Nghiên cứu và thiết kế chuyển đổi phanh tay cơ khí thành phanh tay điện tử trên hyundai grand i10

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ CHUYỂN ĐỔI PHANH TAY CƠ KHÍ THÀNH PHANH TAY ĐIỆN TỬ TRÊN HYUNDAI GRAND I10 NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: ThS Đỗ Nhật Trường Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Phan Văn Nguyên 1811252773 18DOTC3 Nguyễn Anh Đức 1811252199 18DOTC3 Nguyễn Gia Khiết 1811252906 18DOTC3 TP Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2022 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT ĐỒ ÁN iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH ẢNH x Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ CHUYỂN ĐỔI PHANH TAY CƠ KHÍ THÀNH PHANH TAY ĐIỆN TỬ TRÊN HYUNDAI GRAND I10 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 1.3 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 1.5 CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỀ TÀI 1.6 KẾT CẤU CỦA ĐỀ TÀI Chương 2: TỔNG QUAN G IẢI PHÁP 2.1 SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG PHANH TAY TRÊN Ô TÔ 2.2 SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG PHANH TAY ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ 2.3 PHÂN TÍCH ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHANH TAY CƠ KHÍ VÀ PHANH TAY ĐIỆN TỬ 2.4 KHẢO SÁT CÁC BIỆN PHÁP CHUYỂN ĐỔI PHANH TAY CƠ KHÍ THÀNH PHANH TAY ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ 10 2.4.1 Phân tích hệ thống phanh tay điện tử ngày 10 2.4.2 Thiết bị điều khiển phanh tay điện tử thay cho phanh tay khí 16 Hệ thống phanh tay điện tử bao gồm phận sau: 16 2.4.3 Phân tích hệ thống phanh tay khí tơ 19 Chương 3: PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 24 v 3.1 PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MƠ HÌNH 24 3.2 MỤC TIÊU THIẾT KẾ 25 3.3 TỔNG QUAN HỆ THỐNG CHUYỂN ĐỔI ĐIỀU KHIỂN PHANH TAY CƠ KHÍ THÀNH PHANH TAY ĐIỆN TỬ TRÊN XE HYUNDAI GRAND I10 26 3.4 THU THẬP SỐ LIỆU TÍNH TỐN THIẾT KẾ PHANH TAY ĐIỆN TỬ 31 3.4.1 Động lực học q trình phanh c bánh xe tơ 31 3.4.2 Xác định lực phanh tối thiếu cần có để phanh xe khơng bị trượt 35 3.4.3 Xác định moment sinh c motor 36 3.5 TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ CHẤP HÀNH PHANH TAY ĐIỆN TỬ 37 3.5.1 Các linh kiện mạch điện 37 3.5.2 Thiết kế bảng mạch protues 43 3.5.3 Mô chế độ P(đỗ) xe 44 3.5.4 Chế độ nhả phanh tay 47 3.6 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN NÚT NHẤN AUTO HOLD TRÊN PROTUES 48 3.6.1 Các linh kiện mạch 48 3.6.2 Mô mạch phần mềm protues 54 3.7 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN ENCODER GIẢ LẬP TỐC ĐỘ BÁNH XE 58 3.7.1 Các linh kiện mạch 58 3.7.2 Mô mạch phần mềm protues 63 Chương 4: THỰC HIỆN BẢN VẼ 2D VÀ XUẤT KÍCH THƯỚC 65 4.1 BẢN VẼ CHI TIẾT CẦU XE 65 4.2 BẢN VẼ BỘ KHUNG ĐỠ MƠ HÌNH 65 4.3 BẢN VẼ BỘ TÌ TAY 66 4.4 BẢN VẼ MẶT CẮT VỎ BÁN TRỤC 67 4.5 BẢN VẼ MẶT CẮT TANG TRỐNG 68 4.6 BẢN VẼ LẮP CÁC CHI TIẾT HOÀN CHỈNH 69 vi Chương 5: THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH 71 Chương 6: KẾT LUẬN, HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 75 6.1 