Thiết kế mô hình hệ thống lái phục vụ giảng dạy ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

Do đó người ta không ngừng cái tiến hệ thống lái để nâng cao tính năng của nó.Vậy để đảm bảo được các yêu cầu này thì cần tìm hiểu kỹ kết cấu của hệ thống lái,nguyên lý hoạt động, các cá

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÁI PHỤC VỤ GIẢNG DẠY

NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

NGÀNH : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: PGS.TS HOÀNG ANH TUẤN

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II TÓM TẮT ĐỒ ÁN III ABSTRACT IV MỤC LỤC V DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VII DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH VIII DANH SÁCH CÁC BẢNG XI

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1

1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

1.5 Kết quả đạt được 2

1.6 Bố cục của đồ án 3

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐỀ TÀI 4

2.1 Giới thiệu hệ thống lái trợ lực điện trên xe toyota Vios 4

2.1.1 Cấu tạo trợ lực lái điện Toyota Vios 4

2.1.2 Phân tích các thông số trong hệ thống lái 5

2.2 Kết cấu và hoạt động của hệ thống 9

2.3 Các cảm biến trong hệ thống lái trợ lực điện 12

2.3.1 Cảm biến tốc độ đánh lái có 2 loại 12

2.3.3 Cảm biến tốc độ ôtô 16

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN 21

3.1 Thông số kỹ thuật cần thiết kế 21

3.2 Lựa chọn phương án thiết kế 21

3.3 Tính toán giá đỡ mô hình 23

3.4 Tính toán, lựa chọn các bộ phận cấu thành mô hình 24

3.5 Thi công lắp ráp mô hình 30

3.6 Kiểm tra, thực nghiệm, đánh giá mô hình 39

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 48

4.1 Kết luận 48

4.2 Hướng phát triển 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ĐATN: Đồ án tốt nghiệp

DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Cấu tạo trợ lực lái điện Toyota Vios 4

Hình 2.2 Hộp điều khiển trợ lực lái 5

Hình 2.3 Hình dạng sóng 1 8

Hình 2.4 Hình dạng sóng 2 9

Hình 2.5 Trợ lực lái điện với motor trợ lực trên trục lái 10

Hình 2.6 Hộp giảm tốc dùng cho trợ lực lái 10

Hình 2.7 Sơ đồ trợ lực lái có hộp giảm tốc đặt ngay trên trục lái 11

Hình 2.8 Cấu tạo và tín hiệu của cảm biến tốc độ đánh lái 12

Hình 2.9 Cảm biến tốc độ đánh lái (góc đánh lái) loại Hall 13

Hình 2.10 Sơ đồ đặc tính và các vị trí làm việc của cảm biến mô men lái loại lõi thép trượt 14

Hình 2.11 Vị trí lắp, cấu trúc và đặc tính của cảm biến mô men lái loại lõi thép xoay 15

