Đang tải... (xem toàn văn)
ThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsimThiếtkếvàkhảosátđặctínhhệthốngláitrênCarsim
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim Mục Lục LỜI MỞ ĐẦU .2 Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI Công dụng, phân loại, yêu cầu Kết cấu hệ thống lái Các góc đặt bánh xe 13 Dẫn động lái 20 Giới thiệu trợ lực lái .24 Chương TÍNH TỐN HỆ THỐNG LÁI 37 Các số liệu thiết kế 37 Chọn phương án thiết kế 38 Thiết kế hệ thống lái 39 Chương THIẾT KẾ TRỢ LỰC LÁI .62 Công tiêu hao người lái để quay vành tay lái 62 Xây dựng đặc tính cường hóa lái 63 Tính tốn xi lanh lực .65 Xác định suất bơm 66 Tính chi tiết van phân phối 68 Chương KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH HỆ THỐNG LÁI BẰNG PHẦN MỀM CARSIM 73 Giới thiệu phần mềm Carsim 73 Mơ hình hệ thống lái .80 Khảo sát hệ thống lái phần mềm Carsim .92 Kết Luận phần mềm Carsim 106 KẾT LUẬN .107 TÀI LIỆU THAM KHẢO .108 SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, công nghiệp đại ngày phát triển, hầu hết lĩnh vực kinh tế xã hội Ngành công nghiệp nói chung cơng nghiệp tơ nói riêng thời kỳ hoàn thiện phát triển vượt bậc, đảm bảo phục vụ lợi ích tốt người, với yêu cầu kỹ thuật chất lượng không ngừng nâng cao Với ngành công nghiệp ô tơ, để đảm bảo tính tiện nghi, an tồn cho người sử dụng việc thiết kế hệ thống lái đảm bảo đầy đủ yêu cầu đặt điều cần thiết xã hội đại Một hệ thống lái phải đảm bảo tính quay vòng bánh xe dẫn hướng, điều khiển dễ dàng, dễ chăm sóc sửa chữa, bảo dưỡng phù hợp với phần lớn đối tượng sử dụng Cũng mà hệ thống lái ngày cải tiến, tiêu chuẩn thiết kế chế tạo sử dụng hệ thống lái ngày nghiêm ngặt chặt chẽ Qua tìm hiểu nghiên cứu, với yêu cầu nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp em giao nhiệm vụ : „„Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim” Mặc dù có nhiều cố gắng với hiểu biết thời gian tìm hiểu hạn chế nên đồ án em khơng tránh khỏi sai sót cịn nhiều vấn đề chưa đề cập tới Em mong thầy bạn góp ý để đồ án hồn thiện Em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy Trương Đặng Việt Thắng tận tình bảo để em hồn thành đồ án Và em xin chân thành cảm ơn thầy môn ô tô xe chuyên dụng - Viện khí động lực- trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội toàn thể bạn giúp đỡ em trình nghiên cứu để hoàn thành đồ án Hà Nội, Ngày Tháng năm 2015 Sinh viên Ngô Tuấn Anh SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim Chương TỔNG QUAN V H THNG LI ÔÔÔÔÔ Cụng dng, phõn loi, yêu cầu 1.1 Công dụng Hệ thống lái giữ vai trị điều khiển hướng chuyển động tơ (thay đổi hay trì) theo tác động người lái Hệ thống lái tham gia hệ thống điều khiển khác thực điều khiển ô tô với độ xác cho trước dùng lượng người lái nhỏ Đảm hướng chuyển động, khả điều khiển dẫn hướng tính ổn định tô sau tác động điều khiển Hệ thống lái bao gồm cụm chi tiết từ cấu điều khiển (vành lái) tới cấu điều khiển hướng chuyển động tồn xe 1.2 Phân loại Có nhiều cách phân loại hệ thống lái: a) Phân loại theo số lượng cầu dẫn hướng - Các bánh dẫn hướng cầu trước - Các bánh dẫn hướng cầu