MỤC LỤC
MỤC LỤC......1
LỜI NÓI ĐẦU.. 3
CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI 3
1.1. Công dụng, yêu cầu chung đối với hệ thống lái 4
1.1.1. Công dụng. 4
1.1.2. Yêu cầu chung. 4
1.1.3. Phân loại 4
1.2. Cấu tạo chung hệ thống lái 4
1.2.1. Cơ cấu lái 5
1.2.2. Dẫn động lái 9
1.2.3. Trợ lực lái 9
1.3. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe ôtô GAZ – 66. 12
1.3.1. Sơ đồ bố trí chung. 12
1.3.2. Đặc điểm kết cấu. 14
1.3.3. Nguyên lý làm việc của dẫn động lái ôtô GAZ – 66. 20
CHƯƠNG 2. CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI ....24
2.1. Sự thay đổi tình trạng kỹ thuật hệ thống lái 24
2.2. Các thông số chẩn đoán. 25
2.2.1. Khái niệm về chẩn đoán kỹ thuật 25
2.2.2. Các thông số dùng chẩn đoán kỹ thuật hệ thống lái 26
2.3. Các phương pháp và thiết bị chẩn đoán kỹ thuật 31
2.3.1. Phương pháp và thiết bị chẩn đoán kỹ thuật 31
2.3.2. Phương pháp, thiết bị chẩn đoán và điều chỉnh hệ thống lái 40
CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG FUZZY LOGIC CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI ...48
3.1. Cơ sở lý thuyết Fuzzy logic. 48
3.1.1. Cơ sơ lý thuyết về logic mờ. 48
3.1.2. Công cụ Fuzzy logic trong Matlab. 50
3.1.3. Các bước giải bài toán Fuzzy logic trong Matlab. 56
3.2. Ứng dụng Fuzzy logic chẩn đoán kỹ thuật hệ thống lái 56
3.2.1. Khai báo các biến vào. 56
3.2.2. Mờ hóa các biến đầu ra. 59
3.2.3. Xây dựng các luật hợp thành. 60
3.3. Chạy chương trình lấy kết quả, nhận xét 61
3.3.1. Kết quả hệ thống cơ khí 61
3.3.2. Kết quả hệ thống thủy lực. 61
CHƯƠNG 4. CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG LÁI 62
4.1. Những chú ý khi sử dụng hệ thống lái 62
4.2. Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái 63
4.2.1. Bảo dưỡng thường xuyên. 63
4.2.2. Bảo dưỡng cấp 1. 63
4.2.3. Bảo dưỡng cấp 2. 63
4.3. Những hư hỏng và biện pháp khắc phục. 64
4.3.1. Các hư hỏng thường gặp của hệ thống lái 64
4.3.2. Kiểm tra, sửa chữa hệ thống lái 65
KẾT LUẬN.. 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 69
LỜI NÓI ĐẦU
Ôtô là phương tiện vận tải có vai trò hết sức quan trọng, vì nó có những ưu điểm đặc biệt hơn hẳn các loại phương tiện vận tải khác: thông dụng, đơn giản, dễ sử dụng và có tính cơ động cao... được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực dân sự cũng như quốc phòng. Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp ôtô, những yêu cầu về độ ổn định chuyển động, dẫn hướng, tính tiện nghi ôtô ngày càng cao.
Hiện nay phương pháp chẩn đoán tình trạng kỹ thuật của ôtô đang được nghiên cứu và sử dụng rộng rãi trên các hệ thống của ôtô đặc biệt là hệ thống lái của ôtô. Chẩn đoán giúp chúng ta biết được tình trạng kỹ thuật của xe mà không cần tháo rời. Xuất phát từ lí do này tôi chọn đề tài: “Ứng dụng Fuzzy logic trong chẩn đoán kỹ thuật hệ thống lái ôtô quân sự”
Mục đích của đồ án là sử dụng Fuzzy logic để chẩn đoán tình trạng kỹ thuật hệ thống lái ôtô quân sự.
Đối tượng nghiên cứu ở đây là nghiên cứu là hệ thống lái ôtô quân sự .
Nhiệm vụ chính của đồ án được gồm những nội dung sau:
1. Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống lái.
2. Chẩn đoán kỹ thuật hệ thống lái.
3. Ứng dụng Fuzzy logic chẩn đoán kỹ thuật hệ thống lái.
4. Các biện pháp nâng cao độ tin cậy hệ thống lái.
CHƯƠNG 1
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI
1.1. Công dụng, yêu cầu chung đối với hệ thống lái
1.1.1. Công dụng
Công dụng của hệ thống lái là dùng để giữ chuyển động thẳng hoặc thay đổi hướng chuyển động của xe.