Hình 2.12 Cấu tạo cảm biến mômen lái loại 4 vành dây 15

Hình 2.13 Sơ đồ nguyên lý và xung của cảm biến mômen lái loại 4 vành dây 16

Hình 2.14 Cảm biến loại công tắc lưỡi gà 17

Hình 2.15 Cảm biến loại từ điện 18

Hình 2.16 Cảm biến loại quang điện 18

Hình 2.17 Cảm biến tốc độ ôtô loại MRE 19

Hình 3.1 Mô hình hệ thống lái trợ lực điện tham khảo 22

Hình 3.2 Thông số kỹ thuật của giá đỡ mô hình tham khảo 22

Hình 3.3 Thông số kỹ thuật của giá đỡ mô hình thiết kế 23

Hình 3.4 Vô lăng Toyota Vios 24

Hình 3.5 Thước lái Toyota Vios 25

Hình 3.6 Cụm trục lái và motor của Toyota Vios 25

Hình 3.7 Trục lái Toyota Vios 26

Hình 3.8 Hộp ECU của Toyota Vios 27

Hình 3.9 Cầu chì 27

Hình 3.10 Khóa điện 28

Hình 3.11 Đồng hồ V-A 28

Hình 3.12 Tấm mica 29

Hình 3.13 Sắt lỗ chữ V 30

Hình 3.14 Lắp khung giá đỡ 30

Hình 3.15 Vệ sinh và sơn lại các chi tiết 31

Hình 3.16 Lắp cụm trục lái và motor điện , tấm bảng mica trên khung giá đỡ 31

Hình 3.17 Chạy các đường dây điện cho mô hình 32

Hình 3.18 Mạch điện cảm biến mô men xoắn và motor 32

Hình 3.19 Dây điện cảm biến mô men xoắn 33

Hình 3.20 Chân giắc cảm biến mô men xoắn trong sơ đồ mạch điện Toyota Vios 33 Hình 3.21 Chân giắc cảm biến mô men gắn vào hộp ECU 34

Hình 3.22 Dây điện của motor điện 34

Hình 3.23 Chân giắc motor Toyota Vios 35

Hình 3.24 Dây nối cấp nguồn cho ECU khi mở khóa 35

Hình 3.25 Chân cấp nguồn cho ECU khi mở khóa trong sơ đồ mạch điện của Toyota Vios 36

Hình 3.26 Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển trên Toyota vios của hãng 36

Hình 3.28 Hoàn thiện mặt trước của mô hình 38

Hình 3.29 Hoàn thiện mặt sau của mô hình 38

Hình 3.30 Chuẩn bị quá trình test 39

Hình 3.31 Chân 5-6 khi vô lăng thẳng lái 40

Hình 3.32 Chân 5-6 khi vô lăng sang phải 40

Hình 3.33 Chân 5-6 khi vô lăng sang trái 41

Hình 3.34 Chân 5-7 41

Hình 3.35 Chân 5-8 khi vô lăng thẳng lái 42

Hình 3.36 Chân 5-8 khi vô lăng sang phải 42

Hình 3.37 Chân 5-8 khi vô lăng sang trái 43

Hình 3.38 Chân 6 - 7 khi vô lăng thẳng lái 44

Hình 3.39 Chân 6 - 7 khi vô lăng sang phải 44

Hình 3.40 Chân 6 - 7 khi vô lăng sang trái 45

Hình 3.41 Chân 6 - 8 45

Hình 3.42 Chân 7 - 8 khi vô lăng thẳng lái 46

Hình 3.43 Chân 7 - 8 khi vô lăng sang phải 47

Hình 3.44 Chân 7 - 8 khi vô lăng sang trái 47

DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1 Bảng đo thông số của hộp điều khiển 6 Bảng 2.2: Hướng dẫn cài đặt thiết bị đo dạng sóng 1 8 Bảng 2.3: Hướng dẫn cài đặt thiết đo dạng sóng 2 9

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề

Ngày nay ô tô được sử dụng ở tốc độ cao, vấn đề an toàn chuyển động ngàycàng được quan tâm nhiều hơn Trong cấu tạo ô tô, hai hệ thống được coi là quantrọng nhất đảm bảo an toàn chuyển động là hệ thống lái và hệ thống phanh

Hệ thống lái có chức năng điều khiển hướng chuyển động của ô tô, đảm bảotính năng ổn định chuyển động thẳng cũng như quay vòng của bánh xe dẫn hướngtrên ô tô Trong quá trình chuyển động hệ thống lái có ảnh hướng rất lớn đến độ antoàn chuyển động và quỹ đạo chuyển động của ô tô, đặc biệt đối với các xe có tốc độcao Do đó người ta không ngừng cái tiến hệ thống lái để nâng cao tính năng của nó.Vậy để đảm bảo được các yêu cầu này thì cần tìm hiểu kỹ kết cấu của hệ thống lái,nguyên lý hoạt động, các cách điều chỉnh hệ thống lái trợ lực điện Nhằm nâng caohiệu quả học tập và nghiên cứu hệ thống lái trợ lực điện trên xe ô tô cần thực hiệntính toán thiết kế hệ thống Chính vì vậy, nhóm em đã đi chọn đề tài “Thiết kế môhình hệ thống lái phục vụ giảng dạy ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô”

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu nhóm thực hiện đề tài nhằm để nghiên cứu, thiết kế và tìm hiểu rõ hơn

về hệ thống lái trợ lực điện và tìm hiểu sơ bộ một số loại trợ lực khác được trang bịtrên ô tô Bên cạnh điều này nhóm tập làm quen và trao dồi học hỏi kinh nghiệm làmviệc với một tập thể từ việc quản lý phân công đến hỗ trợ giúp đỡ lẫn nhau Đây làmột trong những không gian để sinh viên có thể học tập, thoải mái sáng tạo và họchỏi lẫn nhau để hướng tới kết quả vượt qua “Đồ án tốt nghiệp” cũng như hiểu rõ vànắm được những kiến thức về hệ thống lái có trợ lực trên ô tô góp phần phục vụ chocông việc sau này và giúp cho chúng em có thêm kinh nghiệm làm báo cáo, cũngnhư sử dụng một số phần mềm,… từ những kinh nghiệm quý giá này sẽ góp phần đểsau này chúng em khi đi làm giảm bớt những khó khăn trong công việc trên chặngđường dài sắp tới

1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tìm hiểu, khảo sát hệ thống lái ô tô có trợ lực điện;

- Lựa chọn phương án thiết kế điện;

- Tính toán thiết kế giá đỡ mô hình;

- Tính toán thiết kế sơ đồ mạch điện;

- Thi công lắp ráp mô hình;

- Viết báo cáo tốt nghiệp;

- Thiết kế Powerpoint, Poster

1.4 Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập và đọc hiểu các tài liệu liên quan như sách, các bài báo và internet;

- Tìm hiểu hệ thống lái trợ lực điện trong giáo trình của trường.;

- Nghiên cứu phần mềm AutoCad

- Tính toán thiết kế hệ thống lái trợ lực điện theo giáo trình và một số tài liệu khác

- Dùng phần mềm AutoCad để vẽ giá đỡ mô hình

1.5 Kết quả đạt được

- Hiểu cách thức hoạt động, mô hình chế tạo làm việc mượt mà, hiệu quả, tính ổn

định tốt, độ linh hoạt cao, giá thành rẻ

- Cuốn báo cáo đồ án tốt nghiệp;

- Mô hình hệ thống lái trợ lực điện;

- Bản vẽ, sơ đồ mạch điện, cấu tạo của mô hình hệ thống lái trợ lực điện;

- Poster, PowerPoint trình bày đồ án tốt nghiệp

1.6 Bố cục của đồ án

- Chương 1: Giới thiệu đề tài

- Chương 2: Cơ sở lý thuyết về đề tài

- Chương 3: Thiết kế mô hình hệ thống lái trợ lực điện

- Chương 4: Kết luận và hướng phát triển

- Tài liệu tham khảo

- Phụ Lục

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐỀ TÀI

Ngày nay ô tô được sử dụng ở tốc độ cao, vấn đề an toàn chuyển động ngàycàng được quan tâm nhiều hơn Trong cấu tạo ô tô, hai hệ thống được coi là quantrọng nhất đảm bảo an toàn chuyển động là hệ thống lái và hệ thống phanh

Để đảm bảo tiện ích trong quá trình lái, hầu hết các ô tô hiện nay được trang

bị thêm trợ lực lái

2.1 Giới thiệu hệ thống lái trợ lực điện trên xe toyota Vios

Trợ lực tay lái điện tử Electric power assisted steering (EPS/EPAS) hay Motor driven power steering (MDPS).

2.1.1 Cấu tạo trợ lực lái điện Toyota Vios

Hình 2.1 Cấu tạo trợ lực lái điện Toyota Vios

(1) Cơ cấu lái, (2) Motor điện DC, (3) Bộ cảm biến lái, (4) Cảm biến tốc độ, (5) Bộ

kiểm soát tốc độ, (6) Đèn báo EPS, (7) Đường dẫn điện.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái trợ lực điện xeToyota Vios được dựa

trên tín hiệu về cảm biến mô men nằm trong cụm trợ lực lái Khi người lái tác dụnglên vô lăng thực hiện việc chuyển hướng, dưới tác dụng của phản lực từ mặt đườngqua bánh xe, thước lái tác dụng lên thanh xoắn nằm trong cụm trợ lực điện Cảmbiến mô men có tác dụng đo mô men đánh lái (độ biến dạng của thanh xoắn) từ đógửi tín hiệu về hộp điều khiển Căn cứ vào tín hiệu của cảm biến mô men hộp điềukhiển đưa ra dòng điện điều khiển mô tơ trợ lực đủ lớn để hỗ trợ việc xoay trục taylái theo chiều của người lái điều khiển, vì vậy lực đánh lái sẽ được hỗ trợ và trở lênnhẹ hơn rất nhiều

2.1.2 Phân tích các thông số trong hệ thống lái

Hình 2.2 Hộp điều khiển trợ lực lái

(Nguồn: Internet)

Bảng 2.1 Bảng đo thông số của hộp điều khiển

Kí hiệu Mô tả thiết bị Điều kiện Điều kiện cụ

thể

Giá trị thựcđoPIG (A19-1) -

PGND (A19-2) Cầu chì EPS Luôn luôn 11 to 14 V 13VPGND (A19-2) -

Body ground Nối mass Luôn luôn Dưới 1 Ω 0.12 Ω

M1 (b11)

-PGND (A19-2)

Motor trợ lựclái

Khi bật công tắc,xoay vô lăngsang tráiKhi bật công tắc,xoay vô lăngsang phải

Khi bật công tắc,xoay vô lăngsang tráiKhi bật công tắc,xoay vô lăngsang phải

Tạo xung(Xem dạngsóng 1)

IG (D316)

-PGND (A19-2)

Cầu chìECU-IG bật công tắc 11 to 14 V 12.7 V

TRQ1 (c1 5)

-PGND (A19-2)

Bộ cảm biếnmô-menxoắn

Bật công tắc,đánh vô lăngsang trái và phải 0.3 to 4.7 V

2.52 V

TRQV (c16)

-PGND (A19-2)

Bộ cảm biếnmô-menxoắn

Bật công tắc 7.5 to 8.5 V 8 V

TRQ2 (c17)

-PGND (A19-2)

Bộ cảm biếnmô-menxoắn

Bật công tắc,đánh vô lăngsang trái và phải 0.3 to 4.7 V

2.55 V

TRQG (c18)

-PGND (A19-2)

Bộ cảm biếnmô-menxoắn

Dạng sóng 1

Hình 2.3 Hình dạng sóng 1

(Nguồn: Internet)

Bảng 2.2 Hướng dẫn cài đặt thiết bị đo dạng sóng 1

Cài đặt công cụ 5 V/DIV, 1 ms/DIV

Điều kiện Giao tiếp được thiết lập bằng cách kết nối

máy kiểm tra thông minh với DLC3

Dạng sóng 2

Hình 2.4 Hình dạng sóng 2

(Nguồn: Internet)

Bảng 2.3 Hướng dẫn cài đặt thiết đo dạng sóng 2

Điều kiện Tốc độ xe khoảng 12,4 dặm / giờ

(20 km / giờ)

2.2 Kết cấu và hoạt động của hệ thống

Trong hệ thống trợ lực lái của Toyota Vios 2008 có một motor điện trợ lực cùng cơcấu giảm tốc trục vít- bánh vít được bố trí ở trục lái chính (trước đoạn các đăng trục lái)(Hình 2.1) Tại đây cũng bố trí cảm biến mô men lái Cạnh đó là bộ điều khiển điện tửcủa trợ lực lái điện (EPS ECU) Trên (hình 2.6) là cấu tạo hộp giảm tốc

Hình 2.5 Trợ lực lái điện với motor trợ lực trên trục lái

1- motor; 2- cảm biến mô men; 3- trục lái; 4- trục vít - bánh vít; 5- cơ cấu lái trục

răng - thanh răng; 6- ly hợp điện từ.

(Nguồn: Internet)

Hình 2.6 Hộp giảm tốc dùng cho trợ lực lái

1-vòng bi; 2- trục vít; 3- vỏ trục lái; 4- khớp nối; 5- roto; 6- stator; 7- trục motor;

8-trục lái chính; 9- bánh vít.

