Tìm hiểu, thực hiện mô hình hệ thống gạt mưa rửa kính và hệ thống chiếu sáng tín hiệu phục vụ giảng dạy

Trong đề tài này, nhóm chúng em đã phân tích cơ sở lý thuyết về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống gạt mưa – rửa kính và hệ thống chiếu sáng – tính hiệu, từ đó thiết kế mô hình

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Trang 9

LỜI CẢM ƠN

Được sự phân công của Khoa Cơ Khí Động Lực - Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật TPHCM, cùng với sự đồng ý của giảng viên hướng dẫn Ths Nguyễn Quang Trãi và quý giảng viên Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM, nhóm chúng em đã thực hiện đồ

án tốt nghiệp với đề tài “Tìm hiểu, thực hiện mô hình hệ thống gạt mưa – rửa kính và hệ thống chiếu sáng – tín hiệu phục vụ giảng dạy.” Đây là một điều kiện rất tốt cho chúng em

có cơ hội xâu chuỗi những kiến thức mà chúng em đã được học tại trường để áp dụng vào việc thực hiện nghiên cứu của mình

Trong quá trình thực hiện đồ án, ngoài sự nỗ lực làm việc của những thành viên trong nhóm, nhóm chúng em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình từ phía gia đình, thầy cô

và tập thể bạn bè đã giúp chúng em hoàn thành đề tài này Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, quý thầy cô trong Khoa Cơ Khí Động Lực đã tạo điều kiện tốt nhất cho chúng em học tập, trao dồi kiến thức, rèn luyện kỹ năng

và tư tưởng đạo đức tốt Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Nguyễn Quang Trãi Thầy đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo và quan tâm hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp, giúp chúng em hoàn thành đúng thời hạn đề ra Thầy đã cung cấp các tài liệu cần thiết cho việc nghiên cứu đề tài, đốc thúc công việc và chỉnh sửa nội dung thuyết minh của chúng em đúng với nội dung và hình thức đã đặt ra Trong thời gian làm việc với thầy, chúng em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức

mà còn học tập được tinh thần và thái độ làm việc của thầy

Với sự cố gắng của bản thân và sự giúp đỡ nhiệt tình từ các thầy cô, kết quả nghiên cứu đạt được những thành quả nhất định Tuy vậy, không thể tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót trong quá trình thực hiện Để hoàn thành tốt, khắc phục những hạn chế và thiếu sót, chúng em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn!

Trang 10

mô hình thực tế nên chúng em chọn đề tài “Tìm hiểu, thực hiện mô hình hệ thống gạt mưa – rửa kính và hệ thống chiếu sáng – tín hiệu phục vụ giảng dạy.” Mô hình được thiết kế, chế tạo và lắp đặt dựa vào cơ sở lý thuyết, các số liệu thực tế, các chi tiết, thiết bị thực tế trên ô tô để mô phỏng hoạt động của hai hệ thống trên Chúng em hy vọng kết quả nghiên cứu của đề tài này sẽ ứng dụng cho việc giảng dạy tại các trường

Trong đề tài này, nhóm chúng em đã phân tích cơ sở lý thuyết về cấu tạo và nguyên

lý hoạt động của hệ thống gạt mưa – rửa kính và hệ thống chiếu sáng – tính hiệu, từ đó thiết

kế mô hình hệ thống gạt mưa – rửa kính và mô hình hệ thống chiếu sáng – tín hiệu

Với thời gian 4 tháng nghiên cứu và thực hiện, nhóm chúng em đã hoàn thành được nhiệm vụ đề tài đặt ra Nội dung được thể hiện rõ qua 5 chương gồm:

Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 3: Thiết kế, thực hiện mô hình

Chương 4: Hướng dẫn sử dụng và các bài thực hành

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện, các mô hình được hoàn thành với tính trực quan và tính thẩm mỹ cao, mô phỏng gần giống với hệ thống được ứng dụng trên ô tô hiện nay Đặc biệt sản phẩm có khả năng ứng dụng cao, thích hợp cho các bạn sinh viên học ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

Trang 11

MỤC L ỤC

LỜI CẢM ƠN 6

TÓM TẮT ii

MỤC L ỤC iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

Chương I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

Chương II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3

2.1 Hệ thống gạt mưa – rửa kính 3

2.1.1 Giới thiệu 3

2.1.2 Cấu tạo 3

2.1.2.1 Công tắc gạt mưa 5

2.1.2.2 Relay điều khiển gạt mưa gián đoạn 6

2.1.2.3 Công tắc rửa kính: 6

2.1.2.4 Cần gạt mưa 6

2.1.2.5 Motor gạt mưa 8

2.1.2.6 Motor bơm nước – rửa kính 10

2.1.3 Nguyên lý hoạt động 12

2.1.4 Một số sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa – rửa kính thực tế 19

Trang 12

2.2.1 Giới thiệu 30

2.2.1.1 Hệ thống đèn đầu 30

2.2.1.2 Đèn hậu: 31

2.2.1.3 Đèn sương mù 31

2.2.1.4 Hệ thống đèn xi nhan và đèn báo nguy 32

2.2.1.5 Hệ thống DRL 32

2.2.1.6 Đèn báo taplo 32

2.2.2 Các bộ phận của hệ thống đèn chiếu sáng – tín hiệu 32

2.2.2.1 Cụm đèn đầu, đèn sương mù phía trước 33

2.2.2.2 Hệ thống đèn hậu 37

2.2.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống chiếu sáng – tín hiệu 38