1.1.2. Yêu cầu chung
Khi tiến hành nghiên cứu đặc điểm kết cấu dẫn động lái của ôtô phải dựa trên các yêu cầu cụ thể của hệ thống lái:
- Đảm bảo ôtô quay vòng nhanh, hoặc trên diện tích hẹp.
- Đảm bảo điều khiển ôtô nhẹ nhàng.
- Đảm bảo động học quay vòng đúng.
1.1.3. Phân loại
Dựa vào nhiều tiêu chuẩn, đặc điểm hệ thống lái có thể phân loại theo nhiều cách khác nhau. Theo phương pháp trợ lực hay không trợ lực, hệ thống lái có thể phân ra các loại như sau:
- Hệ thống lái cơ khí không có trợ lực.
- Hệ thống lái cơ khí có trợ lực thủy lực.
- Hệ thống lái cơ khí có trợ lực khí nén.
- Hệ thống lái cơ khí có trợ lực điện…
1.2. Cấu tạo chung hệ thống lái
Hệ thống lái trên ôtô có nhiều loại nhưng kết cấu của chúng gồm cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái.
1.2.1. Cơ cấu lái
Cơ cấu lái dùng để truyền lực lái từ vành lái đến dẫn động lái. Việc quay các bánh xe dẫn hướng, đặc biệt là quay vòng tại chỗ đòi hỏi phải có lực lớn. Để có thể quay các bánh xe dẫn hướng được dễ dàng người ta tăng tỉ số truyền hệ thống lái, nghĩa là tăng tỉ số góc quay trên vành lái và góc quay của đòn quay đứng.
a. Cơ cấu lái kiểu trục vít
- Cơ cấu lái loại trục vít – bánh vít: cấu tạo gồm trục vít luôn ăn khớp với bánh vít. Cơ cấu lái loại này ít dùng vì hiệu suất thấp, trọng lượng và kích thước lớn, có giá trị tỷ số truyền không thay đổi.
- Cơ cấu lái loại trục vít – cung răng: gồm có hai loại, loại cung răng đặt ở giữa như ở ôtô KRAZ – 255B và loại cung răng đặt ở bên cạnh như ở ôtô URAL – 375.
- Cơ cấu lái trục vít – con lăn
Loại cơ cấu lái trục vít con lăn được áp dụng rộng rãi trên các ôtô quân sự loại trung (GAZ – 66, ZIL – 157K…) và trên xe bọc thép bánh hơi (BRDM – 2, BTR – 60PB…).
b. Cơ cấu lái loại vít đai ốc – thanh răng cung răng
Cơ cấu lái loại này được sử dụng trên các ôtô ZIL – 130, ZIL – 131, MAZ – 500…
Ưu điểm: hiệu suất của cơ cấu lái loại này tương đối cao: hthuận= hnghịch= 0,7¸0,85, các va đập cứng được làm mềm bằng thủy lực.
Nhược điểm: không điều chỉnh được khe hở giữa trục vít và đai ốc. Để đảm bảo thời hạn phục vụ cao thì việc chế tạo các rãnh bi và lắp các chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao. Tỷ số truyền cơ cấu lái loại này là không đổ.
1.2.2. Dẫn động lái
Dẫn động lái dùng để truyền lực từ cơ cấu lái và trợ lực lái đến các bánh xe dẫn hướng và quay các bánh xe dẫn hướng đi những góc nhất định.
Tất cả các liên hệ động học và động lực học của các bánh xe dẫn hướng và các trục dẫn hướng có thể thực hiện nhờ dẫn động cơ khí, thủy lực, điện và liên hợp. Dẫn động cơ khí được dùng rộng rãi hơn cả vì cấu tạo đơn giản và có độ tin cậy đối với xe có một cầu dẫn hướng.
1.2.3. Trợ lực lái
Việc điều khiển nhất là đối với ôtô nhiều cầu, cần phải có lực tác dụng trên vành tay lái lớn. Trong những trường hợp ôtô chuyển động ở địa hình hoặc đường xấu, khi áp suất khí nén trong lốp nhỏ hoặc có lốp xe bị hư hỏng thì điều khiển ôtô càng nặng nề hơn. Quá trình điều khiển trở nên dễ dàng khi tăng tỉ số truyền của hệ thống lái. Nhưng khi tỷ số truyền lớn thì việc quay vòng trở nên khó khăn, thậm chí không giảm được sức lực của người lái.
1.3. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe ôtô GAZ – 66
1.3.1. Sơ đồ bố trí chung
Hệ thống lái ôtô GAZ - 66 là hệ thống lái cơ khí có trợ lực thủy lực gồm cơ cấu lái, dẫn động lái cơ khí và trợ lực lái.
