TIỂU LUẬN CUỐI kỳ NHẬP môn CÔNG NGHỆ kỹ THUẬT ô tô TOYOTA NGHIÊN cứu hệ THỐNG lái TRÊN TOYOTA VIOS

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANG KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ TIỂU LUẬN CUỐI KỲ NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ TOYOTA NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG LÁI TRÊN TOYOTA VIOS Giảng Viên : Phạm Hữu Nghĩa Lớp: 25OT- 01 Sinh Viên: Phạm Thái Tài MSSV: 197OT23107 TP.HCM, tháng năm 2020 BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Giáo viên hướng dẫn Họ tên sinh viên : Nghĩa Phạm Hữu : Phạm Thái Tài Mssv : 197OT23107 Lớp : K25OT8 Tên đề tài Điểm đánh giá : xếp loại : TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Giáo viên hướng dẫn (ký tên ghi rõ họ tên) LỜI NÓI ĐẦU Nghiên cứu phát triển hệ thống ô tô cho thấy ô tô giới có thay đối mạnh mẽ có thay đối hệ thống lái Xu dẫn động điều khiến kiếm sốt tồn động lực học xe thông qua điều khiến điện dần trở nên rõ nét Các nghiên cứu hệ thống điều khiến điện tiền đề phát triến cộng nghệ lái tự động Công nghệ thử nghiệm cấp độ khác ô tơ có khả kết nối với sở hạ tầng giao thơng thơng minh Có bốn cấp độ phát triến công nghệ lái ô tô khác nhau: Hỗ trợ người lái, kết hợp chức tự động với người lái, lái tự động mức độ giới hạn, lái tự động hồn tồn Trong đó, cơng nghệ lái tự động hoàn toàn việc cho phép phương tiện thực tự động tất chức lái xe có chức giám sát điều kiện giao thơng vận hành Cơng nghệ giúp giải phóng sức lao động thời gian lái xe, người sử dụng cần lựa chọn điếm đến, cơng việc cịn lại hoàn toàn tự động Các nghiên cứu hệ thống lái điện (SBW) tiền đề đế phát triến cơng nghệ lái tự động nhiều nhóm nghiên cứu giới thực Tại Việt Nam, nghiên cứu hệ thống lái điện chưa nhiều nhà nghiên cứu quan tâm mức Với mong muốn nắm bắt công nghệ điều khiến lái đại giới cách sâu sắc, tiến tới làm chủ công nghệ phát triến công nghệ Việt Nam MỤC LỤC 3.1 Chương 1: Thơng Tin Hãng Xe TOYOTA 1.1 Lịch sử hình thành: Cái tên Toyota sửa đổi từ Toyoda, tên người sáng lập hãng ôtô lớn Nhật Bản Sau gần thập kỷ phát triển, Toyota lần thay đổi logo hãng Hiện công ty lớn thứ hai giới sau tập đoàn ôtô khổng lồ General Motors, Mỹ, công ty đứng đầu thị trường ôtô Việt Nam, thành công Toyota bắt nguồn từ kết hợp tài kinh doanh thiên bẩm sắc màu văn hoá truyền thống người Nhật Bản Sự đời phát triển thương hiệu Toyota gắn liền với dòng họ Toyoda, thuộc quận Aiichi, cách thủ đô Tokyo 300 km phía đơng nam Năm 1936, gia đình Sakichi Toyoda có ý tưởng thành lập cơng ty chun sản xuất ôtô họ giành hai giấy phép sản xuất ơtơ phủ Nhật Bản Theo lời khuyên chuyên gia người Nhật hàng đầu chi nhánh General Motors Nhật Bản lúc Shotaro Kamiya, Sakichi Toyoda tổ chức thi sáng tác biểu tượng cho công ty với tiêu chí phải dễ hiểu, gợi