BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸTHUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ NGHIÊN CỨU, THỰC HIỆN MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE ĐIỀU KHIỂN
TỔNG QUAN
Sự phát triển của công nghệ ô tô hiện đại, thực trạng các mô hình phục vụ đào tạo tại trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP HCM
Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đã dẫn đến sự gia tăng đáng kể các ứng dụng tiên tiến trên ô tô, với những cải tiến và đổi mới liên tục sau mỗi đợt sản xuất Đây chính là xu hướng phát triển của tương lai trong ngành công nghiệp ô tô.
Trước năm 1960, ô tô hiện đại còn đơn giản, nhưng ngày nay, chúng đã trở nên phức tạp với các hệ thống điều khiển và kiểm soát điện tử tối ưu Tại Việt Nam, sự gia tăng số lượng ô tô hiện đại yêu cầu kỹ sư sửa chữa phải liên tục cập nhật kiến thức để theo kịp xu hướng Đối với sinh viên đang học hoặc mới tốt nghiệp, các công nghệ điện tử thông minh trên ô tô vẫn còn mới mẻ Do đó, việc cập nhật kiến thức mới là rất cần thiết để đảm bảo sinh viên có thể nắm bắt kịp thời các công nghệ mới trong ngành ô tô.
Khoa Cơ Khí Động Lực của trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã có hơn 50 năm phát triển, khẳng định thương hiệu và vị thế cao trong hệ thống các trường đại học Đây là một trong những khoa hàng đầu về đào tạo Công nghệ Kỹ thuật ô tô tại Việt Nam.
Mặc dù khoa đã đầu tư vào trang thiết bị và mô hình dạy học thực tiễn, số lượng mô hình dạy học cho bộ môn Điện tử ô tô vẫn còn hạn chế và thiếu đa dạng Phần lớn các mô hình hiện có chỉ là các hệ thống điện nhỏ lẻ, chưa có sự liên kết chặt chẽ Hơn nữa, hầu hết các mô hình chỉ mô phỏng các hệ thống điện trên xe Toyota và Honda, chưa phong phú về chủng loại.
Lý do chọn đề tài
Trong bối cảnh toàn cầu, ngành ô tô đang phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là tại Việt Nam, với việc ứng dụng công nghệ tiên tiến và trang bị thiết bị điện tử hiện đại Những yếu tố này trở thành tiêu chí quan trọng để đánh giá một chiếc xe thuộc phân khúc cao cấp.
Để đáp ứng yêu cầu đào tạo xe đời mới, chúng tôi nhận thấy rằng mô hình hiện có của bộ môn Điện ô tô chưa đủ Hệ thống điện thân xe hiện nay được điều khiển hoàn toàn bằng hộp BCM có nhiều ưu việt nhưng chưa được cập nhật trong chương trình thực tập cho sinh viên Do đó, chúng tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu, thực hiện mô hình hệ thống điện thân xe điều khiển bằng BCM trên xe Chevrolet Captiva” Mô hình này không chỉ giúp buổi học thực tập trở nên trực quan và thực tế hơn mà còn giúp sinh viên hiểu rõ về hệ thống điện thân xe hiện đại, từ đó khắc sâu kiến thức về nguyên lý làm việc của từng hệ thống Hệ thống điện thân xe điều khiển bằng hộp BCM sẽ là công cụ hữu ích trong việc giảng dạy, mang lại nhiều lợi ích cho sinh viên thế hệ tiếp theo.
Mục tiêu
Đề tài nghiên cứu tập trung vào các đặc điểm kết cấu, nguyên lý hoạt động và phương pháp kiểm tra hư hỏng của hệ thống điện thân xe điều khiển bằng BCM Qua đó, đề tài sẽ phân tích, thiết kế và chế tạo mô hình thực hành Sản phẩm cuối cùng bao gồm tài liệu thuyết minh và mô hình thực hành, nhằm giúp sinh viên chuyên ngành ô tô cập nhật kiến thức mới và nâng cao kỹ năng.
Đối tượng nghiên cứu
Lên ý tưởng, thiết kế cơ khí, chọn lựa các hệ thống phù hợp để đưa vào mô hình hệ thống điện thân xe điều khiển bằng BCM.
Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động và kiểm tra hư hỏng.
Lắp đặt các thiết bị và làm hệ thống hoạt động theo BCM.
Biên soạn, thuyết minh hợp lý, khoa học về cơ sở lý thuyết, nguyên lý hoạt động của mô hình.
Phạm vi nghiên cứu
Do hạn chế về thời gian, kinh phí và điều kiện thực tế, đề tài chỉ tập trung vào nghiên cứu các hệ thống điện cơ bản trên xe, bao gồm hệ thống đèn chiếu sáng, đèn tín hiệu, gạt nước rửa kính và khóa cửa Các hệ thống khác như điều hòa không khí, gập gương và nâng hạ kính sẽ không được nghiên cứu do khó khăn trong việc đáp ứng yêu cầu của mô hình.
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:
Nghiên cứu các tài liệu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống của hệ thống điện thân xe.
Nghiên cứu các sơ đồ mạch điện của các hãng xe sử dụng hộp BCM.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống điện thân xe điều khiển bằng BCM.
1.7 Phạm vi ứng dụng của đề tài
Mô hình dạy và học giúp sinh viên thực tập hiểu rõ nguyên lý hoạt động của hệ thống điện thân xe điều khiển bằng BCM, khi kết hợp với sự hướng dẫn của giảng viên.
Phạm vi ứng dụng của đề tài
2.1 Tổng quan về hệ thống điện thân xe
Công nghệ ô tô đang phát triển nhanh chóng, với các hãng xe cải tiến thiết bị đi kèm để nâng cao mức độ tự động hóa và hiện đại hóa Yêu cầu về tiện nghi và an toàn ngày càng trở nên thiết yếu, dẫn đến việc các tính năng được cải thiện và trang bị phức tạp hơn, mang lại sự tiện lợi tối đa cho người sử dụng.
Hệ thống điện thân xe là tập hợp các thiết bị và hệ thống thiết yếu cho hoạt động của ô tô, bao gồm nhiều thành phần quan trọng.
Hệ thống cung cấp điện (Charging system): Gồm ắc quy, máy phát điện, các bộ điều chỉnh điện áp.
Hệ thống khởi động bao gồm máy khởi động (động cơ điện), các relay điều khiển và relay bảo vệ Đối với động cơ Diesel, hệ thống còn được trang bị thêm chức năng xông động cơ khi động cơ còn nguội lạnh.
Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu (lighting and signaling system): Gồm các đèn chiếu sáng, đèn tín hiệu, còi, các công tắc và các relay.
Hệ thống đo đạc và kiểm tra bao gồm các đèn chỉ báo và đồng hồ trên bảng tableau, như đồng hồ tốc độ động cơ, đồng hồ tốc độ xe, đèn báo nhiên liệu, đèn báo nhiệt độ làm mát, đèn báo tín hiệu rẽ và đèn báo động cơ.
Hệ thống điều khiển ô tô bao gồm các thành phần quan trọng như hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS), hộp số tự động, hệ thống lái, hệ thống treo và hệ thống truyền lực.
Hệ thống điều hòa nhiệt độ bao gồm các thành phần chính như máy nén, giàn nóng, giàn lạnh, lọc ga, van tiết lưu và các thiết bị điều khiển hỗ trợ khác, tạo nên một hệ thống hoàn chỉnh giúp điều chỉnh nhiệt độ không gian sống.
Hệ thống thiết bị phụ tải trong ô tô bao gồm quạt gió giàn lạnh, hệ thống gạt nước rửa kính, nâng hạ kính, radio, màn hình hiển thị, hệ thống chống trộm và hệ thống nâng hạ ghế Tất cả các thiết bị này tạo thành một thể thống nhất, được phân chia thành hai phần chính: nguồn điện, tức là hệ thống cung cấp điện, và các thiết bị phụ tải, là những hệ thống sử dụng điện.
