Đồ án thiết kế mô hình hệ thống điện thân xe phục vụ giảng dạy sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

Tp Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 8 năm 2022 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TS Nguyễn Văn Nhanh Sinh viên thực hiện MSSV Lớp Nguyễn Đăng Khoa 1811250338 18DOTA1 Lê Min.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS Nguyễn Văn Nhanh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE PHỤC VỤ GIẢNG DẠY SINH VIÊN NGÀNH

CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

LỜI CAM ĐOAN

Chúng tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp “Thiết kê mô hình hệ thống điện thân

xe phục vụ giảng dạy sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô” là công trình nghiên cứa của chúng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong đồ án tốt nghiệp là trung thực và chưa từng được

ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tp Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 08 năm 2022

(Ký tên và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Đăng Khoa Lê Minh Quân Đặng Nhật Khánh

LỜI CẢM ƠN

Trên thực tế luôn cho thấy, sự thành công nào cũng điều gắn liền với những sự

hỗ trợ, giúp đỡ của những người xung quanh dù cho sự giúp đỡ ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp từ người khác Trong suốt quá trình từ khi bắt đầu làm đồ án tốt nghiệp đến nay, chúng em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, chỉ bảo và giúp đỡ của quý thầy cô, gia đình và bạn bè xung quanh

Với tấm lòng biết ơn vô cùng sâu sắc, Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất từ đáy lòng đến quý thầy cô trong Viện Kỹ Thuật - Trường Đại Học Công Nghệ

Tp Hồ Chí Minh đã cùng dùng những tri thức và tâm huyết của mình để có thể truyền đạt cho chúng em vốn kiến thức quý báo suốt thời gian học tập tại trường

Qua bài báo cáo này, Chúng em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn và lời cảm

ơn TS Nguyễn Văn Nhanh đã tận tâm chỉ bảo hướng dẫn chúng em qua từng buổi

học, từng buổi nói chuyện, thảo luận về đề tại nghiên cứu Nhờ có những lời hướng dẫn, dạy bảo đó, bài báo cáo này của nhóm đã hoàn thiện một cách tốt nhất có thể Một lần nữa em xin gửi lời cảm ơn đến thầy

Bài báo cáo đồ án tốt nghiệp được thực hiện trong suốt quá trình làm đồ án, bước đầu đi vào thực tế tìm hiểu về lĩnh vực ô tô, kiến thức chúng em còn hạn chế và nhiều bỡ ngỡ Do vậy, không tránh khỏi những thiếu sót là điều chắc chắn, chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp chân thành từ quý thầy cô, để chúng em

có thể khắc phục được những nhược điểm và ngày càng hoàn thiện mình hơn

Một lần nữa chúng em xin gửi làm cảm ơn và lời chúc sức khỏe đến ban lãnh đạo, các cán bộ quản lí, giáo viên Trường Đại Học Công Nghệ Tp Hồ Chí Minh đã giúp đỡ, quan tâm và chỉ bảo chúng em trong thời gian qua

Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn !

TÓM TẮT

Hệ thống điện trên ô tô là một trong những hệ thống quan trọng của một chiếc

xe, nó là hệ thống giúp điều khiển, đảm bảo khả năng hoạt động ổn định của xe cũng như là đáp nhu cầu của xe khi tham gia giao thông Để tạo nên phương tiện học tập trực quan, đồng bộ, cụ thể và chi tiết nên nhóm em lựa chọn thực hiện đồ án “Thiết

kế mô hình hệ thống điện thân xe phục vụ giảng sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật

ô tô” Bên cạnh đó là việc xây dựng phương pháp, quy trình học tập đối với từng module kiến thức liên quan của từng hệ thống

Trong đề tài này nhóm đã thực hiện nghiên cứu về các hệ thống như: Chiếu tín hiệu, gạt mưa-rửa kính, nâng hạ kính Xây dựng mô hình hệ thống điện thân xe là nhằm tạo ra một mô hình thực tiễn có giá trị sử dụng cao, phục vụ trong công tác giảng dạy, học tập và thực hành của sinh viên Viện Kỹ Thuật – Ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô tại trường Đại học Công nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh

sáng-Kết cấu cơ bản của đồ án tốt nghiệm được nhóm thực hiện đồ án trình bày tuần

tự bao gồm các chương cụ thể:

 Chương 1: Giới thiệu đề tài

 Chương 2: Cơ sở lý thuyết

 Chương 3: Thiết kế mô hình hệ thống điện thân xe phục vụ giảng dạy sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

 Chương 4: Kết luận và hướng phát triển đề tài

Cuối cùng nhóm thực hiện đồ án tốt nghiệp hướng tới kết quả đạt được một mô hình nghiên cứu chi tiết, cụ thể và mang tính thực tiễn cao với đề tài “Thiết kế mô hình hệ thống điện thân xe phục vụ giảng sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô”

