TÊN ĐỒ ÁN: ĐỒ ÁN THIẾT KẾ VÀ KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH HỆ THỐNG LÁI TRÊN PHẦN MỀM CARSIM

Mã đồ án OTTN000000281
Dữ liệu: khodoankythuat.vn
Mô tả đồ án

     Đồ án có dung lượng 380MB. Bao gồm đầy đủ các file như: File bản vẽ cad 2D (Bản vẽ bố trí chung hệ thống lái trên xe thiết kế, bản vẽ các phương án bố trí cường hóa, bản vẽ lắp cơ cấu lái, bản vẽ nguyên lý làm việc của trợ lực lái, bản vẽ kết quả khảo sát trên phần mềm carsim, bản vẽ sơ đồ và động học hình thang lái, bản vẽ tách các chi tiết điển hình… ); file word (Bản thuyết minh.… ). Ngoài ra còn cung cấp rất nhiều các tài liệu chuyên ngành, các tài liệu phục vụ cho thiết kế đồ án........... ĐỒ ÁN THIẾT KẾ VÀ KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH HỆ THỐNG LÁI TRÊN PHẦN MỀM CARSIM.

Giá: 950,000 VND
Nội dung tóm tắt

MỤC LỤC

Mục lục

LỜI MỞ ĐẦU....................................................................................................................... 2

Chương 1  TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI................................................................ 3

1. Công dụng, phân loại, yêu cầu............................................................................... 3

2. Kết cấu hệ thống lái................................................................................................ 4

3. Các góc đặt bánh xe.............................................................................................. 13

4. Dẫn động lái........................................................................................................... 20

5. Giới thiệu trợ lực lái.............................................................................................. 24

Chương 2  TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LÁI...................................................................... 37

1. Các số liệu thiết kế................................................................................................ 37

2. Chọn phương án thiết kế...................................................................................... 38

3. Thiết kế  hệ thống lái............................................................................................ 39

Chương 3  THIẾT KẾ TRỢ LỰC LÁI.............................................................................. 62

1. Công tiêu hao của người lái để quay vành tay lái............................................. 62

2. Xây dựng đặc tính cường hóa lái........................................................................ 63

3. Tính toán xi lanh lực............................................................................................. 65

4. Xác định năng suất của bơm................................................................................ 66

5. Tính các chi tiết của van phân phối................................................................... 68

Chương 4 KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH HỆ THỐNG LÁI BẰNG PHẦN MỀM CARSIM........ 73

1. Giới thiệu về phần mềm Carsim 8....................................................................... 73

2. Mô hình hệ thống lái............................................................................................. 80

3. Khảo sát hệ thống lái bằng phần mềm Carsim................................................... 92

4. Kết Luận về phần mềm Carsim.......................................................................... 106

KẾT LUẬN...................................................................................................................... 107

TÀI LIỆU THAM KHẢO        108

LỜI MỞ ĐẦU

    Ngày nay, nền công nghiệp hiện đại ngày càng phát triển, trên hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế xã hội. Ngành công nghiệp nói chung và nền công nghiệp ô tô nói riêng đang trong thời kỳ hoàn thiện và phát triển vượt bậc, đảm bảo phục vụ lợi ích tốt nhất của con người, với yêu cầu kỹ thuật và chất lượng không ngừng nâng cao.

   Với ngành công nghiệp ô tô, để đảm bảo tính tiện nghi, an toàn cho người sử dụng thì việc thiết kế một hệ thống lái đảm bảo đầy đủ các yêu cầu đặt ra là một điều rất cần thiết trong xã hội hiện đại. Một hệ thống lái phải đảm bảo tính quay vòng đúng của các bánh xe dẫn hướng, điều khiển dễ dàng, dễ chăm sóc sửa chữa, bảo dưỡng và phù hợp với phần lớn đối tượng sử dụng.

   Cũng vì thế mà hệ thống lái ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống lái ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ hơn.

   Qua tìm hiểu và nghiên cứu, cùng với yêu cầu nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp em được giao nhiệm vụ: “Thiết kế và khảo sát đặc tính hệ thống lái bằng Carsim”.

   Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng với hiểu biết cũng như thời gian tìm hiểu hạn chế nên đồ án của em không tránh khỏi sai sót cũng như còn nhiều vấn đề chưa được đề cập tới. Em mong các thầy và các bạn góp ý để bản đồ án được hoàn thiện hơn.

   Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy:...................... đã tận tình chỉ bảo để em có thể hoàn thành đồ án này. Và em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn ô tô và xe chuyên dụng - Viện cơ khí động lực- trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội cùng toàn thể các bạn đã giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu để hoàn thành đồ án này.

Hà Nội, Ngày ... tháng ... năm 201...

Sinh viên thực hiện

                                             .......................

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI

1. Công dụng, phân loại, yêu cầu

Công dụng

Hệ thống lái giữ vai trò điều khiển hướng chuyển động của ô tô (thay đổi hay duy trì) theo tác động của người lái. Hệ thống lái tham gia cùng các hệ thống điều khiển khác thực hiện điều khiển ô tô với độ chính xác cho trước khi dùng năng lượng của người lái là nhỏ nhất.

Phân loại

a) Phân loại theo số lượng cầu dẫn hướng.

- Các bánh dẫn hướng ở cầu trước.

- Các bánh dẫn hướng ở cầu sau .

- Các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu.

b) Phân loại theo kết cấu của cơ cấu lái.

- Trục vít – bánh vít.

- Trục vít - cung răng .

- Trục vít – con lăn.

- Trục vit – chốt quay.

2. Kết cấu hệ thống lái

Sơ đồ tổng quát của hệ thống lái không có trợ lực:

a) Vô lăng

Vô lăng có dạng vành tròn, có nhiệm vụ tiếp nhận lực tác động của người lái và truyền vào hệ thống lái

b) Trục lái

Trục lái thường có dạng ống, nó đảm nhận việc truyền mômen từ vô lăng tới cơ cấu lái

c) Cơ cấu lái

Cơ cấu lái là bộ phận cơ bản trong hệ thống lái, nó có nhiệm vụ biến chuyển động quay vòng của trục lái thành chuyển động góc của đòn quay đứng và đảm bảo tỉ số truyền theo yêu cầu.

Về bản chất, cơ cấu lái là hộp giảm tốc và có nhiệm vụ tăng mômen truyền từ vô lăng tới các bánh xe dẫn hướng. Các thông số đặc trưng cho cơ cấu lái gồm tỷ số truyền, hiệu suất thuận, hiệu suất nghịch.

Sự đàn hồi của hệ thống lái có ảnh hưởng tới sự truyền các va đập từ mặt đường lên vô lăng. Độ đàn hồi càng lớn thì sự va đập truyền lên vô lăng càng ít, nhưng nếu độ đàn hồi lớn quá sẽ ảnh hưởng đến khả năng chuyển động của xe. Độ đàn hồi của hệ thống lái được xác định bằng tỷ số góc quay đàn hồi tính trên vành lái vô lăng và mô men đặt trên vành lái. Độ đàn hồi của hệ thống lái phụ thuộc vào độ đàn hồi của các phần tử như cơ cấu lái, các đòn dẫn động.