KẾT LUẬN 75 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN 79 PHỤ LỤC BẢN VẼ 81 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT TÊN VIẾT TẮT TÊN ĐẦY ĐỦ DIỄN GIẢI KTV Kỹ thuật viên ABS Anti-lock Braking System Hệ thớng chớng bó cứng phanh ESP Electronic Stability Program Hệ thống cân điện tử CAN Control Area Network Mạng điều khiển cục (mạng giao tiếp) DC Direct current Điện chiều PNP N (negative); P (positive) Transistor âm chung viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: So sánh phanh tay khí phanh tay điện tử Bảng 3.1: So sánh phanh tay khí phanh tay điện tử 24 Bảng 3.2: Các linh kiện sử dụng protues 38 Bảng 3.3: Thông số IC L298 39 Bảng 3.4: Bảng mô tả sơ đồ chân L298N 40 Bảng 3.5: Thông số kỹ thuật BC557 41 Bảng 3.6: Tên linh kiện điện tử mạch 49 Bảng 3.7: Thông số Arduino Uno R3 50 Bảng 3.8: Bảng mô tả sơ đồ chân Arduino Uno R3 52 Bảng 3.9: Các chân Module relay 54 ix DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Cơ cấu phanh tay khí Hình 2.2: Sơ đồ kết cấu phanh tay khí Hình 2.3: Cơ cấu phanh tay điện tử Hình 2.4: Cấu tạo phanh tay điện tử 11 Hình 2.5: Bộ chấp hành phanh bánh xe 12 Hình 2.6: Motor phanh 12 Hình 2.7: Trục vít – đai ốc đẩy 13 Hình 2.8: Cơng tắc tay sớ P/N 13 Hình 2.9: Tín hiệu nút nhấn đèn báo 14 Hình 2.10: Bộ điều khiển phanh tay điện tử 15 Hình 2.11: Mơ-tơ thích hợp cho xe Hyundai SantaFe 16 Hình 2.12: Bộ chấp hành (bộ điều khiển hệ thống phanh tay điện tử) 17 Hình 2.13: Cơng tắc phanh tay điện tử 18 Hình 2.14: Phanh tay khí 19 Hình 2.15: Cấu tạo phanh tay khí 20 Hình 2.16: Cơ cấu nút nhấn 20 Hình 2.17: Tay cầm phanh tay khí 21 Hình 2.18: Dây cáp 22 Hình 2.19: Ǵc phanh tang trống 22 Hình 3.1: Sơ đồ khới hệ thống điều khiển phanh tay điện tử 26 Hình 3.2: Stato roto motor 28 Hình 3.3: Hệ thớng bánh motor 29 Hình 3.4: Bộ chấp hành 29 Hình 3.5: Sơ đồ mạch điện proteus 30 x Hình 3.6: Công tắc phanh tay điện tử auto hold 31 Hình 3.7: Nút nhấn 31 Hình 3.8: Sơ đồ tính tốn lực mơ men tác dụng lên bánh xe tơ 33 Hình 3.9: Mạch cầu H sử dụng IC L298N 40 Hình 3.10: Sơ đồ chân Transistor BC557 42 Hình 3.11: Diode 43 Hình 3.12: Cấu tạo cổng NOT 43 Hình 3.13: Mơ cụm điều khiển cấu phanh tay điện tử protues 45 Hình 3.14: Mạch tín hiệu chưa nhấn cơng tắc A B 46 Hình 3.15: Mơ chế độ P đỗ xe 47 Hình 3.16: Mơ chế độ nhả phanh tay 48 Hình 3.17: Arduino Uno R3 50 Hình 3.18: Module relay 53 Hình 3.19: Mơ mạch auto hold protues 55 Hình 3.20: Tín hiệu phanh chế độ AutoH 56 Hình 3.21: Tín hiệu ga chế độ AutoH 57 Hình 3.22: Bộ chuyển đổi I2C 59 Hình 3.23: Module đo tớc độ encoder 61 Hình 3.24: Motor encoder 62 Hình 3.25: Module điều khiển tốc độ động 62 Hình 3.26: Sơ đồ mạch điện encoder 64 xi Hình 4.1: Bản vẽ lắp cầu xe 66 Hình 4.2: Bản vẽ chi tiết khung đỡ mơ hình 67 Hình 4.3: Bản vẽ chi tiết tì tay 68 Hình 4.4: Bản vẽ chi tiết mặt cắt vỏ bán trục 69 Hình 4.5: Bản vẽ chi tiết mặt cắt tang trống 70 Hình 4.6: Bản vẽ lắp mơ hình hồn chỉnh 71 Hình 5.1: Khung đỡ mơ hình gia cơng sơn hồn thiện 72 Hình 5.2: Lắp ráp điều khiển phanh tay điện tử 72 Hình 5.3: Lắp ráp mạch điều khiển mô-tơ lên khung đỡ 