Đề bài cầu dẫn hướng và đèn pha thích ứng thông minh

Trong đó chứa một hệ thống bánh răng được gọi là bộ “vi sai”, bộ vi sai này được nối với động cơ qua ống hình trụ gọi là láp dọc và gọi là láp ngang khi nối với 2 bánh xe phía sau Cầu xe

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANGKHOA: CÔNG NGHỆ Ô TÔ

BẢNG NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN

Giảng viên hướng dẫn: thầy Trần Minh Kết Sinh viên thực hiện:

1.1>Cấu tạo cầu xe ô to

Cầu xe là bộ phận được thiết kế với hình cầu, nằm chính giữa trục kim loại, nối với hai bánh xe sau hoặc 2 bánh trước của xe ô tô Trong đó chứa một hệ thống bánh răng được gọi là bộ “vi sai”, bộ vi sai này được nối với động cơ qua ống hình trụ gọi là láp dọc và gọi là láp ngang khi nối với 2 bánh xe phía sau

Cầu xe có tổng cộng 4 bộ phận chính, bao gồm:

- Trục các đăng (propeller shaft): bộ phận này có tác dụng truyền lực cuối,chứa các bánh răng chủ động (pinion) ăn khớp với bánh răng bị động (crownwheel) Hai bánh răng này sẽ giúp giảm số vòng quay và tăng mô men lên

- Vỏ bộ vi sai (rotating cage): phần vỏ của bộ vi sai được gắn lên phía bánhrăng bị động.

- Bánh răng hành tinh (small gear): ngoài việc kết nối ra thì bánh răng hànhtinh còn điều khiển tốc độ của các bánh răng bán trục (large gear)

- Bộ phận bán trục trong/ngoài (inner/outer half shaft): có công dụng kết nốibánh răng bán trục với bánh xe

1.2>Công dụng của cầu ô tô

Cầu ô tô là một thành phần không thể thiếu của hầu hết các loại xe ô tô nào Trong hệ thống treo cầu dẫn động (live axle suspension system), các cầucó nhiệm vụ truyền mô-men xoắn dẫn động đến bánh xe, cũng như duy trì vị trí của các bánh xe so với nhau và với thân xe Các cầu trong hệ thống này cũng phải chịu trọng lượng của xe cộng trọng lượng của hàng hóa (nếu có).

Cầu bị động, chẳng hạn như dầm cầu (beam axle) trước của xe tải hạng nặng, xe tải nhẹ dẫn động hai bánh và tải nhỏ, sẽ không có trục truyền động, và chỉ đóng vai trò như một bộ phận của hệ thống treo và hệ thống lái.

Trong các loại hệ thống treo khác, các cầu xe chỉ dùng để truyền mô-men xoắn dẫn động đến các bánh xe; vị trí và góc của các trục bánh xe là một chức năng độc lập của hệ thống treo.

Đây là thiết kế điển hình của hệ thống treo độc lập trên hầu hết các dòng xe ô tô và SUV đời mới, và hệ thống treo phía trước của nhiều dòng xetải nhẹ.

Các hệ thống truyền động này vẫn có bộ vi sai, nhưng sẽ không có vỏ cầu đi kèm Chúng có thể được gắn vào khung hoặc thân xe, hoặc được tích

hợp trong bộ truyền động tích hợp (transaxle).

Sau đó, các bán trục (thường là loại vận tốc không đổi) sẽ truyền mômen dẫn động đến các bánh xe Giống như hệ thống cầu ô tô giảm tải hoàn toàn (full floating axle system), các trục truyền động trong hệ thống treo độc lập dẫn động cầu trước không chịu bất kỳ trọng lượng nào của xe.

Cầu ô tô có công dụng chung là đỡ phần trọng lượng của ô tô phân bổ lên nó và nhận các phản lực từ mặt đường tác dụng lên ô tô thông qua bánh xe.

Ngoài công dụng trên, phụ thuộc vào chức năng các cầu ô tô còn có các công dụng:

– Cầu chủ động: đảm nhận chức năng như hộp giảm tốc (giảm tốc độ quay của động cơ truyền đến) và phân phối công suất đến các bánh xe chủ động.– Cầu dẫn hướng kết hợp với hệ thống lái để thực hiện việc điều khiển hướng chuyển động của ô tô.

