Giáo trình Thực tập điện ô tô F2 Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Ở hệ thống này, khi công tắc điều khiển đèn ở vị trí “AUTO”, thì cảm biến điều khiển đèn tự động sẽ xác định mức độ ánh sáng và hệ thống sẽ tự động bật đèn đầu khi trời tối.. Một số xe c

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH

Nguyễn Bá Thiện

GIÁO TRÌNH THỰC TẬP ĐIỆN Ô TÔ F2

(LƯU HÀNH NỘI BỘ)

Quảng Ninh- 2017

Để đáp ứng kịp thời yêu cầu của nhiệm vụ đào tạo, Trường ĐHCN Quảng Ninh tổ chức biên soạn cuốn giáo trình Thực tập Điện ô tô F2 Sách được dùng làm tài liệu giảng dạy và học tập cho sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô trong nhà trường và làm tài li ệu tham khảo cho những người làm công tác kĩ thuật trong ngành ô tô, kỹ thuật viên thiết kế

Trong qúa trình biên soạn chúng tôi đã rất cố gắng để cuốn sách đảm bảo được tính khoa học, hiện đại và gắn liền với thực tế về sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất ô tô Nhưng do khả năng có hạn và những hạn chế về thời gian và những điều kiện khách quan khác, cuốn giáo trình chắc chắn sẽ không tránh khỏi những khiếm khuy ết

Chúng tôi mong nhận được ý kiến đóng góp của các bạn đọc và đồng nghiệp để lần tái bản sau được hoàn chỉnh hơn

Nhóm tác gi ả

Đèn sương mù phía trước (Fog lamps):

Trong điều kiện sương mù, nếu sử dụng đèn đầu chính có thể tạo ra vùng ánh sáng chói phía trước gây

trở ngại cho các xe đối diện và người đi đường Nếu sử dụng đèn sương mù sẽ giảm được tình trạng

này Dòng cung cấp cho đèn sương mù thường được lấy sau relay đèn kích thước

Đèn sương mù phía sau (Rear fog guard):

Đèn này dùng để báo hiệu cho các xe phía sau nhận biết trong điều kiện tầm nhìn hạn chế Dòng cung cấp cho đèn này được lấy sau đèn cốt (Dipped beam) Một đèn báo được gắn vào tableau để báo hiệu cho tài xế khi đèn sương mù phía sau hoạt động

Giúp cho người lái xe ra tín hiệu báo rẽ và báo tình trạng hư hỏng của xe cho các xe khác tránh, như khi động cơ chết máy giữa đường

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 Relay 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

Ở hệ thống này, chỉ có đèn đầu hoặc cả các đèn đầu và đèn hậu tự động bật sáng khi động cơ nổ máy ở ban ngày, do đó các xe khác có thể nhìn thấy

Ở một số nước vì lý do an toàn luật qui định bắt buộc phải có hệ thống này trên xe Tuổi thọ của bóng đèn sẽ bị rút ngắn nếu đèn bật liên tục với cường độ sáng như ban đêm Để nâng cao tuổi thọ của đèn, mạch điện được thiết kế sao cho cường độ sáng của đèn giảm đi khi hệ thống DRL hoạt động

“ACC” hay không có chìa trong ổ khoá điện, thì hệ thống này sẽ thông báo cho người lái biết rằng đèn vẫn đang ở trạng thái bật bằng chuông báo hoặc sẽ tự động tắt các đèn

Khi trời tối cần phải bật đèn pha, thường người lái chỉ phải bật công tắc điều khiển đèn Ở hệ thống này, khi công tắc điều khiển đèn ở vị trí “AUTO”, thì cảm biến điều khiển đèn tự động sẽ xác định mức độ ánh sáng và hệ thống sẽ tự động bật đèn đầu khi trời tối Cảm biến điều khiển đèn tự động được đặt ở đầu trên của bảng táp lô Một số xe không có vị trí AUTO ở công tắc điều khiển đèn Trong trường hợp này, hệ thống điều khiển đèn tự động hoạt động khi ở vị trí OFF

Xe bị nghiêng đi tuỳ theo điều kiện chất tải (số lượng hành khách hoặc lượng hành lý) Đó là lý do tại sao đèn đầu làm loá mắt tài xế của các xe đối diện ở hệ thống này, việc vặn công tắc điều khiển góc chiếu sáng đèn đầu sẽ điều chỉnh được góc đèn đầu theo phương thẳng đứng Một số xe có hệ thống điều khiển góc độ chiếu sáng đèn đầu tự động sẽ tự động điều chỉnh các đèn đầu để đạt được góc chiếu sáng theo phương thẳng đứng tối ưu

Các bóng đèn đầu cao áp, phóng điện qua khí Xenon cho ánh sáng trắng và vùng chiếu sáng rộng hơn

so với khí halogen Tuổi thọ của bóng đèn cũng dài hơn là một trong những đặc điểm của đèn đầu phóng điện

Vào ban đêm rất khó nhìn ổ khoá điện hoặc khu vực sàn xe trong bóng tối của cabin Hệ thống này sẽ

bật đèn chiếu sáng khu vực ổ khoá điện hoặc các đèn trong xe với một thời gian nhất định sau khi đã

đóng các cửa xe, làm cho việc tra chìa khoá vào ổ khoá điện hoặc thực hiện các thao tác bằng chân

được dễ dàng hơn (chỉ khi công tắc đèn trần ở vị trí DOOR) Thời gian chiếu sáng thay đổi tuỳ thuộc

vào kiểu xe

1.2 Vị trí

Hình 9 Vị trí của các bộ phận trong hệ thống chiếu sáng và tín hiệu

Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu có các bộ phận sau đây:

1 Đèn đầu, đèn sương mù phía trước

2 Cụm đèn phía sau, đèn sương mù phía sau

3 Công tắc điều khiển đèn và độ sáng: công tắc đèn xinhan, công tắc đèn sương mù phía trước

và phía sau

4 Đèn xi nhan và đèn báo nguy

5 Công tắc đèn báo nguy hiểm

6 Bộ nhấp nháy đèn xinhan

7 Cảm biến báo hư hỏng đèn

8 Relay tổ hợp

9 Cảm biến điều khiển đèn tự động

10 Công tắc điều khiển góc chiếu sáng đèn đầu

11 Bộ chấp hành điều khiển góc chiếu sáng đèn đầu

và làm bốc hơi dây tóc (oxy trong không khí tác dụng với volfram ở nhiệt độ cao gây ra hiện tượng đen bóng đèn và sau một thời gian rất ngắn, dây tóc sẽ bị đứt)

Hình 10 Bóng đèn loại dây tóc

Khi hoạt động ở một điện áp định mức, nhiệt độ dây tóc lên đến 2.300o

C và tạo ra ánh sáng trắng Nếu cung cấp cho đèn một điện áp thấp hơn định mức, nhiệt độ dây tóc và ánh sáng phát ra sẽ giảm xuống Ngược lại, nếu cung cấp cho đèn một điện thế cao hơn, chẳng bao lâu sẽ làm bốc hơi dây volfram, gây

ra hiện tượng đen bóng đèn và đốt cháy cả dây tóc

Dây tóc của bóng đèn công suất lớn (như đèn đầu) được chế tạo để hoạt động ở nhiệt độ cao hơn Cường độ ánh sáng tăng thêm khoảng 40% so với đèn dây tóc thường bằng cách điền đầy vào bóng đèn một lượng khí trơ (argon) với áp suất tương đối nhỏ

2.1 1.2 Bóng đèn halogen:

Suốt quá trình hoạt động của bóng đèn thường, sự bay hơi của dây tóc tungsten là nguyên nhân làm vỏ thủy tinh bị đen làm giảm cường độ chiếu sáng Mặc dù có thể giảm được quá trình này bằng cách đặt dây tóc trong một bóng thủy tinh có thể tích lớn hơn Tuy nhiên, cường độ ánh sáng của bóng đèn loại này bị giảm nhiều sau một thời gian sử dụng