Cơ cấu lái kiểu bánh răng – thanh răng gồm bánh răng ở phía dưới trục lái chính ăn khớp với thanh răng, trục bánh răng được lắp trên các ổ bi. Điều chỉnh các ổ này dùng êcu lớn ép chặt ổ bi, trên vỏ êcu đó có phớt che bụi đảm bảo trục răng quay nhẹ nhàng.

Cơ cấu lái đặt trên vỏ xe để tạo góc ăn khớp lớn cho bộ truyền răng nghiêng, trục răng đặt nghiêng ngược chiều với chiều nghiêng của thanh răng, nhờ vậy sự ăn khớp của bộ truyền lớn, do đó làm việc êm và phù hợp với việc bố trí vành lái trên xe.

Cơ cấu lái kiểu bánh răng- thanh răng có các ưu điểm sau:

+ Cơ cấu lái đơn giản gọn nhẹ. Do cơ cấu lái nhỏ và bản thân thanh răng tác dụng như thanh dẫn động lái nên không cần các đòn kéo ngang như các cơ cấu lái khác.

+ Có độ nhạy cao vì ăn khớp giữa các răng là trực tiếp.

+ Sức cản trượt, cản lăn nhỏ và truyền mô men rất tốt nên tay lái nhẹ.

Ưu điểm:

+ Nhờ trục vít có dạng glô-bô-it cho nên tuy chiều dài trục vít không lớn nhưng sự tiếp xúc các răng ăn khớp được lâu hơn và trên diện rộng hơn, nghĩa là giảm được áp suất riêng và tăng độ chống mài mòn.

Tải trọng tác dụng lên chi tiết tiếp xúc được phân tán tùy theo cỡ ôtô mà làm con lăn có hai đến bốn vòng ren.

+ Mất mát do ma sát ít hơn nhờ thay được ma sát trượt bằng ma sát lăn.

Ưu điểm:

+ Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay có thể thay đổi tỷ số truyền theo yêu cầu cho trước. Tùy theo điều kiện cho trước khi chế tạo khi chế tạo trục vít ta có thể có loại cơ cấu lái chốt quay với tỷ số truyền không đổi, tăng hoặc giảm khi quay vành lái ra khỏi vị trí trung gian. Khi gắn chặt chốt hay ngỗng vào đòn quay giữa ngỗng và trục vít hay đòn quay và trục vít phát sinh ma sát trượt.

+ Loại cơ cấu lái trục vít đòn quay với một chốt quay ngày càng ít được sử dụng vì áp suất riêng giữa chốt và trục vít lớn, chốt mòn nhanh, bản thân chốt có độ chịu mài mòn kém.

+ Để điều chỉnh khe hở giữa chốt và trục vít bằng cách dịch chuyển trục quay đứng theo chiều trục, ngoài ra còn phải điều chỉnh khoảng hở của trục lái.

3. Cơ cấu lái trục vít cung răng:

Với tiết diện bên của mặt cắt ngang của mối răng trục vít và răng của cung răng là hình thang, trục vít và cung răng tiếp xúc nhau theo đường nên toàn bộ chiều dài của cung răng đều truyền tải trọng. Vì vậy áp suất riêng, ứng suất tiếp xúc, độ mòn của trục vít và cung răng đều giảm. Để đạt độ cứng vững tốt người ta đặt trục đòn quay trong ổ bi kim và tìm cách hạn chế độ võng của cung răng.

Ưu điểm:

Cơ cấu lái trục vít cung răng có ưu điểm là giảm được trọng lượng và kích thước so với loại trục vít bánh răng. Do ăn khớp trên toàn bộ chiều dài của cung răng nên áp suất trên răng bé, giảm được ứng suất tiếp xúc và hao mòn. Tuy nhiên loại này có nhược điểm là có hiệu suất thấp.

4. Cơ cấu lái loại liên hợp 

Loại cơ cấu lái này gần đây được sử dụng rộng rãi trên các loại ôtô tải GMC, không có cường hoá thuỷ lực và trên ôtô ZIN - 130, ZIN - 131 với cường hoá thuỷ lực. Cơ cấu lái loại liên hợp hay dùng nhất là loại trục vít - êcu - cung răng. Sự nối tiếp giữa trục vít và êcu bằng dãy bi nằm theo rãnh của trục vít. Nhờ có dãy bi mà trục vít ăn khớp với êcu theo kiểu ma sát lăn.

5. Các góc đặt bánh xe

Việc bố trí các bánh xe dẫn hướng liên quan trực tiếp tới tính điều khiển xe, tính ổn định chuyển động của ôtô. Các yêu cầu chính của việc bố trí là điều khiển chuyển động nhẹ nhàng, chính xác đảm bảo ổn định khi đi thẳng cũng như khi quay vòng, kể cả khi có sự cố ở các hệ thống khác. Đối với xe con yêu cầu này ngày càng được quan tâm và được nâng cao hơn vì vận tốc của xe không ngừng được nâng lên.Trên cầu dẫn hướng các bánh xe dẫn hướng được bố trí và quan tâm thích đáng. Ở các bánh xe không dẫn hướng thì việc bố trí cũng đã được chú ý, song bị hạn chế bởi giá thành chế tạo và sự phức tạp của kết cấu nên việc bố trí vẫn được tuân thủ theo các điều kiện truyền thống.

a) Góc nghiêng ngang của bánh xe ( Camber )

Góc tạo bởi đường tâm của bánh xe dẫn hướng ở vị trí thẳng đứng với đường tâm của bánh xe ở vị trí nghiêng được gọi là góc CAMBER, và đo bằng độ. Khi bánh xe dẫn hướng nghiêng ra ngoài thì gọi là góc “CAMBER dương”, và ngược lại gọi là góc”CAMBER âm. Bánh xe không nghiêng thì CAMBER bằng không (bánh xe thẳng đứng ).

Những năm về trước bánh xe được đặt với góc CAMBER dương để cải thiện độ bền của cầu trước và để các lốp tiếp xúc vuông góc với mặt đường (do trọng lượng của xe ) nhằm ngăn ngừa sự mòn không đều của lốp trên đường, do có phần giữa cao hơn hai bên.

Góc camber còn đảm bảo sự lăn thẳng của các bánh xe, giảm va đập của mép lốp với mặt đường. Khi góc CAMBER bằng không hoặc gần bằng không  có ưu điểm là khi đi trên đường vòng bánh xe nằm trong vùng có khả năng truyền lực dọc và lực bên tốt nhất.

b) Góc nghiêng dọc trụ đứng ( caster và khoảng caster )

Góc nghiêng dọc của trụ đứng là sự nghiêng về phía trước hoặc phía sau của trụ đứng. Nó được đo bằng độ, và được xác định bằng góc giữa trụ xuay đứng và phương thẳng đứng khi nhìn từ cạnh xe. Nếu trụ xuay đứng nghiêng về phía sau thì gọi là góc nghiêng dương và ngược lại gọi là góc nghiêng âm.

