Đồ án cơ điện tử 2
GVHD: Bùi Hải Triều
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
.........................................................................................................
4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ
...........................
5
1.1.1.Định nghĩa
.......................................................................................................
5
Hình 1.1 Cơ điện tử kết hợp giữa robot và tin học
............................................
6
Hình 1.3 Kết cấu cơ điện tử
.................................................................................
7
Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống ABS
.............................................................................
12
1.2.2.Các hệ thống điều khiển thân xe
..............................................................
13
Hình 1.9 Tác dụng của hệ thống ESP
................................................................
14
Hình 1.10 Hiệu quả của hệ thống phanh cân bằng điện tử ESP
..................
15
1.2.3.Các hệ thống điều khiển gầm ô tô
...........................................................
16
Hệ thống điều khiển gầm ô tô gồm: hộp số tự động điều khiển tự động
ECT
.........................................................................................................................
20
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE
HONDA CIVIC
.....................................................................................................
23
3.1. Công dụng, yêu cầu của hệ thống phanh
.....................................................
23
3.1.1. Công dụng hệ thống phanh
.......................................................................
23
3.1.2. Yêu cầu của hệ thống phanh
....................................................................
23
3.2. Cấu tạo chung, nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh
..........................
24
3.2.1. Cấu tạo chung
.............................................................................................
3.3.1. Cấu tạo
........................................................................................................
36
3.3.2. Nguyên lý làm việc
......................................................................................
36
3.4. Kết cấu dẫn động phanh
..............................................................................
37
3.4.1. Cấu tạo
........................................................................................................
37
3.4.2. Nguyên lý làm việc
......................................................................................
37
3.5. Kết cấu bộ trợ lực phanh
............................................................................
40
3.8. ECU ABS
.......................................................................................................
48
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH XE
HONDA CIVIC
.....................................................................................................
58
4.1. Mục đích, nội dung tính toán kiểm nghiệm
..................................................
58
4.1.2 Nội dung
........................................................................................................
58
4.2. Sơ đồ tính toán kiểm nghiệm và các thông số ban đầu
...............................
58
4.2.1 Sơ đồ tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh Honda Civic
..................
64
4.6. Tính toán xác định áp lực lên má phanh
........................................................
65
4.7. Tính toán nhiệt trong quá trình phanh
..........................................................
65
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN
.....................................................
68
5.1. Thiết kế trên Proteus
.....................................................................................
68
SVTH: Đặng Văn Thiên
2
Đồ án cơ điện tử 2
GVHD: Bùi Hải Triều
Song song với việc phát triển nghành ôtô thì vấn đề bảo đảm an toàn cho người
và xe càng trở nên cần thiết, nó đảm bảo tính mạng, của cải và vật chất cho con
người. Do đó trên ôtô hiện nay xuất hiện rất nhiều cơ cấu bảo đảm an toàn như: cải
tiến cơ cấu phanh, dây đai an toàn, túi khí…trong đó cơ cấu phanh đóng vai trò quan
trọng nhất. Cho nên sau khi kết thúc khóa học tại trường em đã chọn đề tài “Tính
toán, thiết kế hệ thống phanh trên xe Honda Civic 2016”.
SVTH: Đặng Văn Thiên
4
Đồ án cơ điện tử 2
GVHD: Bùi Hải Triều
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ
1.1.Khái niệm cơ điện tử
1.1.1.Định nghĩa
Cơ điện tử là một hệ thống cơ cấu máy có thiết bị điều khiển đã được lập trình
và có khả năng hoạt động một cách linh hoạt. Ứng dụng trong sinh hoạt, trong công
nghiệp, trong lĩnh vực nghiên cứu như; máy lạnh, tủ lạnh, máy giặt, máy chụp hình,
modul sản xuất linh hoạt, tự động hóa quá trình sản xuất hoặc các thiết bị hổ trợ
nghiên cứu như các thiết bị đo các hệ thống kiễm tra …
Một số nhà khoa học nhà nghiên cứu đã định nghĩa cơ điện tử như sau: Khái
niệm của cơ điện tử được mở ra từ định nghĩa ban đầu của công ty Yasakawa Electric:
“thuật ngữ Mechantronics (Cơ điện tử) được tạo bởi (Mecha) trong Mechanism (trong
Cơ Cấu) và tronics trong electronics (Điện Tử). Nói cách khác, các công nghệ và sản
phẩm ngày càng được phát triển sẽ ngày càng được kết hợp chặt chẽ và hữu cơ thành
phần điện tử vào trong các cơ cấu và rất khó có thể chỉ ra ranh giới giữa chúng.