- Công dụng của cầu dẫn hướng : Cầu Dẫn Hướng dùng để đỡ toàn bộ trọng lượng được treo của ôtô

Ví dụ có thể kể đến như : Động cơ , li hợp , khung xe , buồng lái , hợp số , vỏ xe

-Chịu các lực tác dụng giữa mặt đường và khung gầm hoặc vỏ xe oto lực thẳng đứng lực dọc và lực ngang cũng như moment phản lực

Phần 2:

2>Nguyên lý hoạt động của cầu xe

Cầu xe ô tô giữ vai trò là cơ cấu giảm tốc độ cuối cùng và tùy vào việc xe di chuyển theo cách nào thì cầu xe ô tô sẽ có phương thức hoạt động tương ứng. Khi xe chạy thẳng

Khi xe ô tô chạy thẳng sẽ tạo ra một lực cản đều nhau, tác động lên cả bánh xephía bên phải và bên trái Theo đó, 3 bộ phận thuộc cầu xe ô tô là bánh răng visai, bánh răng vành chậu và bánh răng bán trục sẽ cùng quay như một khốiliền, tiếp đó truyền lực dẫn động đến cả hai bánh xe Cả 2 bánh xe bên phải vàbên trái sẽ đều quay cùng với một vận tốc.

Khi xe chạy vòng

Khi xe chạy trên đường vòng, mỗi bánh xe sẽ di chuyển trên một đường riêngdo lực cản tác dụng lên bánh xe bên trong nhiều hơn bánh xe phía bên ngoài.Chính vì vậy, bánh xe phía bên trong bị quay với tốc độ chậm hơn so với bánhxe bên ngoài.

Lúc này do vận tốc của bánh xe không đồng nhất nên cầu xe sẽ giúp xe giảmthiểu tình trạng lật bánh khi vào cua hay không bị trượt trên mặt đường Nhưvậy khi cầu xe hoạt động sẽ phân phối các momen xoắn khác nhau tới bánh xedẫn động bên phải và bên trái

> Nguyên lí hoạt động cầu dẫn hướng (principle of guided motion) là một nguyên lí quan trọng trong lĩnh vực tự động hóa và điều khiển Nguyên lí này liên quan đến việc thiết kế và điều khiển các hệ thống để đảm bảo sự di chuyển một cách chính xác và an toàn.

Theo nguyên lí cầu dẫn hướng, hệ thống được thiết kế và điều khiển sao cho cókhả năng theo dõi, điều chỉnh và duy trì vị trí, hướng di chuyển và tốc độ của một đối tượng Điều này có thể áp dụng vào nhiều lĩnh vực, bao gồm các phương tiện di chuyển như ô tô, máy bay, robot và các hệ thống tự động khác.Nguyên lí này đòi hỏi sử dụng các công cụ và kỹ thuật như cảm biến, hệ thống điều khiển, thuật toán và các phương pháp điều chỉnh để giúp hệ thống xác định vị trí hiện tại, đưa ra quyết định và điều chỉnh động cơ hoặc các thành phần khác để duy trì hoặc thay đổi vị trí và hướng di chuyển.

Với việc áp dụng nguyên lí cầu dẫn hướng, các hệ thống tự động có khả năng hoạt động một cách chính xác và ổn định Điều này đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường hiệu suất, an toàn và độ tin cậy của các hệ thống tự động, bao gồm cả các phương tiện giao thông như ô tô.

>Thêm vào nguyên lí hoạt động cầu dẫn hướng, có một số yếu tố quan trọng khác cần được xem xét Dưới đây là một số điểm cốt yếu:

1.Cảm biến: Để thực hiện hoạt động cầu dẫn hướng, các hệ thống tự động thường được trang bị các cảm biến để thu thập thông tin về môi trường xung quanh Các cảm biến này bao gồm cảm biến tiếp xúc, cảm biến khoảng cách, cảm biến hình ảnh, cảm biến vận tốc và nhiều loại cảm biến khác.

2.Hệ thống điều khiển: Một hệ thống điều khiển chính xác là cần thiết để áp dụng nguyên lí hoạt động cầu dẫn hướng Hệ thống này sẽ xử lý thông tin từ

cảm biến và áp dụng các thuật toán để tính toán và điều chỉnh các thông số như vị trí, hướng di chuyển và tốc độ.