Khoảng cách từ giao điểm của đường tâm trục đứng với mặt đất đến đường tâm vùng tiếp xúc giữa lốp và mặt đường được gọi là khoảng Caster c.

c) Góc nghiêng ngang trụ đứng ( Kingpin )

Góc nghiêng ngang của trụ đứng được xác định trên mặt cắt ngang của xe. Góc Kingpin được tạo nên bởi hình chiếu của đường tâm trụ đứng trên mặt cắt ngang đó và phương thẳng đứng.

6. Tác dụng của góc KingPin:

Giảm lực đánh lái: Khi bánh xe quay sang phải hoặc quay quanh trụ đứng với khoảng lệch tâm là bán kính r0, r0 là bán kính quay của bánh xe quay quanh trụ đứng, nó là khoảng cách đo trên bề mặt của đường cong mặt phẳng nằm ngang của bánh xe giữa đường kéo dài đường tâm trụ quay đứng với tâm của vết tiếp xúc của bánh xe với mặt đường. Nếu r0 lớn sẽ sinh ra mô men lớn quanh trụ quay đứng do sự cản lăn của lốp, vì vậy làm tăng lực đánh lái. Do vậy giá trị của r0 có thể được giảm để giảm lực đánh lái, phương pháp để giảm r0 là tạo CAMBER dương và làm nghiêng trụ quay đứng tức là tạo góc KingPin .

7. Dẫn động lái

Dẫn động lái bao gồm tất cả những chi tiết truyền lực từ cơ cấu lái đến ngõng quay của bánh xe. Vì vậy dẫn động lái trên xe phải đảm bảo các chức năng sau:

+ Nhận chuyển động từ cơ cấu lái tới các bánh xe dẫn hướng.

+ Đảm bảo quay vòng của các bánh xe dẫn hướng sao cho không xảy ra hiện tượng trượt bên lớn ở tất cả các bánh xe, đồng thời tạo liên kết giữa các bánh xe dẫn hướng.

+ Phần tử cơ bản của dẫn động lái là hình thang lái tạo bởi cầu trước, đòn kéo ngang và đòn kéo bên. Nhờ hình thang lái nên khi quay vô lăng một góc thì các bánh xe dẫn hướng sẽ quay đi một góc nhất định.

a) Quan hệ hình học của ACKERMAN:

Quan hệ hình học của ACKERMAN là biểu thị quan hệ góc quay của các bánh xe dẫn hướng quanh trục đứng với giả thiết tâm quay vòng tức thời của xe nằm trên đường kéo dài của tâm trục cầu sau.

Để đảm bảo điểu kiện (1), trên xe sử dụng cơ cấu hình thang lái 4 khâu gọi là hình thang lái Đantô. Hình thang lái Đantô chỉ áp dụng gần đúng điều kiện trên, song do kết cấu đơn giản nên được dùng rất phổ biến. Mỗi một chủng loại xe, có kích thước và vị trí đòn của cơ cấu 4 khâu sao cho sai lệch trong quan hệ hình học của cơ cấu lái 4 khâu với quan hệ hình học ACKERMAN chỉ nằm ở góc quay bánh xe dẫn hướng lớn. Giá trị sai lệch so với lý thuyết từ 0030 đến 10 khi bánh xe dẫn hướng ở vùng quay vòng gấp.

Dầm cầu đứng đóng vai trò là một khâu cố định, hai đòn bên dẫn động các bánh xe, đòn ngang liên kết với các đòn bên bằng những khớp cầu (rotuyl lái). Các đòn bên quay quanh đường tâm trụ đứng.

b) Cấu tạo các khớp, đòn, giảm chấn của dẫn động lái :

Khớp cầu : Khớp cầu dùng trong hệ thống lái có 2 dạng:

+ Khớp cầu bôi trơn thường xuyên và khớp cầu bôi trơn một lần. Ngày nay khớp cầu dùng cho xe con là loại không cần bảo dưỡng (bôi trơn một lần ). Khớp cầu dùng cho xe tải là khớp cầu bôi trơn thường xuyên. Khớp cầu bôi trơn 1 lần bao gồm các loại sau: loại có bạc kim loại, loại bạc nhựa và loại bạc cao su.

+ Ở các hệ thống lái có đòn quay, các đòn phụ chỉ đảm nhận mối quan hệ dịch chuyển hình học, lực tác dụng nên khớp nhỏ do vậy dùng loại khớp cầu có bạc cao su.Khớp cầu có bạc nhựa liền khối, có biến dạng rất nhỏ và chịu ma sát tốt.

7. Giới thiệu trợ lực lái

a) Đặt vấn đề

Ta thấy lực cản quay vòng tỉ lệ thuận với trọng lượng xe phân lên cầu trước dẫn hướng. do vậy những xe có trọng tải càng lớn thì lực cản quay vòng càng lớn. lực cản quay vòng tăng tới một giới hạn nào đó thì người lái không điều khiển vô lăng được nữa. Trong trường hợp đó cần có một bộ phận hỗ trợ cho người lái khi quay vòng xe. Người ta gọi bộ phận đó là trợ lực lái.

Do trợ lực lái phải có nguồn năng lượng, các van điều khiển, bộ phận sinh lực,… đòi hỏi chế tạo có độ chính xác cao nên bộ phận trợ lực đắt tiền và chỉ được dùng trên các xe tải lớn và rất lớn. tuy nhiên do sự tiến bộ của kỹ thuật, công nghệ làm hạ giá thành các chi tiết cộng với sự đòi hỏi ngày càng cao tính tiện nghi cho người lái cho nên trợ lực lái ngày nay được áp dụng cả trên xe tải nhỏ và xe du lịch.

Nguồn năng lượng cung cấp cho trợ lực lái có thể là chất lỏng áp suất cao, khí nén, điện,… tương ứng sẽ có các loại trợ lực thủy điện, trợ lực khí nén, trợ lực điện. Do đó ta có các loại trợ lực lái sau:

- Trợ lực thủy lực được dùng nhiều hơn cả vì kết cấu gọn, dễ bố trí.

- Trợ lực khí nén về nguyên tắc giống trợ lực thủy lực, nhưng do áp suất khí nén nên kết cấu trợ lực khí nén cồng kềnh và do đó ít được sử dụng.

* Kết cấu trợ lực lái

Một số sơ đồ hệ thống lái có trợ lực :

Van phân phối được điều khiển bởi tín hiệu từ vô lăng tức theo góc quay và lực tác dụng lên vô lăng. Cũng như các bộ trợ lực của các hệ thống lái khác, van phân phối đảm bảo tính chép hình cho hệ thống, cụ thể là đảm bảo tỉ lệ thuận giữa lực điều khiển trên vô lăng với áp suất chất lỏng đi đến bộ phận sinh lực.