- Dẫn động lái cơ khí gồm: vành lái, trục tay lái, vỏ trục lái, đòn quay đứng, cam quay, thanh lái dọc, đòn quay ngang, thanh lái ngang, và các khớp nối. Vỏ trục lái được bắt với ca bin thông qua cơ cấu hình bình hành. Trục lái nối với cơ cấu lái qua bộ truyền các đăng.
- Cơ cấu lái kiểu trục vít lõm - con lăn 3 ren tỉ số truyền 20,5.
- Trợ lực lái thủy lực thủy động có van phân phối bố trí riêng biệt trên đầu thanh lái dọc, xilanh lực đặt ở hình thang lái. Van phân phối kiểu con trượt kiểu 3 gờ có phần tử phản lực loại khoang.
1.3.2. Đặc điểm kết cấu
a. Cơ cấu lái
- Cơ cấu lái kiểu trục vít con lăn, trục vít lõm được lắp chặt với trục của nó và trục được nối với trục vành tay lái qua một trục các đăng khác tốc, đồng thời trục của trục vít gối trên vỏ qua hai ổ côn, con lăn có ba ren được lắp quay trơn trên trục của nó qua hai ổ lăn kim. Trục con lăn được lắp trên giá chữ U và giá chữ U được làm liền với trục của đòn quay đứng, đầu trong của đòn quay đứng có bố trí cơ cấu điều chỉnh khe hở trục vít con lăn theo kiểu ren vít.
b. Dẫn động lái
- Dẫn động lái dùng để truyền lực từ cơ cấu lái và trợ lực lái đến các bánh xe dẫn hướng và quay các bánh xe dẫn hướng đi những góc nhất định.
- Dẫn động lái cơ khí có kết cấu sau: vành lái, trục tay lái, vỏ trục tay lái lắp với giá treo của bàn đạp ly hợp và bàn đạp phanh bằng hai tay đòn và các khớp bản lề.
1.3.3. Nguyên lý làm việc của dẫn động lái ôtô GAZ – 66
a. Khi xe chuyển động thẳng
Vành tay lái ở vị trí trung gian, đòn quay đứng ở vị trí thẳng đứng ở giữa
(vuông góc với mặt đường) còn nằm ở vị trí trung gian trong van phân phối nên nó mở thông đường dầu từ hai khoang xilanh lực và đường dầu về bầu chứa do vậy ở hai khoang xilanh lực có sự đẳng áp và pitston nằm ở vị trí ban đầu cùng với lực giữ của tay lái giữ cho bánh xe ở vị trí chuyển động thẳng ổn định và bơm dầu làm việc không tải (từ bơm dầu®van phân phối®bầu chứa).
b. Khi xe quay vòng
Khi người lái quay vành tay lái sang trái (phải) thì xe thực hiện chuyển động quay vòng sang trái (phải) lực truyền thông qua cơ cấu lái xuống đòn quay đứng làm con trượt dịch chuyển tương đối trong thân van của van phân phối, nhờ đó thay đổi tiết diện lỗ thông với bơm dầu và bình chứa dầu. Việc giảm bớt tiết diện lỗ thông với bơm dầu và bình chứa dầu cùng với việc tăng áp suất dầu ở một trong hai mặt khoang xilanh lực, ở khoang kia do giảm tiết diện lỗ thông với bơm dầu và tăng tiết diện lỗ thông với bình chứa dầu cho nên giữ được áp suất tương ứng với sự cản của bình dầu nối với bình chứa dầu.
d. Khi lực cản quay vòng thay đổi (cảm giác mặt đường)
Cảm giác của người lái về giá trị của lực cản quay vòng trên buồng lái được tạo bởi các buồng phản lực a, b. Những buồng phản lực này nối thông với khoang A và B của xilanh lực nhờ các lỗ trên con trượt. Khi thay đổi áp suất dầu trong các khoang công tác A và B thì áp suất dầu cũng thay đổi trong những khoang tương ứng a hoặc b.
CHƯƠNG 2
CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI
2.1. Sự thay đổi tình trạng kỹ thuật hệ thống lái
Tay lái nặng: Đối với hệ thống lái có trợ lực khi tay lái nặng do bơm trợ lực hỏng hoặc thiếu dầu, rơ ổ bi, thiếu dầu bôi trơn, ổ trụ đứng bị mòn làm sai lệch các góc đặt bánh xe, lốp bơm không đủ áp suất.
* Tay lái bị rơ: Ổ bi côn trong cơ cấu lái bị mòn, bánh vít và trục vít bị mòn, khớp cầu (rô tuyn) bị mòn, bị rơ. Ổ bi moay ơ mòn, khe hở trụ quay đứng lớn.
* Tay lái nặng một bên: Piston van phân phối trợ lực lái chỉnh không đều, nhíp lệch một bên.
* Vành tay lái rơ dọc và rơ ngang: Ổ bi đỡ trụ vô lăng mòn.