sau - Các bánh dẫn hướng tất cầu b) Phân loại hệ thống lái theo kiểu truyền lực - Hệ thống lái khí - Hệ thống lái có trợ lực thuỷ lực, khí nén, kết hợp… c) Phân loại theo kết cấu cấu lái - Trục vít – bánh vít - Trục vít - cung - Trục vít – lăn - Trục vit – chốt quay - Cơ cấu lái loại liên hợp ( trục vít, ê cu, cung răng) - Bánh – d) Phân loại theo bố trí vành lái - Bố trí vành lái bên trái (theo luật đường bên phải ) - Bố trí vành lái bên phải (theo luật đường bên trái ) SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim 1.3 Yêu cầu hệ thống lái - Giữ chuyển động thẳng, ổn định - Quay vịng ngoặt diện tích bé, thời gian ngắn - Động học quay vòng phải đúng, để bánh xe không bị trượt - Lái phải nhẹ nhàng, thuận tiện - Giảm va đập từ mặt đường lên vô lăng Kết cấu hệ thống lái Sơ đồ tổng qt hệ thống lái khơng có trợ lực: Hình 1.1 : Sơ đồ tổng quát hệ thống lái 1.Vành tay lái 5.Thanh kéo dọc 2.Trục lái 6.Đòn quay ngang 3.Cơ cấu lái 7.Hình thang lái 4.Địn quay đứng 2.1 Vơ lăng Vơ lăng có dạng vành trịn, có nhiệm vụ tiếp nhận lực tác động người lái truyền vào hệ thống lái 2.2 Trục lái Trục lái thường có dạng ống, đảm nhận việc truyền mơmen từ vô lăng tới cấu lái SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim 2.3 Cơ cấu lái Cơ cấu lái phận hệ thống lái, có nhiệm vụ biến chuyển động quay vịng trục lái thành chuyển động góc địn quay đứng đảm bảo tỉ số truyền theo yêu cầu Về chất, cấu lái hộp giảm tốc có nhiệm vụ tăng mơmen truyền từ vơ lăng tới bánh xe dẫn hướng Các thông số đặc trưng cho cấu lái gồm tỷ số truyền, hiệu suất thuận, hiệu suất nghịch a) Tỷ số truyền cấu lái Tỷ số truyền cấu lái định nghĩa sau: ic 1 đó: 2 - 1 : góc quay vơ lăng - : góc quay trục địn quay đứng Tỷ số truyền cấu lái khơng đổi thay đổi Quy luật thay đổi tỷ số truyền thích hợp thể giản đồ sau: Hình 1.2 : Giản đồ thể quan hệ tỷ số truyền cấu lái góc quay vành tay lái i = góc quay vơ lăng /góc quay bánh dẫn hướng (đối với cấu lái trục - ) Phân tích đồ thị: Với quy luật thay đổi trên, ô tô chuyển động đường thẳng với vận tốc cao, người lái phải đánh lái với góc nhỏ xung quanh vị trí trung gian, nên tỷ số truyền lớn giúp cho người lái điều khiển ô tô nhẹ nhàng Hơn tỷ số truyền lớn có tác dụng làm giảm va đập truyền ngược từ đường lên vô lăng SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim Ở góc đánh lái lớn tỷ số truyền nhỏ giúp cho việc điều khiển linh hoạt hơn, cho phép tơ quay vịng chỗ hẹp, bán kính quay vịng nhỏ Tuy nhiên cấu lái có tỷ số truyền thay đổi thường phức tạp, đắt tiền Vì với hệ thống lái có trang bị trợ lực nên sử dụng cấu lái có tỷ số truyền không đổi b) Hiệu suất cấu lái : Trong cấu lái người ta phân biệt hiệu suất thuận nghịch * Hiệu suất thuận: hiệu suất tính theo lực truyền từ vơ lăng tới bánh xe Hiệu suất lớn tổn hao lượng điều khiển nhỏ, nghĩa lái nhẹ * Hiệu suất nghịch: hiệu suất tính theo lực truyền từ bánh xe lên vơ lăng, thiết kế cấu lái nên chọn hiệu suất nghịch nhỏ để giảm bớt lực truyền từ mặt đường lên vô lăng Như vậy, với hiệu suất nghịch nhỏ, lực va đập từ mặt đường truyền ngược lên vô lăng giảm đáng kể Đây ưu điểm cấu lái cần tận dụng tối đa Tuy nhiên, chọn hiệu suất nghịch q bé vơ lăng khả tự trở vị trí trung gian nhờ mơ men ổn định Bởi thiết kế nên chọn hiệu suất nghịch mức độ hợp lý c) Các yêu cầu cấu lái Phần lớn yêu cầu hệ thống lái cấu lái đảm bảo Vì cấu lái cần phải đảm bảo yêu cầu sau: + Có thể quay hai chiều để đảm bảo chuyển động cần thiết xe + Có hiệu suất cao để lái nhẹ, cần có hiệu suất thuận lớn hiệu suất nghịch để va đập từ mặt đường giữ lại phần lớn cấu lái + Đảm bảo thay đổi trị số tỷ số truyền cần thiết + Đơn giản việc điều chỉnh khoảng hở ăn khớp cấu lái + Độ dơ cấu lái nhỏ + Đảm bảo kết cấu đơn giản nhất, giá thành thấp tuổi thọ cao + Chiếm khơng gian dễ dàng tháo lắp SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim Lực dùng để quay vô lăng gọi lực lái, giá trị lực đạt giá trị max xe đứng yên chỗ, giảm dần tốc độ xe tăng lên đạt nhỏ tốc độ xe lớn Sự đàn hồi hệ thống lái có ảnh hưởng tới truyền va đập từ mặt đường lên vô lăng Độ đàn hồi lớn va đập truyền lên vơ lăng ít, độ đàn hồi lớn ảnh hưởng đến khả chuyển động xe Độ đàn hồi hệ thống lái xác định tỷ số góc quay đàn hồi tính vành lái vô lăng mô men đặt vành lái Độ đàn hồi hệ thống lái phụ thuộc vào độ đàn hồi phần tử cấu lái, đòn dẫn động d) Các dạng cấu lái thông dụng Hiện ô tô thường sử dụng loại cấu lái như: + Loại trục vít glơbơit – lăn, + Loại trục vít – ê cu bi – – cung răng, + Loại bánh – răng, + Loại trục vít – cung răng, Ngồi cịn có cấu lái: trục vít – chốt quay, bánh – cung răng… Kiểu bánh – răng: Cơ cấu lái kiểu bánh – gồm bánh phía trục lái ăn khớp với răng, trục bánh lắp ổ bi Điều chỉnh ổ dùng êcu lớn ép chặt ổ bi, vỏ êcu có phớt che bụi đảm bảo trục quay nhẹ nhàng Thanh có cấu tạo dạng nghiêng, phần cắt nằm phía giữa, phần cịn lại có tiết diện trịn Khi vơ lăng quay, bánh quay làm chuyển động tịnh tiến sang phải sang trái hai bạc trượt Sự dịch chuyển truyền tới đòn bên qua đầu răng, sau làm quay bánh xe dẫn hướng quanh trụ xoay đứng SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim Trục lái Đai ốc Chụp nhựa Đai ốc điều chỉnh Đai ốc điều chỉnh Lò xo 1 1 ổ bi 10 Thanh Vỏ cấu lái 11 trục Dẫn hướng 12 ổ bi Thanh Hình 1.3 : Cơ cấu lái kiểu bánh – Cơ cấu lái đặt vỏ xe để tạo góc ăn khớp lớn cho truyền nghiêng, trục đặt nghiêng ngược chiều với chiều nghiêng răng, nhờ ăn khớp truyền lớn, làm việc êm phù hợp với việc bố trí vành lái xe Cơ cấu lái kiểu bánh răng- có ưu điểm sau: + Cơ cấu lái đơn giản gọn nhẹ Do cấu lái nhỏ thân tác dụng dẫn động lái nên không cần đòn kéo ngang cấu lái khác + Có độ nhạy cao ăn khớp trực tiếp + Sức cản trượt, cản lăn nhỏ truyền mô men tốt nên tay lái nhẹ Cơ cấu lái trục vít lăn: Loại cấu lái sử dụng rộng rãi Trên phần lớn ôtô Liên Xô loại có tải trọng bé tải trọng trung bình đặt loại cấu Trên hình 2.4 trình bày cấu lái loại trục vít lăn Cơ cấu lái gồm trục vít gơbơlơit ăn khớp với lăn (có ba ren) đặt ổ bi kim trục đòn quay đứng Số lượng ren loại cấu lái trục vít lăn một, hai ba tuỳ theo lực truyền qua cấu lái SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim 1: Các te cấu; 2: Trục lăn; 3: Trục lái Ưu điểm: + Nhờ trục vít có dạng glơ-bơ-it chiều dài trục vít khơng lớn tiếp xúc ăn khớp lâu diện rộng hơn, nghĩa giảm áp suất riêng tăng độ chống mài mòn Tải trọng tác dụng lên chi tiết tiếp xúc phân tán tùy theo cỡ ôtô mà làm lăn có hai đến bốn vịng ren + Mất mát ma sát nhờ thay ma sát trượt ma sát lăn + Có khả điều chỉnh khe hở ăn khớp bánh Đường trục lăn nằm lệch với đường trục trục vít đoạn = 7mm, điều cho phép triệt tiêu ăn mòn ăn khớp cách điều chỉnh trình sử dụng + Tỷ số truyền cấu lái trục vít lăn xác định vị trí trung gian xác định theo công thức: ic 2. r2 t.z1 SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim Trong đó: r2 - bán kính vịng trịn ban đầu hình glơ-bơ-it trục vít t - bước trục vít z1 - số đường ren truc vít Tỷ số truyền cấu lái ic tăng lên từ vị trí đến vị trí rìa khoảng 7% tăng không đáng kể coi tỷ số truyền loại trục vít lăn không thay đổi Hiệu suất thuận th = 0,65, hiệu suất nghịch ng = 0,5 Cơ cấu lái trục vít chốt quay: Cơ cấu lái loại gồm hai loại: Cơ cấu lái trục vít chốt quay Cơ cấu lái trục vít hai chốt quay Hình 1.5 : Cơ cấu lái trục vít chốt quay Ưu điểm: + Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay thay đổi tỷ số truyền theo yêu cầu cho trước Tùy theo điều kiện cho trước chế tạo chế tạo trục vít ta có loại cấu lái chốt quay với tỷ số truyền không đổi, tăng giảm quay vành lái khỏi vị trí trung gian Khi gắn chặt chốt hay ngỗng vào địn quay ngỗng trục vít hay địn quay trục vít phát sinh ma sát trượt Để tăng hiệu suất cấu lái giảm độ mịn trục vít chốt quay chốt đặt ổ bi SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang 10 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim Hình 3.24: Ta nhập giá trị cho bánh xe trái phải 3.2.3 Hệ thống trợ lực lái Độ cứng xoắn (Torsion bar stiffness): Theo thuyết minh, lực đánh lái 30N xoắn quay góc 1,72º(0,03rad), độ cứng là: 30.0,19 : 1,72=3,31 (Nm/deg) Trong 0,19 bán kính vành lái Hình 3.25: Nhập giá trị độ cứng xoắn SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang 94 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim Đường đặc tính trợ lực đường đồ thị thể mối liên hệ lực tác động trợ lực moment tác dụng vào xoắn Moment đặt vào xoắn moment người lái tạo vành lái Lực tác dụng (N) 30 160 Moment (Nm) 5,7 30,4 Lực trợ lực (N) 3882 Bảng 2: Lực trợ lực theo mô men đánh lái Nhập thông số với giá trị ngược dấu (Khi đánh lái phía khác nhau) vào bảng, ta đường đặc tính trợ lực sau Hình 3.26: Nhập đường đặc tính trợ lực giá trị độ trễ dầu trợ lực 3.3 Các kiểm tra 3.3.1 Bài kiểm tra DLC (Double Lane Change) Bài kiểm tra DLC có tiêu chuẩn quốc tế International Standard ISO 3888-2 duyệt Hiệp hội công nghiệp ô tô Đức Bài kiểm tra tiến hành để kiểm tra khả xử lý điều khiển xe, phần việc kiểm tra thiết kế xe kiểm tra xe Bài kiểm tra thực đoạn đường dài 61m với hàng cột nón đôi, kiểm tra thực với tốc độ tối đa xe SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang 95 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim Hình 3.27: Sơ đồ kiểm nghiệm DLC (ISO 3888-2 ) Bài thử nghiệm gồm có đường dài 12 m, 11m, cuối đường dài 12m Chiều rộng đường tùy thuộc vào chiều rộng xe Chiều rộng đường ln 3m Các đường lệch theo chiều ngang 1m, cách theo chiều dọc 13,5m với thứ thứ hai, 12,5m với thứ hai thứ Ở 2m đầu tiên, bàn đạp ga đạp hết cỡ số cao tốc độ động 2000v/phút Tốc độ xe đo kết thúc bào thử nghiệm đường thoát Tốc độ tăng từ từ đến tốc độ tối đa, kết thúc thử nghiệm, khơng cột nón bị đổ tức xe vượt qua kiểm tra Kết thử nghiệm phụ thuộc nhiều vào kỹ người lái Trên thực tết tồn hệ thống xe người lái đánh giá thử nghiệm Vì khó để đưa kết khách quan với thử nghiệm thực tế Do ta tiến hành sử dụng phần mềm Carsim để khắc phục nhược điểm Bài thử nghiệm DLC viết sẵn thư viện kiểm tra phần mềm Để thực ta làm theo bước hình vẽ SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang 96 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim Hình 3.28: Lực chọn kiểm tra Hình 3.29: Xem lại hàm điều khiển đầu vào nhập tốc độ chạy xe SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang 97 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim Hình 3.30: Hàm điều khiển đầu vào dạng đồ thị Kiểm tra hoạt động trợ lực qua DLC Ta sử dụng kiểm tra DLC để kiểm tra hoạt động trợ lực Tiến hành thiết lập xe chạy DLC Một xe thiết lập có trợ lực xe khơng có trợ lực Sau tiến hành mơ ta có kết dạng video đồ thị Hình 3.31: Kết dạng video SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang 98 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim Hình 3.32: Kết quỹ đạo xe so với lý thuyết Hình 3.32 cho thấy khả chấp hành kết kiểm tra xe Đường màu hồng thể quỹ đạo mong muốn, đường lại quỹ đạo thực tế xe có trợ lực xe khơng có trợ lực Hình 3.33: Đồ thị biểu thị hoạt động trợ lực Hình 3.33 cho thấy mối quan hệ mô men đánh lái theo thời gian Đồ thị gồm có hai đường, đường màu xanh xe khơng có trợ lực, đường màu đỏ xe có trợ lực ta thấy đường màu xanh ln có giá trị cao so với đường màu đỏ thời điểm Như qua kết kiểm tra DLC ta thấy tác dụng trợ lực làm giảm lực đánh lái người lái SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang 99 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim 3.3.2 Bài kiểm tra đánh lái chỗ (Static Steer) Với kiểm tra DLC ta thấy tác dụng trợ lực lái xe chạy với tốc độ cao Tuy nhiên để thấy cách xác hoạt động trợ lực, ta tiến hành kiểm tra đánh lái chỗ với mô men cản lên hệ thống lái lớn Ta thiết lập kiểm tra sau Hình 3.34: Lựa chọn chữ nhật để chọn kiểm tra Static Steer Hình 3.35: Lựa chọn ô chữ nhật để xem cách điều khiển hệ thống lái SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang 100 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim Hình 3.36: Đánh hết lái thời gian 10s Tương tự kiểm tra DLC, ta cho xe tiến hành kiểm tra bải Static Steer Một xe có trợ lực xe khơng có trợ lực Sau tiến hành mơ ta có kết sau Hình 3.37: Kết dạng video SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang 101 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim Hình 3.38: Đồ thị thể tác dụng trợ lực Hình 3.38 đồ thị thể mối quan hệ mô men vành lái thời gian Đường màu xanh xe khơng có trợ lực, đường màu đỏ xe