(Đồ án hcmute) nghiên cứu hệ thống truyền lực và hệ thống điều khiển trên xe mazda cx8

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRÊN XE MAZDA CX8 GVHD: Th.S NGUYỄN NGỌC BÍCH SVTH: GIANG TÁN ĐẠT NGUYỄN CHÍ NGUN SKL010439 Tp.Hồ Chí Minh,Tháng 12/2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRÊN XE MAZDA CX8 SVTH : GIANG TẤN ĐẠT MSSV : 18145102 SVTH : NGUYỄN CHÍ NGUYÊN MSSV : 18145187 Khóa : 2018 Ngành : Cơng nghệ kỹ thuật tơ GVHD : GVC.ThS NGUYỄN NGỌC BÍCH Tp Hồ Chí Minh, th 12 năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRÊN XE MAZDA CX8 SVTH : GIANG TẤN ĐẠT MSSV : 18145102 SVTH : NGUYỄN CHÍ NGUN MSSV : 18145187 Khóa : 2018 Ngành : Công nghệ kỹ thuật ô tô GVHD : GVC.ThS NGUYỄN NGỌC BÍCH Tp Hồ Chí Minh, th 12 năm 2022 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ˍˍˍˍ***ˍˍˍˍ Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 12 năm 2022 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Giang Tấn Đạt MSSV: 18145102 Nguyễn Chí Nguyên MSSV: 18145187 Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Lớp: 18145CL1B Giảng viên hướng dẫn: GVC.Th.S Nguyễn Ngọc Bích ĐT: Ngày nhận đề tài: Ngày nộp đề tài: Tên đề tài: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRÊN XE MAZDA CX8 Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Các tài liệu, giáo trình hệ thống truyền lực hệ thống điều khiển - Tư liệu hãng xe Mazda xe Mazda CX8 - Các trang web Mazda Nội dung thực đề tài: - Tìm hiểu sơ lược trình hình thành phát triển Mazda Tìm hiểu chi tiết xe Mazda CX8 Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động hệ thống truyền lực: biến mô, hộp số, trục đăng, bán trục Mazda CX8 Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động treo, lái, phanh Mazda CX8 Mô hệ thống treo Mazda CX8 phần mềm Carsim Sản phẩm: thuyết minh đề tài upload ấn phẩm lên Google Drive TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ˍˍˍˍ***ˍˍˍˍ Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên: Giang Tấn Đạt Nguyễn Chí Nguyên MSSV: 18145102 MSSV: 18145187 Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống truyền lực hệ thống điều khiển xe Mazda CX8 Họ tên giảng viên hướng dẫn: 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, Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) ii CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ˍˍˍˍ***ˍˍˍˍ Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên: Giang Tấn Đạt Nguyễn Chí Nguyên MSSV: 18145102 MSSV: 18145187 Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống truyền lực hệ thống điều khiển xe Mazda CX8 Họ tên giảng viên phản biện: Th.S Dương Nguyễn Hắc Lân 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 phản biện (Ký ghi rõ họ tên) iii LỜI CẢM ƠN Qua trình thực đề tài “Nghiên cứu hệ thống truyền lực hệ thống điều khiển xe Mazda CX8” nhóm tiếp cận học kiến thức mới,hiểu rõ phận hệ thống truyền lực đồng thời có thêm nhiều kỹ tìm kiếm chọn lọc tài liệu,phân bổ thời gian hồn thành cơng việc khả tự học thiết kế mô hệ thống