Hòa trong bối cảnh phát triển chung của ngành công nghiệp thế giới. Ngành công nghiệp ô tô ngày càng khẳng định hơn nữa vị thế vượt trội của mình so với các ngành công nghiệp khác. Không còn đơn thuần là những chiếc xe chỉ được coi như một phương tiện phục vụ đi lại, vận chuyển. Những phiên bản xe mới lần lượt ra đời, kết hợp giữa những bước đột phá về công nghệ kỹ thuật và những nét sáng tạo thẩm mỹ tạo nên những chiếc xe đáp ứng được kỳ vọng của người tiêu dùng. Ngày nay, một chiếc xe ô tô không những phải đảm bảo về tính năng an toàn cho người sử dụng mà nó còn phải đảm bảo cung cấp được các thiết bị tiện nghi nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng. Một trong số đó là hệ thống chiếu sáng tự động trên ô tô. Nhờ sự tiến bộ của khoa học công nghệ mà hệ thống này ngày càng được hoàn thiện và phát triển. Đem lại sự thoải mái, dễ chịu cho người ngồi trong xe dưới mọi điều kiện thời tiết.
Trang 1MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
DANH MỤC HÌNH ẢNH 4
DANH MỤC BẢNG BIỂU 7
LỜI NÓI ĐẦU 8
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 10
1.1 Tính cấp thiết của đề tài 10
1.2 Ý nghĩa của đề tài 11
1.3 Mục tiêu của đề tài 11
1.4 Đối tượng nghiên cứu của đề tài 11
1.5 Nhiệm vụ 11
1.6.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 11
1.6.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 12
1.6.3 Phương pháp phân tích thống kê và mô tả 12
CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ 14
2.1 Khái quát 14
2.2 Lịch sử phát triển đèn chiếu sáng 14
2.2.1 Đèn xe trước thời kỳ sử dụng đèn điện 14
2.2.2 Đèn sợi đốt được sử dụng và phổ biến trên xe (Thời kỳ 1910 – 1960) 15
2.2.3 Đèn Halogen ra đời và được sử dụng trên xe ( Thời kỳ 1960 -1990) 16
2.2.4 Đèn Xenon ra đời và được sử dụng trên xe (Thời kỳ 1991 – nay) 17
2.2.5 Đèn pha sử dụng Led 19
2.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của đèn pha trên ô tô 21
2.3.1 Bóng đèn sợi đốt 21
2.3.1.1 Cấu tạo đèn sợi đốt 21
2.3.1.2 Nguyên lý hoạt động của đèn sợi đốt: 22
2.3.2 Đèn Halogen 22
2.3.2.1 Cấu tạo đèn Halogen 22
2.3.2.2 Nguyên lý hoạt động của bóng đèn hiệu năng cao Halogen 23
2.3.2.3 Độ sáng của bóng đèn Halogen 24
2.3.3 Đèn Xenon hay Hid 24
2.3.3.1 Cấu tạo đèn Xenon 24
Trang 22.3.4 Đèn Led 27
2.3.4.1 Cấu tạo đèn Led 27
2.3.4.2 Nguyên lý hoạt động của đèn Led : 27
2.4 Hệ thống đèn liếc tĩnh 28
2.4.1 Khái quát về hệ thống đèn liếc tĩnh 28
2.4.2 Nguyên lý điều khiển đèn liếc tĩnh 31
2.5 Hệ thống đèn liếc động 32
2.5.1 Khái quát về hệ thống đèn liếc động 32
2.5.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống chiếu sáng góc của động 34
2.5.2.1 Cấu tạo 34
2.5.2.2 Nguyên lý hoạt động 37
2.6 Xu hướng phát triển của hệ thống chiếu sáng chủ động 40
2.7 Hệ thống quang học và kết cấu đèn 44
2.7.1 Hệ thống quang học 44
2.7.2 Kết cấu đèn pha 45
2.8 Giới thiệu về xe Vios 2016 49
2.9 Sơ đồ bố trí hệ thống chiếu sáng trên xe vios 2016 57
2.10 Sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng trên xe Vios 2016 58
2.11 Một số hệ thống chiếu sáng tiêu biểu trên Toyota vios 2016 61
2.11.1 Hệ thống đèn pha, cốt 61
2.11.1.1 Kết cấu đèn pha, cốt 61
2.11.1.2 Nguyên lý hoạt động đèn pha, cốt 61
2.11.2 Hệ thống đèn sương mù 63
2.11.2.1 Kết cấu đèn sương mù 63
2.11.2.2 Nguyên lý hoạt động đèn sương mù 63
2.11.3 Hệ thống bật tắt đèn tự động 65
2.11.3.1 Cảm biến điều khiển bật tắt đèn tự động 65
2.11.3.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống bật tắt đèn tự động 66
CHƯƠNG III : QUY TRÌNH THÁO SỬA CHỮA HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN XE TOYOTA VIOS 2016 70
3.1 Gợi ý khi kiểm tra sửa chữa hệ thống chiếu sáng trên xe Vios 2016 70
3.2 Tháo lắp - sửa chữa hệ thống chiếu sáng xe Vios 2016 70
Trang 33.2.1.1 Tháo cụm đèn pha, cốt 70
3.2.1.2 Kiểm tra bóng đèn cao áp 72
3.2.1.3 Danh mục hư hỏng cụm đèn pha cốt và đèn hậu 73
3.2.1.4 Lắp ráp cụm đèn pha, cốt 74
3.2.1.5 Điều chỉnh góc chiếu của đèn pha, cốt 75
3.2.2 Đèn sương mù 79
3.2.2.1 Tháo đèn sương mù 79
3.2.2.2 Danh mục kiểm tra - hư hỏng đèn sương mù 80
3.2.2.3 Lắp ráp bóng đèn sương mù 81
3.3 Hệ thống điều khiển đèn tự động 81
3.3.1 Tháo cảm biến điều khiển đèn tự động 83
3.3.2 Kiểm tra hoạt động hệ thống điều khiển đèn tự động 85
3.3.3 Lắp ráp cảm biến điều khiển đèn tự động 85
3.4.Các bài tập ứng dụng 86
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO 90
Trang 4DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2 1: Đèn pha acetylene 15
Hình 2 2: Đèn halogen 16
Hình 2 3: Đèn Xenon 17
Hình 2 4: Đèn Bi – Xenon 18
Hình 2 5: Đèn Xenon có tim đèn thay đổi vị trí 19
Hình 2 6: Bộ đèn Bi – Xenon của xe Audi Avant 19
Hình 2 7: Đèn pha sử dụng LED 20
Hình 2 8: Đèn pha ( trái ) và đèn hậu ( phải ) của Hella 20
Hình 2 9: Công nghệ đèn LED thông minh trên chiếc Volkswagen Golf V 21
Hình 2 10: Cấu tạo đèn sợi đốt 21
Hình 2 11: Cấu tạo đèn Halogen Error! Bookmark not defined Hình 2 12: Nguyên lý hoạt động của đèn Halogen 23
Hình 2 13: Bảng so sánh cường độ sáng của xe sử dụng bóng Halogen 24
Hình 2 14: Cấu tạo đèn Xenon 25
Hình 2 15: Sơ đồ cấu tạo của đèn Xenon 25
Hình 2 16: Mạch điện điều khiển đèn đầu Xenon 26
Hình 2 17: Cấu tạo đèn Led và bóng đèn led sử dụng trên ô tô 27
Hình 2 18: nguyên lý hoạt động của đèn led 27
Hình 2 19: Hiệu quả chiếu sáng đối với hệ thống đèn liếc tĩnh 28
Hình 2 20: : Đèn chiếu sáng góc cua tắt khi đi thẳn Error! Bookmark not defined Hình 2 21: Đèn chiếu sáng góc cua Error! Bookmark not defined Hình 2 22: Đèn chiếu sáng góc cua tự động bật lên khi xe qua cua với tốc độ dưới 40 km/h Error! Bookmark not defined Hình 2 23: Cả 2 đèn chiếu sáng góc cua sẽ bật lên khi gặp sương mù hay lùi xe Error! Bookmark not defined Hình 2 24: Đèn liếc tĩnh bố trí trên xe và các chế độ hoạt động 30