* Vô lăng trả không về vị trí cân bằng: Sai góc đặt bánh xe, góc nghiêng ngang và dọc của trụ đứng β, γ, do mòn gây giảm hiệu ứng nghịch (sự tác động ngược lại) từ bánh xe lên vành tay lái.
2.2. Các thông số chẩn đoán
2.2.1. Khái niệm về chẩn đoán kỹ thuật
a. Định nghĩa
Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật: là công tác kỹ thuật nhằm xác định trạng thái kỹ thuật của máy để dự báo tuổi thọ làm việc tiếp tục mà không phải tháo rời máy.
Chẩn đoán kỹ thuật ôtô: là một loài hình tác động kỹ thuật vào quá trình khai thác sử dụng ôtô nhằm bảo đảm cho ôtô hoạt động có độ tin cậy, an toàn và hiệu quả cao bằng cách phát hiện và dự báo kịp thời các hư hỏng và tình trạng kỹ thuật hiện tại mà không phải tháo rời ôtô hay tổng thành máy của ôtô.
b. Ý nghĩa của chẩn đoán kỹ thuật
Chẩn đoán kỹ thuật ôtô có những ý nghĩa chính sau:
- Nâng cao độ tin cậy của xe và an toàn giao thông, nhờ phát hiện kịp thời và dự đoán trước các hư hỏng có thể xảy ra, nhằm giảm thiểu tai nạn giao thông, đảm bảo năng suất vận chuyển.
- Nâng cao độ bền lâu, giảm chi phí về phụ tùng thay thế, giảm hao mòn các chi tiết do không phải tháo rời các tổng thành.
- Giảm được tiêu hao nhiện liệu, dầu nhờn do phát hiện kịp thời để điều chỉnh các bộ phận đưa về trạng thái làm việc tối ưu.
2.2.2. Các thông số dùng chẩn đoán kỹ thuật hệ thống lái
a. Các điều kiện để một thông số ra được dùng làm thông số chẩn đoán
Để các thông số ra được dùng làm thông số chẩn đoán thì phải có ba điều kiện sau:
- Điều kiện đồng tính: thông số được dùng làm thông số chẩn đoán khi nó tương ứng (tỉ lệ thuận) với một kết cấu nào đó. Ví dụ: hàm lượng mạt kim loại trong dầu bôi trơn tỉ lệ thuận với hao mòn các chi tiết cụm máy nên thỏa mãn điều kiện đồng tính.
- Điều kiện mở rộng vùng biến đổi: thông số ra được dùng làm thông số chẩn đoán khi sự thay đổi của nó lớn hơn nhiều so với sự thay đổi của thông số kết cấu mà nó đại diện. Ví dụ: hàm lượng mạt kim loại thay đổi nhiều trong khi hao mòn thay đổi ít nên nó được dùng làm thông số chẩn đoán.
b. Xác định các thông số cơ bản
Một số tiêu chuẩn cơ bản trong kiểm tra hệ thống lái
Tiêu chuẩn châu Âu:
Lực trên vành lái khi có hay không có trợ lực tối đa không vượt quá 600N. Ôtô có tải trọng đặt trên cầu dẫn hướng lớn hơn 3,5 tấn phải có trợ lực.
c. Đo lực lớn nhất đặt lên vành lái
- Để xe đứng yên trên mặt đường tốt và phẳng.
- Đánh lái đến vị trí gần tận cùng, dùng lực kế đo giá trị lực tại đó để xác định giá trị lực vành lái lớn nhất. Nếu xe có trợ lực lái thì động cơ phải hoạt động.
- Dùng lực kế khi đánh lái ở hai phía khác nhau còn cho biết sai lệch khi đánh lái qua phải hay qua trái.
2.3. Các phương pháp và thiết bị chẩn đoán kỹ thuật
2.3.1. Phương pháp và thiết bị chẩn đoán kỹ thuật
a. Các phương pháp chẩn đoán đơn
· Thông qua cảm nhận của các giác quan con người
+ Nghe âm thanh trong vùng con người cảm nhận được
Tiến hành nghe âm thanh cần phải đạt được nội dung sau:
- Vị trí phát ra âm thanh.
- Cường độ và đặc điểm riêng biệt của âm thanh.
- Tần số âm thanh.
+ Dùng cảm nhận mùi
Khi ôtô hoạt động các mùi có thể cảm nhận được là: mùi cháy từ sản phẩm dầu nhờn, nhiên liệu, vật liệu ma sát. Các mùi đặc trưng dễ nhận biết là:
- Mùi khét do dầu nhờn rò rỉ bị cháy xung quanh động cơ, dầu nhờn bị cháy thoát ra theo đường khí xả, các trường hợp này nói lên chất lượng bao kín
bị suy giảm, dầu nhờn bị lót vào buồng cháy.