treo phần mềm Carsim Trong năm học, chúng em nhận dạy bảo, giúp đỡ tận tình q thầy Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh, chúng em tự tin vượt qua chặng đường đầy khó khăn thử thách để đạt mục đích học tập phát triển nghề nghiệp tương lai Với lòng biết ơn chân thành sâu sắc, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy Th.S Nguyễn Ngọc Bích, thầy trực tiếp hướng dẫn đề tài, người tận tình dẫn, quan tâm theo dõi suốt thời gian thực đề tài, từ chúng em tích lũy cho kiến thức bổ ích tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Do thời gian ngắn, chúng em cố gắng hoàn thành thời gian quy định chắn tránh khỏi thiếu sót, mong ý kiến đóng góp từ q thầy mơn để đồ án hoàn thiện Sau cùng, chúng em xin kính chúc sức khỏe q thầy Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh, chúc thầy cô thành công công việc sống Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 12 năm 2022 Nhóm sinh viên thực Giang Tấn Đạt – Nguyễn Chí Nguyên iv Các hướng tiếp cận TĨM TẮT - Tìm hiểu tài liệu liên quan đến hãng xe Mazda - Tìm hiểu tài liệu chọn lọc nắm bắt rõ cấu tạo,chức nguyên lý hoạt động hệ thống truyền lực hệ thống điều khiển xe Mazda CX8 - Tra cứu hình ảnh thực tế hệ thống truyền lực hệ thống điều khiển - Tìm hiểu phần mềm để mô hệ thống điều khiển Cách giải vấn đề - Đọc tài liệu thu thập thông tin liên quan đến Mazda - Đọc tài liệu thu thập thông tin liên quan đến hệ thống truyền lực hệ thống điều khiển xe Mazda CX8 cấu tạo, chức năng, nguyên lý hoạt động - Mô hệ thống treo phần mềm Carsim - Bám sát hướng dẫn theo yêu cầu đồ án trường quy định Kết đạt - Hoàn thành đề tài, chia giai đoạn để thực đề tài, sau hoàn chỉnh kiểm tra lại từ ngữ, câu văn lời văn - Chép file word riêng file pdf riêng - Báo cáo kết đạt v MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xii DANH MỤC CÁC HÌNH xiii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tóm tắt .1 1.2 Lý chọn đề tài 1.3 Giới hạn phạm vi nghiên cứu 1.4 Mục tiêu nghiên cứu .3 1.5 Phương pháp phân tích nghiên cứu .3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HÃNG MAZDA 2.1 Lịch sử phát triển Mazda 2.2 Các dòng xe hãng Mazda 2.2.1 Các mẫu xe Sedan 2.2.2 Các mẫu xe SUV 2.2.3 Các mẫu xe Hatchback 2.2.4 Mẫu xe bán tải .10 2.3 Giới thiệu Mazda CX-8 .10 CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC MAZDA CX-8 16 3.1 Sơ lược hệ thống truyền lực xe Mazda CX-8 16 3.2 Bộ biến mô 32 3.2.1 Chức 32 3.2.2 Cấu tạo: 32 3.2.3 Nguyên lý hoạt động 34 3.3 Bánh hành tình 36 3.3.1 Cấu tạo .36 3.3.2 Nguyên lý hoạt động bánh hành tinh tay số 39 vi 3.4 Ly hợp cao 46 3.4.1 Chức 46 3.4.2 Vị trí cấu tạo 47 3.4.3 Nguyên Lý Hoạt Động .49 3.4.4 Ly hợp cân ly tâm 49 3.4.5 Nguyên lý hoạt động 50 3.5 Ly hợp thấp 51 3.5.1 Chức 51 3.5.2 Cấu tạo .51 3.5.3 Ly hợp cân ly tâm 53 3.5.4 Nguyên lý hoạt động 53 3.6 Ly hợp chiều 54 3.6.1 Chức 54 3.6.2 Vị trí cấu tạo 54 3.6.3 Nguyên lý hoạt động 55 3.7 Phanh R – - 56 3.7.1 Chức 56 3.7.2 Cấu tạo .56 3.7.3 Nguyên lý hoạt