Nguyên lý :

Khi quay vòng sang phải, van phân phối nối đường dầu 6 với đường dầu 8 và đường dầu 5 với đường dầu 7. chất lỏng từ bơm đi đến khoang dưới của xi lanh sinh lực đẩy piston đi lên, đẩy bánh dẫn hướng quay sang phải. Dầu ở khoang trên xi lanh lực sẽ theo đường 6 về đường 8 và hồi về bơm.

b) Nguyên lý làm việc của bơm cánh gạt :

Bơm cánh gạt gồm các bộ phận sau: vòng cam, rô to, cánh và van điều khiển lưu lượng. Khi rô to quay trong vòng cam, vòng cam bắt chặt với vỏ bơm. Trong rô to có các rãnh các cánh gạt đặt trong các rãnh đó. Vòng ngoài của rô to dạng hình tròn, mặt trong của vòng cam là hình ôvan nên tạo khe hở giữa rôto và vòng cam. Các rãnh gạt chia các khe hở này thành các buồng dẫn.

+ Kiểu van quay :

Van điều khiển kiểu quay trong cơ cấu lái quyết định dầu từ bơm sẽ đi đến buồng nào. Trục van điều khiển (mômen từ vô lăng tác dụng lên ) và trục răng được nối với nhau bằng một thanh xoắn. Van quay và trục răng được nối với nhau bằng một chốt và quay cùng nhau. Nếu có áp suất dầu, thanh xoắn sẽ bị xoắn hết cỡ, trục van điều khiển và trục răng sẽ tiếp xúc với nhau ở vấu chặn nên mômen từ trục van điều khiển sẽ truyền thẳng đến trục răng.

Khi đánh lái, trục van điều khiển quay, làm trục răng quay nhờ thanh kéo. Ngược lại với trục răng, do lúc này thanh xoắn bị xoắn tỷ lệ với lực tác dụng từ mặt đường, trục van điều khiển chỉ quay theo lượng xoắn của thanh xoắn và di chuyển sang phải hoặc sang trái so với van quay. Vì vậy các khe X,Y ( hay X' và Y') được tạo ra và gây ra sự khác nhau trong áp suất dầu giữa buồng xy lanh bên phải và bên trái. Như vậy, chuyển động quay của trục van điều khiển trực tiếp gây ra sự thay đổi của các cửa và điều chỉnh áp suất dầu.

Van phân phối được lắp trên đòn kéo dọc 6. Phía đòn quay đứng, đòn kéo dọc được nối cứng với con trượt 11 ( lõi van ), phía còn lại nối cứng với vỏ van 4.

Khi xe chuyển động thẳng, con trượt nằm ở vị trí trung gian, chất lỏng từ bơm 2 đi vào van phân phối và thoát ra đường hồi 10 đi về thùng chứa 1, hệ thống trợ lực không làm việc.

Khi quay vòng, người lái quay vô lăng 13 ( giả sử sang trái ), qua cơ cấu lái 12 đòn kéo dọc sẽ đẩy con trượt 11 lên trên, lúc này dầu áp suất cao từ bơm qua van đi vào đường 8 và đến buồng trái của xi lanh lực 7 đẩy piston sang trái, đẩy bánh xe quay sang trái, thực hiện quay vòng trái.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái có trợ lực thủy lực

Trợ lực lái là một thiết bị thuỷ lực sử dụng công suất của động cơ để giảm nhẹ lực lái. Động cơ dẫn động bơm tạo ra dầu cao áp tác dụng lên piston nằm trong xy lanh lực. Mức độ trợ giúp phụ thuộc vào độ lớn của áp suất dầu tác dụng lên piston. Vì vậy nếu cần trợ lực lái lớn hơn thì phải tăng áp suất dầu.

+ Vị trí trung gian :

Nếu van ở vị trí trung gian, tất cả dầu sẽ chảy qua van vào cửa xả và hồi về bơm. Vì áp suất dầu bên trái và bên phải piston là như nhau lên piston không chuyển động về hướng nào.

+ Khi quay vòng :

Khi trục lái chính quay theo bất kỳ hướng nào, giả sử quay sang phải thì van điều khiển cũng di chuyển làm đóng một phần cửa dầu, còn cửa kia mở rộng hơn. Vì vậy làm thay đổi lượng dầu vào các cửa, cùng lúc đó áp suất dầu được tạo ra. Như vậy tạo ra sự trênh lệch áp suất giữa hai khoang trái và phải của piston. Sự trênh lệch áp suất đó làm piston dịch chuyển về phía có áp suất thấp, dầu bên áp suất thấp sẽ được đẩy qua van điều khiển về bơm.

Chương 2. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LÁI

1. Các số liệu thiết kế

Số liệu tham khảo

Xe du lịch 5 chỗ ngồi :

Chiều rộng cơ sở B = 1490mm

Khoảng cách giữa hai trụ quay đứng : B0 = 1390 mm. Chiều dài cơ sở của xe: L = 2600 mm.

Chiều dài toàn bộ xe: L0=4375 mm. Trọng lượng không tải : G0 = 12450 N Trọng lượng toàn tải : G = 17600N

Trọng lượng tác dụng lên cầu trước dẫn hướng: G1=8670 N Trọng lượng tác dụng lên một bánh dẫn hướng Gbx = 4335N Ký hiệu lốp : 175/70 R14

Thông số hệ thống lái :

Chiều dài đòn bên hình thang lái m = 180mm Khoảng cách giữa đòn ngang và trụ trước y = 188mm Chiều dài thanh nối bên hình thang lái p = 280mm

Yêu cầu thiết kế hệ thống lái

- Quay vòng ngặt trong thời gian ngắn nhất trên diện tích nhỏ nhất.

- Lực lái nhẹ, tức lực đặt trên vành tay lái phải nhỏ nhưng phải đảm bảo cảm giác tới người lái.

- Ôtô chuyển động thẳng phải ổn định đặc biệt ở tốc độ cao.

- Động học quay vòng đúng, các bánh xe khi quay vòng phải lăn theo tâm quay tức thời để đảm bảo các bánh xe lăn không bị trượt trên đường, tránh mòn lốp nhanh và tiêu hao công suất cho lực ma sát .

- Đặt cơ cấu lái trên phần được treo để kết cấu của hệ thống treo bánh trước không ảnh hưởng tới động học cơ cấu lái.

2. Chọn phương án thiết kế

Đặc điểm xe du lịch:

-   Xe tải trọng thấp.

-   Vận hành trên mặt đường tốt, điều kiện thuận lợi.

a) Chọn phương án dẫn động lái

Dẫn động lái bao gồm tất cả các cơ cấu truyền lực từ cơ cấu lái đến ngõng quay của các bánh xe dẫn hướng.