Hệ thống được điều khiển theo sơ đồ tổng quát (hình 2.7) trên đó có thể nhận thấycác tín hiệu đầu vào của EPS ECU gồm 4 nhóm tín hiệu chính:

Hình 2.7 Sơ đồ trợ lực lái có hộp giảm tốc đặt ngay trên trục lái

Tín hiệu cảm biến mô men số 1; B- Tín hiệu cảm biến mô men số 2; 1- Giắc nối đa năng

số 1; 2- Giắc nối đa năng số 2; 3- Táp lô; 4- ABS+TRC ECU; 5- Cảm biến tốc độ ô tô; 6- ECU Motor ; 7- Cảm biến vị trí trục khuỷu; 8- Đèn báo; 9- Motor trợ lực; 10- EPS

ECU; 11- Giắc kết nối dữ liệu số 1; 12- Giắc kết nối dữ liệu số 2.

(Nguồn: Internet)

1- Nhóm tín hiệu (2 hoặc 4 tín hiệu) từ cảm biến mômen lái;

2- Tín hiệu vận tốc chuyển động ô tô có thể gửi trực tiếp về EPS ECU hoặc thông quaECU truyền lực và mạng điều khiển vùng (CAN – Controller Area Network) và các giắcnối truyền tới EPS ECU;

3- Tín hiệu tốc độ mô tơ (xung biểu diễn số vòng quay trục khuỷu Ne từ cảm biến trụckhuỷu) thông qua ECU động cơ và mạng CAN truyền tới EPS ECU;

4- Nhóm dữ liệu cài đặt và tra cứu thông qua giắc kết nối dữ liệu DLC3 (Data LinkConnector) để truy nhập các thông tin cài đặt và tra cứu thông tin làm việc của hệ thống

2.3 Các cảm biến trong hệ thống lái trợ lực điện

Trong trợ lực lái điện, có một phần tử rất quan trọng không thể thiếu đó là các cảmbiến Các cảm biến này có nhiệm vụ truyền thông tin đến ECU để ECU xử lý thông tin

và quyết định vòng quay của motor trợ lực

Các cảm biến trong hệ thống lái trợ lực điện – điện tử gồm: Cảm biến mô men lái, cảmbiến tốc độ đánh lái (tốc độ quay vành lái), cảm biến tốc độ ô tô

2.3.1 Cảm biến tốc độ đánh lái có 2 loại

a Loại máy phát điện( Hình 2.8):

Được dẫn động từ trục lái thông qua các cặp bánh răng tăng tốc làm tăng tốc

độ quay và phát ra điện áp một chiều tuyến tính tỉ lệ với tốc độ quay của trục lái Tínhiệu của máy phát, phát ra được hiệu chỉnh và khuyếch đại thông qua một bộ khuyếchđại

Hình 2.8 Cấu tạo và tín hiệu của cảm biến tốc độ đánh lái

1- Trục răng; 2- Biến thế vi sai; 3- Mạch giao diện; 4- Trục vào; 5- Thanh xoắn; Bánh răng trung gian; 7- Motor; 8- Cơ cấu cam; 9- Lõi thép trượt; 10- Cánh.

6-b Loại cảm biến tốc độ đánh lái loại hiệu ứng Hall (Hình 2.9.):

Có cấu tạo đơn giản hơn, dễ lắp đặt và đặc tính ra là dạng xung số Vì vậy các

xe ngày nay thường sử dụng loại cảm biến này

Cấu tạo của cảm biến gồm một rôto nam châm nhiều cực gắn với trục lái Một

IC Hall được đặt đối diện với vành nam châm (Cách 1 khe hở nhỏ: 0,2 ÷ 0,4 mm) Cảmbiến được cấp nguồn điện 12V một chiều Khi đánh tay lái, vành nam châm sẽ quay và

từ trường của nam châm tác động vào IC Hall tạo ra chuỗi xung vuông 0V ÷ 5V Sốxung tăng dần theo góc quay trục lái Tín hiệu này sẽ được gửi về EPS ECU và phân tíchthành góc quay trục lái và tốc độ đánh lái (nếu đặt vào mạch đếm thời gian)

Hình 2.9 Cảm biến tốc độ đánh lái (góc đánh lái) loại Hall

a- Cấu tạo; b- Xung của cảm biến 1- Vỏ; 2- Rô to nam châm; 3- Ổ bi; 4- IC Hall; 5- Giắc điện; 6- Nhựa từ tính.

(Nguồn: Internet)

2.3.2 Cảm biến mô men lái có 3 loại

a Loại lõi thép trượt (Hình 2.10):

Gồm một lõi thép được lắp lỏng trượt trên trục lái, trên đó có một rãnh chéo,rãnh này sẽ được lắp với một chốt trên trục lái Phía ngoài lõi thép là 3 cuộn dây quấn: 1cuộn sơ cấp và 2 cuộn thứ cấp Cuộn sơ cấp được cấp một nguồn điện xoay chiều tần số

cao Tùy thuộc vào vị trí của lõi thép mà suất điện động cảm ứng ra trong hai cuộn dâythứ cấp khác nhau Tín hiệu của 2 cuộn thứ cấp được chỉnh lưu và đưa về mạch so sánh

để biến đổi thành điện áp tuyến tính tỉ lệ với góc xoắn của một thanh xoắn đặt giữa trụclái và cơ cấu lái (Như trong van trợ lực thủy lực loại van xoay)

Hình 2.10 Sơ đồ đặc tính và các vị trí làm việc của cảm biến mômen lái

loại lõi thép trượt

1- Lái phải; 2- Trung gian; 3- Lái trái; 4- Cuộn sơ cấp; 5,7- Cuộn thứ cấp;

6- Lõi thép trượt.

(Nguồn: Internet)

b Loại lõi thép xoay (hình 2.11):

Gồm trục vào (gắn với phần trên trục lái), trục ra (gắn với phần nối tiếp củatrục lái tới cơ cấu lái), giữa trục vào và trục ra được liên kết bằng một thanh xoắn Trêntrục vào lắp một vành cảm ứng số 1 có các rãnh để cài với các răng của vành cảm ứng số

2 Còn vành cảm ứng số 3 cũng có các răng và rãnh được lắp trên trục ra Phía ngoài cácvòng cảm ứng là các cuộn dây được chia ra các cuộn dây cảm ứng và cuộn dây bù

Hình 2.11 Vị trí lắp, cấu trúc và đặc tính của cảm biến mô men lái loại lõi

thép xoay

1- Cảm biến mô men; 2- Trục lái chính; 3- Bộ giảm tốc; 4- Vô lăng; 5- Vành phát hiện 1; 6- Trục sơ cấp; 7- Cuộn dây bù; 8- Vành cảm ứng 1; 9- Vành cảm ứng 3; 10- Trục thứ cấp; 11- Từ trục lái; 12- Từ cơ cấu lái; 13-Vành cảm ứng 2.

(Nguồn: Internet)

c Loại 4 vành dây (Hình 2.8)

Hình 2.12 Cấu tạo cảm biến mômen lái loại 4 vành dây

1-Vành 2; 2-Thanh xoắn; 3- Vành 1; 4- Trục vào; 5- Vành 1(phần Stator); 6- Vành

2(Stator); 7- Trục ra.

(Nguồn: Internet)

Cảm biến gồm 2 phần:

- Phần stato có 2 vành dây, các dây được cuốn trên các răng thép định hình

- Phần rôto có 2 vành dây: 1 vành được gắn với trục răng, phần thứ 2 được gắnvới các đăng trục lái Giữa vành thứ nhất và thứ hai có thể xoay lệch nhau 1 góc bằnggóc xoắn của thanh xoắn (Khoảng 7 độ 58 phút)

Hình 2.13 Sơ đồ nguyên lý và xung của cảm biến mômen lái loại 4 vành

Gồm 1 tiếp điểm lá đặt trong một ống thủy tinh nhỏ và đặt cạnh một mâm namchâm quay Mâm nam châm được dẫn động bởi dây công-tơ-mét.

Khi ô tô chuyển động, thông qua bánh vít- trục vít ở trục thứ cấp hộp số làmcho dây công-tơ-mét quay và làm quay mâm nam châm Từ trường của nam châm làmcho công tắc lưỡi gà đóng, mở theo nhịp quay của mâm nam châm và tạo ra chuỗi xungvuông Cảm biến này thường được lắp ngay sau công-tơ-mét (đồng hồ tốc độ ô tô) ởbảng táp lô

Hình 2.14 Cảm biến loại công tắc lưỡi gà

1- Nối với cáp đồng hồ tốc độ; 2- Nam châm; 3- Công tắc lưỡi gà.

(Nguồn: Internet)

b Loại từ - điện (Hình 2.15):

Gồm 1 cánh phát xung được lắp ở trục thứ cấp hộp số và 1 cuộn phát xung với

3 phần tử: Lõi thép, nam châm và cuộn dây Được đặt cách cánh phát xung một khe hở0,5 ÷ 1,0 mm Mỗi lần cánh phát xung lướt qua đầu cuộn phát xung thì ở cuộn dây sẽcảm ứng ra 1 cặp

Hình 2.15 Cảm biến loại từ điện

1- Rô to; 2- Cảm biến tốc độ; 3- Trục thứ cấp

(Nguồn: Internet)

c Loại quang điện (Hình 2.16):

Hình 2.16 Cảm biến loại quang điện

1- Nối với cáp đồng hồ tốc độ; 2- Tranzito; 3- Cặp quang điện; 4- Bánh xe có khía rãnh.

(Nguồn: Internet)

Được lắp ngay sau đồng hồ công-tơ-mét Nó gồm 1 cánh xẻ rãnh được dẫnđộng quay từ dây công-tơ-mét Cánh xẻ rãnh quay giữa khe của đèn LED và

phototransittor (Tranzito quang) Tốc độ quay của cánh sẻ rãnh tỉ lệ với tốc độ ô tô và lầnlượt che và thông luồng ánh sáng từ đèn LED sang tranzito quang để tạo nên chuỗi xungvuông 0V– 5V tỷ lệ với tốc độ quay của trục thứ cấp hộp số phản ảnh tốc độ ô tô.

d Loại mạch từ trở MRE (Hình 2.17):

Cảm biến được lắp ở trục thứ cấp hộp số Cảm biến gồm một vòng nam châmnạp nhiều cực lắp trên trục của cảm biến Khi vòng nam châm quay, từ trường sẽ tácđộng lên mạch từ trở MRE và tạo ra các xung xoay chiều tại hai đầu mút 2 và 4 củamạch MRE Các xung đưa tới bộ so và điều khiển tranzito để tạo xung 0V – 12V ở đầu

ra của cảm biến Tần số xung tỉ lệ với tốc độ ô tô

Hình 2.17 Cảm biến tốc độ ôtô loại MRE

1- Trục thứ cấp của hộp số; 2- Bánh răng bị động; 3- Cảm biến tốc độ; 4- HIC có gắn

MRE bên trong; 5- Các vòng từ tính.

(Nguồn: Internet)

Tín hiệu ra của cảm biến được đưa tới đồng hồ công-tơ-mét để báo tốc độ ô tô

và đưa tới các ECU như: PS ECU, ECT ECU để điều khiển các cơ cấu chấp hành (ví

dụ van điện từ trong hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển điện tử hoặc motor trợ lựclái)

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN 3.1 Thông số kỹ thuật cần thiết kế.

Thông số kỹ thuật dựa trên mô hình Toyota Vios:

Thước lái: L= 1150 mm

Trục lái : Lmax= 400mm

Lmin= 360 mmCụm lái : L= 450mm

Chiều cao giá đỡ mô hình: H= 1000 mm

Chiều dài giá đỡ mô hình: L= 900 mm

Chiều rộng giá đỡ mô hình: R= 500 mm

Chiều dài tấm bảng mica: L= 700 mm

Chiều rộng tấm bảng mica: R= 550 mm

3.2 Lựa chọn phương án thiết kế

Nhóm chúng em dựa trên mô hình hệ thống lái trợ lực điện trên xe KIA có sẵn

- Mô hình này sử dụng các thanh chữ V để kết thành giá đỡ Có ưu điểm gọn và nhẹ

dễ dàng di chuyển

- Nhưng phần quan trọng như: trục lái, cụm mô men và motor điện bị che khuất đây

là nhược điểm lớn nhất của mô hình này

- Nên nhóm sẽ thiết kế lại khung giá đỡ và tấm mica để làm rõ các chi tiết chính của

hệ thống lái trợ lực điện