THIẾT kế mô HÌNH hệ THỐNG CẢNH báo NGUY HIỂM và báo rẻ TRÊN XE ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

ĐỒ ẤN HỆ THỐNG
ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
ĐỀ TÀI:THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐÈN CẢNH
BÁO NGUY HIỂM VÀ BÁO RẼ TRÊN Ô TÔ
Giảng viên hướng dẫn:Th.s PHAN VĂN PHÚC
Lớp: 15DOT07

TP. Hồ Chí Minh, 20 tháng 10 năm 2017


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI
ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ CƠ KHÍ TRONG CÔNG NGHỆ Ô TÔ
1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong nhóm: 2):
2. Tên đề tài :THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG CẢNH BÁO NGUY HIỂM VÀ

BÁO RẺ TRÊN XE Ô TÔ
3. Các dữ liệu ban đầu :
•

•

………………….
…………………….

4. Nội dung nhiệm vụ :
•
•
•

…………………….
……………………
…………………..

5. Kết quả tối thiểu phải có:

1) Bản vẽ 2D in A0 (gồm 3 hình chiếu, có chú thích chi tiết) có chữ ký của
GVHD.
2) Cuốn thuyết minh đề tài in A4 (theo mẫu đính kèm, bao gồm các nội dung
thực hiện và bản vẽ) có đánh giá của GVHD.
3) Bảng vẽ chi tiết 3D (nếu có).
4) Bảng vẽ lắp ráp hệ thống hoặc cụm chi tiết có chú thích (nếu có).
5) Đĩa CD có nội dung thuyết minh và các bản vẽ.
Ngày giao đề tài: ……./……../……… Ngày nộp báo cáo: ……./……../………
TP. HCM, ngày tháng năm 2017
Sinh viên thực hiện

Giảng viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

NGÀNH CN KỸ THUẬT Ô TÔ

2


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ CƠ KHÍ TRONG CÔNG NGHỆ Ô TÔ
Tuần

Nội dung hướng dẫn

Tình hình sinh viên thực
hiện

1
Ca…………
Ngày…………
…
2
Ca…………
Ngày…………
…

3
Ca…………
Ngày…………
…
4
Ca…………
Ngày…………
…
5
Ca…………
Ngày…………
…
6
Ca…………
Ngày…………

3

Ký tên


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

…

7
Ca…………

Ngày…………
…
8
Ca…………
Ngày…………
…
9
Ca…………
Ngày…………
…
10
Ca…………
Ngày…………
…
NHẬN XÉT
CỦA GVHD

ĐỒNG Ý CHO BẢO VỆ

KHÔNG ĐỒNG Ý

4


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc
LỜI CẢM ƠN
e&f

Trong thời gian làm đồ án môn học tính toán thiết kế ô tô, em đã nhận được
nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình các thầy và bạn bè.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.s Phan Văn Phúc, giảng viên trực
tiếp hướng dẫn đồ án của nhóm em, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em
trong suốt quá trình làm đồ án.
Em cũng xin chân thành cảm ơn thầy trong trường HUTECH nói chung,
thầy cô trong Bộ môn Kỹ Thuật Ô Tô nói riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức về
các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp em có được cơ sở lý
thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều
kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành
tốt đồ án của mình.

5


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, CÁC BẢNG
Hình 1.1: Hệ dẫn động 4 bánh
Hình 1.2: Jeep là một trong những mẫu xe đặc trưng sử dụng kiểu 4WD bán thời gian
Hình 1.3: Ở điều kiện làm việc bình thường, 95% mô-men xoắn của Porsche Carrera
được đưa xuống bánh sau
Hình 1.4: Chi tiết bên trong hộp số phụ
Hình 2.1: Bố trí của hộp số phân phối
Hình 2.2: Sơ đồ cấu tạo và truyền lực của xe VAZ . 2121