Nguồn điện trên ô tô chủ yếu là nguồn một chiều, được cung cấp bởi ắc quy khi động cơ không hoạt động hoặc hoạt động ở số vòng quay thấp Khi động cơ hoạt động ở số vòng quay trung bình và lớn, nguồn điện sẽ được cung cấp bởi máy phát Việc này giúp tiết kiệm dây dẫn và thuận tiện cho việc lắp đặt và sửa chữa.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE
Tổng quan về hệ thống điện thân xe
Công nghệ ô tô đang phát triển nhanh chóng, với các hãng xe không ngừng cải tiến thiết bị và nâng cao mức độ tự động hóa Yêu cầu về tiện nghi và an toàn ngày càng trở nên thiết yếu, dẫn đến việc các tính năng trên xe ngày càng phức tạp nhưng cũng tiện lợi hơn cho người sử dụng.
Hệ thống điện thân xe là tập hợp các thiết bị và hệ thống thiết yếu cho hoạt động của ô tô, bao gồm nhiều thành phần quan trọng.
Hệ thống cung cấp điện (Charging system): Gồm ắc quy, máy phát điện, các bộ điều chỉnh điện áp.
Hệ thống khởi động bao gồm máy khởi động (động cơ điện), các relay điều khiển và relay bảo vệ Đối với động cơ Diesel, hệ thống còn được trang bị thêm chức năng xông động cơ khi động cơ còn nguội lạnh.
Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu (lighting and signaling system): Gồm các đèn chiếu sáng, đèn tín hiệu, còi, các công tắc và các relay.
Hệ thống đo đạc và kiểm tra bao gồm các đèn chỉ báo và đồng hồ trên bảng tableau, như đồng hồ tốc độ động cơ, đồng hồ tốc độ xe, đèn báo nhiên liệu, đèn báo nhiệt độ làm mát, đèn báo tín hiệu rẽ và đèn báo động cơ.
Hệ thống điều khiển ô tô bao gồm các thành phần quan trọng như hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS), hộp số tự động, hệ thống lái, hệ thống treo và hệ thống truyền lực, tất cả đều đóng vai trò thiết yếu trong việc đảm bảo an toàn và hiệu suất của xe.
Hệ thống điều hòa nhiệt độ bao gồm các thành phần chính như máy nén, giàn nóng, giàn lạnh, lọc ga, van tiết lưu và các thiết bị điều khiển hỗ trợ khác, tạo nên một hệ thống hoàn chỉnh giúp điều chỉnh nhiệt độ không gian sống.
Hệ thống thiết bị phụ tải trong ô tô bao gồm quạt gió giàn lạnh, hệ thống gạt nước rửa kính, nâng hạ kính, radio, màn hình hiển thị, hệ thống chống trộm và hệ thống nâng hạ ghế Tất cả các thiết bị này tạo thành một thể thống nhất, được chia thành hai phần chính: nguồn điện, tức là hệ thống cung cấp điện, và các thiết bị phụ tải, là những hệ thống sử dụng điện.
Nguồn điện trên ô tô chủ yếu là nguồn một chiều từ ắc quy khi động cơ không hoạt động hoặc từ máy phát khi động cơ hoạt động ở số vòng quay cao Để tiết kiệm dây dẫn và thuận tiện cho việc lắp đặt, nhiều xe sử dụng khung xe làm dây dẫn chung, do đó đầu âm của nguồn điện thường được nối trực tiếp ra thân xe Trong các bộ phận tiêu thụ điện, máy khởi động là bộ phận tiêu thụ điện lớn nhất, với dòng điện có thể lên đến 400 - 600 Ampe cho động cơ xăng và 2000 Ampe cho động cơ diesel Phụ tải điện được chia thành nhiều loại cơ bản khác nhau.
Phụ tải làm việc liên tục: Bơm nhiên liệu, kim phun nhiên liệu…
Phụ tải làm việc không liên tục: Các đèn pha, đèn cốt, đèn kích thước…
Phụ tải làm việc trong thời gian ngắn bao gồm các thiết bị như đèn báo rẽ, đèn phanh, motor gạt nước, motor bơm nước lau kính, còi, máy khởi động và hệ thống xông động cơ.
Mạng lưới điện đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối phụ tải với nguồn điện, bao gồm các dây dẫn, bộ chuyển mạch, công tắc và thiết bị bảo vệ Sự phát triển của kỹ thuật điện tử và điều khiển tự động đã dẫn đến việc các thiết bị điện và điện tử trên ô tô và máy kéo hiện đại không còn hoạt động độc lập mà được tích hợp thành các vi mạch, được điều khiển bởi một bộ xử lý trung tâm theo các chương trình đã được thiết kế sẵn.
Các thành phần trong mạch điện hệ thống điện thân xe
2.2.1 Ý nghĩa của các thuật ngữ và ký hiệu
Bảng 2.1 Ký hiệu các thành phần điện và điện tử trên mạch của mạch điện thân xe
Ắc quy tạo ra điện cung cấp cho bóng đèn, giúp phát ra ánh sáng và tạo ra nhiệt độ khi có dòng điện đi qua dây dẫn.
- Điểm kết nối - Một điện trở có
Ground 1 mass thân xe giá trị không đổi.
Điểm Điện trở được biểu thị chủ yếu để tiếp mass thân xe, nhằm bảo vệ các thành phần trong mạch thông qua dây điện Nó có vai trò quan trọng trong việc duy trì điện áp định mức.
Ground 2 - Biểu thị các Motor - Chuyển đổi điểm nối mass thân điện năng thành cơ xe trực tiếp năng.
- Biểu thị chung - Bơm hoặc xả
Ground 3 cho mass thân xe Bơm khí và chất lỏng.
Một điều đi kèm là sẽ không có dòng điện nếu điểm nối mass thân xe gặp lỗi.
- Bị đứt nếu dòng Còi - Tạo ra âm thanh
Cầu chì điện hiện tại vượt khi có dòng điện quá dòng điện quy chạy qua. định trong mạch.
Không thể thay thế bằng cầu chì vượt quá công suất quy định.
Cầu chì cho Công tắc - Công tắc điều dòng cao điều khiển khiển của các bộ phận điện.
Relay là thiết bị điện có chức năng điều khiển dòng điện Khi dòng điện chảy qua cuộn dây, nó tạo ra lực điện từ, làm cho công tắc tiếp xúc đóng lại hoặc mở ra.
- Dòng điện chạy - Diode cho phép
Solenoid qua cuộn dây tạo ra Diode dòng điện chỉ đi lực điện từ theo 1 chiều.
- Có trong các bộ chỉnh lưu, các mạch điện
Diode Zener cho phép dòng điện chạy qua, làm cho diode phát sáng (LED) khi có điện áp đạt đến mức định sẵn Khác với bóng đèn thông thường, diode phát sáng không tạo ra nhiệt khi hoạt động.
Giắc nối là thiết bị dùng để kết nối các dây dẫn hoặc kết nối dây dẫn với các bộ phận điện, bao gồm hai loại chính là giắc đực và giắc cái Giắc đực thường nằm bên ngoài giắc cái, và nhiều giắc nối được thiết kế với khóa để đảm bảo kết nối chắc chắn và an toàn.
Khi kết nối dây vào giắc nối, cần chú ý đến vị trí các chân của giắc Đối với giắc cái, thứ tự chân được xác định từ trái qua phải và từ trên xuống dưới, trong khi giắc đực được đọc từ phải sang trái và từ trên xuống dưới.
Hình 2.1 Xác định chân giắc nối 2.2.3 Dây dẫn
Dây dẫn là thành phần thiết yếu trong sơ đồ mạch điện, đặc biệt trong hệ thống dây dẫn phức tạp của ô tô Để thuận tiện cho việc kiểm tra và sửa chữa, dây dẫn được sử dụng với các màu sắc khác nhau Theo quy ước, chữ cái đầu tiên biểu thị màu nền của dây, trong khi chữ cái thứ hai thể hiện màu sọc Chẳng hạn, ký hiệu màu dây WHT - BLK có nghĩa là dây màu trắng với sọc đen.
