Thiết kế và Mô phỏng Hệ thống Lái Ô tô Toyota Innova 2015 Sử Dụng Phần Mềm Catia
MỤC LỤC
Mục tiêu nghiên cứu
+ Hành trình tự do của vô lăng (hay còn gọi là độ rơ) tức là khe hở bên trong hệ thống lái khi vô lăng ở vị trí trung gian phải nhỏ (không lớn hơn 150 khi có trợ lực và không lớn hơn 50 khi không có trợ lực). - Đảm bảo lực tác dụng lên các bánh xe dẫn hướng và vô lăng (để đảm bảo cảm giác đường của người lái) cũng như sự tương ứng động lực học giữa góc quay của vô lăng và của bánh xe dẫn hướng.
Tính dẫn hướng của ô tô
Ở hệ thống lái trên ô tô có một đặc điểm đặc biệt là sau khi thực hiện quay vòng, vành tay lái sẽ tự trả về vị trí trung gian mà không cần người điểu khiển bỏ lực để tác động vào. Lực ngang này làm biến dạng lốp cao su, sự biến dạng đàn hồi của cao su sẽ làm cho xuất hiện mômen để lốp quay về trạng thái ổn định, nghĩa là quay về trạng thái của lốp khi ô tô chuyển động thẳng.
Các hệ thống có trợ lực lái
Hệ thống lái trợ lực thuỷ lực
Hệ thống lái trợ lực thuỷ lực đã giúp người lái điều khiển nhẹ nhàng hơn so với hệ thống lái không có trợ lực vì có thêm trợ lực do áp suất dầu của bơm trợ lực gây ra tác động lên cơ cấu điều khiển hướng của bánh xe. + Người điều khiển vẫn đánh lái khá nhiều trong trường hợp quay vòng ngoặc + Khi hệ thống trợ lực bị hỏng, so với hệ thống không có trợ lực thì người điều khiển cần phải bỏ ra một lực lớn hơn, vì lúc này có thêm lực cản của dầu trong hệ thống trợ lực.
Hệ thống lái trợ lực điện
Nguyên lý làm việc ECU tiếp nhận các tín hiệu chính như tín hiệu đưa vào từ cảm biến mômen của trục lái và tín hiệu của cảm biến tốc độ của xe, chế độ không tải, tín hiệu B+ , để tính toán điều khiển mô tơ trợ lực phù hợp với điều kiện lái. + Trạng thái quay vòng: khi đánh lái hiện tượng xoắn giữa hai đầu thanh lái sẽ xuất hiện ở trạng thái này, cảm biến mô men sẽ thay đổi điện áp tùy theo chiều quay và độ lệch giữa hai đầu thanh xoắn sau đó truyền tín hiệu về ECU, ECU kết hợp với tín hiệu tốc độ xe sẽ tính toán ra dòng điện điều khiển và chiều quay của mô tơ trợ lực cho phù hợp.
HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE TOYOTA INNOVA 2015 3.1 Giới thiệu về xe TOYOTA INNOVA 2015
- Kết cấu các cụm và hệ thống chính của xe TOYOTA INNOVA 1 Động cơ
TOYOTA INNOVA 4x2 là động cơ Xăng được trang bị động cơ Turbo Xăng 2.5, 4 xi-lanh, trục cam đơn có hệ thống làm mát khí nạp intercooler.Dung tích thùng nhiên liêu lớn với 71 lít cho phép các chuyến đi dài mà không phải đổ nhiều lần.TOYOTA INNOVA động cơ khoẻ mang lại sự hài hòa cao nhất khi vận hành trong các điều kiện đường sá và địa hình, nhưng lại rất tiết kiệm nhiên liệu, trung bình tiêu hao khoảng 8 lít Xăng/100km. Van phân phối được chế tạo với độ chính xác rất cao, ngoài ra còn được bố trí các van an toàn để tránh cho áp suất dầu tăng quá cao và đảm bảo cho hệ thống lái làm việc một các bình thường, an toàn khi bơm dầu bị hỏng. Thanh xoắn sẽ ở trạng thái hoàn toàn xoắn nếu không có áp suất của bơm tác động, mômen của trục van phân phối trực tiếp tác động lên trục răng, trục răng và trục van phân phối tiếp xúc với nhau ở miếng hãm.
Dầu ở hai khoang của xi lanh lực lúc này sẽ có áp suất bằng nhau, xi lanh lực sẽ ngưng dịch chuyển, vị trí trùng với góc quay của vành tay lái, và giữ nguyên góc quay của bánh xe dẫn hướng, nhờ đó đảm bảo được tác dụng tùy động tùy theo góc quay vành tay lái trong hệ thống lái. Sau khi kết thúc rẽ, muốn xe trở về trạng thái chạy thẳng một cách nhanh chóng thì người lái đánh lái ngược với góc quay ban đầu, lúc này van phân phối được giữ ở vị trí trung gian do tác dụng của áp suất dầu ở buồng phản lực.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI TOYOTA INNOVA
- Tính toán kiểm tra động học hình thang lái
Từ phía trước ra phía sau vết tiếp xúc biến dạng ngang của lốp tăng dần, điểm đặt lực ngang tổng hợp Y dịch về phía sau so với tâm một lượng x (hình 3.15c). Hệ thống lái sử dụng ở đây là loại bánh răng - thanh răng, nên truyền động đến bánh xe dẫn hướng qua cơ cấu lái chỉ qua một đòn kéo vì thế mà tỷ số truyền của dẫn động lái idd = 1,0. Trong quá trình tính toán kiểm tra động học hình thang lái, quan hệ thực tế của các bánh dẫn hướng và góc quay được xác định đối với một ôtô cụ thể và so sánh nó với các thông số lý thuyết.
Do vậy, trong thực tế người ta dùng một số cơ cấu đơn giản hơn nhưng vẫn đảm bảo được quan hệ trên như: truyền động culít, đĩa hình sao elíp, truyền động xích và các khớp nối với cơ cấu hình thang. Xác định đúng góc nghiêng của các đòn quay bên khi ôtô chạy trên đường thẳng là nhiệm vụ cơ bản khi thiết kế và kiểm nghiệm hình thang lái Đantô.
THIẾT KẾ, LẮP RÁP MÔ PHỎNG HỆ THỐNG LÁI BẰNG PHẦN MỀM CATIA
Giới thiệu về phần mềm Catia
Tạo những hình ảnh tương tác bắt mắt qua việc thay đổi camera, gán vật liệu, củng như tạo chuyển động, diễn tả kết quả ở không gian phối cảnh qua chức năng Photo Studio. Việc dựng khối trong môi trường 3D rất đa dạng, có thể dựng được nhiều hình dạng từ cơ bản đến phức tạp khác nhau một cách nhanh chóng dựa vào biên dạng của chúng. Ngoài cách dựng khối như trên thì Catia còn có tính năng giới hạn các biên dạng ngoài của chi tiết được tạo ra bởi một đường dẫn xung quanh các Section.
Vì trong nguyên tắc thiết kế chế tạo máy, phải thiết kế trước một bản vẽ lắp hoàn chỉnh, sau đó mới tính toán các thông số hình học trong từng chi tiết. Sau khi thiết kế các chi tiết, để xây dựng nên mô hình lắp ráp 3D, người ta dụng tính năng của trình ứng dụng lắp ráp Assembly, cùng với những công cụ cho phép gán vật liệu vào sản phẩm 3D để tạo ra cái nhìn thực tế.
Sử dụng phần mềm Catia thiết kế các chi tiết
Sau khi lắp ráp xong sản phẩm chúng ta vẫn có thể chỉnh sữa từng chi tiết đơn mà không ảnh hưởng gì đến toàn bộ cụm cơ cấu. Khi đó giao diện sẽ trở về dạng Part Design và chúng ta có thể dễ dàng thao tác chỉnh sữa đối với chi tiết cần hiệu chỉnh. - Sau khi hoàn thành thiết kế 3D các chi tiết ta vào môi trường làm việc assembly design trong catia để lắp ráp hệ thống lái xe Toyota Innova môi trường làm viêc như hình.
Kích chọn produc1/vào insert/ exsting component… xuất hiện họp thoại ta chon các chi tiết càn lắp ghép. Tiến hành lắp ghép chọn ràng buộc đồng trục, ràng buộc 2 mặt tiếp xúc nhau, ràng buộc hai mặt có khoảng cách, ràng buộc theo góc, cố định.
CHUẨN ĐOÁN HƯ HỎNG, SỬA CHỮA VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LÁI
Các hư hỏng thường gặp và cách khắc phục 1. Lái nặng
- Kiểm tra toàn bộ đường ống xem có bị rò rỉ hay không, nếu có thì thay mới hoặc siết chặt lại. - Kiểm tra độ căng dây đai, tình trạng dây đai, thanh mới khi dây đai hỏng. - Bình dầu thiếu dầu, tiếng ồn được tạo ra khi không gian dẫn dầu không được làm đầy;.
- Sử dụng đúng loại dầu của hãng đề ra và thay thế cho dầu trong hệ thống. - Không kiểm tra dây đai thường xuyên trong quá trình sửa dụng - Dây đai đến hạn và bị giãn.
Một số nội dung bảo dưỡng, sửa chữa chính 1. Kiểm tra hành trình tự do vành tay lái
- Đặt cân lực vào đai ốc, quay khớp cầu liên tục cho một vòng quay với tốc độ từ 3 đến 5 giây, sau đó kiểm tra mômen quay ở lần quay thứ 5. Phải kiểm tra lại các chi tiết của hệ thống treo xem có bị hỏng và hoặc mòn không nếu góc caster và góc kingpin không nằm trong vùng tiêu chuẩn sau khi đã điều chỉnh đúng góc camber. - Tiêu chuẩn chiều dài ren chênh lệch 1.5 mm hay nhỏ hơn trong quá trình đo các độ dài ren của đầu thanh răng ở cả hai bên.
- Nếu sự chênh lệch về chiều dài ren giữa các đầu thanh răng ở hai bên không nằm trong phạm vi tiêu chuẩn thì điều chỉnh lại chúng. - Dùng thước cặp đo chiều dài tự do của lò xo nén van điều khiển lưu lượng để kiểm tra lò xo nén của nó, chiều dài tự do theo qui định nhỏ nhất là 35,8 mm.
Tháo lắp cơ cấu lái
Lắp đệm cách, ổ bi dưới và đai ốc tự hãm lên trục van điều khiển. - Dùng dụng cụ để giữ van điều khiển, lắp và xiết đai ốc tự hãm. - Nới lỏng nắp lò xo đến khi lò xo nén dẫn hướng thanh răng không.
- Dùng dụng cụ và cờ lê lực, xiết nắp lò xo dẫn hướng thanh răng. - Vặn đai ốc hãm và đầu thanh lái vào đầu thanh răng đến khi khớp.