Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống điện thân ô tô

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Những năm gần đây nhu cầu mua sắm ô tô của người Việt trở nên rầm rộ hơn bao giờ hết, một phần vì do cơ chế mở cửa của nhà nước, nhu cầu sử dụng của phương tiện này ng

LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU: KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN, ĐIỆN TỬ

Mã số công trình: ………

(Phần này do BTC Giải thưởng ghi)

ABS - Anti-lock Brake System Hệ thống chống bó cứng phanh CAN - Controller Area Network Mạng giao tiếp trên ô tô

DC - Direct Current Điện một chiều

INT - Intermitten Chế độ gạt mưa gián đoạn

LED - Light Emitting Diode Điốt phát quang

ODO - Odometer Đồng hồ đo quãng đường hành trình PVC - Polyvinylclorua Nhựa nhiệt dẻo

RPM - Revolutions per minute Số vòng quay

SRS - Supplemental Restraint System Ký hiê ̣u đèn báo túi khí

Hình 1.1: Mô hình điện thân xe thiết kế đứng 6 Hình 2.1: Bản vẽ vị trí lắp đặt các chi tiết trong hệ thống điện thân xe 10 Hình 3.1: Mặt bên của mô hình 12

ĐẶT VẤN ĐỀ

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Những năm gần đây nhu cầu mua sắm ô tô của người Việt trở nên rầm rộ hơn bao giờ hết, một phần vì do cơ chế mở cửa của nhà nước, nhu cầu sử dụng của phương tiện này ngày càng lớn, có người mua xe để phục vụ đi lại, người mua xe phục vụ ngành vận tải, làm ăn,

có người thì lại mua ô tô chỉ để thể hiện đẳng cấp…

Song song với sự phát triển về số lượng, yêu cầu về chất lượng ngày càng được nâng cao: tính năng thông qua tốt, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đặc biệt là tính năng an toàn, ổn định và sự tiên nghi được đặt lên hàng đầu Người tiêu dùng luôn muốn chiếc xe của họ phải thật sự an toàn và cảm thấy thoải mái khi điều khiển Vì thế nhà sản xuất luôn luôn tìm cách phát triển các hệ thống trên xe của họ để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng Đặc biệt phải nói đến hệ thống điện, điện tử trên ô tô Bởi vì hệ thống này can thiệp vào gần như tất cả các hệ thống trên ô tô từ đơn giản đến phức tạp chẳng hạn như hệ thống: phanh, lái, túi khí, đèn, đánh lửa,… Nhờ đó, cường độ lao động của người lái xe giảm đi rất nhiều, không còn phải dùng tay để quay kính cửa sổ như trước mà thay vào đó chỉ cần bấm nút là kính đã tự động di chuyển lên xuống, thậm chí ghế ngồi của tài xế không còn cố định mà có thể tùy chỉnh vị trí theo sở thích của từng người lái để họ cảm thấy thoải mái hơn trong việc lái xe…

Nhận thức được tầm quan trọng của hệ thống điện trên xe Hiện tại các hãng như: Toyota, Ford, Tesla, đang tăng cường nỗ lực phát triển và hoàn thiện hệ thống điện, điện tử trên

xe của họ để mang lại những tính năng an toàn ổn định và tiện nghi vượt trội hơn so với các đối thủ cạnh tranh Hệ thống điện trên ô tô còn tiếp tục được hoàn thiện, mục tiêu hướng tới trong tương lai là những chiếc xe tự hành không người lái

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Tổng hợp những kiến thức đã học và có cái nhìn khái quát về hệ thống điện trên thân ô tô Thiết kế và thi công mô hình hệ thống điện thân ô tô Từ mô hình có thể tháo lắp, nghiên cứu, sửa chửa, khai thác có hiệu quả Thông qua công trình có thể thu thập thêm được

kiến thức chuyên môn, tích lũy được kinh nghiệm và có thể nâng cao kỹ năng nghề nghiệp sau này Hơn nữa có thể nâng cao tinh thần làm việc nhóm, khả năng giải quyết các vấn đề liên quan phát sinh trong quá trình làm đồ án và đề cao trách nhiệm bản thân đối với tập thể Đề tài còn tạo ra sản phẩm trực quan, sinh động, có thể ứng dụng tốt trong học tập và giảng dạy

