XÂY DỰNG và mô PHỎNG hệ THỐNG lái TRỢ lực điện TRÊN ô tô HIỆN đại

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
----- -----

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
XÂY DỰNG VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN
TRÊN Ô TÔ HIỆN ĐẠI

Giáo viên hướng dẫn : Phạm Văn Kiêm
Sinh viên thực hiện : Trần Hữu Thăng
Lớp

: ĐLK7
Hưng Yên, tháng 6 năm
2013


NỘI DUNG ĐỒ ÁN
PHẦN I :MỞ ĐẦU
PHẦN II :NỘI DUNG
CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG II: YÊU CẦU THAY ĐỔI TỶ SỐ TRUYỀN
CHƯƠNG II: YÊU CẦU THAY ĐỔI TỶ SỐ TRUYỀN
CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN
CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN
CHƯƠNG IV ::MÔ PHỎNG SỐ
CHƯƠNG IV MÔ PHỎNG SỐ
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
 Giới thiệu hệ thống lái.
 Công dụng:
- Giữ ôtô chuyển động theo một hướng xác định nào đó.
- Thay đổi hướng chuyển động khi cần.
 Yêu cầu:

- Đảm bảo chuyển động ổn định.
- Giảm được các va đập.
- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện
 Phân loại:
- Theo cách bố trí vành lái
- Theo số lượng cầu dẫn hướng
- Theo kết cấu của cơ cấu lái
- Theo kết cấu và nguyên lý làm việc của bộ trợ lực


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
 Các hệ thống có trợ lực lái
Người điều
khiên

Hệ thống lái

Bánh xe

Trợ lực lái

Sơ đồ nguyên lý của hệ thống lái có trợ lực
Yêu cầu chung:
-Giảm nhẹ cường độ lao động cho người lái.
-Tăng tính an tồn cho hệ thống điều khiển lái .
-Khi bộ trợ lực hỏng thì hệ thống lái vẫn phải làm việc được.


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

 Hệ thống lái trợ lực thủy lực
 Ưu điểm:
-Điều khiển nhẹ nhàng
-Làm việc tin cậy có độ bền
cao, chịu được va đập nhẹ.

 Nhược điểm:
-Yêu cầu về độ kín khít cao
-Lãng phí cơng suất động cơ khi khơng cần trợ
lực
-Làm việc ồn và dầu trợ lực gây ô nhiểm môi
trường


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

 Hệ thống lái trợ lực điện
 Ưu điểm:

Cảm biến
mômen

-Điều khiển nhẹ nhàng
-Làm việc êm dịu
-Hiệu suất cao.
-Nhỏ gọn lắp dặt dễ dàng.
 Nhược điểm:
-Chế tạo phức tạp
-Chịu va đập kém
-Giá thành cao.

Motor trợ lực
ECU


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

 Đánh giá:

-Hệ thống lái trợ lực điện EPS có khả năng xử lý rộng rãi nhiều thông tin liên quan tới
khả năng quay vịng của ơ tơ, hồn thiện chất lượng điều khiển và quay vịng,
- Khơng phụ thuộc vào tốc độ làm việc của động cơ,
-Tạo ra được tỉ số truyền lực của hệ thống thay đổi theo tốc độ của xe
-Hệ thống lái trợ lực điện đã đáp ứng được yêu cầu về tỉ số truyền lái thay đổi.


CHƯƠNG II: YÊU CẦU THAY ĐỔI TỶ SỐ TRUYỀN

Tỷ số truyền động học.

δ st

i=
δ

δ ST : là góc quay của vơ lăng
δ

: là góc quay của bánh xe dẫn hướng

δ st

Tỷ số truyền động lực.

M sat
if =
Ms + Ma

Msat:Mô men trả lái
MS :Mômen người lái tác dụng vô lăng
Ma :Mômen trợ lực

δ


CHƯƠNG II: YÊU CẦU THAY ĐỔI TỶ SỐ TRUYỀN
Phân tích ảnh hưởng của các lực và mômen tác dụng lên bánh xe.
 Quan hệ giữa lực dọc và độ trượt
dọc

Bánh xe trước:

Fxf = Cσ1.σx1

Bánh xe sau:

Fxr = Cσ2.σx2

 Quan hệ giữa lực ngang và góc lệch bên
Bánh xe cầu trước: Fy1 = Cα1.α1
Bánh xe cầu sau: Fy2 =
Cα2.α2 hệ giữa góc đặt bánh xe, biến dạng của lốp và mơmen trả lái
Quan
về.