tả công ty nước chứa đựng âm tiết Nhật Bản Trong số 27.000 mẫu biểu tượng gửi về, có biểu tượng mang tên “Toyota” với hình trịn bao quanh ( Hình 1.1) Hình 1.1 Logo hãng xe Toyota Cái tên “Toyota” phát âm không rõ Toyoda, chữ Toyota ( b 3^) có nét so với 10 nét Toyoda ( b 3^’ ), theo quan niệm truyền thống người Nhật, số 8mang lại may mắn tượng trưng cho lớn mạnh không ngừng, số 10 số trịn chĩnh, khơng chỗ cho phát triển Thương hiệu Toyota đời từ tháng 4/1937, Toyota thức đăng ký quyền thương mại Năm 1950, công ty bán lẻ Toyota Motor Sales Co thành lập đến năm 1956 hệ thống phân phối Toyopet Chiến lược kinh doanh đắn mang lại cho Toyota thành công vượt bậc mặt thương mại, bên cạnh phát triển vượt bậc cơng nghệ sản xuất ơtơ Toyota khơng có nhiều phát minh sáng chế General Motors hay Ford Motor Company, nhiên, chất lượng sản phẩm mang thương hiệu Toyota đảm bảo mức độ cao Toyota sở hữu kỹ sư, chuyên gia hàng đầu lĩnh vực cơng nghệ ơtơ giới TOYOTA Hình 1.2 Logo toàn cầu Toyota Logo Toyota bao gồm hình eclipse lồng vào (tượng trưng cho trái tim) mang ý nghĩa: thể quan tâm khách hàng, tượng trưng cho chất lượng sản phẩm nỗ lực phát triển khoa học công nghệ không ngừng Trải qua thời gian 70 năm với biến đổi không ngừng, Toyota bước đường định mệnh mình, đường từ số mạnh mẽ đến số 10 hoàn hảo truyền thống đất nước mặt trời mọc Chương 2: Các Sản Phẩm Và Thông Số Kỹ Thuật Của TOYOTA 2.1 Toyota Rush: Hình 2.1: TOYOTA RUSH Kích thước tổng thể bên ngồi: D x R x C (mm): 4435 x 1695 x 1705 Chiều dài sở (mm): 2695 Chiều rộng sở trước /sau (mm): 1445/1460 Trọng lượng không tải (kg): 1290 Trọng lượng tồn tải (kg): 1870 Dung tích bình nhiên liệu (L) 45 Loại động cơ: 2NR-VE(1.5L) Số xy lanh: Bố trí xy lanh: Thẳng hàng Dung tích xi lanh (cc): 1496 Hệ thống nhiên liệu: Phun xăng điện tử Loại nhiên liệu: Xăng Hệ thống truyền động: Dẫn động cầu sau (RWD) Hộp số: Số tự động cấp (4AT) Hệ thống treo trước: Macpherson Hệ thống treo sau: Liên kết đa điểm Hệ thống lái: Trợ lực tay lái Điện Phanh trước: Đĩa Phanh sau: Tang trống Tiêu chuẩn khí thải Euro 2.2 Toyota Prado: Hình 2.2: TOYOTA PRADO Kích thước tổng thể bên ngoài: 4840 x 1885 x 1845 Chiều dài sở mm: 2790 Chiều rộng sở mm: 1585/1585 Trọng lượng khơng tải kg: 2030 - 2190 Trọng lượng tồn tải kg: 2850 Dung tích bình nhiên liệu Lít: 87 Loại động cơ: xy lanh thẳng hàng, 16 van DOHC, VTT-I kép Mã động cơ: 2TR-FE Dung tích cơng tác cc: 2694 Loại nhiên liệu: Xăng/Gasoline Tiêu chuẩn khí thải: Euro 3-4 Hệ thống truyền động: Dẫn động bánh toàn thời gian Hộp số: Tự động cấp Hệ thống treo trước: Độc lập, tay đòn kéo, lò xo cuộn, cân Hệ thống treo sau: Liên kết điểm, tay đòn bên, lò xo cuộn Phanh trước/sau: Đĩa thơng gió 2.3 Toyota Vios: Hình 2.3: TOYOTA VIOS Toyota vios sở hữa cho với phiên khác nhau: Vios 1.5G