Đồ án thiết kế hệ thống lái trên xe Honda City 2022 - Phân tích và tính toán chi tiết

Đồ án thiết kế hệ thống lái trên Honda City 2022, phân tích, thiết kế và cải tiến các yếu tố kỹ thuật, tối ưu hóa hiệu suất lái xe.

• Chuyên ngành: Cơ Khí Ô Tô
• Đề tài: Thiết Kế Hệ Thống Lái Dựa Trên Xe Honda City 2022
• Loại tài liệu: graduation project
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về hệ thống lái Honda City 2022

Hệ thống lái là một trong những hệ thống quan trọng nhất trên ô tô, đảm bảo khả năng điều khiển hướng chuyển động của phương tiện. Trên xe Honda City 2022, hệ thống lái được thiết kế với công nghệ hiện đại, kết hợp cơ cấu lái và trợ lực lái điện (EPS) để mang lại trải nghiệm lái êm ái và an toàn. Hệ thống này gồm các thành phần chính như vô lăng lái, trục lái, cơ cấu lái trục vít - ê cu bi, dẫn động lái và bộ trợ lực lái điện. Mỗi thành phần đều được tính toán và thiết kế để đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn cao nhất, cho phép người lái điều khiển xe một cách chính xác ở mọi tốc độ và điều kiện giao thông.

1.1. Công dụng của hệ thống lái

Hệ thống lái có vai trò chính là điều khiển hướng chuyển động của ô tô Honda City. Nó cho phép người lái thay đổi hoặc duy trì hướng di chuyển của xe thông qua tác động trên vô lăng lái. Bên cạnh đó, hệ thống lái cũng tham gia trong việc đảm bảo an toàn giao thông, giảm mệt mỏi cho người lái nhờ trợ lực lái điện EPS, và cải thiện độ chính xác trong điều khiển xe ở các tình huống phức tạp.

1.2. Phân loại hệ thống lái trên xe Honda City 2022

Hệ thống lái trên Honda City 2022 được phân loại dựa trên vị trí vô lăng và số lượng bánh dẫn hướng. Xe được trang bị vô lăng lái bên trái, với bánh dẫn hướng ở cầu trước, giúp xe quay vòng một cách mượt mà. Cơ cấu lái trục vít - ê cu bi là thiết kế chính được sử dụng, kết hợp với trợ lực lái điện hiện đại để tối ưu hóa hiệu suất và độ an toàn.

II. Cấu trúc và thành phần chính của hệ thống lái

Cấu trúc hệ thống lái trên xe Honda City 2022 được chia thành nhiều phần chức năng khác nhau. Phần điều khiển bao gồm vô lăng lái và trục lái kết nối trực tiếp với người lái. Phần truyền tải gồm cơ cấu lái trục vít - ê cu bi và các thanh nối, thanh xoắn chuyển động quay sang chuyển động tịnh tiến. Trợ lực lái điện (EPS) được tích hợp để giảm lực tác dụng trên vô lăng, đặc biệt ở tốc độ thấp. Các yếu tố thiết kế được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo độ bền của hệ thống dưới các tác động lực lớn, đồng thời cải thiện khả năng phản hồi và độ chính xác của xe khi quay vòng.

2.1. Thành phần điều khiển và truyền tải

Vô lăng lái là điểm tiếp xúc trực tiếp giữa người lái và hệ thống lái. Trục lái truyền chuyển động từ vô lăng đến cơ cấu lái trục vít - ê cu bi. Cơ cấu lái là bộ phận chuyển chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến, kích hoạt các thanh nối để điều khiển bánh xe. Các thành phần này được tính toán với độ chính xác cao để đảm bảo hiệu suất truyền động và độ tin cậy của hệ thống.