Một định nghĩa khác về cơ điện tử thường hay nói tới do Harashima,
SVTH: Đặng Văn Thiên
6
Đồ án cơ điện tử 2
GVHD: Bùi Hải Triều
Hình 1.3 Kết cấu cơ điện tử
Sản phẩm Cơ điện tử là các sản phẩm cho người sử dụng cuối cùng như các
đồ dùng, thiết bị gia dụng được chế tạo hàng loạt, hoặc các sản phẩm chất lượng cao
như điện thoại thông minh, ôtô, máy bay, tên lửa, tàu vũ trụ, thiết bị y tế, các bộ phận
cơ thể nhân tạo thay thế cho con người vv… Các sản phẩm này được thiết kế và chế
tạo một cách tiện ích nhất, phù hợp với các yêu cầu riêng cho người sử dụng và người
sử dụng không quan tâm đến các công nghệ được dùng trong nó mà họ mua và dùng
các sản phẩm này vì nó tốt hơn, kinh tế hơn, tiện dụng hơn phù hợp với những yêu
cầu riêng của mình.
Cơ điện tử có thể được định nghĩa như sau:
“Cơ điện tử là một lĩnh vực khoa học và công nghệ được hình thành từ sự cộng
năng của nhiều ngành khoa học công nghệ nhằm hoàn thiện, thông minh hoá tạo nên
linh hồn và cảm xúc cho các sản phẩm và công cụ phục vụ cho con người”.
1.1.2. Các thành phần của hệ thống cơ điện tử
Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống cơ điện tử.
Thiết bị công nghệ cơ khí:
Đây chính là cơ cấu máy công tác, thực hiện các thao tác của quá trình công
nghệ.
Cảm biến ( sensor ).
Là thiết bị chuyển đổi năng lượng từ dạng này qua dạng khác được dùng để
SVTH: Đặng Văn Thiên
8
Đồ án cơ điện tử 2
GVHD: Bùi Hải Triều
EFI: Hệ thống phun xăng điện tử.
ESA: Hệ thống đánh lửa sớm điện tử.
ISC: Hệ thống điều khiển tốc độ không tải.
ECT: Hộp số tự động điều khiển điện tử.
ABS: Hệ thống phanh chống bó cứng.
TEMS: Hệ thống treo điều khiển điện tử.
TRC: Hệ thống chống trượt bánh xe.
A/C: Hệ thống điều hòa không khí.
1.2.1.Các hệ thống điều khiển động cơ
a) Hệ thống phun xăng điện tử EFI
Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống EFI
Một bơm nhiên liệu cung cấp đủ nhên liệu cung cấp đủ nhiên liệu dưới áp suất
không đổi đến các vòi phun. Các vòi phun sẽ phun 1 lượng nhiên liệu định trước vào
đường ống nạp theo các tín hiệu từ ECU động cơ. ECU nhận các tín hiệu từ nhiều
cảm biến thông báo về sự thay đổi các chế độ hoạt động như sau:
Áp suất đường ống nạp hay khí nạp. Góc quay trục khuỷu G, tốc độ động cơ
NE, tăng tốc, giảm tốc VTA, nhiệt độ nước làm mát THW, nhiệt độ khí nạp.