động 57 3.8 Phanh - 57 3.8.1 Chức 57 3.8.2 Vị trí cấu tạo 58 3.8.3 Nguyên lý hoạt động 58 3.9 Phanh số thấp - lùi .59 3.9.1 Chức 59 3.9.2 Vị trí cấu tạo 59 3.9.3 Nguyên lý hoạt động 60 3.10 Bánh sơ cấp .60 3.10.1 Chức 60 3.10.2 Vị trí 61 3.11 Bánh thứ cấp 61 3.11.1 Chức 61 vii Khi phanh xe: Người lái dùng tay kéo cần kéo phanh, dây cáp di chuyển sang trái kéo theo chạc điều chỉnh thơng qua địn bẩy làm dế bi dịch chuyển đẩy viên bi tì sát vào guốc phanh, đẩy guốc phanh má phanh ép sát vào tang phanh thực phanh xe, để ngun vị trí cần kéo phanh cố định nhờ cá hãm Khi phanh cho xe di chuyển: Các chi tiết lại trả vị trí chưa phanh nhờ lò xo hồi vị, lò xo kéo má phanh CHƯƠNG MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TREO TRÊN MAZDACX8 BẰNG PHẦN MỀM CARSIM 5.1 Giới thiệu phần mềm Carsim CarSim phần mềm tập đoàn Mĩ Mechanical Simulation công ty chuyên môn viết phần mềm động lực học xe thành lập năm 1996 Tiền thân trường đại học viện nghiên cứu giao thơng vận tải Michigan (UMTRI) Tập đồn có 30 năm kinh nghiệm xây dựng phát triển phần mềm để mô động lực học xe CarSim phần mềm mô động lực học xe dựa định hướng tính năng, dùng công nghệ VehicleSim (VS) với đặc điểm sau: - Được phát triển liên tục kể từ năm 1990, dùng mơ hình tốn học dạng tham số để tái tạo hành vi động lực học cấp độ hệ thống - Giao diện người dùng đồ họa (GUI) dễ dàng sử dụng, công cụ VS Visualizer cho phép xem mô với hình ảnh động thực tế đồ thị 153 Hình 5.1 Màn hình giao diện Carsim Dữ liệu đầu vào dạng đồ họa: - Bao gồm sở liệu mơ hình xe, thiết lập mơ (thời gian bắt đầu, khoảng cách tần suất mô phỏng),cơ sở liệu đầu vào kiểm soát (tốc độ, lái, phanh, van ga, mơ hình lái xe,…) - Mỗi hình truy cập thư viện liệu - Cơ sở liệu tổ chức với 175 nhóm liệu - Điều hướng giống trình duyệt web - Màn hình hiển thị liệu ngữ cảnh - Trợ giúp cho tất điều khiển trực tuyến - Sao chép liệu có thực thay đổi dễ dàng Bộ giải mơ hình tốn học xe Có nhiệm vụ giải phương trình vi phân mơ tả trạng thái động lực học xe theo biến trạng thái đầu vào Được phát triển liên tục trường đại học viện nghiên cứu giao thông vận tải Michigan từ năm 1990 154 Hỗ trợ mơ hình tốn học xác cao, có hiệu suất tính cao, giảm sai lỗi, nâng cao độ tin cậy phần mềm nâng cao tốc độ tính tốn Hình 5.2 Bộ giải mơ hình tốn học Bộ hiển thị kết chạy mô - Hiển thị kết đồ thị , hình ảnh động 3D trực quan - Có thể vẽ đồ thị theo biến tùy chọn Có 500 biến Có khả xuất liệu sang phần mềm khác, ví dụ MatLab, Excel… Các lĩnh vực ứng dụng CarSim - Phanh ABS - Kiểm sốt ổn định điện tử - Kiểm sốt hành trình thích ứng - Hệ thống treo chủ động - Hệ thống lái trợ lực điện tử - Lái xe tự động - Kéo rơ moóc chống lắc - Phát lật xe - Hệ truyền động Hybrid - Bộ mô lái xe - Công nghệ trợ giúp lái xe tiên tiến (ADAS) - Kỹ thuật đường 155 - Công nghệ tương tác Xe-Xe (Vehicle-to-Vehicle V2V) - Công nghệ tương tác Xe-Hạ tầng (Vehicle-to-Infrastructure V2I) - Nghiên cứu tiết kiệm nhiên liệu 5.2 Mô hệ thống treo Mazda-CX8 phần mềm