Hình 2 25: Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh của Hella - Hella Dyna view EVO2 30
Hình 2 26: Hệ thống đèn liếc tĩnh của Hella 31
Hình 2 27: Sự khác biệt của xe có trang bị đèn liếc động khi đi trên đường cong 32
Hình 2 28: Vùng chiếu sáng đèn cốt khi có AFS 33
Hình 2 29: Đèn Vario X của Hella chiếu sáng với 5 chế độ khác nhau 34
Trang 5Hình 2 30: Cảm biến góc đánh lái 34
Hình 2 31: Vị trí và cấu tạo cảm biến góc lái 35
Hình 2 32: Cảm biến tốc độ xe 35
Hình 2 33: Sơ đồ bố trí các mô tơ bước 36
Hình 2 34: Đèn của hệ thống AFS 37
Hình 2 35: Sơ đồ nguyên lý chung Error! Bookmark not defined Hình 2 36: Đồ thị mô tả tình trạng ánh sáng đèn trong điều kiện xe phanh và tăng ga 38
Hình 2 37: Khoảng cách chiếu sáng tăng lên khi hệ thống AFS được bật 39
Hình 2 38: Xe bố trí cả hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh và động 40
Hình 2 39: Xe không sử dụng AFS và có sử dụng AFS trên đường nông thôn 41
Hình 2 40: Sự khác biệt giữa xe không có AFS… 42
Hình 2 41: và xe có AFS trên đường thành thị 42
Hình 2 42: Xe có sử dụng AFS và không sử dụng AFS trên đường xa lộ 43
Hình 2 43: Cảm biến điều khiển đèn tự động trên Táp-lô 44
Hình 2 44: Hệ thống quang học của đèn pha 45
Hình 2 45: Đèn pha tháo, lắp được 45
Hình 2 46: Đèn pha không tháo lắp được 46
Hình 2 47:Chóa đèn Parabol 47
Hình 2 48: Chóa đèn Elíp 47
Hình 2 49: Chóa đèn Elíp với lưới chắn hình Parabol 47
Hình 2 50: Chóa đèn 4 khoang 48
Hình 2 51: Hình dáng ngoài xe Toyota Vios 49
Hình 2 52: Sơ đồ bố trí hệ thống chiếu sáng trên xe vios 2016 57
Hình 2 53: Sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng trên xe vios 2016 60
Hình 2 54: Kết cấu đèn pha vios 2016 61
Hình 2 55: Sơ đồ nguyên lý hoạt động đèn pha, cốt sử dụng loại 1 rơle 61
Hình 2 56: Sơ đồ nguyên lý hoạt động đèn pha sử dụng loại 2 rơle 62
Hình 2 57: Kết cấu đèn sương mù xe Toyota vios 2016 63
Hình 2 58: Sơ đồ mạch đèn sương mù phía trước 64
Hình 2 59: Sơ đồ mạch đèn sương mù phía trước và sau 65
Hình 2 60: Sơ đồ vị trí cảm biến điều khiển bật tắt đèn tự động 65
Hình 2 61: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống tắt đèn tự động 66
Trang 6Hình 2 63: Cảm biến nhận biết cường độ ánh sáng 68
Hình 2 64: Sơ đồ hệ thống điều khiển đèn tự động khi hoạt động 68
Hình 3 1: Kiểm tra Rơle 86
Hình 3 2: Kiểm tra đèn pha 87
Hình 3 3: Kiểm tra đèn cốt 87
Hình 3 4: Kiểm tra cầu chì 88
Trang 7DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2 1: Các thông số kỹ thuật của xe Toyota Vios 56
Bảng 3 1: Tháo cụm đèn pha cốt 72
Bảng 3 2: Danh mục hư hỏng đèn 74
Bảng 3 3: Lắp ráp cụm đènpha cốt 75
Trang 8LỜI NÓI ĐẦU
Hòa trong bối cảnh phát triển chung của ngành công nghiệp thế giới Ngành công nghiệp ô tô ngày càng khẳng định hơn nữa vị thế vượt trội của mình so với các ngành công nghiệp khác Không còn đơn thuần là những chiếc xe chỉ được coi như một phương tiện phục vụ đi lại, vận chuyển Những phiên bản xe mới lần lượt ra đời, kết hợp giữa những bước đột phá về công nghệ kỹ thuật và những nét sáng tạo thẩm mỹ tạo nên những chiếc xe đáp ứng được kỳ vọng của người tiêu dùng
Ngày nay, một chiếc xe ô tô không những phải đảm bảo về tính năng an toàn cho người sử dụng mà nó còn phải đảm bảo cung cấp được các thiết bị tiện nghi nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng Một trong số đó là hệ thống chiếu sáng
tự động trên ô tô Nhờ sự tiến bộ của khoa học công nghệ mà hệ thống này ngày càng được hoàn thiện và phát triển Đem lại sự thoải mái, dễ chịu cho người ngồi trong xe dưới mọi điều kiện thời tiết
Ở Việt Nam ô tô đã trở thành một phương tiện giao thông thông dụng của người dân Các hãng xe lớn như: Toyota, Ford, Mecerdes, Honda, Daewoo, Huyndai, Nissan, Isuzu,Kia,…đều đã có mặt trên thị trường Số lượng xe lắp đặt hệ thống điều hòa không khí tự động được sản xuất và bán ra với số lượng ngày càng nhiều Đồng nghĩa với việc nhu cầu sửa chữa hệ thống điều hòa ngày càng lớn Từ nhu cầu đó mà yêu cầu cần đặt ra đối với người thợ, người kỹ sư ô tô đó là phải được trang bị những kiến thức chuyên môn
về điều hòa tự động và rèn luyện nâng cao trình độ tay nghề sửa chữa
Đề tài nghiên cứu kết cấu, xây dựng quy trình kiểm tra, sửa chữa hệ thống chiếu sáng trên xe TOYOTA VIOS 2016
Nội dung của đề tài gồm:
Chương I: Giới thiệu tổng quan về đề tài
Chương II: Tổng quan về hệ thống chiếu sáng trên ô tô
Chương III: Xây dựng quy trình kiểm tra , sửa chữa , bảo dưỡng hệ thống chiếu sáng trên xe TOYOTA VIOS 2016
Nhận thấy đây là một đề tài nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn cao Vì vậy em đã mạnh dạn xin nhận đề tài này để tìm hiểu và nghiên cứu Trong quá trình thực hiện đề tài mặc
Trang 9dù gặp không ít những khó khăn nhưng được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy Xxx
cùng các thầy cô trong khoa và các bạn học em đã từng bước hoàn thiện được đề tài của mình Đến nay đề tài của em đã hoàn thành các mục tiêu đề ra theo đúng thời gian quy định
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa, đặc biệt là thầy Xxx đã hướng
dẫn tận tình và cho em nhiều ý kiến quý báu cho việc hoàn thành
đồ án môn học này
Trang 10CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển chung của xã hội, ngành công nghiệp ô tô phát triển mạnh mẽ của các nhà sản xuất, các hãng xe luôn đưa ra những sản phẩm mới, những mẫu sản phẩm mang tính cạnh tranh cao Nhưng để cải tiến và ứng dụng những kỹ thuật tiên tiến đó cần các nhà khoa học, các nhà quản lý, đội ngũ kỹ sư …
có trình độ và tay nghề cao Để đáp ứng yêu cầu đó thì cần đòi hỏi đội ngũ này có chất lượng ngay từ khi đào tạo Chất lượng đào tạo là mục tiêu hàng đầu của các trường, trong qua trình đào tạo thì có nhiều yếu tố làm nên chất lượng đào tạo, trong đó cơ sở vật chất
và trang thiết bị dạy học là yếu tố quan trọng nhất Vì hiện nay đa số ở các trường đào tạo
kỹ thuật tại Việt Nam có cơ sở vật chất, trang thiết bị giảng dạy, máy móc thực tế dành cho học sinh, sinh viên là không nhiều Cho nên để ứng dụng giữa lý thuyết được học và thực tế có phần trở ngại
Mô hình thực tế sẽ giúp các học sinh, sinh viên tiếp thu lý thuyết cũng như hiểu kết cấu của các hệ thống, bộ phận, chi tiết nhanh hơn, hiểu kỹ hơn, Từ đó các học sinh, sinh viên vận dụng từ lý thuyết sang thực tế nhanh hơn, hiệu quả hơn, góp phần nâng cao hiệu quả đào tạo, chất lượng đào tạo
Đối với những sinh viên theo học ngành kỹ thuật ô tô nói chung và của trường Xxxnói riêng thì khi còn ngồi trên ghế nhà trường việc tích lũy kiến thức kinh nghiệm là rất cần thiết Vì vậy trong khi học tại trường để nâng cao kiến thức chuyên ngành và kinh
nghiệm thực tế em được giao đề tài tốt nghiệp “Nghiên cứu kết cấu và xây dựng quy trình kiểm tra sửa chữa hệ thống chiếu sáng xe Toyota Vios 2016” Với mong muốn
đóng góp thêm cho trường phương tiện dạy học để thực hiện quá trình đào tạo đạt hiệu quả tốt và chất lượng cao
1.2 Nội dung chính của đề tài
Đề tài được thực hiện kết hợp lý thuyết và thực hành, gồm các nội dung sau :
- Chương 1: Tổng quan về hệ thống chiếu sáng trên ô tô
- Chương 2: Kết cấu và nguyên lý hoạt động của hệ thống chiếu sáng xe Toyota vios
2016
- Chương 3: Quy trình kiểm tra, sửa chữa hệ thống chiếu sáng xe Toyota vios 2016
Trang 111.2 Ý nghĩa của đề tài
Giúp cho sinh viên năm cuối khi sắp tốt nghiệp củng cố kiến thức, tổng hợp và nâng cao những kiến thức thực tế về chuyên ngành Và quan trọng hơn cả là có thể hiểu và phân tích nguyên lý hoạt động của các cơ cấu, các hệ thống đặc biệt là hệ thống chiếu sáng từ đó hình thành được khả năng tư duy chẩn đoán, vận dụng các kiến thức đã tiếp thu được của mình vào việc kiểm tra sửa chữa
Ngoài ra nó còn bổ xung thêm nguồn tài liệu tạo điều kiện cho giáo viên cũng như sinh viên cùng ngành có thể nghiên cứu được nhiều tài liệu hơn giúp cho việc dạy và học đạt kết quả cao nhất
Mô hình là điều kiện để giúp giảng viên và sinh viên thực hiện việc kiểm tra chẩn đoán trực tiếp trên các cơ cấu bộ phận của hệ thống chiếu sáng một cách dễ dàng và thuận lợi
Từ đó có những kinh nghiệm thực tế trong kiểm tra chẩn đoán
1.3 Mục tiêu của đề tài
- Đánh giá được tình trạng kĩ thuật,các thông số bên trong và các thông số kết cấu của
hệ thống chiếu sáng trên xe TOYOTA VIOS 2016
- Đề xuất các giải pháp,phương án kết nối để kiểm tra, chẩn đoán sau đó đưa ra các phương pháp khắc phục hư hỏng và đi sâu vào nghiên cứu trực tiếp hệ thống chiếu sáng trên xe TOYOTA VIOS 2016
- Xây dựng nên một quy trình phục hồi sửa chữa hệ thống chiếu sáng
1.4 Đối tượng nghiên cứu của đề tài
Đối tượng nghiên cứu của đề tài đó là “Xây dựng quy trình kiểm tra, sửa chữa hệ thống chiếu sáng trên xe TOYOTA VIOS 2016’’
1.5 Nhiệm vụ
-Phân tích đặc điểm, kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống chiếu sáng
-Tổng hợp tài liệu để hoàn thành đề tài nghiên cứu của mình: “Xây dựng quy trình
kiểm tra , sửa chữa hệ thống chiếu sáng trên xe TOYOTA VIOS 2016 ”
1.6 Phương pháp nghiên cứu
1.6.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Khái niệm
Trang 12Là phương pháp trực tiếp tác động vào đối tượng trong thực tiễn để làm bộc lộ bản chất và các quy luật vận động của đối tượng
- Các bước thực hiện
Bước1: Lập phương án kết nối kiểm tra, chẩn đoán hư hỏng “Hệ thống thống chiếu sáng”
Bước 2: Lập phương án kiểm tra sửa chữa “Hệ thống thống chiếu sáng”
Bước 3: Từ kết quả kiểm tra sửa chữa lập phương án các yếu tố gây ảnh hưởng tới “Hệ thống thống chiếu sáng”
1.6.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu
- Khái niệm:
Là phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứu các văn bản, tài liệu đã có sẵn và bằng các thao tác tư duy lôgic để rút ra kết luận khoa học cần thiết
1.6.3 Phương pháp phân tích thống kê và mô tả
- Khái niệm:
Là phương pháp tổng hợp kết quả nghiên cứu thực tiễn và nghiên cứu tài liệu để đưa ra kết luận chính xác và khoa học
Trang 13+Bước 1: Chuẩn bị các tài liệu có liên quan đến “Hệ thống chiếu sáng”
+Bước 2: Phân loại thống kê các chủng loại của “Hệ thống chiếu sáng”
+Bước 3: Từ những tài liệu thông tin có được ta mô tả lại bằng phương pháp khác nhau
Trang 14CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ 2.1 Khái quát
Theo các số liệu thống kê ngày nay, mặc dù công nghệ chiếu sáng trên xe hơi đã phát triển rất nhiều và hầu hết các tuyến đường đã được trang bị đèn đường chiếu sáng để đảm bảo độ an toàn cho xe lưu thông vào ban đêm nhưng tỉ lệ số vụ tai nạn xe vào ban đêm vẫn tăng lên, trong khi mật độ xe lưu thông ít hơn nhiều so với ban ngày Chính vì những đòi hỏi phải tăng tính an toàn cho người tham gia giao thông vào ban đêm mà công nghệ chiếu sáng trên xe rất được quan tâm, chú trọng nghiên cứu và phát triển Chúng ta đều nhận thấy được tầm quan trọng của đèn chiếu sáng trên xe hơi khi vận hành trong bóng tối Ra đời đồng thời với xe hơi, đèn pha đã trải qua hơn 120 năm phát triển từ những chiếc đèn nến, đèn xăng đến Bi-Xenon hay LED như ngày nay
Bắt đầu từ chiếc đèn sơ khai có cấu tạo khổng lồ đến những chiếc đèn Bilux (hai bóng) hình Parabol của thập niên 50, 60 ở thế kỉ trước, đèn pha đã cải thiện đến 85% hiệu quả chiếu sáng Lịch sử của chiếc đèn pha bắt đầu khi Gottlieb Daimler và Karl Benz giới thiệu chiếc xe hơi đầu tiên năm 1886 Qua từng giai đoạn, do yêu cầu đòi hỏi khác nhau của thực tế khi lái xe vào ban đêm, trong thời tiết xấu mà các nhà sản xuất đã cho ra nhiều loại đèn pha khác nhau
2.2 Lịch sử phát triển đèn chiếu sáng
2.2.1 Đèn xe trước thời kỳ sử dụng đèn điện
Năm 1886, chiếc xe hơi đầu tiên được ra đời và cũng trong khoảng thời gian này bóng đèn sợi đốt được Thomas Edinson phát minh ra Tuy nhiên, bóng đèn sợi đốt lúc đó chưa được sử dụng để chiếu sáng trên xe vì nguồn điện để thắp sáng bóng đèn là Accu thì lại không đáp ứng về dung lượng, trong khi máy phát điện một chiều còn quá cồng kềnh
và chưa được ứng dụng trên xe Vì vậy, vào thời đó người ta muốn ra đường vào ban đêm thì phải mang theo những chiếc đèn lồng, đèn măng xông … là những chiếc đèn được sử dụng để thắp sáng trong nhà Tuy nhiên, những chiếc đèn này với ánh sáng loe loét không thể đáp ứng được khả năng chiếu sáng cho xe khi vận hành trên đường Do vậy, những nhà sản xuất xe hơi và các nhà khoa học đã bắt tay vào nghiên cứu các loại đèn có khả năng chiếu xa với vùng chiếu sáng rộng để lắp đặt trên xe
Trang 15Ban đầu người ta đã nghĩ ra cách hướng chùm ánh sáng về phía trước bằng cách sử dụng các gương cầu mà ngày nay phát triển thành chóa đèn, tạo ra những chùm sáng song song hướng ra phía trước Do vậy, đã cải thiện được đáng kể khả năng chiếu xa của đèn Bên cạnh các loại đèn nến thông thường, tài xế còn sử dụng đèn xăng và acetylene
để chiếu sáng con đường phía trước được xa hơn Đèn pha sử dụng acetylene được biết đến nhiều hơn so với các đèn dùng carbua (đất đèn) bởi chúng ít tốn kém hơn, người ta phải đốt 35 lít gas để thắp đèn trong một giờ
Hình 2 1: Đèn pha acetylene
Ngay từ những năm đầu tiên của lịch sử đèn pha, một vấn đề luôn gây khó khăn cho các nhà chế tạo xe hơi, đó là khi họ cố gắng tạo ra loại đèn pha có khả năng chiếu sáng càng xa càng tốt thì nó lại gây lóa mắt cho các tài xế trên xe ngược chiều Để tránh hiện tượng này, năm 1908 các nhà thiết kế đã đưa ra ý tưởng hạ thấp ngọn lửa acetylene ra khỏi tiêu điểm ống kính mỗi khi gặp xe ngược chiều bằng cách sử dụng sợi dây điều khiển Mặc dù cách làm này được ứng dụng nhanh chóng trên các dòng xe nhưng với sự tiến bộ không ngừng của xe hơi, đèn pha phát triển theo một hướng mới
2.2.2 Đèn sợi đốt được sử dụng và phổ biến trên xe (Thời kỳ 1910 – 1960)
Với sự phát triển của bóng đèn sợi đốt và sự ra đời của máy phát điện một chiều gọn nhẹ có thể lắp đặt trên xe, vào khoảng năm 1910 đèn điện đầu tiên được sử dụng để chiếu sáng trên xe ô tô
Năm 1912, hãng Cadillac đã kết hợp hệ thống đánh lửa điện Delco trong các dòng
xe ôtô của họ với hệ thống ánh sáng, tạo ra một hệ thống điện hiện đại cho xe ôtô
Trang 16Năm 1913, công ty điện Bosch của Đức đã đưa ra sản phẩm "Bosch Light", đây là
hệ thống tích hợp đèn pha, máy phát điện một chiều và bộ điều chỉnh để tránh gây phiền phức cho khách hàng nếu mua các phần tử rời rạc Bên cạnh đó, đèn pha thế hệ cũ sử dụng acetylene vẫn còn dùng cho đến sau chiến tranh thế giới thứ nhất
Đèn pha chiếu thấp (đèn cốt) được công ty Guide Lamp giới thiệu vào năm 1915 nhưng đến năm 1917 hệ thống Cadillac trở nên hữu dụng hơn vì người tài xế có thể chuyển đèn cốt bằng một cần gạt mà không cần phải dừng xe và ra ngoài
Năm 1924, chuyên gia về đèn Osram đưa ra giải pháp kỹ thuật mới nhằm giảm chói mắt cho xe đi ngược chiều là dùng bóng đèn có hai sợi đốt, kết hợp cả chùm pha và cốt trên cùng một gương phản xạ Loại đèn này tạo nên hai chùm sáng khác nhau về cường
độ và hướng chiếu sáng vùng phía trước và có tên "đèn Bilux" Bóng đèn BiLux là loại bóng đèn hiện đại đầu tiên cho phép chiếu được cả luồng sáng thấp (cốt) và cao (pha) từ một bóng đèn đơn lẻ
Năm 1957, đèn cốt không đối xứng xuất hiện Loại đèn này có cường độ sáng cao hơn phía bên tay phải, nơi hay có người đi bộ và xe đạp mà lái xe thường rất khó phát hiện trong đêm Và được chính quyền Đức chính thức công nhận việc sử dụng đèn cốt không đối xứng trên xe ôtô
2.2.3 Đèn Halogen ra đời và được sử dụng trên xe ( Thời kỳ 1960 -1990)
Đèn pha Halogen (sử dụng khí Flo, Clo) đầu tiên dùng cho xe ôtô được một tập đoàn các nhà sản xuất đèn pha châu Âu giới thiệu vào năm 1962 Một trong những ưu điểm lớn nhất của công nghệ này là hiệu quả chiếu sáng và tuổi thọ làm việc cao Công nghệ Halogen được công nhận là một bước nhảy vọt vì nó làm cho bóng đèn sợi đốt hoạt động hiệu quả hơn nhiều và có thể tạo ra nhiều ánh sáng hơn các bóng đèn sợi đốt không
có khí halogen cùng công suất Nước Mỹ cấm dùng đèn halogen và chỉ cho phép dùng đèn hàn kín không có khí halogen cho đến tận năm 1978
Hình 2 2: Đèn halogen
Trang 17• Đèn pha chiếu ánh sáng từ các thấu kính:
Công nghệ chiếu sáng tiếp tục được phát triển xa hơn bằng giải pháp thay đổi hình dạng của đèn pha và gương phản xạ Đầu những năm 1960, các đèn pha hình chữ nhật bắt đầu xuất hiện trên đường phố Năm 1983, đèn pha đánh dấu sự phát triển mang tính quyết định nhờ cách thức chiếu ánh sáng lên trên mặt đường theo nguyên lý của các đèn slide
Sự khác nhau mang tính quyết định nằm ở gương phản xạ - gương ellipsoid với ba trục chuyển động tạo ra nhiều ánh sáng hơn chứ không phải là một gương parabol
Đèn pha chiếu tạo ra một chùm sáng dạng nón với một điểm hội tụ xác định rất gần với bề mặt phản xạ Các thấu kính thông thường sẽ được thay thế bằng các thấu kính hội
tụ với một vùng chỉ vài cm2 tập trung chùm sáng
Các nhà thiết kế xe hơi rất ngạc nhiên với công nghệ đèn pha mới Ngay lập tức họ thiết kế các đèn pha cực kỳ gọn nhẹ và cực mỏng với các kính hội tụ đặt nghiêng Các đèn pha dùng phương pháp chiếu này mang đến nhiều ưu điểm như sự phân bố ánh sáng, giảm một cách đáng kể sự lóa do sương mù, mưa và tuyết
2.2.4 Đèn Xenon ra đời và được sử dụng trên xe (Thời kỳ 1991 – nay)
Sự ra đời của đèn Xenon, Bi - Xenon đánh dấu một bước ngoặt mới của lịch sử phát triển đèn xe hơi Thời kỳ này, các nhà sản xuất đã đưa ra phát minh để tăng tính tiện ích,
an toàn và hiệu quả chiếu sáng của đèn xe hơi
Hình 2 3: Đèn Xenon
Năm 1991 đèn pha Xenon ra đời Nguồn sáng của đèn này gồm khí Xenon và một lượng nhỏ muối kim loại Bằng cách sử dụng bộ tăng áp (Ballast) tạo ra những xung ngắn với điện áp lên đến 28.000 Volt, các quầng Plasma sẽ xuất hiện giữa các cực của đèn Ưu
Trang 18điểm lớn nhất của đèn Xenon là chúng chỉ tiêu thụ 35W nhưng lại có cường độ ánh sáng gấp 2 lần so với những chiếc đèn Halogen công suất 55W
Vào năm 1992, Hella Corp sản xuất thành công đèn pha Xenon 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 pha vẫn sử dụng Halogen
Năm 1993, đèn Xenon được trang bị trên chiếc BMW 750i và đó là dấu hiệu đầu tiên cho một cuộc cách mạng về đèn pha trong ngành công nghiệp ôtô Sau đó 5 năm, Hella Corp cải tiến đèn Xenon trở thành Bi-Xenon (một đèn Xenon cho hai chùm sáng pha và cốt) Đèn Bi-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
Một trong những điểm mới trong công nghệ xe hơi xuất hiện năm 1995 với cặp đèn pha đôi Đèn pha đôi được thiết kế riêng rẻ với hai chức năng pha và cốt cho phép các gương phản xạ có thể định dạng một cách tối ưu nhất theo từng nhiệm vụ cụ thể của chúng Máy tính giúp các gương có thể định dạng với trường chiếu sáng lớn nhất và sự phân bố ánh sáng tối ưu
Hình 2 4: Đèn Bi – Xenon
Vào năm 1998 bóng đèn Xenon hai chế độ Pha – Cốt xuất hiện, cũng tương tự nhưbóng đèn hai tim, đèn Xenon hai chế độ bố trí hai bóng đèn sát nhau nhưng hai tim
Trang 19những luồng sáng có góc chiếu khác nhau Một kiểu đèn Xenon hai chế độ khác là sử dụng một bóng đèn Xenon nhưng vị trí tim đèn có thể dịch chuyển được, dịch ra ở vị trí ngay tiêu cự cho chế độ pha và thụt vào ở vị trí sau tiêu cự cho chế độ cốt
Hình 2 5: Đèn Xenon có tim đèn thay đổi vị trí
Đầu những năm 2000, công nghệ Bi-Xenon được cải tiến để có chức năng chiếu sáng chủ động Các đèn pha giờ đây được điều chỉnh hướng chiếu sáng theo góc quay của tay lái, có tác dụng chiếu sáng những góc cua Nó cải thiện đến 90% hiệu quả chiếu sáng trong những trường hợp này, Bi-Xenon mang đến cho người sử dụng cảm giác tiện nghi
và sự an toàn cao nhất
Hình 2 6: Bộ đèn Bi – Xenon của xe Audi Avant
2.2.5 Đèn pha sử dụng Led
Trong những năm gần đây, các nhà sản xuất xe hơi cho ra đời một công nghệ mới
đó là sử dụng đèn LED để làm đèn chiếu sáng trên xe
Trang 20Đặc điểm quan trọng nhất khi nói đến đèn LED là tiêu thụ ít điện năng LED từng
sử dụng trên Toyota Prius và trên một vài mẫu xe Hybrid khác mà vấn đề năng lượng là yếu tố chiếm vai trò quan trọng
Về khả năng chiếu sáng, đèn LED nằm giữa hai đối thủ Xenon và Halogen nhưng điều này sẽ sớm được thay đổi khi "cách mạng xanh" thắng thế và đèn LED được các nhà sản xuất ô tô chú trọng đầu tư
Hình 2 7: Đèn pha sử dụng LED
Đèn LED (Light emitting diodes: đèn đi-ốt phát quang) đang trở nên phổ biến dưới vai trò đèn pha và đèn hậu Ưu điểm của đèn LED là khối lượng nhẹ, tuổi thọ cao, cường
độ sáng lớn, ít tiêu thụ năng lượng và rất thời trang
Hình 2 8: Đèn pha ( trái ) và đèn hậu ( phải ) của Hella
• Đèn pha thông minh sử dụng công nghệ Đi-ốt phát quang
Hệ thống chiếu sáng chủ động AFS (Adaptive Front-lighting System), có khả năng điều khiển chùm sáng đèn pha theo góc lái, đã được biết tới với công nghệ đèn thông
Trang 21minh chiếu sáng chủ động trên đèn pha Bi-Xenon tự xoay Tuy nhiên, hầu hết các hệ thống AFS hiện thời sử dụng một nguồn sáng nên khi vào cua, phần ngược với hướng rẽ không được chiếu sáng và đó là một trong những nhược điểm quan trọng nhất
Hệ thống AFS mới với công nghệ đèn LED nhờ sự nhỏ gọn của những bóng đèn LED dễ dàng bố trí đã tích hợp hai nguồn sáng độc lập: một bóng đèn halogen công suất cao có chức năng sinh chùm sáng chính giống như trên các dòng xe thông dụng và đèn này không thay đổi theo góc cua Nguồn sáng thứ hai là hàng đèn Đi-ốt phát quang LED, chịu trách nhiệm chiếu sáng tức thời, nghĩa là chỉ bật khi xe chuẩn bị vào cua Dàn đèn LED hoạt động theo nguyên lý của công nghệ AFS và hướng các chùm sáng đều nhau tới
bề mặt đường
Hình 2 9: Công nghệ đèn LED thông minh trên chiếc Volkswagen Golf V
2.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của đèn pha trên ô tô
2.3.1 Bóng đèn sợi đốt
2.3.1.1 Cấu tạo đèn sợi đốt
Hình 2 10: Cấu tạo đèn sợi đốt
Trang 222.3.1.2 Nguyên lý hoạt động của đèn sợi đốt:
Đèn sợi đốt là một loại bóng đèn dùng để chiếu sáng, dây tóc là bộ phận chính để phát ra ánh sáng, thông qua vỏ thủy tinh trong suốt Các dây tóc – bộ phận phát sáng chính của đèn được bảo vệ bên ngoài bằng một lớp thủy tinh trong suốt hoặc mờ đã được hút hết không khí và bơm vào các khí trơ Kích cỡ bóng đèn phải đủ lớn để không bị hơi nóng của nhiệt tỏa ra làm nổ Hầu hết bóng đèn đều được lắp vào trong đui đèn, dòng điện sẽ đi qua đui đèn, qua đuôi đèn kim loại, vào đến dây tóc làm nó nóng lên và đến mức phát ra ánh sáng Đèn sợi đốt thường ít được dùng hơn vì công suất quá lớn (thường
là 60W), hiệu suất phát quang rất thấp (chỉ khoảng 5% điện năng được biến thành quang năng, phần còn lại tỏa nhiệt nên bóng đèn khi sờ vào có cảm giác nóng và có thể bị hỏng
2.3.2 Đèn Halogen
2.3.2.1 Cấu tạo đèn Halogen
Đèn pha của hầu hết các xe ôtô hiện nay đều dùng loại bóng Halogen, có 1 hoặc 2 dây tóc nằm trong một bầu thủy tinh được nạp khí trơ (hay còn gọi là khí halogen) với áp suất cao
Khi có dòng điện chạy qua dây tóc thì sẽ có một lượng nhất định các phân tử kim loại bị bay hơi vào hỗn hợp khí trong bầu thủy tinh
Một số phân tử kim loại sẽ bám vào bề mặt thủy tinh của bóng đèn (1), làm cho bóng đèn
bị tối đi
Hình 2 11: Cấu tạo đèn Halogen
Trang 23Một số phân tử khác sẽ liên kết tạm thời với khí halogen (mà thành phần chính là Argon) nạp bên trong bầu thủy tinh, theo dòng khí đối lưu bên trong bầu thủy tinh quay trở lại và bám vào dây tóc (2) Sự hao hụt này khiến cho dây tóc của bóng đèn Halogen sẽ
bị nhỏ dần, cuối cùng dây tóc sẽ bị đứt Quá trình này khiến cho bóng đèn Halogen có
tuổi thọ vào khoảng 500 giờ hoạt động liên tiếp
Để tăng độ sáng cho bóng đèn Halogen không quá khó, nhưng muốn độ sáng của bóng đèn càng lớn thì nhiệt độ của dây tóc phải càng cao Điều này làm cho số phân tử kim loại bị bay hơi tăng mạnh, kết quả là tuổi thọ của dây tóc bóng đèn sẽ giảm Bài toán hóc búa này đã khiến các nhà khoa học trong ngành chiếu sáng phải nghiên cứu mất nhiều năm trước khi tìm ra một giải pháp hoàn toàn mới, đó chính là bóng đèn hiệu năng cao
2.3.2.2 Nguyên lý hoạt động của bóng đèn hiệu năng cao Halogen
Hình 2 12: Nguyên lý hoạt động của đèn Halogen
Bóng đèn hiệu năng cao về cơ bản là bóng đèn Halogen, nghĩa là thành phần chính của khí được nạp bên trong bầu thủy tinh là khí halogen Dây tóc của loại bóng đèn này được làm bằng hợp kim đặc biệt, có kích thước nhỏ hơn và được quấn chặt hơn, khiến nhiệt độ dây tóc cao hơn để có thể tạo ra luồng sáng tập trung hơn và độ sáng cao hơn đến 90%
Ngoài ra, khác với bóng đèn Halogen thông thường, bóng đèn hiệu năng cao được nạp thêm một lượng khí
Do phân tử khí Xenon có trọng lượng nguyên tử là 131.30, gấp hơn ba lần trọng lượng nguyên tử của Argon là 39.95 nên mật độ của hỗn hợp khí sẽ tăng lên đáng kể Số lượng phân tử kim loại được bám vào dây tóc (2) sẽ nhiều hơn, điều này đồng nghĩa với việc số phân tử kim loại bị hao hụt (1) sẽ giảm đi Vì thế, dây tóc của bóng đèn hiệu năng
Trang 24cao có thể cháy sáng hơn song tuổi thọ vẫn tương đương với các bóng đèn halogen thông thường, giải quyết được bài toàn hóc búa giữa độ sáng và tuổi thọ của bóng đèn dây tóc
2.3.2.3 Độ sáng của bóng đèn Halogen
Đầu năm 2008, Osram, hãng sản xuất bóng đèn hàng đầu thế giới đã giới thiệu loại bóng đèn hiệu năng cao Osram Night Breaker với mức độ tăng sáng đạt đến 90% so với bóng đèn halogen thông thường
Hình 2 13: Bảng so sánh cường độ sáng của xe sử dụng bóng Halogen
2.3.3 Đèn Xenon hay Hid
2.3.3.1 Cấu tạo đèn Xenon
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 hạtelectron phóng ra va đập với các nguyên tử kim loại của bản đối diện giải phóng nănglượng tạo ra ánh sáng
Trang 25
Hình 2 14: Cấu tạo đèn Xenon
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
Hình 2 15: Sơ đồ cấu tạo của đèn Xenon
Trang 262.3.3.2 Nguyên lý hoạt động của mạch đèn Xenon hay Hid:
Hình 2 16: Mạch điện điều khiển đèn đầu Xenon
- Hoạt động của bộ ECU điều khiển đèn:
ECU điều khiển đèn (bộ Ballast) là bộ điều khiển điện tử trung tâm của các bóng đèn phóng điện cao áp, bộ Ballast thực hiện việc điều khiển tối ưu dòng điện cung cấp cho các bóng đèn để đảm bảo cường độ đèn phát sáng liên tục, ổn định Cung cấp dòng khởi động với cường độ và điện áp cao, đảm bảo đèn khởi động nhanh Bộ Ballast còn được trang bị chức năng an toàn để ngăn chặn ảnh hưởng của điện áp cao
- Hoạt động của chức năng an toàn bộ ECU điều khiển đèn:
ECU điều khiển đèn xác định được các sai hỏng xảy ra và kích hoạt chức năng an toàn theo các điều kiện sau đây
+ Tự ngắt nếu điện áp đặt vào bộ ballast không nằm trong khoảng điện áp hoạt động (9 - 16V), và tự đóng trở lại nếu điện áp hoạt động được điều chỉnh lại nằm trong vùng điện áp hoạt động
+ Tự động ngắt điện nếu điện áp ra sai hoặc đèn cao áp nhấp nháy Nếu xảy ra hiện tượng này trước tiên phải kiểm tra những hư hỏng trong đường dây và cầu chì sau
đó thay đèn cao áp nếu vẫn không sáng thì phải thay bộ Ballast
+ Ngắt điện nếu không có bóng đèn hay bóng đèn cao áp cháy: Nếu không có bóng đèn hay đèn cao áp cháy thì mạch điện không được khép kín, bộ Ballast sẽ nhận biết được và tự động ngắt điện
Trang 272.3.4 Đèn Led
2.3.4.1 Cấu tạo đèn Led
Hình 2 17: Cấu tạo đèn Led và bóng đèn led sử dụng trên ô tô
2.3.4.2 Nguyên lý hoạt động của đèn Led :
LED dựa trên công nghệ bán dẫn Hoạt động của LED giống với nhiều loại điốt bán dẫn Khối bán dẫn loại p chứa nhiều loại lỗ trống tự do mang điện tích dương nên khi ghép với khối bán dẫn n (Chứa các điện tử tự do) thì các lỗ trống này có xu hướng chuyển động khuyếch tán sang khối n Cùng lúc khối p lại nhận thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối n chuyển sang Kết quả là khối p tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống và dư thừa điện tử) trong khi khối n tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống) Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng tiến lại gần nhau, chúng có xu hường kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tử trung hòa Quá trình này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng (hay các bức xạ điện từ có bước sóng gần đó)