CVT, Vios 1.5E CVT, vios 1.5E MT Kích thước tổng thể phiên bản: 4410 x 1700 x 1475 Chiều dài/ rộng sở phiên (mm): Dài 2550, rộng: 1475/1460 Trọng Lượng không tải (kg): 1.5G CVT: 1103, 1.5E CVT: 1088, 1.5E MT: 1068 Trọng lưởng toàn tải phiên (kg): 1500 Trọng lượng toàn tải (kg) 3350 Loại động V8, VVT-i kép Dung tích bình nhiên liệu (L) 93+45 Tiêu chuẩn khí thải(Euro) Hệ thống truyền động bánh toàn thời gian với vi sai trung tâm hạn chế trượt TORSEN Hộp số Tự động cấp Hệ thống treo(trước) Độc lập, tay đòn kép Hệ thống treo(sau) Liên kết điểm Kích thước lốp 285/60 R18 Phanh trước Đĩa thơng gió 18 inch Phanh sau Đĩa thơng gió 17 inch Chương 3: Hệ Thống Lái Xe Ô Tô Trên Xe Toyota Vios 3.1 Giới thiệu hệ thống lái: Bạn sở hữu tơ trang bị động có cơng suất lớn hộp số có hiệu suất cao để truyền hầu hết cơng suất mà động sinh đến bánh xe, bạn điều khiển bánh xe làm cho xe di chuyển theo hướng bạn mong muốn, động cơng suất lớn hay hộp số có hiệu suất cao khơng cịn có ý nghĩa bạn khơng thể điều khiển xe di chuyển đường Hệ thống lái bảy hệ thống bản, quan trọng ô tô Trong động hệ thống truyền lực truyền công suất xuống bánh xe, hệ thống lái dùng để thay đổi hướng chuyển động giữ cho ô tô chuyển động theo quỹ đạo định như: quay vòng trái, quay vòng phải, thẳng Hệ thống lái hệ thống phức tạp, chia thành nhiều cụm cấu phận có chức riêng biệt hỗ trợ lẫn 3.2 Phân Loại Hệ Thống Lái: Theo cách bố trí vành tay lái (vô lăng) Hệ thống lái với vành tay lái bố trí bên trái theo chiều chuyển động ô tô sử dụng loại ô tô nước có luật đường bên phải Việt Nam số nước khác Hệ thống lái với vành tay lái bố trí bên phải theo chiều chuyển động ô tô dùng loại ô tô nước có luật đường bên trái Anh, Nhật, Thụy Điển Theo số lượng cầu dẫn hướng Hệ thống lái với bánh dẫn hướng cầu trước, loại thường trang bị hầu hết dịng xe tơ du lịch TOYOTA Vios, TOYOTA Camry, KIA Morning, KIA Cerato, HYUNDAI I10, HYUNDAI Elantra xe thương mại FORD Transit, HYUNDAI County Hệ thống lái với bánh dẫn hướng cầu sau, loại hệ thống lái trang bị tơ kết cấu hệ thống lái phức tạp phải bố trí thêm trục địn dẫn từ phía trước đến phía sau, đồng thời địi hỏi việc trợ lực lái nhiều xe tăng tốc lực quán tính làm tải trọng tập trung phía cầu sau làm tăng mức tiêu hao nhiên liệu, thường trang bị loại máy nâng chuyển, xe chuyên dùng Hệ thống lái với bánh dẫn hướng cầu trước cầu sau, mục đích việc trang bị hệ thống lái cầu nhằm để giảm bán kính quay vịng tơ, giúp xe dễ quay vòng vận tốc thấp, giảm khả bị mịn bánh khơng dẫn hướng, đồng thời tăng ổn định cho xe di chuyển với vận tốc cao Loại hệ thống lái trang bị dòng xe nhà sản xuất Porsche như: Panamera, Cayenne2018, 911 GT3, AG nhà sản suất xe cao cấp khác Audi, Mercedes-Benz, BMW, Lexus.với phiên đại hơn, điều khiển điện tử Khi vận tốc xe 80km/h bánh