SVTH: Đặng Văn Thiên
9
Hình 1.8 Hệ thống ISE
ECU được lập trình với các giá trị tốc độ động cơ tiêu chuẩn tương ứng với các
điều kiện sau: nhiệt độ nước làm mát THW, điều hòa không bật hay tắt A/C. Các cảm
biến truyền dẫn tín hiệu đến ECU, nó sẽ điều khiển dòng khí bằng van ISC, qua
đường khí phụ điều chỉnh tốc độ không tải đến tiêu chuẩn.
d) Hệ thống chẩn đoán
ECU động cơ có một hệ thống chẩn đoán. ECU luôn luôn giám sát các tín hiệu
đang được chuyển vào từ các cảm biến khác nhau. Nếu nó phát hiện một sự cố với
một tín hiệu vào, ECU sẽ ghi sự cố đó dưới dạng của những DTC (Mã chẩn đoán hư
hỏng) và làm sáng MIL (Đèn báo hư hỏng). Nếu cần ECU có thể truyền tín hiệu của
các DTC này bằng cách nhấp nháy đèn MIL hoặc hiển thị các DTC hoặc các dữ liệu
khác trên màn hình của máy chẩn đoán cầm tay. Các chức năng chẩn đoán phát ra các
DTC và các dữ liệu về một sự cố trên một máy chẩn đoán có dạng tiên tiến và hoàn
chỉnh cao của hệ thống điện tử
e) Phanh ABS
SVTH: Đặng Văn Thiên
11
Đồ án cơ điện tử 2
GVHD: Bùi Hải Triều
Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống ABS
Thành phần chính đó là cảm biến tốc độ, cảm biến hồi chuyển
Bộ điều khiển (ECU) là bộ điều khiển bằng điện tử, bộ não của Abs. Nhiệm
vụ chính là tiếp nhận, phân tích, so sánh những thông tin mà bộ phận cảm biến gửi về.
thì lúc này ABS đóng Valve để ngăn không cho dầu đổ xuống nữa và mở Valve khi
cần thiết để dầu thắng lưu thông bình thường trở lại nhằm đảm bảo cho bánh xe lăn
đều khi giảm tốc hoặc tránh được tình trạng bị khóa cứng.
Từ vận tốc 20km/h trở đi thì ABS sẽ tự động vận hành một cách nhanh chóng
và chúng ta sẽ nghe thấy tiếng click ở bên trong máy. Khi xe di chuyển với vận tốc
dưới 20km/h thì lúc này ABS sẽ ngừng hoạt động.
1.2.2.Các hệ thống điều khiển thân xe
Các hệ thống điều khiển thân xe gồm VSCESPVSA ổn định thân xe.
Sở dĩ ESP (Electronic Stability Program) rất quan trọng là vì điều này bạn sẽ
cảm nhận thấy thực sự rất cần thiết như thế nào khi bạn đánh lái xe vào những khúc
cua gấp ở tốc độ cao.
Như bạn đã biết, khi bạn đang đi xe ở tốc độ cao, vì một lý do nào đó lái xe
phanh gấp khi đánh tay lái trên khúc cua tay áo hệ quả xe của bạn có thể bị lật xảy ra
rất lớn (do đánh lái thiếu hoặc thừa). Ngoài lý do của lực quán tính, độ ma sát, tính
chất đường, một trong những nguyên nhân chính từ yếu tố kỹ thuật của xe ô tô là bộ
truyền động vi sai sẽ không thể giữ chiếc xe của bạn vững được trong tình huống này
do mất cân bằng hai bên thân xe khi lái vào đường vòng cua .
SVTH: Đặng Văn Thiên
13
Đồ án cơ điện tử 2
GVHD: Bùi Hải Triều
Hình 1.9 Tác dụng của hệ thống ESP
SVTH: Đặng Văn Thiên
14
GVHD: Bùi Hải Triều
1.2.3.Các hệ thống điều khiển gầm ô tô
Hệ thống điều khiển gầm ô tô gồm: hộp số tự động điều khiển tự động ECT
Với các xe có hộp số tự động thì người lái xe không cần phải suy tính khi nào
cần lên số hoặc xuống số. Các bánh răng tự động chuyển số tùy thuộc vào tốc độ xe
và mức phức tạp bàn đạp ga. Một hộp số mà trong đó việc chuyể số bánh răng được
điều khiển bằng một ECU được gọi là ECT và một hộp số không sử dụng ECU được
gọi là hộp số tự động thuần thủy lực. Hiện nay hầu hết các xe đều sử dụng ECT.