Bảng 2.2 Ví dụ về quy ước màu dây dẫn của hãng xe Chevrolet
MÀU KÝ HIỆU MÀU KÝ HIỆU ĐEN BLK XANH DƯƠNG BLU
NÂU BRN CAM ORG ĐỎ RED TÍM VIO
XANH DƯƠNG TỐI DK BLU TRẮNG WHT
XANH LÁ TỐI DK GRN VÀNG YEL
XÁM GRY XANH DƯƠNG SÁNG LT BLU
XANH LÁNH GRN XANH LÁ SÁNG LT GRN
2.2.4 Các chi tiết bảo vệ
Cầu chì giúp bảo vệ mạch điện không bị dòng vượt quá định mức chạy qua trong dây dẫn hay các bộ phận thiết bị ngắn mạch khác.
Hình 2.2 Các loại cầu chì 2.2.4.2 Relay
Relay trên xe có tác dụng chính là giảm dòng điện và điều khiển dòng lớn qua thiết bị điện Có ba loại relay chính tùy theo nhu cầu sử dụng: loại thường đóng, loại thường mở và loại tiếp điểm.
Hình 2.3 Một số loại relay trên ô tô 2.3 Các yêu cầu kĩ thuật với hệ thống điện
Tùy theo vùng khí hâu, thiết bị điện trên ô tô được chia ra làm nhiều loại
Vùng lạnh và cực lạnh như ở Nga, Canada.
Vùng ôn đới như ở Nhật Bản, Mỹ, châu Âu.
Nhiệt đới (Việt Nam, các nước Đông Nam Á, châu Phi ).
Loại đặc biệt thường được sử dụng cho xe quân sự, phù hợp với mọi vùng địa lý Nhiệt độ làm việc của các bộ phận điện và điện tử trên xe phụ thuộc vào vị trí lắp đặt, với khoang động cơ có nhiệt độ cao hơn so với môi trường bên trong xe, nơi có nhiệt độ tương đối ôn hòa.
Các thiết bị điện ở các nước nhiệt đới cần phải chịu được độ ẩm cao Độ ẩm kết hợp với không khí ô nhiễm tạo ra hỗn hợp acid loãng, có thể gây ra chập mạch, hư hỏng linh kiện và tăng điện trở tiếp xúc giữa các giắc nối.
Các bộ phận điện trên ô tô phải chịu sự rung xóc với tần số từ 50 - 250 Hz, chịu được lực với gia tốc 150 m/s 2
Các thiết bị ô tô cần phải chịu đựng xung điện áp cao, có biên độ lên đến vài trăm volt, phát sinh từ các cuộn dây trong quá trình chuyển mạch.
Tất cả các hệ thống điện trên ô tô phải hoạt động tốt trong khoảng 0.9 – 1.25 U định mức (U đm = 14 V hoặc 28 V) ít nhất trong thời gian bảo hành của xe.
Các thiết bị điện và điện tử và chịu được nhiễu điện từ xuất phát từ hệ thống đánh lửa và các nguồn khác.
Trong quá trình ma sát, các hạt mang điện tích âm và dương sẽ hình thành, ví dụ như giữa lốp xe và mặt đường hoặc giữa quần áo và vỏ bọc ghế ngồi Sự kết hợp của các điện tích trái dấu này có thể tạo ra một điện tích lớn, và khi phóng qua các chi tiết, nó có thể gây hư hỏng.
Nguồn điện trên ô tô
Nguồn điện trên ô tô là nguồn điện một chiều, được cung cấp bởi ắc quy (12V hoặc 24V) khi động cơ không hoạt động và bởi máy phát điện (14V hoặc 28V) khi động cơ đang hoạt động Để tiết kiệm dây dẫn và thuận tiện cho việc lắp đặt, hầu hết các xe sử dụng thân xe làm dây dẫn chung với hai kiểu kết nối: 99% xe kết nối khung thân vào cọc âm ắc quy và 1% kết nối vào cọc dương Trên ô tô hiện đại, có nhiều nấc điện áp khác nhau, từ điện áp phát ra từ cảm biến oxy (0.9V) đến cảm biến kích nổ (1.2 - 2.4V), nguồn cung cấp cho các cảm biến (5V, 7V, 8V, 9V), điện áp thường dùng là 12/14V hoặc 24/28V, điện áp cho kim phun dầu điện tử và đèn neon (80 - 110V), đến bougie (20 – 40kV) và khởi động đèn xenon (80 kV).
Các thiết bị điện và điện tử đang dần thay thế các thiết bị cơ khí trên ô tô, dẫn đến việc công suất máy phát điện ngày càng tăng, với một số dòng xe cao cấp đạt tới 4.5 kW Để tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng dây đồng, các nhà phát triển ô tô đang nghiên cứu chuyển đổi hệ thống điện từ 12/14V sang 72/84V Ngoài ra, một số xe đã áp dụng cáp quang để truyền dữ liệu giữa các hộp điều khiển điện tử ECU.
Các loại phụ tải trên ô tô
Phụ tải làm việc liên tục: gồm bơm nhiên liệu (50 - 70W), hệ thống đánh lửa (20W),kim phun (70 -100W)
Phụ tải làm việc không liên tục bao gồm các thiết bị như đèn pha (60W mỗi đèn), đèn cốt (55W mỗi đèn), đèn kích thước (10W mỗi đèn), radio (10 - 15W), và các đèn báo trên bảng tableau (2W mỗi đèn).
Phụ tải làm việc trong khoảng thời gian ngắn trên ô tô bao gồm nhiều thiết bị như đèn báo rẽ (4 đèn mỗi đèn 21W và 2 đèn mỗi đèn 2W), đèn thắng (2 đèn mỗi đèn 21W), motor điều khiển kính (150W), quạt làm mát động cơ (200W), quạt điều hòa nhiệt độ (2 quạt mỗi quạt 80W), motor gạt nước (30 - 65W), còi (25 - 40W), đèn sương mù (mỗi đèn 35 - 50W), còi lùi (21W), máy khởi động (800 - 3.000W), mồi thuốc trong xe (100W), anten (dùng motor kéo 60W), hệ thống xông máy cho động cơ diesel (100 - 150W), và ly hợp điện từ của máy nén trong hệ thống lạnh (60W) Ngoài ra, phụ tải điện trên ô tô còn được phân biệt theo công suất và điện áp làm việc.
Hệ thống cung cấp điện
2.6.1 Chức năng của hệ thống cung cấp điện
Xe được trang bị nhiều thiết bị điện nhằm đảm bảo an toàn và tiện lợi cho người lái Hoạt động tiêu thụ điện không chỉ diễn ra khi xe đang di chuyển mà còn khi dừng lại Do đó, xe được trang bị ắc quy và hệ thống nạp điện để duy trì nguồn cung cấp điện khi động cơ hoạt động Hệ thống sạc này cung cấp điện cho tất cả các thiết bị điện và nạp lại ắc quy.
Hệ thống điều khiển động cơ Ắc quy
Hệ thống giải trí trong xe
Hệ thống điều hòa không khí
Hệ thống khóa đại an Hệ thống toàn điều khiển túi khí gạt mưa rửa kín
Hình 2.4 Hệ thống cung cấp điện tổng quát
Hệ thống điều khiển phanh
2.6.2 Ắc quy Để cung cấp điện cho các phụ tải dùng điện khi động cơ không làm việc, người ta sử dụng nguồn điện hóa học một chiều gọi là ắc quy Cấu tạo bên trong ắc quy là quy trình hóa năng biến thành điện năng.
Trên ô tô hiện nay, có hai loại ắc quy chính là ắc quy nước và ắc quy khô Ắc quy khô mang lại nhiều ưu điểm vượt trội so với ắc quy nước Tuy nhiên, khi so sánh hai loại ắc quy có cùng dung lượng, ắc quy nước lại có thời gian sử dụng và tuổi thọ cao hơn.
