Phân tích đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng thiết bị smart carper 825 đo góc đặt bánh xe ô tô

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG - NGUYỄN NGỌC PHƯỚC 54 CNOT PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ ỨNG DỤNG THIẾT BỊ SMART CARPER 825 ĐO GĨC ĐẶT BÁNH XE Ơ TÔ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ÔTÔ NHA TRANG – 11/06/2016 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG - NGUYỄN NGỌC PHƯỚC 54 CNOT PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ ỨNG DỤNG THIẾT BỊ SMART CARPER 825 ĐO GĨC ĐẶT BÁNH XE Ơ TƠ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ÔTÔ Cán hướng dẫn: TS Lê Bá Khang NHA TRANG – 11/06/2016 NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên: Nguyễn Ngọc Phước Lớp: 54CNOT Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Đề tài: “Phân tích đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động ứng dụng thiết bị Smart Carper 825 đo góc đặt bánh xe ô tô” Số trang: Số chương: Tài liệu tham khảo: Hiện vật: NHẬN XÉT ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… Kết luận ………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… Nha Trang, ngày….tháng… năm 2016 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI Họ tên sinh viên: Nguyễn Ngọc Phước Lớp: 54CNOT Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tơ Đề tài: “Phân tích đặc điểm cấu tạo, ngun lý hoạt động ứng dụng thiết bị Smart Carper 825 đo góc đặt bánh xe tơ” Số chương: Số trang: Tài liệu tham khảo: Hiện vật: NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Kết luận…………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Điểm phản biện Bằng số Bằng chữ Điểm chung Bằng số Bằng chữ Nha Trang, ngày….tháng… năm 2016 CÁN BỘ PHẢN BIỆN (Ký ghi rõ họ tên) Nha Trang, ngày….tháng… năm 2016 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký ghi rõ họ tên) i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii LỜI NÓI ĐẦU LỜI CẢM ƠN CHƯƠNG ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tổng quan hệ thống lái ô tô 1.1.1 Nhiệm vụ, yêu cầu phân loại hệ thống lái ô tô 1.1.1.1 Nhiệm vụ 1.1.1.2 Yêu cầu 1.1.1.3 Phân loại hệ thống lái 1.1.2 Cấu tạo chung hệ thống lái ô tô 1.1.2.1 Hệ thống lái với cầu dẫn hướng loại liền .5 1.1.2.2 Hệ thống lái với cầu dẫn hướng loại cầu cắt 1.2 Cơ sở lý thuyết 1.2.1 Động học động lực học quay vịng tơ 1.2.1.1 Các biện pháp quay vòng bánh xe dẫn hướng .7 1.2.1.2 Quan hệ động học góc quay bánh xe dẫn hướng 1.2.2 Các góc đặt bánh xe dẫn hướng .13 1.2.2.1 Góc nghiêng ngang bánh xe dẫn hướng (góc Camber) .14 1.2.2.2 Góc nghiêng dọc bánh xe dẫn hướng (độ chụm – toe in, toe out) 16 1.2.2.3 Góc nghiêng dọc trụ quay đứng (góc Caster) 17 1.2.2.4 Góc nghiêng ngang trụ quay đứng (góc Kingpin góc S.A.I – Steering