Hình 2.3: Nút chỉnh chế độ dẫn động
Hình 2.4: Sơ đồ cấu tạo hộp số phân phối 2 cấp
Hình 2.5: Sơ đồ hộp số nhiều cấp với hộp số phụ bố trí phía sau
Hình 2.6: Toyota Fortuner
Hình 3.1: Toyota Fortuner 2.7V 4x4
Hình 3.2: Hệ thống dẫn động hai cầu bán thời gian
Hình 3.3: Hộp số tự động 6 cấp
Hình 4.1: Sơ đồ đặc lực
Hình 4.2: Sơ đồ tính khoảng cách đối với giảm tốc trục vít
Hình 4.3: Lực và hệ trục tọa độ như hình vẽ
Hình 4.4: Biểu đồ momen
Hình 4.5: Sơ đồ ổ lăn
Hình 5.1: Hệ thống hộp số phụ
Hình 5.2: Cơ cấu truyền động 4WD
Hình 5.3: Hệ thống dẫn động 4 bánh của hãng xe Audi
Bảng 1.1: Bảng kích thước động cơ
Bảng 1.2: Bảng thông số động cơ
Bảng 1.3: Thông số của ổ lăn

6


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

7

ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
Giảng viên hướng dẫn :Th.s Phan Văn Phúc
Lớp

:15DOT07

Tên đề tài

:………………………..

Điểm đánh giá : ......................Xếp loại : ....................................................

TP Hồ Chí Minh, ngày

tháng năm 2017

Giáo viên hướng dẫn
(ký tên và ghi rõ họ tên)

8


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
Giảng viên phản biện :..................................................................................

Lớp

: 15DOT07

Tên đề tài
: Tính toán thiết kế hộp số phụ trên ô tô TOYOTA
FORTUNER 2.7V 4x4

Điểm đánh giá : ......................Xếp loại : ....................................................

TP Hồ Chí Minh, ngày

tháng năm 2017

Giảng viên phản biện
(ký tên và ghi rõ họ tên)

9


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc
MỤC LỤC

10


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
CN

Công nghệ

ĐAMH

Đồ án môn học

CK

Cơ khí

SVTH

Sinh viên thực hiện

11


ĐAMH

Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

MỞ ĐẦU
Động cơ sinh ra công suất và mô-men xoắn. Để truyền năng lượng tới các bánh
khiến chúng quay, chiếc xe của bạn cần phải có cơ cấu dẫn động. Tuy nhiên, không
phải tất cả các bánh đều trực tiếp nhận công suất và mô-men xoắn từ động cơ. Tùy
thuộc yêu cầu kỹ thuật giữa các loại xe và tại từng thời điềm mà người ta có những
phương pháp truyền động khác nhau như một cầu (cho 2 bánh) và 2 cầu (cho 4 bánh).
Dẫn động 4 bánh bán thời gian (Part-time 4WD)
Đây hệ dẫn động phổ biến nhất trên các mẫu xe địa hình. Nó hoạt động sau khi
tài xế nhấn nút hoặc chuyển chế độ từ ca-bin. Lúc đó, mô-men xoắn được truyền tới cả
4 bánh. Còn khi chưa được kích hoạt, năng lượng từ động cơ được truyền tới hai bánh
trước hoặc sau.

Hình 1.1:Hệ dẫn động 4 bánh
Khi tài xế chuyển chế độ từ 2 bánh sang 4 bánh trên hộp số phụ, trục trước và
trục sau khóa lại với nhau, dẫn đến các bánh trước và bánh sau quay với cùng một tốc
độ, giúp cải thiện độ bám đường trong điều kiện xe đi thẳng.
Trước khi có vi sai trung tâm, hệ dẫn động này gần như không có cách nào để
các bánh quay với vận tốc khác nhau, tại những khúc cua. Vì vậy, rất ít khi tài xế kích
hoạt chế độ 2 cầu trừ khi xe di chuyển trên những mặt đường trơn trượt (như trên
tuyết) hoặc sa lầy.

12


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

Hệ dẫn động 4 bánh bán thời gian có những điểm đáng lưu ý cần thiết cho những
ai đang sử dụng. Đặc điểm đầu tiên là ở chế độ bình thường, xe dẫn động thông qua
một cầu (2WD), thông thường là cầu sau.
Việc cài cầu hoặc cắt cầu hoàn toàn do tài xế. Khi chuyển sang chế độ 4WD,
năng lượng từ động cơ được truyền cho cả 4 bánh. Trong điều kiện cần thiết, lái xe có
thể chọn chế độ 2 cầu số chậm để cải thiện mô-men xoắn. Hệ dẫn động 4 bán bán thời
gian không bao gồm vi sai trung tâm và được khuyến cáo là không sử dụng trên mặt
đường khô hay quá cứng.