- Mùi nhiên liệu cháy không hết thải ra theo đường khí xả, hoặc mùi nhiên liệu thoát ra theo đường thông áp của buồng trục khuỷu. Mùi của chúng mang theo mùi đặc trưng của nhiên liệu nguyên thủy. Khi lượng mùi tăng có thể nhận biết rõ ràng thì tình trạng kỹ thuật của động cơ bị xấu nghiêm trọng.
b. Tự chẩn đoán
· Khái niệm về tự chẩn đoán
Tự chẩn đoán là một công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực chế tạo và sản xuất ôtô. Khi các hệ thống và cơ cấu của ôtô hoạt động có sự tham gia của các máy tính chuyên dùng (ECU) thì khả năng tự chẩn đoán được mở ra một cách thuận lợi. Người và ôtô có thể giao tiếp với thông tin chẩn đoán (số lượng thông tin này tuy thuộc vào khả năng của máy tính chuyên dùng) qua các hệ thống thông báo, do vậy các triệu chứng hay sự cố hư hỏng được thông báo kịp thời, không cần chờ đến kỳ chẩn đoán.
· Nguyên lý hình thành hệ thống tự chẩn đoán
Nguyên lý hình thành hệ thống tự chẩn đoán dựa trên cơ sở hệ thống tự động điều chỉnh. Trên các hệ thống tự động điều chỉnh đã có các thành phần cơ bản: cảm biến đo tín hiệu, bộ điều khiển trung tâm, cơ cấu chấp hành. Các bộ phận này làm việc theo nguyên tắc điều khiển mạch kín (liên tục).
· Các hình thức giao tiếp giữa người và xe
+ Bằng tín hiệu đèn hoặc âm thanh (chuông hay còi)
Dạng giao tiếp đơn giản nhất là sử dụng tín hiệu đèn hoặc âm thanh hay cả hai. Thông thường các bộ phận báo hiệu để tại vị trí dễ thấy, dễ nghe như bảng tap lô, màu đèn có màu đỏ là báo nguy hiểm, có màu xanh hoặc màu vàng là báo an toàn.
2.3.2. Phương pháp, thiết bị chẩn đoán và điều chỉnh hệ thống lái
a. Chẩn đoán hệ thống lái liên quan đến hệ thống khác trên xe
· Chẩn đoán hệ thống lái liên quan đến góc đặt bánh xe, hệ thống treo
Tải trọng thẳng đứng có ảnh hưởng rất lớn đến quỹ đạo chuyển động của ôtô, nhất là trên ôtô con. Sự sai lệch lớn giá trị tải trọng thẳng đứng sẽ khó đảm bảo giữ chuyển động của ôtô đi thẳng. Khi quay vòng sẽ làm cho các bánh xe chịu tải khác nhau và có thể sau một thời gian dài gây mài mòn lốp và khó đảm bảo quay vòng chính xác.
· Chẩn đoán hệ thống lái liên quan đến hệ thống phanh
Khi xe chuyển động lực dọc (lực phanh, lực kéo) tác dụng lên bánh xe, nếu các lực này khác nhau hoặc bán kính lăn của bánh xe này không đều sẽ gây hiện tượng lệch hướng chuyển động. Sự lệch hướng này sẽ được khắc phục nếu loại trừ được các khuyết điểm nói trên. Trong trường hợp đã loại trừ được các khuyết điểm nói trên mà hiện tượng vấn còn chứng tỏ sự cố do hệ thống lái.
b. Chẩn đoán và điều chỉnh hệ thống lái
· Chẩn đoán điều chỉnh cơ cấu lái
+ Độ rơ cơ cấu lái
Chẩn đoán cơ cấu lái bằng cách đo độ rơ được thực hiện bằng cách khóa cứng phần bị động cơ cấu lái, xác định độ rơ trên vành lái (tương tự như xác định độ rơ hệ thống lái). Kết hợp việc đo độ rơ hệ thống lái, sử dụng phương pháp suy luận loại trừ, xác định chi tiết bị mòn hay hư hỏng.
+ Xác định khả năng hư hỏng trong toàn bộ góc quay của cơ cấu lái
Nâng toàn bộ bánh xe cầu trước dẫn hướng, quay vành lái tận cùng về bên trái và bên phải, phát hiện các hư hỏng trong cơ cấu lái và độ rơ vành lái ở các vị trí, đặc biệt là các vị trí tận cùng. Việc này xác định có thể dùng cảm nhận lực quay vành tay lái hay dùng lực kế.
* Kiểm tra khe hở hướng kính hình 2.15b.
Hạ kích để bánh xe đứng trên mặt đường. Trị số trên đồng hồ là khe hở hướng kính Du. Du £ 0,75mm, nếu lớn hơn cần phải thay bạc chốt chuyển hướng mới.
· Chẩn đoán hệ thống lái có trợ lực
Để chẩn đoán trước hết ta xác định hiệu quả của trợ lực bằng cách để ôtô đứng yên tại chỗ, không nổ máy, đánh vành tay lái về hai phía cảm nhận lực vành lái. Cho động cơ hoạt động ở số vòng quay khác nhau: chạy chậm, có tải, gần tải lớn nhất, đánh vành lái về hai phía cảm nhận lực vành lái.
- Xác định chất lượng nhờ dụng cụ đo chuyên dùng
Xác định chất lượng hệ thống thủy lực bằng cách dùng đồng hồ đo áp suất sau bơm, hình 2.16
Ví dụ trên ôtô HINO FF các giá trị đo kiểm như sau:
p1 = 50±0,5kg/cm2 (ở 800 vòng/phút)
p2 = 122÷130kg/cm2 (ở 2000 vòng/phút)
p3 = 122kg/cm2 (ở 800 vòng/phút)
Nhờ việc kiểm tra như trên có thể xác định chất lượng bơm, van điều áp và lưu lượng, van phân phối xilanh lực.
CHƯƠNG 3
ỨNG DỤNG FUZZY LOGIC CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI
3.1. Cơ sở lý thuyết Fuzzy logic
3.1.1. Cơ sơ lý thuyết về logic mờ
Có rất nhiều phương pháp được sử dụng để phát hiện hư hỏng trong hệ thống lái. Với các phương pháp đơn giản chỉ có thể xác định được đối tượng có hỏng hay không hỏng. Tuy nhiên, trong thực tế thì các mức độ hư hỏng của đối tượng thường nằm trong một khoảng nào đó như: hỏng nhẹ, hỏng vừa, hỏng nặng. Để có thể xác định chính xác mức độ hư hỏng của đối tượng. Ngày nay, có rất nhiều phương pháp và thiết bị có thể phát hiện các hư hỏng trong hệ thống phanh. Logic mờ hay lý thuyết tập mờ là một lĩnh vực mới và đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như chẩn đoán kỹ thuật, y tế, điều khiển…
a. Ứng dụng của logic mờ trong chẩn đoán kỹ thuật ôtô
Sử dụng logic mờ trong công tác chẩn đoán trạng thái kỹ thuật các hệ thống, cụm chi tiết của ôtô nhằm:
- Chẩn đoán phát hiện nguyên nhân, vị trí, mức độ hư hỏng trong các cụm chi tiết, hệ thống mà không cần tháo rời chúng.
- Đánh giá trạng thái kỹ thuật các cụm chi tiết, hệ thống để kết luận về mức độ “đạt” hay “không đạt”, “cho phép” hay “không cho phép” xe được tiếp tục vận hành.
b. Bộ điều khiển mờ cơ bản
Những thành phần cơ bản của một bộ điều khiển mờ bao gồm khâu Fuzzy hóa, thiết bị thực hiện luật hợp thành và khâu giải mờ. Một bộ điều khiển mờ chỉ gồm ba thành phần như vậy gọi là bộ điều khiển mờ cơ bản.
c. Trình tự giải bài toán Logic mờ
Trình tự giải bài toán logic mờ gồm các bước sau:
- Bước 1: Lập mô hình khảo sát.
- Bước 2: Định nghĩa các biến ngôn ngữ (các biến đầu vào và các biến đầu ra) cùng các tập mờ tương ứng của nó.
- Bước 3: Xây dựng hàm liên thuộc cho các biến ngôn ngữ đầu vào và đầu ra.
- Bước 4: Tính toán độ phụ thuộc của một giá trị rõ.
- Bước 5: Xây dựng luật hợp thành.
3.1.2. Công cụ Fuzzy logic trong Matlab
Giải quyết bài toán chẩn đoán kỹ thuật ôtô bằng fuzzy logic có nhiều phần mềm hỗ trợ. Trong đó, Matlab là một phần mềm có thể giúp ta giải quyết bài toán chẩn đoán kỹ thuật ôtô một cách chính xác, hiệu quả. Để có thể sử dụng Matlab làm công cụ để chẩn đoán kỹ thuật, ta cần tìm hiểu phần fuzzy logic trong Matlab.
a. FIS Editor
FIS Editor cho phép xác định thông số đầu vào, thông số đầu ra, đặt tên các biến vào, các biến ra.
b. Thiết kế khâu Fuzzy
Từ menu Edit, chọn Add input rồi chọn Add output. Cứ làm như vây cho đến khi ta chọn đủ số biến đầu vào và biến đầu ra.
Khi đã chọn xong ta tiến hành đổi tên biến đầu ra và tên biến đầu vào như sau: nhắp vào hình input1, input2… để sửa tên trong ô Name tương ứng. Ví dụ đây ta lấy hai biến đầu vào là Flow và Temp, các biến ngõ ra là Cold và Hot.
