TÀI LIỆU CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ ĐẦY ĐỦ

TÀI LIỆU CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ ĐẦY ĐỦ MỤC LỤC BÀI 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ ........................................... 2 1.1. Lịch sử phát triển của cơ điện tử.................................................................... 2 1.2. Các khái niệm cơ bản................................................................................... 23 1.3. Các thành phần chủ yếu của Cơ điện tử....................................................... 25 1.4. Sự phát triển của ôtô như một hệ Cơ điện tử ............................................... 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 322 BÀI 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1. Lịch sử phát triển của cơ điện tử Những nỗ lực nhằm xây dựng các hệ cơ khí tự động có một lịch sử thú vị. Trên thực tế, thuật ngữ “tự động hoá” không được phổ biến cho tới thập niên 1940 khi công ty Ford Motor sử dụng thuật ngữ này để biểu thị một quá trình trong đó một cỗ máy chuyển một cụm lắp ráp từ vị trí này sang vị trí khác sau đó định vị chúng một cách chính xác cho các hoạt động lắp ráp phụ (Hình 1.1). Hình 1.1. Máy chuyển cụm lắp ráp Tuy nhiên sự phát triển thành công các hệ cơ khí tự động lại xuất hiện từ trước đó rất lâu. Ví dụ như những ứng dụng ban đầu của hệ điều khiển tự động xuất hiện ở Hy Lạp từ khoảng năm 300 đến năm thứ nhất trước Công nguyên với sự phát triển của cơ cấu điều chỉnh bằng phao (Hình 1.2).3 Hình 1.2.Cơ cấu điều chỉnh bằng phao Điển hình là việc phát minh ra đồng hồ nước sử dụng phao điều chỉnh của Ktesibios (Hình 1.3) và việc phát minh ra đèn dầu sử dụng phao điều chỉnh của Philon (Hình 1.4) để duy trì lượng dầu liên tục có trong đèn. Sau đó, vào thế kỷ thứ nhất sau công nguyên dưới triều đại Alexandria, Heron đã cho xuất bản một cuốn sách mang tựa đề Pneumatica trong đó miêu tả những cách thức khác nhau trong việc sử dụng phao để điều chỉnh mực nước. Hình 1.3.Đồng hồ nước sử dụng phao điều chỉnh của Ktesibios

MỤC LỤC BÀI TỔNG QUAN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1 Lịch sử phát triển điện tử 1.2 Các khái niệm 23 1.3 Các thành phần chủ yếu Cơ điện tử 25 1.4 Sự phát triển ôtô hệ Cơ điện tử 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 BÀI TỔNG QUAN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1 Lịch sử phát triển điện tử Những nỗ lực nhằm xây dựng hệ khí tự động có lịch sử thú vị Trên thực tế, thuật ngữ “tự động hố” khơng phổ biến thập niên 1940 công ty Ford Motor sử dụng thuật ngữ để biểu thị q trình cỗ máy chuyển cụm lắp ráp từ vị trí sang vị trí khác sau định vị chúng cách xác cho hoạt động lắp ráp phụ (Hình 1.1) Hình 1.1 Máy chuyển cụm lắp ráp Tuy nhiên phát triển thành cơng hệ khí tự động lại xuất từ trước lâu Ví dụ ứng dụng ban đầu hệ điều khiển tự động xuất Hy Lạp từ khoảng năm 300 đến năm thứ trước Công nguyên với phát triển cấu điều chỉnh phao (Hình 1.2) Hình 1.2 Cơ cấu điều chỉnh phao Điển hình việc phát minh đồng hồ nước sử dụng phao điều chỉnh Ktesibios (Hình 1.3) việc phát minh đèn dầu sử dụng phao điều chỉnh Philon (Hình 1.4) để trì lượng dầu liên tục có đèn Sau đó, vào kỷ thứ sau công nguyên triều đại Alexandria, Heron cho xuất sách mang tựa đề Pneumatica miêu tả cách thức khác việc sử dụng phao để điều chỉnh mực nước Hình 1.3 Đồng hồ nước sử dụng phao điều chỉnh Ktesibios Hình 1.4 Đèn dầu sử dụng phao điều chỉnh Philon Vào khoảng kỷ 17 19 châu Âu Nga, có nhiều phát minh quan trọng đóng góp cho phát triển Cơ điện tử Ở Hà Lan, Cornelis Drebbel (1572-1633) (Hình 1.5) phát minh máy điều chỉnh nhiệt độ xem hệ thống có phản hồi kỷ ngun Hình 1.5 Cornelis Drebbel (1572-1633) Sau đó, Dennis Papin (1647-1712) (Hình 1.6) sáng chế thiết bị điều chỉnh áp suất an tồn cho nồi vào năm 1681 (Hình 1.7) Thiết bị điều chỉnh áp suất Papin tương tự van nồi áp suất Hình 1.6 Dennis Papin (1647-1712) Hình 1.7 Thiết bị điều chỉnh áp suất an toàn cho nồi Vào năm 1642, Pascal (Hình 1.8) phát minh máy tính khí (Hình 1.9) Hình 1.8 Blaise Pascal Hình 1.9 Máy tính khí Năm 1765, Polzunov (Hình 1.10) người Nga phát triển hệ thống có phản hồi lịch sử Thiết bị điều chỉnh mực nước Polzunov (Hình 1.11), sử dụng phao nâng lên hạ xuống tùy theo mực nước, nhờ điều chỉnh van khóa nước bên nồi Hình 1.10 Ivan Polzunov Hình 1.11 Thiết bị điều chỉnh mực nước Polzunov Những tiến lý thuyết điều khiển thúc đẩy phát triển tự động hóa với khởi nguồn máy điều tốc ly tâm Watt (Hình 1.12) vào năm 1769 Máy điều tốc ly tâm (Hình 1.13) sử dụng để điều chỉnh tốc độ động nước Đây ví dụ hệ điều khiển có phản hồi dấu hiệu phản hồi cấu chấp hành hai phận tách rời thiết bị khí Hình 1.12 Watt Hình 1.13 Máy điều tốc ly tâm Watt Nhờ có trực giác, kỹ thực hành lịng kiên nhẫn mang lại thành cơng ban đầu lĩnh vực tự động hóa Bước phát triển lĩnh vực tự động hóa địi hỏi đời lý thuyết điều khiển tự động Tiền thân máy điều khiển số (NC – numerically controlled machine) dùng sản xuất tự động (ra đời vào thập niên 50 60 MIT) xuất vào năm đầu kỷ 19 với việc phát minh điều khiển cấp thẳng (feedforward control) khung máy dệt Joseph Jacquard người Pháp (Hình 1.14) Hình 1.14 Bộ điều khiển cấp thẳng (feed-forward control) khung máy dệt Joseph Jacquard người Pháp Vào năm cuối kỷ 19, J.C Maxwell (Hình 1.15) người khởi xướng phát triển lý thuyết điều khiển thơng qua việc phân tích loạt phương trình vi phân để mơ tả máy điều tốc ly tâm Maxwell kiểm tra kết mà thông số hệ thống khác thể qua hoạt động hệ thống Cùng thời gian đó, Vyshnegradsky (Hình 1.16) ( đưa lý thuyết toán học máy điều chỉnh Hình 1.15 James Clerk Maxwell Hình 1.16 Ivan Vyshnegradsky Vào năm 1830, Michael Faraday (Hình 1.17) mơ tả định luật cảm ứng (Hình 1.18) làm tảng cho động điện máy phát điện 10 Van điều áp thứ cấp Van bướm ga Van ly tâm Van tín hiệu khóa biến mơ van rơle khóa biến mơ Áp suất ly tâm Van chuyển số ECT Van chuyển số AT Bộ bánh hành tinh ba tốc độ Xem kết cấu nguyên lý họat động Bộ truyền hành tinh tốc độ Bộ truyền hành tinh số truyền tăng OD Dãy “P” “N”: Dãy “D” “2” DỊNG CƠNG SUẤT TAY SỐ TRỤC SƠ CẤP C1 BÁNH RĂNG BAO BỘ TRUYỀN HÀNH TINH TRƯỚC CÁC BÁNH RĂNG HÀNH TINH TRƯỚC BÁNH RĂNG MẶT TRỜI TRƯỚC VÀ SAU CÁC BÁNH RĂNG HÀNH TINH SAU CẦN DẪN BỘ TRUYỀN HÀNH TINH TRƯỚC CẦN DẪN BỘ TRUYỀN HÀNH TINH SAU F2 BÁNH RĂNG BAO BỘ TRUYỀN HÀNH TINH SAU TRỤC TRUNG GIAN BÁNH RĂNG CHỦ ĐỘNG TRUNG GIAN TAY SỐ DÃY L (phanh động cơ) TRỤC SƠ CẤP Biến mô-động C1 BÁNH RĂNG BAO BỘ TRUYỀN HÀNH TINH TRƯỚC CÁC BÁNH RĂNG HÀNH TINH TRƯỚC BÁNH RĂNG MẶT TRỜI TRƯỚC VÀ SAU CÁC BÁNH RĂNG HÀNH TINH SAU CẦN DẪN BỘ TRUYỀN HÀNH TINH TRƯỚC CẦN DẪN BỘ TRUYỀN HÀNH TINH SAU B3 BÁNH RĂNG BAO BỘ TRUYỀN HÀNH TINH SAU TRỤC TRUNG GIAN BÁNH RĂNG CHỦ ĐỘNG TRUNG GIAN Dịng cơng suất tay số TRỤC SƠ CẤP C1 BÁNH RĂNG BAO BỘ TRUYỀN HÀNH TINH TRƯỚC CÁC BÁNH RĂNG HÀNH TINH TRƯỚC CẦN DẪN BỘ TRUYỀN HÀNH TINH TRƯỚC TRỤC TRUNG GIAN BÁNH RĂNG CHỦ ĐỘNG TRUNG GIAN BÁNH RĂNG MẶT TRỜI TRƯỚC VÀ SAU F1 B2 Dòng công suất tay số TRỤC SƠ CẤP C1 C2 BÁNH RĂNG BAO BỘ TRUYỀN HÀNH TINH TRƯỚC BÁNH RĂNG MẶT TRỜI TRƯỚC VÀ SAU CÁC BÁNH RĂNG HÀNH TINH TRƯỚC CẦN DẪN BỘ TRUYỀN HÀNH TINH TRƯỚC TRỤC TRUNG GIAN BÁNH RĂNG CHỦ ĐỘNG TRUNG GIAN Dịng cơng suất số R TRỤC SƠ CẤP C2 BÁNH RĂNG MẶT TRỚI TRƯỚC vaø sau CÁC BÁNH RĂNG HÀNH TINH SAU BÁNH RĂNG BAO SAU CẦN DẪN BỘ BÁNH RĂNG HÀNH TINH SAU TRỤC TRUNG GIAN B3 BÁNH RĂNG CHỦ ĐỘNG TRUNG GIAN Dịng cơng suất phanh động số Biến mô-động TRỤC SƠ CẤP C1 BÁNH RĂNG BAO BỘ TRUYỀN HÀNH TINH TRƯỚC CÁC BÁNH RĂNG HÀNH TINH TRƯỚC CẦN DẪN BỘ TRUYỀN HÀNH TINH TRƯỚC BÁNH RĂNG MẶT TRỜI TRƯỚC VÀ SAU TRỤC TRUNG GIAN B1 BÁNH RĂNG CHỦ ĐỘNG TRUNG GIAN ... lại không định nghĩa đầy đủ thuật ngữ Cơ điện tử Mặc dù có nỗ lực việc tiếp tục định nghĩa thuật ngữ Cơ điện tử, phân loại sản phẩm Cơ điện tử phát triển chương trình giảng dạy Cơ điện tử chuẩn,... thập liệu Khi lĩnh vực điện tử tiếp tục phát triển, danh sách vấn đề liên quan đến chắn mở rộng phát triển 1.4 Sự phát triển ? ?tô hệ Cơ điện tử Sự phát triển Cơ điện tử đại minh họa phát triển ? ?tô. .. Khái niệm Cơ điện tử mở từ định nghĩa ban đầu công ty điện tử Yasakawa Trong tài liệu xin bảo hộ thương hiệu mình, Yasakawa định nghĩa Cơ điện tử sau: “Thuật ngữ mechatronics (Cơ điện tử) tạo thành