3.Phương pháp điều chỉnh: Đối với việc duy trì hoặc thay đổi vị trí và hướng dichuyển, các phương pháp điều chỉnh là cần thiết Điều này có thể bao gồm việc điều chế tín hiệu điều khiển, thiết lập các mục tiêu và ràng buộc cho hệ thống, và sử dụng các phương pháp điều chỉnh tự động như PID (Proportional-Integral-Derivative) hoặc các phương pháp điều khiển thông minh khác.

4.Quản lý rủi ro: Trong quá trình hoạt động cầu dẫn hướng, quản lý rủi ro là một yếu tố quan trọng Điều này liên quan đến việc đánh giá và xử lý các tình huống nguy hiểm hoặc không mong muốn, như tránh va chạm với các vật cản, quản lý tình huống khẩn cấp và đảm bảo an toàn trong quá trình di chuyển.

Phần 3:

3.Ưu Điểm và Nhược Điểm Của Cầu Dẫn Hướng

3.1>Cầu Dẫn Hướng Gồm Bao Nhiêu cầu

- Cầu Dẫn Hướng Gồm: Cầu Dẫn Hướng gồm có 2 cầu đang được sử dụngnhiều nhất đó chính là (FWD)và(4WD) đang được sử dụng nhiều nhất hiệnnay

3.2> Ưu Điểm Xe Dẫn Động Cầu Trước Của FWD

Xe cầu trước FWD (Front Wheel Drive) là xe dẫn động bằng haibánh trước, nghĩa là động cơ sẽ truyền lực trực tiếp đến cầutrước Hơn 60% xe ô tô con hiện nay sử dụng loại cấu hình dẫnđộng này, chủ yếu là các dòng xe sedan/hatchback, crossover đôthị ở phân khúc bình dân.

Ưu Điểm:

Ưu điểm xe cầu trước là do tất cả được bố trí thành cụm phía trước rất gầnđộng cơ nên hiệu suất truyền động cao (ít tốn hao công), không cần trụctruyền động như dẫn động cầu sau, nên cấu tạo đơn giản, chi phí thấp, tiếtkiệm nhiên liệu, không chiếm nhiều không gian gầm xe… Cả cụm đặt ở đầuxe nên trọng lượng sẽ tập trung nhiều ở phần đầu xe, giúp bánh xe trướcbám đường tốt hơn.

Hình Ảnh Minh Họa

3.3>Nhược Điểm Xe Dẫn Động Cầu Trước Của FWD

Nhược điểm

Nhược điểm xe cầu trước là do trọng lượng tập trung ở phần đầu xe nênlàm nặng phần đầu, dễ dẫn đến hiện tượng “quăng đầu”, thiếu lái khi vàocua tốc độ cao Khác biệt về trọng lượng ở bánh trước và bánh sau có thểgây mất ổn định dẫn hướng Khi xe cần lực kéo lớn, xe tăng tốc nhanh,bánh xe sau dễ bị mất độ bám.

Vì động cơ, hộp số và trục dẫn động đều đặt ở đầu xe nên khoáng máy kháchật Do đó xe cầu trước sẽ khó thể kết hợp với động cơ dung tích lớn, gócđánh lái bị giới hạn (bán kính quay đầu lớn) Ngoài ra, do dồn trọng lượngvào lốp trước nhiều hơn nên sẽ mòn nhanh hơn lốp sau.

3.4>Ưu Điểm Xe Dẫn Động Cầu Sau Của FWD

Ưu Điểm

Ưu điểm xe cầu sau là hệ thống dẫn động đặt ở phía sau nên khoang độngcơ rộng hơn có thể thoải mái bố trí động cơ dung tích lớn, giảm được bánkính quay vòng, vô lăng cho cảm giác lái thể thao hơn…

Trọng lượng xe phân bố cần bằng hơn nên cả bánh trước và bánh sau đềucó được độ bám đường tốt, giúp xe vận hành ổn định hơn Đặc biệt khi xechạy tốc độ cao, xe cầu sau có thể tận dụng tối đa lực đẩy Điều này giúp xe

tăng tốc nhanh hơn, có sức chịu tải cao hơn Một ưu điểm khác của xe cầusau là sửa chữa và bảo dưỡng đơn giản hơn xe cầu trước.

Xe cầu sau RWD dẫn động bằng trục hai bánh sau

3.5>Nhược Điểm Xe Dẫn Động Cầu Sau Của FWD

Nhược điểm

Do xe cầu sau cần có trục truyền động và các bộ phận đi kèm nên trọnglượng nặng hơn, chi phí cao hơn, mức tiêu thụ nhiên liệu cũng lớn hơn xecầu trước Việc bố trí dẫn động cầu sau cũng ít nhiều ảnh hưởng đến khônggian khoang hành khách.