Vấn đề nêu trên đã được khắc phục với sự ra đời của bóng đèn halogen, có công suất và tuổi thọ cao hơn bóng đèn thường Đây là loại đèn thế hệ mới có nhiều ưu điểm so với đèn thế hệ cũ như: Đèn halogen chứa khí halogen như iode hoặc brôm Các chất khí này tạo ra một quá trình hoá học khép kín: Iode kết hợp với vonfram (hay Tungsten) bay hơi ở dạng khí thành iodur vonfram, hỗn hợp khí này không bám vào vỏ thủy tinh như bóng đèn thường mà thay vào đó sự chuyển động thăng hoa sẽ mang hỗn hợp này trở về vùng khí nhiệt độ cao xung quanh tim đèn (ở nhiệt độ cao trên 14500

C) thì nó sẽ tách thành 2 chất: vonfram bám trở lại tim đèn và các phần tử khí halogen được giải phóng trở về dạng khí Quá trình tái tạo này không chỉ ngăn chặn sự đổi màu bóng đèn mà còn giữ cho tim đèn luôn hoạt động ở điều kiện tốt trong một thời gian dài

Hình 11 Bĩng đèn halogen

Bĩng đèn halogen phải được chế tạo để hoạt động ở nhiệt độ cao hơn 250oC

Ở nhiệt độ này khí halogen mới bốc hơi Người ta sử dụng phần lớn thủy tinh thạch anh để làm bĩng vì loại vật liệu này chịu được nhiệt độ và áp suất rất cao (khoảng 5 đến 7 bar) làm cho dây tĩc đèn sáng hơn và tuổi thọ cao hơn bĩng đèn thường Thêm vào đĩ, một ưu điểm của bĩng halogen là chỉ cần một tim đèn nhỏ hơn so với bĩng thường cho phép điều chỉnh tiêu điểm chính xác hơn so với bĩng bình thường

Chức năng của gương phản chiếu là định hướng lại các tia sáng Một gương phản chiếu tốt sẽ tạo ra sự phản xạ, đưa tia sáng đi rất xa từ phía đầu xe

Bình thường, gương phản chiếu cĩ hình dạng parabol, bề mặt được được đánh bĩng và sơn lên một lớp vật liệu phản xạ như bạc (hay nhơm) Để tạo ra sự chiếu sáng tốt, dây tĩc đèn phải được đặt ở vị trí chính xác ngay tiêu điểm của gương nhằm tạo ra các tia sáng song song Nếu tim đèn đặt ở các vị trí ngồi tiêu điểm sẽ làm tia sáng đi trệch hướng, cĩ thể làm lĩa mắt người điều khiển xe đối diện

Đa số các loại xe đời mới thường sử dụng chĩa đèn cĩ hình chữ nhật, loại chĩa đèn này bố trí gương phản chiếu theo phương ngang cĩ tác dụng tăng vùng sáng theo chiều rộng và giảm vùng sáng phía trên gây lĩa mắt người đi xe ngược chiều

Hình 12 Chĩa đèn hình chữ nhật

Cách bố trí tim đèn được chia làm 3 loại: loại tim đèn đặt trước tiêu cự, loại tim đèn đặt ngay tiêu cự

và tim đèn đặt sau tiêu cự

Hình 13 Cách bố trí tim đèn

Đèn chiếu sáng hiện nay cĩ 2 hệ là: Hệ châu Âu và hệ Mỹ

Dây tĩc tim c ốt Thạch anh

Dây tĩc tim pha Phần che

Gương phản chiếu phụ

Gương phản chiếu chính

Vị trí bóng đèn

 Hệ châu Âu:

Hình 14 Đèn hệ châu Âu

Dây tĩc ánh sáng gần (đèn cốt) gồm cĩ dạng thẳng được bố trí phía trước tiêu cự, hơi cao hơn trục quang học và song song trục quang học, bên dưới cĩ miếng phản chiếu nhỏ ngăn khơng cho các chùm ánh sáng phản chiếu làm lố mắt người đi xe ngược chiều Dây tĩc ánh sáng gần cĩ cơng suất nhỏ hơn dây tĩc ánh sáng xa khoảng 30-40% Hiện nay miếng phản chiếu nhỏ bị cắt phần bên trái một gĩc 150

, nên phía phải của đường được chiếu sáng rộng và xa hơn phía trái

Hình dạng đèn thuộc hệ Châu Âu thường cĩ hình trịn, hình chữ nhật hoặc hình cĩ 4 cạnh Các đèn này thường cĩ in số “2” trên kính Đặt trưng của đèn kiểu Châu Âu là cĩ thể thay đổi được loại bĩng đèn

và thay đổi cả các loại thấu kính khác nhau phù hợp với đường viền ngồi của xe

 Hệ Mỹ:

Hình 15 Đèn hệ Mỹ

Đối với hệ này thì hai dây tĩc ánh sáng xa và gần cĩ hình dạng giống nhau và bố trí ngay tại tiêu cự của chĩa, dây tĩc ánh sáng xa được đặt tại tiêu điểm của chĩa, dây tĩc ánh sáng gần nằm lệch phía trên mặt phẳng trục quang học để cường độ chùm tia sáng phản chiếu xuống dưới mạnh hơn Đèn kiểu Mỹ luơn luơn cĩ dạng hình trịn, đèn đuợc chế tạo theo kiểu bịt kín

Hiện nay hệ Mỹ cịn sử dụng hệ chiếu sáng 4 đèn pha, hai đèn phía trong (chiếu xa) lắp bĩng đèn một

dây tĩc cơng suất 37,5W ở vị trí trên tiêu cự của chĩa, hai đèn phía ngồi lắp bĩng đèn hai dây tĩc, dây tĩc chiếu sáng xa cĩ cơng suất 35,7W nằm tại tiêu cự của chĩa, dây tĩc chiếu sáng gần 50W lắp ngồi tiêu cự của chĩa Như vậy khi bật ánh sáng xa thì 4 đèn sáng với cơng suất 150W, khi chiếu gần thì cơng suất là 100W

Thay thế bĩng đèn:

Bĩng đèn một đầu sợi đốt đơn: Dùng cho bĩng đèn xinhan hay đèn lùi

Bĩng đèn một đầu sợi đốt kép: Dùng cho bĩng đèn hậu hay phanh Nĩ được gắn 2 sợi đốt cĩ cơng suất

Ánh sáng pha Gương phản

Phần che

Hình 36 Thay thế bóng đèn dây tóc

Thay thế: Ấn bóng đèn về phía đui để nhả khóa chốt đế ra khỏi rãnh đui đèn, quay bóng và kéo nó ra

Làm ngược lại để lắp bóng mới vào

Bóng đèn hậu hình chêm sợi đốt đơn: Dùng cho bóng đèn xinhan hay đèn lùi v.v

Bóng đèn đui hình chêm sợi đốt kép: Dùng cho bóng đèn hậu hay phanh Nó được gắn 2 sợi đốt có

công suất khác nhau

Hình 37 Thay thế bóng đèn hình chêm

Thay thế: Chỉ cần kéo bóng ra bằng ngón tay và ấn bóng mới vào

Dùng làm bóng đèn trong xe và đèn cửa

Hình 38 Thay thế bóng đèn hai đầu

Thay thế: Ấn để mở một trong hai cực của đui và kéo bóng ra Để lắp bóng mới vào, hãy đặt một đầu

của bóng đèn vào lỗ trên đui, rồi ấn đầu kia vào lỗ còn lại

Do bóng đèn haloden nóng hơn so với đèn thường khi sử dụng, bóng đèn sẽ bị vỡ nếu dầu hay mỡ dính vào bề mặt Hơn nữa, muối từ mồ hôi người có thể bám vào thạch anh Vì lý do đó, hãy cầm vào phần đui đèn khi thay bóng đèn để tránh các vết vân tay không chạm vào các thạch anh

Hình 39 Thay thế bóng đèn đầu

Có hai loại hệ thống đèn hậu: loại đèn hậu được nối trực tiếp vào công tắc điều khiển đèn và loại có relay đèn hậu

- Loại nối trực tiếp

Khi công tắc điều khiển đèn được vặn về vị trí “TAIL”, thì các đèn hậu bật sáng

Khi công tắc điều khiển đèn vặn về vị trí “TAIL”, thì dòng điện đi vào phía cuộn dây của relay đèn hậu Relay đèn hậu được bật lên và đèn sáng

Hình 16 Hệ thống đèn hậu

Có hai loại hệ thống đèn đầu khác nhau tuỳ theo chúng có thiết bị điện như relay đèn đầu và relay điều chỉnh độ sáng Nhìn chung 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

Khi xoay công tắc điều khiển đèn về vị trí HEAD (LOW), đèn đầu (chiếu gần) bật sáng

Khi xoay công tắc về vị trí HEAD (HIGH), thì đèn chiếu xa bật sáng và đèn chỉ báo đèn chiếu xa trên bảng điều khiển cũng bật sáng

pha Đèn đầu FLASH (Nháy pha)

Khi công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí FLASH thì đèn đầu chiếu xa sẽ bật sáng

Hình 17 Hệ thống đèn đầu không có relay điều khiển

Hình 18 Sơ đồ công tắc điều khiển đèn đầu loại dương chờ

Hoạt động:

Khi bật công tắc LCS (Light Control Switch) ở vị trí Tail: Dòng điện đi từ:  accu  W1  A2  A11

 mass, cho dòng từ:  accu  cọc 4’, 3’  cầu chì  đèn  mass, đèn đờmi sáng

Khi bật công tắc sang vị trí HEAD thì mạch đèn đờmi vẫn sáng bình thường, đồng thời có dòng từ:  accu  W2  A13  A11  mass, relay đóng 2 tiếp điểm 3 và 4 lúc đó có dòng từ:  accu  4’, 3’  cầu chì  đèn đầu hoặc cốt, nếu công tắc đảo pha ở vị trí HU, đèn đầu sáng lên Nếu công tắc đảo pha

Ta có thể dùng relay 5 chân để thay cho công tắc chuyển đổi pha cốt, nếu vậy thì công tắc sẽ bền hơn

vì lúc này dòng qua công tắc là rất bé phải qua cuộn dây của relay

Hình 19 Sơ đồ mạch điều khiển đèn kiểu âm chờ

Trong trường hợp này ta thấy công tắc vẫn làm việc như một công tắc bình thường nhưng cách đấu dây hoàn toàn khác, với nguyên lý làm việc như sau:

Khi bậc công tắc LCS ở vị trí HEAD đèn đờmi sáng, đồng thời có dòng:  accu  W2  A13 A11  mass, relay đóng 2 tiếp điểm 3 và 4 lúc đó có dòng từ:  accu 4, 3  W3  A12 Nếu công tắc chuyển pha ở vị trí HL thì dòng qua cuộn dây không về mass được nên dòng điện đi qua tiếp điểm thường đóng 4, 5 (của Dimmer Relay)  cầu chì  tim đèn cốt  mass, đèn cốt sáng lên Nếu công tắc đảo pha ở vị trí HU thì dòng qua cuộn W3  A12  mass, hút tiếp điểm 4 tiếp xúc với tiếp điểm 3, dòng qua tiếp điểm 4, 3  cầu chì  tim đèn đầu  mass, đèn đầu sáng lên Lúc này đèn báo pha sáng, do được mắc song song với đèn pha

2.4 Hệ thống đèn chạy ban ngày

Hệ thống DRL (đèn chạy ban ngày) bật các đèn đầu khi chạy xe ở ban ngày Điều đó có nghĩa là các bóng đèn đầu 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 đầu khi hệ thống DRL đang hoạt động Điều này được thực hiện chủ yếu bằng một trong 3 loại

mạch điện chính sau đây

Cường độ làm việc của đèn được giảm xuống thông qua điện trở bố trí trong DRL khi hệ thống này hoạt động

Hệ thống DRL hoạt động khi động cơ đang nổ máy và khi phanh tay được nhả ra

Để thiết lập tình trạng này, người ta thường sử dụng tín hiệu đầu vào từ máy phát điện hoặc từ phanh tay

Nguyên lý hoạt động của hệ thống đèn xe chạy ban ngày DRL có trang bị điện trở:

- Khi động cơ đã nổ máy và khi cần phanh tay được nhả ra thì relay chính của hệ thống đèn xe chạy ban ngày bật các đèn đầu 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 relay của hệ thống đèn chạy ban ngày ngắt và dòng điện đi qua điện trở của hệ thống Kết quả là các đèn đầu được bật sáng với cường độ được giảm tới còn 80 – 85%

Hình 20 Hệ thống DRL có điện trở

- Nếu công tắc điều khiển đèn dịch chuyển về vị trí HEAD, thì relay No 2 của DRL được bật lên và dòng điện chạy tới các đèn đầu mà không qua điện trở của DRL Các đèn đầu chiếu sáng ở cường độ bình thường Relay No 2 của DRL bật lên ngay cả khi công tắc điều khiển độ sáng đèn ở vị trí HIGH hoặc FLASH do đó các đèn đầu sẽ chiếu sáng ở độ sáng bình thường

Cường độ làm việc của đèn được giảm xuống nhờ mắc nối tiếp các đèn đầu bên trái và bên phải khi hệ thống DRL đang hoạt động

Hình 21 Hệ thống DRL mắc nối tiếp

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 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 22 Cảm biến và chức năng của hệ thống đèn tự động

Hình 23 Mạch điện hệ thống đèn tự động

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 relay 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

2.6 1 Cấu tạo

Người lái có thể điều chỉnh góc độ tia sáng đèn đầu lên hoặc xuống bằng cách điều chỉnh núm xoay Một biến trở trong công tắc đèn sẽ điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch điều khiển tỷ lệ với góc xoay của núm

Hình 24 Cơ cấu điều khiển góc độ chiếu sáng của đèn đầu

Bộ kích hoạt quay một mô tơ theo chiều quay kim đồng hồ hoặc ngược lại và dịch chuyển trục ra tiến hoặc lùi theo sự hoạt động của công tắc điều khiển góc độ tia sáng đèn đầu làm cho tia sáng đèn đầu hướng lên hoặc xuống Bộ kích hoạt được trang bị một chiết áp Tín hiệu được truyền tới IC bên trong theo vị trí của bộ kích hoạt

Hình 25 Mạch điện điều khiển góc độ chiếu sáng đèn đầu

Cường độ dòng điện tỷ lệ với vị trí công tắc điều khiển góc chiếu sáng đèn đầu được quyết định bởi các IC đèn đầu Các IC trong bộ kích hoạt bên trái, bên phải sẽ dẫn động mô tơ theo cường độ dòng điện từ các công tắc Các IC trong bộ kích hoạt liên tục xác định vị trí thực tế (góc chiếu sáng đèn pha) của bộ kích hoạt nhờ chiết áp và điều khiển sự hoạt động của mô tơ Đó là lý do tại sao bộ kích hoạt có thể xác định vị trí và góc chiếu sáng đèn đầu theo cường độ dòng điện từ công tắc

Ngày nay, đèn đầu loại phóng điện (đèn xenon) được lắp đặt trên hệ thống chiếu sáng của xe như là tiêu chuẩn Nguyên lý hoạt động của đèn xenon lấy nguyên lí từ tự nhiên: sét Những vệt ánh sáng cường độ cao trải dài trong không trung, sinh ra do hiện tượng phóng điện giữa những đám mây tích điện và bề mặt trái đất, là nguyên nhân để đưa ra ý tưởng sản xuất ra những chiếc đèn đầucường độ cao, thay thế cho những chiếc đèn halogen ngày càng trở nên già cỗi

Vào năm 1992, Hella Corp sản xuất thành công đèn đầuxenon thế hệ thứ nhất theo công nghệ HID (High Intensity Discharge - sự phóng điện cường độ cao), lúc đó đèn xenon chỉ dùng làm đèn cốt, còn đèn đầuvẫn sử dụng halogen Đèn xenon không có dây tóc như các loại đèn halogen hay đèn wonfram, thay vào đó là hai bản cực điện đặt trong khí trơ xenon, được bao bọc bằng bình thuỷ tinh thạch anh Khi đóng nguồn điện, giữa hai bản cực này sinh ra hiện tượng phóng điện do hiệu điện thế vượt ngưỡng đánh thủng (vào khoảng 25.000 V)