phía sau tự động xoay chiều với bánh trước để làm tăng tượng quay vòng thiếu xe, giúp xe ổn định Khi vận tốc xe 50km/h, bánh sau quay ngược chiều với bánh trước để đảm bảo xe dễ vào cua, người lái không bị cảm giác giằng vô lăng nặng tay lái Quay vòng thiếu (Understeering): Hiện tượng quay vòng thiếu xảy người lái cố gắng đánh lái để xe quay vòng sang trái phải xe có xu hướng chạy thẳng không theo đường cong mà người lái mong muốn Khi tượng xảy ra, xe dễ gặp phải tai nạn va chạm với xe chạy đối diện ngược chiều Quay vòng thừa (Oversteering): Hiện tượng quay vòng thừa dễ dàng xảy tượng quay vòng thiếu, tượng xảy người lái đánh lái để xe di chuyển sang trái phải theo quỹ đạo mặt đường, xe có xu hướng bị xảy xoay vòng tròn Để khắc phục tượng xe di chuyển đường, nhà sản xuất ô tô giới đưa hệ thống: Cân điện tử (ESP, ESC), Phân phối lực phanh điện tử (EBD) hệ thống chống bó cứng má phanh (ABS) để giúp cho xe di chuyển ổn định hơn, giảm tai nạn không mong muốn cho người lái 3.3 Ngun Lí hoạt đơng hệ thống lái ô tô Toyota Vios Một số kiến thức hệ thống chuyển hướng xe Chúng ta nghiên cứu nguyên lý làm việc, số hệ thống chuyển hướng ảnh hưởng đến tính kinh tế nhiên liệu xe Chúng ta xem xét làm cho xe chuyển hướng Hình 3.1: sơ đồ bố trí hệ thống lái tơ ( Vios) Để xe chuyển hướng êm dịu, bánh xe cần phải theo đường tròn khác Bởi bánh xe bên chuyển động theo vịng trịn có bán kính nhỏ hơn, việc quay vịng khó khăn so với bánh xe phía ngồi Nếu bạn vẽ đường thẳng vng góc với bánh xe, đường thẳng giao tâm quay vịng Sơ đồ hình học cho biết bánh xe bên phải quay nhiều bánh xe ngồi Hình 3.2: Sơ đồ mơ bán kính quay vịng Từ trước đến tồn cặp cấu lái khác Có thể tóm tắt chung cấu bánh - (Rack-and-pinion) trục vít - bánh vít (recirculating ball) Cơ cấu lái bánh - xuất nhanh sử dụng phổ biến xe ô tô du lịch xe tải nhỏ, xe SUV Nó cấu khí đơn giản Một bánh nối với ống kim loại, gắn ống kim loại Một nối (tie rod) nối với hai đầu mút Bánh tròn nối với trục tay lái Khi bạn xoay vành tay lái, bánh quay làm chuyển động Thanh nối hai đầu gắn với cánh tay đòn trục xoay Hình 3.3:Hệ thống lái với bánh dẫn hướng hệ thống treo đôc lập Cặp bánh - làm hai nhiệm vụ: + Chuyển đổi chuyển đông xoay vành tay lái thành chuyển đông thẳng cần thiết để làm đổi hướng bánh xe + Nó cung cấp mơt giảm tốc, tăng lực để làm đổi hướng bánh xe dễ dàng xác Trên đa số xe người ta thường phải xoay vành tay lái ba đến bốn vòng để chuyển hướng bánh xe từ cuối bên trái sang tận bên phải ngược lại Tỉ số truyền hôp tay lái tỉ số biểu thị mối quan hệ góc quay vành tay lái với góc mà bánh xe đổi hướng Ví dụ, vành tay lái quay đượcmơt vịng (360 đơ) mà xe đổi hướng 20 đơ, tỉ số lái 360 chia 20 18: Môt tỉ số cao nghĩa bạn cần phải quay vành tay lái nhiều để bánh xe đổi hướng theo môt khoảng cách cho