- Xây dựng một mô hình học cụ, có thể thao tác đơn giản, mô phỏng được hoạt động của hộp số như trên ô tô thực tế

- Xây dựng một sản phẩm giúp người học có thể tiếp cận thực tế ngay trên mô hình để nghiên cứu thay vì phải thực tập tại doanh nghiệp

3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Khảo sát tổng quan về hệ thống điện thân ô

Đưa ra ý tưởng thiết kế và xây dụng mô hình hệ thống điện thân ô tô dàn trải

4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Đề tài chỉ chủ yếu tâ ̣p trung khai thác về các thiết bi ̣ của hê ̣ thống điê ̣n thân xe cơ bản

5 Ý NGHĨA KHOA HỌC THỰC TIỄN, QUY MÔ ÁP DỤNG

- Sản phẩm của công trình nghiên cứu này rất trực quan sinh động, giúp người dạy dễ dàng truyền đạt kiến thức trong bài giảng, giúp người học tiếp thu bài một cách dễ dàng, người học có thể tiếp cận thực tế ngay trên mô hình

Quy mô và phạm vi áp dụng:

- Dùng làm mô hình và giáo cụ trực quan, ứng dụng trong các cơ sở đào tạo, dạy nghề

PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU

Nước ta đang trên đà phát triển, đặc biệt là ngành công ngiệp nói chung, trong đó có nghành công nghiệp ô tô nói riêng cũng rất được chú trọng và phát triển Do đó ngày càng xuất hiện nhiều nhà máy ô tô nổi tiếng được lắp ráp tại Việt Nam như TOYOTA, HYUNDAI, FORD Bên cạnh đó, khoa học kỹ thuật không ngừng phát triển, làm cho mức sống của người dân được nâng lên rõ rệt, nên các nhu cầu của người dân ngày một tăng cao Đặc biệt, về nhu cầu đi lại cũng gia tăng chóng mặt Điều đó buộc các nhà sản xuất và cung cấp các phương tiện giao thông phải cho ra đời nhiều sản phẩm hơn, với những chủng loại mẫu mã đa dạng và hoàn thiện hơn

Hơn thế nữa, cùng với sự phát triển của kỹ thuật, những chiếc xe ngày nay ngày một tiện nghi và hiện đại hơn Những phát triển gần đây trên ô tô chủ yếu liên quan đến phần điện Trên một chiếc ô tô hiện đại, phần điện chiếm một phần đáng kể trong giá trị tổng thành của nó Hệ thống điện và điện tử can thiệp vào gần như tất cả các hệ thống trên một chiếc

xe, từ hệ thống đơn giản có từ lâu đời như khởi động, cung cấp điện, đánh lửa đến những

hệ thống mới được nghiên cứu ứng dụng như phanh, lái, treo Trong tương lai, chiếc xe được ví như một robot

PHẦN 2: MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP

Mục tiêu:

- Mục tiêu của công trình giúp chúng ta có cách nhìn khái quát về hệ thống điện trên ô tô,

có thể tiến hành sửa chữa, tháo lắp, khai thác có hiệu quả Tìm hiểu, nghiên cứu và chế tạo hệ thống điện trên ô tô Thông qua công trình, đây cũng sẽ là cơ hội rất lớn giúp tôi

có thể củng cố và vận dụng những kiến thức về ô tô mà mình đã được học ở trường Ngoài ra, thực hiện đề tài cũng là dịp để nâng cao kỹ năng nghề nghiệp, khả năng nghiên cứu và phương pháp giải quyết các vấn đề Giúp nâng cao kiến thức chuyên ngành

- Xây dựng một mô hình học cụ, có thể thao tác đơn giản, mô phỏng được hoạt động của hộp số như trên ô tô thực tế

- Xây dựng một sản phẩm giúp người học có thể tiếp cận thực tế ngay trên mô hình để nghiên cứu thay vì phải thực tập tại doanh nghiệp

Phương pháp:

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm kiếm, phân tích, nghiên cứu và tổng hợp các

tài liệu của chuyên ngành và một số tài liệu của hệ thống điện thân xe

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Tìm hiểu, phân tích cách sử dụng hệ thống dựa

trên việc vận hành một số hệ thống điện trên xe

Phương pháp nghiên cứu quan sát: quan sát hoạt động thực tế của các hệ thống điện

trên xe, sau đó phân tích và so sánh với các hệ thống của xe khác nhau để tìm ra những những điểm chung và khác biệt nhằm hiểu biết hơn về hệ thống điện của ô tô

PHẦN 3: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN

CHƯƠNG 1: Ý TƯỞNG THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐIỆN THÂN XE 1.1 PHƯƠNG ÁN MÔ HÌNH ĐỨNG

Ưu điểm

Dể thao tác trên mô hình

Thực hiê ̣n các bài tâ ̣p ứng du ̣ng trên mô hình tốt

Nhươ ̣c điểm

Cần lắp đă ̣t các thiết bi ̣ phải chắc chắn

Tốn kém nhiều chi phí cho khung mô hình

Khó lắp các thiết bi ̣ vào mô hình

Hình 1.1: Mô hình điê ̣n thân xe thiết kế đứng 1.2 PHƯƠNG ÁN MÔ HÌNH NGHIÊNG

Ưu điểm

Có thể nghiêng theo góc đô ̣ tùy thích

Dể thao tác trên mô hình

Nhươ ̣c điểm

Tốn kém nhiều chí phí cho khung và giá đỡ mô hình

Khó chế ta ̣o khung mô hình

Dể rơi rớt các thiết bi ̣ nếu không có sự cố đi ̣nh chắc chắn

Khó thực hiê ̣n các bài tâ ̣p ứng du ̣ng đối với một nhóm

Hình 1.2: Mô hình điê ̣n thân xe thiết kế nghiêng 4.3 PHƯƠNG ÁN MÔ HÌNH ĐỨNG VÀ NẰM KẾT HỢP

Hình 1.1: Mô hình điê ̣n thân xe thiết kế đứng và nằm kết hợp

Ưu điểm

Tiết kiê ̣m được diê ̣n tích

Tốn kém chi phí cho viê ̣c chế ta ̣o khung mô hình

Nhươ ̣c điểm

Tốn kém chi phí cho viê ̣c chế ta ̣o khung mô hình

Khó thao tác khi thực hiê ̣n các bài tâ ̣p ứng du ̣ng trên mô hình

Khó vần chuyển vì do khó cân bằng ở nơi không phẳng

4.4 PHƯƠNG ÁN MÔ HÌNH NẰM

Ưu điểm

Dể lắp ráp, thao tác trên mô hình

Dể vâ ̣n chuyển

Thao tác các ứng du ̣ng trên mô hình cho 1 nhóm

Tiết kiê ̣m chi phí chế ta ̣o khung mô hình

Chế ta ̣o khung đơn giản

Lắp các cu ̣m thiết bi ̣ lên mô hình nhanh hơn

Nhươ ̣c điểm

Tốn diê ̣n tích để mô hình

Hình 1.4: Mô hình điê ̣n thân xe thiết kế nằm

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ BỐ TRÍ MÔ HÌNH

ĐIỆN THÂN XE

2.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Thông qua việc tính toán, lên ý tưởng cũng như phân tích kỹ về đặc điểm cấu ta ̣o và nguyên lý hoa ̣t đô ̣ng của hê ̣ thống điê ̣n thân xe Từ đó có thể so sánh ưu, nhược điểm của từng loại mô hình và phạm vi ứng dụng Sau khi so sánh và phân tích thì nhóm quyết đi ̣nh cho ̣n phương án thi công mô hình da ̣ng nằm vì đây là phương án tối ưu nhất do có nhiều

ưu điểm so với các phương án còn la ̣i

2.2 BỐ TRÍ MÔ HÌNH TRÊN BẢN VẼ

Để tránh sự sai sót khi thi công mô hình thì nhóm đã vẽ phác thảo cách bố trí các chi tiết của mô hình hê ̣ thống điê ̣n thân trên bản vẽ

Hình 2.1: Bản vẽ vị trí lắp đặt các chi tiết trong hệ thống điện thân xe

CHƯƠNG 3: THI CÔNG MÔ HÌNH ĐIỆN THÂN XE

3.1 KÍCH THƯỚC MÔ HÌNH

- Khung: dài x rộng x cao (2400 x 1200 x 600mm)

- Mặt bàn: dài x rô ̣ng (2420 x 1220mm)

3.2 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ LẮP RÁP MÔ HÌNH

- Sau khi mua đầy đủ các cụm của hệ thống điện ta tiến hành vệ sinh sạch sẽ và làm go ̣n

la ̣i phần dây điê ̣n

- Thiết kế khung: khung đỡ mô hình được hàn bằng thép hình chữ nhâ ̣t 13-26mm, dày 1.4mm sau đó làm sạch và hàn la ̣i thành khung

- Sử dụng sắt vuông 10mm để tạo hình chữ V và để tạo đô ̣ cứng cho chân của khung

- Sử du ̣ng tấm hợp kim nhôm nhựa aluminium để lót mă ̣t bàn

- Lắp các cụm củ a hê ̣ thống điê ̣n lên mă ̣t bàn và điều chỉnh các cu ̣m thiết bi ̣ mô ̣t cách hợp lý nhất

- Nối các dây dẫn điện vào đúng vị trí

- Hàn chì các mối nối điê ̣n la ̣i với nhau sao cho chắc chắn nhất

3.3 HÌNH ẢNH SAU KHI THI CÔNG MÔ HÌNH

Hình 3.1: Mă ̣t bên của mô hình

Hình 3.2: Mă ̣t trước của mô hình

Hình 3.3: Mă ̣t sau của mô hình

Hình 3.4: Bô ̣ ta ̣o nháy cơ điê ̣n lắp đa ̣t của mô hình

Hình 3.5: Công tắc tổ hợp của mô hình

Hình 3.6: Cu ̣m đèn pha của mô hình

Hình 3.7: Đèn biển số của mô hình

Hình 3.8: Các công tắc điều khiển các thiết bi ̣ của mô hình

Hình 3.9: Qua ̣t giải nhiê ̣t của hê ̣ thống điều hòa của mô hình

Hình 3.10: Cu ̣m ga ̣t mưa rửa kính của mô hình

Hình 3.11: Bảng đồng hồ hiển thi ̣ của mô hình

Hình 3.12: Gương chiếu hâ ̣u của mô hình

Hình 3.13: Cu ̣m công tắc điều khiển gương chiếu hâ ̣u của mô hình

Hình 3.14: Hê ̣ thống nâng ha ̣ kính cửa chính của mô hình

Hình 3.15: Hê ̣ thống nâng ha ̣ kính cửa phu ̣ của mô hình

Hình 3.16: Cu ̣m cầu chì của mô hình

Hình 3.17: Cu ̣m rơ le của mô hình

Hình 3.18: Đèn tính hiê ̣u phía sau của mô hình

CHƯƠNG 4: CÁC BÀI TẬP THỰC HÀNH ỨNG DỤNG TRÊN

MÔ HÌNH ĐIỆN THÂN XE

4.1 CÁC LĨNH VỰC CÓ THỂ ỨNG DỤNG TRÊN MÔ HÌNH

Mô hình điện thân xe này có thể ứng dụng trong giảng dạy ở các trường trung cấp, cao đẳng và đại học Ngoài ra, mô hình này còn có thể ứng dụng đào tạo học viên ở các Garage hoặc doanh nghiệp sửa chữa ô tô

Mô hình được sử dụng để đào tạo về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, chẩn đoán, đo kiểm, khảo nghiệm các hệ thống điều khiển điện thân xe ô tô Mô hình giúp cho học viên kiểm nghiệm lại hệ thống kiến thức đã học trên lớp một cách thực tế

Mô hình hệ thống điện thân xe này cho phép người sử dụng có thể tự đấu nối vận hành từng module độc lập hoặc toàn bộ mô hình được đấu nối trước, sau đó người học có thể

sử dụng các thiết bị kiểm tra để đo kiểm, chẩn đoán, tạo pan, sửa pan…

Hệ thống đồ gá các chi tiết trên mô hình được gia công trên chất liệu tốt để đảm bảo tính

mỹ thuật, không bị han gỉ theo thời gian và có độ chính xác cao

4.2 CÁC BÀI TẬP ỨNG DỤNG TRÊN MÔ HÌNH

4.2.1 Đấu nối ca ́ c thiết bi ̣ thành mô ̣t hê ̣ thống

Mô hình cho phép học viên có thể đo đạc, xác định chân thông qua các giắc cắm và nối các thiết bi ̣ thành mô ̣t hê ̣ thống có thể hoa ̣t đô ̣ng như trên thực tế Ngoài ra, mô hình còn giúp học viên hiểu rõ hơn về các chân công tắc và nguyên lý hoa ̣t đô ̣ng hê ̣ của thống

4.2.2 Xác định chân các thiết bi ̣

Mô hình giúp học viên xác định được các chân của thiết bi ̣ thông qua các giắc cắm, giúp học viên hiểu rõ hoạt động của thiết bi ̣, cách đấu nối thiết bi ̣ vào công tắc Ngoài ra còn giúp học viên khiểu sâu hơn về các sơ đồ ma ̣ch trên hê ̣ thống điê ̣n thân xe

4.2.3 Mô pho ̉ ng nguyên nhân hư hỏng và khắc phục hư hỏng của các hệ thống

Ngoài thực tế xe có thể hư bất kỳ bô ̣ phâ ̣n nào, nên mô hình có khả năng mô phỏng được các nguyên nhân hư hỏng, giúp người học có thể kiểm tra và sửa chữa các hư hỏng thường gặp trên hệ thống điện thân ô tô ngoài thực tế

4.3 CÁC BÀI TẬP VÍ DỤ CỤ THỂ TRÊN MÔ HÌNH

Đấu nối hê ̣ thống đèn tín hiê ̣u

Hình 4.1: Hê ̣ thống đèn đuôi chiếu sáng sau khi đấu nối

Hình 4.2: Đèn biển số đấu nối vào chung hê ̣ thống đèn tín hiê ̣u

Đấu nối hê ̣ thống nâng ha ̣ kính

Hình 4.3: Hê ̣ thống nâng hạ kính sau khi đấu nối

Đấu nối hê ̣ thống điều khiển kính hâ ̣u

Hình 4.4: Hê ̣ thống điều khiển gương được đấu nối hoàn thành

Đấu nối hê ̣ thống thông tin

Hình 4.5: Hê ̣ thống thông tin sau khi đấu nối

KẾT LUẬN

Sau thời gian thực hiện, đề tài cơ bản được hoàn thành và đạt được các mục tiêu mà đề tài đặt ra Bản thân tôi người trực tiếp góp phần làm đề tài này đã tích lũy cho mình nhiều kiến thức về chuyên môn và kinh nghiệm thực tế từ việc thi công mô hình và thực hành qua các bài tập ứng dụng trên mô hình Đồng thời qua công trình này tôi cũng tích lũy thêm được những cách ứng xử và cách giải quết vấn đề đối với những tranh luận trong quá trình làm việc nhóm

Bên cạnh các kết quả đạt được thì đề tài vẫn còn một số hạn chế Đối với một vài thiết bị được trang bị trong hệ thống mô hình, chúng tôi không có khả năng thực hiện buộc phải thay thế bằng những thiết bị tương tự nhưng không làm ảnh hưởng đến kết cấu và chức năng của hệ thống mô hình Chẳng hạn như việc thay thế quạt điều hòa trên ô tô bằng quạt tản nhiệt cho máy tính hoặc việc phải cắt giảm bớt một số chi tiết trong hệ thống vì kinh tế và thời gian chưa đáp ứng được

Nếu có nhiều thời gian nghiên cứu hơn, điều kiện kinh tế tốt hơn, chúng tối sẽ phát triển công trình này theo hướng tự động hóa và chuyên nghiệp hơn Bằng việc trang bị đầy đủ tất cả các thiết bị có trong hệ thống điện thân xe, và thay thế những thiết bị điều khiển bằng cơ sang điều khiển bằng thiết bị từ xa chẳng hạn như remote hoặc các ứng dụng trên smartphone cho những biết bị như nâng hạ kính, khóa cửa, khởi động, Và có thể sử dụng trên xe thực tế