Theo tính chất dung dịch điện phân, ắc quy nước được chia ra các loại:
Ắc quy axit: dung dịch điện phân là axit H 2 SO 4
Ắc quy kiềm: dung dịch điện phân là KOH (Kali hidroxit) hoặc NaOH (Natri hidroxit).
So với ắc quy kiềm, ắc quy axít có suất điện động mỗi ngăn cao hơn (~2V) và điện trở trong nhỏ hơn, giúp giảm độ sụt áp khi phóng với dòng lớn, mang lại hiệu suất khởi động tốt hơn Trong khi đó, ắc quy kiềm có suất điện động khoảng 1.38V và giá thành cao hơn (gấp 2-3 lần) do sử dụng vật liệu quý hiếm như bạc, niken và cađimi, cùng với điện trở trong lớn hơn Tuy nhiên, ắc quy kiềm nổi bật với độ bền cơ học và tuổi thọ cao hơn (gấp 4-5 lần), cũng như độ tin cậy cao hơn trong quá trình sử dụng.
Bình ắc quy được cấu tạo bằng cách mắc nối tiếp các ắc quy đơn (Cell) để đạt được điện thế hiệu như 6, 12 hay 24V, vì mỗi ắc quy đơn chỉ cung cấp suất điện động khoảng 2V Hiện nay, trên ô tô thường sử dụng ắc quy 12V.
Vỏ bình ắc quy có hình dạng hộp chữ nhật, được chế tạo từ nhựa êbônít, cao su cứng hoặc chất dẻo có khả năng chịu axít Vỏ bình được chia thành các ngăn tương ứng với số lượng ắc quy đơn cần thiết, trong đó chứa các khối bản cực Đáy vỏ bình có các gân dọc hình lăng trụ để hỗ trợ các khối bản cực, trong khi khoảng trống giữa các gân giúp chứa các chất kết tủa và các chất tác dụng bong ra từ các bản cực, ngăn ngừa hiện tượng chập mạch giữa các bản cực khác.
Khối bản cực bao gồm các bản cực dương và âm được sắp xếp xen kẽ, với các tấm ngăn cách điện ở giữa Mỗi bản cực có phần cốt hình mắt cáo và các chất tác dụng gắn trên đó Phần trên của cốt có tai để kết nối các bản cực cùng tên thành phân khối bản cực, trong khi phần dưới có các chân để tựa lên các gân ở đáy bình Các chân được bố trí so le nhằm tránh hiện tượng chập mạch qua sống đỡ.
Hình 2.6 Cấu tạo bản cực của ắc qui
Cốt được chế tạo từ hợp kim chống ôxy hoá, bao gồm 92 - 93% chì và 7 - 8% ăngtimon (Sb), với các bản cực dương còn bổ sung thêm 0.1 - 0.2% Asen (As) Sự có mặt của ăngtimon và Asen không chỉ tăng cường độ bền cơ học mà còn giảm thiểu ôxy hoá cho các cốt, đồng thời cải thiện tính đúc của hợp kim.
Bản cực âm được chế tạo từ bột chì và dung dịch axít H₂SO₄, với việc thêm 2 đến 3% chất nở để tăng độ xốp và giảm khả năng co và hóa cứng Chất nở có thể là các chất hữu cơ hoạt tính bề mặt kết hợp với BaSO₄, như muối humát từ than bùn, bồ hóng và chất thuộc da.
Chất tác dụng trên bản cực dương được chế tạo từ oxit chì Pb₃O₄, monoxit chì PbO và dung dịch axit H₂SO₄ Để tăng cường độ bền, người ta còn bổ sung sợi polypropylene vào thành phần chế tạo.
Các phân khối bản cực và tấm ngăn được lắp ráp thành khối bản cực, trong đó số lượng bản cực âm thường nhiều hơn một so với bản cực dương Việc đặt các bản cực dương giữa các bản cực âm giúp đảm bảo rằng các bản cực dương hoạt động đều cả hai mặt, từ đó tránh hiện tượng cong vênh và bong rơi chất tác dụng.
Tấm ngăn được chế tạo từ vật liệu xốp chịu axít như mipo, miláp, bông thủy tinh, hoặc sự kết hợp giữa bông thủy tinh với miláp hoặc gỗ Chúng thường có một mặt nhẵn và một mặt hình sóng, lồi lõm Mặt nhẵn thường được hướng về các bản cực âm, trong khi mặt còn lại hướng về bản cực dương, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho dung dịch điện phân di chuyển đến bản cực dương và lưu thông hiệu quả hơn.
Ngoài ra còn một số các chi tiết khác như: nút, nắp, cầu nối, ống thống hơi.
2.6.3 Sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp điện trên xe
Hình 2.7 Ví dụ hệ thông cung cấp điện trên xe
Khi động cơ xe Chevrolet Captiva chưa hoạt động hoặc ở số vòng quay thấp, toàn bộ phụ tải điện sử dụng từ ắc quy Khi động cơ hoạt động ở số vòng quay trung bình và cao, máy phát sẽ cung cấp điện cho tất cả các phụ tải và nạp lại ắc quy.
Hệ thống mạng CAN
CAN, viết tắt của Controller Area Network, là mạng điều khiển cục bộ, được thiết kế để truyền tải dữ liệu nối tiếp trong thời gian thực Hệ thống này có tốc độ truyền rất cao và nổi bật với khả năng phát hiện hư hỏng hiệu quả.
CAN thực hiện liên lạc thông qua sự chênh lệch điện áp giữa dây đường truyền CAN-H và CAN-L Các ECU và cảm biến trên xe chia sẻ thông tin và giao tiếp với nhau Hệ thống CAN sử dụng hai điện trở 120 Ω để đảm bảo thông tin liên lạc hiệu quả với đường truyền chính.
Có 2 loại đường truyền CAN khác nhau thường sử dụng được phân loại dựa trên tốc độ truyền tín hiệu điển hình: Đường truyền HS - CAN là đường truyền tốc độ cao được sử dụng để liên lạc giữa các hệ thống truyền lực, gầm và một số hệ thống điện thân xe Đường truyền HS - CAN được dùng để gọi “Đường truyền CAN No.1” và “Đường truyền CAN No.2” Nó hoạt động tốc độ khoảng 500 kbps Các điện trở cực cho đường truyền CAN No.1 được đặt ở trong ECU trung tâm và CAN No.2 J/C Điện trở của đường truyền CAN No.2 không thể đo được từ giắc OBD2. Đường truyền MS – CAN là đường truyền tốc độ trung bình được sử dụng để liên lạc giữa các hệ thống điện thân xe Đường truyền MS - CAN được gọi là “Đường truyền CAN
MS hoặc LS – CAN hoạt động với tốc độ khoảng 250 kbps Điện trở cho đường truyền MS - CAN được đặt trong ECU thân xe chính và ECU chứng nhận, và không thể đo được từ giắc OBD2 Thông tin liên lạc giữa các mạng này diễn ra qua ECU thân xe cho đường truyền MS - CAN hoặc ECU trung tâm cho đường truyền CAN No.2, đóng vai trò như một ECU trung tâm.
Hệ thống mạng CAN trên xe Chevrolet được thiết kế để kết nối các bộ điều khiển, nâng cao khả năng giao tiếp và trao đổi thông tin, từ đó cải thiện độ chính xác trong vận hành.
Mạng CAN sử dụng một cặp dây xoắn để truyền dữ liệu, trong đó tín hiệu được gửi bằng cách cấp điện áp High (+) và Low (-) đến hai dây.
Cấu trúc dây xoắn giúp phát hiện điện áp chênh lệch giữa hai dây dưới dạng tín hiệu dữ liệu, với đặc điểm không bị ảnh hưởng bởi nhiễu bên ngoài Khi có nhiễu xảy ra, nhiễu trên các dây High và Low sẽ tự khử lẫn nhau, đảm bảo tính ổn định của tín hiệu.
Hình 2.11 Sơ đồ khử nhiễu của đường truyền với điện áp chênh lệch
2.7.1 Những tín hiệu vào đường truyền dữ liệu tốc độ cao (HS – CAN)
Một số ví dụ về tín hiệu vào đường truyền dữ liệu tốc độ cao:
Cảm biến góc đánh lái (Steering angle sensor).
Cảm biến tốc độ (Acceleration sensor).
Bộ điều khiển bơm nhiên liệu (Fuel pump control module).
Hệ thống điều khiển phanh điện ( Electronic brake control module).
Hệ thống điều khiển lái có trợ lực (Power steering control module).
2.7.2 Những tín hiệu vào đường truyền dữ liệu tốc độ thấp (LS – CAN)
Một số ví dụ về tín hiệu vào đường truyền dữ liệu tốc độ thấp:
Tín hiệu điều khiển đèn đậu xe (Rear parking assist control module).
Bộ điều khiển ghế tài xế (Seat heating control module).
Tín hiệu điều khiển motor cửa tài xế (Driver window motor).
Hệ thống chiếu sáng
2.8.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống chiếu sáng
Hệ thống chiếu sáng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho người lái ô tô khi di chuyển vào ban đêm và trong điều kiện tầm nhìn kém.
Yêu cầu: Tất cả hệ thống chiếu sáng trên xe ô tô phải đảm bảo hai yếu tố cơ bản:
Có cường độ chiếu sáng lớn và phù hợp với điều kiện vận hành của xe.
Không làm cản trở tầm nhìn của tài xế lái xe ô tô ngược chiều.
Phân loại: Theo đặc điểm của chùm sáng, hệ thống chiếu sáng phân thành 2 loại:
Hệ thống chiếu sáng theo Châu Mỹ.
Hệ thống chiếu sáng theo Châu Âu.
2.8.2 Thông số cơ bản và chức năng của hê thống chiếu sáng
Bảng 2.3 Các thông số cơ bản của hệ thống chiếu sáng
Chế độ chiếu sáng Khoảng chiếu sáng Công suất tiêu thụ của mỗi bóng đèn
2.8.2.2 Chức năng của hệ thống chiếu sáng
Đèn đầu (Headlights) là hệ thống chiếu sáng quan trọng ở đầu xe, giúp người lái quan sát đường đi trong điều kiện tối Hệ thống này bao gồm hai phần: đèn cốt (cos) chiếu sáng gần và đèn pha (far) chiếu sáng xa, hỗ trợ người lái nhận biết tình trạng giao thông và chướng ngại vật.
Đèn sương mù là thiết bị giúp tăng cường khả năng nhận biết cho các phương tiện trong điều kiện thời tiết xấu như sương mù hoặc bụi, khi tầm nhìn của người lái bị hạn chế Thường được trang bị ánh sáng vàng đặc trưng, đèn sương mù được lắp đặt ở vị trí thấp phía dưới đầu xe nhằm tránh làm chói mắt người lái xe đối diện.
Đèn tín hiệu rẽ là thiết bị quan trọng trên phương tiện, được quy định nằm lệch hai bên thân xe với màu cam để dễ nhận biết Chức năng chính của đèn này là giúp người lái xe thông báo hướng di chuyển cho các phương tiện khác bằng cách bật/tắt đèn theo hướng muốn đi Đối với một số xe phân khối lớn và ô tô, đèn tín hiệu rẽ còn có thể hoạt động như đèn cảnh báo nguy hiểm khi bật tắt liên tục qua nút bấm hình tam giác Tuy nhiên, nhiều người lái xe tại Việt Nam thường nhầm lẫn rằng bật đèn tín hiệu rẽ để báo hiệu đi thẳng là đúng, điều này hoàn toàn sai.
Đèn hậu (đèn dừng) là thiết bị quan trọng phía sau xe, được quy định sử dụng màu đỏ để cảnh báo các phương tiện phía sau Chức năng của đèn hậu không chỉ tăng khả năng nhận biết mà còn cảnh báo khi người lái đạp phanh Ở các dòng xe cao cấp, lực phanh có thể thay đổi theo mức độ đạp phanh của tài xế, giúp tài xế phía sau nhận biết mức độ khẩn cấp trong việc giảm tốc độ Do đó, đèn hậu đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu va chạm từ phía sau.
Đèn trong xe, hay còn gọi là đèn nội thất, bao gồm nhiều loại đèn có công suất nhỏ được bố trí ở các vị trí khác nhau trong xe Mục đích chính của những chiếc đèn này là tăng cường tính tiện nghi và thẩm mỹ cho không gian nội thất của xe.
Đèn bảng số (đèn chiếu sáng biển số xe) cần phát ra ánh sáng trắng để làm rõ ràng biển số xe Đèn này sẽ tự động bật sáng cùng lúc với đèn pha hoặc đèn cốt và đèn đậu xe.
Đèn lùi (Back – up lamp): Đèn này được chiếu sáng khi xe ở tay số lùi (R), nhằm báo hiệu cho các xe khác và người đi đường
2.8.2.3 Cấu tạo của các bóng đèn
Trên ô tô hiện nay thường sử dụng 2 loại bóng đèn là: Loại dây tóc và loại Halogen.
Hình 2.12 Cấu tạo bóng đèn dây tóc
Đèn dây tóc có vỏ làm bằng thủy tinh, bên trong chứa dây điện trở bằng volfram Dây volfram được kết nối với hai dây dẫn, cung cấp dòng điện cho đèn Hai dây dẫn này được gắn chặt vào nắp đậy bằng đồng hoặc nhôm Để bảo vệ dây tóc, bên trong bóng đèn được hút hết không khí, tạo môi trường chân không nhằm ngăn chặn oxy hóa và bốc hơi.
Khi hoạt động ở điện áp định mức, dây tóc bóng đèn có thể đạt nhiệt độ lên đến 2300 o C, tạo ra ánh sáng trắng Nếu điện áp thấp hơn định mức, nhiệt độ và cường độ sáng sẽ giảm Ngược lại, điện áp cao hơn có thể làm bốc hơi volfram, dẫn đến hiện tượng đen bóng đèn và có thể làm cháy dây tóc Bóng đèn dây tóc thường hoạt động trong môi trường chân không, khiến dây tóc dễ bốc hơi và giảm tuổi thọ, đồng thời làm cho vỏ thủy tinh bị đen Để cải thiện tình trạng này, có thể tăng kích thước vỏ thủy tinh, nhưng điều này sẽ làm giảm cường độ ánh sáng sau một thời gian sử dụng.
Bóng đèn halogen ra đời đã khắc phục nhược điểm của bóng đèn dây tóc thông thường Vỏ bóng được làm chủ yếu từ thủy tinh thạch anh, cho phép chịu được nhiệt độ và áp suất cao (khoảng 5 đến 7 bar) Điều này giúp dây tóc bóng đèn sáng hơn và kéo dài tuổi thọ đáng kể.
Hình 2.13 Cấu tạo bóng đèn halogen
1 Vỏ thạch anh; 2 Dây tóc tim cos; 3 Dây tóc tim pha;
4 Giá đỡ; 5 Các tiếp điểm
Bóng halogen có ưu điểm nổi bật với tim đèn nhỏ hơn so với bóng đèn thông thường, giúp điều chỉnh tiêu điểm chính xác hơn Bên trong đèn halogen chứa khí halogen như Iod hoặc Brôm, tạo ra một quá trình hóa học khép kín Khi Iod kết hợp với vonfram bay hơi, hỗn hợp iod vonfram không bám vào vỏ thủy tinh mà được đưa trở lại vùng khí nhiệt độ cao xung quanh tim đèn Tại nhiệt độ trên 1450 °C, hỗn hợp này sẽ tách thành vonfram bám lại tim đèn và các phần tử khí halogen được giải phóng trở về dạng khí.