exis inclinaton) 18 1.2.2.5 Set - back 20 1.2.2.6 Góc tổng hợp (Included Angle) 21 ii 1.2.2.7 Góc lệch ngang (Thurst Angle) 21 1.3 Mối liên hệ hệ thống lái hệ thống treo đến góc đặt bánh xe chuyển động ổn định ô tô 22 1.3.1 Trường hợp hệ thống treo độc lập 22 1.3.1.1 Hệ thống treo độc lập loại giằng Macpherson 23 1.3.1.2 Hệ thống treo độc lập loại hình thang 23 1.3.1.3 Hệ thống treo độc lập loại đòn treo bán dọc 24 1.3.2 Trường hợp hệ thống treo phụ thuộc .25 1.3.2.1 Hệ thống treo phụ thuộc loại dầm xoắn .26 1.3.2.2 Hệ thống treo phụ thuộc loại bốn nối .26 1.3.2.3 Hệ thống treo phụ thuộc loại lò xo lá(nhíp) .27 1.4 Giới thiệu số hệ thống lái hệ thống treo dòng xe KIA 27 1.4.1 Giới thiệu dòng xe KIA .27 1.4.2 Hệ thống lái hệ thống treo số dòng xe KIA Nha trang 28 1.4.2.1 Xe KIA Morning 28 1.4.2.2 Xe KIA Cerato (Forte) .29 1.4.2.3 Xe KIA Carens 29 CHƯƠNG 31 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG THIẾT BỊ SMART CARPER 825 31 2.1 Sự cần thiết phải cân chỉnh góc lái 31 2.1.1 Vấn đề cân chỉnh góc đặt bánh xe 31 2.1.1.1 Hiện tượng lái .31 2.1.1.2 Mục đích việc cân chỉnh góc đặt bánh xe 31 2.1.1.3 Các góc đặt bánh xe cần ý cân chỉnh góc lái 32 2.1.2 Các cơng việc điều chỉnh góc lái 32 2.1.3 Các phương pháp xác định điều chỉnh góc đặt bánh xe ô tô 33 2.1.3.1 Các phương pháp xác định góc đặt bánh xe tơ .33 2.1.3.2 Xác định điều chỉnh góc đặt bánh xe ô tô phương pháp xử lý hình ảnh (Thiết bị Smart Carper 825) 33 2.2 Đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động thiết bị Smart Carper 825 35 iii 2.2.1 Đặc điểm cấu tạo .35 2.2.1.1 Các phận 35 2.2.2 Nguyên lý hoạt động 44 2.2.3 Hướng dẫn sử dụng 52 2.2.3.1 Điều chỉnh giá trị bánh xe (F1) 53 2.2.3.2 Nhập liệu (F2) 62 2.2.3.3 Kiểm tra liệu khách hàng (F3) 63 2.2.3.4 Tham khảo (F4) 65 2.2.3.5 Cài đặt (F5) 65 CHƯƠNG 67 ỨNG DỤNG THIẾT BỊ SMART CARPER 825 ĐO, ĐIỀU CHỈNH GÓC ĐẶT BÁNH XE Ô TÔ 67 3.1 Ứng dụng thiết bị Smart Carper 825 đo, điều chỉnh góc đặt bánh xe cho dòng xe KIA 67 3.1.1 Quy trình đo kiểm 67 3.1.2 Tiến hành đo kiểm 67 3.1.3 Thu nhận liệu đo kiểm .76 3.1.3.1 Trường hợp .76 3.1.3.2 Trường hợp .83 3.1.3.3 Trường hợp .87 3.2 Ứng dụng thiết bị Smart Carper 825 đo, điều chỉnh góc đặt bánh xe cho dịng xe khác – Dòng xe Mazda 92 3.2.1 Thông tin xe .92 3.2.2 Phản ánh khách hàng 92 3.2.3 Biểu lốp xe 92 3.2.4 Tiến hành đo kiểm 92 CHƯƠNG 95 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 95 4.1 Kết Luận 95 4.1.1 Kết đạt 95 4.1.2 Kết chưa đạt 95 iv 4.2 Đề xuất 96 PHỤ LỤC 97 HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT THIẾT BỊ SMART CARPER 825 97 1) Lắp đặt dọc .97 2) Lắp đặt ngang 98 3) Cài đặt địa IP camera .99 4) Thơng số camera chương trình cài đặt .101 5) Bộ xử lý 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 110 iii DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ Hình 1-1: Sơ đồ hệ thống lái đơn giản Hình 1-2: Dẫn động lái có địn ngang hình thang lái loại rời Hình 1-3: Quay vịng tơ với tâm quay tức thời O Hình 1-4: Hình thang lái bốn khâu 10 Hình 1-5: Sơ đồ hình thang lái dầm cầu liền 10 Hình 1-6: Sơ đồ hình thang lái sử dụng trục làm lái ngang 11 Hình 1-7: Sơ đồ bánh xe lăn lốp bị biến dạng tác động lực bên 11 Hình 1-8: Sơ đồ chuyển động quay vịng tơ bị biến dạng bên 12 Hình 1-9: Sơ đồ chuyển động tơ có tính quay vịng thiếu, quay vịng thừa 13 Hình 1-10: Góc camper bánh xe dẫn hướng 14 Hình 1-11: Tác dụng góc Camber dương 15 Hình 1-12: Tác dụng góc Camber âm 16 Hình 1-13: Độ chụm đầu bánh xe dẫn hướng 17 Hình 1-14: Góc Caster 18 Hình 1-15: Góc Kingpin 19 Hình 1-16: Định nghĩa Set – back 20 Hình 1-17: Định nghĩa góc tổng hợp 21 Hình 1-18: Góc lệch ngang âm, góc lệch ngang dương 21 Hình 1-19: Kết cấu số loai hệ thống treo độc lập điển hình 22 Hình 1-20: Kết cấu hệ thống treo độc lập loại Macpherson 23 Hình 1-21: Kết cấu hệ thống treo độc lập loại hình thang 23 iv Hình 1-22 Kết cấu hệ thống treo độc lập kiểu đòn treo bán dọc 24 Hình 1-23: Kết cấu số loai hệ thống treo phụ thuộc điển hình 25 Hình 1-24: Kết cấu hệ thống treo phụ thuộc loại dầm xoắn 26 Hình 1-25: Kết cấu hệ thống treo phụ thuộc loại bốn nối 26 Hình 1-26: Kết cấu hệ thống treo phụ thuộc loại lò xo 27 Hình 1-27: Xe KIA Morning MT 28 Hình 1-28: Hệ thống treo trước treo sau xe KIA Morning 28 Hình 1-29: Xe KIA Cerato 2009 29 Hình 1-30: Hệ thống treo trước treo sau xe KIA Cerato 29 Hình 1-31: Xe KIA Carens 2013 29 Hình 1-32: Hệ thống treo trước treo sau xe KIA Carens 30 Hình 2-1: Tổng thể thiết bị Smart Carper 825 35 Hình 2-2: Cấu tạo bảng tín hiệu giá kẹp 38 Hình 2-3: Cấu tạo bảng tín hiệu 39 Hình 2-4: Kích thước mục tiêu bảng tín hiệu 40 Hình 2-5: Mơ phản quang bảng tín hiệu 40 Hình 2-6: Vị trí chân camera 41 Hình 2-7: Vị trí đèn LED bảng mạch camera 42 Hình 2-8: Cầu nâng cắt kéo thủy lực cấp Heshbon HL – 52N 43 Hình 2-9: Mơ vùng hoạt động camara 44 Hình 2-10: Sơ đồ khối biểu thị nguyên lý làm việc thiết bị 44 Hình 2-11: Các số đèn LED bảng mạch camera 45 Hình 2-12: Sự dịch chuyển bảng tín hiệu khơng gian 46 97 PHỤ LỤC HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT THIẾT BỊ SMART CARPER 825 1) Lắp đặt dọc Thanh dọc phận quan trọng ảnh hưởng đến góc nhìn camera Trước lắp đặt, kiểm tra khoảng cách vị trí từ cầu nâng tới phận thiết bị cần lắp đặt Khoảng cách lắp đặt từ máy điều chỉnh góc lái tới cầu nâng nằm khoảng 1900 ~ 2500 mm, thông thường chọn 2300 mm Sau kiểm tra vị trí cài đặt, khoảng cách cài đặt máy vẽ, tiến hành cố định thiết bị, dùng đinh ốc bulong cố định phận để không bị rung trình vận hành Hình 1: Bản vẽ lắp đặt dọc A - Điểm nhìn camera B - Điểm nhìn