2.2.4 Một số sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng – tín hiệu thực tế 43

Chương III: THIẾT KẾ, THỰC HIỆN MÔ HÌNH 63

3.1 Mô hình hệ thống gạt mưa – rửa kính 63

3.1.1 Lựa chọn thiết bị vật tư 63

3.1.2 Thiết kế sơ đồ mạch điện 66

3.1.3 Thực hiện mô hình 68

3.2 Mô hình hệ thống chiếu sáng – tín hiệu 70

3.2.1 Lựa chọn thiết bị vật tư 70

3.2.2 Thiết kế mạch điện 73

3.2.3 Thực hiện mô hình 74

Chương IV: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ CÁC BÀI THỰC HÀNH 77

4.1 Những vật dụng cần chuẩn bị cần chuẩn bị cho mô hình gạt mưa – rửa kính và mô hình chiếu sáng – tín hiệu 77

4.2 Hướng dẫn sử dụng mô hình hệ thống gạt mưa – rửa kính 82

Trang 13

4.2.1 Những điều cần lưu ý trước khi sử dụng mô hình 82

4.2.2 Xác định chân các thiết bị trên mô hình gạt mưa – rửa kính 84

4.2.3 Vận Hành các chức năng của mô hình 85

4.3 Mô hình hệ thống chiếu sáng – tín hiệu 86

4.3.1 Những điều cần lưu ý trước khi sử dụng mô hình 86

4.3.2 Xác định chân các thiết bị trên mô hình chiếu sáng – tín hiệu 89

4.3.3 Vận hành các chế độ trên mô hình 90

4.4 Các bài thực hành trên mô hình 91

4.4.1 Bài thực hành số 1 91

4.4.5 Phiếu thực hành 95

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99

5.1 Kết luận 99

5.2 Kiến nghị 99

Tài liệu tham khảo 100

Trang 14

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BCM: Body Control Module

ECU: Electronic Control Unit

MPX: Multiplex Communication System

FBCM: Front Body Control Module

LED: Light Emitting Diode

LCS: Light Control Switch

LH: Left-Hand

RH: Right-Hand

SW: Switch

Trang 15

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Bảng lựa chọn các vật tư cho mô hình hệ thống gạt mưa – rửa kính 63

Bảng 3.2 Bảng lựa chọn các vật tư cho mô hình hệ thống chiếu sáng – tín hiệu 70

Trang 16

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Hệ thống gạt mưa trên xe 3

Hình 2.2 Các bộ phận hệ thống gạt mưa – rửa kính 4

Hình 2.3 Các bộ phận của hệ thống gạt mưa tự động 4

Hình 2.4 Công tắc gạt mưa 5

Hình 2.5 Hệ thống phun nước rửa kính 6

Hình 2.6 Cấu tạo cần gạt mưa 7

Hình 2.7 Gạt mưa che một nữa và che toàn phần 8

Hình 2.8 Cấu tạo motor gạt mưa 8

Hình 2.9 Cấu tạo cuộn dây của motor 9

Hình 2.10 Hoạt động của công tắc dạng cam 10

Hình 2.11 Motor bơm nước rửa kính 10

Hình 2.12 Hoạt động kết hợp gạt mưa và rửa kính 11

Hình 2.13 Sơ đồ mạch điện khi công tắc gạt mưa ở vị trí LOW/MIST 12

Hình 2.14 Sơ đồ mạch điện khi công tắc gạt mưa ở vị trí HIGH 13

Hình 2.15 Sơ đồ mạch điện khi công tắc gạt mưa ở vị trí OFF 14

Hình 2.16 Sơ đồ mạch điện khi công tắc gạt mưa ở vị trí INT (Tr1 ON) 15

Hình 2.17 Sơ đồ mạch điện khi công tắc gạt mưa ở vị trí INT (Tr1 OFF) 16

Hình 2.18 Sơ đồ mạch điện khi công tắc gạt mưa ở vị trí ON 17

Hình 2.19 Cảm biến lượng mưa 18

Hình 2.20 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa -rửa kính (trước) xe FORTUNER 2017 (1) 19

Hình 2.21 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa -rửa kính (trước) xe FORTUNER 2017 (2) 20

