Đồ án khoa cơ điện, điện tử, đại học lạc hồng (2)

ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ - BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE SANTAFE SVTH: THẬP HẢI LONG ĐỒNG NAI, 06/2022 ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ - BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE SANTAFE Chuyên ngành: Kỹ thuật Ơ Tơ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TH.S: NGUYỄN HỒNG LN ĐỒNG NAI, 06/2022 LỜI NĨI ĐẦU Trong năm gần đây, khoa học kỹ thuật giới phát triển mạnh mẽ với nhiều thành công rực rỡ tất lĩnh vực đời sống xã hội, đặc biệt lĩnh vực công nghệ ô tô Ngày tạo sản phẩm xe hơi, khơng phương tiện lại, vận chuyển mà cịn tác phẩm thể tiện nghi sang trọng tạo dòng xe cao cấp đại, di với tiện nghi an toàn trọng nghiên cứu phát triển nhằm tạo êm an toan điều khiển vậy, nhóm chúng em tìm hiểu cấu tạo nguyên tắc hoạt động hệ thống lái, nhiên chúng em sâu nghiên cứu hệ thống lái trợ lực dòng xe du lịch Hyundai đời Đồng nai, ngày tháng năm 2022 Sinh viên thực Thập Hải Long LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành cảm ơn Khoa Cơ điện - Điện tử, trường đại học Lạc Hồng tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em học tập thực đề tài tốt nghiệp Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Hoàng Luân người tận tình hướng dẫn bảo chúng em trình học tập Em xin chân thành cảm ơn quý thầy tận tình giảng dạy, trang bị cho em kiến thức quý báu năm vừa qua Em xin chân thành cảm ơn ông bà, cha mẹ động viên ủng hộ vật chất lẫn tinh thần suốt thời gian qua Em xin cảm ơn quan tâm giúp đỡ ủng hộ anh chị bạn bè q trình thực khóa đề tài Mặc dù cố gắng hoàn thành đồ án phạm vi khả cho phép chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận thơng cảm, góp ý tận tình bảo q thầy nhà trường! Sinh viên thực Thập Hải Long MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG Đại Học Lạc Hồng CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tính cấp thiết đề tài Trong năm gần Nền khoa học kỷ thuật giới phát triển mạnh mẽ với nhiều thành công rực rỡ tất lĩnh vực đời sống xã hội, đặc biệt lĩnh vực công nghệ ô tô tạo dòng xe cao cấp đại, di với tiện nghi an toàn trọng nghiên cứu phát triển nhằm tạo êm an toan điều khiển Hệ thống lái hệ thống quan trọng định an toàn xe Chính vậy, nhóm chúng em tìm hiểu cấu tạo nguyên tắc hoạt động hệ thống lái, nhiên chúng em sâu nghiên cứu hệ thống lái trợ lực dịng xe chỗ Hyundai 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giới Hiện nay, giới với phát triển ngành khoa học công nghệ khác vô tuyến điện tử, chế tạo máy với điều khiển tinh vi, rô bốt công nghiệp hệ thông minh, ngành tin học, ngành công nghệ ô tô có bước tiến lớn với ứng dụng công nghệ tin học, điều khiển, công nghệ khoa học, vật liệu Xe ngày sử dụng tốc độ cao, tải trọng lớn vấn đề an toàn chuyển động nhiều nhà khoa học công nghệ trung tâm khoa học nước có ngành cơng nghệ tơ hoàn chỉnh Mỹ, Tây Âu Nhật đầu tư nghiên cứu Trong hệ thống xe, hai hệ thống quan trọng đảm bảo an toàn chuyển động hệ thống lái hệ thống phanh Trong năm gần có hàng trăm cơng trình cơng bố nhằm hồn thiện hệ thống lái, cơng trính đa số tập trung lĩnh vực động học động lực học hệ thống lái bốn bánh(4WS) nhằm tăng tính động hoàn thiện hệ thống lái Tác giả Samkr Đại Học Lạc Hồng Moham USA vào tháng năm 2000 cơng bố cơng trình loại xe có hệ thống lái bánh Nhiều nhà khoa học Đức tập trung nghiên cứu hệ thống điều khiển cho loại xe có hệ thống lái bánh Các trung tâm khoa học lớn Mỹ, Tây Âu, Nhật có nhiều nỗ lực nghiên cứu vấn đề liên quan đến cải tiến hệ thống lái 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước Nhờ phát triển khoa học kỹ thuật, giới có nhiều cơng trình nghiên cứu hệ thống lái đưa vào ứng dụng hiệu quả, ngày cải tiến tối ưu hóa q trình điều khiển hệ thống Trong nghiên cứu năm gần có số cán khoa học cơng nghệ sâu nghiên cứu hệ thống ô tô đặc biệt hệ thống lái hệ thống phanh Việt nam giai đoạn lắp ráp IKD tiến hành chương trình nội địa hóa cụm chi tiết phụ tùng GS.TSKH Đỗ Sanh lãnh đạo nhóm nghiên cứu động học, động lực học có phần nghiên cứu động học quay vòng xe tốc độ cao PGS TS Nguyễn Khắc Trai luận án nghiên cứu sâu lý thuyết quay vòng Thạc sỹ Nguyễn Thanh Quang với đề tài nghiên cứu động học, Động lực học độ bền hệ thống lái xe MêKong Star Thạc sỹ Vũ Cao Điền với đề tài tính tốn ổn định lật cho xe tải nhỏ đồ thị quỹ đạo pha hệ thống lái Thạc sỹ Nguyễn Hồng Vũ với đề tài tính tốn động lực học quay vòng cho bánh xe dẫn hướng 1.3 Mục đích phạm vi nghiên cứu Mục đích đề tài nghiên cứu lý thuyết, tính tốn thiết kế hệ thống lái cho xe tải cụ thể Huyndai satafe chỗ Nội dung ln văn cịn làm tài liệu giảng dạy nghiên cứu học tập cho đối tượng sinh viên, học sinh chuyên ngành khí cơng nghệ tơ Phạm vi nghiên cứu đề tài giới hạn nội dung sau: - Phân tích lựa chọn phương án thiết kế - Tính tốn hệ thống lái xe tải, xe tham khảo Huyndai satafe chỗ - Thiết kế hệ thống lái - Mô thông số phần mềm Carsim Đại Học Lạc Hồng 10 Đại Học Lạc Hồng ϕ 0CH = Vậy: 1,4 = 0,11(rad ) = 6,4 13 Vậy xoắn phải xoắn góc 6,4 đường dầu trợ lực làm việc ϕ0 b:Góc quay tự tồn vành tay lái có cường hoá: ϕ = ϕ 0c + 2.ϕ oCH ϕ oc độ dơ hệ thống lái khơng có cường hoá, ϕ oc = ϕ = ϕ c + 2.ϕ oCH = + 2.6,4 = 20,8 -Tính tốn xoắn Thanh xoắn có vai trị giống lị xo định tâm kết cấu van trượt Chọn vật liệu chế tạo xoắn thép lị xo G60A có modul đàn hồi: G = 8.104 N/mm Đường kính xoắn phải thoả mãn cho bắt đầu trợ lực, ứng với lực đặt lên vành tay lái PVL0 = 25(N) xoắn phải xoắn góc 6,40 Ứng suất xoắn xoắn xác định theo cơng thức : τ = PVL RVL 0.2.D Góc xoắn xoắn xác định theo công thức : θ = 2.τ L D.G ⇒ D= 2.τ L θ G Chiều dài xoắn: L= 92 (mm) D=4 2.PVL RVL L = 0,2.θ G 2.25.200.92 = 4,5( mm) 7,9 0.π 0,2 .80000 180 Chọn đường kính xoắn là: D = 5(mm) 81 0,63 0,63 Đại Học Lạc Hồng o 0,01 1x45 1,25 A Ø5 Ø12g6 +0,2 +0,2 Ø4 Ø4 11 11 95 41 5,5 42 148 Hình Thanh xoắn Kiểm nghiệm điều kiện bền: τ= PVL RVL ≤ [τ ] = 500( MPa ) 0,2.D 25.200.10 −3 τ= = 200( MPa ) ≤ [τ ] = 500( MPa ) 0,2.5 3.10 −9 Vậy xoắn thoả mãn điều kiện bền 82 A o 1x45 Ø12g6 1,25 0,01 A Đại Học Lạc Hồng CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG LÁI BẰNG PHẦN MỀM CARSIM 5.1 Cách khởi động carsim Start → Apps → CarSim 8.02 → CarSim dùng chuột double - click vào biểu tượng Carsim hình Desktop, tiếp tục chọn theo khoanh chữ nhật 5.2 Tạo dự liệu Carsim bắt đầu với cửa sổ có tên CarSim Run Control Chọn mục menu File Sau chọn continue Cửa sổ chuyển hướng tập tin Windows xuất Điều hướng đến CarSim80_Progfolder cài đặt máy tính bạn (thường C: \ Program Files) tiếp tục vào Resources \ Import_Examples để tìm tập tin Quick_Start.cpar Chọn tập tin nhấn vào nút Load (dẫn tới hình 5.1) Hình Khởi động carsim chọn dịng xe 83 Đại Học Lạc Hồng 5.3 Nhập thông số xe mơ Hình Thơng số liệu xe santafe Steering Column Inertia: Các mơmen qn tính tay lái thành phần cột quay Steering System Inertia: Các mơmen qn tính hệ thống lái liên kết thành phần Hệ thống quán tính đƣợc lập mục cho thiết bị đầu vào Nó đại diện cho mô men xoắn cần thiết để tạo gia tốc góc bánh đầu vào Số lƣợng khơng bao gồm mơmen qn tính bánh xe điều khiển thành phần (trục khớp nối dẫn hƣớng, phanh, bánh xe lốp xe) trục lái Steering column Damping: Hệ số nhớt