Tương tự hệ thống dẫn động cầu trước, dẫn động cầu sau cũng gặp nhượcđiểm là chỉ chủ động ở một cầu Nên nếu cầu sau bị mất độ bám thì xe dễ bị“quăng đuôi” mất lái hay khi xe bị sa lầy ở bánh sau thì rất khó thoát được.

3.6>Ưu Nhược Điểm Xe Dẫn Động 4 Bánh Bán Thời Gian

Xe dẫn động 4 bánh bán thời gian 4WD (Four Wheel Drive – 4×4) là xeđược dẫn động 2 cầu với sức mạnh động cơ truyền trực tiếp đến cả 4 bánhxe thông qua một hộp số phụ Hộp số này có nhiệm vụ gài cầu, phân phốilực kéo lên cầu trước.

Thế mạnh của hệ thống dẫn động 4 bánh bán thời gian 4WD là khả năngvượt địa hình thường được sử dụng nhiều cho các dòng xe SUV hay bán tảinhư Toyota Fortuner, Ford Everest, Mitsubishi Pajero Sport, Ford Ranger,Toyota Hilux…

3.7>Ưu Điểm Xe Dẫn Động 4 Bánh Bán Thời gian

Ưu Điểm

Ưu điểm dẫn động 4 bánh bán thời gian là khả năng vượt địa hình tốt dolực kéo phân bổ đều trên 2 cầu trước và sau Dù ở bất kỳ tình huống nàongười lái cũng có thể chủ động được lực kéo ở bánh xe trước hoặc sau hoặccả hai Do lực được phân bố ở cả 4 bánh xe nên cầu trước có nhiệm vụ kéo,cầu sau có nhiệm vụ đẩy giúp xe di chuyển ổn định, có được sức tải tốt vớikhả năng tải nặng tương đương xe cầu sau Với hệ thống dẫn động 4 bánhbán thời gian, người lái hoàn toàn có thể làm chủ được việc phân bổ lực đẩyở cầu trước và cầu sau tuỳ theo điều kiện địa hình.

Xe dẫn động 4 bánh bán thời gian 4WD được dẫn động 2 cầu với sức mạnh động cơtruyền đến các bánh xe thông qua một hộp số phụ

3.8>Nhược Điểm Xe Dẫn Đọng 4 Bánh Bán Thời gian

Nhược Điểm

Hệ thống dẫn động 4 bánh bán thời gian có kích thước lớn, chiếm khánhiều không gian dưới gầm xe nên đòi hỏi gầm xe phải cao Điều này ảnh

hưởng ít nhiều đến khả năng cân bằng xe, nhất là khi xe vào cua ở tốc độcao Hệ thống này cũng có trọng lượng nặng nên gia tốc giảm, mức tiêu thụnhiên liệu cao hơn.

Xe dẫn động 4 bánh bán thời gian 4WD cho phép người lái kiểm soát việcphân bổ lực truyền đến các bánh xe Tuy nhiên mặt trái là đòi hỏi người láiphải nắm rõ được kỹ thuật điều khiển Mỗi chế độ dẫn động sẽ phù hợp vớicác loại điều kiện vận hành khác nhau.

Ưu nhược điểm xe dẫn động 4 bánh toàn thời gian (AWD)

Xe dẫn động 4 bánh toàn thời gian AWD (All Wheel Drive) là xe được dẫnđộng 2 cầu với sức mạnh động cơ sẽ được tự động phân phối đến các bánhxe dựa vào sự tính toán của hệ thống điện tử Người lái không cần can thiệpvào như 4WD.