Carsim: 5.2.1 Nhập liệu đầu vào phần mềm STT Thơng số Số liệu Đơn vị Trọng lượng ô tô không tải 18500 N Trọng lượng tơ tồn tải 24450 N Chiều dài sở 2930 mm Khoảng cách gầm xe 200 mm Bán kính quay vịng tối thiểu 5.8 m Khoảng cách bánh xe cầu trước 1600 mm Khoảng cách bánh xe cầu sau 1595 mm Dài rộng cao 4900 x 1840 x 1730 mm Khoảng cách cầu xe 2880 mm 10 Khoảng cách từ tâm bánh trước 1196 mm 680 mm tới trọng tâm xe 11 Chiều cao trọng tâm xe 5.2.2 Nhập liệu đầu vào Mở trình duyệt Carsim, vào datasets để mở phần Suspension test Ở phần Test specifications ta chọn loại xe phù hợp với Mazda CX-5 ta lựa chọn loại:SUV 156 Hình 5.3 Chọn loại xe cần mô Ta click vào Vehicle Configuaration để thay đổi thơng số cho xe liệt kê phía Trước tiên ta điều chỉnh loại hệ thống treo dùng xe trước, phía bên tay phải hình thể việc lựa chọn loại hệ thống treo loại lốp xe Ở phần Front Suspention type ta chọn loại treo độc lập click vào kinematics complance để điều chỉnh hệ thống treo Ở phần Rear Suspention type ta chọn loại treo đa liên kết Các bước tương tự Ở phần Tire chọn loại bánh xe phía bên bánh trước bánh sau loại 225/65 R17 157 Hình 5.4 Giao diện thơng số xe Mazda Cx8 Ở phần Vehicle Body ta thấy thơng số để thiết lập xe mong muốn từ tải trọng, kích thước kích thước mẫu vật thử nghiệm Ở phần Sprung mass ta cài đặt số liệu hình đây: Hình 5.5 Giao diện thơng số xe Mazda Cx8 158 Đây phần điều chỉnh cài đặt kích thước cho xe Mass center of sprung mass cho ta thấy điểm trọng tâm xe Từ điểm ta đặt khoảng cách cho phù hợp với dòng xe mà ta nghiên cứu khoảng cách từ mặt đường đến trọng tâm xe, khoảng cách từ tâm bánh xe đến trọng tâm xe ngồi cịn có thơng số kích thước xe như: Khoảng cách tâm bánh xe ,chiều dài xe, chiều cao xe, chiều rộng xe, khoảng sáng gầm xe, khoảng cách tâm bánh xe đến mặt đường, lực momen quán tính… Ta vào phần Kinematic Suspention để điều chỉnh thông số hệ thống treo phần khối lượng không treo khoảng cách nối tâm bánh xe trước sau Hình 5.6 Thơng số hệ thống treo Ở giao diện điều kiện mô ta có: - Tốc độ xe ko đổi 20 km/h thí nghiệm chạy qua khối đất lớn (Large Smooth Bump) 25km/h đường dạng sóng sin (Bouce Sine Sweep) 159 - Mơ vịng 10s với qng đường 150m - Khơng đánh lái phanh xe chạy Hình 5.7 Giao diện cài đặt điều kiện thử nghiệm Hình 5.8 Dạng địa hình khối đất lớn 160 Hình 5.9 Dạng địa hình sóng sin Đồ thị ta chọn đồ thị hình dưới: Hình 5.10 Các đồ thị hiển thị 5.3 Xuất liệu phần mềm 5.3.1 Kết mô Ta ấn vào “Run math model” để phần mềm tính tốn chạy chương trình ấn plot để xuất đồ thị 161 Đồ thị video mô xe chạy lực tác dụng có vật cản mơ đất đường Hình 5.11 Mơ xe chạy vớ mơ đất lớn Hình 5.12 Các đồ thị mô Đồ thị video xe chạy đường uốn lượn hình sin 162 Hình 5.13 Mơ xe chạy đường sin Hình 5.14 Các đồ thị mô - Ta thấy giá trị biên độ thông số giao động vùng tần số cộng hưởng đạt cực đại Khi ô tô chuyển động địa hình gồ ghề khơng phẳng phải chịu dao động mặt đường sinh Nên hệ thống treo phải có độ êm dịu cần thiết ảnh 163 