1. Trang Chủ
  2. Cơ khí - Chế tạo máy
  3. Đồ án tốt nghiệp Cơ khí động lực: Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống lái trợ lực điện

Đồ án tốt nghiệp Cơ khí động lực: Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống lái trợ lực điện

Đồ án tốt nghiệp : Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống lái trợ lực điện gồm có 5 chương giới thiệu tổng quan, đặt vấn đề, mục dích của đề tài,...giới thiệu sơ lược về hệ thống lái, công dụng, nguyên lý hoạt động hệ thống lái trợ lực điện, thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống lái trợ lực điện, hệ thống lái trợ lực điện của xe Suzuki. Mời các bạn cùng tham khảo! Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM KHOA: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BỘ MÔN: ĐIỆN

Thể loại Tài liệu miễn phí Cơ khí - Chế tạo máy

Số trang 87

Ngày tạo 4/7/2023 11:06:11 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 2.58 M

Tên tệp

Tải Đồ án tốt nghiệp Cơ khí động lực: Thiết kế chế tạo... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp 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 Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 1
  2. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... Tp. HCM Ngày Tháng Năm 2012. Giáo viên hướng dẫn. Võ Xuân Thành Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 2
  3. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN. ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... TP. HCM Ngày Tháng Năm 2012. Giáo viên phản biện. Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 3
  4. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp LỜI MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp ôtô đã có những bƣớc phát triển đáng kể. Đặc biệt, trên ôtô có có sự can thiệp mạnh mẽ của hệ thống điện - điện tử nhằm đáp ứng các yêu cầu nhƣ: Tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm độ độc hại của khí thải, tăng tính năng an toàn và tiện nghi của ô tô. Ngày nay, chiếc ôtô là một sự kết hợp hoàn hảo giữa cơ khí và điện tử. Hầu hết các hệ thống điện trên ôtô đều có mặt bộ vi xử lý để điều khiển các quá trình hoạt động của hệ thống. Các hệ thống mới lần lƣợt ra đời và đƣợc ứng dụng rộng rãi trên các loại ôtô, từ các hệ thống điều khiển động cơ và hộp số cho đến các hệ thống an toàn và tiện nghi trên ôtô nhƣ: hệ thống chống trƣợt lếch khi phanh (ABS), hệ thống chống trƣợt quay (TRC), hệ thống ổn đinh động học (VSC), hệ thống điều khiển chạy tự động (CCS)… Không dừng lại ở chỗ đó, các nhà chế tạo ôtô đã đƣa điện vào hệ thống lái thay thế cho hệ thống lái trợ lực bằng thủy lực cổ điện nhằm mục đích: Giảm tiêu hao nhiên liệu, trợ lực chính xác hơn và làm cho hệ thống lái đơn giản hơn. Đó là hệ thống lái trợ lực điện hay còn goi là EPS ( electric power system). Với hi vọng tổng hợp lại các kiến thức đã đƣợc học và muốn đƣợc những hiểu biết, nắm bắt sâu sắc hơn về hệ thống lái trợ lực điện để bổ sung thêm vốn kiến thức của chúng em khi bƣớc chân ra trƣờng. nên chúng em quyết định chọn đồ án  THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN. Trên tinh thần làm việc nghiêm túc, với những nỗ lực cao của bản thân nội dung của bản đồ án đƣợc xây dựng trên cơ sở những tính toán khoa học có tính thuyết phục cao. Bản đồ án đƣợc trình bày một cách đơn giản hóa, chi tiết nhằm giúp cho ngƣời đọc dễ hiểu. Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chế, trong phạm vi thời gian có hạn, lƣợng kiến thức lớn nên bản đồ án không khỏi có những hạn chế nhất định. Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 4
  5. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp 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. Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 5
  6. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp MỤC LỤC Phần A: TỔNG QUAN 1. Đại vấn đề: ................................................................................................................. 12 2. Giới hạn đề tài: ........................................................................................................... 12 3. Mục đích nghiên cứu:................................................................................................. 13 4. Nội dung nghiên cứu: ................................................................................................. 13 5. Đối tƣợng nghiên cứu: ............................................................................................... 14 6. Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................................... 14 7. Thời gian thực hiện đề tài . ........................................................................................ 