trước Tuy nhiên, môt tỉ số truyền cao không hiệu tỉ số truyền thấp Nhìn chung, tơ hạng nhẹ thể thao có tỉ số thấp so với xe lớn xe tải hạng nặng Tỉ số thấp tạo cho tay lái phản ứng nhanh hơn, bạn không cần xoay nhiều vành tay lái vào cua gấp, mơt đặc điểm có lợi cho xe đua Các tô loại nhỏ nhẹ nên cần loại tay lái có tỷ số thấp, loại xe lớn thường phải dùng loại hơp tay lái có tỷ số cao đển giảm lực tác đông người lái điều khiển xe vào cua Môt số xe có hơp số với tỷ số thay đổi được, sử dụng bơ bánh có bước phần phần bên khác (bước số môt đơn vị đô dài) Điều làm cho xe có phản ứng nhanh bác tài bắt đầu đánh lái lại giảm lực bánh xe gần vị trí hạn chế Hệ thống lái banh - có trợ lực: Hình3.4: sơ đồ hệ thống lái có trợ lực Ở hệ thống lái này, thiết kế khác so với loại thường chút Một phần có chứa xi lanh piston ln vị trí Piston nối với Có hai đường ống dẫn chất lỏng hai bên piston Một dòng chất lỏng (thường dầu thuỷ lực) có áp suất cao bơm vào đầu đường ống để đẩy piston dịch chuyển, hỗ trợ chuyển dịch Như vậy, bạn đánh lái sang bên có hỗ trợ hệ thống thuỷ lực sang bên Bơm Thủy Lực: Hình 3.5: Vị trí bơm thủy lực hệ thống lái Để cung cấp cho hệ thống thuỷ lực hoạt động hỗ trợ cho hệ thống lái, người ta sử dụng bơm thuỷ lực kiểu cánh gạt (hình 8) Bơm dẫn động mô men động nhờ truyền động puli - đai Nó bao gồm nhiều cánh gạt (van) vừa di chuyển hướng kính rãnh rô to Khi rô to quay, tác dụng lực ly tâm cánh gạt bị văng tì sát vào khơng gian kín hình van Dầu thuỷ lực bị kéo từ đường ống có áp suất thấp (return line) bị nén tới đầu có áp suất cao Lượng dầu cung cấp phụ thuộc vào tốc độ động Bơm thiết kế để cung cấp đủ lượng dầu động chạy không tải, cung cấp nhiều dầu động hoạt động tốc độ cao Để tránh tải cho hệ thống áp suất cao, người ta phải lắp đặt cho hệ thống van giảm áp Hình 3.6: kết cấu bơm trợ lực kiểu cánh gạt Hệ thống trợ lực lái hỗ trợ người lái tác dụng lực vành tay lái (khi muốn chuyển hướng xe) Khi người lái không tác động lực (khi xe chuyển động thẳng), hệ thống không cung cấp hỗ trợ Thiết bị dùng để cảm nhận lực tác động lên vành tay lái gọi van quay Hình 3.7: sơ đồ kết cấu van quay Chi tiết van quay xoắn Thanh xoắn kim loại mỏng xoắn có mơ men tác dụng vào Đầu xoắn nối với vành tay lái đầu nối với bánh trục vít, tồn mơ men xoắn xoắn cân với tổng mô men người lái sử dụng để làm đổi hướng bánh xe Mô men mà người lái tác động lớn mức độ xoắn nhiều Đầu vào trục tay lái thành phần bên khối van hình trụ ống Nó nối với đầu mút phía xoắn Phía xoắn nối với phía ngồi van ống Thanh xoắn làm xoay đầu cấu lái, nối với bánh trục vít phụ thuộc vào kiểu hệ thống lái Khi xoắn bị vặn đi, làm bên van ống xoay tương phía Do phần bên van ống nối với trục tay lái (tức nối với vành tay lái) nên tổng số góc quay bên van ống phụ thuộc vào việc