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

NGUYỄN NGỌC PHƯỚC
54 CNOT

PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
VÀ ỨNG DỤNG THIẾT BỊ SMART CARPER 825 ĐO GÓC ĐẶT
BÁNH XE Ô TÔ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ÔTÔ

NHA TRANG – 11/06/2016


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

NGUYỄN NGỌC PHƯỚC
54 CNOT

PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
VÀ ỨNG DỤNG THIẾT BỊ SMART CARPER 825 ĐO GÓC ĐẶT
BÁNH XE Ô TÔ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ÔTÔ


………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………

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 Ngọc Phước
Lớp: 54CNOT
Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Đề tài: “Phân tích đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng thiết bị
Smart Carper 825 đo góc đặt bánh xe ô tô”
Số chương:

Số trang:

Tài liệu tham khảo:

Hiện vật:

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Kết luận……………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………
Điểm phản biện
Bằng số

1.1.1.2. Yêu cầu ................................................................................................3
1.1.1.3. Phân loại hệ thống lái ...........................................................................4
1.1.2. Cấu tạo chung của hệ thống lái trên ô tô .................................................5
1.1.2.1. Hệ thống lái với cầu dẫn hướng loại liền .............................................5
1.1.2.2. Hệ thống lái với cầu dẫn hướng loại cầu cắt........................................6
1.2. Cơ sở lý thuyết................................................................................................. 7
1.2.1. Động học và động lực học quay vòng của ô tô ........................................7
1.2.1.1. Các biện pháp quay vòng bánh xe dẫn hướng .....................................7
1.2.1.2. Quan hệ động học của góc quay trong và ngoài của bánh xe dẫn
hướng ................................................................................................................8
1.2.2. Các góc đặt bánh xe dẫn hướng .............................................................13
1.2.2.1. Góc nghiêng ngang của bánh xe dẫn hướng (góc Camber) ...............14
1.2.2.2. Góc nghiêng dọc của bánh xe dẫn hướng (độ chụm – toe in, toe out)
.........................................................................................................................16
1.2.2.3. Góc nghiêng dọc của trụ quay đứng (góc Caster)..............................17
1.2.2.4. Góc nghiêng ngang của trụ quay đứng (góc Kingpin hoặc góc S.A.I –
Steering exis inclinaton) .................................................................................18
1.2.2.5. Set - back ............................................................................................20
1.2.2.6. Góc tổng hợp (Included Angle) .........................................................21


ii

1.2.2.7. Góc lệch ngang (Thurst Angle)..........................................................21
1.3. Mối liên hệ giữa hệ thống lái và hệ thống treo đến góc đặt bánh xe và sự
chuyển động ổn định ô tô .................................................................................... 22
1.3.1. Trường hợp hệ thống treo độc lập ..........................................................22
1.3.1.1. Hệ thống treo độc lập loại thanh giằng Macpherson .........................23
1.3.1.2. Hệ thống treo độc lập loại hình thang ................................................23
1.3.1.3. Hệ thống treo độc lập loại đòn treo bán dọc ......................................24