2.2. Hệ thống trợ lực lái điện EPS

Trợ lực lái điện (EPS) là công nghệ tiên tiến trên Honda City 2022, sử dụng motor điện để hỗ trợ lực lái. Hệ thống này tự động điều chỉnh mức trợ lực dựa trên tốc độ và góc lái, giảm lực tác dụng lên vô lăng lên đến 70%. EPS không chỉ cải thiện trải nghiệm lái mà còn tiết kiệm xăng và tăng tuổi thọ của hệ thống lái so với trợ lực lái thủy lực truyền thống.

III. Thiết kế và tính toán hệ thống lái Honda City 2022

Quá trình thiết kế hệ thống lái cho Honda City 2022 bắt đầu từ việc xác định các thông số cơ bản như trục cơ sở, góc lái tối đa, và tỷ số truyền lái. Tính toán động học hệ thống lái được thực hiện để xác định mối quan hệ giữa góc quay vô lăng và góc lái bánh xe, đảm bảo xe tuân theo đặc tính quay vòng lý thuyết. Tính toán lực tác dụng xác định lực cần thiết trên vô lăng ở các điều kiện khác nhau, từ đó xác định kích thước motor điện trợ lực. Kiểm nghiệm bền đảm bảo tất cả các thành phần có thể chịu được tải trọng và các tác động lực suốt vòng đời sử dụng của xe.

3.1. Các thông số thiết kế chính

Thông số thiết kế của hệ thống lái Honda City 2022 bao gồm trục cơ sở 2.530 mm, góc lái tối đa 33 độ (tính từ một bên). Tỷ số truyền lái được thiết kế để cân bằng giữa độ nhạy lái và sự ổn định ở tốc độ cao. Diametr vô lăng 380 mm được chọn để đảm bảo thoải mái khi lái và điều khiển chính xác.

3.2. Tính toán lực và thiết kế motor trợ lực

Tính toán lực tác dụng lên vô lăng được thực hiện ở các điều kiện như dừng xe, quay vòng tại chỗ, và di chuyển ở tốc độ thấp. Motor điện trợ lực được chọn dựa trên mô-men xoắn tối đa cần thiết, thường trong khoảng 3-5 Nm. Hệ thống điều khiển mô-tơ sử dụng cảm biến toán tử để điều chỉnh mức trợ lực theo tốc độ xe và góc lái, tối ưu hóa trải nghiệm lái và hiệu suất xăng.

IV. Bảo dưỡng sửa chữa và xử lý hỏng hóc hệ thống lái

Bảo dưỡng định kỳ của hệ thống lái Honda City 2022 là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất và tuổi thọ của hệ thống. Bảo dưỡng hằng ngày bao gồm kiểm tra độ rơ của vô lăng, chất lượng dầu trợ lực (nếu còn), và cảnh báo từ hệ thống điện tử. Bảo dưỡng định kỳ theo khuyến cáo của nhà sản xuất giúp phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn. Các hỏng hóc thường gặp như độ rơ vô lăng quá lớn, trợ lực lái EPS không hoạt động, và tiếng ồn khi quay vòng có thể được xử lý thông qua kiểm tra hệ thống và thay thế các chi tiết hỏng. Việc thực hiện quy trình sửa chữa theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất đảm bảo an toàn và hiệu quả.

4.1. Quy trình bảo dưỡng và kiểm tra định kỳ

Kiểm tra hệ thống lái nên được thực hiện mỗi 10.000 km hoặc 6 tháng. Kiểm tra độ rơ vô lăng được thực hiện khi xe dừng và khi chuyển động để phát hiện độ rơi bất thường. Kiểm tra trợ lực lái điện EPS thông qua quá trình tự chẩn đoán của hệ thống có thể phát hiện lỗi điện tử. Kiểm tra độ rơ của các chi tiết cơ cấu lái như bạc vương, chốt chuyển hướng để đảm bảo chúng vẫn trong tình trạng tốt.

4.2. Xử lý hỏng hóc thường gặp

Hỏng hóc thường gặp trên hệ thống lái Honda City 2022 bao gồm: vô lăng có độ rơi quá lớn do hao mòn các chi tiết (nguyên nhân: hao mòn bạc vương, chốt chuyển hướng), trợ lực lái EPS không hoạt động (nguyên nhân: lỗi cảm biến, lỗi điện tử, hoặc hỏng motor), tiếng ồn khi quay vòng (nguyên nhân: bạc vương hư, cơ cấu lái khe hở). Các phương pháp xử lý bao gồm thay thế chi tiết hỏng, hiệu chỉnh và điều chỉnh lại các thanh nối, và chẩn đoán lỗi điện tử để khôi phục hoạt động bình thường của hệ thống.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ MÔN CƠ KHÍ Ô TÔ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: Thiết kế hệ thống lái dựa trên xe Honda City 2022 Họ tên: Lớp: Giáo viên hướng dẫn: Hà Nội: 2025 MỤC LỤC MỤC LỤC. 1 DANH MỤC HÌNH VẼ.6 CHƯƠNG Ⅰ: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI. Công dụng, phân loại, yêu cầu. Kết cấu hệ thống lái trên ô tô.

Giới thiệu xe Honda City 2022. Lựa chọn phương án thiết kế.20 CHƯƠNG Ⅱ: THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ. Động lực hình thang lái. Các thông số cần thiết.

Tính toán động học hệ thống lái. Tính toán lực tác dụng lên vành tay lái. Tính toán thiết kế cơ cấu lái. Thông số hình học của cơ cấu lái và dẫn động lái.

Kiểm nghiệm bền. Tính toán thiết kế dẫn động lái. Tính bền đòn kéo ngang. Tính bền thanh nối bên.

Tính bền Rô-tuyn. Thiết kế trợ lực lái. Xây dựng đặc tính cường hóa lái. Tính toán thanh xoắn.

Tính chọn motor điện trợ lực. Tính toán điều khiển mô tơ điện. 40 CHƯƠNG Ⅲ: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI XE HONDA CITY 202242 3. Những hư hỏng thường gặp.

Bảo dưỡng hệ thống lái. Bảo dưỡng hằng ngày. Bảo dưỡng định kỳ. Quy định về sửa chữa hệ thống lái.

Sửa chữa hệ thống lái. Kiểm tra và điều chỉnh độ rơ góc của vô lăng lái. Kiểm tra và điều chỉnh độ rơ hướng kính của vô lăng lái. Kiểm tra trợ lực lái điện EPS.

Kiểm tra độ rơ của bạc và chốt chuyển hướng. Kiểm tra và điều chỉnh độ rơ của cơ cấu lái. 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO.51 2 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thông số kĩ thuật của xe Honda City 2022. Giá trị tương ứng giữa β v à α.

Giá trị tương ứng giữa các góc. Thông số tính toán cần thiết của xe. Vận tốc và dòng điện tương ứng……………………………………………. Nguyên nhân và cách khắc phục các hư hỏng.47 3 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.

Cấu tạo chung hệ thống lái trên ô tô. Vành lái và trục lái. Cấu tạo của cơ cấu lái trục vít – con lăn. Cấu tạo cơ cấu lái trục vít – ê cu bi.

Cấu tạo cơ cấu lái bánh răng – thanh răng. Cấu tạo dẫn động lái cơ khí. Dẫn động lái trên ô tô con. Cấu tạo trợ lực lái thủy lực HPS.

Cấu tạo trợ lực lái điện EPS. Cấu tạo trợ lực lái điện - thủy lực EHPS. Tuyến hình xe Honda City 2022. Sơ đồ xe đi thẳng của hình thang lái.

Sơ đồ quay vòng của hình thang lái. Đồ thị đặc tính hình thang lái lý thuyết. Đồ thị mối quan hệ tương ứng giữa các góc. Sơ đồ góc đặt bánh xe.

Sơ đồ lực tác dụng lên bánh xe. Sơ đồ phân tích lực trên các khâu. Kết cấu Rô-tuyn. Đồ thị đường đặc tính cường hóa lái.

Đồ thị đặc tính điều khiển mô tơ điện. Kiểm tra độ rơ của vô lăng. Kiểm tra độ rơ hướng kính của vô lăng lái. Chốt chuyển hướng.

Độ rơ giữa các chi tiết trong cơ cấu lái.54 4 LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, khoa học công nghệ thế giới đã phát triển vô cùng mạnh mẽ với nhiều thành tựu rực rỡ trên mọi lĩnh vực của đời sống xã hội, đặc biệt là lĩnh vực công nghệ ô tô. Ngày nay, chúng ta đã tạo ra những sản phẩm ô tô không chỉ là phương tiện di chuyển mà còn là những công trình thể hiện sự sang trọng và tiện nghi. Chúng ta đã tạo ra những dòng xe cao cấp và hiện đại, cùng với đó là sự an toàn và tiện nghi được chú trọng nghiên cứu và phát triển để tạo nên sự êm ái và an toàn khi lái xe. Cũng giống như hệ thống phanh, hệ thống treo,.

hệ thống lái là một trong những hệ thống đảm bảo an toàn cho xe di chuyển an toàn và êm ái. Chính vì vậy, hệ thống lái ngày càng được cải tiến, các tiêu chuẩn thiết kế và chế tạo hệ thống lái ngày càng khắt khe và chặt chẽ hơn để đáp ứng các tiêu chí về độ an toàn và tiện nghi, an toàn chủ động khi điều khiển chuyển động ở tốc độ cao và mật độ giao thông cao. Để tìm hiểu sâu hơn về hệ thống này, sinh viên đã lựa chọn đề tài tốt nghiệp: “ Thiết kế hệ thống lái dựa trên xe ô tô Honda City 2022”. Đề tài này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về hệ thống lái và điều khiển điện tử của hệ thống lái.

Sau đó phân tích sâu về cấu trúc, hoạt động của hệ thống và tính toán một số thông số cơ bản. Từ đó, đưa ra quy trình chẩn đoán để bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống cũng như phân tích một số hỏng hóc thường gặp, nguyên nhân và cách sửa chữa hệ thống lái. Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã giảng dạy và hướng dẫn em trong suốt quá trình học tập. Đặc biệt là ……….đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực tập và thực hiện đồ án.

Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, em rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy cô để đồ án được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! 5 CHƯƠNG Ⅰ: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI 1. Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.

Công dụng Hệ thống lái giữ vai trò điều khiển hướng chuyển động của ô tô (thay đổi hay duy trì) theo tác động của người lái. Hệ thống lái tham gia cùng với các hệ thống điều khiển khác thực hiện điều khiển ô tô và đóng góp vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn giao thông khi ô tô chuyển động. Hệ thống lái bao gồm các cụm và chi tiết từ cơ cấu điều khiển (vành lái) tới các cơ cấu điều khiển hướng chuyển động toàn xe. Phân loại - Theo cách bố trí vành tay lái (Vô lăng): + Hệ thống lái ô tô với vô lăng bên phải + Hệ thống lái ô tô với vô lăng bên trái - Theo số lượng cầu dẫn hướng: + Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu trước + Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu sau + Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cả cầu trước và cầu sau - Theo kết cấu của cơ cấu lái: + Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng + Cơ cấu lái trục vít - ê cu bi + Cơ cấu lái trục vít - con lăn + Cơ cấu lái trục vít – cung răng - Theo phương pháp cường hóa(trợ lực lái): + Trợ lực lái thủy lực + Trợ lực lái điện + Trợ lực lái thủy lực – điện tử Các loại hệ thống lái hiện nay - Hệ thống lái thuần cơ khí - Hệ thống lái trợ lực thủy lực (HPS-Hydraulic Power Steering) - Hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển bằng điện tử (EHPS-Electro-hydraulic Power Steering) - Hệ thống lái trợ lực điện tử (EPS-Electric Power Steering) - Hệ thống lái chủ động (AFS) - Hệ thống lái Steer-by-wire 1.

Yêu cầu Yêu cầu đối với hệ thống lái như sau: - Hệ thống lái phải đảm bảo điều khiển hướng linh hoạt và an toàn của ô tô trên các loại đường khác nhau tùy thuộc vào vận tốc chuyển động. Sự điều khiển linh hoạt và an toàn phụ thuộc vào các yếu tố kết cấu: khả năng quay vòng lớn nhất trong không gian hạn chế, độ rơ vành lái, tỉ số truyền của hệ thống lái, khả năng tự ổn định chuyển động của ô tô. Xuất phát từ yêu cầu này, có các yêu cầu cụ thể sau: 6 + Góc quay vành lái tối đa của người lái không vượt quá 5 vòng quay vành lái. Ở vị trí biên, cần có cơ cấu hạn chế góc quay các bánh xe dẫn hướng, đảm bảo bán kính quay vòng theo khả năng cơ động cho phép của xe.

+ Lực trên vành lái phù hợp với khả năng điểu khiển của người sử dụng. + Độ rơ vành lái không quá lớn: Với xe có vận tốc tối đa lớn hơn 100 km/h, độ rơ vành lái không vượt quá 15⁰, với xe có vận tốc từ 25 ÷ 100 km/h, độ rơ vành lái không vượt quá 27⁰. - Hệ thống lái phải đảm bảo có khả năng giảm các lực va đập từ mặt đường truyền lên vành lái. - Phải có khả năng ổn định hướng chuyển động, đặc biệt khi đi thẳng.

- Hạn chế tối đa ảnh hưởng của hệ thống treo với hệ thống lái, nhằm đảm bảo khả năng điều khiển hướng của ô tô khi hoạt động trên đường xấu. Kết cấu hệ thống lái trên ô tô Hình 1. Cấu tạo chung hệ thống lái trên ô tô 1: Vành lái; 2: Trục lái; 3: Cơ cấu lái; 4: Đòn quay đứng; 5: Đòn kéo dọc; 6: Đòn quay ngang; 7: Trụ xoay đứng; 8: Đòn bên; 9: Đòn ngang; 10: Dầm cầu; 11: Trục quay bánh xe; 12: Bánh xe Cấu tạo cơ bản của hệ thống lái bao gồm các phần chính: vành lái, cơ cấu lái, dẫn động lái. Vành lái (Vô lăng) 7 - Chức năng: có chức năng tiếp nhận momen quay từ người lái rồi truyền cho trục lái.

- Cấu tạo: Vành tay lái có cấu tạo tương đối giống nhau ở tấc cả các loại ôtô. Nó bao gồm một vành hình tròn và một vài nan hoa được bố trí quanh vành trong của vành tay lái. Ngoài chức năng chính là tạo mô men lái, vành tay lái còn là nơi bố trí một số bộ phận khác của ôtô như : nút điều khiển còi, túi khí an toàn,… Đa số các ô tô hiện nay được trang bị loại còi điện. Nút nhấn còi thườngđược bố trí trên vành tay lái.

Nút nhấn còi hoạt động tương tự như một công tắc điện kiểu thường mở. Khi lái xe nhấn nút còi, mạch điện sẽ kín và làm còi kêu. Vành lái và trục lái 1: Vành tay lái; 2: Ống trượt trục lái; 3: Trục lái; 4: Cơ cấu trượt trục lái Trục lái có hai loại: loại cố định không thay đổi được góc nghiêng và loại thay đổi được góc nghiêng. Đối với loại không thay đổi được góc nghiêng thì trục lái gồm một thanh thép hình trụ rỗng.

Đầu trên của trục lái được lắp bằng then hoa với moayơ của vành lái (vô lăng) còn đầu dưới được lắp cũng bằng then hoa với khớp các đăng. Trục chính được đỡ trong ống trục lái bằng các ổ bi. Ống trục lái được cố định trên vỏ cabin bằng các giá đỡ. Vành lái có dạng một thanh thép hình tròn với một số nan hoa (hai hoặc ba) nối vành thép với moayơ vành lái cũng bằng kim loại.

Moay ơ có làm lỗ với các then hoa để ăn khớp then với đầu trên của trục lái.