14 Phần B: NỘI DUNG Chương I:GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG LÁI ......................................................... 16 1.1 CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG LÁI. ....................... 16 1.1.1 Công dụng hệ thống lái. ................................................................................ 16 1.1.2 Phân loại hệ thống lái. .................................................................................. 16 1.1.3 Yêu cầu của hệ thống lái. .............................................................................. 17 1.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG,CÁC BỘ PHẬN HỆ THỐNG LÁI. ........................ 17 Hình.1.1 Cách bố trí các bộ phận của hệ thống lái trên xe. ................................ 18 1.2.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái. ......................................................... 18 Hình.1.2 Sơ đồ kết cấu hệ thống lái đơn giản. .................................................... 19 1.2.2 Vô lăng (vành tay lái). .................................................................................. 19 Hình 1.3 Cấu tạo của vô lăng (vành lái). ............................................................ 20 1.2.3 Trục lái. ......................................................................................................... 20 Hình 1.4. Cấu tạo một trục lái ............................................................................. 21 Hình 1.5. Kết cấu trục lái. ................................................................................... 21 Hình 1.6 Kết cấu của khớp then trên trục trung gian. ......................................... 22 Hình 1.7 Cấu tạo trục chữ thập. .......................................................................... 23 Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 6
  7. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp 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 ic 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 Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 7
  8. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp Bảng 2.2 Chức năng của EPS ( trích ô tô Hui). .................................................. 39 2.4. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG. ................................................................................ 39 Hình 2.2 Sơ đồ khối hệ thống. ............................................................................ 39 Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống lái trợ lực điện. ............................................................ 40 Hình 2.4.trợ lực kiểu dây đai .............................................................................. 41 Hình 2.5 Trợ lực có mô tơ trên trục lái .............................................................. 41 Hình 2.6 Trợ lực có mô tơ trên thƣớc lái ............................................................ 41 Chương III: HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN CỦA SUZUKI ............................ 42 3.1. CÁCH BỐ TRÍ VÀ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG............................................................... 42 3.1.1 Cách bố trí. .................................................................................................... 42 Hình 3.1 Hệ thống lái bố trí bên trái. .................................................................. 42 Hình 3.2 Hệ thống bố trí bên phải....................................................................... 42 Hình 3.3 Động cơ trợ lực D/C bố trí trên trục lái. .............................................. 43 Hình 3.4 Sơ đồ lắp mạch của hệ thống ............................................................... 43 Hình 3.5 Sơ đồ mạch hệ thống lái trợ lực điện của Suzuki. .............................. 44 3.1.2. Nguyên lý hoạt động. ................................................................................... 45 3.2. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC BỘ PHẬN. ......................................... 45 3.2.1 Động cơ điện một chiều. ............................................................................... 45 Hình 3.6 Cấu tạo động cơ D/C. ........................................................................... 45 3.2.2 Cảm biến mô mem xoắn. .............................................................................. 46 Hình 3.7 Cấu tạo các vành răng rotor ................................................................. 46 Hình 3.8 Mặt cắt ngang cảm biến mô men xoắn. ............................................... 47 Hình 3.9 Khi tay lái ở vị trí trung gian................................................................ 48 Hình 3.10 So sánh điện áp giữa 2 tín hiệu .......................................................... 48 Hình 3.11 Cảm biến mô men xoắn có sự cố. ...................................................... 49 3.2.3 ECU EPS....................................................................................................... 49 3.2.4 Đèn báo EPS. ................................................................................................ 49 Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 8
