Nghiên cứu, thiết kế hệ thống trợ lực lái điện trên ô tô bán tải điện

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRỢ LỰC LÁI ĐIỆN CHO MƠ HÌNH Ơ TƠ BÁN TẢI ĐIỆN GVHD : ThS Bùi Văn Hùng MSV: 1811504210219 SVTH : Đặng Công Huy MSV: 1811504210221 MSV: 1811504210249 LỚP Phan Quang Huy Nguyễn Bá Trọng : 18DL2 Đà Nẵng, tháng 6/2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRỢ LỰC LÁI ĐIỆN CHO MƠ HÌNH Ơ TƠ BÁN TẢI ĐIỆN GVHD : ThS Bùi Văn Hùng MSV: 1811504210219 SVTH : Đặng Công Huy MSV: 1811504210221 MSV: 1811504210249 LỚP Phan Quang Huy Nguyễn Bá Trọng : 18DL2 Đà Nẵng, tháng 6/2022 NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN TÓM TẮT Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống trợ lực lái điện Ô TÔ BÁN TẢI ĐIỆN Sinh viên thực hiện: Đặng Công Huy(1) Phan Quang Huy(2) Nguyễn Bá Trọng(3) Mã sinh viên: 1811504210219(1) Lớp: 18DL2 1811504210221(2) 18DL2 1811504210249(3) 18DL2 Đề tài trình bày kết q trình nghiên cứu thiết kế tính tốn hệ thống lái trợ lực lái điện cho ô tô bán tải điện, mơ hệ thống mơ hình adruino Hệ thống trang bị ô tô bán tải điện nhóm để so sánh đánh giá có trợ lực khơng trợ lực Đi đến kết luận đánh giá đưa phương án phát triển cho tương lai TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: ThS Bùi Văn Hùng Sinh viên thực : Phan Quang Huy Mã SV: 1811504210221 Đặng Công Huy Mã SV: 1811504210219 Nguyễn Bá Trọng .Mã SV: 1811504210249 Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống trợ lực lái điện cho mơ hình tơ bán tải điện Các số liệu, tài liệu ban đầu: Lý thuyết ô tô, thiết kế ô tô, hệ thống điện – điện tử ô tô Yêu cầu: Vận dụng kiến thức học nghiên cứu tối ưu hệ thống trợ lực lái điện để hướng đến tự lái tơ điện Nội dung đồ án: Nghiên cứu thiết kế hệ thống trợ lực lái điện ô tô bán tải điện - Tìm tài liệu liên quan - Tính tốn thiết kế hệ thống lái - Gia công lắp đặt - Vận hành kiểm tra - Viết luận văn báo cáo tổng kết Các sản phẩm dự kiến Mô hình trợ lực lái, mơ hình tín hiệu cảm biến mô men xoắn, báo cáo hệ thống tự động lái Ngày giao đồ án: 14/02/2022 Ngày nộp đồ án: 21/6/2022 Đà Nẵng, ngày 15 tháng năm 2022 Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn LỜI NÓI ĐẦU Cơng Cơng nghiệp hóa – Hiện đại hóa đất nước làm cho sống, kinh tế người dân nước ta ngày phát triển nâng cao Cùng với phát triển vượt bậc nhu cầu lại người tăng theo kéo theo số lượng phương tiện giao thơng ô tô, mô tô, xe máy ngày tăng cách chóng mặt Tính đến nước ta có 4,5 triệu tơ 60 triệu xe máy hoạt động, trình hoạt động phương tiện giao thơng thải mơi trường bên ngồi nhiều loại khí độc hại CO, CO2, NO2, loại khói đen,… Tùy theo loại động nhiên liệu mà khối lượng chất thải độc hại chiếm tỷ lệ khác khí xả nguyên nhân gây nhiễm khí thải nước ta nói riêng tồn giới nói chung Bên cạnh đó, nhiên liệu hóa thạch ngày bị cạn kiệt nhu cầu sử dụng khai thác mức Để góp phần bảo vệ mơi trường hạn chế việc sử dụng nguồn lượng hóa thạch việc nghiên cứu chế tạo xe sử dụng lượng “Sạch” định đắng Nhóm “Nghiên cứu chế tạo tơ bán tải điện” Trên xe hoạt động hồn tồn điện hệ thống lái trợ lực điện phù hợp Dùng để phụ giúp người lái lực trình vận hành xe để giảm mệt mỏi di chuyển quảng đường dài Vận dụng kiến thức học ngồi ghế nhà trường nhóm chúng em thực đề tài “Nghiên cứu, thiết kế hệ thống trợ lực lái điện ô tô bán tải điện” Sau khoảng thời gian thực đề tài“Nghiên cứu, thiết kế hệ thống trợ lực lái điện cho mơ hình tơ bán tải điện” phần hoàn thành Ngoài cố gắng thân chúng em, chúng em nhận khích lệ giúp đỡ tận tình thừ thầy giáo hướng dẫn ThS Bùi