Thiết kế mô hình hệ thống lái trợ lực điện phục vụ giảng dạy ngành công nghệ ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN PHỤC VỤ GIẢNG DẠY NGÀNH CÔNG NGHỆ Ô TÔ NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: PGS.TS HOÀNG ANH TUẤN Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Lê Quốc Đạt 1811250127 18DOTA1 Nguyễn Hải Nguyên 1811250912 18DOTA1 Nguyễn Đăng Khoa 1811251342 18DOTA1 Tp Hồ Chí Minh, 27 tháng 08 năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN PHỤC VỤ GIẢNG DẠY NGÀNH CÔNG NGHỆ Ô TÔ NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: PGS.TS HOÀNG ANH TUẤN Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Lê Quốc Đạt 1811250127 18DOTA1 Nguyễn Hải Nguyên 1811250912 18DOTA1 Nguyễn Đăng Khoa 1811251342 18DOTA1 Tp Hồ Chí Minh, 27 tháng 08 năm 2022 LỜI CAM ĐOAN Chúng tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu đồ án tốt nghiệp trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, 27 tháng 08 năm 2022 (Ký tên ghi rõ họ tên) Nguyễn Hải Nguyên Lê Quốc Đạt Nguyên Đăng Khoa LỜI CẢM ƠN Sau năm học tập rèn luyện Trường Đại học Công nghệ TP.HCM, đồ án tốt nghiệp dấu ấn quan trọng đánh dấu việc sinh viên hồn thành nhiệm vụ giảng đường đại học Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô với đề tài “Thiết kế mô hình hệ thống lái trợ lực điện phục vụ giảng dạy ngành công nghệ ô tô” kết q trình cố gắng khơng ngừng nghỉ thân nhận nhiều hướng dẫn tận tình quý báu thầy cô, anh chị bạn Với lòng biết ơn sâu sắc chúng em xin bày tỏ lời cảm ơn đến: Ban giám hiệu Trường Đại học Công nghệ TP HCM, Viện Kỹ thuật Hutech tạo điều kiện để chúng em hoàn thành tốt đồ án Chúng em xin cảm ơn thầy PGS.TS Hoàng Anh Tuấn thầy TS Nguyễn Văn Nhanh hết lòng giúp đỡ, bảo ban, động viên tạo điều kiện để chúng em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn thầy cô hội đồng chấm thi có góp ý để chúng em hoàn thiện đồ án cách tốt Cảm ơn anh chị khóa bạn giúp đỡ chúng em nhiều trình tìm tài liệu để chúng em hồn thiện đồ án Xin cảm ơn Cơng ty TNHH Ơ tơ Minh Nguyệt nơi chúng em thực tập giúp nhóm chúng em có kiến thức thực tế vơ bổ ích giúp đồ án trở nên hồn thiện Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn ! TĨM TẮT Hệ thống trợ lực lái tơ phương tiện cần thiết giúp xe chuyển động cách an toàn Hệ thống lái xe phân loại theo mục đích tùy thuộc vào nhà sản xuất ngày hầu hết xe đời nhà sản xuất thường chọn hệ thống lái trợ lực điện tính an tồn cao, linh hoạt thay đổi theo tốc độ xe Để tạo nên phương tiện học tập trực quan, đồng bộ, cụ thể chi tiết nên nhóm em lựa chọn thực đồ án “Thiết kế mơ hình hệ thống trợ lực điện phục vụ giảng dạy nghành công nghệ ô tô” Bên cạnh việc xây dựng phương pháp, quy trình học tập kiến thức hệ thống Trong đề tài nhóm thực nghiên cứu hệ thống lái trợ lực điện nhằm tạo mơ hình thực tiễn có giá trị sử dụng cao, phục vụ cho công tác giảng dạy, học tập thực hành sinh viên Viện Kỹ Thuật – Nghành công nghệ kỹ thuật ô tô trường Đại học Công Nghệ Tp.HCM Kết cấu đồ án tốt nghiệp nhóm thực đồ án trình bày bao gồm chương cụ thể: - Chương 1: Giới thiệu đề tài - Chương 2: Cơ sở lý thuyết - Chương 3: Tính tốn, thiết kế thi cơng mơ hình hệ thống lái trợ lực điện - Chương 4: Kết luận hướng phát triển đề tài Cuối nhóm thực đồ án tốt nghiệp hướng tới kết đạt mô hình nghiên cứu chi tiết, cụ thể mang tính thực tiễn cao với đề tài “Thiết kế mơ hình hệ thống trợ lực điện phục vụ giảng dạy nghành công nghệ ô tô” ABSTRACT The power steering system in a car is an essential means to help the vehicle move more safely The steering system on the vehicle is classified according to the purposes depending on the manufacturer, but today in most new cars, manufacturers often choose the electric power steering system due to its high safety and flexibility to change according to the requirements of the vehicle each vehicle speed To create an intuitive, synchronous, specific, and detailed learning medium, my group chose to implement the project "Designing a model of an electric power steering system for teaching automotive technology" Besides, the building of methods and learning processes for the knowledge of the system In this topic, the group has studied the electric power steering system to create a practical model with high use value, serving the teaching, learning, and practice of students of the Institute of Engineering – Automotive engineering technology at the Ho Chi Minh City University of Technology The basic structure of the graduation project is presented sequentially by the project team, including specific chapters: - Chapter 1: Introduction to the topic - Chapter 2: Theoretical foundations - Chapter 3: Calculation, design, and construction of electric power steering system model - Chapter 4: Conclusion and development direction of the topic Finally, the group implemented the graduation project towards achieving a detailed, specific, and highly practical research model with the topic "Designing a model of an electric power steering system for teaching engineering automotive technology” Bước : Lắp trục lái thứ cấp vào thước lái trục lái sơ cấp để kết nối hai phận - Chuẩn bị +Dụng cụ: Kềm bấm, tuýp 13mm, cần tự động, +Vật liệu: Bu lông 13mm - Lắp trục thứ cấp vào đầu ren trục vít thước lái, đầu lại lắp với trục lái sơ cấp - Sử dụng bu lông 13mm bắt cố định hai đầu trục lái thứ cấp Hình 18: Trục lái thứ cấp Hình 19: Siết chặt bu lông cố định hai đầu trục lái thứ cấp 71 Bước : Lắp bánh xe vào mô hình hệ thống lái - Chuẩn bị : + Bánh xe kích thước 400-12 + Bu lơng bánh xe 16mm + Cần siết lực tuýp 16mm Hình 20: Dụng cụ bánh xe - Lắp xác bánh xe vào moay-ơ khớp với bu lông, trước đặt lại đai ốc Dùng tay vặn lại ốc tới khơng thể vặn tiếp Sau dùng cần siết lực siết chặt hết mức Để đảm bảo lốp cân bằng, siết ốc theo hình ngơi theo thứ tự đánh số vặn chút tới độ khít ốc Hình 21: Lắp bánh xe vào bu lơng moay 72 Hình 22: Siết ốc bánh xe theo thứ tự đánh số 3.4.2 Mơ hình hồn chỉnh Sau hồn thành mơ hình nhóm em nhận thấy mơ hình hoạt động tốt chức trợ lực cảm nhận rõ ràng cảm giác lái cách điều chỉnh tốc độ xe Hình 23: Mơ hình hồn thiện hệ thống lái trợ lực điện 73 Hệ thống lái trợ lực điện hoạt động hiệu linh hoạt, trợ lực thay đổi tốc độ xe Hình 24: Hình mơ hình thực tế 