Phần tử cơ bản của dẫn động lái là hình thang lái. Trên ôtô hệ thống treo trước độc lập và cơ cấu lái loại trục răng thanh răng thì có thể kết hợp thanh răng làm luôn chức năng của thanh lái ngang trong hình thang lái. Sự quay vòng của ôtô rất phức tạp, để đảm bảo mối quan hệ động học của các bánh xe phía trong và phía ngoài khi quay vòng là một điều khó thực hiện. Hiện nay người ta chỉ đáp ứng gần đúng mối quan hệ động học đó bằng hệ thống khâu khớp và đòn kéo tạo nên hình thang lái. 

b) Chọn phương án cơ cấu lái

Hiện nay trên các xe chủ yếu sử dụng hai loại cơ cấu lái là:

- Cơ cấu lái loại trục răng - thanh răng và cơ cấu lái loại bi tuần hoàn.

- Cơ cấu lái trục răng – thanh răng có những ưu điểm sau: Cơ cấu lái đơn giản gọn nhẹ. Do cơ cấu lái nhỏ và bản thân thanh răng tác dụng như thanh dẫn động lái nên không cần các đòn kéo ngang như các cơ cấu lái khác. Có độ nhạy cao vì ăn khớp giữa các răng là trực tiếp. Sức cản trượt, cản lăn nhỏ và truyền mô men rất tốt nên tay lái nhẹ.

2.Thiết kế hệ thống lái.

a) Tính mô men cản quay vòng lớn nhất

Mômen cản quay vòng ở các bánh xe dẫn hướng được xác định ở trạng thái xe quay vòng và chở đủ tải. Mômen cản quay vòng được tính toán khi xuất hiện lực cản lăn ở hai bánh xe ngược chiều nhau, có một lực bên Y, mô men ổn định của bánh xe dẫn hướng.

MC = M1+M2+M3                               (2.1)

Mô men cản quay vòng gây nên do lực cản lăn:

M1 = Gbx. f.a                                       (2.2)

+ Giá trị mômen do Y gây lên M2 được tính cho một bánh xe, phản lực bên lùi sau một đoạn x. Giá trị của x thừa nhận bằng 1/4 chiều dài của vết tiếp xúc và gây lên mômen quay cùng chiều M1.

M2 = Y. x                    (2.3)

Với jy = 0,85: hệ số bám ngang giữa bánh xe và mặt đường M2 = Y. x = 0,14.r.Gbx.jy                                                       (2.7)

- Mômen ổn định M3 có giá trị nhỏ nên khi tính có thể dùng hệ số c. Mômen cản tổng cộng trên cầu trước dẫn hướng được tính toán như sau:

Mc = 2.(M1 + M2 ) c/ht = 2 Gbx (f.a + 0,14.jy.r) c/ht

Giá trị c theo kinh nghiệm 1,07-1,15. Chọn c=1,15

ht = 0,5-0,7 hiệu suất tính đến tổn hao ma sát, chọn ht = 0,7 Thay số vào (2.8) ta có:

Mc = 2.4335.(0,02.0,045 + 0,14.0,85.0,35).1,15/0,7 = 606 (N.m) Mc=606 (N.m)

c) Chọn phương án cường hóa lái

Với thực tế và những vấn đề về cường hóa lái đã được giới thiệu ở phần trước, ta chọn phương án thiết kế cường hóa như sau:

- Phương án cường hóa lái là cường hóa thủy lực.

- Chọn bơm là bơm cánh gạt.

- Phương án bố trí là sơ đồ 4: cơ cấu lái, xi lanh lực và van phân phối bố trí trên cùng một khối.

- Chọn van điều khiển là loại van xoay.

d) Nguyên lý hoạt động:

Khi quay vành lái đi một góc, lực từ vành lái truyền qua trục lái tới trục răng của cơ cấu lái. Mô men này làm quay trục răng, tác dụng làm thanh răng di chuyển sang trái hoặc phải, qua thanh dẫn động và đòn quay bên tác dụng làm cho bánh xe xoay sang phải hoặc sang trái, thay đổi hướng chuyển động của ôtô. Khi lực đặt vào vành tay lái đến một giá trị xác định ( được tính trước ), khi đó cường hóa lái bắt đầu làm việc và tác dụng lực làm quay các bánh xe dẫn hướng.

e) Tính các thông số hình học của dẫn động lái

- Tính động học hình thang lái.

Nhiệm vụ của tính động học dẫn động lái là xác định những thông số tối ưu của hình thang lái để đảm bảo động học quay vòng của các bánh xe dẫn hướng một cách chính xác nhất và động học đúng của đòn quay đứng khi có sự biến dạng của bộ phận đàn hồi hệ thống treo và chọn các thông số cần thiết của hệ thống dẫn động lái.

Từ lý thuyết quay vòng ta thấy để nhận được sự lăn tinh của các bánh xe dẫn hướng khi quay vòng thì hệ thống lái phải đảm bảo mối quan hệ sau đây của góc quay bánh xe dẫn hướng bên ngoài và bên trong so với tâm quay vòng.

Khi ôtô quay vòng với các bán kính quay vòng khác nhau thì hình thang lái đantô không thỏa mãn hoàn toàn được quan hệ giữa a và b như công thức trên.

Tuy nhiên ta có thể chọn một kết cấu hình thang lái cho sai lệch với quan hệ lý thuyết trong giới hạn cho phép, không vượt quá 1o.

Theo các thông số lấy trên xe tham khảo ta có:

- m = 180(mm): chiều dài đòn bên hình thang lái

- y = 188(mm): khoảng cách giữa đòn ngang với trục trước trong hình thang lái

- p = 280(mm): chiều dài thanh nối bên hình thang lái

Như vậy với q = 77o thì ta có được đường cong thực tế gần với đường cong lý thuyết nhất, và thỏa mãn điều kiện về sai lệch giữa lý thuyết và thực tế.

3. Kiểm tra vật liệu:

Trong quá trình làm việc thanh răng và bánh răng chịu ứng suất uốn, ứng suất tiếp xúc và tải trọng va đập từ mặt đường. vì vậy thường gây ra hiện tượng rạn nứt chân răng. Do đó ảnh hưởng tới độ bền và độ tin cậy của cơ cấu lái. Để đảm bảo những yêu cầu làm việc của cơ cấu lái thì vật liệu chế tạo thanh răng – bánh răng thường là thép 40X tôi cải thiện.

Vậy điều kiện được thỏa mãn, bộ truyền bánh răng – thanh răng đảm bảo đủ bền trong quá trình làm việc.

a) Tính trục lái

Trục lái làm bằng thép rỗng được tính theo ứng suất xoắn do lực tác dụng trên

Trong đó: t =  Pl max .R.D 0,2.(D 4 - d 4 )

Plmax- lực lái lớn nhất tác dụng lên vô lăng Plmax = 235N. D, d - đường kính trong và đường kính ngoài của trục lái.