camera C – Vị trí bên trái cầu nâng, so với đường trung tâm 98 D – Vị trí bên phải cầu nâng, so với đường trung tâm E – Đường trung tâm so với bàn xoay F – Đường trung tâm so với đường tâm bánh xe sau A=B C=D E = 2300 mm F = 5400 mm Kiểm tra vị trí bên trái, bên phải , trung tâm dọc chưa, sửa chữa điều chỉnh vị trí dọc cách điều chỉnh đai ốc 2) Lắp đặt ngang Hình 2: Bản vẽ lắp ngang - Mở vừa đủ ốc nối ngang dọc để điều chỉnh - Kiểm tra điều chỉnh rãnh dọc ngang, cáp nguồn cung cấp cho máy ảnh, sau tiến hành lắp ngang vào dọc đinh ốc 99 - Kết nối dây cáp nguồn lên mặt phía sau dọc - Mở ốc điều chỉnh phía sau ngang, sau tiến hành điều chỉnh ngang nghiêng 130 so với cầu nâng 3) Cài đặt địa IP camera - Sau kết nối nguồn camera cáp mạng nhấn liên tiếp hai lần nút “pylon IP configurator” hiển thị hình desktop - Chắc chắn camera kết nối đúng, nhấp chuột bên phải kết nối nội Kết nối nội diễn cách bình thường camera cáp kết nối nhận tín hiệu - Chọn Internet Protocol Version4 (TCP/IPv4) - Nhấn Attribute 100 Hình 3: Cài đặt kết nối camera - Nhập số 192.168.223.1 địa IP ( camera 1) - Nhập số 192.168.224.1 địa IP ( camera ) - Nhấn chọn Confirmation - Trong trường hợp subnet mask nhập dãy số 255.255.255.0 ô trống subnet – mask - Ở hình desktop, nhấn liên tiếp hai lần vào biểu tượng pylon IP configurator - Kiểm tra camera - Nhập dãy số 192.168.223.2 static IP camera - Nhập dãy số 192.168.224.2 camera - Nhập dãy số 233.255.255.0 ô Subnet – mask 101 Hình 4: Cài đặt địa IP cho camera 4) Thông số camera chương trình cài đặt - Nhấn đúp vào file C:\Aligner825\Data\config_camera Nhập số seri cho camera Hình 5: Cài đặt thông số camera 102 - Copy file parameter camera tới địa C:wAligner825Wcamer đổi tên + Parameter camera1 – camera params_1F Copy file camera params_1F đổi thành camera_parameter_1R + Parameter camera2 – camera params_2F Copy file camera params_2F đổi thành camera_parameter_2R Hình 6: Đổi địa camera 5) Bộ xử lý - Vị trí tín hiệu xử lý Zero bar 103 Hình 7: Vị trí bảng tín hiệu đo - Chạy chương trình cân chỉnh – Calibration + Nhấn đúp vào file C:wAligner825Wcalibration - Cài đặt hình hiển thị camera + Đặt cầu nâng dựa vị trí (từ sàn lên cầu nâng nằm khoảng 700 ~ 900) bảng tín hiệu phía sau (rear target) tới ngang 5200 mm + Sau kết nối camera 2, chạy chương trình diều chỉnh (calibration) → camera → nhấn View 104 Hình 8: Cài đặt vị trí bảng tín hiệu phía sau + Click vào nút Start sau xác nhận số seri number cho camera + Vào vùng cài đặt camera (camera View) điều chỉnh góc camera 1→ Click nút Zoom - Vị trí điều chỉnh góc camera, sử dụng bulong để tiến hành điều chỉnh góc camera Hình 9: Điều chỉnh góc độ camera + Nhấn nút Zoom – in hình camera View sau điều chỉnh vị trí bảng tín hiệu điều chỉnh lên/xuống/trái/phải giống hình