hưởng xấu đến tuổi thọ xe mang lại cảm giác thoải mái cho người ngồi xe - Tải trọng tác dụng lên bánh xe dẫn hướng ln bị thay đổi có dao động ảnh hưởng đến độ ổn định tính dẫn hướng xe Để tránh va đập giao động mạnh xe phải giảm tốc đường xấu dẫn đến giảm tốc độ trung bình xe, giảm khản ăng chất tải tiêu thụ thêm nhiên liệu Hệ thống treo phần dập tắt giao động địa hình mấp mơ giảm lực va đập tác dụng lên xe 164 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Thơng qua q trình thực đề tài “Nghiên cứu hệ thống truyền lực hệ thống điều khiển xe Mazda CX8” Chúng em đạt kết sau đây: • Tìm hiểu tổng quan hãng Mazda xe Mazda CX8 • Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động hệ thống truyền lực hệ thống điều khiển xe Mazda CX8 • Tìm hiểu tính mới, cơng nghệ trang bị xe, tìm hiểu phần mềm Carsim • Mơ hệ thống treo phần mềm Carsim Đề tài thực với mong muốn giúp người đặc biệt sinh viên hiểu rõ có nhìn tổng quát hệ thống truyền lực hệ thống điều khiển xe Mazda CX8 không qua phương tiện video hay báo Không đề tài cịn nghiên cứu cơng nghệ đại trang bị xe, hiểu cách thức hoạt lợi ích cơng nghệ mang lại Qua q trình tìm hiểu, chúng em nhận thấy tầm quan trọng việc cập nhật thường xuyên công nghệ tiên tiến đặc biệt sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô cần phải học tập, trao dồi nghiên cứu thêm để tiếp cận công nghệ hãng xe giới, để bắt kịp theo xu hướng phát triển công nghệ ô tô tương lai Trong thời gian thực đề tài, chúng em tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích Những kiến thức giúp chúng em nhiều tương lai, từ cơng việc q trình tìm tòi, học hỏi để theo kịp theo xu hướng phát triển cơng nghiệp tơ Trong q trình thực đề tài, kiến thức có hạn thời gian hạn chế nên không tránh khỏi việc gặp phải sai sót, chúng em xin quý thầy đóng góp ý kiến để đề tài hồn thiện Chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn chúng em, người hướng dẫn chúng em hoàn thành đề tài, thầy Nguyễn Ngọc Bích chúc thầy có thật nhiều sức khỏe có thật nhiều niềm vui sống 165 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tìm hiểu thông số kỹ thuật Mazda CX8 , internet: https://www.mazda.co.jp/cars/cx-8/ [2] “Lịch sử hãng xe Mazda”, internet:https://en.wikipedia.org/wiki/Mazda [3] Tìm hiểu hộp số tự động cấp https://www.automaticchoice.com/enus/automatic-transmission?gear=6-speed&part-manufacturer=mazda [4] “Mazda CX8: manuals and technical information”, internet: https://www.manualslib.com/manual/1469269/Mazda-Cx-8.html [5] Tìm hiểu hệ thống giảm chấn thủy lực, internet: https://dtpvietnam.vn/giamchan/ [6] Tìm hiểu hệ thống treo độc lập MacPherson, internet: https://www.danhgiaxe.com/tim-hieu-ve-he-thong-treo-doc-lap-kieu-macpherson27580 [7] Tìm hiểu hệ thống trợ lực lái điện hệ thống lái, interner: https://vinfastauto.com/vn_vi/tim-hieu-ve-he-thong-lai-tro-luc-dien-eps [8] Tìm hiểu hệ thống phanh đĩa ô tô, internet: https://vinfastauto.com/vn_vi/tim-hieu-ve-he-thong-lai-tro-luc-dien-eps 166 S K L 0