Trang 17

Hình 2.22 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa -rửa kính (sau) xe FORTUNER 2017 (1)22

Hình 2.23 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa -rửa kính (sau) xe FORTUNER 2017 (2)23

Hình 2.24 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa – rửa kính trên xe CR-V 2018 (1) 24

Hình 2.28 Sơ đồ mạch điện gạt mưa – rửa kính CX5 2015 (1) 28

Hình 2.29 Sơ đồ mạch điện gạt mưa – rửa kính CX5 2015 (2) 29

Hình 2.30 Hệ thống đèn đầu và đèn hậu 31

Hình 2.31 Hệ thống đèn báo hỏng đèn sau 31

Hình 2.32 Vị trí của các bộ phận trong hệ thống chiếu sáng và tín hiệu 32

Hình 2.33 Bóng đèn loại dây tóc 33

Hình 2.34 Bóng đèn halogen 34

Hình 2.35 Chóa đèn hình chữ nhật 36

Hình 2.30 Cách bố trí tim đèn 36

Hình 2.36 Đèn hệ châu Âu 36

Hình 2.37 Đèn hệ Mỹ 37

Hình 2.38 Hệ thống đèn hậu 38

Hình 2.39 Sơ đồ công tắc điều khiển đèn đầu loại dương chờ 38

Hình 2.40 Sơ đồ mạch điều khiển đèn kiểu âm chờ 39

Hình 2.41 Hoạt động của hệ thống đèn sương mù trước 40

Hình 2.42 Hoạt động của hệ thống đèn sương mù sau 41

Hình 2.43 Mạch điện hệ thống đèn xinhan có công tắc hazard rời 42

Trang 18

Hình 2.45 Sơ đồ hệ thống đèn đầu (Headlight) trên xe Fortuner 2017 (1) 43

Hình 2.52 Sơ đồ mạch điện đèn FOG phía trước xe Fortuner 2017 (1) 50

Hình 2.55 Sơ đồ mạch điện đèn xinhan, hazard trên xe Fortuner 2017 (1) 53

Hình 2.59 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn Headlight Mazda 6 2014 (1) 57

Hình 2.66 Sơ đồ mạch điện đèn Xinhan - Hazard trên xe Mazda 6 2014 61

Hình 2.67 Sơ đồ mạch điện đèn FOG trên xe Mazda 6 2014 (1) 62

Hình 2.68 Sơ đồ mạch điện đèn FOG trên xe Mazda 6 2014 (2) 62

Trang 19

Hình 3.1 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa – rửa kính được điều khiển thông qua BCM

66

Hình 3.2 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa – rửa kính không thông qua BCM 67

Hình 3.3 Sơ đồ bố trí tổng thể mô hình hệ thống gạt mưa – rửa kính 67

Hình 3.4 Mô hình hệ thống gạt mưa – rửa kính 68

Hình 3.5 Sơ đồ đấu nối hệ thống gạt mưa – rửa kính được điều khiển thông qua BCM 69 Hình 3.6 Sơ đồ đấu nối hệ thống gạt mưa – rửa kính không thông qua BCM 69

Hình 3.7 Sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng – tín hiệu 73

Hình 3.8 Sơ đồ bố trí tổng thể mô hình hệ thống chiếu sáng – tín hiệu 74

Hình 3.9 Mô hình hệ thống đèn chiếu sáng – tín hiệu 75

Hình 3.10 Sơ đồ đấu nối dây hệ thống đèn Xinhan – hazard lên mô hình 75

Hình 3.11 Sơ đồ đấu nối hệ thống đèn Headlight, đèn Tail, đèn FOG 76

Hình 4.1 Đồng hồ VOM 77

Hình 4.2 Acquy 77

Hình 4.3 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa – rửa kính được điều khiển thông qua BCM 78

Hình 4.4 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa – rửa kính không thông qua BCM 79

Hình 4.5 Sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng – tín hiệu 80

Hình 4.6 Sơ đồ bố trí tổng thể trên mô hình hệ thống gạt mưa – rửa kính 81

Hình 4.7 Sơ đồ bố trí tổng thể trên mô hình hệ thống chiếu sáng – tín hiệu 81

Hình 4.7 Xác định vị trí các chân của công tắc điều khiển gạt mưa – rửa kính 85

Hình 4.8 Mạch công tắc đèn trên mô hình chiếu sáng – tín hiệu 89

Hình 4.9 Mạch công tắc Hazard trên mô hình 90

Trang 20

Chương I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Ngày nay chúng ta đang chứng kiến những sự phát triển vượt bậc của các lĩnh vực khoa học kỹ thuật nói chung và trong ngành công nghệ ô tô nói riêng Có thể nói đây là thời bùng nổ các tiến bộ khoa học kỹ thuật Việc ứng dụng các lĩnh vực khoa học công nghệ vào ngành công nghiệp ô tô rất đa dạng và phong phú giúp cho những chiếc xe khi sản xuất ra trở nên tiện nghi hơn, an toàn và dễ dàng kiểm soát hơn Một trong các ứng dụng trên đó là ứng dụng công nghệ kỹ thuật điện tử, vi xử lý, vi điều khiển để phát triển ra hệ thống gạt mưa – rửa kính và hệ thống đèn chiếu sáng – tín hiệu thông minh trên xe ô tô hiện nay