Hình 2 18: nguyên lý hoạt động của đèn led
Trang 28Tùy theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát khác nhau (tức màu sắc của LED sẽ khác nhau) Mức năng lượng (và màu sắc của LED) hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tử chất bán dẫn LED thường có điện thế phân cực thuận cao hơn điốt thông thường, trong khoảng 1,5 đến 3V Nhưng điện thế phân cực nghịch ở LED thì không cao Do đó LED rất dễ bị hư hỏng do điện thế ngược gây ra
2.4 Hệ thống đèn liếc tĩnh
2.4.1 Khái quát về 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
Việc bật tắt đèn chiếu sáng góc cua được dựa vào ba yếu tố để đảm bảo rằng, đèn này chỉ được kích hoạt khi vào cua gấp hoặc rẽ phải, rẽ trái, ba yếu tố đó là:
Tốc độ xe chạy
Góc đánh tay lái
Tình trạng của đèn xi nhan (bật hoặc tắt)
Hình 2 19: Hiệu quả chiếu sáng đối với hệ thống đèn liếc tĩnh
Như vậy, khi xe chạy nhanh và chuyển làn xe, đèn liếc không được kích hoạt , dù rằng người lái có bật xi nhan theo hướng mong muốn Chỉ khi góc đánh tay lái đủ lớn, tốc
độ không quá nhanh cộng với việc đèn xi nhan được bật thì hệ thống này mới hoạt động
Để tránh việc nguồn sáng đột ngột bật hoặc tắt, gây ảnh hưởng không tốt đến các xe
có tình trạng lưu thông chung, người ta bố trí thêm hệ thống đệm Dimme (sáng hoặc tối
từ từ) nhằm làm cho việc bật hoặc tắt đèn liếc được thực hiện từ từ, ánh sáng dần tăng và
Trang 29 Giới thiệu các chế độ hoạt động của đèn liếc tĩnh:
Hình 1.1: Đèn chiếu sáng góc cua tắt
khi đi thẳng
Hình 1.2: Đèn chiếu sáng góc cua
sẽ bật lên cùng với đèn xi - nhan
Hình 1.3: Đèn chiếu sáng góc cua tự
động bật lên khi xe qua cua với tốc độ dưới
40 km/h
Hình 1.4: Cả 2 đèn chiếu sáng góc cua sẽ bật lên khi gặp sương mù
hay lùi xe
Hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh có ưu điểm là góc chiếu sáng rộng, giá thành thấp
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 Ta chỉ cần thay thế đèn sương mù trên xe bằng hai đèn chiếu sáng góc cua và lắp đặt bộ điều khiển cùng ác cảm biến, giắc cắm… nhưng nhược điểm của hệ thống này là khả năng chiếu sáng không linh hoạt
Trang 30Hiện nay trên thị trường có nhiều loại xe cao cấp được trang bị bộ đèn chiếu sáng góc cua tĩnh, tiêu biểu là các hãng xe của Đức như BMW, MERCEDES… Dưới đây là chiếc BMW thuộc 3 serie E46 đươc trang bị đèn liếc tĩnh của Hella
Hình 2 20: Đèn liếc tĩnh bố trí trên xe và các chế độ hoạt động
Trên thị trường Việt Nam, sản phẩm đèn liếc tĩnh Hella Dyna View EVO 2 của nhà sản xuất Hella đang được phân phối rộng rãi với giá bán lẻ là 760 USD
Đây là bộ đèn liếc tĩnh được lắp thêm cho những xe không trang bị hệ thống đèn chiếu sáng góc cua
Hình 2 21: Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh của Hella - Hella Dyna view EVO2
Trang 31Hệ thống DynaView Evo2 bao gồm hai bộ đèn chiếu sáng, bộ điều khiển trung tâm IntelliBeam, các cảm biến, hệ thống dây nối, phụ kiện lắp đặt Với sự phát triển của công nghệ bán dẫn, các nhà sản xuất cũng đang có xu hướng sử dụng đèn LED siêu sáng như hình thức sử dụng đèn chiếu phụ bổ sung nguốn sáng khi xe vào cua
2.4.2 Nguyên lý điều khiển đèn liếc tĩnh
Hình 2 22: Hệ thống đèn liếc tĩnh của Hella
Cấu tạo chung của một hệ thống đèn liếc tĩnh bao gồm:
Hai đèn chiếu sáng góc cua được bố trí cạnh đèn cốt
Bộ điều khiển trung tâm
Trang 32 Các cảm biến
Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh đươc điều khiển bởi bộ điều khiển trung tâm,
bộ điều khiển trung tâm này lấy tín hiệu từ các cảm biến góc lái, cảm biến tốc độ, 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 hoặc khi xe chạy dưới 40 km/h
Bộ điều khiển trung tâm sẽ kích hoạt các đèn chiếu sáng góc cua khi vào những góc cua gấp Bộ điều khiển trung tâm sẽ liên tục nhận tín hiệu từ các cảm biến đưa về và xử lý để điều khiển đáp ứng về điều kiện chiếu sáng
2.5 Hệ thống đèn liếc động
2.5.1 Khái quát về hệ thống đèn liếc 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), 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
Vùng sáng xe có đèn liếc động Vùng sáng xe không có đèn liếc động
Trang 33Với 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 hay chuyển làn, làm cho việc sử dụng đèn liếc hoàn hảo hơn
Sở dĩ sử dụng nguồn sáng của bóng đèn cốt để thay đổi vùng chiếu sáng theo góc cua là vì với cung đường cong thường người ta chỉ sử dụng đèn cốt Nếu mà sử dụng đèn pha để chiếu sáng trên cung đường cong thì sự thay đổi vùng chiếu sáng sẽ 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 hai tín hiệu:
Tín hiệu cảm biến góc lái
Tín hiệu cảm biến tốc độ xe
Hình 2 24: Vùng chiếu sáng đèn cốt khi có AFS
Hệ thống đèn liếc 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 có độ cong lớn, còn khi rẽ trái hay rẽ phải thì vùng chiếu sáng của hệ thống đèn liếc động chưa đáp ứng được
Những năm gần đây, nhà sản xuất đèn chiếu sáng Hella đã cho ra đời một hệ thống đèn liếc tự động hoàn toàn trong mọi hoàn cảnh, không những phản ứng kịp thời với thời tiết, gió mưa, sương mù, mà còn có cả chế độ ánh sáng thích nghi cho từng vùng đô thị, từng vùng nông thôn, rừng núi Và phiên bản đầu tiên đó chính là Vario X, một ngọn đèn chiếu sáng với 5 chế độ khác nhau và tất nhiên là biết “liếc” Vario X biến đổi chế độ chiếu sáng nhờ vào một ống hình trụ có gắn các loại màng chắn sáng khác nhau, vị trí của các màng chắn này cũng nằm giữa nguồn sáng và thấu kính
Nhờ vậy, nó quyết định mức độ sử dụng nguồn sáng cũng như nó định hướng nguồn
Trang 34Hình 2 25: Đèn Vario X của Hella chiếu sáng với 5 chế độ khác nhau