phận giảm chấn cột lái Steering column Hysteresis: Cột độ trễ mô-men xoắn Hệ thống lái Đây phần khác biệt mô-men xoắn đo đƣợc quay tay lái sang trái bên phải, cho cột thành phần Nó thể ma sát cột thành phần 84 Đại Học Lạc Hồng Steering Column Reference Hystersis: Hệ thống lái định hướng đảo ngược chiều lại, ma sát (độ trễ) mô-men xoắn không nhảy từ giới hạn đến số khác – mà phải khoảng thời gian định dịch chuyển trình chuyển đổi Một phiên beta đƣợc gọi tham số xác định tốc độ mà mô-men xoắn ma sát làm cho q trình chuyển đổi Beta đơi đƣợc gọi số thời gian không gian, xuất phương trình tương tự nhƣ thời gian liên tục phƣơng trình vi phân bậc Tuy nhiên, thể theo đơn vị (độ) thời gian Lateral offset @ center: Khoảng cách thuộc mặt bên mà mặt phẳng trung tâm bánh xe nằm bên trục kingpin Khoảng cách đƣợc thực với quay trục bánh xe Kingpin inclination: Độ nghiêng đường tâm khớp bi hệ thống treo trƣớc (trục lái nghiêng) so với mặt phẳng XZ xe Một trục lái với góc kingpin nghiêng dƣơng phía cùng, nhƣ thể hình hình X coordinate @ center: Vị trí theo chiều dọc đường tâm khớp bi hệ thống treo trước tương đối so với trục quay bánh xe Caster angle: Độ nghiêng đường tâm khớp bi hệ thống treo trước nhìn từ mặt bên xe Một trục lái với góc caster đường nghiêng phía sau phía trước phần cùng, hình hình Torsion Bar Stiffness: Nếu tùy chọn hệ thống trợ lực điện, vùng hiển thị để xác định độ cứng xoắn hệ thống lái trợ lực 85 Đại Học Lạc Hồng 5.4 Nạp liệu cho carsim chạy Hình Nạp liệu cho video mô Bấm Run Math Model để lưu thông tin chỉnh sửa hình 5.2 , sau bấm Animate video thiết lập 86 Đại Học Lạc Hồng 5.5 Video cho mô 5.6 Biểu đồ khảo sát hệ thống lái 87 Đại Học Lạc Hồng Hình Chuyển động học cho bánh xe Hình 5 Đồ thị đặc tính động học hình thang lái Hình Góc vơ lăng Hình Góc bánh xe 88 Đại Học Lạc Hồng Hình Trạm điệm xuất phát Hình Chiều dài tăng tốc xe 89 Đại Học Lạc Hồng 5.7 Biểu đồ khảo sát vẽ Autocad Hình 10 Đồ thị đặc tính trợ lực 90 Đại Học Lạc Hồng Hình 11 Sơ đồ đặc tính động học hình thang lái lý thuyết thực tế Hình 12 Van phân phối, cấu lái, xi lanh lực đặt cụm 91 Đại Học Lạc Hồng Hình 13 Van phân phối, xylanh lực đặt cụm, cấu lái đặt riêng cụm 92 Đại Học Lạc Hồng Hình 14 Cơ cấu lái, van phân phối đặt cụm, xylanh lực đặt riêng Hình 15 Van phân phối, cấu lái, xylanh lực đặt riêng 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lý thuyết ôtô máy kéo – Nhà xuất giáo dục năm 2005- Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng Bài Giảng Thiết Kế Tính Tốn Ơ Tơ – Năm 2012- Nguyễn Trọng Hoan Kết cấu ô tô - Nhà xuất bách khoa hà nội năm 2009 - Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Chưởng, Trịnh Minh Hồng Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập – Nhà xuất bách khoa năm 2006 - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Dung sai lắp ghép - Nhà xuất giáo dục Việt Nam - PGS TS Ninh Đức Tốn Chi tiết máy Tập I, tập II – Nhà xuất giáo dục năm 1997 - Nguyễn Trọng Hiệp 94 ...2 ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ - BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE SANTAFE Chun ngành: Kỹ thuật Ơ Tơ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TH.S: NGUYỄN HỒNG... đời Đồng nai, ngày tháng năm 2022 Sinh viên thực Thập Hải Long LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành cảm ơn Khoa Cơ điện - Điện tử, trường đại học Lạc Hồng tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em học. .. Samkr Đại Học Lạc Hồng Moham USA vào tháng năm 2000 cơng bố cơng trình loại xe có hệ thống lái bánh Nhiều nhà khoa học Đức tập trung nghiên cứu hệ thống điều khiển cho loại xe có hệ thống lái bánh