Trên ô tô hàng loạt những hệ thống mới ra đời làm tăng tính năng sử dụng cho những chiếc ô tô để làm tăng tính tiện nghi, hiện đại và để đảm bảo tính an toàn cho người sử dụng Những chiếc ô tô dần được lắp đặt nhiều hệ thống hơn có mức độ an toàn cho người

sử dụng cao hơn Một trong những lĩnh vực an toàn cho người sử dụng là đảm an toàn cho những chiếc xe khi đi trong điều kiện khác nhau như mưa, bão, thiếu ánh sáng…và đặc biệt

là không gây khó chịu cho người khác Các nhà nghiên cứu, chế tạo ô tô phát minh ra gạt mưa – rửa kính (Automotive Wiper - Washer System) và hệ thống đèn chiếu sáng – tín hiệu (Automotive Lighting System) đáp ứng rất tốt yêu cầu đảm bảo an toàn khi xe di chuyển

Ở Việt Nam hệ thống này cũng được xuất hiện trên các chiếc xe của các hãng như VINFAST, TOYOYA, HONDA, HYUNDAI, BMW, MAZDA…, để đáp ứng cho công tác bảo dưỡng, sửa chữa, nâng cấp những dòng xe hiện đại với nhiều hệ thống mới nói chung

và hệ thống gạt mưa – rửa kính, hệ thống chiếu sáng – tín hiệu nói riêng đòi hỏi việc đào tạo kỹ sư có kiến thức chuyên môn vững chắc và trình độ cao Vấn đề đặt ra cho các trường

là phải đào tạo ra các kỹ sư ô tô vừa giỏi về kiến thức chuyên môn và có kinh nghiệm thực tiễn

Từ nhu cầu thực tiễn như vậy nên nhóm chúng em chọn đề tài “Tìm hiểu thực hiện

mô hình hệ thống gạt mưa – rửa kính và hệ thống chiếu sáng – tín hiệu phục vụ giảng dạy.” nhằm giúp các thế hệ sinh viên tiếp theo có cái nhìn khách quan và thực tế hơn về các hệ thống trên Tạo điều kiện cho các sinh viên được ứng dụng những cơ sở lý thuyết vào thực hành một cách trực quan nhất trên mô hình gần giống với thực tế, giúp sinh viên hiểu rõ

Trang 21

hơn về bài học Khi thực hiện đề tài này sẽ giúp ích rất nhiều cho chúng em về sự hiểu biết

và kinh nghiệm thực tiễn về hệ thống gạt mưa – rửa kính và hệ thống chiếu sáng – tín hiệu trên ô tô từ đó củng cố thêm kiến thức được học và phát triển mở rộng qua các hệ thống điện, điện tử ô tô khác Hiểu được nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ thống, kiểm tra được

hư hỏng cũng như hoạt động của hệ thống, có thể tự sửa chữa những hư hỏng thường gặp trên hệ thống

- Nghiên cứu hệ thống gạt mưa – rửa kính

- Nghiên cứu hệ thống chiếu sáng – tín hiệu

- Thiết kế, thi công mô hình dạy học hệ thống gạt mưa – rửa kính và hệ thống chiếu sáng – tín hiệu

- Biên soạn hướng dẫn sử dụng và xây dựng các bài tập thực hành phục vụ giảng dạy

- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống gạt mưa – rửa kính, Hệ thống chiếu sáng – tín hiệu

- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu cấu tạo, chức năng, các thức vận hành của hệ thống gạt mưa – rửa kính, hệ thống chiếu sáng – tín hiệu trên ô tô hiện nay

- Vận dụng tất cả các kiến thức đã được học trong suốt các năm học vừa qua

- Tìm kiếm tài liệu tham khảo về hệ thống gạt mưa – rửa kính và hệ thống chiếu sáng – tín hiệu

- Tham khảo hệ thống gạt mưa – rửa kính và hệ thống chiếu sáng – tín hiệu trên một

số dòng xe hiện nay để từ đó thiết kế xây dựng mô hình thực tế

- Phân tích và tổng hợp lý thuyết cơ bản để vận dụng thực hiện thi công thiết kế chế tạo mô hình thực tế hệ thống gạt mưa – rửa kính và hệ thống chiếu sáng – tín hiệu

- Đặt bản thân là người giảng dạy, từ đó phát triển, nghiên cứu tạo ra các các bài thực hành trên mô hình thực tế

Trang 22

Chương II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Hệ thống gạt mưa – rửa kính

2.1.1 Giới thiệu

Hệ thống gạt mưa – rửa kính là một hệ thống đảm bảo cho người lái nhìn được rõ bằng cách gạt nước mưa trên kính trước và kính sau khi trời mưa Hệ thống có thể làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió phía trước nhờ thiết bị rửa kính Vì vậy, đây là thiết bị cần thiết cho sự an toàn của xe khi chạy Gần đây một số kiểu xe có thể thay đổi tốc độ gạt mưa theo tốc độ xe và tự động hoạt động khi trời mưa

Hình 2.1 Hệ thống gạt mưa trên xe

2.1.2 Cấu tạo

Hệ thống gạt mưa trên ô tô gồm các bộ phận:

1 Cần gạt mưa phía trước/ Lưỡi gạt mưa phía trước

2 Motor và cơ cấu dẫn động gạt mưa phía trước

3 Vòi phun của bộ rửa kính trước

4 Bình chứa nước rửa kính (có motor rửa kính)

5 Công tắc gạt mưa và rửa kính (Có relay điều khiển gạt mưa gián đoạn)

6 Cần gạt mưa phía sau/ Lưỡi gạt mưa phía sau

7 Motor gạt mưa phía sau

8 Relay điều khiển bộ gạt mưa phía sau

9 Bộ điều khiển gạt mưa (ECU J/B phía hành khách)

Trang 23

10 Cảm biến lượng mưa

Hình 2.2 Các bộ phận hệ thống gạt mưa – rửa kính

Hình 2.3 Các bộ phận của hệ thống gạt mưa tự động

Trang 24

2.1.2.1 Công tắc gạt mưa

Hình 2.4 Công tắc gạt mưa Công tắc điều khiển gạt mưa – rửa kính có các vị trí:

1 OFF (dừng)

2 LO (gạt tốc độ chậm)

3 HI (gạt tốc độ nhanh)

4 INT (gạt gián đoạn)

5 Washer (rửa kính trước)

6 INT TIME (thời gian dừng khi gạt gián đoạn)

7 OFF Rear (dừng gạt mưa sau)

8 INT Rear (gạt gián đoạn sau)

9 ON Rear (bật gạt mưa sau)

10 Washer Rear (rửa kính sau)

Công tắc gạt mưa được bố trí trên trục trụ lái, đó là vị trí mà người lái có thể điều khiển bất kỳ lúc nào khi cần Công tắc gạt mưa có các vị trí OFF (dừng), LO (tốc độ thấp)

và HI (tốc độ cao) và các vị trí khác để điều khiển chuyển động của nó Một số xe có vị trí MIST (gạt mưa chỉ hoạt động khi công tắc gạt mưa ở vị trí MIST (sương mù), vị trí INT (gạt mưa hoạt động ở chế độ gián đoạn trong một khoảng thời gian nhất định) và một công tắc thay đổi để điều chỉnh khoảng thời gian gạt mưa Ngoài ra, trên các xe ô tô hiện nay còn được trang bị hệ thống gạt mưa tự động (AUTO) giúp hệ thống gạt mưa tự hoạt động và điều chỉnh tốc độ gạt mưa theo lượng mưa mà không cần sự can thiệp của người lái Trong

Trang 25

nhiều trường hợp công tắc gạt mưa – rửa kính được kết hợp với công tắc điều khiển đèn

Vì vậy, đôi khi người ta gọi là công tắc tổ hợp Ở những xe có trang bị gạt mưa cho kính sau, thì công tắc gạt mưa sau cũng nằm ở công tắc gạt mưa và được bật về giữa các vị trí

ON và OFF

2.1.2.2 Relay điều khiển gạt mưa gián đoạn

Một số xe có vị trí INT cho gạt mưa kính sau Ở những kiểu xe gần đây, ECU được đặt trong công tắc tổ hợp cho MPX (hệ thống thông tin đa chiều)

Relay này có chức năng:

Relay này kích hoạt các gạt mưa hoạt động một cách gián đoạn Một relay nhỏ và mạch transisto gồm có tụ điện và điện trở cấu tạo thành relay điều khiển gạt mưa gián đoạn Dòng điện tới motor gạt mưa được điều khiển bằng relay này theo tín hiệu được truyền từ công tắc gạt mưa làm cho motor gạt mưa chạy gián đoạn Và ở một số xe thì relay này được tích hợp trong công tắc điều khiển gạt mưa và có thể điều chỉnh được thời gian gián đoạn thông qua một biến trở

Trang 26

mưa được ép vào kính trước bằng lò xo nên gạt mưa có thể gạt được nước mưa nhờ dịch chuyển thanh gạt mưa Chuyển động tuần hoàn của gạt mưa được tạo ra bởi motor và cơ cấu dẫn động Vì lưỡi cao su lắp vào thanh gạt mưa bị mòn do sử dụng và do ánh sáng mặt trời và nhiệt độ môi trường v.v… nên phải thay thế phần lưỡi cao su này một cách định kỳ

Hình 2.6 Cấu tạo cần gạt mưa

Gạt mưa được che một nửa/ gạt mưa che hoàn toàn:

Gạt mưa thông thường có thể nhìn thấy từ phía trước của xe Tuy nhiên để đảm bảo tính khí động học, bề mặt lắp ghép phẳng và tấm nhìn rộng nên những gạt mưa gần đây được che đi dưới nắp ca pô Gạt mưa có thể nhìn thấy một phần gọi là gạt mưa che một nửa, gạt mưa không nhìn thấy được gọi là gạt mưa che hoàn toàn

Với gạt mưa che hoàn toàn nếu nó bị phủ băng tuyết hoặc ở trong các điều kiện khác, thì gạt mưa không thể dịch chuyển được Nếu cố tình làm sạch tuyết bằng cách cho hệ thống gạt mưa hoạt động cưỡng bức có thể làm hỏng motor gạt mưa Để ngăn ngừa hiện tượng này, phần lớn các mẫu xe có cấu trúc chuyển chế độ gạt mưa che hoàn toàn sang chế độ gạt mưa che một phần bằng tay Sau khi bật sang gạt mưa che một nửa, cần gạt mưa có thể đóng trở lại bằng cách dịch chuyển nó theo hướng mũi tên được chỉ ra trên hình vẽ

Trang 27

Hình 2.7 Gạt mưa che một nữa và che toàn phần

2.1.2.5 Motor gạt mưa

Motor gạt mưa là dạng động cơ điện một chiều kích từ bằng nam châm vĩnh cửu Motor gạt mưa gồm có motor và bộ truyền bánh răng để làm giảm tốc độ ra của motor Motor gạt mưa có 3 chổi than tiếp điện: chổi tốc độ thấp, chổi tốc độ cao và một chổi dùng chung (để tiếp mass) Một công tắc dạng cam được bố trí trong bánh răng để gạt mưa dừng

ở vị trí cố định trong mọi thời điểm

Hình 2.8 Cấu tạo motor gạt mưa Chuyển đổi tốc độ motor: Một sức điện động ngược được tạo ra trong cuộn dây phần ứng khi motor quay để hạn chế tốc độ quay của motor

Trang 28

Hình 2.9 Cấu tạo cuộn dây của motor

- Hoạt động ở tốc độ thấp: Khi dòng điện đi vào cuộn dây phần ứng từ chổi than tốc

độ thấp, một sức điện động ngược lớn được tạo ra Kết quả là motor quay với tốc độ thấp

- Hoạt động ở tốc độ cao: Khi dòng điện đi vào cuộn dây phần ứng từ chổi tiếp điện tốc độ cao, một sức điện động ngược nhỏ được tạo ra Kết quả là motor quay với tốc

độ cao

Cơ cấu gạt mưa có chức năng dừng thanh gạt mưa tại vị trí cố định Do có chức năng này thanh gạt mưa luôn được bảo đảm dừng ở dưới cùng của kính chắn gió khi tắt công tắc gạt mưa Công tắc dạng cam thực hiện chức năng này Công tắc này có đĩa cam xẻ rãnh chữ V và 3 điểm tiếp xúc Khi công tắc gạt mưa ở vị trí LO/HI, điện áp Acquy được đặt vào mạch điện và dòng điện đi vào motor gạt mưa qua công tắc gạt mưa làm cho motor gạt mưa quay Tuy nhiên, ở thời điểm công tắc gạt mưa tắt, nếu tiếp điểm P2 ở vị trí tiếp xúc

mà không phải ở vị trí rãnh thì điện áp của Acquy vẫn được đặt vào mạch điện và dòng điện đi vào motor gạt mưa tới tiếp điểm P1 qua tiếp điểm P2 làm cho motor tiếp tục quay Sau đó bằng việc quay đĩa cam làm cho tiếp điểm P2 ở vị trí rãnh do đó dòng điện không

đi vào mạch điện và motor gạt mưa bị dừng lại Tuy nhiên, do quán tính của phần ứng, motor không dừng lại ngay lập tức và tiếp tục quay một ít Kết quả là tiếp điểm P3 vượt qua điểm dẫn điện của đĩa cam Thực hiện việc đóng mạch như sau:

Trang 29

Hình 2.10 Hoạt động của công tắc dạng cam Phần ứng → Cực (+)1 của motor → công tắc gạt mưa → cực S của motor gạt mưa → tiếp điểm P1 → P3 → phần ứng Vì phần ứng tạo ra sức điện động ngược trong mạch đóng này, nên quá trình hãm motor bằng điện được tạo ra và motor được dừng lại tại điểm cố định

2.1.2.6 Motor bơm nước – rửa kính

Hình 2.11 Motor bơm nước rửa kính

Đổ nước rửa kính vào bình chứa trong khoang động cơ Bình chứa nước rửa kính được làm từ bình nhựa mờ và nước rửa kính được phun nhờ motor rửa kính đặt trong bình chứa Motor bộ rửa kính có dạng cánh quạt như được sử dụng trong bơm nhiên liệu Có hai loại hệ thống rửa kính đối với ô tô có rửa kính sau: Một loại có bình chứa chung cho cả bộ

Trang 30

và kính sau nhờ motor rửa kính điều khiển các van và một loại khác có hai motor riêng cho

bộ phận rửa kính trước và bộ phận rửa kính sau được đặt trong bình chứa

Hình 2.12 Hoạt động kết hợp gạt mưa và rửa kính

Trang 31

2.1.3 Nguyên lý hoạt động

- Chế độ LOW/MIST (gạt tốc độ thấp/gạt sương mù)

Hình 2.13 Sơ đồ mạch điện khi công tắc gạt mưa ở vị trí LOW/MIST

Khi công tắc ở vị trí LOW hay MIST, dòng điện chạy đến chổi tốc độ thấp của motor gạt mưa như sơ đồ dưới và gạt mưa hoạt động ở tốc độ thấp

Accu + → chân +B → tiếp điểm LOW/MIST công tắc gạt mưa → chân +1 → motor gạt mưa (Lo) → mass

Trang 32

- Chế độ HIGH (gạt mưa ở tốc độ cao)

Hình 2.14 Sơ đồ mạch điện khi công tắc gạt mưa ở vị trí HIGH

Khi công tắc gạt mưa ở vị trí HIGH dòng điện tới chổi tốc độ cao của motor (HI) như sơ

đồ dưới và motor quay ở tốc độ cao

Accu + → chân +B → tiếp điểm HIGH của công tắc gạt mưa → chân +2 → motor gạt mưa (HIGH) → mass

Trang 33

- Khi công tắc ở vị trí OFF:

Nếu công tắc gạt mưa được đưa về vị trí OFF trong khi motor gạt mưa đang hoạt động, thì dòng điện sẽ đi vào chổi than tốc độ thấp của motor gạt mưa và gạt mưa hoạt động

ở tốc độ thấp Khi gạt mưa tới vị trí dừng, tiếp điểm của công tắc dạng cam sẽ chuyển từ phía P3 sang phía P2 và motor dừng lại (+) Nguồn → tiếp điểm P2 công tắc cam → cực S→ tiếp điểm relay → tiếp điểm OFF → cực +1 → motor gạt mưa (LOW) → mass

Hình 2.15 Sơ đồ mạch điện khi công tắc gạt mưa ở vị trí OFF

Trang 34

- Chế độ gạt INT (gạt gián đoạn):

Khi công tắc gạt mưa dịch đến vị trí INT, Tr1 bật trong một thời gian ngắn làm tiếp điểm relay chuyển từ A sang B: Accu + → chân +B → cuộn relay Tr1→ chân EW → mass Khi các tiếp điểm relay đóng tại B, dòng điện chạy đến motor (LO) và motor bắt đầu quay

ở tốc độ thấp: Accu + → chân +B → tiếp điểm B relay → các tiếp điểm INT của công tắc gạt mưa → chân +1 → motor gạt mưa LO → mass

Hình 2.16 Sơ đồ mạch điện khi công tắc gạt mưa ở vị trí INT (Tr1 ON)

Trang 35

Tr1 nhanh chóng tắt, làm tiếp điểm của relay lại quay ngược từ B về A Tuy nhiên, một khi motor bắt đầu quay, tiếp điểm của công tắc cam bật từ vị trí A sang vị trí B nên dòng điện tiếp tục chạy qua chổi tốc độ thấp của motor và gạt mưa hoạt động ở tốc độ thấp: Accu + → tiếp điểm B công tắc cam → chân số S → tiếp điểm A relay → chân +1 → motor gạt mưa LO → mass Khi gạt mưa đến vị trí dừng tiếp điểm của công tắc cam lại gạt từ B

về A làm dừng motor Một thời gian xác định sau khi gạt mưa dừng Tr1 lại bật trong thời gian ngắn, làm gạt mưa lập lại hoạt động gián đoạn của nó

Hình 2.17 Sơ đồ mạch điện khi công tắc gạt mưa ở vị trí INT (Tr1 OFF)

Trang 36

- Khi bật công công tắc ở vị trí phun mưa rửa kính:

Hình 2.18 Sơ đồ mạch điện khi công tắc gạt mưa ở vị trí ON

Khi công tắt rửa kính bật ON, dòng điện chạy đến motor rửa kính: Accu + → motor rửa kính → chân số W → tiếp điểm công tắc rửa kính → chân EW → mass

Trong trường hợp gạt mưa nối với rửa kính, Tr1 bật trong thời gian xác định khi motor rửa kính hoạt động làm gạt mưa hoạt động, ở tốc độ thấp một hoặc hai lần Thời gian Tr1 bật

là thời gian nạp điện cho tụ trong mạch transisto Thời gian nạp lại điện cho tụ phụ thuộc vào thời gian bật công tắc rửa kính

Trang 37

- Gạt mưa tự động khi trời mưa

Khi công tắc gạt mưa ở vị trí AUTO, chức năng này dùng một cảm biến mưa, nó được lắp ở kính trước để phát hiện lượng mưa và điều khiển thời gian gạt mưa tối ưu tương ứng theo lượng mưa

Cảm biến lượng mưa

Cảm biến lượng mưa gồm có 1 diode phát tia hồng ngoại (LED) và một diode quang

để nhận các tia này Phương pháp phát hiện lượng nước mưa dựa trên lượng tia hồng ngoại được phản xạ bởi kính trước của xe Ví dụ nếu không có nước mưa trên khu vực phát hiện, các tia hồng ngoại được phát ra từ LED đều được kính trước phản xạ và diode quang sẽ nhận các tia phản xạ này Một dải của cảm biến nước mưa sẽ điền vào khe hở giữa thấu kính và kính trước Nếu có mưa ở khu vực phát hiện, thì một phần tia hồng ngoại phát ra

sẽ bị xuyên thấu ra ngoài do sự thay đổi hệ số phản xạ của kính xe do mưa Do đó lượng tia hồng ngoại do diode quang nhận được giảm xuống Đây là tín hiệu để xác định lượng mưa Vì vậy đây là chức năng điều khiển chế độ hoạt động của gạt mưa ở tốc độ thấp, tốc

độ cao và gián đoạn cũng như thời gian gạt mưa tối ưu

Hình 2.19 Cảm biến lượng mưa

Trang 38

2.1.4 Một số sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa – rửa kính thực tế

 Xe Fortuner 2017

Hình 2.20 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa -rửa kính (trước) xe FORTUNER 2017 (1)

Trang 39

Hình 2.21 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa -rửa kính (trước) xe FORTUNER 2017 (2)

Trang 40

Accu + → chân +B1→ tiếp điểm LOW/MIST công tắc gạt mưa → chân +1 → motor gạt nước (Lo) → mass

Khi công tắc gạt mưa ở vị trí HIGH dòng điện tới chổi tốc độ cao tốc của motor (HI) như sơ đồ trên và motor quay ở tốc độ cao

Accu + → chân +B1 → tiếp điểm HIGH của công tắc gạt mưa → chân +2 → motor gạt mưa (HIGH) → mass

 Chế độ gạt INT (gạt gián đoạn):

Khi công tắc gạt mưa dịch đến vị trí INT, Tr1 bật trong một thời gian ngắn làm tiếp điểm relay chuyển từ A sang B: Accu + → chân +B → cuộn relay Tr1→ chân EW → mass Khi các tiếp điểm relay đóng tại B, dòng điện chạy đến motor (LO) và motor bắt đầu quay

ở tốc độ thấp: Accu + → chân +B → tiếp điểm B relay → các tiếp điểm INT của công tắc gạt mưa → chân +1 → motor gạt mưa LO → mass

 Khi công tắc ở vị trí OFF:

Nếu công tắc gạt mưa được đưa về vị trí OFF trong khi motor gạt mưa đang hoạt động, thì dòng điện sẽ đi vào chổi than tốc độ thấp của motor gạt mưa và gạt mưa hoạt động

ở tốc độ thấp Khi gạt mưa tới vị trí dừng, tiếp điểm của công tắc dạng cam sẽ chuyển từ phía P3 sang phía P2 và motor dừng lại (+) Nguồn → tiếp điểm P2 công tắc cam → cực S→ tiếp điểm relay → tiếp điểm OFF → cực +1 → motor gạt mưa (LOW) → mass

 Chế độ rửa kính

Khi công tắt rửa kính bật ON, dòng điện chạy đến motor rửa kính: Acquy + → motor rửa kính → chân số WF → tiếp điểm công tắc rửa kính → chân EW → mass

Khi công tắc bật sang ON, dòng điện đi như sau:

Accu –> +B (motor gạt mưa) chân WR tiếp điểm chân EW của công tắc  mass

Đồng thời dòng điện cũng đi từ Acquy  +B2 (Công tắc gạt mưa) tiếp điểm WF  Motor phun nước  mass

Tiêu đề	Tìm Hiểu, Thực Hiện Mô Hình Hệ Thống Gạt Mưa – Rửa Kính Và Hệ Thống Chiếu Sáng – Tín Hiệu Phục Vụ Giảng Dạy
Tác giả	Mạc Xuân Trường Giang, Nguyễn Công Quang
Người hướng dẫn	ThS. Nguyễn Quang Trãi
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
Thể loại	Khóa Luận Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	120
Dung lượng	11,7 MB