(Đồ án HCMUTE) nghiên cứu các hệ thống treo điều khiển điện tử

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ NGHIÊN CỨU CÁC HỆ THỐNG TREO ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ GVHD: HUỲNH PHƯỚC SƠN SVTH : LÊ VĂN ĐỨC VÕ TÀI TRÍ SKL 09093 Tp Hồ Chí Minh, tháng 8/2022 i TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO - - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CÁC HỆ THỐNG TREO ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ GVHD: TS Huỳnh Phước Sơn SVTH: Lê Văn Đức 18145109 Võ Tài Trí 18145269 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2022 I i TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO - - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CÁC HỆ THỐNG TREO ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ GVHD: TS Huỳnh Phước Sơn SVTH: Lê Văn Đức 18145109 Võ Tài Trí 18145269 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2022 II i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc -*** Tp Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng năm 2020 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên SV1: Lê Văn Đức MSSV: 18145109 Họ tên SV2: Võ Tài Trí MSSV: 18145269 Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật tơ Lớp: 18145CL3 Giảng viên hướng dẫn: TS Huỳnh Phước Sơn ĐT: 0903639216 Ngày nhận đề tài: 20/03/2022 Ngày nộp đề tài: 09/08/2022 Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống treo điều khiển điện tử Tài liệu tham khảo: Nội dung thực đề tài: - Tổng quan lý thuyết hệ thống treo - Nghiên cứu cấu tạo, hoạt động loại hệ thống treo điều khiển điện tử Sản phẩm đề tài: - Tài liệu thuyết minh + file mềm Tp.HCM, ngày 14 tháng 03 năm 2022 Trưởng ngành Giáo viên hướng dẫn i CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên: LÊ VĂN ĐỨC MSSV: 18145109 Họ tên sinh viên: VÕ TÀI TRÍ MSSV: 18145269 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật tơ Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống treo điều khiển điện tử Giảng viên hướng dẫn: TS HUỲNH PHƯỚC SƠN NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm: (Bằng chữ: .) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) TS Huỳnh Phước Sơn i CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên: LÊ VĂN ĐỨC MSSV: 18145109 Họ tên sinh viên: VÕ TÀI TRÍ MSSV: 18145269 Ngành: Cơng nghê kỹ thuật tơ Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống treo điều khiển điện tử Giảng viên phản biện : GVC, Th.S Nguyễn Ngọc Bích NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không: Đánh giá loại: Điểm: …………… (Bằng chữ: ……………………………………………) Tp HCM, ngày … tháng… năm 2022 Giảng viên hướng dẫn (Kí & ghi rõ họ tên) i LỜI CẢM ƠN Sau thời gian làm luận văn hồn thành Nhóm sinh viên xin chân thành cảm ơn Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM tạo điều kiện tốt cho bạn sinh viên học tập báo cáo luận văn Đặc biệt thầy Huỳnh Phước Sơn tận tình giúp đỡ cho em hồn tất luận văn tốt nghiệp chuyên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô với đề tài “NGHIÊN CỨU CÁC HỆ THỐNG TREO ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ” Thầy dành thời gian cho nhóm sinh viên hướng dẫn kịp thời, quan trọng cần thiết nhất, ý kiến bổ ích tài liệu quý giá suốt trình thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cán