R: bán kính vành tay lái R = 190mm

Chọn vật liệu chế tạo trục lái là thép C40 không nhiệt luyện, phôi chế tạo là phôi thép ống, ứng suất tiếp xúc cho phép [t ]= 50 ¸ 80MN / m2 .Chọn sơ bộ kích thước của trục lái là: D=30 (mm), d= 20 (mm)

b) Tính bền đòn kéo ngang

Trong quá trình làm việc, đòn kéo ngang chỉ chịu kéo nén theo phương doc trục. Do vậy khi tính bền ta chỉ cần tính kéo, nén và lực tác dụng từ bánh xe. Tính bền đòn kéo ngang theo chế độ phanh cực đại.

G1=8670N: tải trọng đặt lên cầu trước dẫn hướng trong trạng thái tĩnh. m1p = 1,4: hệ số phân bố lại trọng lượng lên cầu trước khi phanh.

j = 0,85 : hệ số bám giữa lốp và mặt đường.

Thay vào biểu thức ta được: Ppmax = 8670.1,4.0,85 = 10317(N).

=> Q1 = Q.cos(g +12) = 2866.cos(3,39 +12) = 2763(N )

Q2 = Q.cosg = 2866.cos 3,39 = 2861(N ).

Vậy đòn kéo ngang đảm bảo độ bền và ổn định.

c) Tính bền đòn bên hình thang lái

Để đảm bảo an toàn và tính ổn định trong quá trình làm việc, đòn bên được làm bằng thép 40X. Đòn bên của dẫn động lái chủ yếu chịu ứng suất uốn.

Do vậy ta tính bền theo điều kiện uốn: Mu=AB.Q2=180.2861=514960(Nmm).

Ta kiểm tra ứng suất uốn tại vị trí nguy hiểm nhất tại chỗ giao nhau giữa hai tiết diện, tại điểm A.

Vậy s u =141 < [s u ]=570, thỏa mãn điều kiện bền uốn.

g) Tính bền thanh nối bên của dẫn động lái

Do ở hai đầu là khớp nên chỉ chịu kéo nén đường tâm. Ta tính đòn nối trong trường hợp chịu phanh cực đại như trên:

Thanh uốn AB chịu lực nén: Q1=2763N.

Do đó đòn nối bên của dẫn động lái đủ bền trong quá trình làm việc.

Chương 3. THIẾT KẾ TRỢ LỰC LÁI

1. Công tiêu hao của người lái để quay vành tay lái

Đối với ô tô du lịch giá trị này thường nằm trong khoảng 20 – 40N. Đối với xe thiết kế ta chọn là: Po = 30N. Từ đó ta tính được mô men cần thiết để mở cường hóa là:

M o = Po .Rv = 30.0,19 = 5,7Nm

Như vậy mô men đặt lên vành tay lái để trợ lực bắt đầu làm việc là 5,7Nm.

Ở thời điểm bắt đầu cường hóa thì mô men cản do mặt đường truyền lên là:

M ' = i .M =17.5, 7 = 96,9Nm

Trong đó: il = 17, là tỷ số truyền của hệ thống lái.

Chỉ số hiệu quả tác dụng: là tỷ số giữa lực đặt vào vành tay lái khi không có trợ lực và khi có trợ lực.

Với Pv = 160N, là lực lớn nhất đặt vào vành tay lái khi có trợ lực. Chỉ số H thường lấy < 4. Do đó H = 2,7 là hợp lý.

2. Xây dựng đặc tính cường hóa lái

Theo giáo trình thiết kế tính toán ô tô thì thì đặc tính của cường hóa chỉ rõ sự đặc trưng của quá trình làm việc của bộ cường hóa hệ thống lái. Nó biểu thị mối quan hệ giữa lực mà người lái đặt lên vành tay lái và mô men cản quay vòng của các bánh dẫn hướng.

Khi hệ thống lái được lắp cường hóa đường đặc tính của nó cũng biểu hiện mối quan hệ giữa lực tác dụng lên vành tay lái và mô men cản quay vòng của bánh xe dẫn hướng, đây cũng là quan hệ bậc nhất.

Khi van quay của van phân phối ở vị trí trung gian thì lực cường hóa quy dẫn lên vành tay lái Pc = 0 nên mô men cản quay vòng Mc = 0.

Do bộ cường hóa được thiết kế ở giữa có thanh xoắn, nên khi những va đập ở mặt đường truyền ngược lên vành tay lái nếu nằm trong giới hạn lực xoắn sơ bộ ban đầu của thanh xoắn thì lực đó được truyền lên vành tay lái. Nếu lực ngược đó vượt qua giới hạn đó thì thanh xoắn sẽ được xoắn tiếp dẫn đến thân van phân phối bị lệch về một phía và bộ cường hóa bắt đầu làm việc.

Ta thấy rằng:

Đặc tính khi chưa có cường hóa là đường bậc nhất, đoạn OB.

Đặc tính khi có cường hóa là đường bậc nhất gãy khúc và thấp hơn đường đặc tính khi chưa có cường hóa.

Đoạn OA: Pl = Pc = f(Mc), lực do người lái hoàn toàn đảm nhiệm.

Đoạn AC: Pc = f(Mc). Biểu thị lực mà người lái cảm nhận về chất lượng mặt đường, điểm C, chọn Pc = 160N .

Từ C trở đi: Pc = f(Mc) song song với đường Pl = f(Mc).

Hiệu số các tọa độ của hai đường Pl và Pc chính là lực tạo nên bởi bộ cường hóa. Lực này phải phụ thuộc vào áp suất môi trường làm việc và đường kính của xi lanh.

Nếu chọn Pc lớn thì quay riêng các bánh xe dẫn hướng tại chỗ sẽ nặng hơn, còn nếu chọn Pc quá nhỏ thì người lái sẽ không đủ cảm giác về chất lượng mặt đường.

4. Xác định năng suất của bơm

Năng suất của bơm được xác định từ điều kiện là làm thế nào để xi lanh lực của cường hóa phải làm quay bánh xe dẫn hướng nhanh hơn điều kiện có thể làm được của người lái. Nếu điều kiện này không được đảm bảo thì trong những trường hợp quay vòng nhanh thì người lái sẽ bị tiêu hao một lực lớn.

Để đảm bảo điều kiện trên ta phải chọn bơm có lưu lượng đủ lớn, có nghĩa là phải thỏa mãn:

Trong đó:

Qb .hb .(1- d ) - F.(3.6)

Qb: lưu lượng định mức của bơm.

hb : hiệu suất thể tích của bơm đối với bơm cánh gạt, hb = 0,75 – 0,85. ta chọn hb = 0,8.

d = 0,05 – 0,1, chọn d = 0,08

v: là vận tốc chuyển động của piston (m/s).

Tốc độ quay vòng (v/p) lớn nhất có thể đặt được của người lái theo số liệu tham khảo nv = 60 (v/p). Như vậy khi quay 1,89 vòng thì mất 1,89s, và thanh răng dịch chuyển là: S = X1 = 91,97 mm

Các bộ phận của bơm gồm có: cụm bơm tạo áp suất, cụm van điều tiết, van an toàn và lưu lượng, các cụm vỏ và lắp, cốc đựng dầu đặt riêng rẽ với bơm và được nối với bơm bằng ống dẫn dầu.

