Tài liệu 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 Thiếết kếế 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) 1 ĐAMH Thiếết kếế CK trong CN ô tô Th.s Phan Văn Phúc NGÀNH CN KỸ THUẬT Ô TÔ 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………… … 2 Ký tên ĐAMH Thiếết kếế CK trong CN ô tô Th.s Phan Văn Phúc 6 Ca………… Ngày………… … 7 Ca………… Ngày………… … 8 Ca………… Ngày………… … 9 Ca………… Ngày………… … 10 Ca………… Ngày………… … NHẬN XÉT CỦA GVHD ĐỒNG Ý CHO BẢO VỆ KHÔNG ĐỒNG Ý 3 ĐAMH Thiếết kếế CK trong CN ô tô Th.s Phan Văn Phúc LỜI CẢM ƠN eee 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. 4 ĐAMH Thiếết kếế 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 5 ĐAMH Thiếết kếế CK trong CN ô tô Th.s Phan Văn Phúc 6 ĐAMH Thiếết kếế 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) 7 ĐAMH Thiếết kếế 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) 8 ĐAMH Thiếết kếế CK trong CN ô tô Th.s Phan Văn Phúc MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN....................................................................................................................4 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, CÁC BẢNG..................................................................5 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT....................................................................................................10 MỞ ĐẦU................................................................................................................................................11 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI..................................................................................................15 1.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢT VỀ XE…...................................................................................................15 1.1.1 Đèn chiếu sáng cos- far.............................................................................................................15 1.1.2 Đèn định vị ban ngày................................................................................................................17 1.1.3 Đèn xi nhan...............................................................................................................................17 1.1.4 Đèn hậu.....................................................................................................................................20 1.1.5 Đèn sương mù...........................................................................................................................21 2.1 CÁC HỆ THỐNG BÁO HIỆU TRÊN XE…....................................................................................22 2.1.1 …..............................................................................................................................................22 2.1.2 …….........................................................................................................................................23 CHƯƠNG 2 ĐÈN CẢNH BÁO NGUY HIỂM (HAZARD)...........................................26 2.1 ……..................................................................................................................................................26 2.1.1 ……..........................................................................................................................................26 2.1.2 ……..........................................................................................................................................27 2.1.3 ……..........................................................................................................................................27 2.1.4 ……..........................................................................................................................................28 2.2 ……..................................................................................................................................................28 CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG BÁO RẼ................................................................................32 3.1 …......................................................................................................................................................32 3.2 ……..................................................................................................................................................34 3.2.1 …………..................................................................................................................................34 3.2.2 ………......................................................................................................................................34 3.2.3 …………..................................................................................................................................37 CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN.....................................................41 4.1 …......................................................................................................................................................41 4.1.1 …..............................................................................................................................................41 9 ĐAMH Thiếết kếế CK trong CN ô tô Th.s Phan Văn Phúc 4.1.2 ……..........................................................................................................................................41 4.1.3 …..............................................................................................................................................41 4.1.4 ……..........................................................................................................................................43 4.2 …......................................................................................................................................................46 4.2.1 ……..........................................................................................................................................46 4.2.2 …..............................................................................................................................................48 4.2.3 ……..........................................................................................................................................48 4.2.4 ……..........................................................................................................................................48 4.2.5 ……..........................................................................................................................................49 4.2.6 ……..........................................................................................................................................50 CHƯƠNG 5:LẮP ĐẶT VÀ SỬA CHỮA.......................................................................53 5.1 Kết luận.............................................................................................................................................53 5.2 Hướng phát triển...............................................................................................................................54 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................56 10 ĐAMH Thiếết kếế CK trong CN ô tô Th.s Phan Văn Phúc 11 ĐAMH Thiếết kếế 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 12 ĐAMH Thiếết kếế 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. 13 ĐAMH Thiếết kếế 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 14 ĐAMH Thiếết kếế CK trong CN ô tô Th.s Phan Văn Phúc một vài mẫu, vi sai trung tâm có thể bị khóa khi cần độ bám đường, như khi vượt địa hình. 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) 15 ĐAMH Thiếết kếế CK trong CN ô tô Th.s Phan Văn Phúc 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. 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. 16 ĐAMH Thiếết kếế 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 thốống đèn được đặt ở đâầu xe làm nhiệm vụ chiếốu sáng đường đi phía trước trong điếầu kiện trời tốối, giúp người lái có thể quan sát đ ược tnh tr ạng giao thống, chướng ngại vật để xử lý. Đây là hệ thốống đèn chiếốu sáng có cả ở trến ố tố và xe máy. Hệ thốống đèn chiếốu sáng này được chia làm hai phâần, bao gốầm đèn cốốt (cos) làm nhiệm vụ chiếốu sáng ở khoảng gâần trước đâầu xe và đèn pha (far) làm nhiệm vụ chiếốu sáng ở khoảng cách xa hơn. Tuy nhiến, nhiếầu người lái, đặc biệt là người điếầu khi ển xe máy, lại khống phân biệt được khi nào nến dùng đèn cốốt, khi nào nến dùng đèn pha. 17 ĐAMH Thiếết kếế CK trong CN ô tô Th.s Phan Văn Phúc Hệ thốống đèn chiếốu sáng này được chia làm hai phâần, bao gốầm đèn cốốt (cos) làm nhiệm vụ chiếốu sáng ở khoảng gâần trước đâầu xe và đèn pha (far) làm nhiệm vụ chiếốu sáng ở khoảng cách xa hơn. Tuy nhiến, nhiếầu người lái, đặc biệt là người điếầu khi ển xe máy, lại khống phân biệt được khi nào nến dùng đèn cốốt, khi nào nến dùng đèn pha. 18 ĐAMH Thiếết kếế CK trong CN ô tô Th.s Phan Văn Phúc Khi di chuyển trong phốố vào buổi tốối, người lái phải sử dụng đèn cốốt làm đèn chiếốu sáng liến tục để đảm bảo khả năng quan sát và khống gây ảnh hưởng tới các phương tện đi ngược chiếầu cũng như cùng chiếầu. Đèn pha chỉ sử dụng trong trường hợp khống có phương tện đi ngược chiếầu hoặc cùng chiếầu phía trước đâầu xe. Người lái cũng có thể sử dụng thếm đèn pha để hốỗ trợ quan sát xa hơn trến đ ường trường. 1.1.2 Đèn định vị ban ngày Giờ đây, đèn định vị ban ngày đã trở thành một yếu câầu băốt buộc tại nhiếầu quốốc gia trến thếố giới bởi chức năng tăng khả năng nhận biếốt cho người điếầu khi ển các phương tện giao thống khác. Với các dòng xe máy, ố tố đời mới, đèn định vị ban ngày thường được áp dụng cống nghệ LED để tăng tnh thẩm myỗ cũng như khả năng nhận diện. Tuy nhiến, với một sốố xe đời cũ thì chỉ được trang bị đèn DRL dạng s ợi đốốt. 1.1.3 Đèn xi nhan Đèn xi-nhan trến các loại phương tện đếầu được quy đình năầm lệch vếầ hai bến thân xe và có màu săốc nhận biếốt là màu cam. Tác dụng của đèn này là để người lái xe báo hiệu hướng di chuyển của mình cho các phương tện khác thống qua việc bật/tăốt đèn xi-nhan theo hướng mà mình muốốn đi tếốp. 19