Hình 26 Sơ đồ cấu tạo của đèn xenon

Tia lửa điện sinh ra 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

Trước hết, tuổi thọ của đèn bi-xenon gấp 10 lần so

với đèn halogendo dây tóc của đèn halogen rất dễ

bị đứt bởi hiện tượng va đập trên đường, còn đèn

bi-xenon chỉ có hai bản điện cực được cố định bởi

lớp vỏ thạch anh Đèn halogen có thời gian sử

dụng trung bình 300-1.000 giờ, còn bi-xenon là

3.000 giờ

Tiếp đến, công nghệ HID tăng tính an toàn cho

bạn khi lái xe trong đêm, đặc biệt ở những nơi

không có đèn chiếu sáng công cộng, do loại đèn

này phát ra ánh sáng trắng - xanh rất giống với

ánh sáng ban ngày, giúp người lái dễ dàng quan

sát với hình ảnh rõ nét, sâu và thật hơn

Các thống kê đã chỉ ra rằng, người lái xe cần phát

hiện, xử lý và phản ứng với các thông tin từ tín

hiệu giao thông trong khoảng 70m, vì nếu chạy Hình 26 Chùm sáng phát ra của đèn xenon (dưới) so sánh với đèn halogen (trên)

với vận tốc 100 km/h, chúng ta chỉ có khoảng 2,5 giây để phản xạ trước các biến cố xảy ra trên đường

Do đó, đèn đầuxe hơi có chùm sáng dài, tầm quan sát rộng để phát hiện sớm các sự kiện là yếu tố an toàn hàng đầu đối với người cầm lái

Một ưu điểm nữa của đèn bi-xenon là do không tốn năng lượng để đốt nóng dây tóc nên không những tiết kiệm năng lượng - tiêu thụ bằng 1/3 so với đèn halogen truyền thống - mà còn cho cường độ sáng cao hơn gấp 2-3 lần

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

Ống huỳnh quang có chứa khí xenon, thuỷ ngân và các muối kim loại halogen Khi đặt một điện áp cao giữa các điện cực làm bắn các electron và các nguyên tử kim loại va đập vào nhau làm phóng điện, giải phóng năng lượng tạo ra ánh sáng làm sáng đèn

Hình 27 Mạch điện điều khiển đèn đầu Xenon

- Hệ thống tạo ra xung điện áp cao (khoảng 20,000V) giữa các điện cực ở hai đầu làm cho khí xenon phát sáng

- Tuỳ theo sự tăng nhiệt độ trong ống đèn huỳnh quang, thuỷ ngân bay hơi và hồ quang phóng điện

- Khi nhiệt độ trong ống đèn huỳnh quang tiếp tục tăng lên, thì các muối kim loại halogen trong huỳnh quang thuỷ ngân bắt đầu bốc hơi và tách ra và các nguyên tử kim loại bắt đầu phát sáng

- Sự sáng ổn định nhờ điều khiển bởi bộ ECU điều khiển đèn

ECU điều khiển đèn là một thiết bị điều khiển điện tử được dùng để bật các bóng đèn đầu loại phóng điện cao áp Nó được bố trí bên dưới các đèn đầu cao áp bên trái và bên phải Nó thực hiện việc điều khiển tối ưu dòng điện cung cấp cho các bóng đèn để đảm bảo cường độ sáng nhanh và tối ưu khi đèn phát sáng và ánh sáng liên tục, ổn định Nó được trang bị một thiết bị an toàn để ngăn chặn ảnh hưởng của điện áp cao Cực ra của ECU điều khiển đèn có điện áp cao cực kỳ nguy hiểm, vì vậy phải hết sức cẩn thận khi tiếp xúc Để ngăn chặn nguy hiểm rủi ro người ta dán các nhãn cảnh báo ở bên cạnh đèn

và ECU điều khiển đèn

Chú ý:

- Phần thuỷ tinh và các điện cực của bóng đèn đầu cao áp có điện áp cao nguy hiểm (≈20,000V) vì vậy không được sờ vào nó

- Chỉ được bật đèn sau khi đã lắp các bóng đèn hoàn chỉnh Không được sử dụng bất kỳ nguồn điện nào khác ngoài nguồn điện của xe

- Khi thay thế các bóng đèn phải tuân theo các quy trình

trong sách hướng dẫn sửa chữa

ECU điều khiển đèn sẽ xác định các sai hỏng xảy ra và

kích hoạt chức năng an toàn theo các điều kiện sau đây

Nếu điện áp vào nằm ngoài dải điện áp hoạt động (9 đến

16 V), thì chức năng an toàn sẽ tắt đèn đầu cao áp Các

đèn đầu cao áp sẽ bật sáng trở lại ngay khi điện áp đưa

vào nằm trong dải hoạt động

Nếu điện áp ra sai hoặc nếu đèn đầu cao áp nhấp nháy,

thì chức năng an toàn sẽ tắt các đèn đầu cao áp Nếu điều

này xảy ra, chúng ta không thể xác định được điện áp

đầu ra có sai hay không Nên trước tiên, kiểm tra những

hư hỏng trong cầu chì và tiếp mát, rồi mới thay các bóng

đèn đầu cao áp Nếu sự cố vẫn chưa được giải quyết, thì

phải thay ECU điều khiển đèn

Nếu không có bóng đèn đầu cao áp trong ổ đèn thì mạch

đèn bị hở Chức năng đảm bảo an toàn sẽ ngừng cấp điện

cao áp Nếu điều này xảy ra thì phải tắt khoá điện OFF

và lắp bóng vào

Đèn sương mù phía trước hoạt động khi công tắc điều khiển đèn ở vị trí TAIL hoặc HEAD Khi công tắc đèn sương mù phía trước được bật ON, thì relay đèn sương mù phía trước hoạt động và các đèn sương mù phía trước bật sáng

Hình 29 Hoạt động của hệ thống đèn sương mù trước

Hình 28 ECU điều khiển đèn cao áp

Hình 30 Hoạt động của hệ thống sương mù sau

Đèn sương mù phía sau cũng hoạt động khi công tắc điều khiển đèn ở vị trí TAIL hoặc HEAD nhđối với đèn sương mù phía trước Công tắc đèn sương mù phía sau loại cần bật lên khi công tắc này dịch thêm một nấc từ vị trí ON của đèn sương mù phía trước

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 bên trái được điều khiển bằng cơ khí

3 Hệ thống đèn xinhan và cảnh báo nguy hiểm

3.1 Hệ thống đèn xinhan có công tắc hazard rời

Hình 31 Mạch điện hệ thống đèn xinhan có công tắc hazard rời

3.2 Hệ thống đèn xinhan có công tắc hazard tổ hợp

Hình 31 Mạch điện hệ thống đèn xinhan có công tắc hazard tổ hợp

3.3 Hệ thống đèn xinhan điều khiển bằng bộ tích hợp

Khi công tắc đèn xinhan hoạt động, các công tắc đèn bộ nháy đèn xinhan bật đèn xinhan bên trái và bên phải làm cho đèn xinhan ở phía đó nhấp nháy Để báo cho người lái biết hệ thống đèn xinhan đang hoạt động một âm thanh được phát ra bởi hệ thống này

Hình 31 Mạch điện hệ thống đèn xinhan điều khiển bằng bộ tích hợp

Nếu một bóng đèn xinhan bị cháy, thì cường độ dòng điện giảm xuống, thì tần số nhấp nháy tăng lên

để thông báo cho người lái biết

Khi công tắc đèn báo nguy hiểm được bật ON, thì cực EHW của đèn xinhan được tiếp mát Dòng điện

đi tới cả hai cực LL và LR và tất cả các đèn xinhan (báo rẽ) đều nhấp nháy

4 Hệ thống nhắc nhở và cảnh báo

1 Hở mạch các đèn phanh và đèn phanh lắp trên cao

Hình 32 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

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

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

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 relay 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 relay 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

Hình 34 Hệ thống tắt đèn tự động

Hệ thống này hoạt động nhằm bật sáng các đèn khu vực người lái giúp người lái thuận tiện trong việc vào xe và tra chìa khóa vào ổ khóa điện Nếu:

- 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 relay 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

Hình 35 Hệ thống chiếu sáng khi lên xe

Ch ương 2

HỆ THỐNG THƠNG TIN TRÊN ƠTƠ

1 TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THƠNG TIN TRÊN ƠTƠ

Hệ thống thơng tin trên xe bao gồm các bảng đồng hồ (tableau), màn hình và các đèn báo giúp tài xế

và người sửa chữa biết được thơng tin về tình trạng hoạt động của các hệ thống chính trong xe Thơng tin cĩ thể truyền đến tài xế qua 2 dạng : tương tự (tableau kim) và số (tableau hiện số)

Hình 1 Bảng tableau trên ơ tơ

Hệ thống thơng tin bao gồm các đồng hồ sau:

Đèn báo rẽ Đồng hồ

tốc độ xe

Các đèn báo hiệu và đèn cảnh báo

Vôn kế Đồng hồ áp suất dầu

Đồng hồ nhiệt

độ nước làm

mát chế độ pha Đèn báo

Đồng hồ nhiên liệu

A- Báo áp lực nhớt C- Báo nhiệt độ nhớt E: Các đèn báo G- Tốc độ động cơ

B- Báo điện áp D- Báo mực xăng F- Tốc độ xe H- Hành trình

Chỉ thị nhiệt độ nước làm mát động cơ

f Đồng hồ báo nhiên liệu

Chỉ thị mức nhiên liệu có trong thùng chứa

Hình 2 Các loại đèn báo trên tableau

Báo rẽ phải hay trái

k Đèn báo nguy hoặc ưu tiên

Đèn này được bật khi muốn báo nguy hoặc xin ưu tiên Lúc này cả hai bên đèn rẽ phải và trái sẽ chớp

l Đèn báo mức nhiên liệu thấp

Báo nhiên liệu trong thùng nhiên liệu sắp hết

m Đèn báo hệ thống phanh

Báo đang kéo phanh tay, dầu phanh không đủ hay bố phanh quá mòn

n Đèn báo cửa mở

Báo có cửa chưa được đóng chặt

2 THÔNG TIN DẠNG TƯƠNG TỰ (ANALOG)

Hệ thống thông tin dạng tương tự bao gồm các đồng hồ dạng kim và các đèn báo để kiểm tra và theo dõi hoạt động của một số bộ phận quan trọng của động cơ cũng như toàn xe

Hình 3: Sơ đồ mạch của một tableau loại tương tự

Trong hệ thống thông tin loại này thường có các đồng hồ dưới đây :

2.1 Đồng hồ và cảm biến báo áp suất nhớt:

Đồng hồ áp suất nhớt báo áp suất nhớt trong động cơ giúp phát hiện hư hỏng trong hệ thống bơi trơn Đồng hồ áp suất nhớt thường là kiểu đồng hồ kiểu lưỡng kim

Đồng hồ loại này thường gồm hai phần: cảm biến áp lực nhớt, được lắp vào cac-te của động cơ hoặc lắp ở bộ lọc nhớt và đồng hồ (bộ phận chỉ thị) được bố trí ở bảng tableau trước mặt tài xế Đồng hồ và

bộ cảm biến mắc nối tiếp với nhau và đấu vào mạch sau cơng tắc máy

Cảm biến làm nhiệm vụ biến đổi sự thay đổi của áp suất dầu nhờn thành tín hiệu điện để đưa về đồng

hồ đo Đồng hồ là bộ phận chỉ thị áp suất nhớt ứng với các tín hiệu điện thay đổi từ cảm biến Thang

đo đồng hồ được phân độ theo đơn vị kg/cm 2hoặc bar

Trên các ơtơ ngày nay, ta cĩ thể gặp bốn loại đồng hồ áp suất dầu nhớt: loại nhiệt điện, loại từ điện, cơ khí và loại điện tử Ở đây chỉ giới thiệu hai loại là đồng hồ nhiệt điện và từ điện

Accu

Công

tắc máy

Phần tử lưỡng kim Bộ tạo áp suất dầu

Phần tử lưỡng kim

MàngTiếp điểm

Cảm biến áp suất dầu

Dây may so

Dây may so

Hình 4 Cấu tạo đồng hồ áp suất nhớt loại nhiệt điện

A

Sinh nhiệt Nhiệt độ không cao

(Không sai số)

Bị cong bởi dòng điện

Lưỡng kim

Dây may so

A

Không sinh nhiệt

Hình 5 Hoạt động của phần tử lưỡng kim

Khi cho dịng điện đi qua một phần tử lưỡng kim được chế tạo bằng cách liên kết hai loại kim loại hoặc hợp kim cĩ hệ số giãn nở nhiệt khác nhau khiến phần tử lưỡng kim thường cong khi nhiệt tăng

Đồng hồ bao gồm một phần tử lưỡng kim kết hợp với một dây may so Phần tử lưỡng kim cĩ hình dạng như Hình 5 Khi phần tử lưỡng kim bị cong do ảnh hưởng của nhiệt độ mơi trường khơng làm đồng hồ chỉ sai

- Áp suất nhớt thấp/khơng cĩ áp suất nhớt

Phần tử lưỡng kim ở bộ phận áp suất nhớt cĩ gắn một tiếp điểm Độ dịch chuyển của kim đồng hồ tỉ lệ với dịng điện chạy qua dây may so Khi áp suất nhớt bằng khơng, tiếp điểm mở, khơng cĩ dịng điện chạy qua khi bật cơng tắc máy Vì vậy, kim vẫn chỉ khơng

Khi áp suất nhớt thấp, màng đẩy tiếp điểm làm nĩ tiếp xúc nhẹ, nên dịng điện chạy qua dây may so của cảm biến Vì lực tiếp xúc của tiếp điểm yếu, tiếp điểm sẽ lại mở ra do phần tử lưỡng kim bị uốn cong do nhiệt sinh ra Tiếp điểm mở ra khi dịng điện chạy qua sau một thời gian rất ngắn nên nhiệt độ của phần tử lưỡng kim trên đồng hồ khơng tăng và nĩ bị uốn ít Vì vậy, kim sẽ lệch nhẹ

Công tắc máy

Accu

Đồng hồ báo áp suất dầu

Cảm biến

áp suất dầu

Không có áp suất dầu

Hình 6 Hoạt động của đồng hồ nhiệt điện

á p suấ t dầ u

Á p suấ t dầ u cao

Hình7 Hoạt động của đồng hồ nhiệt điện khi áp suất nhớt cao

Khi áp suất nhớt tăng, màng đẩy tiếp điểm mạnh nâng phần tử lưỡng kim lên Vì vậy, dịng điện sẽ chạy qua trong một thời gian dài Tiếp điểm sẽ chỉ mở khi phần tử lưỡng kim uốn lên trên Dịng điện chạy qua đồng hồ áp suất nhớt trong một thời gian dài cho đến khi tiếp điểm của cảm biến áp suất nhớt

mở, nhiệt độ phần tử lưỡng kim phía đồng hồ tăng làm tăng độ cong của nĩ, khiến kim đồng hồ lệch

nhiều Như vậy, độ cong của phần tử lưỡng kim trong đồng hồ tỉ lệ với độ cong của phần tử lưỡng kim trong cảm biến áp suất nhớt

Cấu tạo đồng hồ loại này được trình bày trên Hình 8

Bộ cả m biế n Đồng hồ chỉ thị

Cô ng tắ c má y

Hình 8 Đồng hồ áp suất nhớt loại từ điện

Chú thích Hình 8:

Sơ đồ chung

Véctơ từ thơng tổng và vị trí kim đồng hồ ứng với các vị trí khác nhau

Sơ đồ nguyên lý đấu dây

1- Buồng áp suất 11- Lá đồng tiếp điện

2- Chốt tì 12- Dây dẫn đồng

3- và 7- Vít điều chỉnh 13- Lị xo

4- Màng 14- Cần hạn chế kim đồng hồ

5- Vỏ bộ cảm biến 15- Rãnh cong

6- Tay địn bẩy 16 và 20- Nam châm vĩnh cửu

8- Con trượt 17- Khung chất dẻo

9- Nắp bộ cảm biến 18- Kim

10- Cuộn điện trở của biến trở 19- Vỏ thép

Rcb- Điện trở của cảm biến

Khi ngắt cơng tắc máy, kim lệch về phía vạch 0 trên thang đồng hồ Kim đồng hồ được giữ ở vị trí này

do lực tác dụng tương hỗ giữa hai nam châm vĩnh cửu 16 và 20

Khi bật cơng tắc máy, trong các cuộn dây của đồng hồ và cảm biến xuất hiện những dịng điện chạy theo chiều mũi tên như hình vẽ 8a và 8c Cường độ dịng điện, cũng như từ thơng trong các cuộn dây phụ thuộc vào vị trí con trượt trên biến trở 10 Cường độ dịng điện cực đại trong mạch đồng hồ và

cảm biến 0,2A

Khi trong buồng áp suất 1 của bộ cảm biến cĩ trị số áp suất P = 0 thì con trượt 8 nằm ở vị trí tận cùng

bên trái của biến trở 10 (theo vị trí của hình vẽ), tức là điện trở Rcb cĩ giá trị cực đại Khi đĩ cường độ

dòng điện trong cuộn W 1 sẽ cực đại, còn trong các cuộn dây W 2 và W3cực tiểu Từ thông 1 và 2của

các cuộn W 1 và W 2tác dụng ngược nhau, nên giá trị và chiều từ thông của chúng xác định theo hiệu 1

dòng điện trong các cuộn dây W 1 và W 2cũng như từ thông do chúng sinh ra 1 và 2tăng lên Trong khi đó, dòng điện trong cuộn dây W 3và từ thông 3của nó giảm đi Trong trường hợp này, giá trị và hướng của từ thông tổng  thay đổi, làm cho vị trí của đĩa nam châm 16 cũng thay đổi và kim đồng hồ

sẽ lệch về phía chỉ số áp suất cao

Trong trường hợp áp suất P = 10 kg/cm 2

, con trượt sẽ ở vị trí tận cùng bên phải của biến trở 10, tức là

điện trở của cảm biến Rcb = 0 (biến trở bị nối tắt) thì cuộn dây W 1cũng bị nối tắt và dòng điện trong cuộn dây sẽ bằng 0, kim đồng hồ sẽ lệch về phía phải của thang số

Đồng hồ nhiên liệu có tác dụng báo cho người tài xế biết lượng xăng (dầu) có trong bình chứa Có hai kiểu đồng hồ nhiên liệu, kiểu điện trở lưỡng kim và kiểu cuộn dây chữ thập

2.2.1 Kiểu điện trở lưỡng kim

Một phần tử lưỡng kim được gắn ở đồng hồ chỉ thị và một biến trở trượt kiểu phao được dùng ở cảm biến mức nhiên liệu

Biến trở trượt kiểu phao bao gồm một phao dịch chuyển lên xuống cùng với mức nhiên liệu Thân bộ cảm nhận mức nhiên liệu có gắn với điện trở trượt, và đòn phao nối với điện trở này Khi phao dịch chuyển, vị trí của tiếp điểm trượt trên biến trở thay đổi làm thay đổi điện trở Vị trí chuẩn của phao để

đo được đặt hoặc là vị trí cao hơn hoặc là vị trí thấp hơn của bình chứa Do kiểu đặt ở vị trí thấp chính xác hơn khi mức nhiên liệu thấp, nên nó được sử dụng ở những đồng hồ có dãi đo rộng như đồng hồ hiển thị số

Khi bật công tắc máy ở vị trí ON, dòng điện chạy qua bộ ổn áp và dây may so trên đồng hồ nhiên liệu

và được tiếp mass qua điện trở trượt ở bộ cảm nhận mức nhiên liệu Dây may so trong đồng hồ sinh nhiệt khi dòng điện chạy qua làm cong phần tử lưỡng kim tỉ lệ với cường độ dòng điện Kết quả là kim được nối với phần tử lưỡng kim lệch đi một góc

Hình 9 Bộ cảm nhận mức nhiên liệu dạng biến trở trượt kiểu phao

Khi mức nhiên liệu cao, điện trở của biến trở nhỏ nên cường độ dịng điện chạy qua lớn Do đĩ, nhiệt được sinh ra trên dây may so lớn và phần tử lưỡng kim bị cong nhiều làm kim dịch chuyển về phía chữ

F (Full) Khi mực xăng thấp, điện trở của biến trở trượt lớn nên chỉ cĩ một dịng điện nhỏ chạy qua Do

đĩ phần tử lưỡng kim bị uốn ít và kim dịch chuyển ít, kim ở vị trí E (empty)

Hình 10 Đồng hồ nhiên liệu kiểu điện trở lưỡng kim

Độ chính xác của đồng hồ kiểu điện trở lưỡng kim bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của điện áp cung cấp

Sự tăng hay giảm điện áp trên xe sẽ gây ra sai số chỉ thị trong đồng hồ nhiên liệu Để tránh sai số này, một ổn áp lưỡng kim được gắn trong đồng hồ nhiên liệu để giữ áp ở một giá trị khơng đổi (khoảng 7V)

Ổn áp bao gồm một phần tử lưỡng kim cĩ gắn tiếp điểm và dây may so để nung nĩng phần tử lưỡng kim Khi cơng tắc ở vị trí ON, dịng điện đi qua đồng hồ nhiên liệu và đồng hồ nhiệt độ nước làm mát qua tiếp điểm của ổn áp và phần tử lưỡng kim Cùng lúc đĩ, dịng điện cũng đi qua may so của ổn áp

và nung nĩng phần tử lưỡng kim làm nĩ bị cong Khi phần tử lưỡng kim bị cong, tiếp điểm mở và dịng điện ngừng chạy qua đồng hồ nhiên liệu và đồng hồ nhiệt độ nước làm mát Khi đĩ, dịng điện cũng ngừng chạy qua dây may so của ổn áp Khi dịng điện ngừng chạy qua dây may so, phần tử lưỡng kim sẽ nguội đi và tiếp điểm lại đĩng

Nếu điện áp accu thấp, chỉ cĩ một dịng điện nhỏ chạy qua dây may so và dây may so sẽ nung nĩng phần tử lưỡng kim chậm hơn, vì vậy tiếp điểm mở chậm Điều đĩ cĩ nghĩa là tiếp điểm sẽ đĩng trong một thời gian dài Ngược lại, khi điện áp accu cao, dịng điện lớn chạy qua tiếp điểm làm tiếp điểm đĩng trong khoảng một thời gian ngắn

Trong thực tế, ta cĩ thể sử dụng IC 7807 cho mục đích ổn áp

Cô ng tắ c má y

Tiế p điể m ổ n á p

Bộ cả m nhậ n mứ c nhiê n liệ u

Bộ cả m nhậ n nhiệ t độ nướ c Đồ ng hồ bá o mứ c nhiê n liệ u

Đồ ng hồ bá o nhiệ t độ nướ c

Tiếp điểm ổn áp đóng

Tiếp điểm ổn áp

Bộ cảm nhận mức nhiên liệu

Bộ cảm nhận nhiệt độ nước

Đồng hồ báo mức nhiên liệu

Đồng hồ báo nhiệt độ nước Accu

E

C

F

H

Cô ng tắ c má y

Tiế p điể m ổ n á p

Bộ cả m nhậ n mứ c nhiê n liệ u

Bộ cả m nhậ n nhiệ t độ nướ c Đồ ng hồ bá o mứ c nhiê n liệ u

Đồ ng hồ bá o nhiệ t độ nướ cTiếp điểm ổn áp mởAccu

E

C

F

H

Hình 11 Hoạt động của đồng hồ kiểu điện trở lưỡng kim

khi tiếp điểm ổn áp đĩng/mở

2.2.2 Kiểu cuộn dây chữ thập

Đồng hồ báo nhiên liệu

Khoá điện

Bộ cảm nhậnmức nhiên liệuAccu

L4L3

Vs

L2L1

Hình12 Đồng hồ nhiên liệu kiểu cuộn dây chữ thập

Đồng hồ nhiên liệu kiểu cuộn dây chữ thập là một thiết bị điện từ trong đĩ các cuộn dây được quấn bên ngồi một rotor từ theo bốn hướng, mỗi hướng lệch nhau 90o

