›
›

Bài giảng Trang bị tiện nghi trên ô tô

pdf 203 trang ngocly 1560
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Trang bị tiện nghi trên ô tô", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_trang_bi_tien_nghi_tren_o_to.pdf

Nội dung text: Bài giảng Trang bị tiện nghi trên ô tô

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÀI GIẢNG MÔN HỌC TRANG BỊ TIỆN NGHI TRÊN ÔTÔ (Hệ đại học liên thông từ CĐ) Hưng Yên, tháng 08 năm 2011
  2. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 CHƯƠNG 1 HỆ THỐNG CHIẾU SÁN`G VÀ TÍN HIỆU 1.1. TỔNG QUÁT HỆ THỐNG 1.1.1. Sơ đồ tổng thể của hệ thống Hình 1.1. Sơ đồ tổng thể hệ thống chiếu sáng và tín hiệu 1.1.2. Chức năng - Chiếu sáng phần đường khi xe chuyển động trong đêm tối - Báo hiệu bằng ánh sáng về sự có mặt của xe trên đường - Báo kích thước, khuôn khổ xe và biển số xe - Báo hiệu khi xe quay vòng, rẽ trái hoặc rẽ phải khi xe phanh và khi dừng - Chiếu sáng các bộ phận trong xe khi cần thiết (chiếu sáng động cơ, buồng lái, khoang hành khách, khoang hành lý, ) 1.1.3. Yêu cầu Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu phải đảm bảo 2 yêu cầu chính: - Có cường độ sáng đủ lớn - Không làm lóa mắt tài xế xe chạy ngược chiều 1
  3. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 1.1.4. Phân loại Theo chức năng làm việc, hệ thống chiếu sáng và tín hiệu có thể được phân thành ba hệ thống sau: - Hệ thống chiếu sáng ngoài - Hệ thống các đèn tín hiệu - Hệ thống đèn chiếu sáng trong xe Theo đặc điểm phân bố chùm ánh sáng trên đường, người ta phân thành 2 loại hệ thống chiếu sáng ngoài: - Hệ thống chiếu sáng kiểu châu Âu - Hệ thống chiếu sáng kiểu châu Mỹ 1.2. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 1.2.1. Hệ thống quang học và kết cấu đèn a. HÖ thèng quang häc D©y tãc cña ®Ìn lµ vËt cã kÝch th−íc rÊt nhá so víi kÝch th−íc cña ®Ìn nªn cã thÓ coi nã nh− lµ mét ®iÓm s¸ng. §iÓm s¸ng ®−îc ®Æt ë tiªu cù cña cho¸ ph¶n chiÕu Parab«n. C¸c chïm tia s¸ng cña ®iÓm s¸ng sau khi ph¶n chiÕu qua cho¸ ®Ìn sÏ ®i song song víi trôc quang häc. §Ó cã thÓ chiÕu s¸ng ®Òu kh¾p mÆt ®−êng c¸c chïm tia s¸ng ph¶i ®i h¬i lÖch sang hai bªn ®−êng, vÊn ®Ò nµy do kÝnh khuÕch t¸n cña ®Ìn ®¶m nhiÖm. KÝnh khuÕch t¸n sÏ h−íng c¸c chïm tia s¸ng ra hai bªn ®Ó chiÕu s¸ng hÕt bÒ réng cña mÆt ®−êng vµ kho¶ng ®Êt lÒ ®−êng, cßn phÇn tia s¸ng h−íng xuèng d−íi ®Ó chiÕu s¸ng kho¶ng ®−êng s¸t ngay ®Éu xe. HÖ thèng quang häc cña ®Ìn pha ®−îc giíi thiÖu trªn (H×nh 3.2) a b H×nh 1.2. HÖ thèng quang häc cña ®Ìn pha 2
  4. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 a-NÊc pha b- NÊc cèt - H×nh d¸ng d©y tãc trong ®Ìn pha cã ý nghÜa rÊt quan träng, nã th−êng ®−îc uèn cong ®Ó chiÕm mét thÓ tÝch nhá. - Bãng ®Ìn pha ®−îc b¾t cè ®Þnh trªn «t« sao cho mÆt ph¼ng qua ch©n c¸c d©y tãc ë vÞ trÝ n»m ngang. Cßn d©y tãc ë c¸c bãng ®Ìn b¶n ®ång hå, ®Ìn hiÖu (®Ìn hËu, ®Ìn phanh, ®Ìn b¸o rÏ, ) ®−îc bè trÝ theo ®−êng th¼ng nªn kh«ng thÓ dïng ®−îc cho ®Ìn pha. b. KÕt cÊu ®Ìn pha S¬ ®å cÊu t¹o chung cña ®Ìn pha: H×nh 1.3. §Ìn pha th¸o, l¾p ®−îc H×nh 1.4. §Ìn pha kh«ng th¸o, l¾p ®−îc 1. Cho¸ ®Ìn 2. §Öm 1. KÝnh khuyÕch t¸n 3. Bãng ®Ìn 4. §ui ®Ìn 2. Cho¸ ®Ìn 5. VÝt ®iÒu 6. Vá ®Ìn 3. L−íi ch¾n 7. Vá hÖ thèng quang häc 8. VÝt ®iÒu chØnh 4. §ui ®Ìn 9. KÝnh khuyÕch t¸n 10. Vßng nÑp 5. Bãng ®Ìn pha/ cèt 6. Bãng ®Ìn khÝch th−íc CÊu t¹o cña ®Ìn pha gåm 3 phÇn chÝnh: Cho¸ ®Ìn, bãng ®Ìn vµ kÝnh khuyÕch t¸n. * Chãa ®Ìn: Cho¸ ®Ìn ®−îc dËp b»ng thÐp l¸ vµ ®−îc phñ bªn trong mét líp kim lo¹i ph¶n chiÕu. ChÊt ph¶n chiÕu th−êng lµ Cr«m, B¹c, Nh«m. Trong ®ã: - Cr«m t¹o ra líp cøng vµ tr¬ nh−ng hÖ sè ph¶n chiÕu kÐm 60%. 3
  5. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 - B¹c cã hÖ sè ph¶n chiÕu cao 90% nh−ng l¹i mÒm, dÔ bÞ x−íc nÕu lau chïi kh«ng cÈn thËn vµ sau mét thêi gian lµm viÖc sÏ bÞ tèi mµu do oxy ho¸. - Nh«m cã hÖ sè ph¶n chiÕu cao 90%, nã ®−îc phun lªn líp phñ s½n theo ph−¬ng ph¸p tÜnh ®iÖn trong ®iÒu kiÖn ch©n kh«ng. Líp nh«m rÊt bãng nh−ng còng dÔ bÞ x©y x¸t. Do ®ã kÕt cÊu ®Ìn pha lo¹i nµy ph¶i ®−îc thiÕt kÕ sao cho kh«ng cã vËt g× ch¹m ®Õn. Do tÝnh n¨ng vµ tÝnh kinh tÕ nªn ng−êi ta th−êng sö dông nh«m trong líp phñ cho¸ ®Ìn. HiÖn nay ng−êi ta sö dông thªm mét sè lo¹i cho¸ ®Ìn sau: + Cho¸ ®Ìn parabol (H×nh 3.5) ¸nh s¸ng t¹i tiªu ®iÓm F tíi chãa ®Ìn vµ ®−îc ph¶n x¹ thµnh chïm tia s¸ng song song. H×nh 1.5. Chãa ®Ìn Parabol + Chãa ®Ìn ElÝp (H×nh 3.6) Chïm tia s¸ng ®i tõ nguån s¸ng (bãng ®Ìn) F1 ®−îc ph¶n x¹ vµ héi tô t¹i tiªu ®iÓm F2. H×nh 1.6. Chãa ®Ìn Elip + Lo¹i chãa ®Ìn h×nh elÝp víi l−íi ch¾n h×nh parapol: H×nh 1.7. Chãa ®Ìn Elip víi l−íi ch¾n h×nh Parabol Víi lo¹i nµy d−íi t¸c dông cña tÊm ch¾n th× chïm s¸ng tõ F1 qua tÊm ch¾n héi tô t¹i F2. Chïm tia s¸ng ®i tiÕp qua l−íi ch¾n parapol t¹o thµnh chïm s¸ng song song qua kÝnh khuyÕch t¸n ®−îc kÝnh khuyÕch t¸n ph©n kú chïm tia s¸ng (F2cña chãa ®Ìn trïng víi tiªu ®iÓm l−íi parabol). 4
  6. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 + Lo¹i chãa ®Ìn 4 khoang( H×nh 7. 9) H×nh 1.8. Cho¸ ®Ìn bèn khoang * Bãng ®Ìn: Bãng ®Ìn pha ph¶i cã ®Çu chuÈn vµ dÊu ®Ó l¾p vµo ®Ìn ®óng vÞ trÝ tøc lµ d©y tãc s¸ng xa ph¶i n»m ë tiªu cù cña cho¸ víi ®é chÝnh x¸c ± 0,25mm, ®iÒu kiÖn nµy ®−îc ®¶m b¶o nhê tai ®Ìn. Tai ®Ìn ®−îc hµn trùc tiÕp vµo ®Çu chuÈn cña ®u«i bãng ®Ìn vµ cã chç khuyÕt (dÊu) ®Ó ®¶m b¶o khi l¾p kh«ng sai vÞ trÝ. Trªn ®Ìn pha cã vÝt ®iÒu chØnh ®Ó h−íng phÇn tö quang häc cña ®Ìn pha theo mÆt ph¼ng th¼ng ®øng vµ mÆt ph¼ng ngang nh»m chØnh ®óng h−íng cña chïm tia s¸ng. HiÖn nay viÖc chÕ t¹o c¸c bãng ®Ìn pha lµ kh«ng th¸o, l¾p ®−îc (mét khèi), cho¸ ®Ìn cã tr¸ng nh«m vµ kÝnh khuÕch t¸n cña ®Ìn ®−îc hµn liÒn víi nhau t¹o thµnh buång ®Ìn vµ ®−îc hót hÕt khÝ ra. C¸c d©y tãc ®−îc ®Æt trong buång ®Ìn vµ còng hµn kÝn víi cho¸, chØ cßn ®Çu d©y lµ ®−îc ®−a ra ngoµi. Nh− vËy, toµn bé hÖ thèng quang häc cña pha c¶ bãng ®Ìn ®−îc hµn thµnh mét khèi kÝn. ¦u ®iÓm chñ yÕu cña kÕt cÊu nµy lµ bé phËn quang häc ®−îc b¶o vÖ tèt khái bôi bÈn vµ c¸c ¶nh h−ëng cña m«i tr−êng, c¸c chÊt ho¸ häc. V× vËy tuæi thä cña c¸c d©y tãc ®Ìn nµy t¨ng vµ mÆc dï gi¸ thµnh cña c¸c phÇn tö quang häc kh¸ cao. Nh−ng chóng kh«ng ph¶i ch¨m sãc kü thuËt vµ gi÷ nguyªn c¸c ®Æc tÝnh quang häc trong suèt thêi gian sö dông. Sau khi cã lo¹i ®Ìn nµy ng−êi ta tiÕn hµnh s¶n xuÊt c¸c lo¹i ®Ìn pha d−íi d¹ng th¸o, l¾p côm c¸c phÇn tö quang häc thay thÕ cho lo¹i kh«ng th¸o. Trong c¸c kÕt cÊu th¸o l¾p côm phÇn tö quang häc, cho¸ kim lo¹i ®−îc tr¸ng nh«m vµ ®−îc l¾p chÆt víi kÝnh khuÕch t¸n b»ng c¸ch miÕt gËp ®Çu hoÆc bãp gËp c¸c r¨ng c−a ë miÖng cho¸. Bãng ®Ìn ®−îc l¾p vµo phÝa sau. KÕt cÊu th¸o, l¾p côm kh¸ thuËn lîi trong sö dông vµ dÔ thay thÕ kÝnh khuÕch t¸n khi vì. 5
  7. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 *KÝnh khuyÕch t¸n: H×nh bªn giíi thiÖu kÝnh khuyÕch t¸n kÝnh khuyÕch t¸n bao gåm nh÷ng thÊu kÝnh vµ l¨ng kÝnh thuû tinh silicat hoÆc thuû tinh h÷u c¬ bè trÝ trªn mét mÆt cong. HÖ sè th«ng qua vµ hÖ sè ph¶n x¹ cña bÒ mÆt bé khuyÕch t¸n b»ng 0,74 ÷ 0,83 vµ 0,9 ÷ 0,14. H×nh 1.9. KÝnh khuyÕch t¸n Chïm tia s¸ng tõ bé phËn ph¶n x¹ tíi sau khi ®i qua kÝnh khuyÕch t¸n sÏ ®−îc khuyÕch t¸n ra ngoµi víi gãc lín h¬n. Qua c¸c l¨ng kÝnh vµ thÊu kÝnh chïm tia s¸ng ®−îc ph©n bè trong c¸c mÆt ph¼ng víi gãc nghiªng tõ 180 ÷ 200 so víi trôc quang häc, nhê ®ã ng−êi l¸i nh×n râ ®−êng h¬n. c. C¸c lo¹i ®Ìn pha * Lo¹i ®Ìn pha b×nh th−êng (H×nh 1.10) H×nh 1.10. §Ìn pha th−êng CÊu t¹o cña nã gåm: bÇu ®Ìn, cùc ®iÖn, d©y tãc kiÓu lß xo b»ng v«n fram. Nh−îc ®iÓm: khi chÕ t¹o trong ®Ìn chØ cã khÝ tr¬ lo¹i b×nh th−êng, kh«ng cã khÝ halogen vµ sîi tãc lµm b»ng vËt liÖu v«n fram nªn bãng lo¹i nµy th−êng kh«ng s¸ng l¾m vµ sau mét thêi gian lµm viÖc nhanh bÞ mê ®i. Do nh−îc ®iÓm trªn mµ ngµy nay ng−êi ta kh«ng sö dông lo¹i ®Ìn nµy nhiÒu mµ thay vµo ®ã lµ lo¹i ®Ìn Halogen. * Lo¹i bãng ®Ìn Halogen (H×nh 1.11) 6
  8. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 H×nh 1.11. Bãng ®Ìn Halogen §−îc chÕ t¹o b»ng mét lo¹i thuû tinh ®Æc biÖt, trong ®ã cã sîi tãc Tungsten, khi tãc bãng ®Ìn ®−îc ®èt ch¸y ë nhiÖt ®é cao, c¸c phÇn tö cña sîi tãc Tungsten bÞ bèc h¬i b¸m vµo mÆt kÝnh g©y mê kÝnh vµ lµm gi¶m tuæi thä sîi tãc. ChÝnh v× vËy nªn khi hót kh«ng khÝ ra khái bãng ®Ìn ng−êi ta cho vµo mét l−îng khÝ Halogen. Nhê cã khÝ Halogen nµy mµ c¸c phÇn tö sîi tãc sÏ liªn kÕt víi khÝ Halogen, chÝnh chÊt liªn kÕt nµy sÏ quay l¹i sîi ®èt ë vïng nhiÖt ®é cao vµ liªn kÕt nµy bÞ ph¸ vì (c¸c phÇn tö sÏ b¸m trë l¹i sîi tãc) t¹o nªn mét qu¸ tr×nh khÐp kÝn vµ bÒ mÆt cho¸ ®Ìn kh«ng bÞ mê ®i, tuæi thä d©y tãc bãng ®Ìn ®−îc n©ng cao. §Ó cã ®−îc hai lo¹i chïm tia s¸ng xa vµ gÇn trong mét ®Ìn pha ng−êi ta th−êng sö dông bãng ®Ìn cã hai d©y tãc. Mét d©y tãc cña bãng ®Ìn ®−îc bè trÝ ë tiªu cù cña cho¸ (d©y tãc chiÕu s¸ng xa) vµ mét d©y tãc kh¸c cã c«ng suÊt nhá h¬n (45 ÷55)W ®−îc bè trÝ ngoµi tiªu cù (d©y tãc chiÕu s¸ng gÇn). B»ng c¸ch cho dßng ®iÖn ®i vµo d©y tãc nµy hay d©y tãc kia ng−êi l¸i cã thÓ chuyÓn ®Ìn pha sang nÊc chiÕu s¸ng xa (nÊc pha) hay chiÕu s¸ng gÇn (nÊc cèt). C¸c lo¹i bãng ®Ìn hai d©y tãc th«ng th−êng lµ lo¹i bãng hÖ Ch©u ¢u vµ hÖ Ch©u Mü. * §Ìn pha hÖ Ch©u ¢u: H×nh 1.12. §Ìn pha hÖ ch©u ©u D©y tãc chiÕu s¸ng xa ®−îc bè trÝ ë tiªu cù cña cho¸ ®Ìn nªn chïm tia s¸ng ph¶n chiÕu sÏ h−íng theo trôc quang häc vµ chiÕu s¸ng kho¶ng ®−êng xa phÝa tr−íc xe. D©y tãc chiÕu s¸ng gÇn cã d¹ng th¼ng ®−îc bè trÝ ë phÝa tr−íc tiªu cù cao h¬n trôc quang häc nªn chïm tia s¸ng tõ d©y tãc ®Ìn h¾t lªn cho¸ ®Ìn ph¶n chiÕu d−íi mét gãc nhá t¹o thµnh nh÷ng chïm tia s¸ng chÕch vÒ phÝa trôc quang häc. PhÝa d−íi sîi tãc chiÕu s¸ng gÇn cã miÕng ph¶n chiÕu nhá ng¨n kh«ng cho c¸c chïm tia s¸ng tõ d©y tãc chiÕu s¸ng gÇn h¾t xuèng nöa d−íi cña cho¸ ®Ìn. 7
  9. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Do ®ã c¸c chïm tia s¸ng ph¶n chiÕu ®Òu h−íng vÒ phÝa d−íi vµ kh«ng h¾t vµo m¾t ng−êi l¸i xe ch¹y ng−îc chiÒu. * §Ìn pha hÖ Ch©u Mü: D©y tãc chiÕu s¸ng xa vµ gÇn cã h×nh d¹ng gièng nhau vµ bè trÝ c¹nh nhau. Nh−ng d©y tãc chiÕu s¸ng xa (phÝa d−íi) bè trÝ trªn mÆt ph¼ng cña trôc quang häc, cßn d©y tãc chiÕu s¸ng gÇn (phÝa trªn) n»m lÖch lªn phÝa trªn cña trôc quang häc. Chïm tia s¸ng tõ d©y tãc chiÕu s¸ng gÇn ph¶n chiÕu tõ vïng trong cña cho¸ ®Ìn vµ h¾t xuèng, cßn c¸c tia s¸ng ph¶n chiÕu tõ vµnh khuyªn c¾t ngang qua tiªu cù víi c¸c ®iÓm sÏ song song víi trôc quang häc vµ c¸c tia s¸ng ph¶n chiÕu tõ vµnh ngoµi cho¸ ®Ìn vµ sÏ h¾t lªn. Tuy vËy phÇn c¬ b¶n cña chïm tia s¸ng bÞ h¾t xuèng d−íi vµ nh− vËy t¸c dông cña lo¹i ®Ìn pha nµy gÇn gièng lo¹i ®Ìn pha hÖ Ch©u ¢u song nã cã mét phÇn chïm tia s¸ng bÞ h¾t ngang vµ h¾t lªn, v× vËy ranh giíi gi÷a vïng tèi vµ vïng s¸ng kh«ng râ rÖt. * §Ìn pha cã chïm ¸nh s¸ng gÇn ®èi xøng: ThÓ hiÖn râ ë lo¹i ®Ìn ch©u Mü h×nh d−íi: H×nh 1.13. §Ìn pha hÖ ch©u Mü ë lo¹i nµy d©y tãc chiÕu s¸ng gÇn cã d¹ng th¼ng vµ ®−îc bè trÝ h¬i lÖch vÒ phÝa trªn vµ phÝa bªn cña trôc quang häc. Nhê ®ã mµ chïm tia s¸ng gÇn sÏ ®−îc h¾t vÒ phÝa d−íi vµ xang ph¶i ®¶m b¶o soi s¸ng t¨ng c−êng cho phÝa ph¶i mÆt ®−êng vµ gi¶m c−êng ®é chiÕu s¸ng ë phÝa tr¸i mÆt ®−êng n¬i cã ph−¬ng tiÖn giao th«ng ch¹y ng−îc chiÒu. Thùc tÕ c¸c bãng ®Ìn hai sîi tãc ®· gi¶m ®−îc lo¸ m¾t trong tr−êng hîp c¸c ph−¬ng tiÖn vËn t¶i ch¹y ng−îc chiÒu nhau. Do ®ã chóng ®−îc sö dông réng r·i trªn «t« xong nã kh«ng kh¾c phôc h¼n ®−îc hiÖn t−îng lo¸ m¾t l¸i xe khi c¸c ph−¬ng tiÖn vËn t¶i ch¹y ng−îc chiÒu, chóng cßn cã nh÷ng nh−îc ®iÓm sau: 8
  10. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Kh«ng kh¾c phôc ®−îc h¼n hiÖn t−îng lo¸ m¾t ®ång thêi gi¶m kho¶ng chiÕu s¸ng khi chuyÓn xang nÊc chiÕu gÇn v× vËy buéc ph¶i gi¶m tèc ®é khi hai xe gÆp nhau. §ßi hái ph¶i ®Æt vµ ®iÒu chØnh ®Ìn chÝnh x¸c. VÉn g©y ra hiÖn t−îng lo¸ m¾t khi xe ch¹y trªn ®−êng gå ghÒ hoÆc xe ch¹y bÞ dao ®éng m¹nh. * §Ìn pha cã chïm ¸nh s¸ng gÇn kh«ng ®èi xøng: Do nh−îc ®iÓm cña lo¹i ®Ìn pha cã chïm ¸nh s¸ng gÇn ®èi xøng lµ khi sö dông vÉn cßn g©y ra hiÖn t−îng lo¸ m¾t buéc lßng khi hai ph−¬ng tiÖn vËn t¶i ch¹y ng−îc chiÒu ph¶i gi¶m tèc ®é. Ngµy nay vÊn ®Ò t¨ng vËn tèc vµ t¨ng mËt ®é cña ph−¬ng tiÖn vËn t¶i trªn ®−êng ®ßi hái ph¶i c¶i thiÖn vÊn ®Ò chiÕu s¸ng cho c¸c ph−¬ng tiÖn vËn t¶i. ë Ch©u ¢u sö dông chïm ¸nh s¸ng gÇn kh«ng ®èi xøng ( ®Ìn cèt kh«ng ®èi xøng ). Kh¸c víi lo¹i ®Ìn pha trªn ë lo¹i nµy miÕng ph¶n chiÕu bÞ c¾t v¸t vÒ bªn tr¸i ®i mét gãc 15° nhê ®ã mµ gianh giíi gi÷a vïng tèi vµ vïng s¸ng sÏ ®i ngang chØ ë nöa tr¸i cña chïm tia s¸ng cßn ë nöa ph¶i sÏ ®i h¬i chÕch lªn trªn mét gãc 15°. Nhê c¸ch ph©n bè ¸nh s¸ng gÇn nh− vËy mµ bªn ph¶i ®−êng ®−îc chiÕu s¸ng kho¶ng réng vµ xa h¬n so víi bªn tr¸i, cßn møc lo¸ m¾t cho c¸c ph−¬ng tiÖn vËn t¶i ch¹y ng−îc chiÒu còng gi¶m. ë Mü l¹i dïng hÖ chiÕu s¸ng 4 ®Ìn. Trªn «t« th−êng l¾p 4 ®Ìn pha ®−êng kÝnh nhá theo tõng ®«i mét ë phÝa tr−íc xe. Trong ®ã 2 ®Ìn pha phÝa trong ( ®Ìn chiÕu xa) cã c«ng suÊt 37,5 W d©y tãc n»m ë phÝa tiªu cù cña cho¸ ®Ìn, cßn 2 ®Ìn phÝa ngoµi ®−îc l¾p bãng ®Ìn 2 d©y tãc sao cho d©y tãc chiÕu s¸ng gÇn cã c«ng suÊt 50 W n»m ë tiªu cù cña cho¸ ®Ìn cßn d©y tãc chiÕu xa cã c«ng suÊt 37,5 W n»m ngoµi tiªu cù cña cho¸ ®Ìn. C¸c ®Ìn chiÕu xa ( chiÕu s¸ng kho¶ng ®−êng xa ) phÝa tr−íc vµ ®Ó chiÕu s¸ng tèt ®o¹n gÇn ®Çu xe vµ lÒ ®−êng cÇn ph¶i bËt thªm d©y tãc ¸nh s¸ng khuÕch t¸n xa cña hai ®Ìn ngoµi. Nh− vËy ®Ó cã ®−îc ¸nh s¸ng xa ph¶i bËt cïng mét lóc 4 ®Ìn pha víi tæng c«ng suÊt 150 W. Cßn ®Ó cã ®−îc ¸nh s¸ng gÇn chØ cÇn bËt 2 ®Ìn ngoµi víi tæng c«ng suÊt 100 W. HÖ 4 ®Ìn pha cña Mü b¶o ®¶m vÖt s¸ng dµi trong c¶ hai tr−êng hîp chiÕu xa vµ chiÕu gÇn. 9