  9. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp 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 Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 9
  10. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp 4.5.1 Quá Trình Thiết kế mạch .............................................................................. 61 Hình 4.7 Pic 18F4431 ......................................................................................... 62 Hình 4.8 Mạch tạo tín hiệu tốc độ xe .................................................................. 64 Hình 4.9 Mạch lặp điện áp tín hiệu ..................................................................... 65 Hình 4.10 Mạch hiển thị tín hiệu ........................................................................ 66 Hình 4.11 Mạch in hiển thị tín hiệu .................................................................... 66 Hình 4.12 Mạch hiển thị thực tế ......................................................................... 67 Hình 4.13 Mạch reset .......................................................................................... 67 Hình 4.14 Mạch công suất .................................................................................. 68 Hình 4.1 Mạch công suất thực tế ........................................................................ 69 Hình 4.16 Mạch nguồn 5V.................................................................................. 69 Hình 4.17 Cổng nối ............................................................................................. 70 Hình 4.18 Mạch điều khiển ................................................................................. 71 Hình 4.19 Mạch điều khiển thực tế. .................................................................... 72 Lƣu đồ quay: ....................................................................................................... 72 Chương V: HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN ........................................................ 74 5.1.MÔ HÌNH HOÀN CHỈNH: ..................................................................................... 74 Hình 5.1. Mô hình hoàn chỉnh ............................................................................ 74 5.1.1 Các chân trên mô hình: ................................................................................. 75 Hình 5.2 Các chân trên xa bàn ............................................................................ 75 Hình 5.3 .Điều chỉnh tốc độ xe ........................................................................... 76 5.2 QUI TRÌNH VẬN HÀNH : ..................................................................................... 76 Hình 5.4 Xe đang ở vị trí đứng yên .................................................................... 76 Hình 5.5 Vô lăng ở trung gian ............................................................................ 77 Hình 5.6 Vô lăng quay phải . .............................................................................. 77 Hình 5.7 Vô lăng quay trái .................................................................................. 77 5.3 NHẬN XÉT MÔ HÌNH: .......................................................................................... 78 Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 10
  11. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp 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 Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 11
  12. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp 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+ 2. Giới hạn đề tài: Một hệ thống hoạt động ngoài thực tế thì đòi hỏi sự tổng hợp của rất nhiều tín hiệu đầu vào và sự kết hợp tín hiệu từ các hệ thống khác để đảm bảo độ chính xác và tính an toàn cao nhất. Hệ thống EPS cũng vậy, nó muốn hoạt một cách chính xác và an toàn thì đòi hỏi phải có sự tổng hợp của nhiều thông tin đầu vào từ các cảm biến nhƣ: Cảm biến Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 12