MSat = (tp + tm)Fy1


CHƯƠNG II: YÊU CẦU THAY ĐỔI TỶ SỐ TRUYỀN

Lực và góc lệch bên của bánh xe dẫn hướng

Khoảng Caster và biến dạng của lốp


CHƯƠNG II: YÊU CẦU THAY ĐỔI TỶ SỐ TRUYỀN
 Mô hình một
vết.

′
ψ′
Theo phương Ox: -m cosβ + mv( + β )sinβ – Fy1sinδ+ (Fx1 – Ff1) cosδ + Fx2 - Ff2 = 0

′
ψ′
Theo phương Oy: -m sinβ - mv( + β )cosβ + Fy1cosδ + (Fx1 – Ff1) sinδ = 0

Đối với trọng tâm T: -Iz + Fy1acosδ + (Fx1 – Ff1) asinδ - Ff2b = 0
=>Ta có được phương trình sau:
-m(sinβ+cosβ)+mv(ψ ′ + β ′)(sinβ-cosβ)+Fy1(cosδ–sinδ)+Fx2+(Fx1– Ff1)(sinδ+cosδ)–Fw-Ff2=0


CHƯƠNG II: YÊU CẦU THAY ĐỔI TỶ SỐ TRUYỀN
 Quan hệ động
học.


CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI
TRỢ LỰC ĐIỆN
Các kiểu hệ thống lái trợ lực điện.


CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI
TRỢ LỰC ĐIỆN
Các kiểu hệ thống lái trợ lực điện.


CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI
TRỢ LỰC ĐIỆN
Các kiểu hệ thống lái trợ lực điện.


CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI

TRỢ LỰC ĐIỆN
Thông số kĩ thuật tham khảo của xe KIA MORNING.
Thông số
Dài-rộng-cao tổng thể (mm)

Giá trị
3495-1595-1480

Chiều dài cơ sở (mm)

2690

Chiều rộng cơ sở trước/sau (mm)

1400/1385

Hộp số sàn

5 số

Cỡ lốp

165/60/R14

Tỷ số truyền của cơ cấu lái

20

Độ cứng bên của lốp

36000

Tỷ số truyền của bộ truyền cơ khí

13.65

Bán kính vành tay lái (mm)

180

Mơmen qn tính với trục Z của ơ
tơ (Kg.m2)

1925

Vận tốc cực đại(km/h)

160


CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI
TRỢ LỰC ĐIỆN
Đặc điểm kết cấu nguyên lý làm việc của hệ thống lựa chọn.

Cơng thức tính mơmen của motor:
M= I x Km
Km: Hệ số mômen của motor

n : Tốc độ quay của roto
M : Mơmen xoắn của motor

I : Dịng điện tức thời của motor
U : Điện áp cung cấp cho motor


CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI
TRỢ LỰC ĐIỆN
Đặc điểm kết cấu nguyên lý làm việc của hệ thống lựa chọn.


CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI
TRỢ LỰC ĐIỆN
Đặc điểm kết cấu nguyên lý làm việc của hệ thống lựa chọn.


CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI
TRỢ LỰC ĐIỆN
Mơ hình tính tốn hệ thống lái trợ lực điện xe KIA MORNING.

J cθ c′′ = − K cθ c − Bcθ c′ + K c

θm
+ Ms
N

2
Rp
θ m  Kc K r Rp 
′′
J eqθ m = K c
− 2 +

− B θ ′ + Km Im −
Fr
2 ÷
N
÷ eq m
N 
N 
N

Với:

J eq = J m +

Beq = Bm +

2
Rp

N

2

2
Rp

N2

Mr

Br

N .xr
θm =
Rp
Ft =

M Sat
ln


CHƯƠNG IV: MƠ PHỎNG SỐ
Mơ đích mơ phỏng.

Giới thiệu về phần mềm Matlab&Simulink.

 Công cụ Simulink.
 Khời động và giao diện chương trình.


CHƯƠNG IV: MƠ PHỎNG SỐ
Trình tự thực hiện mơ phỏng gồm các bước sau:


CHƯƠNG IV: MƠ PHỎNG SỐ
Xây dựng chương trình mơ phỏng.


CHƯƠNG IV: MƠ PHỎNG SỐ
Xây dựng chương trình mơ phỏng.

CHƯƠNG IV: MƠ PHỎNG SỐ
Xây dựng chương trình mơ phỏng.