2.2.2. Nguyên lý hoạt động ................................................................................44
2.2.3. Hướng dẫn sử dụng ................................................................................52
2.2.3.1. Điều chỉnh giá trị bánh xe (F1) ..........................................................53
2.2.3.2. Nhập dữ liệu cơ bản (F2) ...................................................................62
2.2.3.3. Kiểm tra dữ liệu khách hàng (F3) ......................................................63
2.2.3.4. Tham khảo (F4)..................................................................................65
2.2.3.5. Cài đặt cơ bản (F5).............................................................................65
CHƯƠNG 3.............................................................................................................. 67
ỨNG DỤNG THIẾT BỊ SMART CARPER 825 ĐO, ĐIỀU CHỈNH GÓC ĐẶT
BÁNH XE Ô TÔ ...................................................................................................... 67
3.1. Ứng dụng thiết bị Smart Carper 825 đo, điều chỉnh góc đặt bánh xe cho
dòng xe KIA .......................................................................................................... 67
3.1.1. Quy trình đo kiểm ....................................................................................67
3.1.2 Tiến hành đo kiểm ...................................................................................67
3.1.3. Thu nhận dữ liệu đo kiểm .......................................................................76
3.1.3.1. Trường hợp 1 .....................................................................................76
3.1.3.2. Trường hợp 2 .....................................................................................83
3.1.3.3. Trường hợp 3 .....................................................................................87
3.2. Ứng dụng thiết bị Smart Carper 825 đo, điều chỉnh góc đặt bánh xe cho
dòng xe khác – Dòng xe Mazda .......................................................................... 92
3.2.1. Thông tin xe .............................................................................................92
3.2.2. Phản ánh của khách hàng ......................................................................92
3.2.3. Biểu hiện ở lốp xe ....................................................................................92
3.2.4. Tiến hành đo kiểm ...................................................................................92
CHƯƠNG 4.............................................................................................................. 95
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..................................................................................... 95
4.1. Kết Luận ........................................................................................................ 95
4.1.1. Kết quả đạt được ......................................................................................95
4.1.2. Kết quả chưa đạt được ............................................................................95


Hình 1-13: Độ chụm đầu của bánh xe dẫn hướng. .............................................. 17
Hình 1-14: Góc Caster ......................................................................................... 18
Hình 1-15: Góc Kingpin. ...................................................................................... 19
Hình 1-16: Định nghĩa Set – back. ....................................................................... 20
Hình 1-17: Định nghĩa góc tổng hợp ................................................................... 21
Hình 1-18: Góc lệch ngang âm, góc lệch ngang dương ...................................... 21
Hình 1-19: Kết cấu một số loai hệ thống treo độc lập điển hình. ........................ 22
Hình 1-20: Kết cấu hệ thống treo độc lập loại Macpherson ............................... 23
Hình 1-21: Kết cấu hệ thống treo độc lập loại hình thang. ................................. 23


iv

Hình 1-22 Kết cấu hệ thống treo độc lập kiểu đòn treo bán dọc. ........................ 24
Hình 1-23: Kết cấu một số loai hệ thống treo phụ thuộc điển hình. .................... 25
Hình 1-24: Kết cấu hệ thống treo phụ thuộc loại dầm xoắn ................................ 26
Hình 1-25: Kết cấu hệ thống treo phụ thuộc loại bốn thanh nối. ........................ 26
Hình 1-26: Kết cấu hệ thống treo phụ thuộc loại lò xo lá. .................................. 27
Hình 1-27: Xe KIA Morning MT. ......................................................................... 28
Hình 1-28: Hệ thống treo trước và treo sau xe KIA Morning ............................. 28
Hình 1-29: Xe KIA Cerato 2009........................................................................... 29
Hình 1-30: Hệ thống treo trước và treo sau xe KIA Cerato. .............................. 29
Hình 1-31: Xe KIA Carens 2013. ......................................................................... 29
Hình 1-32: Hệ thống treo trước và treo sau xe KIA Carens. ............................... 30
Hình 2-1: Tổng thể thiết bị Smart Carper 825 ..................................................... 35
Hình 2-2: Cấu tạo bảng tín hiệu và giá kẹp ......................................................... 38
Hình 2-3: Cấu tạo bảng tín hiệu .......................................................................... 39
Hình 2-4: Kích thước các mục tiêu của bảng tín hiệu. ........................................ 40
Hình 2-5: Mô phỏng sự phản quang của bảng tín hiệu ....................................... 40
Hình 2-6: Vị trí các chân của camera. ................................................................. 41