73 Hình 5.4: Gắn cầu xe lên khung đỡ 73 Hình 5.5: Hàn lăn lên khung đỡ để cớ định dây cáp 74 Hình 5.6: Cố định chỉnh đầu dây cáp 74 Hình 5.7: Mơ hình hồn thiện 75 xii LỜI MỞ ĐẦU Nền công nghiệp ô tô giới ngày đạt thành tựu cao khoa học kĩ thuật Sự cạnh tranh gay gắt thị trường ô tô thúc đẩy đầu tư nhiều mặt nghiên cứu công nghệ cho ô tô Điều làm cho ô tô hiện đại ngày trang bị nhiều công nghệ tiên tiến dẫn đến mẫu mã kết cấu chất lượng sử dụng tốt Và hệ thống phanh tay nằm thay đổi Vì việc tìm hiểu tính xe đặc biệt hệ thống phanh tay cần thiết đối với sinh viên ngành cơng nghệ kỹ thuật tơ Do nhóm em chọn đề tài “Chuyển đổi phanh tay khí thành phanh tay điện tử Hyundai Grand i10” nhằm phân tích rõ ràng kết cấu, nguyên lý kỹ thuật bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống phanh tay điện tử Trong trình làm đồ án, trình độ thân, tài liệu, kiến thức thực tế thời gian cịn hạn chế nên khơng thể khơng có sai sót, nhóm em kính mong góp ý bảo thầy mơn để đề tài nhóm em hồn thiện xiii Hình 5.3: Lắp ráp mạch điều khiển mô-tơ lên khung đỡ Bước 4: Gắn cầu xe lên khung đỡ mơ hình Hình 5.4: Gắn cầu xe lên khung đỡ Bước 5: Hàn lăn lên khung đỡ mơ hình 72 Hình 5.5: Hàn lăn lên khung đỡ để cố định dây cáp Bước 6: Thiết lập chỉnh hệ thớng dây cáp Hình 5.6: Cố định chỉnh đầu dây cáp 73 Bước 7: Kiểm tra an toàn tiến hành chạy thử mơ hình Hình 5.7: Mơ hình hồn thiện Sau thục nghiệm mơ hình thành cơng nhóm nghiên cứu nhận thấy sau trình thực hiện đề tài thực tế giải vấn đề tồn khơng cơng nghệ dịng xe cỡ nhỏ hạng C mà giúp theo kịp với trình tiến đến xe điện ngày Đề tài phát triển mặt thẩm mỹ sau mang làm mơ hình kinh doanh để giải cho dịng xe sử dụng phanh tay muốn thay thành phanh điện tử, nhóm nghiên cứu sau hồn chỉnh mơ hình tính tốn thiết kế thêm mặt thẩm mỹ để thương mại hóa với mơ hình Nhóm nghiên cứu xin cảm ơn sâu sắc đến thầy Đỗ Nhật Trường giúp hồn tất mơ hình hồn chỉnh thầy cô khác Trường Đại học Cơng nghệ TpHCM giúp nhóm nghiên cứu có kiến thức cần thiết śt q trình theo học trường để hồn thành tớt Đồ án tốt nghiệp 74 Chương 6: KẾT LUẬN, HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 6.1 KẾT LUẬN Qua trình thực hiện đề tài “Nghiên cứu thiết kế chuyển đổi hệ thớng phanh tay khí thành phanh tay điện tử”, thiết lập quy trình cơng nghệ tính tốn để sản phẩm, cho phép nhóm nghiên cứu số kết luận sau: Hệ thống phanh tay điện tử ngày cải tiến phát triển không ngừng, hệ thống hiện không hoạt động độc lập mà có giao tiếp, thích ứng qua lại với hệ thớng khác địi hỏi chun mơn cao đổi với kĩ thuật viên Hệ thống hoạt động với với phương thức chuyền động giảm tốc giúp tăng moment soắn trục đầu với hệ thớng trục vít – đai ớc chuyền đổi vận tốc quay thành chuyển động tịnh tiến tạo nên lực phanh ép má phanh vào trống phanh Hệ thống phanh tay sử dụng hộp giảm tốc ba cấp hệ thớng vận hành đơn giản q trình tăng moment Do chuyển động bánh cần bôi trơn thường xuyên hiện tượng bánh ăn khớp với gây nên tổn thất q trình chuyển đổi moment Nên hệ thớng cần kiểm nghiệm cách chi tiết cụ thể Vật liệu tạo nên trục vít đai ớc chưa thích hợp để tiến