  13. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp tốc độ xe, cảm biến mô men xoắn,.. Để bộ điều khiển của hệ thống có sự tính toán, so sánh và đƣa ra thông tin điều khiển một cách chính xác. Một mô hình mô phỏng hệ thống EPS muốn làm đầy đủ các điều đó thì đòi hỏi rất nhiều điều kiện nhƣ: Có thời gian, có hiểu biết sâu về lập trình, có kinh nghiệm thực tế, có kinh phí… Do trình độ và thời gian có hạn nhóm chúng em tập trung vào nghiên cứu, phân tích và chế tạo mạch điện điều khiển, thiết lập mô hình hoạt động Suzuki- Wagon R+ dựa trên nền tảng thực tế. Đây là những điều mà đồ án thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống lái trợ lực điện của chúng em đã làm đƣợc: - Thiết kế mạch vi điều điều khiển dùng PIC 18F4431. - Giả cảm biến tốc độ xe. - Tạo tín hiệu mô men. - Dùng LED 7 đoạn thể hiện tín hiệu tốc độ xe bằng tần số. - Dùng LED 7 đoạn thể hiện mo men xoắn bằng tần số. - Dùng LED thể hiện hƣớng quay bên trái và bên phải. - Dùng mạch công suất điều khiển động cơ D/C 3. Mục đích nghiên cứu: Làm tài liệu tham khảo cho các bạn sinh viên, Mặt khác, chúng em biên soạn cuốn hƣớng dẫn kèm theo mô hình hệ thống, với nội dung chi tiết khá đầy đủ về hệ thống lái trợ lực bằng điện nói chung và hệ thống lái trợ lực điện trên xe Suzuki wagon-R+ nói riêng. Đồng thời trình bày chi tiết về cách thiết kế khung, mạch điện, và lập trình hoạt 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: Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 13
  14. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp  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.  Thiết kế, chế tạo mạch điện điều khiển.  Thiết kế mô hình.  Thi công, chế tạo mô hình.  Giai đoạn 2. Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 14
  15. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp  Viết thiết minh.  Hoàn thiện đề tài. Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 15
  16. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp Phần B: NỘI DUNG Chương I: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG LÁI 1.1. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG LÁI. 1.1.1 Công dụng hệ thống lái. Hệ thống lái của xe có chức năng điều khiển quỹ đạo chuyển động của xe. Việc điều khiển quỹ đạo chuyển động của xe có thể là duy trì phƣơng chuyển động hoặc thay đổi phƣơng chuyển động hiện tại của xe. Hai quá trình này đƣợc gọi chung là quay vòng xe. Có ba trạng thái quay vòng cơ bản: quay vòng đủ, quay vòng thừa và quay vòng thiếu. 1.1.2 Phân loại hệ thống lái. Tuỳ thuộc vào yếu tố căn cứ để phân loại, hệ thống lái đƣợc chia thành các loại sau:  Theo cách bố trí vô lăng.  Hệ thống lái với vành lái bố trí bên trái (theo chiều chuyển động của ôtô) đƣợc dùng trên ôtô của các nƣớc có luật đi đƣờng bên phải nhƣ ở Việt nam và một số các nƣớc khác.  Hệ thống lái với vành lái bố trí bên phải (theo chiều chuyển động của ôtô) đƣợc 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. Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 16
  17. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp  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 hoạt động cũng nhƣ về kết cấu, tuy nhiên về cơ bản chúng đều có 4 bộ phận chính sau đây:  Vô lăng (vành lái).  Trục lái.  Cơ cấu lái (hộp số lái).  Dẫn động lái. Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 17
  18. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp Hình.1.1 Cách bố trí các bộ phận của hệ thống lái trên xe. 1.2.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái. Khi vô lăng tiếp nhận lực tác động của tài xế, khi đó vô lăng sẽ truyền tới trục lái mô men và chiều mà tài xế tác động và trục lái truyền tới cơ cấu lái, các thanh dẫn động lái truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hƣớng kết quả là di chuyển theo hƣớng mà tài xế điều khiển. Kết cấu lái phụ thuộc vào cơ cấu chung của xe và của từng chủng loại xe. Để quay vòng đƣợc thì ngƣời lái cần phải tác động vào vô lăng một lực. Đồng thời cần có một phản lực sinh ra từ mặt đƣờng lên mặt vuông góc với bánh xe. Để quay vòng đúng thì các bánh xe dẫn hƣớng phải quay quanh một tâm quay tức thời khi quay vòng. Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 18
  19. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp Hình.1.2 Sơ đồ kết cấu hệ thống lái đơn giản. 1 -Vô lăng (vành tay lái). 4 - Khung xe. 2 - Trục lái. 5 - Các cơ cấu dẫn động lái. 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. Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 19
  20. Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Đồ Án Tốt Nghiệp 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,…  Cấu tạo: Trục lái là bộ phận đặt bên trong vỏ, trục lái có chức năng truyền chuyển động quay của vành tay lái đến cơ cấu lái. Đầu trên của trục lái thƣờng có ren và then hoa để liên Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Lái Trợ Lực Điện. Trang 20
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược