TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Lý do chọn đề tài
Hiện nay, sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ đã chiếm lĩnh nhiều lĩnh vực trong đời sống xã hội Các sản phẩm công nghệ mới, với thiết kế nhỏ gọn và tích hợp nhiều chức năng như vi xử lý và vi điều khiển, đang được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển công nghiệp và thiết bị dân dụng Những sản phẩm này mang lại nhiều ưu điểm, góp phần hỗ trợ và nâng cao chất lượng cuộc sống cho con người.
Ngành công nghiệp ô tô đã trải qua nhiều thay đổi kỹ thuật đáng kể, không chỉ nhằm đáp ứng nhu cầu di chuyển mà còn đảm bảo tính tiện nghi và an toàn cho người sử dụng Do đó, nghiên cứu và cải tiến ô tô trở thành mục tiêu và hoạt động liên tục của các nhà cung cấp trong lĩnh vực này.
Hệ thống lái ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn khi di chuyển Nghiên cứu và phát triển hệ thống lái, đặc biệt là lái trợ lực điện, giúp người lái giảm sức lực khi điều khiển, từ đó giảm mệt mỏi và tăng cường an toàn Nhu cầu sử dụng hệ thống lái trợ lực điện ngày càng tăng do thiết kế gọn nhẹ, loại bỏ một số bộ phận không cần thiết và khả năng hoạt động chính xác theo từng điều kiện vận hành nhờ vào tín hiệu từ cảm biến.
Nghiên cứu hệ thống lái trợ lực điện là cần thiết để nâng cao hiệu quả sử dụng, khai thác, sửa chữa và cải tiến hệ thống này Việc này không chỉ giúp xây dựng tài liệu tham khảo cho quá trình học tập mà còn đáp ứng nhu cầu lớn về bảo trì và bảo dưỡng Để tận dụng tối đa các tính năng ưu việt của hệ thống lái, việc hiểu rõ nguyên lý hoạt động và các chi tiết của nó là rất quan trọng Dựa trên mô hình hiện có và tài liệu liên quan, khảo sát nguyên lý làm việc và giải thích các hiện tượng trong quá trình hoạt động sẽ là cơ sở cho thiết kế và thi công mô hình hiệu quả.
Vì những lý do trên nhóm em chọn đề tài "THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNGLÁI TRỢ LỰC ĐIỆN” để làm đề tài tốt nghiệp.
- Tìm hiểu tổng quan về hệ thống lái trên ô tô.
- Tìm hiểu rõ về hệ thống lái trợ lực điện.
- Khảo sát thi công mô hình hệ thống lái trợ lực điện.
- Sử dụng mô hình phục vụ cho việc giảng dạy
- Tìm hiểu về hệ thống lái ô tô, tập trung tìm hiểu về hệ thống lái trợ lực điện.
- Mô hình hệ thống lái trợ lực điện.
1.4 Phương pháp thực hiện đề tài
- Tiếp cận thu thập thông tin.
- Tham khảo các tài liệu, mô hình.
Hiện tại, tín hiệu tốc độ xe chưa được giả lập để cung cấp cho chân SPD của hộp ECU EPS, điều này hạn chế khả năng điều chỉnh lực đánh lái ở các tốc độ khác nhau của xe.
1.6 Sản phẩm của đề tài
Hình 1.1 Mô hình hoàn thiện
Đối tượng nghiên cứu
- Tìm hiểu về hệ thống lái ô tô, tập trung tìm hiểu về hệ thống lái trợ lực điện.
- Mô hình hệ thống lái trợ lực điện.
Phương pháp thực hiện
- Tiếp cận thu thập thông tin.
- Tham khảo các tài liệu, mô hình.
Hạn chế
Chưa thể mô phỏng tín hiệu tốc độ xe để kết nối với chân SPD của hộp ECU EPS, điều này hạn chế khả năng điều chỉnh lực đánh lái theo các tốc độ khác nhau của xe.
Sản phẩm của đề tài
Hình 1.1 Mô hình hoàn thiện
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI, HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN
Hệ thống lái
2.1.1 Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống lái
Hệ thống lái ô tô có nhiệm vụ điều khiển quỹ đạo chuyển động bằng cách xoay các bánh dẫn hướng Việc này cho phép thay đổi hướng di chuyển hoặc duy trì chuyển động theo một hướng cụ thể, được gọi là quay vòng xe.
Việc điều khiển xe được thực hiện thông qua vô lăng và trục lái, truyền chuyển động từ vô lăng đến cơ cấu lái Cơ cấu lái giúp tăng lực quay của vô lăng, truyền mô men lớn hơn đến các thanh dẫn động lái Cuối cùng, các thanh dẫn động này chuyển động của cơ cấu lái đến bánh dẫn hướng, đảm bảo xe di chuyển chính xác.
Hệ thống lái phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Khả năng quay vòng hẹp của xe cho phép dễ dàng điều khiển trên những con đường chật hẹp và gấp khúc, nhờ vào hệ thống lái linh hoạt giúp bánh trước xoay nhanh chóng, êm ái và nhẹ nhàng.
Để mang lại trải nghiệm lái xe dễ dàng và cảm giác lái tốt hơn, lực lái của ô tô cần được điều chỉnh sao cho nhẹ hơn khi di chuyển ở tốc độ thấp và nặng hơn khi chạy ở tốc độ cao.
Hồi vị êm là yếu tố quan trọng khi lái xe, đặc biệt trong quá trình quay vòng Người lái cần giữ vô lăng chắc chắn để đảm bảo xe có thể đổi hướng một cách an toàn Sau khi hoàn tất việc quay, vô lăng cần được đưa về vị trí thẳng và bánh xe phải trở lại trạng thái chạy thẳng một cách êm ái, giúp tăng cường trải nghiệm lái xe và đảm bảo an toàn.
- Giảm thiểu truyền các chấn động từ mặt đường lên vô lăng: Không để các chấn động từ mặt đường truyền ngược lên vô lăng
- Đảm bảo động học quay vòng đúng cho các bánh xe dẫn hướng, tránh hiện tượng trượt lết bánh xe.
2.1.1.3 Phân loại hệ thống lái
Theo cách bố trí tay lái (vô lăng lái):
- Hệ thống lái có tay lái bố trí bên phải.
- Hệ thống lái có tay lái bố trí bên trái
Theo kết cấu của cơ cấu lái:
- Cơ cấu lái kiểu bi tuần hoàn
- Cơ cấu lái kiểu trục răng - thanh răng
Theo số bánh dẫn hướng:
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu trước.
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng hai cầu
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu
Theo tính chất cơ cấu lái:
- Hệ thống lái không có trợ lực
- Hệ thống lái có trợ lực.
2.1.2 Cấu tạo chung của hệ thống lái trên ô tô
Hình 2.1 Cấu tạo cơ bản của hệ thống lái
Chức năng: có chức năng tiếp nhận mô-men quay từ người lái rồi truyền cho trục lái.
Vô lăng ô tô có cấu tạo tương tự nhau ở hầu hết các loại xe, bao gồm một vành tròn và các nan hoa xung quanh Ngoài việc tạo momen lái, vô lăng còn tích hợp nhiều bộ phận khác như nút điều khiển còi và túi khí an toàn.
Trục lái bao gồm trục lái chính, có nhiệm vụ truyền mô men quay từ vành lái đến hộp số lái, cùng với ống đỡ để cố định trục vào thân xe Đầu trên của trục lái chính được thiết kế thon và có răng cưa, và vành lái được gắn chặt bằng đai ốc Đầu dưới của trục lái chính kết nối với cơ cấu lái thông qua khớp nối mềm hoặc khớp các đăng, giúp giảm thiểu chấn động từ mặt đường lên vành tay lái.
Trục lái không chỉ truyền mô men quay từ vành lái xuống hộp số mà còn là nơi lắp đặt nhiều bộ phận quan trọng của ô tô như cần điều khiển hệ thống đèn, cần gạt nước, cơ cấu nghiêng tay lái, cơ cấu hấp thụ va đập, cơ cấu khóa tay lái và cơ cấu trượt tay lái Những cơ cấu này mang lại sự thoải mái cho người lái khi ra vào ghế và cho phép điều chỉnh vị trí tay lái phù hợp với chiều cao của người sử dụng.
Hình 2.3 Kết cấu của trục lái.
1- Vành lái; 2- Cụm công tắc gạt mưa; 3-Cụm khóa điện; 4- Vỏ trục lái
5- Khớp các đăng; 6- Trục các đăng; 7-Khớp cao su
Một số cơ cấu khác của trục lái:
Trong trục lái của xe, có cơ cấu hấp thụ va đập nhằm bảo vệ người lái trong trường hợp xảy ra tai nạn Cơ cấu này bao gồm nhiều loại, như giá đỡ uốn, bi cao su, cơ cấu ăn khớp và ống xếp, giúp giảm thiểu lực tác động lên người lái.
Hình 2.4 Cơ cấu hấp thụ va đập trục lái.
- Cơ cấu nghiêng trục lái: cho phép chọn vị trí vô lăng (theo phương thẳng đứng) để phù hợp với tư thế lái của người điều khiển.
Hình 2.5 Cơ cấu nghiêng trục lái
- Cơ cấu trượt vô lăng: cho phép điều chỉnh vào và ra vị trí của vô lăng nhằm đạt được tư thế ngồi phù hợp của người lái
Hình 2.6 Cơ cấu trượt vô lăng
Cơ cấu khóa tay lái là hệ thống vô hiệu hóa vô lăng nhằm ngăn chặn trộm cắp ô tô bằng cách khóa trục chính vào ống trục lái khi rút chìa khóa điện Một số vị trí hoạt động của khóa được minh họa trong hình dưới đây.
Hình 2.7 Cơ cấu khóa trục lái
Cơ cấu lái là hệ thống sử dụng các bộ truyền động như bánh răng và trục vít đai ốc để chuyển đổi mô men lái và hướng quay từ vô lăng, truyền động này đến bánh xe thông qua hệ thống thanh đòn, giúp xe thực hiện các vòng quay.
Cơ cấu lái không chỉ điều khiển bánh xe mà còn hoạt động như bánh răng giảm tốc, giúp giảm lực đánh lái bằng cách tăng mô-men đầu ra Tỷ số truyền của cơ cấu lái thường dao động từ 18-20:1; tỷ số cao hơn giúp giảm lực đánh lái nhưng yêu cầu người lái phải quay vô lăng nhiều hơn.
Một số kiểu cơ cấu lái:
Trục răng thanh răng là một bộ phận quan trọng trong hệ thống lái, nằm dưới trục ái chính và ăn khớp với thanh răng Khi vô lăng được quay, trục răng sẽ quay theo, giúp di chuyển thanh răng sang phải hoặc sang trái, từ đó điều khiển hướng di chuyển của xe.
Sự dịch chuyển của thanh răng được truyền tới cam quay qua các đầu thanh răng và thanh lái, tạo ra một cơ cấu lái gọn gàng Tuy nhiên, tỉ số truyền nhỏ của cơ cấu này chỉ phù hợp với các loại xe nhỏ Đặc biệt, độ zơ tay lái thấp do được dẫn động trực tiếp, mang lại cảm giác lái chính xác hơn so với các loại cơ cấu lái khác.
Hình 2.8 Cơ cấu lái kiểu trục răng thanh răng
Cơ cấu lái kiểu bi tuần hoàn sử dụng ổ bi đỡ chặn ở cả hai đầu trục vít, với một đai ốc bi di chuyển trên trục vít nhờ các viên bi lăn trong rãnh xoắn Thiết kế rãnh cho phép các viên bi tuần hoàn liên tục, giúp trục rẻ quạt gắn liền với cơ cấu lái hoạt động hiệu quả Khi trục vít quay, đai ốc bi di chuyển dọc theo trục, làm quay trục rẻ quạt và dẫn đến chuyển động của đòn lắc Ưu điểm nổi bật của hệ thống này là giảm thiểu lực cản trượt nhờ ma sát thấp giữa trục vít và trục rẻ quạt, mang lại hiệu suất cao.
Hình 2.9 Cơ cấu lái kiểu bi tuần hoàn
Hệ thống lái trợ lực điện
Hệ thống lái trợ lực điện - điện tử được phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về tốc độ, chất lượng và giảm thiểu năng lượng tiêu thụ trong phương tiện Để cải thiện các chức năng và đặc tính của hệ thống này, nghiên cứu và phát triển theo xu hướng công nghệ điều khiển điện điện tử trở nên cần thiết.
Hệ thống lái trợ lực điện (EPS) là một giải pháp công nghệ tiên tiến giúp giảm thiểu sức cản trong hệ thống lái thông qua việc cung cấp dòng điện từ động cơ điện Hệ thống này bao gồm các thành phần như cảm biến tốc độ xe, cảm biến lái (moment và vận tốc góc), bộ điều khiển điện tử ECU và động cơ Tín hiệu từ các cảm biến được truyền đến ECU để tính toán chế độ điều khiển, từ đó điều chỉnh hoạt động của động cơ trợ lực.
2.2.1 Cách bố trí hệ thống lái trợ lực điện
Hình 2.17 Hệ thống lái trợ lực điện kiểu C_EPS.
- Motor trợ lực, bộ điều khiển và cảm biến mô-men xoắn được gắn vào trục lái.
- Hệ thống này nhỏ gọn đơn giản và chi phí thấp và dễ dàng để gắn trên xe.
- Hệ thống trợ lực có thể được áp dụng cho các trục lái cố định, trục lái kiểu nghiêng và các loại trục lái khác.
- Trục cung cấp hiệu suất độ bền lâu dài khi tải xoắn cao hơn nhiều.
Hình 2.18 Hệ thống lái trợ lực điện kiểu P-EPS.
- Động cơ điện trợ lực được gắn vào trục bánh răng dẫn động Nó sẽ cho cảm giác tốt hơn loại C-EPS.
- Bộ phận hỗ trợ điện nằm bên ngoài khoang hành khách của xe, cho phép tăng mô- men xoắn hỗ trợ mà không làm tăng tiếng ồn bên trong.
Hệ thống này, kết hợp với thiết bị lái có tỷ lệ thay đổi, cho phép sử dụng động cơ nhỏ gọn trong khi vẫn đảm bảo các đặc tính xử lý vượt trội.
Hình 2.19 Hệ thống lái trợ lực điện kiểu DP_EPS.
- Kiểu DP-EPS có động cơ điện đặt trên cơ cấu trục vít–thanh răng của thước lái.
Với kiểu lắp ghép này thiết bị trợ lực độc lập với trục lái.
- Bằng cách tách động cơ ra khỏi trục lái, cảm giác lái có thể được cải thiện.
Hình 2.10 Hệ thống lái trợ lực điện kiểu RP-EPS
- Kiểu RP-EPS có thiết kế giống kiểu DP-EPS, chỉ khác là động cơ điện trợ lực của hệ thống này có thiết kế khác kiểu DP-EPS.
- Bộ phận trợ lực được gắn vào giá đỡ bánh lái.
- Bộ phận trợ lực có thể được đặt tự do trên giá, cho phép linh hoạt tuyệt vời trong thiết kế bố trí.
- Sử dụng cho xe cỡ lớn như SUV hay xe tải.
2.2.2 Cấu tạo của hệ thống lái trợ lực điện
Hình 2.21 Sơ đồ cấu tạo chung hệ thống lái trợ lực điện.
2.2.2.1 Động cơ điện Để đảm bảo được công suất trợ lực cần thiết trên bộ trợ lực điện sử dụng loại động cơ điện một chiều, nó bao gồm rô-to, stato, trục chính và cơ cấu giảm tốc Cơ cấu giảm tốc bao gồm trục vít và bánh vít, mô-men do rô-to động cơ điện tạo ra được truyền tới cơ cấu giảm tốc sau đó được truyền tới trục lái chính Trục vít được đỡ trên các ổ đỡ để giảm độ ồn và tăng tuổi thọ làm việc, khớp nối đảm bảo cho việc nếu động cơ bị hư hỏng thì trục lái chính và cơ cấu giảm tốc không bị khóa cứng và hệ thống lái vẫn có thể hoạt động được.
Động cơ điện trợ lực lái là loại động cơ một chiều sử dụng nam châm vĩnh cửu, kết nối với bộ truyền động của hệ thống trợ lực Nhiệm vụ chính của động cơ này là tạo ra mô-men trợ lực theo sự điều khiển của ECU, đồng thời phải đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật.
- Động cơ điện phải đưa ra được mô men xoắn và lực xoắn mà không làm quay vành lái
- Động cơ điện phải có cơ cấu đảo chiều quay khi có sự cố xảy ra.
- Dao động và tiếng ồn nhỏ, lực quán tính nhỏ.
2.2.2.2 Cảm biến mô-men xoắn
Trục lái bao gồm trục đầu vào kết nối với phần trên của trục lái và trục đầu ra nối liền với cơ cấu lái Giữa hai trục này có một thanh xoắn liên kết Trên trục đầu vào, roto phát số 1 được lắp đặt với các rãnh để tương thích với răng của roto phát số 2, trong khi roto phát số 3 cũng có răng và rãnh được gắn trên trục ra Ngoài các roto phát, có các cuộn dây được phân chia thành cuộn phát hiện và cuộn hiệu chỉnh.
Hình 2.23 Cấu tạo của cảm biến mô-men xoắn.
Khi vô lăng được đánh lái, mô-men lái tác động lên trục đầu vào qua trục lái chính, làm vặn thanh xoắn và thay đổi vị trí giữa rô-to phát số 1, 2 và 3 Các vòng phát hiện với cuộn dây không tiếp xúc tạo ra mạch kích thích, dẫn đến độ lệch pha giữa rô-to phát số 2 và 3 do thanh xoắn bị xoắn Tín hiệu điện áp tỷ lệ với mô-men xoắn được gửi đến ECU, từ đó ECU tính toán mô-men trợ lực dựa trên tốc độ xe và điều khiển motor điện với cường độ, chiều và thời điểm phù hợp.
Hình 2.24 Tín hiệu của cảm biến mô-men xoắn
Gồm 1 lõi thép được lắp lỏng trượt trên trục lái, trên đó có 1 rãnh chéo, rãnh này sẽ được lắp với 1 chốt trên trục lái Phía ngoài lõi thép là 3 cuộn dây quấn: 1 cuộn sơ cấp và 2 cuộn thứ cấp Cuộn sơ cấp được cấp 1 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 dây thứ 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 1 thanh xoắn đặt giữa trục lái và cơ cấu lái ( Như trong van trợ lực thủy lực loại van xoay)
Ba trạng thái của rãnh chéo, chốt và lõi thép tương ứng với các trường hợp quay vòng phải, vị trí trung gian và quay vòng trái được minh họa rõ ràng trong hình.
Cảm biến mômen loại lõi thép trượt có sơ đồ đặc tính và các vị trí làm việc rõ ràng, bao gồm các trạng thái lái phải, trung gian và lái trái Thiết bị này được cấu thành từ cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp, cùng với lõi thép trượt, giúp tối ưu hóa hiệu suất đo lường.
Hình 2.26 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
- Phần stato có 2 vành dây, các dây được cuốn trên các răng thép định hình.
Phần roto của hệ thống có hai vành dây, trong đó một vành được kết nối với trục răng và vành còn lại gắn với các-đăng trục lái Giữa hai vành này có khả năng xoay lệch với nhau một góc tương đương với góc xoắn của thanh xoắn, khoảng 7 độ 58 phút.
Sơ đồ bố trí các cuộn dây và xung của cảm biến được trình bày trên hình.
Hình 2.27 Sơ đồ nguyên lý và xung của cảm biến mô-men lái loại 4 vành dây
2.2.2.3 Bộ điều khiển trung tâm (EPS ECU)
Bộ điều khiển trung tâm là thiết bị nhận tín hiệu từ các cảm biến trong hệ thống, xử lý thông tin để đánh giá tình trạng xe và phát tín hiệu điều khiển cho động cơ điện.
Yêu cầu đối với ECU gồm có:
Điều khiển dòng điện cung cấp cho động cơ điện theo quy luật xác định, tạo ra tín hiệu điều khiển lực trợ lực tương ứng với dòng điện Tín hiệu này được điều chỉnh dựa trên tốc độ xe và mô-men tác động lên vành lái, nhằm đảm bảo lực lái phù hợp trong toàn bộ dải tốc độ của xe.
- Điều khiển bù quán tính: đảm bảo cho mô tơ trợ lực lái hoạt động ngay khi người lái bắt đầu khởi hành xoay vô lăng.
Điều khiển trả lái là quá trình khi người lái đánh lái vô lăng sang trái hoặc phải, lúc này ECU EPS sẽ hỗ trợ điều chỉnh lực hồi về cho các bánh xe.
ECU EPS có khả năng điều khiển giảm rung bằng cách điều chỉnh lượng trợ lực lái khi xe quay vô lăng ở tốc độ cao Chức năng này giúp giảm thiểu rung động do sự thay đổi độ lệch của thân xe, đảm bảo an toàn cho xe và nhanh chóng đưa xe về trạng thái ổn định, tránh hiện tượng rung lắc khi đánh lái.
THI CÔNG MÔ HÌNH
Cơ sở thực hiện mô hình
Trong giảng dạy chuyên ngành cơ khí động lực, việc tạo ra các mô hình hệ thống lái trợ lực điện giúp sinh viên tiếp cận kiến thức thực tế một cách dễ dàng Những mô hình này được thiết kế với sự giả lập hoạt động, phục vụ cho việc giảng dạy và nghiên cứu hệ thống lái điện trên ô tô một cách cụ thể và chân thật.
Trong suốt thời gian dài áp dụng, một số mô hình giảng dạy đã ngừng hoạt động và gặp phải hư hỏng.
Dựa trên hai mô hình hệ thống lái trợ lực điện không còn hoạt động mà chúng tôi nhận được từ giảng viên, chúng tôi đã quyết định tiến hành sửa chữa các hư hỏng Một số dây điện trong hệ thống bị hỏng, khung mô hình bị phai màu sơn và gỉ sét Chúng tôi sẽ thi công sửa chữa phần khung gá, kiểm tra và vệ sinh các chi tiết trên mô hình, đồng thời thiết kế lại bản hiển thị mới để hoàn thiện và nâng cao khả năng vận hành của mô hình.
Thiết kế
Chúng tôi đã tận dụng hai mô hình hệ thống lái trợ lực điện đã thiết kế sẵn, nhưng phát hiện một số hư hỏng trên phần khung như gỉ sét và phai màu sơn Do đó, chúng tôi quyết định kiểm tra và thi công tu sửa để gia cố khung, đồng thời sơn lại màu mới nhằm hoàn thiện hơn cho phần khung gá của mô hình.
Hình 3.1 Bảng hiển thị ban đầu
Làm mới lại bản hiển thị Bảng hiển thị mới được thiết kế với bố cục rõ ràng, trực quan, thể hiện được các thông tin
Hình 3.2 Bảng hiển thị được thiết kế mới Bảng hiển thị bao gồm:
- Đồng hồ hiển thị điện áp nguồn
- Các chân của hộp điều khiển ECU EPS.
Thi công mô hình
3.3.1 Tình trạng ban đầu của mô hình
Phần khung gá qua thời gian sử dụng thì đã cũ, có tình trạng gỉ gét phai sơn Đồng thời mô hình đã không còn hoạt động
Hình 3.3 Tình trạng mô hình trước khi thi công
3.3.2 Thi công phần khung gá
Thay thế bánh xe của khung:
Bánh xe ban đầu khá nhỏ, hư hỏng di chuyển nặng và gây ồn Hàn khoan phần đế để gắn bánh xe lớn hơn để khắc phục.
Hình 3.4 Phần đế gắn bánh xe và bánh xe được làm mới
Hàn thêm thanh đỡ phần hộp để gắn bản hiển thị:
Hàn thêm thêm thanh đỡ để giúp đặt bản hiển thị được chắc chắn hơn.
Hình 3.5 Phần hộp gắn bảng hiển thị
Sơn lại toàn bộ phần khung gá:
Sau một thời gian sử dụng, màu sơn của khung bị tróc và gây rỉ sét Để khắc phục, cần chà bỏ lớp sơn cũ trên toàn bộ khung và pha màu sơn mới khác để sơn lại toàn bộ khung.
Hình 3.6 Phần khung gá sau khi sơn
3.3.3 Thi công các chi tiết trên mô hình
Hình 3.7 Các chi tiết của hệ thống lái điện Bảng 3.1 Các chi tiết trên mô hình
STT Tên chi tiết Số lượng
1 Hệ thống lái Vô lăng 1
Cụm trục lái: motor điện và cảm biến mô-men 1
2 Hệ thống treo Giầm ngang 1
Lò xo trụ và giảm chấn 2
3 Bảng hiển thị Công tắc, đèn báo, đồng hồ hiển thị, chân đo -
Kiểm tra và vệ sinh các chi tiết:
• Vô lăng : Kiểm tra độ cứng cáp của vô lăng và vệ sinh.
• Thước lái: Kiểm tra sơ bộ và và vệ sinh.
- Kiểm tra chụp bụi cao su: Không cần thay thế
Kiểm tra cơ cấu lái trục vít và thanh răng là rất quan trọng Khi đánh lái, cần chú ý xem sự liên kết giữa bánh răng và trục vít có hoạt động trơn tru hay không Nếu phát ra tiếng động, có thể là dấu hiệu của việc rạn nứt hoặc gãy chân răng.
- Kiểm tra độ mòn của khớp cầu ( đầu thanh lái )
• Dầm ngang: tháo gỡ và vệ sinh.
• Lò xo trụ và giảm chấn: kiểm tra và vệ sinh
- Kiểm tra lò xo trụ: quan sát các vòng lò xo có hiện tượng nứt biến dạng hay không
- Kiểm tra giảm chấn: xem có bị chảy dầu hay không.
• Bánh xe: Vệ sinh bánh xe, kiểm tra áp suất bánh xe và bơm bánh xe.
Lắp đặt các chi tiết lên phần khung gá:
Tiến hành lắp các chi tiết của hệ thống treo lên khung gá.
Tiến hành lắp các chi tiết của hệ thống lái lên khung gá.
Hình 3.8 Phần khung sau khi lắp các chi tiết
Sau khi lắp đặt: tiến hành kiểm tra cân chỉnh bánh xe, tiến hành kiểm tra điều chỉnh độ rơ của vô lăng.
3.3.4 Thi công hệ thống điều khiển và bảng hiển thị cho mô hình
Tìm hiểu sơ đồ mạch điện của hệ thống lái trợ lực điện trên xe là rất quan trọng, vì nó giúp kết nối động cơ điện trợ lực và cảm biến mô-men xoắn với ECU EPS, từ đó mô phỏng hoạt động của hệ thống.
Hình 3.19 Sơ đồ mạch điện
Hình 3.10 Sơ đồ mạch điện
Hình 3.11 Sơ đồ mạch điện
Xác định các chân trên hộp ECU EPS:
Sau khi tìm hiểu, kết nối các chi tiết với EPS ECU và đi hệ thống dây điện cho bảng hiển thị.
Hình 3.13 Bảng hiển thị sau khi lắp đặt dây điện
Hình 3.14 Mô hình sau khi hoàn thành
Hình 3.15 Mô hình sau khi hoàn thành
VẬN HÀNH MÔ HÌNH
Kiểm tra ban đầu trước khi vận hành
- Kiểm tra sơ bộ mô hình, xem có dấu hiệu hư hỏng bất thường không Xung quanh có vật ảnh hưởng đến hoạt động không.
- Đánh lái vô lăng xem có phát những tiếng động bất thường giữa các khớp bánh răng với nhau.
- Kiểm tra các giắc nối của hộp ECU ESP
- Kiểm tra các đường dây điện công tắc, đèn báo, các chân đo.
Vận hành mô hình
Để kiểm tra điện nguồn ắc quy, trước tiên bạn cần nối hai cực nguồn vào ắc quy 12V Lưu ý rằng cần phải cấp đúng âm dương cho mạch, với dây đỏ kết nối vào cực dương và dây đen vào cực âm của ắc quy.
- Bật công tắt ON/ OFF.
4.2.1.Tiến hành đo kiểm các chân của cảm biến momen xoắn
- Dùng đồng hồ đo ở thang đo volt.
- Tiến hành đo ở chân TRQ1 và TRQ2
Bảng 4.1: Giá trị điện khi đo TRQ1 và TRQ2
Khoảng giới hạn Điều kiện đo Giá trị đo được TRQ1 Giá trị output min:
Không đánh lái ( ở vị trí cân bằng)
2.3 – 2.7 V Đánh lái sang phải 2.5 – 4.7 V Đánh lái sang trái 0.3 – 2.5 V TRQ2 Giá trị output min:
Không đánh lái ( ở vị trí cân bằng)
2.3 – 2.7 V Đánh lái sang phải 2.5 – 4.7 V Đánh lái sang trái 0.3 – 2.5 V
Khi chưa thực hiện thao tác đánh lái, không có lực tác động lên vô lăng, dẫn đến cảm biến mô-men xoắn không hoạt động, và giá trị điện áp đo được khoảng 2.5V.
Hình 4.2 Giá trị đo được của TRQ1 khi đánh lái sang trái
Hình 4.3 Giá trị đo được của TRQ2 khi đánh lái sang trái
- Giá trị điện áp đo được nằm trong khoảng giá trị tiêu chuẩn.
Hình 4.4 Giá trị đo được của TRQ1 khi đánh lái sang phải
Hình 4.5 Giá trị đo được của TRQ2 khi đánh lái sang phải
- Giá trị điện áp đo được nằm trong khoảng giá trị tiêu chuẩn.
Bảng 4.2 Giá trị điện áp tiêu chuẩn khi đo của TRQV Điều kiện đo Giá trị đo
Hình 4.6 Giá trị đo được của TRQV
Hình 4.7 Các chân cảm biến mô-men xoắn trên hộp ECU EPS
4.2.2.Tiến hành đo kiểm chân của động cơ điện
- Dùng đồng hồ đo ở thang đo volt.
- Tiến hành đo ở chân M1( M+) và M2( M-).
Hình 4.8 Giá trị đo được M1( M+) khi chưa đánh lái
Hình 4.9 Giá trị đo được M2( M-) khi chưa đánh lái
Khi đánh lái sang trái:
Hình 4.10 Giá trị đo được M1( M+) khi đánh lái sang trái
Hình 4.11 Giá trị đo được M2( M-) khi đánh lái sang trái
Khi đánh lái sang phải:
Hình 4.12 Giá trị đo được của M1( M+) khi đánh lái sang phải
Hình 4.13 Giá trị đo được của M2( M-) khi đánh lái sang phải
Hình 4.14 Vị trí M1 và M2 trên hộp ECU ESP
Các bài tập thực hành vận dụng từ mô hình
4.3.1 Bài thực hành 1: Khảo sát hệ thống lái trợ lực điện
Yêu cầu: Khảo sát hệ thống lái trợ lực điện
- Biết được các chi tiết, xác định được vị trí và chức năng của các chi tiết trên hệ thống lái trợ lực điện.
- Giải thích được nguyên lý hoạt động của hệ thống lái trợ lực điện.
Phương tiện, dụng cụ, thiết bị:
- Giáo trình hệ thống lái, nguồn tài liệu liên quan hệ thống lái điện.
- Mô hình hệ thống lái trợ lực điện.
- Tìm hiểu thảo luận về nội dung thực hiện.
- Đánh giá và ghi nhận kết quả.
KHẢO SÁT HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN
STT Nội dung thực hiện Ghi chú kết quả
1 Trình bày các chi tiết của hệ thống lái trợ lực điện có trên mô hình
2 Xác định được vị trí của các chi tiết ở trên mô hình.
3 Trình bày chức năng của các chi tiết của hệ thống lái trợ lực điện.
4 Trình bày nguyên lý hoạt động của hệ thống lái trợ lực điện.
Đánh giá của giảng viên:
4.3.2 Bài thực hành 2: Khảo sát hệ thống treo trên mô hình
Yêu cầu: Khảo sát hệ thống treo trên mô hình
- Xác định được kiểu hệ thống treo.
- Xác định các bộ phận có trên hệ thống treo và chức năng của các bộ phận
Phương tiện, dụng cụ, thiết bị:
- Giáo trình hệ thống treo.
- Mô hình hệ thống lái trợ lực điện
- Tìm hiểu thảo luận về nội dung thực hiện.
- Đánh giá và ghi nhận kết quả.
KHẢO SÁT HỆ THỐNG TREO TRÊN MÔ HÌNH
STT Nội dung thực hiện Ghi chú kết quả
1 Xác định kiểu hệ thống treo trên mô hình.
2 Đặc điểm của kiểu hệ thống treo đó.
3 Xác định chi tiết và vị trí của chi tiết của hệ thống treo có trên mô hình.
4 Chức năng của các chi tiết của hệ thống treo
Đánh giá của giảng viên:
4.3.3 Bài thực hành 3: Tìm hiểu sơ đồ mạch điện, đo kiểm giá trị
Yêu cầu: Tìm hiểu sơ đồ mạch điện, đo giá trị điện áp của các chân cảm biến mô- menxoắn và chân của động cơ điện.
- Tìm hiểu sơ đồ mạch điện.
- Xác định được các chân trên cảm biến và vị trí trong hộp ECU ESP.
- Đo đạt được giá trị khi mô hình hoạt động.
- Đánh giá các giá trị đo được
Phương tiện, dụng cụ, thiết bị
- Mô hình hệ thống lái trợ lực điện.
- Đồng hồ đo điện áp.
- Tìm hiểu thảo luận về nội dung thực hiện.
- Đánh giá và ghi nhận kết quả.
TÌM HIỂU SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN, ĐO KIỂM
STT Nội dung thực hiện Ghi chú kết quả
1 Tìm hiểu sơ đồ mạch điện
2 Xác đinh các chân của cảm biến mô-men và động cơ điện vị trí kết nối trong hộp
3 Đo giá trị điện áp của các chân cảm biến mô-men:
4 Đo giá trị điện áp của các chân động cơ điện:
Đánh giá của giảng viên: