Tìm hiểu về hệ thống gạt nước trên xe ôtô

. Nhiệm vụ nghiên cứu: - Tìm hiểu về hệ thống gạt nước trong xe ôtô 1.4. Các nội dung chính trong nhiệm vụ nghiên cứu - Nhóm sẽ tìm hiểu và đưa ra nhận xét tổng quát về hệ thống gạt nước trên xe ôtô. - Bằng những kiến thức môn Cơ lý thuyết được trang bị, nhóm sẽ mô hình hóa và đưa ra nguyên lý làm việc của cần gạt nước. - Dựa trên nguyên lý làm việc của hệ thống gạt nước, nhóm sẽ đưa ra tính toán thiết kế một mẫu. 1.5. Cơ quan đơn vị cần liên hệ: + Khoa Ô tô - Trường Sĩ quan Kỹ thuật Quân sự. + Khoa Kỹ thuật cơ sở - Trường Sĩ quan Kỹ thuật Quân sự.

TRƯỜNG SĨ QUAN KỸ THUẬT QUÂN SỰ KHOA KỸ THUẬT CƠ SỞ BÀI TẬP LỚN CƠ LÝ THUYẾT Nhiệm vụ nghiên cứu: “ Tìm hiểu hệ thống gạt nước xe ôtô” Cán hướng dẫn: Thiếu tá, TS Lưu Tuấn Anh Học viên thực hiện: Nhóm 5: Phan Văn Nghĩa ( Nhóm trưởng) Nguyễn Thanh Vũ Nguyễn Hồ Quốc Thắng Nguyễn Văn Phi Lớp: 17DQS07022 Đồng Nai, Năm 2019 NỘI DUNG CHƯƠNG ĐỀ CƯƠNG BÀI TẬP LỚN CHƯƠNG TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, LUẬN GIẢI VỀ MỤC TIÊU VÀ NHỮNG NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 2.1 Tính cấp thiết nhiệm vụ nghiên cứu 2.2 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 2.3 Nội dung nghiên cứu khoa học đề tài phương án thực CHƯƠNG CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG CẦN GẠT NƯỚC 3.1 Cấu tạo hệ thống cần gạt nước xe ô tô 3.2 Cấu tạo phận bên hệ thống 3.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống gạt nước xe ô tô 12 CHƯƠNG KHẢO SÁT VÀ TÍNH TỐN CHUYỂN ĐỘNG CỦA THANH GẠT NƯỚC 13 CHƯƠNG KẾT LUẬN 17 CHƯƠNG ĐỀ CƯƠNG BÀI TẬP LỚN MÔN: CƠ HỌC LÝ THUYẾT 1.1 Thời gian thực hiện: - Ngày giao tập: 03/01/2019 - Ngày báo cáo tiến độ: 14/01/2019 - Ngày nộp báo cáo: 15/01/2019 - Ngày báo cáo: 15/01/2019 1.2 Thành viên nhóm: Nhóm 5: Phan Văn Nghĩa (Nhóm trưởng) Nguyễn Thanh Vũ Nguyễn Hồ Quốc Thắng Nguyễn Văn Phi Lớp: 17DQS07022 1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu: - Tìm hiểu hệ thống gạt nước xe ôtô 1.4 Các nội dung nhiệm vụ nghiên cứu - Nhóm tìm hiểu đưa nhận xét tổng quát hệ thống gạt nước xe ôtô - Bằng kiến thức môn Cơ lý thuyết trang bị, nhóm mơ hình hóa đưa nguyên lý làm việc cần gạt nước - Dựa nguyên lý làm việc hệ thống gạt nước, nhóm đưa tính tốn thiết kế mẫu 1.5 Cơ quan đơn vị cần liên hệ: + Khoa Ơ tơ - Trường Sĩ quan Kỹ thuật Qn + Khoa Kỹ thuật sở - Trường Sĩ quan Kỹ thuật Quân 1.6 Kiến nghị: ………………………………………………………………………………………… Đồng Nai, ngày 15 tháng năm 2019 Cán hướng dẫn NGƯỜI LẬP ĐỀ CƯƠNG Nhóm trưởng Thiếu tá, TS Lưu Tuấn Anh Phan Văn Nghĩa CHƯƠNG TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, LUẬN GIẢI VỀ MỤC TIÊU VÀ NHỮNG NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 2.1 Tính cấp thiết nhiệm vụ nghiên cứu Ngày nay, cơng nghiệp tơ giới nói chung cơng nghiệp tơ Việt Nam nói riêng ngày lớn mạnh Nhiều hãng xe, thương hiệu với nhiều mẫu mã, chủng loại với kỹ thuật tiên tiến đời Đặc biệt nhu cầu lại, nhu