bên 105 Hình 10: Vị trí tín hiệu camera + Sau điều chỉnh góc camera xong, nhấn Zoom – out → nhấn Zoom – in camera + Điều chỉnh vị trí camera tương tự giống việc điều chỉnh cho camera Hình 11: Vị trí tín hiệu camera - Đo Bar RT 106 + Sau di chuyển Zero bar tới vị trí Bar RT, nhấn chọn setup, chọn Bar Geometry hình taget Calibartion Hình 12: Hướng Zero bar + Sau kiểm tra bảng tín hiệu quang hoạt động bình thường Tiến hành kiểm tra GetposeInEachCam Bỏ qua dấu thập phân kiểm tra số nguyên hình Hình 13: Kiểm tra thông số GetposeInEachCam 107 - Hệ thống xử lý quang + Sau di chuyển Zero bar tới vị trí 3, nhấn vào setup WRCP giống hình bên Hình 14: Vị trí Zero bar + Kho vị trí hoạt động ổn định cho GetposeInEachCam → Di chuyển Zero bar tới vị trí số Kho vị trí Refpoint 12, vị trí hoạt động ổn định cho GetposeInEachCam Hình 15: Vùng hoạt động ổn định GetposeInEachCam 108 + Kho vị trí Refpoint34, vị trí hoạt động ổn định cho GetposeInEachCam - Giá trị đo xử lý dịch chuyển (RCP offset) + Sau di chuyển Zero bar tới vị trí RCP, nhấn vào Setup chọn RCP_OFFSET chế độ hình target Callbration Hình 16: Cài đặt RCP offset + Nhấn Star→ nhấn Measrement RT_reprojected GetPoseInEachCam mức ổn định + Di chuyển tới điểm 2→ chọn RT_reprojected GetPoseInEachCam mức ổn định + Di chuyển tới điểm 3→ chọn RT_reprojected GetPoseInEachCam mức ổn định + Chọn RCP_OFFSET calculation, kết thúc giá trị đo tới điểm + Nhấn RCP_ OFFSET sau lưu liệu xử lý 109 Hình 17: Cài đặt RCP offset Kết RCP_OFFSET có giá trị cho phép nằm ± 0.05 - Giá trị đo lường Camber_offset + Trong hình Taget Calibration chọn Setup, chọn Camber_offset Hình 18: Cài đặt Camber offset 110 + Bố trí Zero bar tới vị trí giống hình hướng dẫn bên sau tháo kẹp (JIP) RCP sau gắn bảng tín hiệu tới giá trị đo camber (camber measurement mode) + Lệch 150 so với bảng tín hiệu bánh xe sau (góc lệch hai bảng tín hiệu) Chọn Start, nhấn nút 1-1 Bảng tín hiệu phía sau trước bắt đầu Hình 19: Cài đặt Camber offset Kết Camber_offset nằm khoảng ± 0.20 TÀI LIỆU THAM KHẢO 111 [1] GS TSKH Nguyễn Hữu Cẩn (2005), Lý thuyết ô tô máy kéo, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [2] TS Lê Bá Khang, Hệ thống lái hệ thống treo, Trường Đại Học Nha Trang [3] Th.s Huỳnh Trọng Chương, Chuyên đề lái, Trường Đại Học Nha Trang [4] File hướng dẫn (pdf) sử dụng thiết bị Smart Carper 825: Smart Carper 825 type of camera view offers new answer for wheel alignment [5] Tài liệu lưu hành nội Trường Hải Auto, Tài liệu hướng dẫn cài đặt máy cân chỉnh góc lái bánh xe [6] Tài liệu lưu hành nội Trường Hải Auto, Kỹ thuật viên chẩn đoán – Hệ thống treo hệ thống lái [7].www.snaponequipment.com/common/productmanuals/wa/teewa546p4/teewa54 6p4.pdf [8].www.stemmer-imaging.de/media/uploads/docmanager/54322-JAI_BMB141_GE_Manual.pdf