3.4.3 Cơ cấu điều khiển Mơ hình đưa cấu điều khiển ngồi vơ lăng cịn có điều chỉnh tốc độ xe tốc độ động sa bàn Hình 25: Biến trở điều chỉnh tốc độ 3.4.4 Quy trình vận hành Bước 1: Kiểm tra thiết bị, điện áp nguồn, dây dẫn Bước 2: Xoay biến trở đưa tốc độ động tốc độ xe Vô lăng lúc nặng không trợ lực 74 Hình 26: Màn hình hiển thị tốc độ Bước 3: Xoay biến trở đưa tốc độ động > 500v/p tốc độ xe mức Ngay lúc vô lăng trở nên nhẹ trợ lực Hình 27: Màn hình hiển thị tốc độ Bước 4: Xoay biến trở đưa tốc độ động > 500v/p tốc độ xe >80km/h Ngay lúc vô lăng trở nên nặng trợ lực, để xe chuyển động tốc độ cao cách ổn định an tồn 75 Hình 28: Màn hình hiển thị tốc độ 3.5 Kết quả, nhận xét đánh giá Sau qua trình thực nghiệm mơ hình, nhóm em nhận thấy mơ hình hoạt động tốt Cảm nhận rõ ràng thay đổi mô men xoay vô lăng Mặc dù hồn chỉnh mơ hình cịn mặt hạn chế như: Không thể hiển thị số mô men trợ lực, không hiển thị điện áp thay đổi trợ lực Thơng qua mơ hình chúng em muốn thể trình lái trợ lực điện Đồng thời nêu lên nguyên lý hoạt động qui trình trợ lực thơng qua tín hiệu Tạo sở tiền đề để có hướng nghiên cứu sâu hệ thống Chưa thực nghiên cứu tín hiệu có mục đích nâng cao tính an toàn 76 Chương 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 4.1 Kết luận 4.1.1 Kết Nhóm hồn thành mục tiêu đề ra: - Hiểu nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại, cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống lái - Giới thiệu hệ thống lái trợ lực điện Hyundai Grand i10 - Tính tốn thiết kế giá đỡ mơ hình - Thiết kế sơ đồ mạch điện - Hoàn thành mơ hình hệ thống lái trợ lực điện - Viết báo cáo đồ án 4.1.2 Những mặt hạn chế đồ án Do thời gian làm đồ án có hạn kinh phí chưa đủ nên đồ án nhóm chúng em cịn có mặt hạn chế sau: - Phần chẩn đoán phục vụ giảng dạy chưa thực - Chưa hiển thị lực mà motor trợ lực để hổ trợ giảng dạy cách tốt hiểu - Chưa hiển thị dòng điện qua motor Khi motor trợ lực hay nhiều dịng điện thay đổi theo cách linh hoạt 4.1.3 Nhận xét Trong suốt q trình hồn thiện đồ án tốt nghiệp, giúp đỡ thầy Hoàng Anh Tuấn thầy Nguyễn Văn Nhanh, với nhiệt tình hưỡng dẫn thầy cô khác Viện Kỹ thuật Chúng em nắm bắt vấn đề: Tìm hiểu rõ linh kiện, nơi mua bán linh kiện thay 77 Nhận mặt hạn chế thân để hồn thiện sau hoàn thành đồ án lần Ngoài ra, thời gian chúng em rút cho thêm nhiều kinh nghiệm thực tế, kỹ cần thiết làm việc nhóm Đồng thời cố lại kiến thức học cập nhật thêm kiến thức Hiểu ngành ô tô đưa định hướng xác cho tương lai, nhận thức cần để phát triển Tuy hồn thành tất nhiệm vụ đề học thêm nhiều kiến thức bên cạnh đó, thân cịn thiếu nhiều kiến thức nên khơng thể tránh khỏi sai sót q trình thực đồ án tốt nghiệp Sau chúng em xin chân thành cám ơn thầy cô Viện Kỹ thuật nhiệt tình giúp đỡ chúng em hướng dẫn tận tình thầy Hồng Anh Tuấn thầy Nguyễn Văn Nhanh để nhóm chúng em hoàn thành đồ án cách tốt 4.2 Hướng phát triển đề tài Các phương án để phát triển đề tài nâng cao hơn: - Lắp hình LCD để hiển thị lực mà motor hổ trợ để đánh lái - Lắp hình LCD để thấy cường độ dòng điện qua motor trợ lực thay đổi tốc độ xe thay đổi - Thiết kế phận giả lập tạo mô men cản từ mặt