Các hộp số tự động có thể chia thành hai loại chính đó là hộp số được sử dụng
tron gcasc xe FF( động cơ ở phía trước, dẫn động bánh trước) và casc xe FR ( động cơ
phía trước, dẫn động bánh sau). Các hộp số của xe FF thì có bộ dẫn động cuối cùng
( vi sai) lắp bên ngoài. Loại hộp số tư động dùng trong xe FR được gọi là hộp truyền
động. Trong hộp só truyền động đặt ngang, hộp truyền động và bộ dẫn động cuối
cùng được bố trí trong cùng một vỏ hộp. Bộ dẫn động cuối cùng gồm một cặp basnh
răng giảm tốc ( bánh răng dẫn và bánh răng bị dẫn) và các bánh răng vi sai.
Hộp số ECT sử dụng áp suất thủy lực để tự động chuyển đổi số theo các tín
hiệu điều khiển của ECU. Nhờ bộ cảm biến ECU điều khiển các van điện từ theo
tình trạng của động cơ và của xe. Sơ đồ các bộ phận hộp số ECT được cho như hình
sau:
SVTH: Đặng Văn Thiên
16
Đồ án cơ điện tử 2
GVHD: Bùi Hải Triều
Hình 1.11 Sơ đồ bố trí chi tiết hộp số tự động
hợp các hệ thống như: hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS(Antilock Brake System);
hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD (Electronical BrakeForce Distribution).
2.2. Các thông số kỹ thuật của xe Honda Civic
Các thông số kỹ thuật của xe Honda Civic được thể hiện dưới bảng sau– [3]
TT Thông số
Đơn vị
Giá trị
Kích thước
1
Công thức bánh xe
2
Chiều dài toàn bộ
mm
4540
3
Chiều rộng toàn bộ
1320
4x2
Trọng lượng
7
Trọng lượng bản than
8
Phân bố trên trục 1
KG
730
9
Phân bố trên trục 2
KG
590
10
Số người cho phép ( kể cả người KG
Cm3
1998
14
Công suất lớn nhất/Tốc độ quay
Kw/vòng/phút
114/6000
15
Moomen lớn nhất/Tốc độ quay
N.m/vòng/phút
188/4500
16
Tốc độ không tải nhỏ nhất
Vòng/phút
800
17
21
Tỷ số truyền số 3
1,082
22
Tỷ số truyền số 4
0,773
23
Tỷ số truyền số 5
0,566
24
Tỷ số truyền số lùi
12V60W
HID
30
Đèn cốt
12V51W
HB4
31
Đèn sương mù
12V55W
H11
SVTH: Đặng Văn Thiên
21
Đồ án cơ điện tử 2
GVHD: Bùi Hải Triều
32
Vô lăng
Đường kính 267mm
3 chấu phủ sơn màu bạc
Điều hòa không khí
37
38
Máy nén
77,1ml
Loại cuộn
Đĩa đơn
Ly hợp máy nén
loại khô
Ga 134
39
Chất làm lạnh
450g
Như vậy, ở chương 2 ta đã giới thiệu tổng quan về xe và các hệ thống có trên
Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và lực phanh sinh ra ở
cơ cấu phanh.
Có độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao.
SVTH: Đặng Văn Thiên
23
Đồ án cơ điện tử 2
GVHD: Bùi Hải Triều
3.2. Cấu tạo chung, nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh
3.2.1. Cấu tạo chung
1 Bố trí hệ thống phanh
a) Bố trí trên xe
8
6
7
9
2
5
4
7
8
9
10
Hình 2.2: Sơ đồ bố trí hệ thống phanh dạng tổng quát
1.Bàn đạp phanh; 2. Trợ lực phanh; 3. Xi lanh phanh chính; 4. Rô to cảm biến và
cảm biến tốc độ; 5,10. Cụm cơ cấu phanh; 6. Bộ chấp hành ABS
SVTH: Đặng Văn Thiên
25
Copyright: Tài liệu đại học ©