cầu vận chuyển hàng hóa gia tăng chóng mặt Điều buộc nhà sản xuất phải cung cấp phương tiện giao thông nhiều hơn, với chủng loại mẫu mã đa dạng hoàn thiện Trong quan trọng đảm bảo an tồn cho người lái di chuyển, hệ thống gạt nước mưa ô tô đại đời Các kỹ sư nghiên cứu phát triển ngày để giúp người lái nhìn rõ trời mưa cách gạt nước mưa kính trước kính sau Vì vậy, dựa vào kiến thức mơn học lý thuyết, nhóm tìm hiểu tổng quát nguyên lý hoạt động cần gạt nước xe tơ Qua đưa tính tốn sơ để sử dụng cần gạt nước hiệu trình điều khiển xe Hình 2.1: Cần gạt dạng đơn Hình 2.2: Cần gạt dạng Tandem 2.2 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu a Mục tiêu chung - Khảo sát cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống cần gạt nước - Tính toán sơ để sử dụng cần gạt nước hiệu trình điều khiển xe b Mục tiêu cụ thể - Xác định trạng thái chuyển động vận tốc gạt nước 2.3 Nội dung nghiên cứu khoa học đề tài phương án thực a Nội dung 1: Cơ sở lý thuyết - Chọn dạng thiết bị cần nghiên cứu - Mơ hình hóa thiết bị - Xác định nguyên lý làm việc mặt học hệ thống cần gạt nước b Nội dung 2: Tính tốn sử dụng - Căn vào mục tiêu cụ thể nhiệm vụ vào nguyên lí làm việc hệ thống gạt nước xe tơ, qua để xác định trạng thái chuyển động vận tốc gạt nước cho phù hợp trình điều khiển xe CHƯƠNG CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG CẦN GẠT NƯỚC 3.1 Cấu tạo hệ thống cần gạt nước xe ô tô Cần gạt nước phía trước Mơ tơ cấu dẫn động gạt nước Vịi phun rửa kính trước Bình chứa nước Cơng tắc gạt nước rửa kính Cần gạt nước phía sau Mơ tơ gạt nước sau Rơle điều khiển gạt nước phía sau 3.2 Cấu tạo phận bên hệ thống 3.2.1 Motor gạt nước - Motor gạt nước động điện chiều kích từ nam châm nước gồm có motor truyền bánh để làm giảm tốc độ motor - Motor gạt nước có chổi than tiếp điểm: chổi than tốc độ thấp, chổi than tốc độ cao chổi than dùng chung (để nối mass) - Một cơng tắc dạng cam bố trí bánh để gạt nước dừng vị trí cố định điểm Hình 3.1 Cấu tạo motor gạt nước - Một sức điện động lực tạo cuộn dây phần ứng motor quay để hạn chế tốc độ quay motor 3.2.2 Cơ cấu dẫn động gạt nước - Về bản, phận gạt nước hợp thành từ hệ thống khí là: + Hệ thống motor điện trục vít + Cơ cấu địn bẩy biến chuyển động quay từ motor đưa thành chuyển động tịnh tiến (qua lại) lưỡi gạt nước kính chắn gió Hình 3.2 Mơ hình gạt nước xe ô tô Cơ chế hệ thống điện trục vít - Trong trình sử dụng gạt nước, đặt biệt trời mưa to nhận thấy cần phải có lực lớn để di chuyển nhanh lưỡi gạt qua lại kính chắn gió, đồng thời loại bỏ lượng lớn nước mưa liên tục đổ xuống Nguồn lực cung cấp motor truyền qua trục vít Trục vít có chức tăng cường mô men xoắn động lên gấp 50 lần, đồng thời làm giảm tốc độ quay động 50 lần Do đó, phận tạo nên chuyển động hoàn hảo mạnh mẽ lưỡi gạt bên - Bên cạnh đó, bên cấu motor - trục vít cịn tích hợp bảng mạch điện tử IC – relay có khả nhận biết lưỡi gạt bung hết cỡ Khi đó, bảng mạch trì hoạt động motor lưỡi gạt xếp lại hoàn toàn Đồng thời, bảng mạch chịu trách nhiệm điều khiển hoạt động lưỡi gạt chế độ gạt liên tục hay cách khoảng thời gian định Cơ cấu đòn bẩy - Một vấu cam nhỏ lắp vào trục bánh nối với trục vít Khi trục vít xoay bánh xoay làm cho vấu cam xoay Đầu lại vấu cam nối tới truyền Gạt nước - Cấu trúc cần gạt nước lưỡi cao su gạt nước lắp vào kim loại (thanh gạt nước) Gạt nước dịch chuyển tuần hồn nhờ cần gạt Vì lưỡi gạt nước ép vào kính trước lị xo nên gạt dược nước mua nhờ dịch chuyển gạt nước Hình 3.3 Cấu tạo lưỡi gạt - Phần lớn mẫu xe có lưỡi gạt Khi hoạt động, lưỡi gạt di chuyển để làm bề mặt kính Chúng đặt điểm lệch bên kính chắn gió Cách xếp gọi gạt nước theo kiểu tandem Đây kiểu sử dụng phổ biến vệ sinh diện tích rộng kính chắn gió tạo trường nhìn tốt cho người lái - Ngồi cịn có số kiểu bố trí gạt nước khác lưỡi đối diện lệch bên kính, kiểu lưỡi gạt, Tuy nhiên, cấu có cấu trúc phức tạp lại làm việc hiệu Hình 3.4 Các kiểu bố trí gạt nước 3.2.3 Cơng tắc điều khiển gạt nước Hình 3.5 Cơng tắc đa Cơng tắc điều khiển bố trí trục trụ lái, vị trí mà người lái điều khiển lúc cần Công tắc điều khiển có vị trí: Off (dừng) LO (chậm) HI (nhanh) INT (gián đoạn) 3.2.4 Một số hệ thống khác - Hiện số xe ô tô đại hệ thống gạt mưa trang bị thêm hệ thống như: a) Hệ thống gạt mưa thay đổi tốc độ - Hệ thống gạt mưa thay đổi tốc độ thay đổi tốc độ môtơ gạt mưa tùy vào điều kiện thời tiết nhiều chế độ khác b) Hệ thống gạt mưa tự động - Từ trước đến nay, nhà sản xuất xe ln tìm cách để gạt nước tự động điều chỉnh cường độ làm việc cho phù hợp với điều kiện thời tiết Một số nhà sản xuất muốn sử dụng kỹ thuật phát rung động hạt nước mưa gây kính - Theo đó, hệ thống phát lượng nước kính chắn gió điều khiển cường độ gạt nước thích hợp Bằng cách sử dụng cảm biến quang học, hệ thống phát ẩm kính, từ suy lượng nước mưa điều kiện thời tiết tương ứng - Khi công tắc gạt nước vị trí AUTO, chức dùng cảm biến mưa phát lượng mưa điều khiển thời gian gạt nước tối ưu tương ứng theo lượng mưa - Vị trí: cảm biến mưa gắn kính chắn gió bên xe, đằng sau vị trí gương chiếu hậu trung tâm 10 Hình 3.6 Vị trí cảm biến mưa xe 11 3.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống gạt nước xe ô tơ Hình 3.7 Cơ cấu dẫn động gạt nước thống motor điện trục vít để giảm bớt lực truyền từ motor tới lưỡi gạt nước (cần gạt) + Hệ Một sức điện động ngược tạo cuộn dây phần ứng mô tơ quay để hạn chế tốc độ quay motor + Cơ cấu đòn bẩy biến chuyển động quay từ motor đưa thành chuyển động tịnh tiến (qua lại) lưỡi gạt nước kính chắn gió Cơ cấu biến chuyển động quay vấu cam thành chuyển động tịnh tiến truyền Thanh truyền tiếp tục đẩy dài khác nối với lưỡi gạt làm chuyển động qua lại liên tục 12 CHƯƠNG KHẢO SÁT VÀ TÍNH TỐN CHUYỂN ĐỘNG CỦA THANH GẠT NƯỚC GIẢ THUYẾT CHO TRỤC VÍT TRUYỀN ĐỘNG XOAY VỚI: - Vận tốc góc trục vít:  tv = vịng/s - Số mối ren trục vít: Z1 = - Số bánh vít: Z2 = 50 - Bánh có bán kính: R = 0,1 (m) - Thanh OA có chiều dài: l1 = 0,05 (m) - Thanh AB có chiều dài: l2 = 1,5 (m) - Thanh BC có chiều dài: l3 = (m) Giả sử: - BC chuyển động tịnh tiến theo hướng CB - BE = CF = 0,2 (m) - EM = EN = 0,6 (m) Tính vận tốc góc gạt nước thời điểm Tỉ số truyền trục vít bánh vít i= 𝒁𝟐 𝒁𝟏 = 𝟓𝟎 𝟓 = 10 Tính vận tốc góc bánh vít:  bv 13 Ta có: i =  𝑡𝑣  𝑏𝑣 →  bv =  𝑡𝑣 𝑖 = 5.2𝜋 10 = 𝜋 (rad/s) Ta có : vA  OA OA   0,1  0,1 (m/s) Áp dụng định lí hàm Sin cho  OAM: OA  MA Sin OMA Sin MOA Sin(  90).OA OA.Sin(  90) Sin OMA   MA OM  OA2  2.OA.OM Cos(  90)   0, 2.Sin(  90) 0,12  0, 22  2.0,1.0, 2.Cos(  90)  0, 2.Sin(  90) t 0, 05  0, 04.Cos(  90)  OMA  arc Sin t  AMB  90  arc Sin t 14 Áp dụng định lí hàm Sin cho  BAM: AB   Sin AMB  Sin   MA Sin  Sin(90  arc Sin t ) 0, 05  0, 04.Cos(  90) 1,5    acr Sin Sin(90  arc Sin t ) 0, 05  0, 04.Cos(  90) 1.5 Áp dụng định lí hình chiếu vận tốc AB: vA Sin   vB Sin  (1) Ta có: Ta lai có:   90     Thay vào (1)  vA Sin(90     )  vB Sin  v A Sin(90     ) Sin   vB  Xét  BNE  NE  Sin  EB  EB  vB v Sin  0,1 Sin   Sin   A2   (rad/s) NE Sin  EB Sin  0, 2Sin  Khảo sát vận tốc góc thời điểm  =  = 90° *Với  =  t 1  Sin   (90  arc Sin1) 0, 05  0, 04.Sin(0  90)  1,5 15    7, 66  vB   EB v A Sin(90     ) 0,1. Sin(90   7, 66 )   2,33(m / s ) Sin  15 v 2,33  B   87,375(rad / s ) NE 0.2 15 15 *Với  = 90° t 0  Sin   (90  arc Sin 0) 0, 05  0, 04.Sin(90  90)  1,5    11,32  vB   EB v A Sin(90     ) 0,1. Sin(90   11,32 )   0,314(m / s ) Sin  v 0,314  B   8(rad / s ) NE 0.2 Vậy vận tốc góc gạt nước thay đổi theo thời gian 16 CHƯƠNG KẾT LUẬN Theo yêu cầu khảo sát hệ thống cần gạt nước xe ô tô xác định vận tốc gạt nước với điều kiện cho trước động Nhóm tính tốn đưa số liệu sau: - Thông số hệ thống gạt nước: - Vận tốc góc trục vít:  tv = vịng/s - Số mối ren trục vít: Z1 = - Số bánh vít: Z2 = 50 - Bánh có bán kính: R = 0,1 (m) - Thanh OA có chiều dài: l1 = 0,05 (m) - Thanh AB có chiều dài: l2 = 1,5 (m) - Thanh BC có chiều dài: l3 = (m) - Vận tốc góc gạt nước:  EB  vB v Sin  0,1 Sin   Sin   A2   (rad/s) NE Sin  EB Sin  0, 2Sin  + Những điểm làm - Hoàn thành mục tiêu đề với nhiệm vụ nghiên cứu - Xác định vận tốc gạt nước trình hoạt động + Những điểm hạn chế - Tính tốn sở mơ hình lý thuyết đơn giản hệ thống cần gạt nước xe ô tô, sâu thiết kế cần phải thêm thông số thực nghiệm để tính tốn xác 17 ... LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG CẦN GẠT NƯỚC 3 .1 Cấu tạo hệ thống cần gạt nước xe ô tô 3.2 Cấu tạo phận bên hệ thống 3.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống gạt nước xe ô tô 12 CHƯƠNG KHẢO... 17 DQS07022 1. 3 Nhiệm vụ nghiên cứu: - Tìm hiểu hệ thống gạt nước xe ơtơ 1. 4 Các nội dung nhiệm vụ nghiên cứu - Nhóm tìm hiểu đưa nhận xét tổng quát hệ thống gạt nước xe ôtô - Bằng kiến thức môn Cơ lý... tạo hệ thống cần gạt nước xe ô tô Cần gạt nước phía trước Mơ tơ cấu dẫn động gạt nước Vịi phun rửa kính trước Bình chứa nước Cơng tắc gạt nước rửa kính Cần gạt nước phía sau Mơ tơ gạt nước sau