  11. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 H×nh 1.14. CÊu t¹o ®Ìn pha cã chïm ¸nh s¸ng chiÕu gÇn kh«ng ®èi xøng 1.2.2. Các mạch đèn chiếu sáng tiêu chuẩn 1.2.2.1. Hệ thống đèn pha/cốt (Head Light System) Nhiệm vụ: - Chiếu sáng mặt đường khi xe chuyển động trong đêm tối - Đảm bảo cho người lái nhìn rõ mặt đường trong một khoảng cách đủ lớn khi xe chuyển động với tốc độ cao và khi gặp xe đi ngược chiều. Yêu cầu: - Tia sáng của đèn không làm lóa mắt người lái và các xe khác đi ngược chiều. Các chế độ chiếu sáng của đèn pha: - Chiếu gần: khi xe gặp xe đi ngược chiều, khoảng đường được chiếu ở chế độ này là (50 ÷ 75) m. - Chiếu xa: khi xe chuyển động với tốc độ cao trên đường không có xe đi ngược chiều, khoảng đường được chiếu ở chế độ này là (180 ÷ 250) m. - Nháy pha (Flash) Có thể phân loại hệ thống đèn pha/ cốt: - Loại không có Rơ le điều chỉnh đèn pha và không có Rơ le điều chỉnh độ sáng - Loại có Rơ le điều chỉnh đèn pha - Loại có Rơ le điều chỉnh độ sáng Lưu ý: khi công tắc điều chỉnh độ sáng ở vị trí “FLASH” thì mạch điện được cấu tạo để bật sáng các đèn ngay cả khi công tắc điều khiển đèn ở vị trí OFF. 10
  12. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 a. Loại không có Rơ le điều chỉnh đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng * Đèn pha chiếu gần (LO - BEARN) Sơ đồ mạch điện: Hình 1.15. Mạch đèn pha chiếu gần không có Rơ le đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng Hoạt động: Khi xoay công tắc điều khiển đèn về vị trí HEAD (LOW), đèn pha chiếu gần bật sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → 2 cầu chì đèn pha trái và phải→ Công tắc độ sáng (LOW) → Công tắc điều khiển đèn (HEAD) → Mát. * Đèn pha chiếu xa (HIGH - BEARN) Sơ đồ mạch điện: 11
  13. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Hình 1.16. Mạch đèn pha chiếu xa không có Rơ le đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng Hoạt động: Khi xoay công tắc điều khiển đèn về vị trí HEAD (HIGH), đèn pha chiếu xa bật sáng đồng thời đèn chỉ báo chế độ chiếu xa trên đồng hồ Táp lô cũng bật sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → 3 cầu chì (đèn pha trái, phải và đèn chỉ báo chế độ chiếu xa) → Công tắc độ sáng (HIGH) → Công tắc điều khiển đèn (HEAD) → Mát. * Đèn nháy pha (FLASH) Sơ đồ mạch điện: Hình 1.17. Mạch đèn nháy pha không có Rơ le đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng Hoạt động: Khi công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí FLASH, thì đèn pha chiếu xa sẽ bật sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → 3 cầu chì (đèn pha trái, phải và đèn chỉ báo chế độ chiếu xa) → Công tắc độ sáng (FLASH) → Công tắc điều khiển đèn (HEAD) → Mát. b. Loại có Rơ le điều chỉnh đèn pha * Đèn pha chiếu gần (LO - BEARN) Sơ đồ mạch điện: 12
  14. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Hình 1.18. Mạch đèn pha chiếu gần có Rơ le đèn pha Hoạt động: Khi xoay công tắc điều khiển đèn về vị trí HEAD (LOW) thì Rơ le đèn pha được đóng lại và đèn pha chiếu gần sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → Cuộn dây Rơ le đèn pha → Công tắc điều khiển đèn (HEAD) → Mát. ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → Tiếp điểm Rơ le đèn pha → Cầu chì đèn pha → Đèn pha chiếu gần → Công tắc độ sáng (LOW) → Mát. * Đèn pha chiếu xa (HIGH - BEARN) Sơ đồ mạch điện: 13
  15. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Hình 1.19. Mạch đèn pha chiếu xa có Rơ le đèn pha Hoạt động: Khi xoay công tắc điều khiển đèn về vị trí HEAD (HIGH) thì Rơ le đèn pha được đóng lại, bật đèn pha chiếu xa sáng đồng thời đèn chỉ báo chế độ chiếu xa trên đồng hồ Táp lô cũng bật sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → Cuộn dây Rơ le đèn pha → Công tắc điều khiển đèn (HEAD) → Mát. ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → Tiếp điểm Rơ le đèn pha → Cầu chì đèn pha → Đèn pha chiếu xa → Công tắc độ sáng (HIGH) → Mát. ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → Tiếp điểm Rơ le đèn pha → Cầu chì đèn pha → Đèn pha chiếu gần → Đèn chỉ báo chế độ chiếu xa → Mát. * Đèn nháy pha (FLASH) Sơ đồ mạch điện: 14
  16. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Hình 1.20. Mạch đèn nháy pha có Rơ le đèn pha Hoạt động: Khi công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí FLASH, thì Rơ le đèn pha được đóng lại và các đèn pha chiếu xa bật sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → Cuộn dây Rơ le đèn pha → Công tắc chế độ (FLASH) → Mát. ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → Tiếp điểm Rơ le đèn pha → Cầu chì đèn pha → Đèn pha chiếu xa → Công tắc độ sáng (FLASH) → Mát. ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → Tiếp điểm Rơ le đèn pha → Cầu chì đèn pha → Đèn pha chiếu gần → Đèn chỉ báo chế độ chiếu xa → Mát. c. Loại có Rơ le điều chỉnh đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng * Đèn pha chiếu gần (LO - BEARN) Sơ đồ mạch điện: 15
  17. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Hình 1.21. Mạch đèn pha chiếu gần có Rơ le đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng Hoạt động: Khi xoay công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí HEAD (LOW) thì Rơ le đèn pha được đóng lại và các đèn pha chiếu gần sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → Cuộn dây Rơ le đèn pha → Công tắc điều khiển đèn (HEAD) → Công tắc độ sáng (LOW) → Mát. ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → Tiếp điểm Rơ le đèn pha → Tiếp điểm Rơ le chế độ chiếu gần → Cầu chì đèn pha chiếu gần → Đèn pha chiếu gần → Mát. 16
  18. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 * Đèn pha chiếu xa (HIGH - BEARN) Sơ đồ mạch điện: Hình 1.22. Mạch đèn pha chiếu xa có Rơ le đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng Hoạt động: Khi xoay công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí HEAD (HIGH) thì Rơ le đèn pha được đóng lại đồng thời dòng điện đi qua cuộn dây của Rơ le điều chỉnh độ sáng làm đóng tiếp điểm Rơ le chế độ chiếu xa, bật đèn pha chiếu xa sáng và đèn chỉ báo chế độ chiếu xa trên đồng hồ Táp lô cũng bật sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → Cuộn dây Rơ le đèn pha → Công tắc điều khiển đèn (HEAD) → Mát. ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → Tiếp điểm Rơ le đèn pha → Cuộn dây Rơ le điều chỉnh độ sáng → Công tắc độ sáng (HIGH) → Mát. ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → Tiếp điểm Rơ le đèn pha → Tiếp điểm Rơ le chế độ chiếu xa → Cầu chì đèn pha chiếu xa → Đèn pha chiếu xa và đèn chỉ báo chế độ chiếu xa → Mát. 17
  19. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 * Đèn nháy pha (FLASH) Sơ đồ mạch điện: Hình 1.23. Mạch đèn nháy pha có Rơ le đèn pha và Rơ le điều chỉnh độ sáng Hoạt động: Khi công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí FLASH, thì Rơ le đèn pha được đóng lại đồng thời dòng điện đi qua cuộn dây của Rơ le điều chỉnh độ sáng làm đóng tiếp điểm Rơ le chế độ chiếu xa, bật đèn pha chiếu xa sáng và đèn chỉ báo chế độ chiếu xa trên đồng hồ Táp lô cũng bật sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → Cuộn dây Rơ le đèn pha → Công tắc chế độ (FLASH) → Mát. ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → Tiếp điểm Rơ le đèn pha → Cuộn dây Rơ le điều chỉnh độ sáng → Công tắc chế độ (FLASH) → Mát. ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → Tiếp điểm Rơ le đèn pha → Tiếp điểm Rơ le chế độ chiếu xa → Cầu chì đèn pha chiếu xa → Đèn pha chiếu xa và đèn chỉ báo chế độ chiếu xa → Mát. 18
  20. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 1.2.2.2. Hệ thống đèn hậu (Tail Light System) Hệ thống đèn hậu ngày nay có thể chia làm 2 loại chính sau: Loại nối trực tiếp vào công tắc điều khiển đèn Loại có Rơ le đèn hậu a. Loại nối trực tiếp Hình 1.24. Mạch đèn hậu loại nối trực tiếp Nguyên lý hoạt động: Khi công tắc điều khiển ở vị trí OFF: hệ thống chưa hoạt động, đèn tắt. Khi công tắc điều khiển ở vị trí TAIL: hệ thống hoạt động, đèn sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: ⊕ Acqui→ Cầu chì → Công tắc điều khiển (TAIL) → Các đèn hậu → Mát. b. Loại có Rơle đèn hậu Khi công tắc điều khiển ở vị trí OFF: hệ thống chưa hoạt động, đèn tắt. Khi công tắc điều khiển ở vị trí TAIL: hệ thống hoạt động, đèn sáng. Mạch hoạt động theo sơ đồ sau: ⊕ Acqui→ Cầu chì → Cuộn dây Rơle đèn hậu → Công tắc điều khiển (TAIL)→ Mát. → Tiếp điểm Rơle đèn hậu (đóng)→ Các đèn hậu → Mát. 19
  21. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Hình 1.25. Mạch đèn hậu loại có Rơ le đèn hậu 1.2.2.3. Hệ thống đèn sương mù (Fog Light System) a. Hệ thống đèn sương mù phía trước (Ahead Fog Light System) Khi xe chạy trong điều kiện sương mù, việc chiếu sáng bằng đèn pha thông thường không thỏa mãn, vì ánh sáng từ đèn pha phát ra gặp các hạt sương mù sẽ phản chiếu trở lại và tạo thành một vùng sáng chói phía trước làm loá mắt người lái xe. Đèn sương mù phía trước sẽ giúp giảm tình trạng này. Điện áp cung cấp cho đèn sương mù thường được lấy sau Relay đèn kích thước. Sơ đồ mạch điện: Hình 1.26. Mạch đèn sương mù phía trước 20
  22. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Hoạt động: Khi công tắc điều khiển ở vị trí TAIL hoặc HEAD đồng thời công tắc đèn sương mù được bật ON thì Rơ le đèn sương mù được đóng lại. Các đèn sương mù phía trước và đèn chỉ báo sương mù trên đồng hồ Tap lô bật sáng. Sơ đồ hoạt động của mạch: ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → Cầu chì TAIL → Công tắc điều khiển đèn (TAIL hoặc HEAD) → Công tắc đèn sương mù (ON) → Cuộn dây Rơ le đèn sương mù phía trước → Mát. ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → Cầu chì FOG → Tiếp điểm Rơ le đèn sương mù (đóng) → Đèn sương mù và đèn chỉ báo sương mù phía trước trên đồng hồ Tap lô → Mát. b. Hệ thống đèn sương mù phía sau (Rear Fog Light System) Đèn này dùng để báo hiệu cho các xe phía sau nhận biết trong điều kiện có sương mù hoặc tầm nhìn hạn chế do thời tiết. Điện áp cung cấp cho đèn này được lấy sau đèn cốt (Low Beam). Một đèn báo có thể được gắn vào Tableau để báo hiệu cho tài xế khi đèn sương mù phía sau hoạt động. Sơ đồ mạch điện: Hình 1.27. Mạch đèn sương mù phía sau Hoạt động: Khi công tắc điều khiển ở vị trí TAIL hoặc HEAD đồng thời dịch thêm một nấc (của công tắc đèn sương mù loại cần bật) từ vị trí ON của đèn sương mù phía trước. 21
  23. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Đèn sương mù phía sau có cấu tạo để giúp cho người lái không quên tắt. Khi công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí OFF trong khi đèn sương mù phía sau sáng (vị trí ON), thì đèn sương mù phía sau tự động tắt. Khi điều này xảy ra, đèn sương mù phía sau vẫn giữ ở trạng thái tắt ngay cả khi công tắc đèn này lại được xoay về vị trí HEAD. Chức năng này được điều khiển bằng cơ khí hoặc điện tuỳ theo loại xe. Mạch điện trên được điều khiển bằng cơ khí. Sơ đồ hoạt động của mạch: ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → Cầu chì TAIL → Công tắc điều khiển đèn (TAIL hoặc HEAD) → Công tắc đèn sương mù (ON) → Cuộn dây Rơ le đèn sương mù phía trước → Mát. ⊕ Acqui→ Cầu chì tổng → Cầu chì FOG → Tiếp điểm Rơ le đèn sương mù (đóng) → Đèn sương mù và đèn chỉ báo sương mù phía trước trên đồng hồ Tap lô → Mát. 1.2.2.4. Hệ thống đèn chạy ban ngày (Day Time Running Light System – DRL) a. Khái quát Hệ thống DRL bật các đèn pha khi chạy xe ở ban ngày. Điều đó có nghĩa là các bóng đèn pha được bật sáng trong suốt thời gian xe chạy, do đó làm cho tuổi thọ của bóng đèn giảm đi. Để ngăn ngừa hiện tượng này, mạch hệ thống được trang bị mạch điện để giảm cường độ làm việc của đèn pha khi hệ thống DRL đang hoạt động. Điều này được thực hiện chủ yếu bằng một trong 3 loại mạch điện chính sau: * Loại mạch giảm cường độ làm việc của đèn nhờ điện trở Cường độ làm việc của đèn được giảm xuống thông qua điện trở bố trí trong DRL khi hệ thống này hoạt động. 22
  24. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Hình 1.28. Mạch giảm cường độ làm việc của đèn nhờ điện trở * Loại mạch giảm cường độ làm việc của đèn nhờ mắc nối tiếp các đèn pha với nhau Cường độ làm việc của đèn được giảm xuống nhờ mắc nối tiếp các đèn pha bên trái và bên phải khi hệ thống DRL đang hoạt động. Hình 1.29. Mạch giảm cường độ làm việc của đèn nhờ mắc nối tiếp các đèn pha * Loại mạch giảm cường độ làm việc của đèn thông qua điều chỉnh Rơ le chính của hệ thống DRL Cường độ làm việc của đèn được giảm xuống nhờ bố trí mạch điều khiển trong rơ le chính khi hệ thống DRL đang hoạt động. 23
  25. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Hình 1.30. Mạch giảm cường độ làm việc của đèn nhờ điều chỉnh Rơ le chính b. Nguyên lý làm việc Khi động cơ đã nổ máy và khi cần phanh tay được nhả ra thì rơ le chính của hệ thống đèn xe chạy ban ngày bật các đèn pha lên. Nếu công tắc điều khiển đèn ở vị trí OFF hoặc TAIL và công tắc điều khiển độ sáng đèn ở vị trí LOW, thì rơ le của hệ thống đèn chạy ban ngày ngắt và dòng điện đi qua điện trở của hệ thống. Kết quả là các đèn pha được bật sáng với cường độ được giảm tới còn 80 – 85% Hình 1.31. Mạch nguyên lý làm việc chế độ LO Nếu công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí HEAD, thì rơ le No. 2 của DRL được bật lên và dòng điện chạy tới các đèn pha mà không qua điện trở của DRL. Các đèn pha chiếu sáng ở cường độ bình thường. Rơ le No. 2 của DRL bật lên ngay cả khi công tắc điều 24
  26. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 khiển độ sáng đèn ở vị trí HIGH hoặc FLASH do đó các đèn pha sẽ chiếu sáng ở độ sáng bình thường. Hình 1.32. Mạch nguyên lý làm việc chế độ HI 1.2.2.5. Hệ thống nhắc nhở cảnh báo Hệ thống nhắc nhở cảnh báo trên xe ô tô nhằm báo cho người lái xe biết những lỗi của người lái như quên chìa khóa, quên tắt đèn và báo sự hư hỏng của các đèn hậu Trong phần này giới thiệu hệ thống cảnh báo đèn hậu, nhắc nhở tắt đèn và tắt đèn tự động. a. Hệ thống cảnh báo đèn phía sau Người lái không thể nhận ra được các đèn hậu, đèn phanh bị cháy. Hệ thống cảnh báo đèn phía sau thông báo cho người lái biết các bóng đèn hậu hoặc đèn phanh bị cháy nhờ một đèn cảnh báo trên bảng đồng hồ táp lô. Hệ thống này được điều khiển bởi cảm biến báo hư hỏng đèn và thường được lắp trong khoang hành lý. Rơle báo hư hỏng đèn xác định tình trạng đèn bị cháy bằng cách so sánh các điện áp khi đèn hoạt động bình thường hoặc khi bị hở mạch. * Cảnh báo hở mạch các đèn phanh 25
  27. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Hình 1.33. Hoạt động của mạch báo hỏng đèn phanh Khi các đèn phanh và đèn phanh lắp trên cao đang làm việc bình thường, thì điện áp ở ngõ vào (+) của bộ so sánh 1 và 2 nhỏ hơn ngõ vào (-). Do đó, đầu ra của các bộ so sánh 1 và 2 bằng “0”. Vì lý do này, đầu ra của cổng OR1 bằng "0",Transistor ở trạng thái ngắt và đèn cảnh báo đèn phía sau không sáng. Khi chỉ cần một mạch đèn bị hở, điện áp ở ngõ vào (+) của bộ so sánh tăng lên và lớn hơn điện áp chuẩn ngõ vào (-) Do vậy các bộ so sánh 1 hoặc 2 sẽ cho ra “1” làm cổng OR1 đưa ra “1” tới mạch trễ/giữ cân bằng. Mạch trễ/giữ cân bằng bật Transistor Tr ON sau khoảng 0,3 tới 0,5 giây, làm bật sáng đèn cảnh báo đèn phía sau trên đồng hồ táp lô. Mạch giữ cân bằng hoạt động cho đến khi công tắc máy ngắt làm đèn cảnh báo tiếp tục sáng sáng. 26
  28. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 * Cảnh báo hở mạch đèn hậu Hình 1.34. Mạch điện báo hở đèn hậu Giống như mạch của đèn phanh, khi mạch đèn hậu bị hở, điện áp ngõ vào (+) của bộ so sánh 3 lớn hơn điện áp chuẩn ở ngõ vào (-) làm tín hiệu đầu ra của nó bắng "1", đầu ra của cổng OR2 cũng đưa ra mức "1" theo. Tín hiệu được truyền từ OR2 tới mạch trễ/giữ cân bằng tới Tr làm đèn cảnh báo đèn phía sau bật sáng. b. Hệ thống chuông nhắc nhở đèn - hệ thống tắt đèn tự động * Hoạt động của hệ thống chuông nhắc nhở đèn Hệ thống này có chức năng báo cho người lái xe biết là đèn đang bật trong khi người lái xe đã ra khỏi xe và đóng cửa lại. Nếu - Công tắc điều khiển đèn ở vị trí TAIL hoặc HEAD - Khoá điện ở vị trí ACC hoặc LOCK. - Cửa xe phía người lái mở Thì dòng điện sẽ không qua cực A của bảng đồng hồ táp lô. 27
  29. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Hình 1.35. Hệ thống nhắc nhở đèn Khi công tắc cửa phía người lái được bật về vị trí ON (tương ứng với cửa người lái đóng), thì cực B được nối thông với mát. Khi điều này xảy ra, ECU trong bảng đồng hồ táp lô sẽ bật Transistor Tr lên. Dòng điện chạy giữa các cực C và D của bảng đồng hồ táp lô và chuông phát ra tiếng kêu. Sau khi hệ thống chuông nhắc nhở đèn được kích hoạt, hệ thống có thể được ngắt và chuông ngừng kêu bằng cách tắt công tắc điều khiển đèn về vị trí OFF hoặc khoá điện ở vị trí ON. Ở một số kiểu xe có trang bị hệ thống nhắc nhở chìa khoá, vì chức năng hệ thống này cần được ưu tiên nên khi cửa xe phía người lái mở với chìa khoá được tra vào trong ổ khoá điện và chuông nhắc nhở chìa khoá sẽ phát ra tiếng kêu. * Nguyên lý hoạt động của hệ thống tắt đèn tự động Hệ thống này hoạt động nhằm tắt các đèn chiếu sáng (đèn đầu và đèn hậu) khi người lái đã ra khỏi xe mà không tắt đèn. Khi đèn đầu và đèn hậu bật sáng (khoá điện ở vị trí ON, công tắc điều khiển đèn ở vị trí TAIL hoặc HEAD), nếu khoá điện được bật lên vị trí ACC hoặc LOCK và cửa xe phía người lái mở, thì dòng điện không qua cực A của rơle tổ hợp. Khi công tắc cửa lái xe bật lên (khi người lái đóng cửa) làm cực B được nối thông với mát. Khi điều này xảy ra, IC trong rơle tổ hợp sẽ ngắt các Transistor Tr1 và Tr2. Dòng điện không đi qua giữa các cực C và D, E và F và đèn hậu và đèn đầu tự động tắt. Sau khi kích hoạt hệ thống tắt đèn tự động, có thể hủy trạng thái này để đèn đầu cũng như đèn hậu sẽ được bật sáng trở lại bằng cách bật khoá điện lên vị trí ON và công tắc điều khiển đèn ở vị trí TAIL hoặc HEAD. 28
  30. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Hình 1.36. Hệ thống tắt đèn tự động 1.2.2.6. Hệ thống chiếu sáng khi lên xe Khi lên xe vào ban đêm rất khó khăn trong việc tra chìa khóa vào ổ, xác định vị trí ngồi Vì vậy hệ thống chiếu sáng khi lên xe là rất cần thiết. Hệ thống chiếu sáng khi lên xe hoạt động sẽ bật các đèn tay nắm cửa, đèn soi chân phía ngoài, đèn sàn phía trước, đèn chiếu sáng khóa điện, đèn trần. Các đèn trong xe cũng có thể bật khi cần thiết ở vị trí công tắc ON. Hình 1.37. Hệ thống chiếu sáng khi lên xe 29
  31. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 - Khi không có chìa khoá trong ổ khoá điện. - Khi tất cả các cửa xe đã đóng sau đó có một trong các cửa xe đã mở. thì tín hiệu ngắt cảnh báo mở khoá bằng chìa được đưa vào cực A. Tín hiệu đóng ngắt cửa xe tới cực B được đưa vào IC trong rơle tổng hợp. Theo các tín hiệu này IC kích hoạt chức năng đếm thời gian. Transistor Tr nối cực C xuống mát khoảng 15 giây, do đó làm sáng các đèn trong xe và đèn chiếu sáng chìa khoá điện. Khi hệ thống hoạt động bình thường đèn sẽ tiếp tục sáng khoảng 15 giây. Tuy nhiên, khi bộ đếm thời gian đang hoạt động mà khoá điện được bật lên vị trí ON hoặc tất cả các cửa được đóng lại thì các đèn sẽ tắt ngay lập tức. Ở một số xe có hệ thống làm các đèn tắt từ từ. Thời gian các đèn sáng và các chi tiết khác tuỳ theo từng kiểu xe. 1.2.3. Đèn pha cao áp và đèn thông minh 1.2.3.1. Đèn pha cao áp (High Intensity Discharge) Hình 1.38. Bóng đèn Xenon a. Cấu tạo - Đèn Xenon theo nguyên lý phóng điện cường độ cao giữa hai bản cực để sinh ra luồng sáng vì vậy không có dây điện trở volfram như đèn sợi đốt và đèn halogen, thay vào đó là hai bản điện cực đặt trong ống huỳnh quang, ống huỳnh quang này bên trong có chứa khí Xenon hoàn toàn tinh khiết, thủy ngân và các muối kim loại halogen. Khi đóng nguồn điện đặt vào hai đầu của hai điện cực này một điện áp lớn hơn điện áp đánh thủng (lớn hơn 25000 V) xuất hiện sẽ xảy ra hiện tượng phóng điện giữa các bản cực do các hạt electron 30
  32. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 phóng ra va đập với các nguyên tử kim loại của bản đ*ối diện giải phóng năng lượng tạo ra ánh sáng. Sự phóng điện cũng kích thích các phân tử khí trơ Xenon lên mức năng lượng cao, sau khi bị kích thích các phân tử khí Xenon sẽ giải phóng năng lượng để trở về trạng thái bình thường, bức xạ ra ánh sáng theo định luật bức xạ điện từ. Màu của ánh sáng phát ra (hay bước sóng của bức xạ) phụ thuộc vào mức độ chênh lệch năng lượng của electron và vào tính chất hóa học của muối kim loại được dùng trong bầu khí Xenon. Vỏ đèn Xenon được làm từ thủy tinh thạch anh có thể chịu được nhiệt độ và áp suất rất cao. - Do sự phóng điện sinh ra luồng sáng chỉ xảy ra giữa các bản cực đèn Xenon khi đặt vào nó một điện áp cao trên 25000 V nên để có thể tạo ra được điện thế cao như vậy, hệ thống cần có một bộ khởi động (ignitor). Ngoài ra, để duy trì tia hồ quang, một chấn lưu (ballast) sẽ cung cấp điện áp khoảng 85 V trong suốt quá trình đèn hoạt động, đây vừa là bộ xử lý của đèn Xenon vừa làm nhiệm vụ tăng áp cho bóng đèn. Hình 1.39. Sơ đồ cấu tạo của đèn Xenon b. Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động của đèn Xenon giống như hiện tượng sét phóng điện xảy ra trong tự nhiên khi trời mưa. Những tia sét phóng điện giữa những đám mây tích điện và bề mặt trái đất sinh ra những luồng ánh sáng cường độ cao trong không trung, đây là ý tưởng manh nha cho những nhà chế tạo nảy ra ý tưởng sản xuất ra đèn Xenon có thể sinh ra ánh sáng cường độ cao thay thế cho những thế hệ đèn dây tóc và halogen ngày càng trở nên già cỗi. Năm 1992, nhà sản xuất bóng đèn xe hơi hàng đầu thế giới Hella giới thiệu bóng đèn Xenon đầu tiên, sản xuất theo công nghệ phóng điện cường độ cao - High Intensity Discharge. Đèn xenon lúc này chủ yếu chỉ dùng cho chế độ đèn cốt, vì bóng đèn Xenon chỉ có một chế độ không giống như đèn sợi tóc có thể có hai tim, chóa đèn dùng cho đèn xenon phải có chóa đèn pha và chóa đèn cốt riêng biệt. Năm 1999, đèn Bi – Xenon ra đời khắc phục được khuyết điểm này của đèn Xenon, nó có thể tạo ra ánh sáng pha và cốt từ một luồng ánh sáng, phát ra ánh sáng giống nhau cho pha và cốt. Tiết kiệm năng lượng hơn. 31
  33. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 c. Ánh sáng của đèn Xenon phát ra Tùy thuộc vào tính chất hóa học của loại muối kim loại chứa bên trong mà ánh sáng của đèn Xenon phát ra cũng khác nhau. Độ Kelvin và Lumens là 2 đại lượng đặc trưng cho màu sắc (độ trắng) và độ sáng của đèn sẽ phát ra. Hình 1.40. Dãy màu mà đèn Xenon phát ra - Ở 4300 K đèn tạo ra khoảng 3100 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp 3 lần của loại đèn Halogen và tạo ra nhiệt độ màu sáng nhất, ánh sáng có màu trắng hoàn toàn và sẽ chuyển sang hơi vàng nhạt khi phản xạ đồng nhất trên đường. Loại đèn này được dùng ở trên các loại xe sử dụng nhiều về đêm và đi đường đồi núi nhằm tối ưu tầm nhìn. - Ở 6000 K đèn tạo ra khoảng 2900 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp 3 lần của loại đèn Halogen và mỏng hơn so với ở 4300 K. Mặc dù phát ra ánh sáng ít hơn, nhưng phát ra ánh sáng trắng hơn với màu xanh nhạt. - Ở 8000 K đèn tạo ra khoảng 2500 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp 3 lần của loại đèn Halogen và mỏng hơn và phát ra ánh sáng ít hơn đồng thời xanh hơn so với ở 6000 K. Đây là một trong những màu được lựa chọn sử dụng ở trên xe. - Ở 10000 K đèn tạo ra khoảng 2300 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp 2 lần của loại đèn Halogen. Ở 10000 K phát ra dãy ánh sáng xanh thẫm đến tím sau đó chuyển sang xanh đậm hơn so với 8000 K. 32
  34. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 - Ở 12000 K đèn tạo ra khoảng 2000 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp 2 lần của loại đèn Halogen. Đây là nhiệt độ màu có màu xanh thẫm tím và màu đậm hơn so với 10000 K. Sản phẩm này được được khách hàng sử dụng vì phát ra ánh sáng tối ưu và lạ mắt nhất. d. Các loại chân đế bóng đèn Xenon Chân đế tiêu chuẩn của loại đèn này có dạng tròn là D2S, D2R hoặc dạng chân đế vuông là D1S, D1R. Trong đó: - D2S: Là loại bóng dùng cho các chóa đèn có màng chắn lóa (ký tự S lấy từ chữ shield - tấm chắn) và có thấu kính giúp gom ánh sáng không làm chói xe lưu thông ngược chiều. Hình 1.41. Cấu tạo chóa và bóng đèn D2S - D2R: Là loại bóng có sẵn màng chắn dùng cho các chóa đèn chỉ có mặt phản xạ (ký tự R lấy từ chữ reflector - vật phản xạ). Có 1 lớp màu đen, để ngăn ánh sáng trực tiếp làm chói mắt xe ngược chiều. Hình 1.42. Cấu tạo chóa và bóng đèn D2R - D1S: Là loại bóng dùng cho các chóa đèn có màng chắn lóa và có thấu kính giúp 33
  35. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 gom được nhiều ánh sáng hơn (được tích hợp bộ khởi động). Hình 1.43. Cấu tạo bóng đèn D1S - D1R: Là loại bóng có sẵn màng chắn dùng cho các chóa đèn chỉ có mặt phản xạ. Có 1 lớp màu đen, để ngăn ánh sáng trực tiếp làm chói mắt xe ngược chiều (được tích hợp bộ khởi động). Hình 1.44. Cấu tạo bóng đèn D1R Đối với từng loại bóng đèn thì bộ ballast sẽ được thiết kế riêng phù hợp để phù hợp với từng loại chân đế. Hình 1.45. Ballast đèn D1 Hình 1.46. Ballast đèn D2 34
  36. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 e. Phương pháp lắp ráp đối với từng loại bóng đèn - Đối với bóng D2: - Đối với bóng D1: Hình 1.47. Sơ đồ kết nối 2 loại đèn D2 và D1với Ballast f. Lợi ích của đèn Xenon - Đầu tiên, tuổi thọ của đèn Xenon cao gấp 10 lần đèn halogen và đèn sợi đốt, do dây điện trở volfram của đèn halogen và sợi đốt rất dễ đứt do bị va đập hoặc hao mòn trong quá trình sử dụng, còn đèn Xenon chỉ đơn giản gồm hai bản cực phóng điện, được cố định bởi lớp vỏ thạch anh, chỉ có thể hư nếu bóng đèn bị vỡ. Trung bình đèn halogen chỉ có thời gian sử dụng từ 300 – 1000 giờ, còn đèn Xenon là 3000 giờ. - Thứ hai là ánh sáng do đèn Xenon sinh ra là loại ánh sáng trắng xanh rất giống ánh sáng ban ngày trong khi đèn halogen chỉ sinh ra ánh sáng màu vàng, điều này có ý nghĩa giúp người điều khiển xe dễ dàng quan sát khi lái xe với hình ảnh thật hơn, rõ nét hơn. Vì vậy với công nghệ sinh ra luồng sáng cường độ cao (HID) đặc biệt có ý nghĩa tăng tính an toàn khi lái xe ban đêm. - Theo các nghiên cứu để có thể phản ứng và xử lý các chướng ngại vật khi đang lái xe với tốc độ 100km/h người lái xe phải quan sát được các tín hiệu giao thông trước đó 70 m, vì vậy để đảm bảo an toàn chúng ta cần ít nhất 2,5 giây để phản xạ trước các biến cố xảy ra trên đường. Đèn Xenon với chùm ánh sáng dài, tầm quan sát rộng có thể đáp ứng được những yêu cầu này. - Một ưu điểm nữa của đèn Xenon là tiết kiệm năng lượng hơn so với đèn sợi đốt do không phải tốn năng lượng để đốt nóng dây tóc nên tiêu thụ chỉ bằng 1/3 so với đèn sợi đốt, đèn halogen. Mà cường độ sáng lại cao hơn gấp 2 - 3 lần, một bóng Xenon 35 W cho độ sáng tương đương bóng halogen 100 W. 35
  37. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Hình 1.48. Hiệu quả của hai loại đèn trên đường Hãng Hella đã có một bước phát triển xa hơn. Từ năm 1999, hệ thống đèn Bi-Xenon được sử dụng, nó có thể sinh ra tia sáng cốt và pha từ cùng một nguồn sáng. Thuận lợi là tiêu thụ năng lượng giảm hơn nữa mở ra những khả năng mới cho các nhà thiết kế, phát ra ánh sáng giống nhau cho pha và cốt. 1.2.3.2. Hệ thống đèn thông minh () Đèn pha là hệ thống điện có đầu tiên trong hệ thống điện thân xe nhìn chung hệ thống đèn pha đã có nhiều sự phát triển điển hình là các hệ thống điều khiển đèn pha tự động. Hệ thống điều khiển đèn pha tự động có các dạng sau: - Tự động bật, tắt. - Hệ thống đèn liếc động, đèn liếc tĩnh (đèn đầu định hướng) - Tự động cân bằng đèn pha (tự động bám đường). - Tự động chuyển sang nấc cốt khi gặp xe đối diện. Trong giới hạn của Đồ án tốt nghiệp không thể trình bày hết các hệ thống điều khiển đèn pha tự động a. Hệ thống tự động bật tắt Khi cảm biến điều khiển đèn tự động xác định độ chiếu sáng môi trường xung quanh yếu mà công tắc điều khiển đèn ở vị trí AUTO (hoặc vị trí OFF đối với các xe không có vị trí AUTO), nó truyền tín hiệu tới bộ phận điều khiển đèn, bộ phận này sẽ bật sáng các đèn hậu và sau đó tới các đèn đầu tuỳ theo mức độ chiếu sáng xung quanh. Hệ thống này cũng 36
  38. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 có chức năng bật các đèn hậu nhưng không bật các đèn đầu trong một thời gian ngắn khi trời trở nên tối trong một khoảnh khắc chẳng hạn như xe chạy dưới gầm cầu hoặc dưới các phố có nhiều cây mà trời xung quanh vẫn sáng. Tuy nhiên, nếu sau một thời gian mà độ sáng của môi trường xung quanh vẫn thấp hơn giá trị qui định thì các đèn đầu sẽ bật sáng. Có hai loại hệ thống điều khiển đèn tự động. Đó là loại có cảm biến điều khiển đèn tự động và bộ phận điều khiển đèn được bố trí chung hoặc loại có đèn hậu và đèn đầu được bật sáng cùng một lúc. Hình 1.49: Cảm biến và chức năng của hệ thống đèn tự động Hình 1.50. Mạch điện hệ thống đèn tự động 37
  39. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Khi cảm biến điều khiển đèn tự động xác định được mức độ chiếu sáng xung quanh nó phát ra một tín hiệu xung đến bộ điều điều khiển đèn. Khi đó bộ điều khiển đèn sẽ đánh giá độ giảm cường độ chiếu sáng và kích hoạt các rơle đèn hậu và đèn đầu để bật sáng các đèn này. Khi bộ điều khiển đèn đánh giá thấy sự tăng của cường độ sáng thì các đèn hậu và đèn đầu bị tắt. b. Hệ thống đèn đầu định hướng (đèn liếc động, đèn liếc tĩnh) Xuất phát từ thực tế, người ta tìm cách khắc phục hiện tượng thiếu ánh sáng khi xe vào cua hoặc chạy trên những con đường khúc khuỷu, khi đó đèn chiếu sáng thông thường không đảm nhận được việc chiếu sáng ở những góc gần bên phải hoặc bên trái của chiếc xe, tình trạng cũng tương tự khi người ta chạy trên những cung đường hẹp và không thẳng Việc thường xuyên đối mặt với những vùng tối đột ngột xuất hiện trước mũi xe làm cho người lái cực kỳ căng thẳng, khả năng gây tai nạn cũng cao đơn giản là do không kịp nhìn thấy mặt đường trong các khúc quanh tối tăm. Các nhà sản xuất đã tìm ra các giải pháp để thay đổi vùng chiếu sáng của xe tùy theo điều kiện đường xá, tiêu biểu là các hệ thống đèn liếc tĩnh và đèn liếc động được trình bày dưới đây. * Hệ thống đèn liếc tĩnh Hình 1.51. Hiệu quả chiếu sáng đối với hệ thống đèn liếc tĩnh Hệ thống đèn liếc tĩnh, thực chất của nó là bố trí nguồn sáng phụ bên cạnh đèn cốt thông thường, nguồn sáng phụ này có nhiệm vụ chiếu sáng góc cua khi xe vào cua mà vùng sáng của đèn cốt không chiếu tới, như trên hình vẽ bên trên, vùng sáng Abblendlicht là vùng sáng phụ của đèn chiếu sáng góc cua được bố trí bên cạnh đèn cốt. Việc bật tắt đèn chiếu sáng góc cua được dựa vào 3 yếu tố để đảm bảo rằng, đèn này chỉ được kích hoạt khi vào cua gấp hoặc rẽ phải, rẽ trái, 3 yếu tố đó là: - Góc đánh tay lái - Tín hiệu của đèn xinhan (bật hoặc tắt) - Tốc độ xe chạy Giới thiệu các chế độ hoạt động của đèn chiếu sáng góc cua chủ động tĩnh. 38
  40. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Hình 1.52: Đèn chiếu sáng góc cua tắt khi đi Hình 1.53: Đèn chiếu sáng góc cua sẽ bật lên thẳng cùng với đèn xinhan Hình 1.54: Đèn chiếu sáng góc cua tự động bật Hình 1.55: Cả hai đèn chiếu sáng góc cua sẽ lên khi xe quay vòng với tốc độ dưới 40 Km/h bật lên khi gặp sương mù hay lùi xe So với hệ thống chiếu sáng góc cua động thì hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh có ưu điểm hơn ở chỗ vùng chiếu sáng của hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh có góc chiếu rộng hơn. Một ưu điểm khác làm cho hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh trở nên thông dụng hơn là giá thành thấp hơn và nó có thể lắp thêm cho những xe đời cũ hoặc những xe không trang bị hệ thống chiếu sáng góc cua một cách dễ dàng, chỉ cần thay thế đèn sương mù trên xe bằng hai đèn chiếu sáng góc cua và lắp đặt bộ điều khiển cùng các cảm biến, giắc cắm, Nhưng 39
  41. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 nhược điểm của hệ thống này là chiếu sáng không linh hoạt bằng hệ thống chiếu sáng góc cua động. Nguyên lý điều khiển hệ thống đèn liếc tĩnh: Hình 1.56: Hệ thống đèn liếc tĩnh của hãng Hella Cấu tạo chung của một hệ thống đèn liếc tĩnh bao gồm: - 2 đèn chiếu sáng góc cua được bố trí cạnh đèn cốt. - Bộ điều khiển trung tâm. - Các cảm biến. Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh được điều khiển bởi bộ điều khiển trung tâm, bộ điều khiển trung tâm này lấy tín hiệu từ các cảm biến góc đánh lái, cảm biến tốc độ, và tín hiệu đèn xi nhan, tự động nhận dạng các điều kiện vận hành của xe và sẽ bật đèn chiếu sáng góc cua để bổ sung cho đèn cốt. Cụ thể hơn, bộ điều khiển trung tâm sẽ ngay lập tức kích hoạt đèn chiếu sáng góc cua khi bật công tắc đèn xi nhan (công tắc xi nhan bên trái bật thì 40
  42. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 đèn kích hoạt đèn chiếu sáng góc cua bên trái và tương tự khi bật công tắc xi nhan bên phải) hoặc khi xe chạy dưới 40km/h, bộ điều khiển trung tâm sẽ kích hoạt các đèn chiếu sáng góc cua khi vào cua với góc cua gấp (cua xe bên nào thì đèn chiếu sáng góc cua bên đó được kích hoạt). Bộ điều khiển trung tâm sẽ liên tục nhận các tín hiệu cảm biến đưa về và xử lý để điều khiển đáp ứng về điều kiện chiếu sáng, vùng chiếu sáng của xe sẽ luôn chủ động theo góc cua của điều kiện đường xá. Khi sử dụng hệ thống đèn chiếu sáng góc cua, việc bật tắt đột ngột các đèn chiếu sáng góc cua có thể làm loá mắt hoặc làm “giật mình” người điều khiển xe đối diện khi các vùng sáng của đèn chiếu sáng góc cua bất ngờ xuất hiện, để tránh hiện tượng này, hệ thống chiếu sáng góc cua sử dụng hệ thống đệm dimme, điều khiển việc sáng - tắt của các đèn chiếu sáng góc cua một cách từ từ, ánh sáng của đèn chiếu sáng góc cua dần tăng và dần giảm trong ít giây thời gian. Trong điều kiện thời tiết xấu, đèn chiếu sáng góc cua cả hai bên có thể được bật lên để trở thành đèn sương mù, tạo ra tầm quan sát tối ưu. Thêm vào đó, khi cài số lùi thì đèn cả hai bên sẽ được bật lên để chiếu sáng dọc theo thân xe. * Hệ thống đèn liếc động (Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua động) Khác với hệ thống đèn liếc tĩnh, với hệ thống đèn liếc động, để thay đổi vùng chiếu sáng người ta chỉ cần sử dụng một nguồn sáng (không sử dụng thêm đèn chiếu phụ như hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh), nói rõ hơn là thay vì khi vào cua thì bật thêm đèn chiếu phụ bổ sung ánh sáng theo góc cua thì người ta sử dụng chính nguồn sáng của bóng đèn cốt để làm điều này. Đèn cốt thay đổi vùng chiếu sáng theo góc cua, như hình minh họa dưới đây: Vùng sáng xe có Vùng sáng xe không đèn liếc động có đèn liếc động Hình 1.57: Sự khác biệt của xe có trang bị đèn liếc động, khi đi trên cung đường cong. 41
  43. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Với hệ thống đèn liếc động sự thay đổi vùng chiếu sáng có mức độ liếc uyển chuyển hơn hệ thống đèn liếc tĩnh, và có thể kích hoạt ở những cung đường hơi cong, cũng như chuyển làn, làm cho việc sử dụng đèn liếc hoàn hảo hơn một cách rõ rệt Sở dĩ sử dụng nguồn sáng của bóng đèn cốt để thay đổi vùng chiếu theo góc cua là vì với cung đường cong thường người ta chỉ sử dụng đèn cốt và ngược lại nếu sử dụng đèn pha mà sự thay đổi vùng chiếu sáng không kịp thời có thể làm ảnh hưởng đến tầm quan sát của người đi ngược chiều. Việc thay đổi vùng chiếu sáng của đèn cốt được thực hiện dựa vào 2 tín hiệu để đảm bảo rằng ánh sáng đèn cốt thay đổi theo cung đường và thay đổi kịp thời: - Tín hiệu cảm biến góc lái. - Tín hiệu cảm biến tốc độ. Hình 1.58: Vùng chiếu sáng đèn cốt thay đổi khi xe chạy trên cung đường cong Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua động chỉ có thể thay đổi góc của vùng chiếu sáng 150 qua mỗi bên, chính vì vậy hiệu quả lớn nhất của hệ thống này là khi xe chạy trên những cung đường cong (với góc thay đổi 150 qua mỗi bên là đã đáp ứng được cho các cung đường có độ cong lớn), còn khi xe rẽ trái hoặc rẽ phải thì vùng chiếu sáng của hệ thống đèn liếc động chưa đáp ứng được. Hiện nay người ta phối hợp cả hệ thống đèn liếc động và liếc tĩnh trên xe, hệ thống liếc động được kích hoạt trên những cung đường cong, còn hệ thống đèn liếc tĩnh chỉ được kích hoạt khi xe rẽ trái hoặc phải, hoặc trên những cung đường có bán kính cong nhỏ. Vấn đề này được nói rõ hơn ở mục sau. 42
  44. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Hình 1.59: Góc điều chỉnh của đèn liếc động đủ cho các cung đường có độ cong gắt. Hệ thống đèn liếc động còn chưa được phổ biến lắm trên thị trường, hiện tại nó được lắp trên các xe đời mới hạng sang, vì giá thành còn khá cao. Ở Việt Nam, hệ thống đèn liếc động chỉ được thấy trên các xe nhập khẩu nguyên chiếc hạng sang, các dòng xe lắp ráp tại Việt Nam đều chưa được trang bị hệ thống này. Lý do một phần là ở Việt Nam vấn đề an toàn cho người sử dụng chưa được quan tâm đúng mức mà đặt trên hết là giảm giá thành để tiếp cận người tiêu dùng cũng như mục đích lợi nhuận của các hãng nên các hệ thống an toàn tiêu chuẩn cho người lái xe ở các nước phát triển như Air Bag, ABS, AFS còn ít được thấy, hoặc chỉ thấy trên các dòng xe hạng sang cho giới thượng lưu. Hình 1.60: Hệ thống đèn liếc động được trang bị trên xe Lesux. Nguyên lý điều khiển đèn chiếu sáng góc cua động: Nhìn chung cấu tạo cơ cấu chấp hành của hệ thống đèn liếc động phức tạp và đa dạng, người ta đưa ra nhiều giải pháp để có thể thay đổi góc chiếu sáng của bóng đèn cốt, nhưng tiêu biểu hiện nay là loại dựa trên hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Dưới đây trình bày cấu tạo về loại hệ thống chiếu sáng góc cua động tiêu biểu đó. Hệ thống đèn liếc động loại này gồm phần dẫn động của cơ cấu đảo tròng hoạt động nhờ một động cơ Servo, động cơ servo này điều khiển vùng chiếu sáng của đèn pha dao động 150 chuyển góc sang mỗi bên, tùy theo góc thay đổi vôlăng. 43
  45. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Hình 1.61: Cấu tạo hệ thống đèn liếc động Bản chất là một cụm Xenon được bố trí thêm các cơ cấu dẫn động gồm một động cơ servo và các cơ phận khác để dịch chuyển hướng của ống chiếu sáng, dẫn đến thay đổi góc chiếu sáng. Với mục đích phổ thông hóa hệ thống đèn liếc động, người ta thiết kế nhiều loại cơ cấu đèn liếc động đơn giản có tính lắp lẫn cao. Hình 1.62: Các modul cơ cấu đèn liếc động lắp thêm Các cơ cấu đèn liếc động này độc lập với nguồn sáng được sử dụng, bất luận Xenon, Bi - Xenon hay Halogen vì vậy ta có thể lắp thêm các cơ cấu đèn liếc động cho các hệ thống đèn đầu chưa trang bị hệ thống đèn liếc, các cơ cấu đèn liếc ngày nay được cung cấp rời với vài hệ tiêu chuẩn cụ thể cho từng dòng xe, nhờ vậy đa phần có thể tự trang bị thêm hệ thống đèn liếc mà không cần chiếc xe phải có những thay đổi nghiêm trọng. 44
  46. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Cấu tạo cơ cấu chấp hành của hệ thống đèn liếc động tuy đa dạng nhưng đều sử dụng động cơ servo để dẫn động nên việc điều khiển cơ cấu chấp hành nhìn chung cũng là điều khiển động cơ Servo dựa trên các tín hiệu cảm biến góc cua và cảm biến tốc độ. Về hệ thống điều khiển của hệ thống đèn liếc động tương tự như hệ thống đèn liếc tĩnh, bộ điều khiển trung tâm nhận các tín hiệu từ cảm biến góc cua và cảm biến tốc độ, phân tích các giá trị góc cua và tốc độ lái xe để xác định góc điều chỉnh vùng chiếu sáng và tốc độ đáp ứng, đưa tín hiệu điều chỉnh motor servor theo các góc xác định về các bên trái hoặc phải tuỳ theo góc cua. Với những tính toán phù hợp dựa trên giá trị tốc độ tức thời, Đèn liếc động có tốc độ liếc nhanh hay chậm hoàn toàn thích ứng với tốc độ xe chạy, khi ôm cua nhanh, đèn liếc nhanh, khi chạy chậm thì đèn liếc chậm, nhờ đó, đối với người lái, nguồn sáng luôn luôn như gắn chặt với chiếc xe, cố định và hài hòa. * Xu hướng phát triển của hệ thống chiếu sáng chủ động Hệ thống chiếu sáng chủ động (adaptive front lighting system – AFS) nằm trong lĩnh vực an toàn chủ động đang được rất quan tâm và chú trọng nghiên cứu, ứng dụng nhằm cải thiện mức độ thân thiện, an toàn và tăng tính tiện ích cho người lái xe. Giảm thiểu tối đa khả năng rủi ro mà người điều khiển xe có thể gặp phải vì những lí do khách quan do quan sát hạn chế vào ban đêm, giúp người lái xe không phải quá căng thẳng khi lái xe ban đêm do phải quan sát tập trung cao độ và liên tục. Đối với hệ thống chiếu sáng góc cua hiện nay, người ta bố trí cả hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh và đèn chiếu sáng góc cua động, 2 hệ thống này bổ khuyết cho nhau, hệ thống đèn liếc tĩnh thì đáp ứng tốt đòi hỏi về vùng chiếu sáng khi xe rẽ trái hoặc phải, còn hệ thống đèn liếc động đáp ứng tốt vùng chiếu sáng khi xe ôm cua một cách uyển chuyển, linh động. Hình 1.63: Xe bố trí cả hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh và động. Trong khái niệm hệ thống chiếu sáng chủ động hiện nay không chỉ đơn thuần là thay đổi vùng chiếu sáng chủ động theo góc cua. Các nhà sản xuất hướng tới chiếu sáng chủ động là phải tương thích, điều chỉnh luồng sáng theo điều kiện đường xá, không chỉ về góc cua, mà cả về không gian xe đang chạy. 45
  47. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Nhờ việc sử dụng một hệ thống thấu kính có thể thay đổi dịch chuyển tâm sáng từ nguồn tới thấu kính và sắp xếp hệ thống chắn sáng, nguồn sáng trong ôtô còn có thể điều chỉnh gần xa, tỏa rộng hay thu hẹp, tăng hay giảm cường độ sáng, việc điều khiển các chế độ chiếu sáng dựa trên các tín hiệu tốc độ, góc lái, tải trọng mà các cảm biến đưa về mạch điều khiển, mạch điều khiển sẽ xử lý thông tin và phát các tín hiệu điều khiển các cơ cấu chấp hành theo các chương trình lập trình sẵn. Dưới đây là các chế độ xe chạy trong điều kiện địa hình đường xá khác nhau: - Trong điều kiện xe chạy trên đường nông thôn: Mặc dù mật độ phương tiện giao thông không đông đúc nhưng do tình trạng đường xá xấu và không có hệ thống chiếu sáng giao thông nên hệ thống chiếu sáng chủ động - AFS điều chỉnh luồng ánh sáng mở rộng về hai bên, cường độ sáng tương đối lớn. Hình 1.64: Xe có sử dụng hệ thống AFS và không sử dụng AFS ở đường nông thôn - Trong điều kiện xe chạy trong thành phố, mật độ xe đông đúc, khoảng cách giữa các thành phần giao thông gần nhau, nhiều cua hẹp, gãy khúc, hệ thống AFS điều chỉnh ánh sáng ngoài việc chuyển hướng thì còn phải hạ thấp, mở rộng về hai bên, cường độ sáng vừa phải: Hình 1.65: Ngoài việc chiếu sáng theo các ngõ rẽ trong thành phố 46
  48. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Hình 1.66: Vùng chiếu sáng phải mở rộng về hai bên và hạ thấp - Khi xe chạy trên xa lộ: Lúc này xe có tốc độ cao đèn phải hoạt động ở một chế độ khác: chiếu xa hơn vì yêu cầu về tầm nhìn xa hơn, mạnh hơn vì xe chạy trong không gian tối hơn, nhưng phải hạ tầm sáng bên phía đối diện để không làm chói xe chạy ngược chiều, không ảnh hưởng người vượt bên trái. Hình 1.67: Trên đường xa lộ Ngày nay với sự phát triển của kỹ thuật định vị toàn cầu, các nhà sản xuất đang tính tới việc kết hợp hệ thống định vị với hệ thống chiếu sáng, tức là: hệ thống định vị với các bản đồ chi tiết được cài đặt sẽ xác định chính xác tình trạng cung đường người lái đã chọn, bao gồm cả các ngã rẽ hay cua vòng, kết hợp với tốc độ xe đang chạy, hệ thống điều khiển sẽ thay đổi, đáp ứng vùng chiếu sáng tùy theo điều kiện địa hình và sự thay đổi này nhanh chậm là tùy theo tốc độ của xe. 1.3. HỆ THỐNG TÍN HIỆU * Công dụng: - Báo hiệu sự có mặt của xe đang hoạt động hoặc dừng đỗ trên đường: Kích thước, khuôn khổ, biển số, của các loại phương tiện tham gia giao thông trên đường biết. - Thông báo hướng chuyển động của xe khi đến các điểm giao nhau. * Phân loại: 47
  49. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Hệ thống tín hiệu được phân làm hai loại: Tín hiệu phát quang và tín hiệu âm thanh. + Tín hiệu phát quang gồm các loại đèn tín hiệu: báo rẽ và nguy hiểm, kích thước xe, soi biển số, đèn xin vượt, lùi xe, + Tín hiệu âm thanh: Các loại còi và các loại âm thanh khi xin đường và phanh. 1.3.1. Hệ thống đèn xi nhan và cảnh báo nguy hiểm 1.3.1.1. Phạm vi sử dụng Có tác dụng thông báo cho người đi đường và các loại phương tiện tham gia giao thông đang cùng hoạt động trên đường biết có xe xin rẽ hoặc quay đầu. 1.3.1.2. Công tắc đèn báo rẽ và nguy hiểm a. Công tắc đèn báo rẽ Được bố trí trong công tắc tổ hợp nằm dưới tay lái, gạt công tắc này sang phải hoặc sang trái sẽ làm cho đèn báo rẽ phải hay trái. Hình 1.67. Công tắc đèn báo rẽ b. Công tắc đèn báo nguy hiểm Khi bật công tắc đèn báo nguy nó sẽ làm cho tất cả các đèn báo rẽ đều nháy. Hình 1.68. Vị trí công tắc đèn báo nguy hiểm c. Bộ tạo nháy 48
  50. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Bộ tạo nháy làm cho các đèn nháy theo một tần số định trước. Bộ tạo nháy dùng cho cả đèn báo rẽ và đèn báo nguy hiểm. Bộ tạo nháy có nhiều dạng: cơ- điện, cơ- bán dẫn hoặc bán dẫn tuần hoàn. ¾ Bộ tạo nháy kiểu cơ - điện Bao gồm một tụ điện C, các cuộn dây L1, L2 và các tiếp điểm. Dòng điện đến đèn xi nhan chạy qua cuộn L1 và dòng điện qua tụ băng qua cuộn L2. Cuộn L1 và L2 được quấn sao cho khi tụ điện được nạp, hướng vào từ trường trong hai cuộn khử lẫn nhau và khi tụ điện đang phóng hướng của từ trường trong hai cuộn kết hợp lại. Các tiếp điểm được đóng bởi lực lò xo. Một điện trở mắc song song với các tiếp điểm để tránh phóng tia lửa giữa các tiếp điểm khi bộ tạo nháy hoạt động. Nguyên lý hoạt động: Hình 1.69. Mạch bộ nháy kiểu cơ - điện Khi bật khóa điện, dòng điện từ đến tụ điện qua cuộn L2 nạp cho tụ, tụ được nạp đầy. Khi công tắc xi nhan bật sang phải hoặc sang trái, dòng điện từ ⊕ Ắc quy đến tiếp điểm, qua cuộn L1 đến công tắc báo rẽ sau đó đến các đèn báo rẽ. Khi dòng điện dòng điện chạy qua cuộn L1, ngay thời điểm đó trên cuộn L1 sinh ra một từ trường làm tiếp điểm mở. B P R L L Coâng taéc baùo reõ Coâng 1 taéc maùy L2 Accu C 49
  51. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Hình 1.70. Hoạt động của bộ nháy cơ điện khi công tắc đèn báo rẽ bật. Khi tiếp điểm mở, tụ điện bắt đầu phóng điện vào cuộn L2 vào L1, đến khi tụ phóng hết điện, từ trường sinh ra trên hai cuộn giữ tiếp điểm mở. Dòng điện phóng ra từ tụ điện và dòng điện từ accu (chạy qua điện trở) đến các bóng đèn báo rẽ, nhưng do dòng điện quá nhỏ đèn không sáng. B P R L L Coâng taéc baùo reõ Coâng 1 taéc maùy L2 Accu C Hình 1.71. Tiếp điểm mở, tụ điện phóng Khi tụ phóng hết điện, tiếp điểm lại đóng cho phép dòng điện tiếp tục chạy từ accu qua tiếp điểm đến cuộn L1 rồi đến các đèn báo rẽ làm chúng sáng. Cùng lúc đó dòng điện chạy qua cuộn L2 để nạp cho tụ. Do hướng dòng điện qua L1 và L2 ngược nhau, từ trường sinh ra trên hai cuộn khử lẫn nhau và giữ cho tiếp điểm đóng đến khi tụ nạp đầy. Vì vậy, đèn vẫn sáng. Khi tụ được nạp đầy, dòng điện ngưng chạy trong cuộn L2 và từ trường sinh ra trong L1 lại làm tiếp điểm tiếp tục mở, đèn tắt. Chu trình trên lạp lại liên tục làm các đèn báo rẽ nháy ở một tần số nhất định. B P R L L Coâng taéc baùo reõ Coâng 1 taéc maùy L2 Accu C Hình 1.72. Tiếp điểm đóng (đèn báo rẽ sáng) 50
  52. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 ¾ Bộ tạo nháy kiểu cơ - bán dẫn Một rơle nhỏ để làm các đèn báo rẽ nháy và một mạch transitor để đóng ngắt rơle theo một tần số định trước được kết hợp thành bộ tạo nháy kiểu bán transitor. Tụ Transisto Rơ le Hình 1.73. Bộ tạo nháy kiểu cơ – bán dẫn ¾ Bộ tạo nháy kiểu bán dẫn: Bộ tạo nháy kiểu bán dẫn thường là một mạch dao động đa hài dùng 2 transisitor. Hoạt động: Trên hình 3.72 trình bày hoạt động bộ tạo nháy. Khi gạt công tắc đèn báo rẽ gạt hoặc báo nguy, điện thế dương được cung cấp cho mạch, nhờ sự phóng nạp của các tụ điện, các transistor T1 và T2 sẽ lần lượt đóng mở theo chu kỳ. Khi T2 dẫn làm T3 dẫn theo cho phép dòng điện đi qua cuộn dây relay → hút tiếp điểm K đóng làm đèn sáng. Nếu bất kỳ một bóng đèn báo rẽ nào bị cháy tải tác dụng lên bộ nháy giảm xuống dưới giá trị tiêu chuẩn làm cho thời gian phóng nạp tụ nhanh hơn bình thường. Vì vậy, tần số nháy của đèn báo rẽ cũng như đèn trên tableau trở nên nhanh hơn báo cho tài xế biết một hay nhiều bóng đèn đã bị cháy. 51
  53. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 1.2.1.3. Sơ đồ mạch điện Hình 1.74. Sơ đồ mạch điện đèn báo rẽ, báo nguy và bộ tạo nháy bán dẫn 1.3.2. Hệ thống đèn kích thước 1.3.2.1. Công dụng, yêu cầu Đèn kích thước được lắp sau xe, trước xe, bên hông xe, trên nắp cabin để chỉ báo chiều rộng, chiều dài và chiều cao xe. Các đèn kích thước thường dùng kính khuyếch tán màu đỏ đối với đèn phía sau, màu trắng hoặc vàng đối với đèn phía trước. Công suất mỗi bóng thường là 10W. 1.3.2.2. Cấu tạo đèn kích thước Cấu tạo: 1- Kính khuếch tán 2- Vành giữ 5- Bóng đèn 3- Vòng đệm 6- Đui đèn 4- Vỏ đèn 7- Nắp che kính Hình 1.75. Cấu tạo đèn kích thước 52
  54. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 1.3.3. Hệ thống đèn phanh 1.3.3.1 Công dụng Báo hiệu cho các phương tiện đang cùng hoạt động trên đường biết xe đi phía trước đang phanh. 1.3.3.2. Cấu tạo đèn đèn phanh Hình 1.76. Cấu tạo đèn phanh Bao gồm: - Thân (3): làm bằng chất dẻo đen có loa hình parabol. - Kính khuyếch tán (1): làm bằng chất dẻo có màu đỏ. Phần trên và giữa của kính khuyếch tán có bộ phận hoàn ánh sáng (9). - Kính khuyếch tán bắt chặt vào các đèn bằng sáu vít 8 qua tấm đệm cao su 2. - Bóng đèn phanh có công suất lớn (Bóng A24-21) có thể phát sáng cả khi xe chạy ban ngày. 1.3.3.3. Công tắc đèn phanh * Vị trí: Đèn phanh được điều khiển đèn bằng công tắc đèn phanh, bố trí sau xe và có cường độ ánh sáng lớn để ban ngày vẫn có thể nhìn thấy được. Maøu qui ñònh cuûa ñeøn phanh laø maøu ñoû. Công tắc đèn phanh tuỳ thuộc vào truyền động phanh (cơ khí, khí nén, hay dầu) mà có kết cấu kiểu cơ khí hay kiểu hơi. Công tắc đèn phanh lắp trong xi lanh của hệ thống truyền động thuỷ lực của cơ cấu phanh. 53
  55. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 * Kết cấu: 1. Màng dầu 2. Khoang chứa dầu 3. Lò xo 4. Cần tiếp điểm động. 5. Màng áp lực dầu. 6. Thân Hình 1.77. Công tắc đèn phanh Hình 1.78: Sô ñoà ñeøn phanh. 54
  56. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 1.3.5. Hệ thống còi điện và chuông nhạc Báo cho người đi đường và tài xế các xe khác sự có mặt hoặc hướng dịch chuyển của xe đang chạy nhằm đảm bảo an toàn giao thông. a. Còi điện * Cấu tạo: Hình 1.78. Cấu tạo còi 1. Loa còi 2. Khung thép 3. Màng thép 4. Vỏ còi 5. Khung thép 6. Trụ đứng 7. Tấm thép lò xo 8. Lõi thép từ 9. Cuộn dây 10. Ốc hãm 11. Ốc điều chỉnh 12. Ốc hãm 13. Trụ điều khiển 14. Cần tiếp điểm tĩnh 15. Cần tiếp điểm động 16. Tụ điện 17. Trụ đứng của tiếp điểm 18. Đầu bắt dây còi 19. Núm còi 20. Điện trở phụ * Nguyên lý hoạt động: Khi bật công tắc máy và nhấn còi: ⊕ Accu Æ cuộn dâyÆ tiếp điểm KK’ Æ công tắc còi Æmass, cuộn dây từ hóa lõi thép, hút lõi thép kéo theo trục điều khiển màng rung làm tiếp điểm KK’ mở ra Æ dòng qua cuộn dây mất Æ màng rung đẩy lõi thép lên Æ KK’ đóng lại. Do đó, lại có dòng qua cuộn dây. Sự đóng mở của tiếp điểm làm trục màng rung dao động với tần số 250 – 400 Hz Æ màng rung tác động vào không khí, phát ra tiếng kêu. Tụ điện hoặc điện trở được mắc song song tiếp điểm KK’ để bảo vệ tiếp điểm khỏi bị cháy khi dòng điện trong cuộn dây bị ngắt (C = 0,14 – 0,17µF). 55
  57. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 b. Rơle còi Trường hợp mắc nhiều còi thì dòng điện qua công tắc còi rất lớn (10 – 25A) nên dễ làm hỏng công tắc còi. Do đó rơle còi được sử dụng dùng để giảm dòng điện qua công tắc (khoảng 0,1A khi sử dụng rơle còi). Còi Nút còi Accu Hình 1.79. Rơ le còi Khi nhấn nút còi: ⊕ Accu Æ nút còi Æ cuộn dây mass, từ hóa lõi thép hút tiếp điểm đóng lại: ⊕ Accu Æ cầu chì Æ khung từ Æ lõi thép Æ tiếp điểm Æ còi Æ mass, còi phát tiếng kêu. c. Chuông nhạc Khi ôtô chạy lùi các đèn báo lùi được bật tự động và kết hợp với chuông nhạc. Sơ đồ mạch điện: Hình 1.80. Sơ đồ hệ thống tín hiệu đèn và chuông nhạc 56
  58. Trang bÞ tiÖn nghi trªn «t« Ch−¬ng 1 Hình 1.81. Sơ đồ mạch chuông nhạc Khi gài số lùi công tắc lùi đóng lại, có dòng nạp cho tụ theo 2 nhánh: Từ: ⊕ Accu Æ R1Æ C1Æ cực BE của transistor T2 Æ R4Æ diode DÆ mass, dòng điện phân cực thuận cho T2 dẫn, T1 khóa. Khi C1 được nạp đầy làm T2 khóa, T1 dẫn cho dòng: ⊕ Accu Æ chuông Æ T1 Æ mass, làm chuông kêu, khi T1 dẫn thì C1 phóng nhanh qua T1 Æ R4 Æ âm tụ, làm T1 mở nhanh, T2 khoá nhanh, khi tụ T1 phóng xong thì nó lại được nạp, T2 dẫn, T1 khoá 57
  59. Chương 2. CÁC HỆ THỐNG TIỆN NGHI TRÊN Ô TÔ 2.1. HỆ THỐNG GẠT NƯỚC VÀ RỬA KÍNH 2.1.1. Khái quát Hệ thống gạt nước và rửa kính là một hệ thống đảm bảo cho người lái nhìn được rõ bằng cách gạt nước mưa trên kính trước và kính sau khi trời mưa. Hệ thống có thể làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió phía trước nhờ thiết bị rửa kính. Vì vậy, đây là thiết bị cần thiết cho sự an toàn của xe khi chạy. Gần đây một số kiểu xe có thể thay đổi tốc110 độ gạt nước theo tốc độ xe và tự Hình 2.1. Hệ thống gạt nước trên ô tô động gạt nước khi trời mưa. 2.1.2. Cấu tạo Hệ thống gạt nước và rửa kính gồm các bộ phận sau: 1. Cần gạt nước phía trước/Lưỡi gạt nước phía trước 2. Motor và cơ cấu dẫn động gạt nước phía trước 3. Vòi phun của bộ rửa kính trước 4. Bình chứa nước rửa kính (có motor rửa kính) 5. Công tắc gạt nước và rửa kính (Có relay điều khiển gạt nước gián đoạn) 6. Cần gạt nước phía sau/lưỡi gạt nước phía sau 7. Motor gạt nước phía sau 8. Relay điều khiển bộ gạt nước phía sau 9. Bộ điều khiển gạt nước (ECU J/B phía hành khách) 10. Cảm biến nước mưa 58
  60. Hình 2.2. Các bộ phận của hệ thống gạt nước thường Hình 2.3. Hệ thống gạt nước tự động 59
  61. 2.1.2.1. Cần gạt nước/ thanh gạt nước a. Khái quát chung Cấu trúc của cần gạt nước là một lưỡi cao su gạt nước được lắp vào thanh kim loại gọi là thanh gạt nước. Gạt nước được dịch chuyển tuần hoàn nhờ cần gạt. Vì lưỡi gạt nước được ép vào kính trước bằng lò xo nên gạt nước có thể gạt được nước mưa nhờ dịch chuyển thanh gạt nước. Chuyển động tuần hoàn của gạt nước được tạo ra bởi motor và cơ cấu dẫn động. Vì lưỡi cao su lắp vào thanh gạt nước bị mòn do sử dụng và do ánh sáng mặt trời và nhiệt độ môi trường v.v nên phải thay thế phần lưỡi cao su này một cách định kỳ. Hình 2.4. Cấu tạo cần gạt nước b. Gạt nước được che một nửa/gạt nước che hoàn toàn: Gạt nước thông thường có thể nhìn thấy từ phía trước của xe. Tuy nhiên để đảm bảo tính khí động học, bề mặt lắp ghép phẳng và tấm nhìn rộng nên những gạt nước gần đây được che đi dưới nắp ca pô. Gạt nước có thể nhìn thấy một phần gọi là gạt nước che một nửa, gạt nước không nhìn thấy được gọi là gạt nước che hoàn toàn. Với gạt nước che hoàn toàn: nếu nó bị phủ băng tuyết hoặc ở trong các điều kiện khác, thì gạt nước không thể dịch chuyển được. Nếu cố tình làm sạch tuyết bằng cách cho hệ thống gạt nước hoạt động cưỡng bức có thể làm hỏng motor gạt nước. Để ngăn ngừa hiện tượng này, phần lớn các mẫu xe có cấu trúc chuyển chế độ gạt nước che hoàn toàn sang chế độ gạt nước che một phần bằng tay. Sau khi bật sang gạt nước che một nửa, cần gạt nước có thể đóng trở lại bằng cách dịch chuyển nó theo hớng mũi tên được chỉ ra trên hình vẽ. 60
  62. Hình 2.5. Gạt nước che một nửa và che hoàn toàn 2.2.2.2. Công tắc gạt nước và rửa kính a. Công tắc gạt nước Công tắc gạt nước được bố trí trên trục trụ lái, đó là vị trí mà người lái có thể điều khiển bất kỳ lúc nào khi cần. Công tắc gạt nước có các vị trí OFF (dừng), LO (tốc độ thấp) và HI (tốc độ cao) và các vị trí khác để điều khiển chuyển động của nó. Một số xe có vị trí MIST (gạt nước chỉ hoạt động khi công tắc gạt nước ở vị trí MIST (sương mù), vị trí INT (gạt nước hoạt động ở chế độ gián đoạn trong một khoảng thời gian nhất định) và một công tắc thay đổi để điều chỉnh khoảng thời gian gạt nước. Trong nhiều trường hợp công tắc gạt nước và rửa kính được kết hợp với công tắc điều khiển đèn. Vì vậy, đôi khi người ta gọi là công tắc tổ hợp. Ở những xe có trang bị gạt nước cho kính sau, thì công tắc gạt nước sau cũng nằm ở công tắc gạt nước và được bật về giữa các vị trí ON và OFF. Một số xe có vị trí INT cho gạt nước kính sau. Ở những kiểu xe gần đây, ECU được đặt trong công tắc tổ hợp cho MPX (hệ thống thông tin đa chiều). Hình 2.6. Công tắc gạt nước 61
  63. b. Relay điều khiển gạt nước gián đoạn Relay này kích hoạt các gạt nước hoạt động một cách gián đoạn. Phần lớn các kiểu xe gần đây các công tắc gạt nước có relay này được sử dụng rộng rãi. Một relay nhỏ và mạch Transistor gồm có tụ điện và điện trở cấu tạo thành relay điều khiển gạt nước gián đoạn. Dòng điện tới motor gạt nước được điều khiển bằng relay theo tín hiệu được truyền từ công tắc gạt nước làm cho motor gạt nước chạy gián đoạn. c. Công tắc rửa kính Công tắc bộ phận rửa kính được kết hợp với công tắc gạt nước. Khi bật công tắc này thì motor rửa kính hoạt động và phun nước rửa kính. Hình 2.7. Hệ thống phun nước 2.2.2.3. Motor gạt nước a. Khái quát chung Motor gạt nước là dạng động cơ điện một chiều kích từ bằng nam chậm vĩnh cửu. Bao gồm: motor và bộ truyền bánh răng để làm giảm tốc độ ra của motor. Motor gạt nước có 3 chổi than tiếp điện: chổi tốc độ thấp, chổi tốc độ cao và một chổi dùng chung (để tiếp mát). Một công tắc dạng cam được bố trí trong bánh răng để gạt nước dừng ở vị trí cố định trong mọi thời điểm. 62
  64. Hình 2.8. Cấu tạo motor gạt nước b. Chuyển đổi tốc độ mô tơ Một sức điện động ngược được tạo ra trong cuộn dây phần ứng khi motor quay để hạn chế tốc độ quay của motor. - Hoạt động ở tốc độ thấp: Khi dòng điện đi vào cuộn dây phần ứng từ chổi than tốc độ thấp, một sức điện động ngược lớn được tạo ra. Kết quả là motor quay với vận tốc thấp. - Hoạt động ở tốc độ cao: Khi dòng điện đi vào cuộn dây phần ứng từ chổi tiếp điện tốc độ cao, một sức điện động ngược nhỏ được tạo ra. Kết quả là motor quay với tốc độ cao. c. Công tắc dạng cam Có chức năng dừng thanh gạt nước tại vị trí cố định. Do vậy, thanh gạt nước luôn được bảo đảm dừng ở dưới cùng của kính chắn gió khi tắt công tắc gạt nước. Công tắc này có đĩa cam xẻ rãnh chữ V và 3 điểm tiếp xúc. Khi công tắc gạt nước ở vị trí LO/HI, điện áp ắc qui được đặt vào mạch điện và dòng điện đi vào motor gạt nước qua công tắc gạt nước làm cho motor gạt nước quay. 63
  65. Tuy nhiên, ở thời điểm công tắc gạt nước tắt, nếu tiếp điểm P2 ở vị trí tiếp xúc mà không phải ở vị trí rãnh thì điện áp của ắc qui vẫn được đặt vào mạch điện và dòng điện đi vào motor gạt nước tới tiếp điểm P1 qua tiếp điểm P2 làm cho motor tiếp tục quay. Sau đó bằng việc quay đĩa cam làm cho tiếp điểm P2 ở vị trí rãnh do đó dòng điện không đi vào mạch điện và motor gạt nước bị dừng lại. Tuy nhiên, do quán tính của phần ứng, motor không dừng lại ngay lập tức và tiếp tục quay một ít. Kết quả là tiếp điểm P3 vượt qua điểm dẫn điện của đĩa cam. Thực hiện việc đóng mạch như sau: Hình 2.9. Hoạt động của công tắc dạng cam Phần ứng → Cực (+)1 của motor → công tắc gạt nước → cực S của motor gạt nước → tiếp điểm P1 → P3→ phần ứng. Vì phần ứng tạo ra sức điện động ngược trong mạch đóng này, nên quá trình hãm motor bằng điện được tạo ra và motor được dừng lại tại điểm cố định. 64
  66. 2.2.2.4. Motor rửa kính a. Motor rửa kính trước/kính sau Hình 2.11. Hoạt động kết hợp rửa kính và gạt nước Hình 2.10. Motor rửa kính Đổ nước rửa kính vào bình chứa trong khoang động cơ. Bình chứa nước rửa kính được làm từ bình nhựa mờ và nước rửa kính được phun nhờ motor rửa kính đặt trong bình chứa. Motor bộ rửa kính có dạng cánh quạt như được sử dụng trong bơm nhiên liệu. Có hai loại hệ thống rửa kính đối với ô tô có rửa kính sau: Một loại có bình chứa chung cho cả bộ phận rửa kính trước và sau, còn loại kia có hai bình chứa riêng cho bộ phận rửa kính trước và bộ phận rửa kính sau. Ngoài ra, còn có một loại điều chỉnh vòi phun cho cả kính trước và kính sau nhờ motor rửa kính điều khiển các van và một loại khác có hai motor riêng cho bộ phận rửa kính trước và bộ phận rửa kính sau được đặt trong bình chứa. b. Vận hành kết hợp với bộ phận rửa kính Loại này tự động điều khiển cơ cấu gạt nước khi phun nước rửa kính sau khi bật công tắc rửa kính một thời gian nhất định, đó là “sự vận hành kết hợp với bộ phận rửa kính”. Đó là sự vận hành để gạt nước rửa kính được phun trên bề mặt kính trước. 65
  67. 2.1.3. Nguyên lý hoạt động 2.1.3.1. Khi công tắc gạt nước ở vị trí LOW/MIST Khi công tắc gạt nước được bật về vị trí tốc độ thấp hoặc vị trí gạt sương, dòng điện đi vào chổi than tiếp điện tốc độ thấp của motor gạt nước (từ nay về sau gọi tắt là “LO”) như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp. Hình 2.12. Hoạt động của hệ thống gạt nước Hình 2.13. Hoạt động của hệ thống gạt nước ở chế độ LOW/MIST ở chế độ HIGH 2.1.3.2. Khi công tắc gạt nước ở vị trí HIGH Khi công tắc gạt nước được bật về vị trí tốc độ cao, dòng điện đi vào chổi tiếp điện cao của motor gạt nước HI như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nước hoạt động ở tốc độ cao. 2.1.3.3. Khi tắt công tắc gạt nước (OFF) Nếu tắt công tắc gạt nước được về vị trí OFF trong khi motor gạt nước đang hoạt động, thì dòng điện sẽ đi vào chổi than tốc độ thấp của motor gạt nước như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp. Khi gạt nước tới vị trí dừng, tiếp điểm của công tắc dạng cam sẽ chuyển từ phía P3 sang phía P2 và motor dừng lại. Nếu công tắc cam trong motor gạt nước bị hỏng và dây nối giữa công tắc gạt nước và công tắc dạng cam bị đứt, thì sẽ xảy ra các triệu chứng sau đây: - Khi công tắc dạng cam bị hỏng Nếu tiếp điểm P3 bị hỏng trong khi motor gạt nước đang hoạt động, thì tiếp điểm P1 sẽ 66
  68. không được nối với tiếp điểm P3 khi tắt công tắc gạt nước. Kết quả là motor gạt nước sẽ không được phanh hãm bằng điện và motor gạt nước không thể dừng ở vị trí xác định, mà nó sẽ tiếp tục quay. - Khi dây nối giữa cực 4 của công tắc gạt nước và motor gạt nước bị đứt Thông thường, khi tắt công tắc gạt nước OFF, thì thanh gạt sẽ hoạt động tới khi về vị trí dừng. Nhưng nếu dây nối giữa cực 4 của công tắc gạt nước và motor gạt nước bị đứt, thì tấm gạt sẽ không về vị trí dừng mà nó dừng ngay lập tức ở vị trí tắt công tắc. Hình 2.14. Hoạt động của hệ thống gạt nước khi công tắc OFF 2.1.3.4. Khi bật công tắc gạt nước đến vị trí “INT” - Hoạt động khi transistor bật ON Khi bật công tắc gạt nước đến vị trí INT, thì transistor Tr1 được bật lên một lúc làm cho tiếp điểm relay được chuyển từ A sang B. Khi tiếp điểm relay tới vị trí B, dòng điện đi vào motor (LO) và motor bắt đầu quay ở tốc độ thấp. - Hoạt động khi transistor Tr ngắt OFF 67
  69. Hình 2.15. Hoạt động của hệ thống gạt nước Hình 2.16. Hoạt động của hệ thống gạt nước ở chế độ INT khi transistor Tr bật ON ở chế độ INT khi transistor Tr ngắt OFF Tr1 nhanh chóng ngắt ngay làm cho tiếp điểm relay chuyển lại từ B về A. Tuy nhiên, khi motor bắt đầu quay tiếp điểm của công tắc cam chuyển từ P3 sang P2, do đó dòng điện tiếp tục đi vào chổi than tốc độ thấp của motor và motor làm việc ở tốc độ thấp rồi dừng lại khi tới vị trí dừng cố định. Transistor Tr1 lại bật ngay làm cho gạt nước tiếp tục hoạt động gián đoạn trở lại. ở loại gạt nước có điều chỉnh thời gian gián đoạn, biến trở thay đổi giá trị nhờ xoay công tắc điều chỉnh và mạch điện transistor điều chỉnh khoảng thời gian cấp điện cho transistor và làm cho thời gian hoạt động gián đoạn được thay đổi. 2.1.3.5 Nguyên lý hoạt động khi bật công tắc rửa kính ON 68
  70. Khi bật công tắc rửa kính dòng điện đi vào motor rửa kính. ở cơ cấu gạt nước có sự kết hợp với rửa kính, transistor Tr1 bật theo chu kỳ đã định khi motor gạt nước hoạt động làm cho gạt nước hoạt động một hoặc hai lần ở cấp tốc độ thấp. Thời gian tr1 bật là thời gian để tụ điện trong mạch transistor nạp điện trở lại. Thời gian nạp điện của tụ điện phụ thuộc vào thời gian đóng công tắc rửa kính. Hình 2.17. Hoạt động khi công tắc rửa kính ON 2.1.4. Một số kiểu gạt nước rửa kính 2.1.4.1. Hệ thống gạt nước dải rộng a. Khái quát Hệ thống gạt nước dải rộng được trang bị để giữ cho khu vực gạt nước qui định không phụ thuộc vào tốc độ gạt nước. Hình 2.18. Hệ thống gạt nước rửa kính Ở hệ thống gạt nước thông thường, khu vực gạt nước có khả năng trở nên rộng hơn do quán tính nhờ tốc độ gạt nước khi hoạt động ở tốc độ cao. Cần phải quan tâm tới điều này khi xác lập khu vực gạt nước. Kết quả là khu vực gạt nước sẽ nhỏ đi, đó là khu vực còn lại sẽ tăng lên khi gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp. Hệ thống gạt nước dải rộng tự động làm cho khu vực gạt nước giảm đi/tăng lên để giảm khu vực còn lại ở tốc độ thấp. 69
  71. b. Cấu tạo Ở hệ thống gạt nước dải rộng, mô tơ được đặt cạnh mô tơ gạt nước thông thường và vị trí của của cơ cấu dẫn động gạt nước thay đổi được. Trong kết cấu này, khi mô tơ gạt nước dải rộng hoạt động, trục vít quay và sau đó bánh vít quay. Kết quả vì cần không tải hoạt động nên vị trí của cơ cấu điều khiển gạt nước thay đổi. - Vị trí INT/LO của công tác gạt nước Hình 2.19. Trạng thái của công tắc gạt nước vi trí INT/LO Bộ phận điều khiển gạt nước làm cho mô tơ gạt nước dải rộng thường quay tới vị tí LO, vị trí trung tâm của cần không tải thay đổi (a tới a’) và cánh tay đòn thay đổi (b tới b’, c tới c’) đồng thời. Kết quả là thanh gạt nước dịch chuyển từ vị trí dừng dưới kính tới vị trí LO. Sau đó gạt nước hoạt động gián đoạn hoặc ở tốc độ thấp. - Vị trí HIGH của công tác gạt nước Hình 2.20. Trạng thái của công tắc gạt nước vi trí HIGH Khi bật công tắc gạt nước đến vị trí HIGH, mô tơ gạt nước dải rộng thường quay tiếp từ vị trí LO và vị trí tâm của cần không tải và cánh tay đòn thay đổi (a’ tới a’’, b’ tới b’’, c’ tới c’’). Kết quả là góc gạt đối với cả vị trí dừng và vị trí quay đảo chiều cũng giảm xuống. Ở thời điểm này tấm gạt bị ảnh hưởng bởi lực quán tính nên nó thậm trí vượt qua cả vị trí dừng và vị trí quay đảo chiều. Khu vực gạt thực tế được duy trì khi hoạt động gián đoạn và ở tốc độ thấp 70
  72. 2.1.4.2. Gạt nước theo tốc độ xe 2.1.4.3. Gạt nước tự động khi trời mưa Khi công tắc gạt nước ở vị trí AUTO, chức năng này dùng một cảm biến mưa, nó được lắp ở kính trước để phát hiện lượng mưa và điều khiển thời gian gạt nước tối ưu tương ứng theo lượng mưa. 71
  73. a. Cảm biến nước mưa Cảm biến nước mưa gồm có 1 điốt phát tia hồng ngoại (LED) và một điốt quang để nhận các tia này. Phương pháp phát hiện lượng nước mưa dựa trên lượng tia hồng ngoại được phản xạ bởi kính trước của xe. Ví dụ nếu không có nước mưa trên khu vực phát hiện, các tia hồng ngoại được phát ra từ LED đều được kính trước phản xạ và điốt quang sẽ nhận các tia phản xạ này. Một dải của cảm biến nước mưa sẽ điền vào khe hở giữa thấu kính và kính trước. Nếu có mưa ở khu vực phát hiện, thì một phần tia hồng ngoại phát ra sẽ bị xuyên thấu ra ngoài do sự thay đổi hệ số phản xạ của kính xe do mưa. Do đó lượng tia hồng ngoại do điốt quang nhận được giảm xuống. Đây là tín hiệu để xác định lượng mưa. Vì vậy đây là chức năng điều khiển chế độ hoạt động của gạt nước ở tốc độ thấp, tốc độ cao và gián đoạn cũng như thời gian gạt nước tối ưu. Hình 2.21. Cảm biến nước mưa b. Chức năng an toàn khi có sự cố Nếu bộ phận điều khiển gạt nước phát hiện có sự cố trong bộ phận cảm nhận nước mưa nó sẽ điều khiển gạt nước hoạt động một cách gián đoạn phù hợp với tốc độ xe. Đây chính là chức năng an toàn khi có sự cố trong hệ thống cảm biến nước mưa. Ngoài ra, gạt nước cũng có thể được điều khiển một cách thông thường bằng công tắc gạt nước ở các vị trí LO và HI. 72
  74. 2.2. HỆ THỐNG CỬA SỔ ĐIỆN 2.2.1. Khái quát Hệ thống điều khiển cửa sổ điện là một hệ thống để mở và đóng các cửa sổ bằng cách điều khiển các công tắc. Motor cửa sổ điện quay khi vận hành công tắc điều khiển cửa sổ điện. Chuyển động quay của motor cửa sổ điện này sau đó được chuyển thành chuyển động lên xuống nhờ bộ nâng hạ cửa sổ để mở hoặc đóng cửa sổ. Hệ thống cửa sổ điện có các chức năng sau đây: - Chức năng đóng (mở) bằng tay - Chức năng tự động đóng (mở) cửa sổ bằng một lần ấn - Chức năng khoá cửa sổ - Chức năng chống kẹt - Chức năng điều khiển cửa sổ khi tắt khoá điện Một số xe có chức năng vận hành cửa sổ liên kết với ổ khoá cửa người lái. Hình 2.22. Điều khiển công tắc chính Hình 2.23.Chức năng chống kẹt cửa kính cửa kính người lái 1. Chức năng đóng (mở) bằng tay Khi công tắc cửa sổ điện bị kéo lên hoặc đẩy xuống giữa chừng, thì cửa sổ sẽ mở hoặc đóng cho đến khi thả công tắc ra. 2. Chức năng tự động đóng (mở) cửa sổ bằng một lần ấn 73
  75. Khi công tắc điều khiển cửa sổ điện bị kéo lên hoặc đẩy xuống hoàn toàn, thì cửa sổ sẽ đóng và mở hoàn toàn. Một số xe chỉ có chức năng mở tự động và một số xe chỉ có chức năng đóng (mở) tự động cho cửa sổ phía người lái 3. Chức năng khoá cửa sổ Khi bật công tắc khoá cửa sổ, thì không thể mở hoặc đóng tất cả các cửa kính trừ cửa sổ phía người lái. 4. Chức năng chống kẹt cửa sổ Trong quá trình đóng cửa sổ tự động nếu có vật thể lạ kẹt vào cửa kính thì chức năng này sẽ tự động dừng cửa kính và dịch chuyển nó xuống khoảng 50mm. 2.2.2. Cấu tạo Hệ thống cửa sổ điện gồm có các bộ phận sau đây: 1. Bộ nâng hạ cửa sổ 2. Các Motor điều khiển cửa sổ điện 3. Công tắc chính cửa sổ điện (gồm có các công tắc cửa sổ điện và công tắc khoá cửa sổ). 4. Các công tắc cửa sổ điện 5. Khoá điện 6. Công tắc cửa (phía người lái). 74
  76. Hình 2.24. Các bộ phận của hệ thống nâng kính 2.2.2.1. Bộ nâng hạ cửa sổ Chuyển động quay của motor điều khiển cửa sổ được chuyển thành chuyển động lên xuống để đóng mở cửa sổ. Hình 2.24. Bộ nâng hạ cửa kính Cửa kính được đỡ bằng đòn nâng của bộ nâng hạ cửa sổ. Đòn này được đỡ bằng cơ cấu đòn chữ X nối với đòn điều chỉnh của bộ nâng hạ cửa sổ. Cửa sổ được đóng và mở nhờ sự thay đổi chiều cao của cơ cấu đòn chữ X. Các loại bộ nâng hạ cửa sổ khác với loại cơ cấu tay đòn chữ X là loại điều khiển bằng dây và loại một tay đòn. 75
  77. 2.2.2.2. Motor điều khiển cửa sổ điện Motor điều khiển cửa sổ điện quay theo hai chiều để dẫn động bộ nâng hạ cửa sổ. Motor điều khiển cửa sổ điện gồm có ba bộ phận: Motor, bộ truyền bánh răng và cảm biến. Motor thay đổi chiều quay nhờ công tắc. Bộ truyền bánh răng truyền chuyển động quay của motor tới bộ nâng hạ cửa sổ. Cảm biến gồm có công tắc hạn chế và cảm biến tốc độ để điều khiển chống kẹt cửa sổ. Hình 2.25. Motor nâng hạ cửa kính 2.2.2.3. Công tắc chính cửa sổ điện - Công tắc chính cửa sổ điện điều khiển toàn bộ hệ thống cửa sổ điện. - Công tắc chính cửa sổ điện dẫn động tất cả các motor điều khiển cửa sổ điện. - Công tắc khoá cửa sổ ngăn không cho đóng và mở cửa sổ trừ cửa sổ phía người lái. - Việc xác định kẹt cửa sổ được xác định dựa trên các tín hiệu của cảm biến tốc độ và công tắc hạn chế từ motor điều khiển cửa sổ phía người lái (các loại xe có chức năng chống kẹt cửa sổ) Hình 2.26. Công tắc chính điều khiển cửa sổ điện 76
  78. 2.2.2.4. Các công tắc cửa sổ điện hành khách Công tắc cửa sổ điện điều khiển dẫn động motor điều khiển cửa số điện của cửa sổ phía hành khách phía trước và phía sau. Mỗi cửa có một công tắc điện điều khiển. 2.2.2.5. Khoá điện Khoá điện truyền các tín hiệu vị trí ON, ACC hoặc LOCK tới công tắc chính cửa sổ điện để điều khiển chức năng cửa sổ khi tắt khoá điện. 2.2.2.6. Công tắc cửa xe Công tắc cửa xe truyền các tín hiệu đóng hoặc mở cửa xe của người lái (mở cửa: ON, đóng cửa OFF) tới công tắc chính cửa sổ điện để điều khiển chức năng cửa sổ khi tắt khoá điện. Hình 2.27. Công tắc cửa xe 2.2.3. Nguyên lý hoạt động 2.2.3.1 Chức năng đóng (mở) bằng tay Hình 2.28. Hoạt động của hệ thống khi nâng cửa kính UP 77
  79. - Khi khoá điện ở vị trí ON và công tắc cửa sổ điện phía người lái được kéo lên nửa chừng, thì tín hiệu UP bằng tay sẽ được truyền tới IC và xảy ra sự thay đổi sau đây: Transistor Tr: ON (mở) → Relay UP: ON (bật) → Relay DOWN: Tiếp mát Kết quả là motor điều khiển cửa sổ điện phía người lái quay theo hướng UP (lên). Khi nhả công tắc ra, relay UP tắt và motor dừng lại. - Khi ấn công tắc điều khiển cửa sổ điện phía người lái xuống nửa chừng, tín hiệu DOWN bằng tay được truyền tới IC và xảy ra sự thay đổi sau đây: Transistor Tr :ON (mở) → Relay UP: tiếp mát → Relay DOWN: ON (bật) Kết quả là motor điều khiển cửa sổ phía người lái quay theo hướng DOWN Hình 2.29. Hoạt động của hệ thống khi hạ cửa kính DOWN 78
  80. 2.2.3.2 Chức năng đóng (mở) cửa sổ tự động bằng một lần ấn Hình 2.30. Hoạt động của hệ thống ở chế độ AUTO Khi khoá điện ở vị trí ON và công tắc cửa sổ điện phía người lái được kéo lên (kéo xuống) hoàn toàn, tín hiệu AUTO được truyền tới IC. IC điều khiển Motor cửa sổ điện phía người lái tiếp tục quay ngay cả khi công tắc được nhả ra. Motor điều khiển cửa sổ điện dừng lại khi cửa sổ phía người lái đóng hoàn toàn. IC xác định được điều đó nhờ cảm biến tốc độ và công tắc hạn chế hành trình của motor. Có thể dừng thao tác đóng mở tự động bằng cách nhấn vào công tắc cửa sổ điện phía người lái. 2.2.3.3 Chức năng chống kẹt cửa sổ Cửa sổ bị kẹt được xác định bởi hai bộ phận. Công tắc hạn chế và cảm biến tốc độ trong motor điều khiển cửa sổ điện. Cảm biến tốc độ chuyển tốc độ motor thành tín hiệu xung. Sự kẹt cửa sổ được xác định dựa vào sự thay đổi chiều dài của sóng xung. Khi đai của vành răng bị đứng im, công tắc hạn chế sẽ phân biệt sự thay đổi chiều dài sóng của tín hiệu xung trong trường hợp cửa bị kẹt với chiều dài sóng xung trong trường hợp cửa sổ đóng hoàn toàn. 79
  81. Hình 2.31. Cấu tạo bộ cảm biến kẹt cửa Khi công tắc chính cửa sổ điện nhận được tín hiệu là có một cửa sổ bị kẹt từ motor điều khiển cửa kính, nó tắt relay UP, bật relay DOWN khoảng một giây và mở cửa kính khoảng 50 mm để ngăn không cho cửa sổ tiếp tục đóng. Có thể kiểm tra chức năng chống kẹt cửa sổ bằng cách nhét một vật vào giữa kính và khung. Nhưng với một vật có kích thước nhỏ, khi cửa kính gần đóng, chức năng chống kẹt cửa sổ không kích hoạt. Do đó, việc kiểm tra chức năng này bằng tay có thể dẫn đến bị thương. Một số kiểu xe cũ không có chức năng chống kẹt cửa sổ điện. Hình 2.32. Tín hiệu phát ra của cảm biến Motor điều khiển cửa sổ điện cần được thiết lập lại (về vị trí xuất phát của công tắc hạn chế) khi bộ nâng hạ cửa sổ và motor điều khiển cửa sổ điện bị tháo ra hoặc bộ nâng hạ cửa sổ đã kích hoạt khi không lắp kính. 80
  82. Hình 2.33. Sơ đồ mạch điện nâng hạ cửa trên xe TOYOTA CRESSIDA 81
  83. 2.3. HỆ THỐNG KHÓA CỬA VÀ CHỐNG TRỘM (power door locks & anti-theft) 2.3.1. Khái quát Hệ thống điều khiển khoá cửa không đơn thuần đóng (mở) các cửa xe bằng công tắc cơ khí, mà còn điều khiển motor điện tuỳ theo sự vận hành công tắc điều khiển khoá cửa và chìa khoá. Hệ thống cũng có chức năng chống quên chìa khoá, chức năng mở khoá hai bước và chức năng bảo vệ. Các chức năng của hệ thống khác nhau tuỳ theo kiểu xe, cấp nội thất và thị trường. Hình 2.34. Hệ thống khóa cửa Chức năng: Hệ thống điều khiển khoá cửa có 3 chức năng sau đây: - Chức năng khoá (mở khoá) công tắc: Khi ấn công tắc điều khiển khoá cửa về phía khoá (mở khoá), thì tất cả các cửa đều được khoá (mở khoá). 82
  84. Hình 2.35. Chức năng mở khóa bằng công tắc và bằng chìa - Chức năng khoá (mở khoá) cửa bằng chìa: Khi chìa khoá được tra vào ổ khoá của cửa phía người lái và hành khách và xoay về vị trí khoá (mở khoá), thì tất cả các cửa đều được khoá (mở). Khi cửa được khoá (mở khoá) bằng chìa, thì chỉ có cửa đó có thể khoá hoặc mở bằng hoạt động cơ khí. - Chức năng mở khoá hai bước: Đây là chức năng mở khoá bằng chìa. Khi chìa khoá được dùng để mở khoá một cửa, thì chỉ duy nhất cửa đó mới mở được bằng thao tác thứ nhất (bước 1). Còn các cửa khác muốn mở được, thì phải dùng thao tác thứ hai (bước 2). Hình 2.36. Chức năng mở khóa 2 bước 83
  85. 2.3.2. Cấu tạo Hệ thống điều khiển khoá cửa được điều khiển bằng relay tổ hợp bao gồm các chi tiết sau: Hình 2.37. Các bộ phận của hệ thống khóa cửa 1. Relay tổ hợp (ECU điều khiển khoá cửa) Relay tổ hợp nhận các tín hiệu từ mỗi công tắc và truyền các tín hiệu khoá (mở khóa) cho mỗi cụm khoá cửa để dẫn động Motor điều khiển khoá cửa cho từng cửa. 2. Cụm khoá cửa Cụm khoá cửa khoá (mở khóa) từng cửa. Các cửa có thể được khoá (mở) khóa khi motor điều khiển khoá cửa đặt bên trong được kích hoạt bằng điện. 3. Khoá điện 4. Công tắc cảnh báo mở khoá bằng chìa Công tắc cảnh báo mở khoá cửa bằng chìa xác định xem chìa khoá điện đã được tra vào ổ khoá điện chưa. 5. Công tắc cửa của lái xe 84
  86. 6. Công tắc điều khiển khoá cửa (Công tắc chính cửa sổ điện) - Cụm khoá cửa Cửa xe được khoá (mở khóa) khi thay đổi chiều dòng điện cho motor điều khiển khoá cửa. Công tắc vị trí khoá cửa nằm bên trong cụm khoá xác định xem cửa có được khoá (mở khóa) không (công tắc sẽ tắt OFF khi cửa xe được khoá và công tắc bật khi cửa được mở). Trường hợp có công tắc hoạt động nhờ chìa khoá nằm bên trong sẽ được phát hiện và truyền tới relay tổ hợp (chỉ có ở cụm khoá cửa của cửa lái xe và cửa hành khách phía trước) Hình 2.38. Cụm khóa cửa - Motor điều khiển khoá cửa 85
  87. Switch baseLocking lever Door lock position switch ON Point plate Wheel gear Return spring Door lock control motor Worm gear Hình 2.39. Motor điều khiển khóa cửa Các Motor điều khiển khoá cửa đóng vai trò như các bộ chấp hành. Khi motor điều khiển khoá cửa quay, thì sự quay của motor sẽ được truyền qua trục vít và bánh vít tới cần khoá hãm, làm cho cửa được khoá hoặc mở khoá. Mỗi khi thao tác khoá (mở khóa) kết thúc, thì bánh vít được quay về vị trí trung gian nhờ lò xo hồi vị. - Công tắc vị trí khoá cửa Công tắc này sẽ xác định xem cửa được khoá (mở khóa) chưa. Công tắc vị trí gồm có tấm tiếp điểm và đế công tắc. Khi cần khoá hãm ở vị trí khoá thì công tắc tắt OFF và khi cần khoá hãm ở vị trí mở khoá thì công tắc bật ON. Hình 2.40. Công tắc vị trí khóa cửa - Công tắc hoạt động nhờ chìa khoá Công tắc hoạt động nhờ chìa khoá được lắp ở bên trong cụm khoá cửa. Nó truyền các tín hiệu khoá (mở khóa) tới relay tổ hợp khi ổ khoá được mở từ bên ngoài. 86
  88. Hình 2.41. Công tắc hoạt động nhờ chìa khóa 2.3.3. Nguyên lý hoạt động 2.3.3.1. Chức năng điều khiển khoá (mở khóa) bằng công tắc Khi ấn công tắc điều khiển khoá cửa về phía khoá (mở), tín hiệu khoá (mở khóa) được truyền tới CPU trong relay tổ hợp. Sau khi nhận được tín hiệu này, CPU sẽ bật Tr1 hoặc Tr2 làm bật relay khoá (mở) khoá. Ở trạng thái này relay khoá (mở khóa) tạo thành mạch kín, dòng điện đi từ ắc qui tới mát qua motor và tất cả các motor điều khiển khoá cửa quay theo hướng khoá (mở khóa) để tắt (bật) công tắc vị trí khoá cửa. Ở một số xe, các công tắc vị trí khoá được lắp đặt cho tất cả các cửa. 87
  89. Hình 2.42. Sơ đồ mạch điện của hệ thống khóa cửa * Nguyên lý hoạt động khi khóa cửa: Khi bật công tắc khóa cửa, tín hiệu này được gởi tới bộ điều khiển. Bộ điều khiển làm mở Tr1 nối mát cho cuộn dây trong Relay khóa, cung cấp dương vào một đầu của motor khóa cửa làm nó quay đến vị trí khóa cửa. Hình 2.43. Điều khiển khóa cửa bằng công tắc 88
  90. * Nguyên lý hoạt động khi mở khóa: Khi bật công tắc mở khóa, tín hiệu này được truyền tới bộ điều khiển. Bộ điều khiển kích hoạt Tr2 dẫn, nối mát cho cuộn dây trong relay mở khóa, cấp dương cho một đầu của motor khóa cửa. Chiều dòng điện qua motor ngược lại so với khi khóa, làm motor đảo chiều quay làm mở khóa cửa. Hình 2.44. Điều khiển mở khóa bằng công tắc 2.3.3.2. Chức năng khoá (mở khóa) cửa bằng chìa Khi cắm chìa khoá vào ổ khoá và xoay về phía khoá (mở) khoá, thì công tắc hoạt động nhờ chìa khoá được quay về vị trí khoá (mở khóa) làm quay tất cả các motor điều khiển khoá cửa theo hướng như là công tắc khoá (mở khóa) bằng tay. * Nguyên lý hoạt động khi khóa cửa: 89
  91. Hình 2.45. Điều khiển mở khóa bằng chìa * Nguyên lý hoạt động khi mở khóa: Hình 2.46. Điều khiển mở khóa bằng chìa 2.3.3.3. Chức năng mở khoá 2 bước (cửa của người lái) Khi chìa khoá được xoay theo hướng mở thì chỉ có duy nhất cửa đang được mở mới 90
  92. được mở khoá. Ở giai đoạn này, cực UL3 của relay tổ hợp được nối mát thông qua công tắc hoạt động nhờ chìa khoá, nhưng Tr2 thì không được bật. Nếu chìa khoá được xoay theo hướng mở khoá 2 lần trong thời gian 3 giây thì cực UL3 được tiếp đất 2 lần và CPU trong relay tổ hợp sẽ bật Tr2. Kết quả là relay mở khoá được bật lên và tất cả các cửa được mở. - Khi thao tác mở khoá bằng chìa được thực hiện 1 lần Hình 2.47. Mở khóa bằng chìa bước 1 - Khi thao tác mở khoá bằng chìa được thực hiện hai lần liên tục 91
  93. Hình 2.49. Mở khóa bằng chìa bước 2 2.3.3.4. Chức năng quên chìa Khi cửa của người lái được mở và chìa khoá điện vẫn nằm trong ổ khoá điện, CPU trong rơle tổ hợp sẽ bật Tr2 lên khoảng 0.2 giây sau khi núm khoá được xoay về vị trí khoá (với công tắc vị trí khoá cửa tắt OFF). Kết quả là rơle mở khoá được bật lên và tất cả các cửa được mở khoá. Nếu công tắc điều khiển khoá cửa hoạt động để khoá các cửa trong giai đoạn này, thì tất cả các cửa được khoá ngay và sau đó lại được mở khoá giống như ở trên. - Khi núm khóa cửa ở vị trí mở khóa: Hình 2.50. Mạch khóa cửa ở vị trí mở khóa - Khi núm khóa cửa ở vị trí khóa: 92
  94. Hình 2.50. Mạch khóa cửa ở vị trí khóa 2.3.4. Hệ thống điều khiển khoá cửa bằng ECU Hình 2.51. Các bộ phận của hệ thống điều khiển khóa cửa bằng ECU Hệ thống điều khiển khoá cửa được điều khiển bằng ECU trong MPX gồm các bộ phận sau đây: 1. ECU thân xe ECU sẽ xác định trạng thái của xe dựa trên số liệu từ mỗi công tắc, mỗi cảm biến hoặc thông qua MPX và dẫn động tất cả các motor điều khiển khoá cửa có trang bị relay điều khiển ở bên trong. 2. ECU cửa lái xe ECU cửa người lái xác định trạng thái của công tắc điều khiển cửa xe và công tắc hoạt động nhờ chìa khoá của người lái và truyền tín hiệu tới ECU thân xe có MPX. 3. ECU cửa hành khách phía trước ECU cửa hành khách phía trước xác định trạng thái của công tắc điều khiển khoá cửa và công tắc hoạt động nhờ chìa khoá của cửa hành khách phía trước và truyền tín hiệu tới 93
  95. ECU thân xe có MPX. 4. ECU đo lường ECU đo lường tính toán tốc độ xe từ tín hiệu xung của ECU điều khiển trượt truyền tới ECU thân xe. 5. Cụm cảm biến túi khí trung tâm Khi cụm cảm biến túi khí trung tâm được kích hoạt, nó làm nổ túi khí và truyền thông tin tới ECU thân xe để mở khoá cửa. Hệ thống điều khiển khoá cửa được điều khiển bằng ECU thân xe trong MPX có các chức năng sau: 1. Chức năng mở khoá cửa khi có tai nạn Khi túi khí nổ, chức năng này tự động mở khoá tất cả các cửa để tạo điều kiện cho việc thoát thân và cấp cứu trong trường hợp khẩn cấp. 2. Chức năng mở khoá cửa tự động bằng khoá điện Khi cửa người lái đóng lại, tắt khoá điện từ vị trí ON về vị trí LOCK (khoá) và mở cửa người lái khoảng 10 giây thì tất cả các cửa xe sẽ tự động mở khoá. 3. Chức năng mở cửa xe tự động liên quan đến cần số (tuỳ chọn) Khi khoá điện đang ở vị trí ON, việc đẩy cần số về vị trí P từ bất kỳ vị trí nào sẽ tự động mở khoá tất cả các cửa. 4. Chức năng khoá cửa tự động liên quan đến cần số (Tuỳ chọn) Khi các điều kiện dưới đây được thoả mãn liên tiếp thì chức này sẽ làm cho tất cả các cửa được khoá một cách tự động. 9 Bật khoá điện từ vị trí LOCK hoặc ACC sang vị trí ON 9 Tất cả các cửa được đóng 9 Cần số không ở vị trí P 9 Có ít nhất một cửa đang mở khóa 5. Chức năng khoá cửa xe tự động theo tốc độ Khi các điều khiện dưới đây được thoả mãn liên tiếp, thì chức năng này sẽ làm cho tất cả các cửa được khoá một cách tự động. 9 Tốc độ xe lớn hơn 20 km/h 94
  96. 9 Tất cả các cửa đều đóng 9 Cần số không ở vị trí P hoặc N 9 Có ít nhất một cửa đang mở khóa 2.3.5. Hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa 2.3.5.1. Khái quát Hệ thống điều khiển khoá cửa từ xa là một hệ thống gửi các tín hiệu từ bộ điều khiển từ xa được gắn cùng chìa khoá để khoá (mở khóa) các cửa xe ngay cả khi đứng cách xa xe. Khi bộ điều khiển cửa nhận được tín hiệu phát ra từ bộ điều khiển từ xa, nó sẽ gửi tín hiệu điều khiển tới relay tổ hợp. Relay tổ hợp điều khiển các motor khoá cửa dựa trên tín hiệu nhận được. Ngoài chức năng này relay tổ hợp còn có chức năng khoá tự động, chức năng lặp lại, chức năng phản hồi và các chức năng khác. Các chức năng của hệ thống điều khiển khoá cửa xe từ xa khác nhau tuỳ kiểu xe, cấp nội thất và thị trường. Hình 2.52. Các bộ phận trong hệ thống điều khiển từ xa Hệ thống điều khiển khoá cửa từ xa có các chức năng sau: 1. Chức năng khoá (mở khóa) tất cả các cửa Ấn vào công tắc LOCK hoặc UNLOCK của bộ điều khiển từ xa sẽ khoá hoặc mở khoá tất cả các cửa xe. 95
  97. Hình 2.52. Chức năng khóa tất cả các cửa và mở khóa 2 bước 2. Chức năng mở khoá 2 bước Ấn vào công tắc UNLOCK hai lần trong thời gian 3 giây sẽ mở tất cả các cửa xe sau khi cửa người lái được mở khoá. 3. Chức năng phản hồi hoặc báo lại Đèn cảnh báo nguy hiểm sẽ nhấp nháy một lần khi khoá và hai lần khi mở khoá để báo rằng thao tác khoá (mở khóa) cửa đã hoàn thành. 4. Chức năng kiểm tra hoạt động của bộ điều khiển từ xa Khi ấn lên công tắc của bộ điều khiển từ xa để khoá (mở khóa) cửa xe hoặc cửa khoang hành lý, thì đèn chỉ báo hoạt động của bộ điều khiển từ xa bật sáng để thông báo rằng hệ thống này đang hoạt động. Tuy nhiên nếu pin hết điện, thì đèn này sẽ không sáng. 96
  98. Hình 2.53. Chức năng mở cửa khoang hành lý, điều khiển cửa sổ điện và báo động 5. Chức năng mở cửa khoang hành lý Để mở cửa khoang hành lý phải ấn và giữ công tắc mở cửa khoang hành lý của bộ điều khiển từ xa trong thời gian khoảng một giây. 6. Chức năng đóng (mở) cửa sổ điện Nếu ấn vào công tắc khoá (mở khóa) cửa xe khoảng 2,5 giây hoặc lâu hơn mà không có chìa khoá trong ổ khoá điện, thì tất cả kính cửa sổ của xe có thể được đóng hoặc mở. Quá trình mở/đóng cửa sổ điện sẽ tiếp tục khi nào còn giữ công tắc và dừng lại khi thả ra. Một số xe không có chức năng đóng cửa sổ. 7. Chức năng báo động Nếu giữ công tắc khoá cửa xe của bộ điều khiển từ xa lâu hơn khoảng từ hai đến ba giây, thì sẽ làm kích hoạt hệ thống chống trộm (còi sẽ kêu cũng như đèn pha, đèn hậu và đèn cảnh báo nguy hiểm sẽ nháy). Loại công tắc đẩy khoá cửa xe không có chức năng đóng cửa sổ điện. 8. Chức năng bật đèn trong xe 97
  99. Các đèn trong xe sẽ bật sáng khoảng 15 giây cùng thời điểm với khi các cửa được mở khoá bằng công tắc của bộ điều khiển từ xa. Hình 2.54. Chức năng bật đèn trong xe 9. Chức năng khoá tự động Nếu không có cửa xe nào được mở ra trong khoảng thời gian 30 giây sau khi chúng được mở khoá bằng công tắc bộ điều khiển từ xa, thì tất cả các cửa xe đều được khoá lại. 10. Chức năng lặp lại Nếu một cửa không được khoá theo sự điều khiển của bộ điều khiển từ xa, thì relay tổ hợp sẽ phát ra tín hiệu khoá sau 1 giây. 11. Chức năng cảnh báo cửa xe bị hé mở Nếu bất kỳ một cửa nào của xe bị mở hoặc hé mở thì việc bấm vào công tắc khoá cửa của bộ điều khiển từ xa sẽ làm cho còi báo khoá cửa kêu khoảng 10 giây. 12. Chức năng bảo vệ Mã thay đổi theo luật cố định được sử dụng như một phần của sóng radio được truyền từ bộ điều khiển từ xa. Bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe lưu trữ mã khi nhận tín hiệu từ bộ điều khiển từ xa và sử dụng mã này để so sánh với mã của xe khi nhận sóng radio tiếp theo từ bộ điều khiển từ xa nhờ đó làm tăng khả năng bảo vệ. 98
  100. 13. Chức năng đăng ký mã nhận dạng của bộ điều khiển từ xa Chức năng này tạo điều kiện cho việc đăng ký (Ghi và lưu trữ) bốn mã nhận dạng của bộ điều khiển từ xa vào EEPROM được thiết kế ngay trong bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe. Trong trường hợp muốn ghi lại mã nhận dạng, hãy kiểm tra số mã đăng ký hoặc bị mất bộ điều khiển từ xa, thì có thể xoá các mã nhận dạng và chức năng điều khiển khoá cửa từ xa sẽ không còn tác dụng. Một số xe cho phép đăng ký nhiều nhất 8 mã nhận dạng. 2.3.5.2. Cấu tạo Hệ thống điều khiển khoá cửa từ xa gồm có các bộ phận sau đây: 1. Bộ điều khiển từ xa Bộ điều khiển từ xa hoạt động nhờ pin lithium. Khi ấn vào công tắc của bộ điều khiển từ xa, tín hiệu được truyền bởi sóng radio tới bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe. Có hai loại điều khiển từ xa: Loại gắn ngay vào chìa khoá và loại đi kèm với chìa khoá. Dải tần số của sóng radio (tín hiệu) của bộ điều khiển từ xa vào khoảng từ 300 đến 500 MHZ và tần số này khác nhau tuỳ theo mỗi nước (tần số của các loại điều khiển từ xa cũ từ 30 đến 70 MHZ). Hình 2.55. Vị trí của các bộ phận trong hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa Hình 2.56. Bộ điều khiển từ xa 99