tới việc áp dụng vào thực tế cần gia cố kiểm nghiệm sâu Hoàn thành báo cáo đồ án thời hạn thực hiện đầy đủ yêu cầu, nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô Song đồ án gặp vấn đề khó khăn kĩ soạn thảo văn bản, vấn đề kĩ thiết kế Solidwork 2017 nhiều thiếu sót 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Tính tốn lại hệ thống giảm tốc truyền lực, moment cho kết tối ưu 75 Vật liệu chế tạo hệ thớng mảng hồn tồn riêng cần ý phát triển Do vật liệu tới ưu giúp nâng cao hiệu phanh đỗ, cải thiện độ bền chi tiết 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Nguyễn Văn Nhanh, Giáo trình Lý thuyết tơ Đại học Cơng nghệ Tp Hồ Chí Minh [2] Nguyễn Chí Cơng, “Hệ thống phanh tay điện tử tính Auto hold xe Mazda”, 2021 Địa chỉ: https://gianhangvnn.com/phanh-tay-dien-tu-va-tinh-nang-auto-hold.html [Truy cập 12/6/2022] [3] Duy Linh, “Khái niệm cách sử dụng phanh tay điện tử ô tô”, 2021 Địa chỉ: https://vinfastauto.com/vn_vi/khai-niem-va-cach-su-dung-phanh-tay-dien-tu-o-to [Truy cập 15/6/2022] [4] Thanh Nam, “Những điều cần biết phanh tay điện tử - Electronic Parking Brake”, 2021 Địa chỉ: https://news.oto-hui.com/nhung-dieu-can-biet-ve-phanh-tay-dien-tu-electronicparking-brake/ [Truy cập 18/6/2022] [5] Kim Thoa, “Phanh tay điện tử: điều tạo nên khác biệt”, 2016 Địa chỉ: https://dangkiemnghean.com/?x=82/tin-tuc/phanh-tay-dien-tu-dieu-gi-tao-nen-su-khacbiet [Truy cập 21/6/2022] [6] Thế Anh, “Phanh tay điều cần biết”, 2017 Địa chỉ: https://vnexpress.net/print/oto-xe-may/tu-van/phanh-tay-va-nhung-dieu-can-biet3541024.html?gidzl=8jjvKDYQ3d8bm7rJteqBTY3FS5B0s0HyE9ib3SBPL7nkoIC8az W5BJ-QSGx9ZGilCS1_Mp3ET48Ntfi3T0 [Truy cập 27/6/2022] [7] Phóng viên VOV, “Dành cho lái mới: Phanh tay điện tử gì”, 2020 Địa chỉ: https://vovgiaothong.vn/danh-cho-lai-moi-phanh-tay-dien-tu-la-gi-d19265.html [Truy cập 4/7/2022] [8] https://www.danhgiaxe.com/tinh-nang-tu-dong-giu-phanh-auto-hold-la-gi-su- dung-nhu-the-nao-de-dam-bao-an-toan-30967 77 [9] https://vinfastauto.com/vn_vi/so-sanh-tinh-an-toan-cua-phanh-tay-co-khi-va- phanh-tay-dientu#:~:text=Phanh%20tay%20c%C6%A1%20kh%C3%AD%20g%E1%BB%93m ,c%E1%BA%A5u%20n%C3%A0y%20%C4%91%E1%BB%83%20d%E1%BB %ABng%20xe [10] https://www.otosaigon.com/threads/phanh-tay-dien-tu-va-phanh-tay-co-so- sanh-uu-nhuoc-diem-va-vi-sao-phanh-tay-dien-tu-ngay-cang-duoc-uachuong.9027611/ 78 PHỤ LỤC SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN 79 80 PHỤ LỤC BẢN VẼ 81 82 83 84 85 86 ... CỦA PHANH TAY CƠ KHÍ VÀ PHANH TAY ĐIỆN TỬ Bảng 2.1: So sánh phanh tay khí phanh tay điện tử Phanh tay khí So sánh Phanh tay điện tử o Thiết kế đơn giản, dễ sửa chữa o Hạn chế nhược điểm phanh tay. .. PHANH TAY ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ 2.3 PHÂN TÍCH ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHANH TAY CƠ KHÍ VÀ PHANH TAY ĐIỆN TỬ 2.4 KHẢO SÁT CÁC BIỆN PHÁP CHUYỂN ĐỔI PHANH TAY CƠ KHÍ THÀNH PHANH TAY ĐIỆN TỬ... khí phanh tay điện tử tô hiện Bảng 3.1: So sánh phanh tay khí phanh tay điện tử So sánh Phanh tay khí Phanh tay điện tử o Hạn chế nhược điểm phanh tay khí bó phanh, kẹt phanh o Thiết kế đơn