khoa Cơ Khí Động Lực khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao trường bảo ban dạy cung cấp cho em tư liệu kiến thức quý báu để hồn thành tốt luận văn tốt nghiệp Mặc dù cố gắng thời gian tìm hiểu ngun cứu đề tài có hạn, nên báo cáo chắn cịn nhiều thiếu sót hạn chế Rất mong nhận góp ý bảo quý thầy cô i MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT i DANH MỤC HÌNH ẢNH ii DANH MỤC BẢNG BIỂU vi CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ 2.1 Tổng quát hệ thống treo điều khiển điện tử 2.2 Ưu nhược điểm hệ thống treo điều khiển điện tử 2.3 Nguyên lý điều khiển hệ thống treo điều khiển điện tử CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ 3.1 Giới thiệu chung hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử 3.1.1 Bố trí chung hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử 3.1.2 Sơ đồ khối hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử 10 3.2 Cấu tạo hoạt động phần tử 11 3.2.1 Công tắc lựa chọn 11 3.2.2 Cảm biến điều khiển độ cao 13 3.2.3 Cảm biến tốc độ 15 3.2.4 Cảm biến góc xoay vô lăng 16 3.2.5 Công tắc đèn phanh 19 i 3.2.6 Công tắc cửa 19 3.2.7 Rơle điều khiển độ cao số 20 3.2.8 Rơle điều khiển độ cao số 20 3.2.9 Máy nén điều khiển độ cao 21 3.2.10 Van xả hút ẩm khí điều khiển độ cao 22 3.2.11 Van điều khiển độ cao số số 22 3.2.12 Bộ chấp hành 23 3.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử 36 3.3.1 Sơ đồ mạch điện điều khiển 36 3.3.2 Điều khiển chống chúi đuôi xe 36 3.3.3 Điều khiển chống nghiêng ngang 38 3.3.4 Điều khiển chống chúi đầu xe 40 3.3.5 Điều khiển tốc độ cao 41 3.3.6 Điều khiển đường xóc,chống lắc dọc chống nhún 42 3.3.7 Điều khiển độ cao xe 43 3.3.8 Tự động điều khiển độ cao xe 43 3.3.9 Điều khiển tốc độ cao 45 3.3.10 Điều khiển tắt khoá điện 46 CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG TREO THỦY KHÍ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ 48 4.1 Giới thiệu chung hệ thống treo thủy khí điều khiển điện tử 48 4.1.1 Bố trí chung hệ thống treo thủy khí điều khiển điện tử 48 4.1.2 Sơ đồ khối hệ thống treo thủy khí điều khiển điện tử 50 i 4.2 Cấu tạo hoạt động phần tử 51 4.2.1 Đèn báo điều khiển độ cao 51 4.2.2 Công tắc điều khiển AHC 52 4.2.3 Bơm Motor 55 4.2.4 Bơm giảm tốc 60 4.2.5 Máy nén điều khiển độ cao 61 4.2.6 Van điều khiển độ cao 62 4.2.7 Túi khí điều khiển lực giảm xóc 64 4.2.8 Bộ phận giảm chấn 67 4.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống treo thủy khí điều khiển điện tử 68 4.3.1 Thay đổi lực giảm xóc 68 4.3.2 Lựa chọn độ cao 73 4.3.3 Tự động điều khiển độ cao xe 79 4.3.4 Hủy điều khiển độ cao tự động 80 4.3.5 Điều khiển tắt khoá điện 81 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84 5.1 Kết luận 84 5.2 Đề xuất kiến nghị 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 i Hình 30: Điều khiển chống lắc dọc chống nhún [74] 4.3.2 Lựa chọn độ cao Có thể chọn ba loại chiều cao xe sau cơng tắc: chiều cao xe bình thường (N), chiều cao xe thấp (Lo) chiều cao xe cao (Hi) 73 i Bảng 5: Lựa chọn độ cao xe Vị trí chiều cao chọn Lo Xấp xỉ Phía trước Phía sau Chiều cao xe tiêu chuẩn –50 mm (–2.0 in.) Xấp xỉ Chiều cao xe N –40 mm (–1.6 in.) Hi Xấp xỉ +40 mm (+1.6 in.) Chiều cao xe tiêu chuẩn Xấp xỉ +50 mm (+2.0 in.) Trên Lo đến N N để Hi