6. Tính toán thanh xoắn :

Ta chọn vật liệu chế tạo thanh xoắn là thép lò xo có mô đun đàn hồi G = 8.104N/mm.

Ta phải tính đường kính của thanh xoắn sao cho khi bắt đầu trợ lực, ứng với lực đặt lên vành tay lái là Pvl = 30N thì thanh xoắn phải xoắn là q = 0,03rad.

Chiều dài của thanh xoắn L=100mm

Chương 4.  KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH HỆ THỐNG LÁI BẰNG PHẦN MỀM CARSIM

1. Giới thiệu về phần mềm Carsim 8

Phần mềm Carsim được xây dựng và phát triển bởi công ty Mechanical Simulation Corporation có trụ sở tại Ann Abor, Michigan, chuyên cung cấp các ứng dụng mô phỏng tương tác 3D. Ra đời vào năm 1996, đến nay carsim cùng với các phần mềm tính toán trucksim, bikesim được cung cấp cho hơn 30 nhà sản xuất, 150 trường đại học và các nhóm nghiên cứu trên toàn thế giới.

Carsim thực hiện các mô phỏng dự đoán về ô tô, các chuyển động của xe đua, che chở khách, xe tải nhẹ và các loại xe tiện ích… Tìm câu trả lời cho mong muốn điều khiển của người lái (hệ thồng lái, bướm ga, hệ thống phanh, ly hợp, và sang số…) trong một số điều kiện lái xe thực tế và mô phỏng một phần các thiết kế ban đầu ở dạng cơ bản nhất.

a) Cách khởi động

Start → Apps → CarSim 8.02 → CarSim hoặc dùng chuột double - click vào biểu tượng Carsim trên màn hình Desktop, tiếp tục chọn theo ô khoanh chữ nhật.

b) Tạo một cơ sở dữ liệu mới

Carsim sẽ bắt đầu với một cửa sổ có tên là CarSim Run Control. Chọn mục menu File như hình 3.3. Sau đó chọn continue. Cửa sổ chuyển hướng tập tin Windows sẽ xuất hiện (Hình 3.4). Điều hướng đến CarSim80_Progfolder cài đặt trên máy tính của bạn (thường là C: \ Program Files) và tiếp tục vào Resources \ Import_Examples để tìm tập tin Quick_Start.cpar. Chọn tập tin này và nhấn vào nút Load.

f) Thông số của xe mô phỏng

Để lựa chọn chỉnh sửa thông số của xe ta làm theo như hình 3.8.

Giải thích các mục đánh số:

1. Chỉnh sửa khối lượng phần treo và được treo, thông số hình học chung của xe và mô men quán tính.

2. Khí động học của xe.

3. Kích thước và hình dáng xe trong mô phỏng.

4. Động cơ và truyền động.

5. Hệ thống phanh.

6. Hệ thống lái.

7. Hệ thống treo trước.

8. Hệ thống treo sau.

9. Thông số của các lốp.

Ngay khi vào màn hình thông số xe, ta sẽ thấy các thông số có sẵn từ chiếc xe trong thư viện phần mềm, các thông số này lấy từ các sản phẩm thực tế. Người dùng có thể tùy chọn thay thế một vài hay toàn bộ các thông số.

g) Cấu trúc xây dựng phương pháp mô phỏng

Xây dựng nghiên cứu và mô hình hoá để mô phỏng, tính toán thử nghiệm. Phân tích lựa chọn mô hình vật lý đã tích hợp sẵn phương pháp mô hình hoá tính toán phù hợp.

j) Động học

Động học hệ thống lái bao gồm cơ cấu lái có tỉ số truyền biến đổi và hệ thống các chi tiết ghép nối động học. Khi lựa chọn cơ cấu lái có tỉ số truyền biến đổi, một bảng thông số sẽ xuất hiện để xác đinh đầu ra của cơ cấu lái (Đơn vị là độ hoặc mm, phụ thuộc vào loại cơ cấu lái được lưa chọn) và đầu vào của cơ cấu lái. Trong trường hợp lái không có trợ lực thì đầu vào của trục bánh răng chính bằng đầu vào của vành lái. Với trường hợp hệ thống lái có trợ lực, đầu vào trục bánh răng sẽ bằng đầu vào của vành lái trừ đi biến dạng của thanh xoắn. Nếu lựa chọn cơ cấu lái có tỉ số truyền cố định, một ô trống sẽ hiện ra để điền hệ số C giữa bánh răng thanh răng (mm mà thanh răng dịch chuyển khi trục bánh răng quay được một

l) Độ nhạy hệ thống lái ở tốc độ mô-men xoắn thấp (mô-men xoắn khi đỗ xe).

Khi xe đứng yên (tốc độ xe bằng 0), sự điều khiển một lốp xe đòi là một sự kết hợp của sự mài mòn và ma sát, tùy thuộc vào bán kính ma sát (các bên dịch chuyển giữa trung tâm tiếp điểm của lốp xe và giao điểm của trục lái với mặt đất). Các lực cản gây ra bởi sự mài mòn này tạo nên một mô-men xoắn vào thời điểm góc nghiêng trục lái, sự tăng cường các ảnh hưởng của hệ thống lái ở tốc độ thấp. Những đặc tính này được mô tả trong bảng trên hệ thống lái: màn hình ParkingTorque.

3. Khảo sát hệ thống lái bằng phần mềm Carsim

a) Sự cần thiết của việc sử dụng phần mềm Carsim

Quá trình kiểm nghiệm sản phẩm thực tế so với lý thuyết tín toán thiết kế là hết sức quan trọng trong công việc thiết kế xe ô tô. Tuy nhiên trên thực tế sản xuất, công việc này đòi hỏi tiêu tốn rất nhiều thời gian, tiền bạc và công sức. Để góp phần làm giảm bớt các yếu tố trên, các kỹ sư có thể lựa chọn sử dụng phần mềm để thực hiện bước kiểm tra, phân tích sản phẩm mà mình thiết kế ra. Hiện nay với sự phát triển của khoa học công nghệ, các phần mềm có thể chứa một thư viện dữ liệu gần như đầy đủ các yếu tố bên trong và ngoài xe, đem lại kết quả gần như chính xác tuyệt đối với các bài test. Trong đồ án tốt nghiệp này em xin phép đưa ra phần kiểm nghiệm hệ thống lái của xe 5 chỗ với phần mềm Carsim 8.02.

Hệ thống trợ lực lái

Độ cứng thanh xoắn (Torsion bar stiffness): Theo thuyết minh, khi lực đánh lái là 30N thì thanh xoắn quay một góc 1,72º(0,03rad), vậy độ cứng của thanh là:

30.0,19 : 1,72=3,31 (Nm/deg)

Trong đó: 0,19 là bán kính vành lái

Các bài kiểm tra

Bài kiểm tra DLC (Double Lane Change)

Bài kiểm tra DLC có trong bộ tiêu chuẩn quốc tế International Standard ISO 3888-2 được duyệt bởi Hiệp hội công nghiệp ô tô Đức. Bài kiểm tra này được tiến hành để kiểm tra khả năng xử lý điều khiển của xe, một phần của việc kiểm tra thiết kế xe và kiểm tra xe. Bài kiểm tra được thực hiện trên một đoạn đường dài 61m với 3 hàng cột nón đôi, bài kiểm tra thực hiện với tốc độ tối đa của xe.