Hình 1.2:Jeep là một trong những mẫu xe đặc trưng
sử dụng kiểu 4WD bán thời gian.
Ưu điểm của hệ dẫn động 4 bánh bán thời gian là đơn giản nên so với các hệ dẫn
động 4 bánh khác, giá thành thấp và không quá phức tạp. Điều này giải thích vì sao nó
lại xuất trên những mẫu xe tiền và ở cấp thấp. Một lợi thế nữa là nó không làm tốn
xăng so với kiểu dẫn động 4 bánh toàn thời gian.
Các mẫu trang bị dẫn động 4 bánh bán thời gian thường có yêu cầu khắt khe là
tài xế phải dừng trước khi chuyển từ chế độ 2 bánh sang 4 bánh. Nó khiến người lái
phải chịu trách nhiệm hoàn toàn vào quyết định cài cầu của mình, tùy thuộc vào địa
hình và thời tiết. Cũng như vậy, chuyện cắt cầu cũng quan trọng không hề kém.
Dẫn động 4 bánh thường xuyên (Permanent 4WD)
Khác với bộ 4WD bán thời gian, kiểu dẫn động này thuộc loại toàn thời gian,
nghĩa là không có chế độ một cầu chủ động. Năng lượng từ động cơ luôn luôn được
truyền tới 4 bánh. Tài xế được hưởng những lợi thế của hệ 4WD trong mọi điều kiện
về địa hình mà không cần lựa chọn chế độ một cầu hay hai cầu.
Ở kiểu này, hệ dẫn động có vi sai trung tâm nên xe hoàn toàn có thể di chuyển trên mặt
đường khô mà không sợ hỏng các thiết bị hoặc bánh bị cứng khi vào cua. Trên một vài
mẫu, vi sai trung tâm có thể bị khóa khi cần độ bám đường, như khi vượt địa hình.

13


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

Về mặt kỹ thuật, vi sai trung tâm là bộ truyền bánh răng hành tinh, có nhiệm vụ
đảm bảo cho các bánh xe hai bên quay với tốc độ khác nhau khi vào cua, hoặc trên
đường không bằng phẳng.
Ưu điểm của dẫn động 4 bánh thường xuyên là không bắt tài xế phải lựa chọn, vì
vậy, họ có thể tập trung cho việc điều khiển xe.

Hình 1.3:Ở điều kiện làm việc bình thường, 95% mômen xoắn của Porsche Carrera được đưa xuống bánh
sau.
Dẫn động toàn thời gian (full-time 4WD)
Hệ dẫn động 4 bánh toàn thời gian (full-time 4WD) tự động phân bổ mô-men
xoắn tới các trục khi cần độ bám đường. Tài xế có thể cài đặt chế độ "Auto 4WD" để
xe tự quyết định khi nào kích hoạt hoặc ngừng kích hoạt chế độ 4 bánh.
Ưu điểm lớn nhất của hệ thống này là xe sẽ tự quyết định việc phân bổ mô-men
xoắn tới trục nào nên tài xế có thể tập trung lái. Tuy nhiên, điểm yếu là trong những
trường hợp địa hình rất hiểm trở, nó cản trở khả năng của tài xế.
Chẳng hạn như do phản ứng nhanh và hoàn toàn tự động nên tài xế gần như
không thể tự chủ khi vượt chướng ngại vật. Trong khi đó, với kiểu bán thời gian thì họ
có thể gài cầu chậm hoặc nhanh tùy theo tình hình.
Hơn nữa, kiểu dẫn động này khá phức tạp, nhiều thiết bị nên đắt hơn.
Dẫn động tất cả các bánh (All-wheel drive)
Kiểu AWD giống như dạng dẫn động 4 bánh thường xuyên, tức là năng lượng
được truyền liên tục tới các bánh. Không có cách nào để tắt chức năng này. Một đặc

điểm nữa là AWD không cần hộp số phụ.

