Hệ-thống-điện-điện-tử

Khái niệm Hệ thống nâng hạ kính là một hệ thống để mở và đóng các cửa sổ bằng công tắc.. Hệ thống nâng hạ kính phải thực hiện đầy đủ chức năng: - Chức năng đóng, mở cửa kính bằng tay: Kh

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, cùng với những tiễn bộ của khoa học kỹ thuật thì nhu cầu của con người cũng ngày càng cao Chính vì thế mà các hãng ô tô hiện nay ngày càng quan tâm đặc biệt đến tính tiện nghi cho người sử dụng Hệ thống nâng hạ kính là một trong những hệ thống đáp ứng nhu cầu đó

Dưới đây, chúng ta cùng tìm hiểu hệ thống điện điều khiển nâng hạ kính cánh cửa trên xe ô tô được thay thế bằng thủ công từ thuở sơ khai

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật trên con đường công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước Ngành điện tử nói chung đã có những bước tiến vượt bậc và mang lai những thành quả đáng kể Đế thúc đầy nền kinh tế của đất nước ngày càng phát triển, giàu mạnh thì phải đào tạo cho thế hệ trẻ có đủ kiến thức để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội Đòi hỏi phải nâng cao chất lượng đào tạo, phải đưa ra các phương tiện dạy học hiện đại vào trong giảng đường, trường học có như vây thì trình độ của con người ngày càng cao mối đáp ứng được nhu của xã hội Trường ĐH Công nghiệp Hà Nội là một trong số những trường đã rất trú trọng đến việc hiện đại hoá trang thiết bị nhằm nâng cao hiệu quả trong giảng dạy cũng như giúp sinh viên có khả năng thực tế cao Để các sinh viên có tăng khả năng tư duy và làm quen với công việc thiết kế, chế tạo chúng em đã được giao cho thực hiện bài tập lớn hệ thống điện điều khiển nâng hạ kính tư động nhằm củng cố về kiến thức trong quá trình thực tế Sau khi nhân để tài, nhờ sự giúp đỡ tận tình của giáo viên hướng dẫn cùng với sự nỗ lực cố gắng của cả nhóm sự tìm tòi nghiên cứu tài liệu đến nay bài tập lớn của nhóm em về mặt cơ bản đã hoàn thành Trong quá trình thực hiện dù đã rất có gắng nhưng do trình độ còn hạn chế kinh nghiêm cón ít nên không thể tránh khỏi sai sót Chúng em mong nhân được sự chỉ bảo giúp đỡ và đóng góp ý kiến của mọi người

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CN Ô TÔ

BÀI TẬP LỚN

ĐỀ TÀI:HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN NÂNG HẠ KÍNH

Giảng viên hướng dẫn:

Nhóm : Thành Viên :

Mục lục

Chương 1: Tổng quát về hệ thống nâng hạ kính

1.1 Khái niệm

Hệ thống nâng hạ kính là một hệ thống để mở và đóng các cửa sổ bằng công tắc Motor cửa sổ điện quay khi vận hành công tắc điện của cửa sổ điện Chuyển động quay của cửa sổ điện này sau đó được chuyển thành chuyển động lên xuống nhờ bộ nâng hạ cửa sổ để mở hoặc đóng cửa kính theo yêu cầu của người lái

Hình 1.1: Hệ thống nâng hạ kính trên xe ô tô 1.2 Nhiệm vụ của hệ thống nâng hạ kính trên xe ô tô

Hệ thống dùng để nâng hạ kính xe ở tất cả các cửa một cách dễ dàng, được sử dụng bằng động cơ điện một chiều

1.3 Yêu cầu của hệ thống nâng hạ kính trên xe ô tô

Hệ thống nâng hạ kính phải đảm bảo làm việc nhẹ nhàng, không gây ồn ào, đặc biệt trên các xe hiện đại thì cơ cấu có bộ phận cảm ứng dùng để dừng việc nâng kính khi có chướng ngại vật để đảm bảo an toàn

Hệ thống nâng hạ kính phải thực hiện đầy đủ chức năng:

- Chức năng đóng, mở cửa kính bằng tay:

Khi công tắc cửa kính được kéo lên hoặc hạ xuống nửa chừng, thì cửa sổ sẽ mở hoặc đóng cho đến khi thả công tắc

- Chức năng đóng, mở cửa kính bằng một lần ấn:

Khi công tắc cửa kính được kéo lên hay đẩy xuống hoàn toàn thì cửa sổ sẽ đóng, mở hoàn toàn

Chú ý: Một số xe chỉ có chức năng đóng, mở cửa kính tự động cho cửa kính bên phía người lái

Hình 1.2: Chức năng đóng mở cửa kính.

- Chức năng chống kẹt cửa kính:

Trong quá trình đóng cửa kính tự động, nếu có vật thể lạ kẹt giữa cửa kính thì cửa kính sẽ tự động dừng lại và dịch chuyển xuống khoảng 50mm

- Chức năng khoá cửa kính:

Khi bật công tắc khoá cửa kính thì không thể mở hay đóng tất cả các cửa kính trừ cửa kính phía người lái

Hình 1.3: Hệ thống chống kẹt cửa kính

- Chức năng điều khiển của kính khi tắt khoá điện:

Chức năng này cho phép điều khiển cửa kính trong khoảng thời gian 45 giây sau khi khoá điện về vị trí ACC hoặc LOCK, nếu cửa xe phía người lái không mở

1.4 Phân loại hệ thống nâng hạ kính trên xe ô tô

Theo phương pháp điều khiển hệ thống nâng hạ kính được chia làm hai loại sau:

+ Hệ thống nâng hạ kính bằng tay (sử dụng trên các ô tô thế hệ cũ)

Hình 1.4: Tay cầm nâng hạ kính bằng tay

+ Hệ thống nâng hạ kính dùng động cơ điện sử dụng nam châm vĩnh cửu hiện nay trên các xe hiện đại đều dùng loại này vì có kết cấu nhỏ gọn dễ lắp ráp bố trí mô tơ quay được hai chiều khi ta thay đổi chiều dòng điện Cửa có thể nâng cao hạ thấp tuỳ ý

Hình 1.5: Nâng hạ kính bằng mô tơ điện

Chương 2: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống nâng

hạ kính

2.1 Cấu tạo

2.1.1 Bộ nâng hạ cửa sổ

• Cấu tạo: Cửa kính được đỡ bằng đòn nâng của bộ nâng hạ cửa sổ Đòn này được đỡ bằng cơ cấu đòn chữ X nối với đòn điều chỉnh của bộ nâng hạ cửa sổ

• Chức năng: Chuyển động quay của mô tơ điều khiển cửa sổ được

chuyển thành chuyển động lên xuống để đóng cửa sổ

Hình 2.1: Bộ nâng hạ kính cửa sổ 2.1.2 Mô tơ điều khiển cửa sổ điện

• Cấu tạo: Mô tơ điều khiển cửa sổ điện gồm có ba bộ phận: Mô tơ, bộ truyền bánh răng và cảm biến Mô tơ thay đổi chiều quay nhờ công tắc

Bộ truyền bánh răng truyền chuyển động quay của mô tơ tới bộ nâng hạ cửa sổ Cảm biến gồm có công tắc hạn chế và cảm biến tốc độ để điều khiển chống kẹt cửa sổ

• Chức năng: Mô tơ điều khiển cửa sổ điện quay theo hai chiều để dẫn động bộ nâng hạ cửa sổ

Hình 2.2: Mô tơ điều khiển cửa sổ điện 2.1.3 Công tắc chính cửa sổ điện

• Công tắc chính cửa sổ điện điều khiển toàn bộ hệ thống cửa sổ điện

• Công tắc chính cửa sổ điện dẫn động tất cả các mô tơ điều khiển cửa sổ điện

• Công tắc khoá cửa sổ ngăn không cho đóng và mở cửa sổ trừ cửa sổ phía người lái

• Việc xác định kẹt cửa sổ được xác định dựa trên các tín hiệu của cảm biến tốc độ và công tắc hạn chế từ mô tơ điều khiển cửa sổ phía người lái (các loại xe có chức năng chống kẹt cửa sổ)

Hình 2.3: Công tắc chính cửa sổ điện 2.1.4 Các công tắc cửa sổ điện

• Công tắc cửa sổ điện điều khiển dẫn động mô tơ điều khiển cửa sổ điện của cửa sổ phía hành khách phía trước và phía sau Mỗi cửa có một công tắc điện điều khiển

Hình 2.4: Công tắc cửa sổ điện

2.1.5 Khoá điện

• Khoá điện truyền các tín hiệu vị trí ON, ACC hoăc LOCK tới công tắc chính cửa sổ điện để điều chỉnh chức năng khi tắt khoá điện

Hình 2.5: Khoá điện 2.1.6 Công tắc cửa xe

• Công tắc cửa xe truyền các tín hiệu đóng hoặc mở cửa xe của người lái (mờ cửa: ON, đóng cửa: OFF) tới công tắc chính cửa sổ điện để điều khiển chứa năng cửa sổ khi tắt khoá điện

Hình 2.6: Công tắc cửa xe 2.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống nâng hạ kính

Hệ thống nâng hạ kính gồm một đống khâu khớp và được dẫn động bởi Motor điện Motor điện sẽ lấy nguồn từ Acquy hoặc máy phát trên ô tô Khi người lái nhấn công tắc sẽ kích hoạt dòng điện đến motor đẫn dộng và làm motor hoạt động thông qua các khâu khớp để nâng hoặc hạ kính trên ô tô (Tùy theo

nút bấm nên chiều dòng điện sẽ khác nhau từ đó làm motor dẫn động quay với chiều ngược nhau)

2.2.1 Nguyên lý làm việc của hệ thống nâng hạ kính sử dụng dây cáp

• Nguyên lý hoạt động rất đơn giản thanh ray trượt đảm nhận nhiệm vụ nâng đỡ tấm kính Tạo bề mặt phẳng cho tấm kính di chuyển lên hoặc xuống Một phần di động được gắn liền với thân tấm kính Nhờ chuyển động quay của motor kết hợp với dây cáp

• Kéo phần di động đó trượt trên trục của thanh trượt kéo theo tấm kính

Sẽ được đẩy lên hoặc đẩy xuống phụ thuộc vào chiều quay của động cơ

• Khi động cơ quay thuộc tấm kính sẽ được kéo nên và ngược lại động

cơ quay nghịch tấm kính sẽ được kéo xuống

• Sử dụng cáp Bowden kép nó chỉ khác ở chỗ sẽ bổ sung thêm một thanh trượt và một đoạn dây kéo Khi thanh trượt được bổ sung gấp đôi, sức kéo vì thế sẽ được tăng lên Khả năng lên xuống của kính vì thế sẽ ổn định hơn Di chuyển nhanh hơn, tin cậy hơn

Hình 2.7: Hệ thống nâng hạ kính sử dụng dây cáp 2.2.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống nâng hạ kính không sử dụng cáp có dạng hình “cái kéo”

• Nguyên lý hoạt động khi động cơ quay sẽ làm cho bánh răng quay Bánh răng này được ăn khớp cơ khí với bánh răng trên cánh tay đòn Kéo theo nó sẽ di chuyển, thanh chữ “X” sẽ được nâng hạ lên hoặc xuống

• Cửa kính ô tô sẽ được nâng lên hoặc hạ xuống theo chiều quay của động cơ Cơ cấu chuyển động này hoàn toàn không sử dụng dây cáp Khá đơn giản dễ dàng cho sửa chữa và lắp đặt

Hình 2.8: Hệ thống nâng hạ kính không sử dụng cáp có dạng hình

“cái kéo”

2.2.3 Hệ thống nâng hạ kính bằng tay quay

• Là một hệ thống sử dụng “tay quay” để nâng hạ kính lên xuống, hệ thống này khiến cho việc nâng hạ kính mất khá nhiều thời gian nhưng hiện nay đã dần được thay thế bằng hệ thống chỉnh điện

• Được sử dụng ở một số xe ô tô đời cũ và xe tải: Kia Pride, xe tải dòng nhỏ, …

Hình 2.9: Hệ thống nâng hạ kính bằng tay quay

2.3 Các chức năng

2.3.1 Chức năng đóng/mở bằng tay

• Khi khoá điện ở vị trí ON và công tắc cửa sổ điện phía người lái được kéo lên nửa chừng, thì tín hiệu UP bằng tay sẽ được truyền tới IC và xảy ra sự thay đổi sau đây:

- Tranzisto Tr: ON (mở)

- Rơle up: ON (bật)

- Rơle down: Tiếp mát

Kết quả là mô tơ điều khiển cửa sổ điện phía người lái quay theo hướng

UP (lên) Khi nhả công tắc ra, rơ le UP tắt và mô tơ dừng lại

Hình 2.10: Mạch điện hệ thống nâng hạ kính đóng bằng tay

• Khi ấn công tắc điều khiển cửa sổ điện phía người lái xuống nửa

chừng, tín hiệu DOWN bằng tay được truyền tới IC và xảy ra sự thay đổi sau đây:

- Tranzito Tr: On (mở)

- Rơle UP: tiếp mát

- Rơle DOWN: ON (bật)

Kết quả là mô tơ điều khiển cửa sổ phía người lái quay theo hướng DOWN

Hình 2.11: Mạch điện hệ thống nâng hạ kính mở bằng tay

2.3.2 Chức năng đóng/mở cửa sổ tự động bằng một lần ấn

• Khi khoá điện ở vị trí ON và công tắc cửa sổ điện phía người lái được kéo lên hoàn toàn, tín hiệu UP tự động được truyền tới IC Vì IC có mạch định thời và mạch này sẽ duy trì trạng thái ON lớn nhất khoảng

10 giây khi tín hiệu UP tự động được đưa vào, nên mô tơ điều khiển cửa sổ điện phía người lái tiếp tục quay ngay cả khi công tắc được nhả ra

• Mô tơ điều khiển cửa sổ điện dừng lại khi cửa sổ phía người lái đóng hoàn toàn và IC xác định được tín hiệu khoá mô tơ từ cảm biến tốc độ

và công tắc hạn chế của mô tơ điều khiển cửa sổ điện hoặc khi mạch định thời tắt Có thể dừng thao tác đóng mở tự động bằng cách nhấn vào công tắc cửa sổ điện phía người lái

Hình 2.12: Mạch điện đóng cửa sổ tự động bằng một lần ấn

Hình 2.13: Mạch điện mở cửa sổ tự động bằng một lần ấn 2.3.3 Chức năng chống kẹt

• Mô tả:

- Cửa sổ bị kẹt được xác định bởi hai bộ phận Công tắc hạn chế và cảm biến tốc độ trong mô tơ điều khiển cửa sổ điện

- Cảm biến tốc độ chuyển tốc độ mô tơ thành tín hiệu xung Sự kẹt cửa

sổ được xác định dựa vào sự thay đổi chiều dài của sóng xung

- Khi đai của vành răng bị đứng im, công tắc hạn chế sẽ phân biệt sự thay đổi chiều dài sóng của tín hiệu xung trong trường hợp cửa bị kẹt với chiều dài sóng xung trong trường hợp cửa sổ đóng hoàn toàn

Hình 2.13: Chức năng chống kẹt

• Nguyên lý hoạt động: Khi công tắc chính cửa sổ điện nhận được tín hiệu là có một cửa sổ bị kẹt từ mô tơ điều khiển cửa kính, nó tắt rơle

UP, bật rơle DOWN khoảng một giây và cửa kính khoảng 50 mm để ngăn không cho cửa sổ tiếp tục đóng

Hình 2.14: Mạch điện chống kẹt cửa sổ điện

2.3.4 Chức năng điều khiển cửa sổ khi tắt khoá điện

• Chức năng điều khiển cửa sổ khi tắt khoá điện điều khiển sự hoạt động của rơle chính cửa sổ điện dựa trên hệ thống điều khiển khoá cửa

• Khi tắt khoá điện từ vị trí ON về vị trí ACC hoặc LOCK, thì rơle tổ hợp xác định sự thay đổi này sẽ kích hoạt mạch định thời và giữ rơle chính điều khiển cửa sổ điện ở trạng thái bật khoảng 45 giây

• Khi rơle tổ hợp xác định việc mở cửa dựa trên tín hiệu truyền từ công tắc cửa, thì rơle này sẽ ngắt rơle chính điều khiển cửa sổ điện

Hình 2.15: Mạch điện điều khiển cửa sổ khi tắt khoá điện

Chương 3: Hệ thống nâng hạ kính

3.1 Sơ đồ mạch

Hình 3.1: Sơ đồ mạch hệ thống điều khiển cửa kính

Hình 3.2: Sơ đồ mạch hệ thống điều khiển cửa kính

3.2 Nguyên lý làm việc

• Khi bật công tắc máy, dòng qua rơle cung cấp nguồn cho cụm công tắc điều khiển nơi người lái Nếu công tắc chính ở vị trí OFF thì người sẽ chủ động điều khiển tất cả các cửa

• Cửa số M1: Bật công tắc sang vị trí DOWN: lúc này (1) sẽ nối (2) môtơ

sẽ quay kính hạ xuống

• Bật sang vị trí UP (1’) nối (3’) dòng qua môtơ nguồn ban đầu nên kính được nâng lên

• Tương tự, người lái có thể điều khiển nâng, hạ kính cho tất cả các cửa còn lại (công tắc S2, S3 và S4)

• Khi công tắc chính được mở, người ngồi trong xe được phép sử dụng khoảng thông thoáng theo ý riêng (trường hợp xe không mở hệ thống điều hoà, đường không ô nhiễm, không ồn, …)

• Khi điều khiển quá giới hạn UP hoặc DOWN, vít lưỡng kim trong từng môtơ sẽ mở ra và việc điều khiển không hợp lý này được vô hiệu hoá