Khoảng 10 đến 15 giây * Dưới Hi đến N N đến Lo Khoảng đến giây * Tốc độ điều chỉnh chiều cao xe 74 i Lưu ý: Tốc độ điều khiển chiều cao xe khác tùy thuộc vào điều kiện tải Hình 31: Lựa chọn độ cao [75] 75 i ➢ Mạch thủy khí Hình 32: Cấu tạo mạch thủy khí [76] ➢ Tăng chiều cao xe (Công tắc chọn độ cao) Khi công tắc chọn độ cao vận hành để tăng chiều cao xe, ECU điều khiển hệ thống treo mở van cân cho bánh xe bố trí bên van điều khiển chiều cao Điều cho phép chất lỏng chảy từ máy bơm vào giảm xóc buồng khí dẫn đến tăng chiều cao xe Đồng thời, van hồi lưu mở ra, dẫn chất lỏng vào chúng từ bơm giảm tốc để điều khiển hệ thống treo, từ nâng chiều cao xe 76 i Bảng 6: Hoạt động van Điều kiện Xe dừng Van Trước Van điều cân khiển Xe chuyển động Sử dụng Không sử 25 km/h (16 > 25 km/h thủy lực dụng thủy dặm/giờ) (16 dặm/ điều khiển lực điều giờ) độ cao khiển độ thời không sử cao điểm sử dụng thủy dụng thủy lực điều lực điều khiển độ khiển độ cao cao Mở Mở Mở Mở đóng đóng Mở Mở Mở Mở Mở Mở Mở Mở Van cổng Sau Van cân Van điện tử đóng đóng Mở Mở Mở Mở Mở Mở Mở Mở đóng Bơm Hoạt động Hoạt động đóng Hoạt động Hoạt động 77 i Hình 33: Xe chuyển động [77] ➢ Hạ chiều cao xe Khi công tắc chọn độ cao vận hành để hạ thấp chiều cao xe từ vị trí HI xuống vị trí Norm từ vị trí Norm sang vị trí LO, ECU điều khiển hệ thống treo mở van cân phía trước phía sau Do đó, chất lỏng buồng khí giảm xóc bố trí cho bánh xe quay trở lại bể chứa, làm giảm chiều cao hệ thống treo Tuy nhiên, phía sau thấp phía trước van cân phía sau đóng lại để điều chỉnh chiều cao xe cao phía trước Tính ngăn đèn pha hướng lên Hình 34: Tốc độ xe km/h [78] 78 i Bảng 7: Hoạt động van Dưới km/ h (3 mph) Khi hạ bánh Điều kiện Trước Van điều khiển Sau lúc Van cân Mở Không hạ bánh Trên km/h (3mph) mộtlúc Mở đóng Mở đóng Van cổng Mở Mở Mở Van cân Mở Mở đóng Mở đóng Van cổng Mở Mở Mở Van điện từ Đóng Đóng Đóng Bơm Dừng Dừng Dừng 4.3.3 Tự động điều khiển độ cao xe Chức giữ độ cao xe giá trị không đổi tải tác dụng lên xe thay đổi thay đổi số lượng hành khách hay có hàng hố hay khơng Khi ECU phát thay đổi độ cao xe, điều chỉnh thể tích khí nén xi lanh khí để giữ độ cao xe giá trị không đổi cách cung cấp hay cắt dòng điện đến rơle AHC rơle AHC Chức điều khiển phản ứng nhanh cửa mở so với tất cửa đóng 79 i Hình 35: Tự động điều khiển độ cao xe [79] 4.3.4 Hủy điều khiển độ cao tự động Nó ngăn khơng cho điều khiển độ cao gầm xe nâng xe, kéo rơmoóc hay đỗ đường gồ ghề Việc thực cách ngăn không cho dầu thủy lực xi lanh thủy lực xả ngồi để khơng làm giảm độ cao xe 80 i Khi công tắc bật đến vị trí OFF, cực NSW nối mass, chấm dứt điều khiển độ cao gầm xe ECU Hình 36: Hủy điều khiển độ cao tự động [80] 4.3.5 Điều khiển tắt khoá điện Chức điều khiển tự động giảm độ cao xe để cải thiện tính ổn định hình thức xe đỗ với khóa điện tắt OFF Điều khiển hoạt động 81 i điều kiện sau: độ cao xe tăng mức định hàng hoá lấy hành khách khỏi xe sau xe đỗ Khi khoá điện tắt, khơng có dịng điện đến cực IG +B ECU Nếu bốn cảm biến điều khiển độ cao phát thấy độ cao xe mức trạng thái này, ECU hạ thấp độ cao xe Điều khiển có hiệu lực khoảng phút sau khố điện tắt Tuy nhiên có cửa mở, ECU biết có người rời khỏi xe tạm dừng việc điều khiển Việc điều khiển lại tiếp tục sau tất cửa đóng Điều khiển tự động