện.
Hệ thống điều khiển và chƣơng trình điều khiển.
6. Phƣơng pháp nghiên cứu.
Kết hợp nhiều phƣơng pháp, trong đó có các phƣơng pháp chính nhƣ:
- Nghiên cứu lý thuyết hệ thống lái trợ lực điện của các hãng.
- Nghiên cứu nguyên lý và sơ đồ mạch điện Suzuki Wagon R+.
- Tham khảo tài liệu thiết kế mạch của Khoa Cơ khí Động lực.
- Tham khảo tài liệu mô hình giảng dạy hiện có tại Khoa Cơ khí Động lực.
- Chọn lọc thông tin, học hỏi kinh nghiệm từ thầy cô, bạn bè.
- Quan sát, thực nghiệm các mô hình, đúc kết mô hình nghiên cứu.
7. Thời gian thực hiện đề tài.
Đề tài đƣợc thực hiện trong vòng 7 tuần, các công việc đƣợc bố trí nhƣ sau:
Giai đoạn 1.
Thu tập tài liệu.
Xác định nhiệm vụ, đối tƣợng nghiên cứu.
Xác định và phân tích mục tiêu nghiên cứu.
dùng trên ôtô của các nƣớc có luật đi đƣờng bên trái nhƣ ở Anh, Nhật, Thuỵ
Điển…
Theo số lƣợng cầu dẫn hƣớng.
Hệ thống lái với các bánh dẫn hƣớng ở cầu trƣớc.
Hệ thống lái với các bánh dẫn hƣớng ở cầu sau.
Hệ thống lái với các bánh dẫn hƣớng ở tất cả các cầu.
Theo kết cấu của cơ cấu lái.
Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp
Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 17
Cơ cấu lái loại trục vít - bánh vít.
Cơ cấu lái loại trục vít - cung răng.
Cơ cấu lái loại trục vít - con lăn.
Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay.
Cơ cấu lái loại liên hợp (gồm trục vít, êcu, cung răng).
Cơ cấu lái loại bánh răng trụ - thanh răng.
Theo đặc tính truyền lực.
Hệ thống lái cơ khí.
Hệ thống lái có trợ lực.
1.1.3 Yêu cầu của hệ thống lái.
Hệ thống lái phải bảo đảm các yêu cầu sau:
Quay vòng ôtô thật ngoặt trong một thời gian rất ngắn trên một diện tích rất bé.
Điều khiển lái phải nhẹ nhàng thuận tiện.
Động học quay vòng phải đúng để các bánh xe không bị trƣợt khi quay vòng.
Tránh đƣợc các va đập từ bánh dẫn hƣớng truyền lên vô lăng.
Giảm thiểu thƣơng vong cho tài xế khi tai nạn chính diện.
Giữ đƣợc chuyển động thẳng ổn định và có khả năng hồi vị tốt.
1.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG,CÁC BỘ PHẬN HỆ THỐNG LÁI.
Hệ thống lái của các loại ô tô ngày nay hết sức đa dạng và phong phú về nguyên lý
3 - Hộp số lái.
1.2.2 Vô lăng (vành tay lái).
Vô lăng (vành tay lái) là bộ phận đặt trên buồng lái có nhiệm vụ tiếp nhận mô men
quay của ngƣời lái và truyền cho trục lái.
Ngoài chức năng chính nhƣ trên, vô lăng còn là nơi bố trí một số bộ phận bắt buộc
nhƣ: Công tắc còi, công tắc đèn, và túi khí để bảo vệ ngƣời lái khi xảy ra sự cố nhƣ tai
nạn…vv
Mặc dù trên hầu hết các hệ thống lái ngày nay đều đƣợc trang bị bộ trợ lực lái nhƣng
vô lăng cũng cần phải đủ vững chắc để có thể truyền đƣợc mô men yêu cầu lớn nhất kể
cả khi bộ trợ lực bị hƣ hỏng.
Ngoài ra vành lái cũng cần phải đảm bảo tính thẩm mỹ.
Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp
Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 20
Hình 1.3. Cấu tạo của vô lăng (vành lái).
1 - Xƣờng bằng thép. 2- Vỏ bọc bằng cao su.
1.2.3 Trục lái.
Chức năng.
Trục lái là nhân tố cấu thành hệ thống lái có chức năng chính là truyền momen lái
từ vô lăng đến cơ cấu lái. Một trục lái đơn giản chỉ bao gồm trục lái và các bộ phận bao
che trục lái.
Trục lái của những ôtô hiện đại có cấu tạo phức tạp hơn nó cho phép thay đổi độ
nghiêng của vô lăng hoặc cho phép trục lái chùn ngắn lại khi ngƣời lái va đập trong
trƣờng hợp xảy ra tai nạn để hạn chế tác hại đối với ngƣời lái.
Ngoài ra trục lái còn là nơi lắp đặt nhiều bộ phận khác của ôtô nhƣ: Cần điều khiển
hệ thống đèn,cần điều khiển gạt nƣớc, cần điều khiển hộp số, hệ thống dây điện và các
đầu nối điện,…
rung động làm cho khoảng cách từ cơ cấu lái tới vô lăng bị thay đổi, khớp then sẽ khắc
phục đƣợc những thay đổi này đảm bảo cho quá trình truyền mô men từ vô lăng xuống
cơ cấu lái một cách liên tục.
Hình 1.6 Kết cấu của khớp then trên trục trung gian.
1 - Nạng chủ động. 3 Then
2 - Then trong. 4 - Nạng bị động.
Trong truyền động lái sử dụng loại các đăng kép bao gồm hai các đăng đơn nhƣ
trên hình (H 1.4). Các đăng đơn có cấu tạo khá đơn giản bao gồm hai nạng liên kết với
nhau bằng một trục chữ thập, sử dụng bạc lót hay ổ bi kim bôi trơn bằng mỡ, nhờ trục
các đăng có thể thiết kế trục lái có hình dàng phù hợp với không gian và các bộ phận
xung quanh.
Ngoài khớp các đăng trục lái của một số loại xe ngày nay có sử dụng loại khớp
mềm. Khớp nối mềm đƣợc làm bằng vật liệu cao xu nhờ đó đƣờng tâm của trục lái và
Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp
Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 23
trục đầu vào cơ cấu lái có lệch nhau một góc nhất định. Cao su trong khớp chữ thập có
chức năng hấp thụ một phần rung động và giữ cho vô lăng ít bị rung.
Hình 1.7 Cấu tạo trục chữ thập.
Hình 1.8 Khớp các đăng trên trục lái.
1 - Trục chủ động. 2 - Trục chữ thập. 3 - Bạc lót 4 - Trục bị động.
Hình 1.9 Kết cấu thay đổi chức năng của vành tay lái.
Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp
Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 25 Hình 1.10 Cơ cấu lái kiểu bánh răng- thanh răng.
Cơ cấu lái kiểu bánh răng –thanh răng có trục quay (đầu vào) đƣợc chế tạo giống
một bánh răng trên đoạn trục liên kết trục lắc (đầu ra). Trục lắc là một thanh răng
thẳng. Hai đầu của thanh răng liên kết với hai thanh nối bên của dẫn động lái thông qua
các khớp cầu .Các răng trên bánh răng và thanh răng liên kết với nhau. Khi bánh răng
quay, thanh răng sẽ chuyển động tĩnh tiến trên mặt phẳng ngang sang trái hoặc phải tuỳ
theo chiều quay của vành tay lái. Trong dẫn động lái với hộp số lái kiểu bánh răng –
thanh răng không có đòn lắc chuyển hƣớng mà thanh răng trực tiếp truyền chuyển
động ngang cho các thanh nối.
Kiểu trục vít – cung răng.
Hình 1.11 Cơ cấu lái kiểu trục vít – cung răng.
1-Trục vít. 2-Cung răng. 3- Trục lắc.
Kiểu trục vít – con lăn.
Copyright: Tài liệu đại học ©