Ô Param dùng để nhập thông số cho từng hàm khi nhắp vào hàm. Ô Name dùng để đặt tên cho hàm.
Làm tương tự như vậy đối với biến flow.
Sử dụng Rule Edior để tạo bảng luật điều khiển cho bộ điều khiển mờ. Từ Menu View, chọn Edit Rules để kích hoạt Rule Editor.
3.2. Ứng dụng Fuzzy logic chẩn đoán kỹ thuật hệ thống lái
3.2.1. Khai báo các biến vào
Các thông số chẩn đoán là các biến vào chúng được mờ hóa ở các mức độ khác nhau.
a. Hệ thống cơ khí
* Biến ngôn ngữ “Độ nặng vành tay lái” có các giá trị mờ:
+ Độ nặng vành tay lái mức bình thường (A11): 0¸22 N
+ Độ nặng vành tay lái mức trung bình (A12): 20¸26 N
+ Độ nặng vành tay lái mức nặng (A13): ³ 24 N
* Biến ngôn ngữ “Hành trình tự do của vành lái ở vị trí trung gian của con lăn” có các giá trị mờ:
+ Hành trình tự do mức bình thường (A21): 0¸150
+ Hành trình tự do mức trung bình (A22): 14¸280
+ Hành trình tự do mức lớn (A23): ³ 260
b. Hệ thống thủy lực
* Biến ngôn ngữ “Năng suất bơm dầu” có các giá trị mờ:
+ Năng suất bơm dầu ổn định (A41): 15¸17 lít/phút
+ Năng suất bơm dầu yếu vừa (A42): 10¸16 lít/phút
+ Năng suất bơm dầu yếu (A43): 0¸12 lít/phút
* Biến ngôn ngữ “Tốc độ làm việc của trợ lực lái” có các giá trị mờ:
+ Tốc độ làm việc ổn định (A51): 0¸0,05 s
+ Tốc độ làm việc kém vừa (A52): 0,04¸0,08 s
+ Tốc độ làm việc yếu (A53): ³ 0,7 s
3.2.2. Mờ hóa các biến đầu ra
Các biến đầu ra là tình trạng hư hỏng của hệ thống lái, chúng được mờ hóa ở ba mức độ khác nhau:
Mức độ 1: Bình thường: không cần điều chỉnh, sửa chữa.
Mức độ 2: Hỏng nhẹ: kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa.
Mức độ 3: Hỏng nặng: sửa chữa, thay thế.
3.2.3. Xây dựng các luật hợp thành
Các luật hợp thành thể hiện mối quan hệ giữa các thông số chẩn đoán và vị trí hư hỏng. Các mối liên hệ này được biểu diễn dưới dạng If – Then.
3.3. Chạy chương trình lấy kết quả, nhận xét
3.3.1. Kết quả hệ thống cơ khí
Nhận xét: Từ bảng kết quả ta thấy với A1=15; A2=20; A3=0,5 thì hệ thống cơ khí hỏng ở mức độ 50%.
3.3.2. Kết quả hệ thống thủy lực
Nhận xét: Từ bảng kết quả ta thấy với A4=10; A5=0,05; A6= 3,5 thì hệ thống thủy lực hỏng ở mức 84,7%.
CHƯƠNG 4
CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG LÁI
4.1. Những chú ý khi sử dụng hệ thống lái
Trong quá trình khai thác sử dụng hệ thống lái cần chú ý một số vấn đề sau:
- Hệ thống lái là một hệ thống quan trọng, đảm bảo độ an toàn trong quá trình chuyển động. Vì vậy, trước khi sử dụng người sử dụng phải kiểm tra một cách cẩn thận. Nếu hệ thống lái đảm bảo yêu cầu thì mới được sử dụng, ngược lại cần phải bảo dưỡng, sửa chữa.
- Trong quá trình sử dụng, hệ thống lái làm việc với tần suất nhiều cần phải kiểm tra bảo dưỡng hệ thống lái thường xuyên, đặc biệt là hệ thống lái có trợ lực.
4.2. Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái
4.2.1. Bảo dưỡng thường xuyên
- Kiểm tra độ rơ của tay lái xem có bị kẹt không.
- Kiểm tra xem xét sự bắt chặt của toàn bộ bên ngoài hệ thống.
4.2.2. Bảo dưỡng cấp 1
- Làm hết nội dung của bảo dưỡng thường xuyên.
- Kiểm tra độ bắt chặt và nếu cần thiết siết chặt lại êcu bắt vai chuyển hướng.
4.2.3. Bảo dưỡng cấp 2
- Làm hết nội dung của bảo dưỡng cấp 1.
