5.4.2.1. Chuẩn b thi t b và ki m tra:
Trư c khi v n hành mô hình ta thực hiện các bư c chuẩn b thi t b và kiểm tra như
sau: - Chuẩn b thi t b : + c quy 12 Volt + c m điện AC ậ 220 Volt + Máy tính k t nối v i mô hình + Cốđnh mô hình v trí thích h p + Các thi t b kiểm tra
- Kiểm tra trư c khi v n hành:
+ Điện áp c quy: l n h n 11 Volt
+ Điện áp AC ậ 220 Volt ph i n đ nh + Mô hình ph i đư c cốđnh v ng ch c
5.4.2.2. V n hành mô hình khi không k t n i v i tính:
Để v n hƠnh mô hình đúng theo yêu cầu kỹ thu t vƠ an toƠn cho mô hình vƠ ngư i s d ng ta thực hiện theo các bư c sau:
- Cấp ngu n cho mô hình: Ngu n điện DC - 12 V từ c quy
- B t công t c máy sang v trí ON: Ch hộp EPS ậ ECU test kho ng 7s.
Khi đó mô hình đã sẵn sàng làm việc, ta thực hiện các thao tác kiểm tra vƠ đặt các ch độ làm việc trên mô hình như:
- Đánh lái sang trái, ph i để kiểm tra mô men c n quay vòng cực đ i c a bộ t o mô men c n. B i vì, ch độ ho t động nƠy xe đ ng yên t i chỗ, chưa kh i động động
- B t công t c máy sang v trí kh i động ST để kh i động động c : ch độ ho t
động này ta có thể kiểm tra mô men tr lực cực đ i c a motor tr lực bằng cách
đánh vô lăng sang trái hoặc ph i. Ch độ nƠy xe đ ng yên t i chỗnhưng động c đã
ho t động.
- Điều ch nh các công t c điều chnh thay đ i mô men c n quay vòng và công t c
điều chnh thay đ i tốc độ xe để nh n thấy kh năng tr lực c a motor tr lực nhiều trư ng h p khác nhau tùy theo ý muốn c a ngư i v n hành.
- T o pan cho hệ thống: Bên trong mô hình có bố trí 8 công t c ( ON ậ OFF ) t o pan theo th tự từ 1 đ n 8. Khi muốn t o pan nào ta ch cần b t công t c t o pan sang v trí OFF
B ng 5.1: Th t các Pan c a mô hình TT công t c
pan Pan đ c t o
1 H m ch chơn IG c a ECU ậ EPS 2 H m ch chơn PIG c a ECU ậ EPS
3 H m ch chơn TRQV c a c m bi n mô men
4 H m ch chơn TRQ1 c a c m bi n mô men
5 H m ch chơn TRQ2 c ac m bi n mô men
6 H m ch chơn TRQG c a c m bi n mô men
7 Mất tín hiệu CAN từ ECU - ABS 8 Mất tín hiệu CAN từ ECU động c
5.4.2.3. V n hành mô hình khi k t n i v i tính:
Để v n hƠnh mô hình đúng theo yêu cầu kỹ thu t vƠ an toƠn cho mô hình vƠ ngư i s d ng ta thực hiện theo các bư c sau:
- K t nối máy tính v i mô hình
- Cấp ngu n cho mô hình: Ngu n điện DC - 12 V từ c qui - Cấp ngu n cho máy tính: Ngu n điện AC - 220 V
- Kh i động máy tính
- B t công t c máy sang v trí ON: Ch hộp EPS ậ ECU test kho ng 7s
Khi đó mô hình đã sẵn sàng làm việc, ta thực hiện các thao tác kiểm tra vƠ đặt các ch độ làm việc trên mô hình giống như hư ng dẫn phần η.3.2.2. Nhưng trư ng h p này ta có giao diện mô phỏng trên máy tính và ta thực hiện điều ch nh thay đ i,
đặt các ch độ ho t động trên giao diện máy tính (hình 5. 20).
Ch ng 6
TH C NGHI M
6.1. M c tiêu th c nghi m.
chư ng nƠy, ta thực hiện kiểm tra các giá tr thực về lực, mô men tác d ng lên mô hình và các lực, mô men tr lực đư c t o ra c a mô hình. Đ ng th i, so sánh các giá tr này v i các lực, mô men tác d ng lên hệ thống lái tr lực điện trên ô tô theo lý thuy t, để cho các ch độ ho t động c a mô hình thực t h n khi ho t động.
6.2. Thi t b và d ng c th c nghi m
Để thực hiện công việc thực nghiệm cho mô hình ta đã s d ng các thi t b và d ng c sau:
- Mô hình hệ thống lái tr lực điện giao ti p v i máy tính - Xe ô tô du l ch TOYOTA
- Cần si t lực có báo giá tr mô men lực
6.3. Trình t th c nghi m
6.3.1. Tính toán và ki m nghi m mô men c n quay vòng tác d ng lên mô hình EPS:
6.3.1.1. Tính toán mô men c n quay vòng c c đ i Mc max:
Tính toán và lựa ch n đúng giá tr mô men c n cho mô hình ta thực hiện dựa theo theo s đ động lực h c thực t c a mô hình c thểnhư sau:
Mô men c n quay vòng đư c tính toán theo lý thuy t: MC = (M1+ M2+ M3)
� (6.1)
Trong đó: MC- Mô men c n quay vòng M1- Mô men c n lăn
M2- Mô men c n ma sát gi a bánh xe v i mặt đư ng M3- Mô men n đ nh gây nên b i các góc đặt bánh xe
Theo đặc điểm k t cấu c a mô hình thì: M1 = 0; M2 = 0; M3 = 0; = 1
Vì v y, mô hình không có mô men c n quay vòng nào ngoài mô men c n đư c t o ra b i bộ t o mô men c n trên mô hình MC’ vƠ mô men c n do c cấu dẫn động sinh
ra (thư c lái, cam quay và các ma sát về c khí). Nhưng ch y u là mô men c n MC’ vì mô men c n do các c cấu dẫn động trên mô hình không đáng kể, rất nhỏ. Ta có: MCmax = MC’ (6.2)
Hình 6.1: S đ đ ng l c h c th c t c a mô hình
Hình a. Các bộ phận thực tế trên mô hình Hình b. Sơ đồđộng lực học cơ bản c a mô hình
1. Vô lăng; 2. Motor trợ lực; bộ tạo mô men cản; 4,5. Truyền mô men đến bánh xe dẫn hướng; Mvl. Mô men vô lăng; Mm. mô men motor trợ lực; MC’. Mô cản tạo ra do thiết kế trên mô hình; MC. mô men cản quay vòng
Hình a Hình b Bộ t o mô men c n Mô men c n do c cấu dẫn động MC’ Tr c lái C m motor và c m bi n Vô lăng Mvl MTL MC
V y để tính đư c giá tr MC’ ta dựa vào mô men ma sát c a các ly h p từđã đư c ng d ng ch t o bộ t o mô men c n cho mô hình. Trong khi đó ta s d ng 3 ly h p từ thư ng đóng, cùng công suất vƠ mô men ma sát. Điều này giúp ta dễ dàng tìm
đư c MC’ thông qua các thông số thi t k c a nó và sốlư ng s d ng trên mô hình. + Mô men ma sát cực đ i c a ly h p từ: Mms max = 10 Nm
+ Sốlư ng s d ng : n = 03
Ta có: MCmax = MC’ = 3.10 Nm = 30 Nm
6.3.1.2. Th c nghi m giá tr mô men c n quay vòng c c đ i MCmaxtác d ng lên mô hình.
Khi tính đ n hiệu suất lƠm việc c a ly h p từ thì giá tr s không đ t đư c giá tr cực đ i theo thông số k t cấu. Do v y, ta ti n hƠnh thựcnghiệm thực t như sau:
- Đánh lái cho các bánh xe hư ng thẳng vềphía trư c. - T t khóa điện (IG/SW v trí OFF)
- Tháo n p đ y trên vô lăng
- S d ng cần si t mô men lực có báo giá tr mô men g n
vƠo đai ốc hãm vô lăng.
- Quay từ từ sang trái hoặc ph i (mỗi lần đo ch một bên) chú ý quan sát gía tr mô men - Cho đ n khi các bánh xe dẫn
hư ng b t đầu trư t thì giá tr mô men vừa đ c đư c chính là mô men c n quay vòng. Khi thực hiện hoàn thành thực nghiệm
ta thu đư c k t qu như sau:
MCmax = MC’= 28 Nm < Giá tr thi t k
1
2 3
Hình 6.2: Ki m nghi m giá tr mô men c n
1. Vô lăng; 2. Cần siết lực; 3.chiều kiểm tra
6.3.1.3. Tính toán mô men c n quay vòng MCmaxtrên xe TOYOTA Prius s n
xu t 2004 - 2007
Mô men c n quay vòng s đ t giá tr cực đ i khi quay vòng ô tô t i chỗ. Lúc đó t ng mô men c n quay vòng c a ô tô s đư c tính theo biểu th c:
MCmax = 2.Gbx(f.c + 0,14.φ1.r)γ (6.3) Trong đó: Gbx- Tr ng lư ng tác d ng lên một bánh xe dẫn hư ng
f- hệ số c n lăn (f= 0,01η)
c- Chiều dƠi cánh đòn c a cam quay φ1- Hệ số bám ngang ( ch n φ1 = 0,85) r- bán kính tự do c a bánh xe
γ- Hệ sốtính đ n nh hư ng c a M3 sinh ra do cầu trư c ô tô b nâng lên khi xe quay vòng. γ = (1,07 ậ 1,15)
Thông s tính toán c a xe TOYOTA Prius
Gbx (N) f c (m) φ1 r (m) γ
5050 0,015 0,03 0,8 0,3 1,1
Dựa theo b ng thông sốtrên ta tính đư c t ng mô men c n quay vòng cực đ i Mcmax
như sau:
MCmax = 2.5050(0,015.0,03 + 0,14.0,8.0.3).1,1 MCmax = 378,3 Nm
6.3.2. Tính toán ki m nghi m l c tác d ng lên vô lăng lái
Để tính lực tác d ng lên vô lăng ta áp d ng biểu th c: Plmax = � ���
�.��.� .��.�1 (6.4)
Trong đó: R- bán kính vô lăng lái, R = 1,18
iω- T số truyền c cấu lái
id- T số truyền c a dẫn động lái
t- Hiệu suất thu n c a c cấu lái
- Tính toán lực tác d ng lên vô lăng lái theo mô men c n trên mô hình: Do đặc điểm thi t k mô hình (hình 6.1), bộ t o mô men c n đư c bố trí ngay sau motor tr lực
lái vƠ phía trư c c cấu lái. Do đó, khi tính toán lực tác d ng lên vô lăng Plmax ta không cần quan tơm đ n các t số truyền và các hiệu suất theo công th c (6.4). Ta có: Plmax= 28
0,18 = 155,6 N
- Tính toán lực tác d ng lên vô lăng lái theo mô men c n trên xe Prius: Xe Toyota Prius là dòng xe du l ch, nên ta ch n một số thông sốnhư sau:
R- bán kính vô lăng lái, R = 1,18
iω = 20; id = 1 t = 0,6 Ta có: Plmax= 378,3 0,18.20.0,6 = 175,14 N 6.3.3. Đánh giá k t qu th cnghi m
Theo tính toán trên ta có các k t qu như sau:
B ng 6.1. So sánh k t qu tính toán và th c nghi m gi a mô hình và trên xe Di n gi i Mô hình h th ng lái tr l c đi n EPS Th c t trên xe Toyota Prius
Mô men c n quay vòng
cực đ i (MCmax) 28 Nm 378,3 Nm
Lực tác d ng lên vô lăng
lái l n nhất (Plmax) 155,6 N 175,14 N
Thông qua k t qu trên ta nh n thấy lực tác d ng lên vô lăng lái c a mô hình và trên ô tô không sai khác nhiều, đ ng th i c 2 giá tr trên đều nằm trong giá tr cho phép. Giá tr cho phép lực tác d ng lên vô lăng khi chưa có cư ng hóa đối v i xe du l ch là (150 ậ 200) N.
6.3.4. Tính toán mô men tr l c c c đ i c a motor tr l c trên mô hình
Mô men tr lực c a motor tr lực luôn thay đ i ph thuộc nhiều y u tố khác nhau
như: Tốc độ xe, mô men c n quay vòng, tốc độ quay vô lăng lái… Do đó, để xác
đnh giá tr mô men tr lực c a motor theo nh ng y u tố vừa nêu vô cùng khó khăn.
Vì v y, để kiểm tra đư c mô men tr lực đề tài này ch gi i h n kiểm tra mô men tr lực cực đ i và ký hiệu là MMTL max
- Thành l p biểu th c tính:
MMTL max = MCmaxậ MCTL (6.5)
Trong đó: MMTL max- Mô men tr lực cực đ i c a motor tr lực MCmax- Mô men c n quay vòng cực đ i
MCTL- Mô men c n quay vòng khi có tr lực cực đ i - Theo k t qu tính toán phần (6.3.1.2) ta có: MCmax = 28 Nm - Thực nghiệm mô men c n khi có tr lực cực đ i:
Ta thực hiện giống quy trình phần (6.3.1.2). Nhưng tr ng thái này ta b t công t c máy sang ch độ ON hoặc kh i động.
Ti n hành thực hiện và kiểm tra giá tr mô men trên cần si t lực.
Sau khi thí nghiệm xong ta thu đư c giá tr mô men c n quay vòng khi tr lực l n nhất (xe đ ng yên t i chỗ và n máy).
MCTL = 4,1 Nm
V y ta tính đư c mô men tr lực cực đ i c a motor tr lực theo biểu th c (θ.η) như
sau:
Ch ng 7
K T LU N - H NG PHÁT TRI N C A Đ TÀI
7.1. K t lu n
Sau th i gian thực hiện dựa theo các m c tiêu đề ra trong đềcư ng chuyên đề II và
điều ch nh trong quá trình thực hiện đề tài. Các công việc đã lƠm đư c g m có: - Mô hình hệ thống lái tr lực điện giao ti p máy tính dựa trên c s các thi t
b c a xe Toyota Prius, s n xuất từnăm 2004 đ n 2007.
- Giáo trình gi ng d y hệ thống lái tr lực điện (lưu hƠnh nội bộ): Đư c biên so n dựa theo chư ng trình đƠo t o hệcao đẳng c a trư ng cao đẳng Kinh T - Kỹ Thu t Kiên Giang.
K t qu đ t đ c:
- Mô hình đư c thi t k hoàn chnh theo đúng đềcư ngđã đề ra.
- Mô hình đã đư c thực nghiệm vƠ đ t k t qu gần đúng v i k t qu thực t trên ô tô.
- Mô hình đư c giao ti p v i máy tính lƠm tăng tính trực quang c a mô hình và t o ra hưng phấn cho ngư i h c.
- Nội dung tài liệu gi ng d y đi kèm phù h p v i đặc điểm c a mô hình và
đối tư ng ngư i h c.
Tuy nhiên, trong quá trình thực hiện đề tƠi cũng gặp nhiều khó khăn về th i gian, kinh phí và thi t b . Vì v y, đề tƠi cũng còn một số h n ch : chưa kiểm nghiệm
đư c kh năng tr lực c a motor tr lực các tr ng thái ho t động v i sựthay đ i c a v n tốc ô tô; bộ t o mô men c n quay vòng còn sinh ra ti ng n tr ng thái MC cực
đ i.
7.2. H ng phát tri n c a đ tài
Do nh ng h n ch còn t n t i c a đề tƠi đã đề c p phần 7.1. Vì v y, hư ng phát triển c a đề tài s t p trung gi i quy t các vấn đềđó hoƠn thiện h n. Đ ng th i cũng
s phát triển thêm hệ thống phanh ABS trên cùng mô hình nhằm giúp mô hình càng thêm phong phú cho ngư i h c và gi m kinh phí ch t o mô hình.
TÀI LI U THAM KH O
TI NG VI T
1. PGS.TS ĐỗVăn Dũng, Trang bị điện và điện tửtrên ô tô hiên đại, NXB Đ i h c quốc gia thành phố H Chí Minh, 2004
2. Nguyễn H u Cẩn, Dư Quốc Th nh, Ph m Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Th Vàng, Lý thuyết ô tô máy kéo, Nhà xuất b n Khoa h c kỹ thu t, 1993
3. Trư ng Minh Chấp, Dư ng Đình Khuy n, Nguyễn Kh c Trai, Thiết kế tính toán ô tô - máy kéo, Nhà xuất b n Khoa h c kỹ thu t, 1971
4. Đặng Quý, Giáo trình ô tô 1, Đ i h c sư ph m kỹ thu t, 2010 5. Đặng Qúy, Giáo trình ô tô 2, Đ i h c sư ph m kỹ thu t, 2006
6. Nguyễn Kh c Trai, Cấu tạo gầm xe con, Nhà xuất b n giao thông v n t i, 1996 7. Ngô Diên T p, Kỹ Thuật Vi Điều Khiển Với AVR, Nhà xuất b n khoa h c và kỹ
thu t Hà Nội, 2003.
8. Ph m Minh Thái, Thiết kế hệ thống lái c a ô tô - máy kéo bánh xe, Trư ng Đ i H c Bách Khoa Hà Nội, 1991
9. Lu n văn Th c sĩ Lê Thanh Nhàn, thiết kế hộp ECU điều khiển hệ thống lái trợ lực điện, 2008
10. Lu n văn Th c sĩ Trần Văn L i, nghiên c u thiết kế mô hình hệ thống lái trợ