có trợ lực Đường màu xanh đường màu đỏ trùng từ đến 0,25s, sau đường màu xanh ln có giá trị lớn đường màu đỏ thời điểm Đồ thị cho thấy tác dụng trợ lực thời điểm trợ lực kích hoạt đánh lái chỗ 3.3.3 Bài kiểm tra quay vòng vòng tròn 12m (Constant Circle Steering Testing) Bài thử nghiệm tiến hành để đánh giá hoạt động cấu lái theo tiêu chuẩn ECE Xe thử nghiệm cho chạy đường trịn có bán kính khơng đổi 12m với vận tốc 10km/h Trong suốt trình đánh lái, lực vành lái mà người lái phải tác động phải nhỏ 200N xe qua kiểm tra Ta tiếp tục sử dụng xe mô xe sử dụng kiểm tra trước Nhưng ta sử dụng xe khơng có trợ lực để kiểm tra xem xe có đảm bảo tiêu chuẩn ECE lực đánh lái khơng Ta lựa chọn kiểm tra có sẵn thư viện hình 3.39 SVTH: Ngơ Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang 102 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim Hình 3.39: Lựa chọn thử nghiệm có sẵn Tuy nhiên kiểm tra thư viện có thơng số mặc định khơng giống với yêu cầu thực tế nên ta tiến hành thay đổi vài thông số cách tăng giữ chân ga, quỹ đạo di chuyển xe sau Hình 3.40: Ta thiết lập tốc độ xe ổn định 10km/h Lựa chọn vùng có khoanh hình chữ nhật hình 3.40 ta thiết lập thơng số đường chạy cách chi tiết SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang 103 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim Hình 3.41: Màn hình sơ đồ đường chạy chung Lựa chọn vùng khoanh hình chữ nhật hình 3.41 để thiết lập quỹ đạo đường chạy Hình 3.42: Đồ thị quỹ đạo di chuyển xe Trên đồ thị hình 3.42 ta thấy quỹ đạo di chuyển xe đường trịn có bán kính 12m Thực chạy mơ hình tốn xem kết đồ thị mơ men vành lái ta kết sau SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang 104 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim Hình 3.43: Đồ thị mô men vành lái theo thời gian Với thơng số bán kính vành lái xe 0,19m ta có mơ men đánh lái người lái kiểm tra phải nhỏ 38 Nm Trên đồ thị ta thấy mô men đánh lái người lái nhỏ, ban đầu 5,6 Nm sau giảm dần giữ nguyên ổn định Đó ban đầu người lái cần lực lớn để phát động quay vịng vành lái, sau lực giảm dần người lái cần lực nhỏ để giữ vành lái trì quay vịng ta thấy mơ men khơng đổi giữ mức khoảng 3,2Nm (lực đánh lái khoảng 16,8N) SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang 105 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim Kết Luận phần mềm Carsim Phần mềm mô Carsim hữu hiệu việc kiểm nghiệm mơ hình xe qua kiểm tra Việc sử dụng phần mềm giúp tiết kiệm thời gian, tài cơng sức Ngồi phần mềm giúp loại bỏ yếu tố chủ quan người lái, kết đưa có độ xác tính khách quan cao Với ưu điểm vậy, phần mềm Carsim phần mềm hỗ trợ khác giúp tháo gỡ phần khó khăn q trình thiết kế kiểm nghiệm thực tế Hơn phần mềm hữu ích đề tài nghiên cứu sinh viên nguồn kinh phí cấp cho đề tài eo hẹp Trong đồ án tốt nghiệp em giới thiệu sơ qua cách sử dụng phần mềm Carsim Qua nhập thơng số hệ thống lái từ phần tính toán đồ án vào phần mềm Carsim Sau nhập thông số, em thực hai thử nghiệm phần mềm DLC 80km/h (Chuyển đường đôi vận tốc 80km/h) Static Steer (Đánh lái chỗ) Kết thử nghiệm gồm có video mơ đồ thị đặc tính, áp