ABSTRACT

The electrical system in a car is one of the important systems of a vehicle, it is the system that helps control, ensures the stable operation of the vehicle as well as meets the needs of the vehicle when participating in traffic In order to create an intuitive, synchronous, specific and detailed learning medium, my group chose to implement the project "Designing a model of the vehicle body electrical system for teaching students of automotive engineering technology" In addition, the development of methods and learning processes for each relevant knowledge module

of each system

In this topic, the group has conducted research on systems such as: signals, wipers-glass washers, glass lifting and lowering Building a model of the vehicle body electrical system is to create a practical model with high use value, serving in the teaching, learning and practice of students of the Institute of Engineering - Engineering Technology cars at Ho Chi Minh City University of Technology

lighting-The basic structure of the pilot project is presented sequentially by the project team, including specific chapters:

 Chapter 1: Introduction to the topic

 Chapter 2: Theoretical foundations

 Chapter 3: Designing a model of the vehicle body electrical system for teaching students of automotive engineering technology

 Chapter 4: Conclusion and development direction of the topic

Finally, the group that carried out the graduation project towards the results achieved a detailed, specific and highly practical research model with the topic

"Designing a model of the vehicle body electrical system to serve the lecturers of the

majors automotive engineering technology"

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II TÓM TẮT III ABSTRACT IV DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VII DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VIII DANH MỤC CÁC BẢNG XII

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 2

1.1 Đặt vấn đề 2

1.2 Mục đích nghiên cứu 3

1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

1.5 Kết quả dự kiến 3

1.6 Kết cấu của đề tài 4

CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

2.1 Đối tượng nghiên cứu 5

2.2 Hệ thống chiếu sáng 5

2.2.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống chiếu sáng 5

2.3 Hệ thống đèn tín hiệu 12

2.3.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống đèn tín hiệu 12

2.4 Hệ thống gạt nước – rửa kính 24

2.4.1 Cấu tạo hệ thống 24

2.4.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống gạt nước – rửa kính 31

2.4 Hệ thống nâng hạ kính 34

2.4.1 Cấu tạo hệ thống 34

2.4.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống nâng hạ kính 38

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE PHỤC VỤ GIẢNG DẠY SINH VIÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ 43

3.1 Lựa chọn phương án thiết kế 43

3.2 Tính toán và thiết kế giá đỡ mô hình 44

3.2.1 Tính toán kích thước giá đỡ 44

3.2.2 Thiết kế giá đỡ của mô hình 50

3.2.3 Khảo sát vật liệu gia công mô hình 55

3.3 Tính toán thiết kế phần điện mô hình 56

3.3.1 Khỏa sát linh kiện mô hình 56

3.3.2 Thiết kế mạch điện mô hình 69

3.4 Thi công mô hình 73

3.4.1 Thi công phần khung 73

3.4.2 Thi công phần điện mô hình 76

3.4.3 Hoàn thiện mô hình 82

3.5 Thực nghiệm mô hình 86

3.5.1 Thực nghiệm hệ thống chiếu sáng 86

3.5.2 Thực nghiệm hệ thống đèn tín hiệu 88

3.5.3 Thực nghiệm hệ thống gạt nước-rửa kính 92

3.5.4 Thực nghiệm hệ thống nâng hạ kính 94

3.5.5 Thực nghiệm tạo lỗi hệ thống 95

CHƯƠNG 4 : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 97

4.1 Kết luận 97

4.1.1 Kết quả đạt được 97

4.1.2 Những mặt còn hạn chế của đồ án 97

4.1.3 Nhận xét 97

4.2 Hướng phát triển đề tài 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO 99

PHỤ LỤC 100

Phụ lục 1 – Bản vẽ giá đỡ mô hình 100

Phụ lục 2 – Bản vẽ sơ đồ mạch điện 101

Phụ lục 3 – Bảng vị trí công tắc tạo lỗi 102

Phụ lục 4 – Cách kiểm tra các lỗi của hệ thống 104

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

FAR/ COS RL Rơ-le điều khiển đèn chiếu xa, chiếu gần

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 2.1: Vị trí đèn chiếu sáng trên xe 5

Hình 2.2: Vị trí bật công tắc đèn và nháy đèn 6

Hình 2.3: Sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng xe Toyota Innova 2010 7

Hình 2.4: Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn kích thước xe Toyota Innova 2010 9

Hình 2.5: Vị trí đè sương mù trên xe 10

Hình 2.6: Công tắc đèn sương mù 10

Hình 2.7: Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn sương mù xe Toyota Innova 2010 11

Hình 2.8: Vị trí đèn báo rẽ trên xe 12

Hình 2.9: Vị trí bật công tắc đèn báo rẽ 13

Hình 2.10: Công tắc đèn báo nguy 13

Hình 2.11: Sơ đồ mạch điện hệ thống tín hiệu xe Toyota Innova 2010 14

Hình 2.12: Sơ đồ mạch điện hệ thống tín hiệu xe Toyota Innova 2010 15

Hình 2.13: Vị tri đèn báo phanh 17

Hình 2.14: Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn phanh xe Toyota Innova 2010 18

Hình 2.15: Vị trí đèn báo lùi trên xe 19

Hình 2.16: Vị trí công tắc đèn báo lùi 19

Hình 2.17: Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn lùi xe Toyota Innova 2010 20