Ống hình trụ này được điều khiển bởi một động cơ điện, nhờ đó mà nguồn sáng có thể thay đổi tới năm mức khác nhau ứng với năm màng chắn riêng biệt Hiệu quả có thể hình dung như việc ta có năm bộ bóng Xenon với độ sáng khác nhau để tùy cơ ứng biến theo hoàn cảnh, cần phải nói thêm là việc điều khiển này thực hiện theo cơ chế tự động hoàn toàn, cảm biến ánh sáng, cảm biến tốc độ và độ ẩm cùng với cảm biến mưa, tuyết, sương mù sẽ quyết định xem đèn Xenon chuyển sang mức sáng nào Bản thân một chiếc đèn như vậy có thể sản xuất được ở rất nhiều nơi nhưng một hệ thống cảm biến và điều khiển nó thì đến nay ngoài Hella chưa có ai làm được
Hiện nay, hệ thống đèn liếc động chưa được phổ biến nhiều trên thị trường, nó chỉ được lắp trên những xe hạng sang vì giá thành còn khá cao Ở Việt Nam, hệ thống này chỉ được thấy trên những xe nhập khẩu nguyên chiếc hạng sang, còn các dòng xe lắp ráp trong nước chưa được trang bị hệ thống này
2.5.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống chiếu sáng của góc động
2.5.2.1 Cấu tạo
Bộ phận cảm ứng: Gồm các cảm biến góc đánh lái, cảm biến tốc độ
Cảm biến góc lái
Trang 35Cảm biến này phát hiện góc và hướng quay của vô lăng Nó bao gồm một cụm cảm biến tay lái và một đĩa có đục rãnh Cảm biến tay lái được gắn vào ống trục lái, nó có hai đèn Led và hai Transitor quang Đĩa có rãnh được gắn vào trục lái chính và quay cùng với nó
Hình 2 27: Vị trí và cấu tạo cảm biến góc lái
Đĩa rãnh có 20 rãnh được đục xung quanh chu vi của nó và quay giữa hai đèn Led
và hai Transistor quang của cụm cảm biến tay lái
Cảm biến tốc độ xe
Hình 2 28: Cảm biến tốc độ xe
Cảm biến tốc độ của xe phát hiện tốc độ thực của xe đang chạy Cảm biến này
Trang 36điều khiển hệ thống ISC và tỷ lệ không khí - nhiên liệu trong lúc tăng tốc hoặc giảm tốc cũng như các sử dụng khác Mà như ở đây, AFS ECU nhận tín hiệu tốc độ xe để quyết định góc độ xoay của đèn khi vào cua
Cảm biến này được lắp trong hộp số hoặc hộp số phụ và được dẫn động bằng bánh răng chủ động của trục thứ cấp
Bộ phận chấp hành: Gồm 2 môtơ bước (Linear stepper motor) để thay đổi hướng
của chùm tia sáng
Beam leveling along vertical plane : Mô tơ để điều khiển hướng lên-xuống
Beam steering along horizontal plane : Mô tơ điều khiển qua lại
Left headlamp : Đèn pha trái
Right headlamp : Đèn pha phải
Hình 2 29: Sơ đồ bố trí các mô tơ bước
Trang 37Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý chung
Trang 38 Theo tải trọng
Một chiếc xe có thể bị nghiêng khi có hành khách lên xe, khi chất hàng hoặc khi xăng đổ đầy Cả khi đang lái xe, độ nghiêng của xe có thể thay đổi trong khoảng thời gian phanh hoặc tăng tốc đột ngột Cả hai trường hợp trên, hệ thống sẽ tự động điều khiển đèn đầu làm việc để duy trì ổn định chùm tia sáng song song mặt đường, bất kể độ nghiêng của xe so với mặt đường Các cảm biến được gắn ở hệ thống treo trước và sau của xe để nhận biết được độ nghiêng của xe sau đó gửi tín hiệu đến điều khiển AFS ECU
Hình 2 31: Đồ thị mô tả tình trạng ánh sáng đèn trong điều kiện xe phanh và tăng ga
Điều kiện hoạt động
Điều khiển tốc độ thấp Tốc độ Trung bình - Cao
Trang 39Tốc độ xe (chạy tiến) 10 km/h (6 mph) hay hơn 30 km/h (19 mhp) hay hơn
Hình 2 32: Khoảng cách chiếu sáng tăng lên khi hệ thống AFS được bật
Dữ liệu đưa đến AFS ECU bao gồm kết nối các dữ liệu của các cảm biến góc lái
và tốc độ xe Với sự cung cấp những thông tin này, thiết bị chiếu sáng chủ động có thể biến đổi ánh sáng theo góc quay của xe, vì thế khi đến những khúc cua thì hệ thống sẽ thay đổi góc độ đèn để ánh sáng chiếu theo đúng hướng di chuyển của xe đồng thời tăng
độ sáng đèn cực đại, nhằm cải thiện tầm nhìn tối đa của người lái xe
Vì vậy, nó có một ý nghĩa rất quan trọng trong việc chiếu sáng giúp cho người lái xe giảm được căng thẳng và tận dụng sự khéo léo của mình để trông thấy chứng ngại vật mà các loại đèn cố định khác không thể chiếu sáng được Đối với hệ thống AFS thì nó có thể
làm giảm 300% ở những nơi mà người lái xe không thể nhìn thấy được khi vào cua
Khi đi trên đường thẳng, ánh đèn có thể chiếu sáng được chướng ngại vật ở rất xa
thể hiện bằng gạch màu xanh
Khi vào cua khoảng chiếu sáng bị thu ngắn lại thể hiện bằng đường màu đỏ
Khi hệ thống AFS được bật lên sẽ điều chỉnh ánh đèn theo góc cua giúp khoảng chiếu sáng được cải thiện
Trang 402.6 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 quan tâm và chú trọng nghiên cứu, ứng dụng nhằm cải thiện tính an toàn và 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 lý do khách quan do quan sát hạn chế vào ban đêm, giúp người lái xe không quá căng thẳng khi lái xe vào ban đêm do phải tập cao
độ và liên lục
Đối với hệ thống chiếu sáng góc cua như hiện nay, người ta bố trí cả hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh và góc cua động, hai hệ thống này bổ khuyết cho nhau Hệ thống đèn liếc tĩnh thì đáp ứng tốt về đòi hỏi về vùng chiếu sáng khi rẽ trái hoặc phải, còn hệ thống đèn liếc động thì đáp ứng tốt về vùng chiếu sáng khi ôm cua
Hình 2 33: 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 theo góc cua, các nhà sản xuất đang hướng tới chiếu sáng chủ động là phải tương thích, điều chỉnh luồng sáng theo điều kiện đường xá, thời tiết và cả không gian xe đang chạy
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 của đèn chiếu sáng 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 phụ thuộc vào các tín của cảm biến góc lái, cảm biến tốc độ
xe, cảm biến tải trọng… được đưa về mạch điều khiển để xử lý thông tin và phát các tín hiệu điều khiển các cơ cấu chấp hành theo các chương trình đã lập sẵn