Bài thử nghiệm gồm có làn đường đầu tiên dài 12 m, làn tiếp theo là 11m, cuối cùng là làn đường dài 12m. Chiều rộng của làn đường tùy thuộc vào chiều rộng của xe. Chiều rộng của làn đường thoát luôn là 3m. Các làn đường lệch nhau theo chiều ngang là 1m, cách nhau theo chiều dọc là 13,5m với làn thứ nhất và thứ hai, 12,5m với làn thứ hai và thứ 3. Ở 2m đầu tiên, bàn đạp ga được đạp hết cỡ tại số  cao nhất và tốc độ động cơ ít nhất là 2000v/phút. Tốc độ xe sẽ được đo khi kết thúc bào thử nghiệm ở làn đường thoát. Tốc độ tăng từ từ đến tốc độ tối đa, nếu kết thúc.

Tương tự như bài kiểm tra DLC, ta sẽ cho 2 xe tiến hành kiểm tra trong bải Static Steer. Một xe có bộ trợ lực và một xe không có bộ trợ lực. Sau khi tiến hành mô phỏng ta có kết quả như sau.

Hình 3.38 là đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa mô men trên vành lái và thời gian. Đường màu xanh là của xe không có trợ lực, đường màu đỏ là của xe có trợ lực. Đường màu xanh và đường màu đỏ trùng nhau từ 0 đến 0,25s, sau đó đường màu xanh luôn có giá trị lớn hơn đường màu đỏ tại mỗi thời điểm.

Đồ thị trên cho thấy tác dụng của bộ trợ lực và thời điểm bộ trợ lực được kích hoạt khi đánh lái tại chỗ.

Bài kiểm tra quay vòng trên vòng tròn 12m (Constant Circle Steering Testing)

Bài thử nghiệm này được tiến hành để đánh giá hoạt động của cơ cấu lái theo tiêu chuẩn ECE. Xe thử nghiệm sẽ được cho chạy trên đường tròn có bán kính không đổi là 12m với vận tốc là 10km/h. Trong suốt quá trình đánh lái, lực trên vành lái mà người lái phải tác động phải nhỏ hơn 200N thì chiếc xe sẽ qua được bài kiểm tra.

Tuy nhiên bài kiểm tra trong thư viện có các thông số mặc định không giống với yêu cầu thực tế nên ta tiến hành thay đổi một vài thông số như cách tăng và giữ chân ga, quỹ đạo di chuyển của xe như sau.

Với thông số bán kính vành lái của xe là 0,19m ta có mô men đánh lái của người lái trong bài kiểm tra phải nhỏ hơn 38 Nm. Trên đồ thị ta thấy mô men đánh lái của người lái khá nhỏ, ban đầu là 5,6 Nm sau đó giảm dần và giữ nguyên ổn định. Đó là do ban đầu người lái cần một lực lớn để phát động sự quay vòng của vành lái, sau đó lực này giảm dần và khi người lái chỉ cần một lực nhỏ để giữ vành lái duy trì sự quay vòng thì ta thấy mô men không đổi và giữ ở mức khoảng 3,2Nm (lực đánh lái khoảng 16,8N)

4. Kết Luận về phần mềm Carsim

Phần mềm mô phỏng Carsim rất hữu hiệu trong việc kiểm nghiệm mô hình xe qua các bài kiểm tra. Việc sử dụng phần mềm giúp tiết kiệm thời gian, tài chính và công sức. Ngoài ra phần mềm còn giúp loại bỏ các yếu tố chủ quan của người  lái, các kết quả đưa ra có độ chính xác và tính khách quan cao. Với những ưu điểm như vậy, phần mềm Carsim cũng như các phần mềm hỗ trợ khác đã giúp tháo gỡ phần nào những khó khăn trong quá trình thiết kế và kiểm nghiệm thực tế. Hơn nữa phần mềm càng hữu ích đối với những đề tài nghiên cứu của sinh viên bởi nguồn kinh phí cấp cho các đề tài này rất eo hẹp.

KẾT LUẬN

   Hiện nay kỹ thuật sản xuất và chế tạo ôtô ngày càng được phát triển để có  thể thoả mãn những yêu cầu và đòi hỏi khắt khe về tính năng kinh tế, kỹ thuật môi trường, đặc biệt là an toàn chuyển động của ôtô ở tốc độ cao cũng như đáp ứng cho nhu cầu ngày càng cao của con người đối với một sản phẩm cần thiết cho cuộc sống. Một hệ thống trong ô tô đóng góp không nhỏ vào sự thành công của sản phẩm đó là hệ thống lái.Sau một thời gian tìm hiểu, tính toán và thiết kế cùng với sự trợ giúp tận tình của thầy Trương Đặng Việt Thắng và các thầy trong bộ môn và các bạn đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế và khảo sát đặc tính hệ thống lái bằng Carsim”.

   Thông qua đồ án tốt nghiệp đã phần nào nói lên được tác dụng và vai trò quan trọng của hệ thống lái, và những cải tiến kỹ thuật để việc điều khiển xe được dễ dàng hơn. Việc kết hợp giữa quá trình thiết kế và khảo sát thông số tính toán trên Carsim giúp ta hiểu rõ hơn sự ảnh hưởng của các yếu tốt lên từng hệ thống của xe, và ảnh hưởng của từng hệ thống với sự chuyển động của ô tô.

   Mặc dù có nhiều cố gắng nhưng do thời gian và kinh nghiệm nghiên cứu còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy em rất mong nhận được sự chỉ bảo cũng như đóng góp từ phía các thầy trong bộ môn để em ngày càng hoàn thiện hơn.

   Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Trọng Hoan: Tập bài giảng thiết kế tính toán ô tô. Hà Nội 2011.

2. Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Chưởng, Trịnh Minh Hoàng: Kết cấu ô tô. NXB Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội 2009.

3. Ninh Đức Tốn: Dung sai và lắp ghép. NXB giáo dục Việt Nam.

4. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển: Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí. NXB giáo dục.

5. Nguyễn Trọng Hiệp: Chi tiết máy. NXB giáo dục.

6. Tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm Carsim Quick Start Guide.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"

 

 

 

 


 

 


 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hỗ trợ trực tuyến
doanchatluong.vn


"Doanchatluong.vn" lấy "chất lượng" làm thước đo của sự tồn tại và phát triển.
Chỉ những đồ án/tài liệu thực sự đảm bảo chất lượng chúng tôi mới đăng lên website.
Bản quyền thuộc về Đồ án chất lượng.vn