người lái xoay vành tay lái Khi vành tay lái tác động, hai đường ống thuỷ lực cung cấp áp suất cho cấu lái Nhưng van ống xoay bên, đường ống mở để cung cấp dòng cao áp cho đường ống phía bên Tuy nhiên hệ thống bổ trợ có hiệu thấp 3.4 So sánh, đánh giá hệ thống lái ô tô: Chúng ta nghiên cứu số hệ thống tương lai cho hiệu suất cao Hệ thống lái trợ lực điện: + Chi tiết: 1) Vô lăng ( lực tay đánh lái ) 2) Mô tơ trợ lực điện 3) Phản lực từ mặt đường lên lốp xe 4) + 2: trợ lực đánh lái Nguyên lý hoạt động hệ thống lái trợ lực điện dựa tín hiệu cảm biến mơ men nằm cụm trợ lực lái Khi người lái tác dụng lên vô lăng thực việc chuyển hướng, tác dụng phản lực từ mặt đường qua bánh xe, thước lái tác dụng lên xoắn nằm cụm trợ lực điện Cảm biến mơ men có tác dụng đo mô men đánh lái (độ biến dạng xoắn) từ gửi tín hiệu hộp điều khiển Căn vào tín hiệu cảm biến mơ men hộp điều khiển đưa dòng điện điều khiển mô tơ trợ lực đủ lớn để hỗ trợ việc xoay trục tay lái theo chiều người lái điều khiển, lực đánh lái hỗ trợ trở lên nhẹ nhiều So sánh hệ thống lái trợ lực điện trợ lực thủy lực: Khi so sánh hệ thống lái trợ lực điện với hệ thống lái trợ lực thủy lực, hệ thống lái điện có nhiều ưu điểm bật so với hệ thống lái thủy lực, cụ thể: + Hệ thống lái điện không cần dẫn động từ động nên động công suất lai cho hệ thống trợ lực lái tiết kiệm 2%-3% nhiên liệu hoạt động + Hệ thống lái điện không sử dụng môi chất (dầu thủy lực) dẫn động trợ lực nên đảm bảo vệ sinh môi trường + Hệ thống lái điện có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ nhiều so với lái thủy lực (giảm khối lượng -> tiết kiệm nhiên liệu) + Hệ thống lái điện cho cảm giác lái thật tốc độ cao Đối với hệ thống lái thủy lực, tốc độ cao lái nhẹ làm cho người lái dễ bị đánh lái xe không ổn định đặc biệt vào cua gấp Đối với hệ thống điện điều lại khác hoàn toàn, trợ lực nhẹ tốc độ thấp nặng xe chạy tốc độ cao, điều cho cảm giác lái thật hơn, chắn Trợ lực lái điện nhẹ nhạy so với trợ lực lái thủy lực Tuy có nhiều ưu điểm nhược điểm lớn hệ thống trợ lực lái điện chi phí sửa chữa Khi hỏng chi tiết bên cụm trợ lực cần phải thay tồn cụm trợ lực mà khơng nên sửa chữa để đảm bảo an toàn lái xe, không bị lái đột ngột ... Các nghiên cứu hệ thống lái điện (SBW) tiền đề đế phát triến công nghệ lái tự động nhiều nhóm nghiên cứu giới thực Tại Việt Nam, nghiên cứu hệ thống lái điện chưa nhiều nhà nghiên cứu quan tâm... bắt công nghệ điều khiến lái đại giới cách sâu sắc, tiến tới làm chủ công nghệ phát triến công nghệ Việt Nam MỤC LỤC 3.1 Chương 1: Thông Tin Hãng Xe TOYOTA 1.1 Lịch sử hình thành: Cái tên Toyota. .. chuyển đường Hệ thống lái bảy hệ thống bản, quan trọng ô tô Trong động hệ thống truyền lực truyền cơng suất xuống bánh xe, hệ thống lái dùng để thay đổi hướng chuyển động giữ cho ô tô chuyển động