chấm dứt khoảng 30 phút sau khoá điện tắt Nếu độ cao xe cao sau tiếp tục việc điều khiển hạ thấp bánh, ECU cho xe kích lên điều khiển mơtơ nén khí van điều khiển để nâng độ cao xe phía bánh xe khoảng phút 82 i Hình 37: Điều khiển tắt khoá điện [81] 83 i CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Sau tháng thực đồ án với đề tài “Nghiên cứu hệ thống treo điều khiển điện tử” hướng dẫn tận tình Thầy Huỳnh Phước Sơn, đến nhóm hoàn thành nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp giao Trong đề tài này, nhóm nghiên cứu tìm hiểu tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử, phân tích ưu nhược điểm hệ thống treo điều khiển điện tử so với hệ thống treo thông thường Phần trọng tâm đồ án, nghiên cứu chủ yếu hai loại hệ thống treo điều khiển điện tử hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử hệ thống treo thủy khí điều khiển điện tử, trình bày cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống, tìm hiểu chức cấu tạo loại cảm biến hệ thống Hệ thống điều khiển treo điều khiển điện tử hệ thống mang lại cảm giác thoải mái cho người lái xe hành khách xe, việc loại bỏ dao động xấu gây tăng tuổi thọ xe, giảm suất tiêu hao nhiên liệu Tuy nhiên kiến thức hạn chế, tài liệu tham khảo chưa cập nhật đủ thời gian báo cáo có hạn nên cần phải hồn thiện thêm Đề tài tạo hộ giúp nhóm nghiên cứu củng cố lại kiến thức trình học tập trường hiểu hệ thống ô tô cách vận hành Qua thời gian làm đồ án tốt nghiệp, nhóm trau dồi thêm nhiều kinh nghiệm kiến thức mới, nâng cao kỹ công nghệ thơng tin: Word, Excel, cách tìm kiếm chọn lọc thơng tin, tìm nhiều nguồn tài liệu chun nghành phục vụ cho công tác sau Nội dung đề tài xây dựng dựa nguồn tài liệu đáng tin cậy từ sách viết hệ thống treo tài liệu hãng đảm bảo tính xác minh bạch 5.2 Đề xuất kiến nghị Với việc tìm hiểu, khảo sát “Nghiên cứu hệ thống treo điều khiển điện tử” chúng em thấy việc thực đề tài thực cần thiết Chính thế, chúng em mong nhà trường tạo nhiều điều kiện, hỗ trợ bạn tài liệu tham khảo 84 i trang thiết bị cần thiết để hồn thành tốt nhiệm vụ giao Có thể nghiên cứu bổ sung thêm số loại hệ thống treo điệu khiển điện tử khác để đề tài thêm hoàn thiện Qua đề tài này, nhóm nghiên cứu mong bạn sinh viên có nhìn khách quan việc thực đề tài tốt nghiệp sau để có ý tưởng phát triển đề tài tốt hơn, đạt thành tích cao q trình học tập làm việc sau 85 i TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]: Tài liệu đào tạo – Kỹ thuật viên Toyota [2], [4], [7], [8], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [18], [20], [21], [22], [23], [24], [25], [26], [27], [28], [29], [30], [36], [37], [38], [39], [40], [41], [42], [43], [44], [45], [50], [51], [52], [53], [54], [60], [63], [71], [72], [73], [74], [75], [79], [80], [81]: Bài giảng hệ thống treo điều khiển điện tử - Ths Nguyễn Trường An [3], [9], [19], [46], [47], [48], [49], [55], [56], [57], [58], [59], [61], [62], [64], [65], [66], [67], [68], [69], [70], [76], [77], [78]: Lexus RX300 (MCU15) Service Manual [5], [6]: Self Study Program 243 – Pneumatic Suspension System Part 4-Level Air Suspension In The Audi Allroad Quattro [17]: Automotive Suspension & Steering Systems [31], [32], [33], [34], [35]: Mercedes Technical Training - 319 Ho Sas (Acb-Icc) 0813-02 86 i i