Xây dựng mô hình hệ thống lái trợ lực điện trên ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN TRÊN Ô TÔ Ngành: Công nghệ kĩ thuật ô tô Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Văn Bản 31.08.2021 Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Vũ Văn Tuấn 1711251970 17DOTC3 Nguyễn Thành Trung 1711251908 17DOTC3 Phan Quốc Bảo 1711251869 17DOTC2 TP Hồ Chí Minh, năm 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN TRÊN Ơ TƠ Ngành: Cơng nghệ kĩ thuật ô tô Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Văn Bản Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Vũ Văn Tuấn 1711251970 17DOTC3 Nguyễn Thành Trung 1711251908 17DOTC3 Phan Quốc Bảo 1711251869 17DOTC2 TP Hồ Chí Minh, năm 2021 BM01/QT05/ĐT-KT VIỆN KỸ THUẬT HUTECH PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Hệ: Chính quy Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên đăng ký đề tài (sĩ số nhóm…03…): (1) Vũ Văn Tuấn MSSV: 1711251970 Điện thoại: 0867195890 Email: tuanmvp1999@gmail.com (2) Nguyễn Thành Trung MSSV: 1711251908 Điện thoại: 0369684836 Email: thanhtrungg2103@gmail.com (3) Phan Quốc Bảo MSSV: 1711251869 Điện thoại: 0978908552 Email: phanbao8552@gmail.com Ngành Lớp: 17DOTC3 Lớp: 17DOTC3 Lớp: 17DOTC2 : Công nghệ kĩ thuật ô tô Chuyên ngành : Công nghệ kĩ thuật ô tô Tên đề tài đăng ký : Xây dựng mơ hình hệ thống lái trợ lực điện ô tô Sinh viên hiểu rõ yêu cầu đề tài cam kết thực đề tài theo tiến độ hoàn thành thời hạn Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) TP HCM, ngày tháng năm 2021 Sinh viên đăng ký (Ký ghi rõ họ tên) MÃ ĐỀ TÀI: 71 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài Họ tên: VŨ VĂN TUẤN MSSV : 1711251970 Lớp : 17DOTC3 Điện thoại: 0867195890 Email : tuanmvp1999@gmail.com Ngành: Công nghệ kĩ thuật ô tô Tên đề tài: Xây dựng mô hình hệ thống trợ lực điện tơ Nhiệm vụ thực đề tài: - Nghiên cứu hệ thống lái điện ô tơ - Lắp đặt, thi cơng mơ hình hệ thống lái điện tử - Xây dựng ứng dụng mơi trường - Hiệu chỉnh hồn thiện hệ thống Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) TP HCM, ngày 19 tháng năm 2021 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) MÃ ĐỀ TÀI: 71 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài Họ tên: NGUYỄN THÀNH TRUNG MSSV : 1711251908 Điện thoại: 0369684836 Lớp : 17DOTC3 Email : thanhtrungg2103@gmail.com Ngành: Công nghệ kĩ thuật ô tô Tên đề tài: Xây dựng mơ hình hệ thống trợ lực điện tơ Nhiệm vụ thực đề tài: Nghiên cứu hệ thống lái điện ô tơ Thiết kế, xây dựng mơ hình lái điện Viết thuyết minh báo cáo Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) TP HCM, ngày 19 tháng năm 2021 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) MÃ ĐỀ TÀI: 71 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài Họ tên: PHAN QUỐC BẢO MSSV : 1711251869 Lớp : 17DOTC2 Điện thoại: 0978908552 Email : phanbao8552@gmail.com Ngành: Công nghệ kĩ thuật ô tô 10 Tên đề tài: Xây dựng mơ hình hệ thống trợ lực điện ô tô 11 Nhiệm vụ thực đề tài: Nghiên cứu hệ thống lái điện tơ Lắp đặt mơ hình, đo kiểm thực thực hành trực tiếp mơ hình Viết thuyết minh báo cáo Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) TP HCM, ngày 19 tháng năm 2021 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CAM ĐOAN Nhóm đề tài xin cam đoan: Đề tài “Xây dựng mơ hình hệ thống lái trợ lực điện tô” tiến hành công khai, dựa cố gắng, nỗ lực thành viên nhóm, hướng dẫn nhiệt tình