Văn Hùng, thầy khoa, gia đình bạn bè Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS Bùi Văn Hùng tận tình hướng dẫn chúng em suốt thời gian thực đề tài, chúng em xin cảm ơn thầy cô khoa giúp đỡ chúng em hoàn thành tốt nhiệm vụ Do kiến thức cịn hạn chế, nhiều điều cịn mẽ nên q trình làm đồ án khơng tránh khỏi sai sót, chúng em kính mong bảo tận tình q thầy giáo để chúng em hồn thành tốt nhiệm vụ Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Đà Nẵng, ngày 15 tháng năm 2022 CAM ĐOAN Nhóm chúng em xin cam đoan đề tài đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu, thiết kế hệ thống trợ lực lái điện cho mơ hình tơ bán tải điện” cơng trình nghiên cứu cố gắng nỗ lực tất thành viên nhóm với giúp đỡ tận tình ThS Bùi Văn Hùng Thầy môn Nghành công nghệ kỹ thuật tơ Những phần có sử dụng tài liệu tham khảo có đồ án liệt kê nêu rõ phần tài liệu tham khảo Đồng thời số liệu hay kết trình bày đồ án mang tính chất trung thực, khơng chép, đạo nhái Nếu sai phạm, gian lận việc thực nhiệm vụ đồ án em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm kỷ luật Giảng viên hướng dẫn Thầy môn theo quy định trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật- Đại học Đà Nẵng Nhóm sinh viên thực Đặng Công Huy Phan Quang Huy Nguyễn Bá Trọng MỤC LỤC TÓM TẮT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN LỜI NÓI ĐẦU .i LỜI CAM ĐOAN .ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ iv DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU .2 1.1 Mục đích, ý nghĩa khoa học đề tài 1.2 Xe ô tô điện 1.2.1 Ưu điểm xe điện 1.2.2 Nhược điểm xe điện 1.2.3 Vấn đề ô tô “Sạch” 1.2.4 Ơ tơ điện xu hướng phát triển ngành ô tô 1.3 Hệ thống lái ô tô 11 1.3.1 Yêu cầu hệ thống lái 12 1.3.2 Hệ thống lái khí .13 1.3.3 Các hệ thống lái thông dụng 14 1.3.3.1 Loại trục vít – cung 14 1.3.3.2 Loại trục vít – lăn 15 1.3.3.3 Cơ cấu trục vít – chốt quay 16 1.3.3.4 Cơ cấu bánh – 17 1.3.3.5 Loại liên hợp trục vít – êcu bi – – cung 17 1.3.4 Hệ thống lái có trợ lực 18 1.3.4.1 Hệ thống lái trợ lực thủy lực (HPS) 18 1.3.4.2 Hệ thống lái trợ lực điện – thủy lực (EHPS) 19 1.3.4.3 Hệ thống lái trợ lực lái điện (EPS) .19 1.3.4.4 Hệ thống lái điện tử Steering – By – Wire 20 1.4 Dẫn động lái .20 1.4.1 Hình thang lái 20 1.4.2 Hình học lái 21 CHƯƠNG : CHI TIẾT, KẾT CẤU VÀ TÍNH TỐN HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC LÁI ĐIỆN .25 2.1 Chi tiết kết cấu hệ thống lái trợ lực lái điện 25 2.1.1 Cấu tạo hệ thống lái trợ lực lái điện 25 2.1.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống lái trợ lực điện 27 2.1.2 Ưu nhược điểm hệ thống lái trợ lực lái điện 29 2.2 Tính tốn hệ thống lái [2] 29 2.2.1 Các số liệu xe thiết kế .29 2.2.1.1 Số liệu tham khảo 29 2.2.1.2 Yêu cầu thiết kế hệ thống lái 29 2.2.1.3 Chọn phương án dẫn động lái 30 2.2.2 Tính tốn thiết kế hệ thống lái .30 2.2.2.1 Tính tốn mơ men quay vịng cực đại 30 2.2.2.2 Tỷ số truyền hệ thống lái 31 2.2.2.3 Tính tốn thơng số hình học hệ dẫn động lái 32 CHƯƠNG : MƠ PHỎNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG BẰNG ARDUINO 39 3.1 Arduino ? 40 3.1.1 Lịch sử phát triển 40 3.1.2 Phần cứng Arduino 41 3.1.3 Nguồn ( USB Barrel Jack ) 41 3.1.4 Chân ( nguồn Arduino ) 42 3.1.5 Nút Reset ( Reset Button ) 43 3.1.6 Đèn LED báo nguồn ( Power LED Indicator ) 43 3.1.7 LED TX RX 43 3.1.8 IC Main 43 3.1.9 Bộ điều chỉnh điện áp .43 3.2 Các loại mạch Arduino phổ biến .44 3.2.1 Arduino Uno R3 .44 3.2.2 Arduino Nano 44 3.2.3 Arduino Leonardo 45 3.3 Rotary Encoder 45 3.4 Mạch điều khiển động DC L298N 48 3.5 Motor điện (DC motor) 49