14


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

Hình 1.4: Chi tiết bên trong hộp số phụ
AWD có xu hướng tích hợp thành một gói với trọng lượng nhỏ hơn so với các
kiểu truyền thống. Nguyên lý vận hành của nó là phân bổ mô-men xoắn tới các cầu tùy
theo địa hình. Chẳng hạn như chiếc Porsche 911 Carrera ở điều kiện bình thường có
5% mô-men được đưa tới cầu trước và 95% còn lại xuống cầu sau. Ở những tình
huống cần mô-men tới cầu trước, hệ thống sẽ phân bổ lại sao cho độ bám đường ở
mức tốt nhất.
AWD có mức tiêu hao nhiên liệu khá tốt so với các kiểu dẫn động khác. Đồng
thời, do nhỏ gọn nên các kỹ sư không cần phải đưa gầm xe lên cao. Cuối cùng là do
máy tính tự đảm nhiệm nên tài xế có thể yên tâm lái ở mọi địa hình.
Với những ưu điểm nói trên thì xe sử dụng hai cầu chắc chắn sẽ là xu hướng chung
của thế giới trong tương lai không xa.

15


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô
CHƯƠNG 1

Th.s Phan Văn Phúc

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
 TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG ĐÈN TRÊN XE Ô TÔ

1.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢT VỀ XE….
1.1.1 Đèn chiếu sáng cos- far
Đây là hệ thống đèn được đặt ở đầu xe làm nhiệm vụ chiếu sáng đường đi phía trước
trong điều kiện trời tối, giúp người lái có thể quan sát được tình trạng giao thông,
chướng ngại vật để xử lý. Đây là hệ thống đèn chiếu sáng có cả ở trên ô tô và xe máy.

Hệ thống đèn chiếu sáng này được chia làm hai phần, bao gồm đèn cốt (cos) làm
nhiệm vụ chiếu sáng ở khoảng gần trước đầu xe và đèn pha (far) làm nhiệm vụ chiếu
sáng ở khoảng cách xa hơn. Tuy nhiên, nhiều người lái, đặc biệt là người điều khiển xe
máy, lại không phân biệt được khi nào nên dùng đèn cốt, khi nào nên dùng đèn pha.

16


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

Hệ thống đèn chiếu sáng này được chia làm hai phần, bao gồm đèn cốt (cos) làm
nhiệm vụ chiếu sáng ở khoảng gần trước đầu xe và đèn pha (far) làm nhiệm vụ chiếu
sáng ở khoảng cách xa hơn. Tuy nhiên, nhiều người lái, đặc biệt là người điều khiển xe
máy, lại không phân biệt được khi nào nên dùng đèn cốt, khi nào nên dùng đèn pha.

17

ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

Khi di chuyển trong phố vào buổi tối, người lái phải sử dụng đèn cốt làm đèn chiếu
sáng liên tục để đảm bảo khả năng quan sát và không gây ảnh hưởng tới các phương
tiện đi ngược chiều cũng như cùng chiều. Đèn pha chỉ sử dụng trong trường hợp
không có phương tiện đi ngược chiều hoặc cùng chiều phía trước đầu xe. Người lái
cũng có thể sử dụng thêm đèn pha để hỗ trợ quan sát xa hơn trên đường trường.
1.1.2 Đèn định vị ban ngày

Giờ đây, đèn định vị ban ngày đã trở thành một yêu cầu bắt buộc tại nhiều quốc gia
trên thế giới bởi chức năng tăng khả năng nhận biết cho người điều khiển các phương
tiện giao thông khác. Với các dòng xe máy, ô tô đời mới, đèn định vị ban ngày thường
được áp dụng công nghệ LED để tăng tính thẩm mỹ cũng như khả năng nhận diện.
Tuy nhiên, với một số xe đời cũ thì chỉ được trang bị đèn DRL dạng sợi đốt.
1.1.3 Đèn xi nhan
Đèn xi-nhan trên các loại phương tiện đều được quy đình nằm lệch về hai bên thân xe
và có màu sắc nhận biết là màu cam. Tác dụng của đèn này là để người lái xe báo hiệu
hướng di chuyển của mình cho các phương tiện khác thông qua việc bật/tắt đèn xinhan theo hướng mà mình muốn đi tiếp.

18


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

Đối với một số dòng xe phân khối lớn và ô tô, đèn xi-nhan còn có nhiệm vụ làm đèn
cảnh báo nguy hiểm (hazard light) khi đồng thời cùng bật/tắt liên tục thông qua nút
bấm hình tam giác trên bảng điều khiển. Tại Việt Nam, nhiều người lái đã nhầm tưởng
rằng khi muốn báo hiệu đi thẳng thì bật loại đèn này. Tuy nhiên, điều đó hoàn toàn
không đúng.