đường tác dụng lên bánh xe 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đặng Q (n.d.) Tính tốn thiết kế ô tô Đại học Sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh; [2] PGS-TS Đỗ Văn Dũng (n.d.) Hệ thống trang bị điện ô tô Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh; [3] Phạm Xuân Mai, N P (2021) Thiết kế ô tô XNB Đại học Quốc gia TP HCM ; [4] VATC - Trung tâm dạy nghề sửa chữa điện ô tô Việt Nam (2022) So sánh hệ thống trợ lực lái thủy lực lái điện:Ưu nhược điểm https://oto.edu.vn/so-sanhhe-thong-tro-luc-lai-thuy-luc-va-lai-dien/ [Truy cập ngày 24/07/2022]; [5] Catcar.info (2022) CATCAR.INFO - On-line auto parts catalogs http://www.catcar.info/en/; [6] chủ, T., Arduino, T ứng dụng, M., (2022) Mạch Arduino Uno gì? Cách sử dụng chi tiết hướng dẫn https://arduinokit.vn/mach-arduino-uno-la-gi/; [7] chủ, T., Arduino, L and Arduino, T., (2022) Tổng quan LCD 16×2 giao tiếp I2C LCD sử dụng Arduino https://arduinokit.vn/giao-tiep-i2c-lcd-arduino/; [8] Motoring.vn (2022) Hyundai Grand i10 2014 http://motoring.vn/tracuu/VersionResult-15001266-3341-19; [9] Tài liệu chuyên hãng Hyundai – Kia (GDS); [10] Tài liệu học tập nội Trường Đại học Cơng nghệ Tp Hồ Chí Minh; [11] Prof Heldt P.M The automotive chassis, The University of New York – 1962; [12] Barry Hollembreak Automovie Electricity And Electronics Fifth Edition, 2009; [13] Tom Denton BA, AMSAE, MITRE, Cert.Ed Automobile Electrical and Electronic Systems Third edition, 2004 79 PHỤ LỤC PHẦN MỀM //ENGINE RPM #include #include #include LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); int i = 11; int value; int pot; long int pot1; void setup() { // initialize digital pin LED_BUILTIN as an output lcd.init(); lcd.backlight(); lcd.clear(); lcd.setCursor(5,0); lcd.print("Hello"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Xin chao cac ban"); delay(1000); lcd.clear(); lcd.setCursor(2,0); lcd.print("ENGINE SPEED"); pinMode(i, OUTPUT); Serial.begin(9600); 80 } // the loop function runs over and over again forever void loop() { value = analogRead(A0); pot = map(value,0,1023,1,20); digitalWrite(i,HIGH); delay(pot); digitalWrite(i,LOW); delay(pot); pot1 = map(value,0,1023,5100,0); lcd.setCursor(6,1); lcd.print(pot1); lcd.print(" "); lcd.print("RPM"); } //VIHICLE SPEEDS #include #include #include LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); int i = 11; int value; int pot; 81 long int pot1; void setup() { // initialize digital pin LED_BUILTIN as an output lcd.init(); lcd.backlight(); lcd.clear(); lcd.setCursor(5,0); lcd.print("Hello"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Xin chao cac ban"); delay(1000); lcd.clear(); lcd.setCursor(2,0); lcd.print("VIHICLE SPEEP"); pinMode(i, OUTPUT); Serial.begin(9600); } // the loop function runs over and over again forever void loop() { int32_t value = analogRead(A0); int32_t pot = map(value,0,1023,155,1); //Serial.println(pot); digitalWrite(i,HIGH); delay(pot/4); digitalWrite(i,LOW); delay(pot/4); 82 pot1 = map(value,0,1023,1,160); lcd.setCursor(6,1); lcd.print(pot1); lcd.print(" "); lcd.print("MPH"); } 83 PHỤ LỤC BẢN VẼ 84 85