Tuỳ theo điều kiện vận hành mà hệ thống điện tử sẽ quyết định tỉ lệ truyềnlực đến cầu trước và cầu sau Hiện nay, nhiều hãng xe phát triển hệ thốngdẫn động AWD theo các định hướng riêng như Mercedes có4Matic, Audi có Quattro, BMW có xDrive, Subaru có Symmetrical AWD…Thế mạnh của hệ thống dẫn động 4 bánh toàn thời gian AWD là đườngtrường nên đa phần được ứng dụng nhiều trên các mẫu xe đô thị nhất làcrossover như Mazda CX-5, Hyundai SantaFe, Kia Sorento…

Ưu điểm

Ưu điểm của xe dẫn động 4 bánh toàn thời gian AWD là kết hợp được lợithế đồng thời giảm thiểu được các điểm yếu của hệ dẫn động cầu trước vàcầu sau Hệ thống máy tính giúp tính toán và phân bố lực kéo đến cầutrước và cầu sau theo tỉ lệ phù hợp, đảm bảo khả năng bám đường của cả 4bánh xe Điều này giúp tối ưu lực kéo khi chạy đường trường, tăng độ antoàn và ổn định khi xe tăng tốc, vào cua hay chạy đường trơn trượt…

Xem thêm:

Những lưu ý khi lái xe số tự động

K nghiệm lái xe số sàn mượt mà

Xe dẫn động 4 bánh toàn thời gian được dẫn động 2 cầu với sức mạnh độngcơ được phân phối đến các bánh xe dựa vào sự tính toán của hệ thống điện tử

Bên cạnh đó vì hệ thống dẫn động AWD khá tinh gọn nên không chỉ phùhợp sử dụng cho các dòng xe 5 chỗ gầm cao, 7 chỗ mà còn hợp dùng với xesedan, xe thể thao gầm thấp.

Nhược điểm

Vì hệ thống dẫn động điều khiển điện tử nên chi phí cao, ít khi sử dụng trêncác dòng xe phổ thông giá rẻ Hệ thống có trọng lượng nặng nên gia tốc xebị giảm, mức tiêu hao nhiên liệu cao hơn Thế mạnh của xe dẫn động 4bánh toàn thời gian AWD chủ yếu là di chuyển đường trường, hệ thốngkhông có tính năng gài cầu chậm nên khả năng vượt địa hình khá hạn chế.Đây là nhược điểm của AWD so với 4WD.

Phần 4 Đèn Pha Tích Hợp

1.Cấu tạo của đèn pha thích ứng thông minh :

Cấu trúc đèn vẫn có thể tương tự như một hệ thống đèn chiếu sáng thông

thường khác, nhưng sẽ bao gồm camera hoặc cảm biến thu thập dữ liệu giao thông, nhận diện được các phương tiện di chuyển phía trước bao gồm cả ngược chiều hay cùng chiều Khi hệ thống phát hiện có xe di chuyển ở trong vùng chiếu sáng cường độ cao thì đèn pha sẽ tự động được chuyển thành đèn chiếu gần, sau đó nếu đường trống thì hệ thống đèn pha (đèn chiếu xa) sẽ tự được mở trở lại Hệ thống này hoạt động cơ bản sẽ giúp người lái không cần thao tác đối với cần điều khiển đèn, và chúng cũng thường được kích hoạt ở tốc độ cao (khoảng từ 60km/h trở lên), phù hợp đi những quốc lộ hoặc tỉnh lộ bên ngoài thành phố.

Ngoài việc cũng được trang bị hệ thống xử lý dữ liệu và hệ thống

camera/cảm biến thu thập dữ liệu ra, hệ thống đèn này khác biệt nằm ở cấutrúc của bóng đèn Một là sẽ có cấu trúc dạng nhiều bóng LED ở bên trong và hệ thống có thể tắt/mở những bóng đèn này một cách độc lập nhằm chủ động chiếu sáng đúng nơi cần chiếu sáng và tắt nơi cần tắt Cấu trúc thứ 2 đó là sử dụng hệ thống gương hay thấu kính chia cắt ánh sáng, các gương hay thấu kích sẽ được điều khiển bằng hệ thống điện tử, và cũng giống với việc điều khiển riêng lẻ các bóng LED, các gương hay thấu kính được lập trình để chia ánh sáng ra thật chính xác.

2.Công dụng , yêu cầu của đèn pha thích ứng thông minh :

Đèn pha thích ứng thông minh – Adaptive Headlight là một công nghệ mới cho đèn pha hỗ để hỗ trợ cho người lái Công nghệ này sẽ tự động thay đổi vị trí đèn pha dựa trên chuyển động của vô lăng, tốc độ xe và điều kiện địa hình Đèn sẽ xoay từ bên này sang bên kia hoặc trên xuống dưới tập trung và đường xấu để người lái dễ dàng xử lý các tình huống Đặc biệt trên đường cong hay đường đèo, dốc thì công nghệ đèn pha này phát huy tác dụng rất lớn.