Quá trình tái tạo bóng đèn không chỉ ngăn ngừa sự đổi màu mà còn duy trì hiệu suất hoạt động của đèn trong thời gian dài Bóng đèn halogen được thiết kế để hoạt động ở nhiệt độ cao hơn 250 °C, vì chỉ ở nhiệt độ này, khí halogen mới có thể bốc hơi.
2.8.3 Các sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng trên xe
Dùng để chiếu sáng không gian phía trước xe, mở rộng tầm nhìn cho tài xế vào ban đêm hay trong điều kiện tầm nhìn hạn chế.
Theo sơ đồ mạch điện của hệ thống đèn đầu xe Chevrolet Captiva bên dưới đây, ta cần chú ý một số điểm:
Đèn cos (Low beam) sẽ tự động bật khi công tắc đèn đầu (Headlights switch) ở chế độ HEAD – LOW Body control module (BCM) điều khiển gián tiếp việc bật tắt 2 đèn cos thông qua relay.
Đèn pha (High beam) được điều khiển gián tiếp thông qua BCM và trực tiếp bằng relay đèn đầu khi công tắc đèn đầu ở vị trí HEAD – HIGH.
Công tắc đèn đầu và đèn sương mù (đèn Frog) được trang bị bộ làm mờ (Dimmer) cho phép điều chỉnh độ sáng Đèn sương mù có một mức điện trở giúp thay đổi điện áp, từ đó gửi tín hiệu cho BCM để xác nhận chế độ hoạt động của đèn sương mù.
Hệ thống tín hiệu
Hình 2.18 Cấu tạo còi điện
1 Loa còi; 2 Đĩa rung; 3 Màng thép; 4 Vỏ còi; 5 Khung thép; 6 Trụ đứng;
7 Tấm thép lò xo; 8 Lõi thép từ; 9 Cuộn dây; 10, 12 Ốc hãm; 11 Ốc điều chỉnh;
13 Trụ điều khiển; 14 Cần tiếp điểm tĩnh; 15 Cần tiếp điểm động; 16 Tụ điện; 17. Trụ đứng tiếp điểm; 18 Đầu bắt dây còi; 19 Núm còi; 20 Điện trở phụ
Âm thanh của còi ô tô được điều chỉnh thông qua tần số và biên độ dao động của màng còi Khi khoảng cách giữa hai tiếp điểm thay đổi, tần số và biên độ dao động cũng sẽ thay đổi Ngoài ra, sức căng của lò xo lá và khe hở giữa lõi thép và khung thép từ cũng ảnh hưởng đến khả năng đóng mở tiếp điểm Để thay đổi âm thanh của còi xe hơi, bạn có thể điều chỉnh bộ phận ốc điều chỉnh để thay đổi biên độ và tần số dao động, hoặc điều chỉnh sức căng của lò xo lá và khe hở giữa lõi thép và khung thép.
Hình 2.19 Sơ đồ mạch điện còi có BCM điều khiển trên xe Chevrolet Captiva 2.9.2 Sơ đồ mạch điện đèn báo rẽ báo nguy (Turn and hazard lamp)
Công tắc báo rẽ được đặt trong công tắc tổ hợp dưới vô lăng, giúp tài xế thao tác dễ dàng hơn.
Hình 2.20 Công tắc báo rẽ trên xe Chevrolet Captiva
Hình 2.21 Công tắc hazard trên xe Chevrolet
Captiva Sơ đồ mạch điện đèn báo rẽ và đèn báo nguy:
Hình 2.22 Sơ đồ mạch điện đèn báo rẽ và đèn báo nguy có BCM điều khiển trên xe
Đèn này giúp tài xế thông báo hướng di chuyển và xin đường với các phương tiện xung quanh, cũng như tín hiệu xin vượt xe phía trước Bên cạnh đó, chúng còn đóng vai trò như đèn cảnh báo nguy (hazard lamp).
2.9.3 Sơ đồ mạch điện đèn phanh (Stop lamp) và đèn lùi (Backup lamp) Đèn phanh là một bộ phận đặc biệt quan trọng đối với sự an toàn của người ngồi trong xe vì chức năng của nó là báo hiệu cho tài xế phương tiện khác là xe sẽ đi chậm hoặc dừng lại
Hình 2.23 Sơ đồ mạch điện đèn phanh và đèn lùi có BCM điều khiển trên xe Chevrolet
Đèn phanh trên sơ đồ mạch điện được trang bị cảm biến biến trở, giúp điều chỉnh độ sáng của đèn phanh dựa trên lực phanh của tài xế Nhờ đó, BCM có thể nhận biết mức độ khẩn cấp, cung cấp tín hiệu chính xác hơn cho phương tiện di chuyển phía sau Hệ thống còn có thêm một đèn LED màu đỏ ở giữa kính chắn gió phía sau, hỗ trợ tài xế phía sau nhận biết xe phía trước phanh nhanh hơn.
Hệ thống gạt mưa và rửa kính
Hình 2.24 Hệ thống gạt mưa rửa kính
Hệ thống gạt nước và rửa kính là thiết bị quan trọng giúp tài xế duy trì tầm nhìn rõ ràng trong điều kiện thời tiết mưa hoặc sau mưa Chức năng chính của hệ thống này là làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió phía trước, đảm bảo an toàn khi lái xe.
Hệ thống gạt nước và rửa kính trên xe Chevrolet Captiva bao gồm cần gạt nước, motor và cơ cấu dẫn động, vòi phun rửa kính, bình chứa nước rửa kính với motor, công tắc có relay điều khiển gạt nước gián đoạn, cùng với cảm biến nước mưa và bộ điều khiển gạt nước.
2.10.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận trong hệ thống gạt nước rửa kính (Wiper/Washer system)
Motor gạt nước được cấu tạo từ động cơ điện với mạch kích từ bằng nam châm vĩnh cửu, bao gồm một motor và cơ cấu trục vít – bánh vít để giảm tốc độ Công tắc dừng tự động được lắp trên bánh vít, giúp cần gạt nước dừng ở vị trí cuối khi tắt công tắc, nhằm đảm bảo tầm nhìn cho tài xế Thông thường, motor gạt nước sử dụng ba loại chổi than: chổi than tốc độ thấp, chổi than tốc độ cao và chổi than dùng chung để làm tiếp điểm nối mass.
2.10.1.2 Công tắc điều khiển gạt nước rửa kính
Công tắc gạt nước được đặt trên trục lái, dưới vô lăng, giúp tài xế dễ dàng điều khiển khi cần thiết Nó có các vị trí như OFF (dừng), LOW (tốc độ thấp), HIGH (tốc độ cao), và INT (gián đoạn), cho phép gạt nước hoạt động theo chế độ gián đoạn với thời gian điều chỉnh Ngoài ra, vị trí MIST (sương mù) cho phép gạt nước hoạt động trong điều kiện có sương mù, vừa gạt nước vừa bơm nước lên.
Hình 2.26 Công tắc gạt nước, rửa kính trên xe Chevrolet Captiva
2.10.2 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt nước rửa kính
Hình 2.27 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt nước, rửa kính có BCM điều khiển trên
Các loại tín hiệu
2.11.1 Giới thiệu về các tín hiệu
Hiện nay, trong lĩnh vực công nghệ kỹ thuật ô tô, có hai loại tín hiệu phổ biến là tín hiệu liên tục (analog) và tín hiệu kỹ thuật số (digital) Mỗi loại tín hiệu này có phương pháp truyền và đặc tính riêng, phù hợp với các mục đích sử dụng khác nhau.
Tín hiệu digital, hay tín hiệu kỹ thuật số, chỉ có hai mức là cao và thấp (ví dụ 0V – 5V) và không liên tục Mức thấp (0V) biểu thị trạng thái OFF, trong khi mức cao (5V) biểu thị trạng thái ON Tại bất kỳ thời điểm nào, tín hiệu digital đại diện cho một giá trị số không đổi, do đó, nó thường được sử dụng để thể hiện tín hiệu rời rạc và tín hiệu nhị phân.
Hình 2.28 Ví dụ về tín hiệu on – off, một dạng tín hiệu digital
Tín hiệu analog, hay tín hiệu liên tục, là loại tín hiệu cung cấp sự thay đổi liên tục về biên độ tại nhiều thời điểm khác nhau, trái ngược với tín hiệu kỹ thuật số Ví dụ, điện áp tức thời của tín hiệu micro thay đổi theo áp suất của sóng âm, hoặc tín hiệu mà cảm biến áp suất đo được trong đường ống Một số loại tín hiệu analog phổ biến bao gồm Analog 4 – 20mA và Analog 0 – 10V.
2.11.2 Ứng dụng tín hiệu analog trên ô tô
Tín hiệu analog được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị như cảm biến và công tắc điều khiển với nhiều mức độ, bao gồm việc làm mờ đèn, điều chỉnh mức độ gián đoạn trong công tắc gạt nước rửa kính, và các bộ chọn chế độ đọc.
NGHIÊN CỨU, THỰC HIỆN MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN
Hệ thống chiếu sáng
3.2.1 Cấu tạo hệ thống chiếu sáng
Hình 3.11 Vị trí các chi tiết hệ thống chiếu sáng trong mô hình
Bảng 3.2 Các chi tiết trong hệ thống chiếu sáng
Ký hiệu Tên chi tiết
1 HEADLAMP SW – Công tắc đèn đầu
2 FOG LAMP SW – Công tắc đèn sương mù
5 TAIL LAMP – Đèn đuôi xe
6 FOG LAMP – Đèn sương mù
3.2.2 Sơ đồ mạch điện và nguyên lí hoạt động
3.2.2.1 Sơ đồ mạch điện và nguyên lí hoạt động đèn đầu
Hình 3.12 Sơ đồ công tắc điều khiển đèn đầu
Hình 3 13 Sơ đồ mạch điện đèn đầu
Khi công tắc LIGHT SWITCH ở vị trí OFF:
Các chân tín hiệu không được nối mass, do đó không có đèn nào sáng
Khi công tắc LIGHT SWITCH ở vị trí HDLP:
+ Khi công tắc Head Lamp Switch ở vị trí LOW: J6/12 → mass (GND), BCM từ chân J2/23 điều khiển cuộn dây Head Lamp Low Relay, làm đóng tiếp điểm, hai
Khi công tắc Head Lamp Switch ở vị trí HIGH, chân J6/12 và J5/18 sẽ nối với mass (GND) BCM từ chân J1/16 điều khiển cuộn dây Head Lamp High Relay, dẫn đến việc đóng tiếp điểm, khiến hai bóng đèn High Headlamp được nối (+) và phát sáng.
Khi công tắc Head Lamp Switch ở chế độ PASSING, ngay cả khi LIGHT SWITCH ở vị trí OFF, tín hiệu từ chân J5/25 sẽ được kết nối với mass (GND) BCM từ chân J1/16 sẽ điều khiển cuộn dây của Head Lamp High Relay, dẫn đến việc đóng tiếp điểm và làm cho hai bóng đèn High Headlamp sáng.
3.2.2.2 Sơ đồ mạch điện và nguyên lí hoạt động đèn hậu
Hình 3.14 Sơ đồ mạch điện đèn hậu
Khi công tắc LIGHT SWITCH ở vị trí PARK:
Chân J6/8 cung cấp nguồn mass (GND), trong khi BCM từ chân J2/24 điều khiển cuộn dây của Relay đèn Park Lamp Khi Relay được kích hoạt, ba đèn: Parking Lamp, Tail Lamp và License Plate Lamp sẽ được nối với nguồn (+) để phát sáng.
3.2.2.3 Sơ đồ công tắc điều khiển và mạch điện đèn sương mù
Hình 3.15 Sơ đồ mạch điện đèn sương mù
Khi công tắc đèn sương mù (FRONT FOG SWITCH) được bật, chân J7/21 sẽ nối với mass (GND), cho phép BCM điều khiển cuộn dây của rơ le đèn sương mù phía trước (Front Fog Lamp Relay) từ chân J1/11 Điều này làm cho tiếp điểm đóng lại, kết nối hai bóng đèn đèn sương mù phía trước với nguồn (+), khiến cho bóng đèn sáng lên.
Khi công tắc đèn sương mù phía sau (REAR FOG SWITCH) được bật, chân J4/16 sẽ kết nối với mass (GND) Từ chân J1/20, BCM điều khiển cuộn dây của Relay đèn sương mù phía sau, làm cho tiếp điểm đóng lại, và hai bóng đèn đèn sương mù phía sau sẽ được cấp nguồn (+) để phát sáng.
Hệ thống tín hiệu
3.3.1 Cấu tạo hệ thống tín hiệu
Hình 3.16 Vị trí các chi tiết hệ thống tín hiệu trong mô hình Bảng 3.3 Các chi tiết trong hệ thống tín hiệu
Ký hiệu Tên chi tiết
1 TURN SIGNAL SW – Công tắc báo rẻ
2 HAZARD SW – Công tắc khẩn cấp
3 TURN SIGNAL – Đèn tín hiệu
4 BRAKE SW – Công tắc phanh
5 HORN SW – Công tắc còi
3.3.2 Sơ đồ mạch điện và nguyên lí hoạt động
3.3.2.1 Sơ đồ mạch điện và nguyên lí hoạt động của hệ thống còi
Hình 3 17 Sơ đồ mạch điện hệ thống còi
Hệ thống còi được điều khiển trực tiếp qua công tắc, với BCM từ chân J2/18 kết nối với cuộn dây để cho phép điều khiển còi bằng phần mềm chẩn đoán (Actual Test) Khi nhấn công tắc HORN, cuộn dây của Horn Relay sẽ hút tiếp điểm, kết nối hai còi Horn Low và Horn High (+) để kích hoạt còi.
3.3.2.2 Sơ đồ mạch điện và nguyên lí hoạt động của hệ thống xi nhan
Hình 3.18 Sơ đồ mạch điện hệ thống xi nhan
Khi công tắc xi nhan (TURN SIGNAL SWITCH) ở vị trí bên trái (LH), tín hiệu từ chân J5/15 sẽ được nối đất (mass/GND), cho phép BCM điều khiển trực tiếp đèn xi nhan từ chân J2/4 và J2/1, dẫn đến hiện tượng bóng đèn xi nhan chớp tắt liên tục.
Khi công tắc xi nhan ở vị trí bên phải (RH), J5/16 sẽ kết nối với mass (GND), và BCM từ chân J1/5 và J2/2 sẽ điều khiển trực tiếp đèn xi nhan, khiến bóng đèn chớp tắt liên tục.
Khi nhấn HAZARD SWITCH, chân J5/19 sẽ kết nối với mass (GND), cho phép BCM từ các chân J2/4, J1/5, J2/1 và J2/2 điều khiển trực tiếp các đèn xi nhan, khiến cho bóng đèn xi nhan chớp tắt liên tục Đồng thời, đèn LED trong HAZARD SWITCH cũng sẽ chớp tắt cùng với bóng đèn xi nhan.
3.3.2.3 Sơ đồ mạch điện và nguyên lí hoạt động của hệ thống đèn phanh
Khi đạp bàn đạp phanh, lúc này bàn đạp phanh điều khiển trực tiếp Stop Lamp,hai bóng đèn được nối (+) làm cho đèn sáng
Hệ thống gạt mưa rửa kính
3.4.1 Cấu tạo hệ thống gạt mưa rửa kính
Hình 3.20 Vị trí các chi tiết hệ thống gạt mưa rửa kính trong mô hình
Bảng 3.4 Các chi tiết trong hệ thống gạt mưa rửa kính
Ký Tên chi tiết hiệu
1 FRONT WIPER SW – Công tắc gạt mưa
2 WASHER SW – Công tắc rửa kính
3 FRONT WIPER – Gạt mưa phía trước
3.4.2 Sơ đồ mạch điện và nguyên lí hoạt động của hệ thống gạt mưa rửa kính
Hình 3.21 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa rửa kính
Nguyên lý hoạt động Điều khiển FRONT WIPER SWITCH:
- Ở vị trí OFF hệ thống không hoạt động.
Tại vị trí INT J5/8 đến J5/9 thông qua một biến trở, việc điều chỉnh tốc độ gạt nước được thực hiện BCM từ chân J2/20 điều khiển cuộn dây WIPER CONTROL RELAY, đảm bảo việc đóng ngắt tiếp điểm trong quá trình gián đoạn Nguồn dương đi qua chân LOW của động cơ gạt nước phía trước về GND, kích hoạt mô-tơ hoạt động theo chế độ gián đoạn.
Tại vị trí LOW J5/8 đến J5/9 qua một điện trở, BCM từ chân J2/20 điều khiển cuộn dây WIPER CONTROL RELAY để đóng tiếp điểm Nguồn dương đi qua chân LOW của Front Wiper Motor về GND, khiến mô-tơ hoạt động ở tốc độ thấp.
Tại vị trí HIGH J5/8 → J5/9 thông qua một điện trở và J5/8 → J5/5, BCM từ chân J2/20 điều khiển cuộn dây của WIPER RELAY CONTROL để đóng tiếp điểm Đồng thời, BCM từ chân J2/21 điều khiển cuộn dây WIPER SPEED RELAY Nguồn dương đi qua chân HIGH của Front Wiper Motor về GND, khiến mô-tơ hoạt động ở tốc độ cao.
Khi nhấn công tắc WASHER từ J5/8 đến J5/24, BCM sẽ điều khiển cuộn dây FRONT WASHER PUMP RELAY thông qua chân J1/15, dẫn đến việc đóng tiếp điểm Nguồn dương sẽ đi qua FRONT WASHER PUMP MOTOR đến GND, kích hoạt mô-tơ bơm hoạt động.
Hệ thống khóa cửa
3.5.1 Cấu tạo hệ thống khóa cửa
Hình 3.22 Vị trí các chi tiết hệ thống khóa cửa trong mô hình
Bảng 3.5 Các chi tiết trong hệ thống khóa cửa
Ký hiệu Tên chi tiết
1 DOOR LOCK SW – Công tắc khóa cửa
3.5.2 Sơ đồ mạch điện và nguyên lí hoạt động của hệ thống khóa cửa
Nguyên lý hoạt động Điều khiển DOOR LOCK SWITCH:
Tại vị trí LOCK, chân J4/12 của BCM điều khiển relay khóa cửa (DOOR LOCK RELAY) từ chân J4/9, tạo ra một đầu nối dương Đồng thời, đầu còn lại của mô tơ khóa cửa (DOOR LATCH MOTOR) được nối âm, giúp mô tơ hoạt động để thực hiện việc khóa cửa.
Tại vị trí UNLOCK, J4/111 →mass, chân J4/7 của BCM điều khiển UNDOOR LOCK RELAY, kích hoạt tiếp điểm để tạo ra một đầu nối dương Đồng thời, đầu còn lại của DOOR LATCH MOTOR được nối âm, cho phép mô tơ hoạt động theo chiều ngược lại nhằm mở cửa.
CHẨN ĐOÁN VÀ SỬA CHỬA
Pan tạo lỗi
Trên mô hình được thiết kế 12 Pan lỗi để phục vụ cho việc thực tập chuẩn đoán thông qua 12 công tắc như
Pan 1: Cắt đèn cốt trái phải
Pan 2: Cắt đèn cốt bên phải.
Pan 3: Cắt đèn pha trái phải
Pan 4: Cắt đèn pha bên trái.
Pan 5: Cắt đèn báo rẽ bên trái phía trước.
Pan 6: Cắt đèn báo rẽ bên phải phía trước.
Pan 7: Cắt đèn báo rẽ bên trái phía sau.
Pan 8: Cắt đèn báo rẽ bên phải phía sau.
Pan 9: Cắt tín hiệu High Speed công tắc gạt mưa rửa kính đến BCM.
Pan 10: Cắt tín hiệu Low Speed công tắc gạt mưa rửa kính đến BCM.
Pan 11: Cắt nguồn dương của motor gạt mưa rửa kính
Pan 12: Cắt motor cơ cấu chấp hành khóa cửa.
Chẩn đoán
Triệu chứng Đèn Cốt trái phải không sáng khi bật công tắc điều khiển.
Kích hoạt bằng máy chẩn đoán
Kích hoạt bằng máy chuẩn đoán, đèn Cốt trái phải không sáng.
Hình 4.2 Sơ đồ Pan 2
Triệu chứng Đèn Cốt bên phải không sáng khi bật công tắc điều khiển.
Kích hoạt bằng máy chẩn đoán
Kích hoạt bằng máy chuẩn đoán, đèn Cốt bên phải không sáng.
Hình 4.3 Sơ đồ Pan 3
Triệu chứng Đèn pha trái phải không sáng khi bật công tắc điều khiển.
Kích hoạt bằng máy chẩn đoán
Kích hoạt bằng máy chuẩn đoán, đèn pha trái phải không sáng.
Hình 4.4 Sơ đồ Pan 4
Triệu chứng Đèn pha bên trái không sáng khi bật công tắc điều khiển.
Kích hoạt bằng máy chẩn đoán
Khi kích hoạt bằng máy chuẩn đoán, đèn báo rẽ bên trái phía trước không sáng.
Hình 4.5 Sơ đồ Pan 5
Triệu chứng Đèn báo rẽ bên trái phía trước không sáng khi bật công tắc.
Kích hoạt bằng máy chẩn đoán
Khi kích hoạt bằng máy chuẩn đoán, đèn báo rẽ bên trái phía trước không sáng.
Hình 4.6 Sơ đồ Pan 6
Triệu chứng Đèn báo rẽ bên phải phía trước không sáng khi bật công tắc báo rẽ.
Kích hoạt bằng máy chẩn đoán
Khi kích hoạt bằng máy chuẩn đoán, đèn báo rẽ bên phải phía trước không sáng.
Hình 4.7 Sơ đồ Pan 7 Triệu chứng Đèn báo rẽ bên phải không sáng khi bật công tắc báo rẽ.
Kích hoạt bằng máy chẩn đoán
Khi kích hoạt bằng máy chuẩn đoán, đèn báo rẽ bên phải sáng.
Hình 4.8 Sơ đồ Pan 8
Triệu chứng Đèn báo rẽ bên trái không sáng khi bật công tắc báo rẽ.
Kích hoạt bằng máy chẩn đoán
Khi kích hoạt bằng máy chuẩn đoán, đèn báo rẽ bên trái sáng.
Hình 4.9 Sơ đồ Pan 9
Motor gạt mưa và rửa kính không hoạt động khi bật công tắt điều khiển ở chế độ High Speed.
Kích hoạt bằng máy chẩn đoán
Kích hoạt bằng máy chuẩn đoán, motor hoạt động bình thường ở chế độ High Speed.
Hình 4.10 Sơ đồ Pan 10
Motor gạt mưa và rửa kính không hoạt động khi bật công tắt điều khiển ở chế độ Low Speed.
Kích hoạt bằng máy chẩn đoán
Kích hoạt bằng máy chuẩn đoán, motor hoạt động bình thường ở chế độ Low Speed.
Hình 4.11 Sơ đồ Pan 11
Motor gạt mưa và rửa kính không hoạt động khi bật công tắt điều khiển ở tất cả chế độ.
Kích hoạt bằng máy chẩn đoán
Kích hoạt bằng máy chuẩn đoán, motor không hoạt động ở tất cả chế độ.
Hình 4.12 Sơ đồ Pan 12
Motor cơ cấu chấp hành khóa cửa không hoạt động khi bật công tắc điều khiển.
Kích hoạt bằng máy chẩn đoán
Kích hoạt bằng máy chuẩn đoán, Motor cơ cấu chấp hành khóa cửa không hoạt động.