Hình 2-32: Màn hình hiển thị các thông số góc đặt bánh xe chung .................... 58
Hình 2-33: Màn hình hiển thị đánh lái. ............................................................... 59
Hình 2-34: Màn hình hiển thị thông số góc đặt bánh xe sau khi đánh tay lái. .... 59


vi

Hình 2-35: Màn hình điều chỉnh thông số bánh xe sau ....................................... 60
Hình 2-36: Màn hình điều chỉnh thông số bánh xe trước .................................... 61
Hình 2-37: Màn hình điều chỉnh góc caster. ....................................................... 62
Hình 2-38: Màn hình điều chỉnh góc Camber và độ chụm .................................. 62
Hình 2-39: Màn hình chính 1 ............................................................................... 63
Hình 2-40: Màn hình chính 2 ............................................................................... 63
Hình 2-41: Màn hình chính .................................................................................. 64
Hình 2-42: Màn hình tìm kiếm dữ liệu khách hàng ............................................. 64
Hình 2-43: Màn hình hiển thị thông số góc đặt bánh xe ô tô. ............................. 65
Hình 2-44: Màn hình chọn chế độ tham khảo ...................................................... 65
Hình 2-45: Màn hình nhập thông tin người dùng ................................................ 66
Hình 3-1: Chạy xe lên cầu nâng ........................................................................... 68
Hình 3-2: Điều chỉnh hai bánh trước lên bàn xoay ............................................. 68
Hình 3-3: Khóa vô lăng. ....................................................................................... 69
Hình 3-4: Nâng cầu nâng thủy lực. ...................................................................... 69
Hình 3-5: Lắp bảng tín hiệu vào vành bánh xe. ................................................... 70
Hình 3-6: Cân bằng cho bảng tín hiệu. ................................................................ 71
Hình 3-7: Màn hình chính của máy tính. ............................................................. 72
Hình 3-8: Màn hình chính của chương trình ....................................................... 72
Hình 3-9: Màn hình lựa chọn chức năng chính của chương trình ...................... 72
Hình 3-10 Lựa chọn hãng xe. ............................................................................... 73
Hình 3-11: Lựa chọn dòng xe............................................................................... 73


Hình 3-35: Điều chỉnh góc chụm bẹt.. ................................................................. 90
Hình 3-36: Màn hình hiển thị giá trị ở chế độ 3D.. ............................................. 91
Hình 3-37: Thao tác nâng cầu nâng phụ và tháo bánh xe.. ................................. 93
Hình 3-38: Thao tác điều chỉnh góc Camber. ...................................................... 94
Hình 3-39: Màn hình hiển thị giá trị sau khi điều chỉnh ở chế độ 3D. ................ 94


viii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT


1

LỜI NÓI ĐẦU

Hệ thống lái ô tô có chức năng điều khiển hướng chuyển động, đảm bảo tính năng
ổn định chuyển động thẳng cũng như quay vòng của bánh xe dẫn hướng. Trong quá
trình chuyển động hệ thống lái nói chung cũng như các góc đặt bánh xe nói riêng ảnh
hưởng rất lớn đến an toàn chuyển động và quỹ đạo chuyển động của ô tô, đặc biệt đối
với xe có tốc độ cao.
Do yêu cầu và mức độ quan trọng nêu trên, các nhà khoa học trong lĩnh vực ô tô
không ngừng nghiên cứu, cải tiến hệ thống lái cũng như ứng dụng các thiết bị đo chỉnh
kỹ thuật cao để kịp thời phát hiện và điều chỉnh các thông số của hệ thống lái, giúp tiết
kiệm thời gian kiểm tra và chạy thử, nâng cao tính năng của nó. Xuất phát từ yêu cầu
đó, em đã được giao thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài “Phân tích đặc điểm cấu
tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng thiết bị Smart Carper 825 đo góc đặt bánh
xe ô tô”.
Nội dung chính phần thuyết minh đồ án bao gồm:
Lời mở đầu

ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. Tổng quan về hệ thống lái trên ô tô
1.1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống lái trên ô tô
1.1.1.1. Nhiệm vụ
Hệ thống lái giữ vai trò điều khiển hướng chuyển động của ô tô (thay đổi hay duy
trì) theo tác động của người lái. Đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn
giao thông khi ô tô chuyển động.
1.1.1.2. Yêu cầu
1) Khả năng quay vòng hẹp dễ dàng
Khi xe quay vòng trên đường hẹp, đường gấp khúc, hệ thống lái phải có thể quay
gấp các bánh trước một cách dễ dàng và êm dịu.
2) Lực lái thích hợp
Bình thường, lực lái cần thiết sẽ lớn hơn khi xe đứng yên và sẽ giảm khi tốc độ xe
tăng. Vì vậy, để đảm bảo lái dễ dàng và cảm giác về mặt đứng tốt hơn ở tốc độ thấp và
nặng hơn ở tốc độ cao.
3) Hồi vị êm
Trong khi xe quay vòng, người lái phải giữ vô lăng chắc chắn. Tuy nhiên sau khi
quay vòng xong hồi vị (sự quay về vị trí chuyển động thẳng của vô lăng) phải xảy ra
êm dịu khi người lái nới lỏng tay lái.
4) Giảm tối thiểu sự truyền các va đập từ mặt đường
Không để các va đập từ mặt đường xấu làm mất điều khiển tay lái cũng như sự
nẩy ngược của vô lăng.


4

1.1.1.3. Phân loại hệ thống lái
1) Theo cách bố trí vành lái
- Hệ thống lái bố trí bên trái (theo chiều chuyển động của ô tô) được dùng trên ô tô các
nước có luật đi đường bên phải như Việt Nam.

14. Vành tay lái; 15. Đòn quay; 16. Thanh lái ngang.
Hệ thống lái loại này thường được bố trí trên ô tô khách và tải, bao gồm các cộ phận
chính:
1) Vành lái: cùng với trục lái có nhiệm vụ truyền lực của người điều khiển từ vành lái
đến cơ cấu lái.
2) Cơ cấu lái: có nhiệm vụ biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển động góc
của đòn quay đứng và khuếch đại lực điều khiển trên vành tay lái.


6

3) Dẫn động lái: bao gồm đòn quay đứng 15, đòn kéo dọc 9, đòn kéo ngang 5, ngõng
quay 6. Nó có nhiệm vụ biến chuyển động góc của đòn quay đứng 15 thành chuyển
động góc của ngõng quay bánh xe dẫn hướng.
4) Hình thang lái: ba khâu 7, 16 và 18 hợp với dầm cầu dẫn hướng tạo thành bốn khâu
dạng hình thang, nên gọi là hình thang lái, có nhiệm vụ tạo chuyển động góc của hai
bánh xe dẫn hướng theo một quan hệ xác định bảo đảm các bánh xe không bị trượt khi
quay vòng.
1.1.2.2. Hệ thống lái với cầu dẫn hướng loại cầu cắt
Cầu cắt thuộc hệ thống treo độc lập, bố trí chung của hệ thống lái loại này được chỉ ra
trên hình 1-2.

a)

b)


7

c)

1.2.1.2. Quan hệ động học của góc quay trong và ngoài của bánh xe dẫn hướng
1) Động lực học quay vòng ô tô
Xét sự quay vòng của một ô tô hai cầu với cầu trước là cầu dẫn hướng (Hình 1-3).
Khi muốn thực hiện quay vòng ô tô, người điều khiển phải thông qua hệ thống lái
để điều khiển các bánh xe dẫn hướng quay theo một góc nào đó theo hướng quay vòng.
Động học quay vòng đúng xảy ra khi tất cả các bánh xe đều quay quanh một tâm quay
tức thời (điểm O trên hình 1-3). Nếu đảm bảo được các điều kiện này thì các bánh xe sẽ
chuyển động lăn mà không có sự trượt xảy ra.
Muốn vậy góc quay của bánh xe dẫn hướng bên trái và bên phải là khác nhau (β