dụng vào nội dung đồ án tốt nghiệp em sử dụng đồ thị biểu thị mô men vành lái để đánh giá hoạt động hệ thống lái có trợ lực Trong thư viện Carsim cịn nhiều kiểm tra khác cách thức nhập số liệu xác Vì lượng thời gian khơng cho phép nên em khai thác phần nhỏ ứng dụng phần mềm, để tiết kiệm thời gian em đơn giản hóa thơng số nhập vào sử dụng thêm thông số xe tham khảo Do kết kiểm tra đưa chưa có độ xác mong muốn Nếu có thêm thời gian tìm hiểu, nghiên cứu, ta tìm cách đồng hóa liệu tính tốn đồ án, mơ tả xác đặc tính hệ thống xe Từ thực mơ đem lại kết xác nữa, kết sử dụng phân tích, báo cáo cho đề tài nghiên cứu sinh viên, nghiên cứu sinh ngành ô tô xe chuyên dụng ngành học có liên quan SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang 106 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim KẾT LUẬN Hiện kỹ thuật sản xuất chế tạo ôtô ngày phát triển để thoả mãn yêu cầu địi hỏi khắt khe tính kinh tế, kỹ thuật mơi trường, đặc biệt an tồn chuyển động ôtô tốc độ cao đáp ứng cho nhu cầu ngày cao người sản phẩm cần thiết cho sống Một hệ thống tơ đóng góp khơng nhỏ vào thành cơng sản phẩm hệ thống lái.Sau thời gian tìm hiểu, tính tốn thiết kế với trợ giúp tận tình thầy Trương Đặng Việt Thắng thầy mơn bạn đến em hồn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “ Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim” Thơng qua đồ án tốt nghiệp phần nói lên tác dụng vai trò quan trọng hệ thống lái, cải tiến kỹ thuật để việc điều khiển xe dễ dàng Việc kết hợp q trình thiết kế khảo sát thơng số tính tốn Carsim giúp ta hiểu rõ ảnh hưởng yếu tốt lên hệ thống xe, ảnh hưởng hệ thống với chuyển động tơ Mặc dù có nhiều cố gắng thời gian kinh nghiệm nghiên cứu cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Vì em mong nhận bảo đóng góp từ phía thầy mơn để em ngày hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang 107 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Trọng Hoan: Tập giảng thiết kế tính tốn ô tô Hà Nội 2011 Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Chưởng, Trịnh Minh Hồng: Kết cấu tơ NXB Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội 2009 Ninh Đức Tốn: Dung sai lắp ghép NXB giáo dục Việt Nam Trịnh Chất, Lê Văn Uyển: Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí NXB giáo dục Nguyễn Trọng Hiệp: Chi tiết máy NXB giáo dục Tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm Carsim Quick Start Guide SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang 108 ... lái bánh – răng, dẫn động lái khâu, ta có sơ đồ bố trí chung hệ thống lái thiết kế sau: SVTH: Ngô Tuấn Anh - Lớp CKĐL – K55 Trang 42 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim. .. – K55 Trang 25 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế khảo sát đặc tính hệ thống lái Carsim 5.2 Kết cấu trợ lực lái Một số sơ đồ hệ thống lái có trợ lực : Hình 1.17 : Cơ cấu lái, van phân phối phận sinh lực... đòn quay ngang 4: dẫn động 2: khớp cầu 5: vành tay lái 3: cấu lái 6: trục lái Hình 2.2 : Sơ đồ chung hệ thống lái thiết kế Thiết kế hệ thống lái 3.1 Tính mơ men cản quay vịng lớn Mơmen cản quay