- Kiểm tra việc lắp chốt và bắt chặt các êcu của chốt hình cầu và của cần gạt chuyển hướng. Kiểm tra nếu cần, siết lại êcu bắt tai kẹp các đăng và êcu bắt vòng chắn dầu của mối ghép then hoa.
- Kiểm tra nếu cần thiết, siết chặt các te của cơ cấu lái với sát xi (với giá bắt) và cột lái với giá đỡ buồng lái. Kiểm tra độ rơ và lực cần thiết để làm quay hệ thống lái, độ bắt chặt tay lái trên trục.
4.3. Những hư hỏng và biện pháp khắc phục
4.3.1. Các hư hỏng thường gặp của hệ thống lái
Một số hiện tượng hư hỏng của hệ thống lái, cách phát hiện, nguyên nhân và phương pháp xử lý được tóm tắt dưới bảng 4.1.
4.3.2. Kiểm tra, sửa chữa hệ thống lái
a. Kiểm tra và điều chỉnh độ rơ vành tay lái
Độ rơ vành tay lái là độ dài cung quay tự do của vành tay lái từ vị trí tác động làm bánh xe bắt đầu chuyển hướng về một phía đến vị trí tác động làm bánh xe chuyển hướng về phía ngược lại. Độ rơ vành lái được kiểm tra khi bánh xe dẫn hướng ở vị trí đi thẳng trên đường bằng.
Việc kiểm tra độ rơ vành tay lái được thực hiện như sau:
1. Kiểm tra và điều chỉnh đúng độ căng dây đai dẫn động bơm thủy lực và mức dầu trong bình chứa của bơm thủy lực.
2. Khởi động động cơ và đặt hai bánh xe trước ở vị trí đi thẳng.
4. Xoay từ từ vành tay lái ngược lại cho đến khi hai bánh xe trước bắt đầu dịch chuyển. Đánh dấu thứ hai trên thước đo thẳng với dấu trên vành tay lái.
5. Khoảng cánh giữa hai dấu trên thước do chính là độ rơ vành lái cần kiểm tra. Nếu vượt quá thông số quy định thì cần phải kiểm tra và điều chỉnh các bộ phận có liên quan.
c. Sửa chữa các chi tiết của hệ thống lái
Sau khi kiểm tra tình trạng rơ lỏng chung của hệ thống lái như trên, nếu không điều chỉnh được hoặc phát hiện các hư hỏng bất thường, cần phải tháo rời các chi tiết của hệ thống lái cũng như hộp tay lái để kiểm tra độ mòn và tìm phương pháp sửa chữa. Dùng vam và các dụng cụ chuyên dùng để tháo các chi tiết ghép chặt như vành tay lái, đòn quay đứng.
KẾT LUẬN
Qua thời gian nghiên cứu và tìm hiểu Fuzzy logic để chẩn đoán kỹ thuật hệ thống lái, được sự giúp đỡ hướng dẫn của thầy giáo : T.S. ……………... cùng các thầy giáo khác, tôi đã hoàn thành nhiệm vụ đồ án được giao theo đúng thời gian quy định. Các nội dung đã thực hiện được trong quá trình thực hiện đồ án là 05 bản vẽ A0, bản thuyết minh nội dung gồm:
Chương 1: Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống lái.
Chương 2: Chẩn đoán kỹ thuật hệ thống lái.
Chương 3: Ứng dụng Fuzzy logic chẩn đoán kỹ thuật hệ thống lái.
Chương 4: Các biện pháp nâng cao độ tin cậy hệ thống lái.
Qua quá trình thực hiện đồ án tôi đã sử dụng Fuzzy logic trong phần mềm MATLAB phục vụ cho đồ án của mình.
Mặc dù đã rất cố gắng, nhưng do trình độ bản thân còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi những sai sót, tôi rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy và các bạn để đồ án của tôi được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn.
Hà nội, ngày ... tháng ... năm 20...
Học viên thực hiện
.....................
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Phúc Hiểu, Võ Văn Hường. Lý thuyết ôtô quân sự. Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự -1983
[2]. Thái Nguyễn Bạch Liên. Kết cấu tính toán ôtô. NXB GTVT-1984
[3]. Phạm Đình Vi , Vũ Đức Lập. Cấu tạo ôtô quân sự tập 2. Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự -1995
[4]. Hướng dẫn đồ án môn học ôtô Lý thuyết kết cấu và tính toán ô tô quân sự phần hệ thống lái. Trường đại học kỹ thuật quân sự – 1977
[5]. Vũ Đức Lập. Sổ tay tra cứu tính năng kỹ thuật ô tô. Học viện Kỹ thuật quân sự
[6]. Nguyễn Khắc Trai. Kỹ thuật chuẩn đoán ôtô. NXB GTVT – 2005
[7]. Phan Thanh Tạo. Giáo trình Matlab. NXB Đà Nẵng – 2005
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"