Khi dịng điện qua cuộn dây bị thay đổi bởi điện trở của cảm biến mức nhiên liệu, từ thơng được tạo ra trong cuộn dây theo bốn hướng thay đổi làm rotor từ quay và kim dịch chuyển

Khoảng trống phía dưới rotor được điền đầy silicon để ngăn khơng cho kim dao động khi xe bị rung và kim khơng quay về vị trí E khi tắt cơng tắc máy

Đặc điểm của đồng hồ kiểu cuộn dây chữ thập (so sánh với kiểu lưỡng kim):

 Độ chính xác cao

 Gĩc quay của kim rộng hơn

 Đặc tính bám tốt

 Khơng cần mạch ổn áp

 Chỉ thị được lượng nhiên liệu khi khố điện đã tắt

Các cực bắc (N) và cực nam (S) được tạo ra trên rotor từ Khi dịng điện chạy qua mỗi cuộn dây, từ trường sinh ra trên mỗi cuộn dây làm rotor từ quay và kim dịch chuyển

Hình 13 Cấu tạo đồng hồ nhiên liệu kiểu cuộn dây chữ thập

Cuộn L1 và L3 được quấn trên cùng một trục nhưng ngược hướng nhau, cuộn L2 và L4 được quấn ở trục kia lệch 90o

so với trục L1, L3 (L2và L4 cũng được quấn ngược chiều nhau)

Khi công tắc ở vị trí ON, dòng điện chạy theo hai đường:

- Accu L1  L2  cảm biến mức nhiên liệu  mass

- Accu L1  L2  L3  L4  mass

Điện áp Vs thay đổi theo sự thay đổi điện trở của cảm biến mức nhiên liệu làm cường độ dòng điện I1,

I2 thay đổi theo

- Khi thùng nhiên liệu đầy:

Do điện trở của bộ cảm nhận mức nhiên liệu nhỏ, nên có một dòng điện lớn chạy qua cảm biến mức

nhiên liệu và chỉ có một dòng điện nhỏ chạy qua L3 và L4 Vì vậy từ trường sinh ra bởi L3 và L4yếu

Từ trường hợp bởi L1, L2, L3và L4như Hình 14

Hình14 Hình biểu diễn từ trường tổng khi thùng nhiên liệu đầy

- Khi thùng còn một nửa nhiên liệu:

Điện trở cảm biến mức nhiên liệu tăng nên dòng điện qua L3và L4tăng Tuy nhiên, do số vòng dây

của cuộn L3rất ít nên từ trường sinh bởi L3cũng rất nhỏ Vì vậy, từ trường tổng sinh bởi các cuộn dây

như Hình 15

Hình 15 Hình biểu diễn từ trường tổng khi thùng nhiên liệu còn ½

- Khi thùng nhiên liệu hết:

Điện trở bộ báo mức nhiên liệu lớn, nên cường độ dòng điện qua L3và L4lớn Vì vậy từ trường tổng như Hình 16

Các cuộn dây

Rôto (nam châm)

Dầu Silicon

Hướng quấn của cuộn L1

Hướng quấn của cuộn L3

Hướng quấn của cuộn L4

Hướng quấn của cuộn L2

Từ trường tổng

L1

L4

L3 L2

Từ trường tổng

L1

L4 L3 L2

Hình 16 Hình biểu diễn từ trường tổng khi hết nhiên liệu

Đồng hồ nhiệt độ nước chỉ nhiệt độ nước làm mát trong áo nước đợng cơ Cĩ hai kiểu đồng hồ nhiệt

độ nước: kiểu điện trở lưỡng kim cĩ một phần tử lưỡng kim ở bộ chỉ thị và một biến trở (nhiệt điện trở) trong bộ cảm nhận nhiệt độ và kiểu cuộn dây chữ thập với các cuộn dây chữ thập ở đồng hồ chỉ thị nước làm mát

2.3.1 Kiểu điện trở lưỡng kim

Bộ chỉ thị dùng điện trở lưỡng kim và cảm biến nhiệt độ là một nhiệt điện trở

Nhiệt điện trở là một chất bán dẫn, nên thuộc loại hệ số nhiệt âm NTC (Negative Temperature

Coefficient) Điện trở của nĩ thay đổi rất lớn theo nhiệt độ Điện trở của nhiệt điện trở giảm khi nhiệt

Nhiệ t điệ n trở

Hình 17 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát và đặc tuyến

Đồng hồ nhiệt độ nước kiểu điện trở lưỡng kim cĩ nguyên lý hoạt động tương tự như đồng hồ nhiên liệu kiểu điện trở lưỡng kim

Cô ng tắ c má y

Ổ n á p Dâ y may so

Đồ ng hồ bá o nhiệ t độ nướ c

Bộ cả m nhậ nnhiệ t độ nướ c là m má t

Accu

Hình 18 Hoạt động của đồng hồ nước làm mát

Khi nhiệt độ nước làm mát thấp, điện trở cảm biến nhiệt độ nước cao và gần như khơng cĩ dịng điện chạy qua Vì vậy, dây may so chỉ sinh ra một ít nhiệt nên đồng hồ chỉ lệch một chút

L1

L4

L3 L2

Từ trường tổng

Khi nhiệt độ nước làm mát tăng, điện trở của cảm biến giảm, làm tăng cường độ dòng điện chạy qua

và cũng tăng lượng nhiệt sinh ra bởi dây may so Phần tử lưỡng kim bị uốn cong tỉ lệ với lượng nhiệt làm cho kim đồng hồ lệch về hướng chữ H (high)

2.3.2 Kiểu cuộn dây chữ thập

Cấu tạo và hoạt động của đồng hồ nhiệt độ nước làm mát kiểu cuộn dây chữ thập cũng giống với đồng

hồ nhiên liệu kiểu cuộn dây chữ thập Một phần rotor bị cắt nên kim hồi về đến vị trí nghỉ (phía lạnh)

do trọng lượng của rotor khi tắt công tắc máy

Sơ đồ đồng hồ đo tốc độ động cơ được trình bày trên Hình 19 Nó bao gồm một mạch tạo xung dao động ban đầu, mạch rung, đồng hồ P và mạch ổn áp với D5 và R11

- Kiểu cáp mềm

Khi ôtô làm việc, trục cáp mềm truyền moment từ trục thứ cấp hộp số đến trục dẫn động kéo nam châm vĩnh cửu quay Từ thông xuyên qua chụp nhôm làm phát sinh sức điện động, tạo dòng điện fucô trong chụp nhôm Dòng fucô tác dụng với từ trường của nam châm làm chụp nhôm quay, kéo theo kim chỉ vận tốc tương ứng trên vạch chia của đồng hồ Moment quay của chụp nhôm được cân bằng bởi lò

xo

Tấm cân bằng nhiệt để giảm bớt sai số do nhiệt của đồng hồ Khi nhiệt độ tăng, từ trở của tấm cân bằng nhiệt tăng, từ thông qua nó giảm, phần lớn sẽ qua chụp nhôm để giữ cho dòng fucô trong chụp nhôm không đổi

Kim chỉ thị Lò xo câ n bằ ng Chụp nhô m Nam châ m vĩnh cử u Tấ m câ n bằ ng nhiệ t Cặ p trục vít - bá nh vít Trục dẫ n độ ng

Đồ ng hồ quã ng đườ ng Đồ ng hồ tố c độ

*Chỉ cho mộ t và i kiể u

Vò ng từ

MRE

B

N N

S

S Mạch điệ n á p khô ng đổ i

Hình 21 Cấu tạo đồng hồ tốc độ chỉ thị bằng kim dựa trên cảm biến Hall

 Kiểu cảm biến điện từ

 Kiểu cảm biến Hall hoặc từ trở (loại phổ biến)

Hình 22 Cấu tạo cảm biến tốc độ

2.6 Các mạch đèn cảnh báo:

Cảm biến báo nguy và đèn hiệu nhằm báo cho lái xe biết tình trạng làm việc của một số bộ phận như

áp suất dầu trong hệ thống bôi trơn, nhiệt độ nước làm mát động cơ Cơ cấu báo hiệu này bao gồm hai bộ phận chủ yếu: bộ cảm biến báo nguy và đèn báo Cảm biến báo nguy là một loại công tắc tự động làm nhiệm vụ bật đèn ở bảng đồng hồ khi có sự thay đổi nguy hại đến điều kiện làm việc của động cơ ôtô Các cơ cấu báo nguy thường gặp nhất là báo nguy áp suất dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn động cơ và báo nguy nhiệt độ nước làm mát động cơ

Cơ cấu này báo hiệu trong trường hợp áp suất nhớt động cơ giảm tới mức có thể hư động cơ Khi động

cơ ôtô làm việc hoặc áp suất trong hệ thống bôi trơn giảm xuống thấp hơn 0,4 - 0,7 kg/cm 2 màng 6 (xem Hình 23) nằm ở vị trí ban đầu, còn tiếp điểm 4 ở trạng thái đóng, đảm bảo thông mạch cho đèn báo 3 Khi công tắc 1 đóng, đèn báo 3 ở bảng đồng hồ sẽ sáng, báo hiệu sự giảm áp suất nhớt tới mức không cho phép

Khi động cơ ôtô làm việc, nhớt từ hệ thống bôi trơn động cơ sẽ qua lỗ của núm 8 vào buồng 7 và khi

áp suất dầu trong buồng 7 lớn hơn 0,4 – 0,7 kg/cm 2thì màng 6 sẽ cong lên, nâng cần tiếp điểm di động

và tiếp điểm 4 mở ra, đèn báo 3 tắt

8

6 7

5

1 2 3

4

Hình 23 Cơ cấu báo nguy áp suầt dầu bôi trơn động cơ

1- Công tắc máy; 2- Nắp; 3- Đèn hiệu; 4- Các má vít bạc; 5- Giá tiếp điểm;

6- Màng áp suất; 7- Buồng áp suất; 8- Núm có ren

Cơ cấu này báo hiệu cho tài xế biết nhiệt độ nước cao quá mức cho phép trong hệ thống làm mát động

cơ Bộ cảm biến nước được vặn vào phía trên của két nước hoặc trên đường nước đi, còn đèn hiệu lắp

1- Chụp đồng 2- Thanh lưỡng kim 3- Vỏ bộ cảm biến

4- Đèn hiệu 5- Vít điều chỉnh

Hình 24 Cơ cấu báo nguy nhiệt độ nước làm mát động cơ

Cấu tạo của bộ cảm biến báo nguy nhiệt độ nước tương tự như bộ cảm biến của đồng hồ nhiệt độ nước loại xung điện, chỉ khác là trên thanh lưỡng kim không quấn dây điện trở và thanh lưỡng kim được lật ngược xuống sao cho khi bị biến dạng nó sẽ cong về phía dưới (về phía có xu hướng đóng tiếp điểm

KK’ lại)

Khi nhiệt độ nước làm mát động cơ thấp thì tiếp điểm KK’ ở trạng thái mở và đèn hiệu 4 tắt Khi nhiệt

độ nước làm mát tăng, thanh lưỡng kim 2 bị nóng nó sẽ biến dạng và ở nhiệt độ 96 oC

 3 oCthì tiếp điểm KK’ đóng, đèn hiệu 4 sáng lên

3 THÔNG TIN DẠNG SỐ (DIGITAL)

Hình 25 Bảng đồng hồ màn hình điện tử kiểu VFD

trên xe TOYOTA CRESSIDA

Màn hình hiển thị số trong mỗi đồng hồ thường dùng một VFD - Vacuum Fluorescent Display (màn

hình huỳnh quang chân không), một vài điốt đèn LED phát sáng hoặc một LCD - Liquid Crystal

trong các xe đời mới

Đồng hồ hiển thị số có các đặc điểm sau:

 Dễ xem

 Chính xác cao

 Độ tin cậy cao nhờ hiển thị số, không có chi tiết chuyển động quay

 Hiển thị tốt nhất cho mỗi đồng hồ

Dưới đây sẽ mô tả bảng đồng hồ màn hình điện tử kiểu VFD trên xe TOYOTA CRESSIDA

Bao gồm 20 đoạn huỳnh quang nhỏ được sử dụng trong đồng hồ tốc độ xe để hiển thị tốc độ xe dưới dạng số Màn hình huỳnh quang chân không hoạt động giống như ống triod và bao gồm 3 phần:

 Một bộ dây tóc (cathod)

 20 đoạn (anod) được phủ chất huỳnh quang

 Một lưới được đặt giữa anod và cathod để điều khiển dòng điện

Tất cả các chi tiết này được đặt trong một buồng kính phẳng đã hút hết khí

Anod gắn trên tấm kính, các dây điện nối với các đoạn anod nằm trực tiếp trên mặt tấm kính, một lớp cách điện phủ lênh tấm kính và các đoạn huỳnh quang nằm ở phía trên lớp cách điện

Các đoạn được phủ chất huỳnh quang sẽ phát sáng khi bị các điện tử đập vào Phía trên anod là một lưới điều khiển được làm bằng kim loại đặc biệt và phía trên lưới là cathod một bộ dây tóc làm bằng dây tungsten mỏng được phủ vật liệu phát ra điện tử khi bị nung nóng

Cảm biến tốc độ

Công tắc hành trình Đồng hồ quãng đường (cơ khí)

Công tắc thay đổi thang đo đồng hồ nhiên liệu

Bộ vi xử lí & VFDS

Hình 26 Cấu tạo màn hình huỳnh quang chân không

Khi dòng điện chạy qua các dây tóc, dây tóc bị nung tới khoảng 600o

C và vì vậy nó phát ra các điện

tử

Hình 27 Màn hình huỳnh quang chân không

Nếu sau đó điện áp dương được cấp cho các đoạn huỳnh quang nó sẽ hút các điện tử từ dây tóc Các điện tử này sau đó sẽ chạy vào các đoạn huỳnh quang rồi xuống mass, sau đó quay lại các dây tóc kết thúc một chu kỳ

Khi điện tử từ dây tóc đập vào đoạn huỳnh quang, chất huỳnh quang sẽ phát sáng (phải cấp điện áp dương cho các đoạn huỳnh quang) Nếu không cấp điện áp cho chúng, chúng sẽ không phát sáng Chức năng của lưới là để đảm bảo các điện tử đập đều lên tất cả các đoạn huỳnh quang Do lưới luôn

có điện áp dương tại mọi thời điểm, nên tất cả các phần tử của nó đều hút các điện tử được phát ra từ dây tóc Do đó khi điện tử xuyên qua lưới và đập vào anốt chúng sẽ được chia đều

Dùng LED làm linh kiện hiển thị có nhược điểm là tiêu thụ dòng lớn Do đó ngày nay người ta dùng các bộ hiển thị tinh thể lỏng Chúng thuộc loại linh kiện quang điện bán dẫn

Ở các chất lỏng thông thường, các phân tử sắp xếp một cách ngẫu nhiên Còn ở tinh thể lỏng, các phần

tử được sắp xếp có định hướng Khi đặt tinh thể lỏng vào trong một điện trường, thì các phần tử của chúng (hình elip) sẽ sắp xếp theo trật tự nhất định Vì vậy, nếu chiếu ánh sáng vào tinh thể lỏng thì ánh sáng xuyên qua không bị phản xạ và mắt ta không phát hiện được gì Khi có dòng điện chạy qua tinh thể lỏng, các hạt dẫn sẽ va chạm với các phần tử làm cho các phần tử bị sắp xếp hỗn loạn, mất trật tự

và do đó nếu có ánh sáng chiếu vào thì ánh sáng sẽ bị tán xạ, làm cho tinh thể lỏng sáng chói nên mắt

ta nhìn thấy được

Trên Hình 28 trình bày sơ đồ tableau hiện số trên xe Toyota Cresida

Hình 28 Sơ đồ tableau số trên xe Toyota CRESIDA