khoa học có tính kế thừa, tham khảo chọn lọc Th.s Nguyễn Văn Bản Các số liệu kết nghiên cứu đề tài trung thực, có trích dẫn từ nguồn tài liệu rõ ràng, đáng tin cậy ngồi nước Nhóm xin chịu trách nhiệm tính trung thực nội dung đề tài LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, nhóm đề tài nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến hướng dẫn nhiệt tình Thầy/Cơ, gia đình bạn bè Nhóm đề tài xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.s Nguyễn Văn Bản, giảng viên Bộ môn Công nghệ kỹ thuật Ô tô - trường Đại học Công Nghệ Tp HCM người tận tình hướng dẫn, bảo cho nhóm suốt q trình làm đồ án Nhóm đề tài xin chân thành cảm ơn Thầy/Cô trường Đại học Cơng Nghệ Tp HCM nói chung, Thầy/Cơ Bộ mơn Cơng nghệ kỹ thuật Ơ tơ nói riêng dạy dỗ cho thành viên nhóm kiến thức môn đại cương mơn chun ngành, giúp nhóm có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ nhóm suốt q trình học tập Cuối cùng, nhóm đề tài xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên suốt q trình học tập hồn thành đồ án tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn ! Tp Hồ Chí Minh, tháng 8, năm 2021 Sinh viên thực MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT iii DANG MỤC BẢNG .iv DANH MỤC HÌNH ẢNH v LỜI NÓI ĐẦU vii CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.Tính cấp thiết đề tài 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tầm quan trọng đề tài 1.3 Ý nghĩa đề tài 1.4 Lý chọn đề tài .1 2.2 Tình hình nghiên cứu .2 2.2.1 Tình hình nghiên cứu hệ thống lái giới .2 2.2.2 Tình hình nghiên cứu hệ thống lái nước .3 Mục tiêu nghiên cứu 4 Các kết hướng tới Nhiệm vụ đề tài Phương pháp nghiên cứu Kết cấu đồ án CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN .6 2.2.1 Hệ thống trợ lực lái điện-thủy lực (EPHS) 2.2.2 Hệ thống trợ lực lái điện (EPS) 2.2.3 Hệ thống lái điện toàn phần 2.4.1 Vành tay lái (vô-lăng) 10 2.4.2 Trục lái 11 2.4.3 Cơ cấu lái 12 2.5 Mơ hình hệ thống lái 13 CHƯƠNG 3: CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG LÁI CĨ TRỢ LỰC ĐIỆN TRÊN Ơ TƠ 17 3.1 Công dụng hệ thống trợ lực lái 17 3.2 Phân loại hệ thống lái trợ lực điện 17 i GVHD: Th.S Nguyễn Văn Bản 3.2.1 Trợ lực trục lái 19 3.2.2 Trợ lực cấu lái 21 3.3 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống lái trợ lực điện 23 3.3.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống lái trợ lực điện 24 3.2.2 Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động hệ thống lái trợ lực điện 24 3.4 Các loại cảm biến có hệ thống lái trợ lực điện .26 3.4.1 Cảm biến tốc độ quay vô-lăng 26 3.4.2 Cảm biến mô-men lái 28 3.4.3 Cảm biến vận tốc xe 31 3.5 Mô tơ điện chiều 33 3.6 So sánh khác hệ thống lái có trợ lực thủy lực hệ thống lái có trợ lực điện 34 CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH THIẾT KẾ MƠ HÌNH 36 4.1 Các hướng thực 36 4.1.1 Phương án thiết kế 36 4.1.2 Lựa chọn phương án thiết kế 39 4.2 Kích thước mơ hình dự kiến 41 4.3 Tính tốn, kiểm tra hình thang lái 41 CHƯƠNG 5: THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN 44 5.1 Quy trình thực 44 5.1.1 Chuẩn bị 44 5.1.2 Các bước thực 44 5.2 Kiểm nghiệm thực tế 54 CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN 56 6.1 Kết đạt 56 6.2 Kết luận 56 6.3 Hướng phát triển đề tài 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 ii GVHD: Th.S Nguyễn Văn Bản Hình 5.2 Bản vẽ Autocad Bước 2: Gia công, lắp ráp khung giữ mơ hình Hình 5.3 Gia cơng lắp ráp khung giữ mơ hình 45 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Bản Bước 3: Lắp ráp hệ thống lái - Lắp vô lăng vào trụ lái Hình 5.4 Chọn vơ-lăng Hình 5.5 Lắp vơ-lăng vào trụ lái 46 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Bản Bước 4: Lắp mơ tơ trợ lực điện Hình 5.6 Lắp mô-tơ trợ lực điện Bước 5: Lắp cụm trụ lái có mơ-tơ trợ lực điện với trục các-đăng dạng vịng bi chữ thập Hình 5.7 Kết nối cụm trụ lái với trục các-đăng 47 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Bản Bước 6: Lắp đầu lại trục các-đăng vào thước lái Hình 5.8 Thước lái tơ Hình 5.9 Lắp đầu lại trục các-đăng vào thước lái 48 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Bản Bước 7: Thiết kế bảng mica Hình 5.10 Bảng mica 49 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Bản Bước 8: Lắp hệ thống điều khiển Hình 5.11 Lắp hộp EPS ECU Hình 5.12 Lắp đặt hệ thống điều khiển 50 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Bản Bước 9: Hồn thiện mơ hình Hình 5.13 Lắp đặt mơ hình vững khung 51 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Bản Hình 5.14 Lắp bảng mica lên khung 52 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Bản Hình 5.15 Hồn chỉnh mơ hình 53 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Bản 5.2 Kiểm nghiệm thực tế Hình 5.16 Tiến hành đo dòng điện Bảng 5.1 Bảng thống kê thử nghiệm thực tế thay đổi nguồn điện U dịng điện I có khơng có trợ lực lái điện hệ thống lái mơ hình Nguồn điện Dịng điện I Cảm giác vơ-lăng 12.5 V 0.2 A Nặng 12.3 V 8.5 A Nhẹ U Trợ lực lái điện không hoạt động Trợ lực lái hoạt động đánh lái từ từ qua phải 54 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Bản Trợ lực lái hoạt động đánh lái từ từ qua trái Trợ lực lái hoạt động đánh lái nhanh qua phải Trợ lực lái hoạt động đánh lái nhanh qua trái 12.1 V 8.0 A Nhẹ 11.8 V 20 A Nhẹ 11.8 V 19 A Nhẹ 55 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Bản CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN 6.1 Kết đạt Trong q trình xây dựng mơ hình thí nghiệm, đề tài thiết kế chế tạo mơ hình hệ thống lái ô tô sản phẩm đề tài nghiên cứu Mơ hình mơ hoạt động hệ thống lái trợ lực điện ơtơ thực nhiều thí nghiệm-nghiên cứu mơ hình như: - Lắp ráp hệ thống lái có trợ lực điện nghiên cứu thí nghiệm cách điều khiển hệ thống này, từ đánh giá hiệu hoạt động hệ thống lắp vào tơ; - Trình bày phân tích cách hệ thống kỹ lưỡng lý thuyết kết cấu có ảnh hưởng đến hệ thống lái Các giải pháp kỹ thuật điều khiển hệ thống lái trợ lực điện; - Ngoài việc nghiên cứu, nội dung dùng làm tài liệu giảng dạy hệ thống lái để sử dụng trường cao đẳng đại học chuyên ngành khí tơ 6.2 Kết luận Sau thời gian thực đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Xây dựng mơ hình hệ thống lái trợ lực điện tô” Từ công đoạn nghiên cứu tài liệu, tính tốn lý thuyết, thiết kế chế tạo cuối chạy thử nghiệm thực tế Sau bao nỗ lực cuối đồ án tốt nghiệp nhóm hồn thành thời hạn với mơ hình hệ thống lái trợ lực điện Trong trình thực đề tài, đề tài mới, đòi hỏi hiểu biết rộng kiến thức không chuyên ngành ô tô mà liên quan đến điệnđiện tử, nên bước đầu nhóm thực cịn gặp nhiều khó khăn Nhưng với nỗ lực, cố gắng học hỏi với giúp đỡ động viên tận tình thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Văn Bản Quý Thầy mơn người bạn ngồi lớp để nhóm tâm thực hồn thành đề tài với mơ hình hoạt động ổn định Do kiến thức nhóm em cịn nhiều thiếu sót với thời gian khơng dài, gặp nhiều khó khăn hạn chế tài nên mơ hình hệ thống lái trợ lực điện dừng lại việc đánh giá thay đổi hiệu điện U dịng điện I qua mơ-tơ trợ lực cảm nhận thực tế độ nặng nhẹ vô-lăng lái chạy thử nghiệm 56 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Bản mơ hình, nhóm vui mơ hình hoạt động ổn định chưa hoàn hảo mặt thẩm mỹ, với điều đạt trên, làm cho nhóm chúng em vui tự hào dề tài nhóm Về sau này, nhóm chúng em hoàn thiện ổn định mức độ thẩm mỹ hệ thống Về lý thuyết: - Hiều biết rõ điện ô tô, điện-điện tử ô tô mà cụ thể hệ thống lái trợ lực điện ô tô; - Nắm nguyên lý, cấu tạo, chức năng, cấu trúc cách hoạt động hệ thống lái có trợ lực điện khơng có Về thực hành: - Biết cách bố trí, xếp lắp ráp phụ tùng mơ hình thử nghiệm cho nhất; - Hiểu trình tự bước thực như: hàn linh kiện, cách sử dụng cờlê tua-vít, cách nối xếp dây điện bản, sử dụng đồng hồ đo vạn với cách đo vôn kế, ampe kế bản; - Trang bị thêm kiến thức thực hành, kiểm tra điều chỉnh để từ đưa phương án sửa chữa cho hệ thống trợ lực lái mơ hình thực tế; - Tăng khả tìm kiếm nguồn tài liệu, học hỏi thêm nhiều kiến thức từ nguồn tài liệu khác Bên cạnh điểm hoàn thành cịn nhiều vấn đề chưa giải như: đề tài hoàn thành theo thời gian quy định mặt kiến thức, kinh nghiệm thực tiễn nhiều hạn chế đặc biệt tình hình phức tạp dịch Covid-19 nên nội dung đề tài khó tránh khỏi sai sót Vì đề tài với nguồn kiến thức rộng ứng dụng nhiều ngành công nghệ ô tô, nên qua đề tài Rất mong nhận xem xét Quý Thầy nhóm em mong nhận nhiều đóng góp ý kiến quý giá để đề tài nhóm bổ sung hồn thiện để đưa vào giảng dạy dành cho bạn sinh viên ngành kĩ thuật ô tô nghiên cứu học tập 57 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Bản 6.3 Hướng phát triển đề tài Mặc dù đề tài hoàn thành với phần nghiên cứu lý luận có sản phẩm thực tế, nhiên dừng lại việc thiết kế kiểm nghiệm mơ hình Song đề tài cịn số phần phát triển thêm mức nghiên cứu cao như: - Lắp ráp nghiên cứu mức độ hiệu điều khiển hệ thống lái trợ lực khác nhau; - Tìm hiểu, nghiên cứu, phát triển hệ thống lái trợ lực điện lên hệ thống lái tự động (Autopilot); - Có thể chế tạo thêm phần dẫn động mặt đường giả định để nghiên cứu tác động mặt đường ảnh hưởng đến giao động hệ thống lái trợ lực điện 58 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Bản TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Nhanh, Phạm Hữu Nghĩa; Hệ thống điều khiển tự động ô tô, Hutech, Thành phố Hồ Chí Minh, 2018 [2] Nguyễn Phụ Thượng Lưu; Cơng nghệ chẩn đốn sửa chữa kiểm định ô tô, Hutech, Thành phố Hồ Chí Minh, 2017 [3] Nguyễn Văn Nhanh; Lý thuyết ô tô, Hutech, Thành phố Hồ Chí Minh, 2018 [4] https://dprovietnam.com/he-thong-lai-tro-luc/ [5] https://thanhphongauto.com/he-thong-lai-xe-o-to/ [6] https://www.danhgiaxe.com/lich-su-hinh-thanh-he-thong-tro-luc-lai-tren-o-to9543 [7] https://www.xecov.com/articles/tim-hieu-he-thong-lai-tro-luc-dien-eps [8] https://katavina.com/tin-xe/cam-bien-toc-do-o-to-la-gi-cau-tao-nguyen-ly-hoatdong.html [9] https://news.oto-hui.com/cac-cach-de-phan-loai-he-thong-lai-tren-o-to-hien-nay/ [10] https://tuvanmuaxeoto.com/tim-hieu-chi-tiet-ve-he-thong-lai-tro-luc-dien-epstren-xe-o-to/ [11] https://pmmonline.co.uk/technical/the-advantages-of-eps-systems/ [12] https://www.xecov.com/articles/tim-hieu-he-thong-lai-tro-luc-dien-eps 59 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Bản