19


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

20


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

1.1.4 Đèn hậu
Đèn hậu phía sau đuôi xe được quy định sử dụng màu đỏ để cảnh báo cho các
phương tiện lưu thông phía sau. Chức năng của đèn hậu khá đa dạng như vừa để
tăng khả năng nhận biết cho các phương tiện đi phía sau, vừa làm nhiệm vụ sáng lên
để cảnh báo mỗi khi người lái đạp phanh. Ở các dòng xe cao cấp, lực phanh càng
mạnh thì đèn hậu càng sáng khiến người phía sau có thể nhận biết được tính khẩn

cấp của việc giảm tốc độ. Chính vì thế, đèn hậu khá quan trọng, giúp giảm thiểu được
các va chạm từ phía sau.

Ngoài ra, cụm đèn hậu còn được tích hợp một đèn màu trắng làm đèn cảnh báo xe lùi
khi người lái chuyển về số R. Đây cũng là dấu hiệu để các lái xe phía sau biết rằng xe
phía trước đang ở số lùi và có sự chuẩn bị để tránh làm vướng đường hoặc va chạm.

21


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

1.1.5 Đèn sương mù

Đèn sương mù làm nhiệm vụ tăng khả năng nhận biết cho các phương tiện phía trước
và phía sau trong điều kiện trời nhiều sương hoặc bụi làm giảm khả năng quan sát của
người lái. Đèn sương mù thường được trang bị ánh sáng vàng để tạo đặc trưng nhận
diện. Vị trí đèn sương mù thường đặt thấp phía dưới trước đầu xe để tránh làm chói
mắt người lái chạy đối diện.

22


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

2.1 CÁC HỆ THỐNG BÁO HIỆU TRÊN XE….
2.1.1 ….
- Tăng số lượng các số, do đó tạo khả năng lựa chọn số thích hợp nhất đối với
điều kiện làm việc của xe.
- Tăng hoặc giảm tỷ số truyền để tăng lực kéo hay tốc độ cho bánh xe chủ động.
- Hộp số phụ có thể bố trí phía trước hoặc phía sau hộp số chính. Cấp số của hộp
số chính thường từ 4 - 5 cấp và hộp số phụ có từ 2 - 4 cấp
- Dùng trên những ôtô có một cầu chủ động, có cấu tạo và công dụng như hộp số
phân phối, nhưng khác hộp số phân phối là chỉ truyền momen cho một cầu chủ động.

23


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

2.1.2 ……

Hình 2.5: sơ đồ hộp số nhiều cấp với hộp số phụ bố trí phía sau

24


ĐAMH
Thiết kế CK trong CN ô tô

Th.s Phan Văn Phúc

Cách sử dụng hộp số phụ trên xe Toyota Fortuner 2.7V 4x4

Hình 2.6: Toyota Fortuner
Chức năng của hộp số phụ là phân chia công suất cho các bánh xe nhằm giúp xe
có thể chạy ổn định và vượt qua những địa hình khó khăn. Trên xe Toyota Fortuner ,
cần số phụ bố trí phía trước cần hộp số chính với các kí hiệu trên đầu cần số là “H”,
“HL” , “N” và “LL”.
Ý nghĩa kí hiệu trên cần hộp số phụ:
“H” (High - vị trí tốc độ cao): chế độ lái bình thường trên mặt đường khô và cứng.
Chế độ này đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn : tiết kiệm nhiên liệu, giảm tiếng ồn và sự
ăn mòn. Chế độ này thường sử dụng nhất. Ở chế độ này chiếc Toyota Fortuner 2.7V
4x4 chỉ tiêu tốn 12 lít/100km.
“HL” (High Lock - vị trí tốc độ cao, khóa vi sai trung tâm): Sử dụng trên các địa
hình trơn trượt: đường đất, cát, đá gồ ghề, đường đóng băng, tuyết phủ.
“N” (Neutral - vị trí trung gian): Xe phải dừng lại hoàn toàn trước khi chuyển qua
chế độ “N”. Ở vị trí này công suất không được truyền xuống các bánh xe.
“LL” (Low lock - vị trí tốc độ thấp, khóa vi sai trung tâm): Sử dụng chế độ này khi
25