Hình 2.18: Vị trí công tắc và còi xe điện 21

Hình 2.19: Cấu tạo còi điện 22

Hình 2.20: Sơ đồ mạch điện hệ thống còi xe Toyota Innova 2010 23

Hình 2.21: Cấu tạo hệ thống gạt mưa-rửa kính 24

Hình 2.22: Cấu tạo cần gạt nước 25

Hình 2.23: Cơ cấu liên kết của cần gạt 25

Hình 2.24: Các loại cần gạt nước 26

Hình 2.25: Công tắc gạt nước 27

Hình 2.26: Cấu tạo mô tơ gạt nước 28

Hình 2.27: Vị trí các chổi than 28

Hình 2.28: Sơ đồ mạch điện hoạt động của mô tơ rửa kính 29

Hình 2.29: Vị trí mô tơ rửa kính 30

Hình 2.30: Vị trí các thiết bị hệ thống nâng hạ kính 34

Hình 2.31: Cấu tạo bộ nâng hạ kính 35

Hình 2.32: Vị trí bộ biến đổi chuyển động 35

Hình 2.33: Cấu tạo mô tơ điều khiển nâng hạ kính 36

Hình 2.34: Công tắc chính và công tắc phụ 37

Hình 2.35: Vị trí công tắc cửa 37

Hình 2.36: Sơ đồ mạch điện hệ thống nâng hạ kính xe Toyota Innova 2010 38

Hình 2.37: Sơ đồ mạch điện hệ thống nâng hạ kính xe Toyota Innova 2010 39

Hình 3.1: Khung giá đỡ theo kiểu bảng kết hợp tủ 43

Hình 3.2: Sơ đồ kích thước cơ bản của mô hình 44

Hình 3.3: Sơ đồ phác thảo vị trí các thiết bị trên mặt bảng 45

Hình 3.4: Sơ đồ các kích thước của phần tủ 49

Hình 3.5: Phần mềm thiết kế Solidworks 2017 50

Hình 3.6: Bản vẽ 2D khung giá đỡ mô hình 51

Hình 3.7: Mô phỏng 3D khung giá đỡ mô hình 52

Hình 3.8: Mô phỏng 3D giá đỡ mô hình 53

Hình 3.9: Các chi tiết vật liệu giá đỡ mô hình 54

Hình 3.10: Cùm cống tắc điều khiển đèn 58

Hình 3.11: Vị trí tên các chân giắc cấm 58

Hình 3.12: Công tắc báo nguy 59

Hình 3.13: Cụm đèn đầu 59

Hình 3 14: Cụm đèn hậu 60

Hình 3 15: IC tạo chóp 60

Hình 3.16: Vị trí chân giắc cấm điện IC tạo chóp 60

Hình 3 17: Cùm công tắc hệ thống gạt mưa 62

Hình 3 18: Vị trí các chân giắc cấm điện của cùm công tắc gạt mưa 62

Hình 3.19: Mô tơ gạt mưa trước 63

Hình 3.20: Vị trí chân giắc của mô tơ gạt mưa trước 63

Hình 3 21: Mô tơ gạt nước sau 64

Hình 3 22: Mô tơ bơm nước rửa kính 64

Hình 3.23: Công tắc nâng hạ kính tổng 65

Hình 3.24: Vị trí chân giắc công tắc nâng hạ kính tổng 65

Hình 3.25: Công tắc nâng hạ kính phụ 66

Hình 3.26: Vị trí chân giắc công tắc nâng hạ kính phụ 66

Hình 3 27: Mô tơ nâng hạ kính 67

Hình 3 28: Dây điện 67

Hình 3.29: Bộ chân giắc cấm điện 67

Hình 3 30: Công tắc ON/OFF 68

Hình 3.31: Dây co nhiệt 68

Hình 3.32: Ống bọc dây điện 68

Hình 3.33: Kẹp cá sấu 68

Hình 3.34: Sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng-tín hiệu 69

Hình 3.35: Sơ đồ mạch điện hệ thống nâng hạ kính 70

Hình 3.36: Hệ thống gạt nước-rửa kính 71

Hình 3 37: Mạch điện tổng của mô hình 72

Hình 3.38: Đo kích thước sắt hộp 73

Hình 3.39: Quá trình cắt sắt 74

Hình 3.40: Quá trình hàn các thanh sắt 74

Hình 3.41: Mài các mối hàn 74

Hình 3.42: Sơn bảo vệ khung mô hình 75

Hình 3.43: Khung giá đỡ hoàn chỉnh 75

Hình 3.44: Khoan lỗ lắp đặt linh kiện 76

Hình 3.45: Lắp đặt thiết bị lên mặt sàn 77

Hình 3.46: Hoàn thiện lắp thiết bị 77

Hình 3.47: Lắp giắc cấm điện thực hành 78

Hình 3.48: Lắp mặt bảng lên khung 79

Hình 3.49: Thực hiện đấu điện mô hình 79

Hình 3.50: Lắp công tắc tạo lỗi hệ thống 80

Hình 3.51: Đấu điện công tắc tạo lỗi hệ thống 80

Hình 3.52: Quá trình cắt tấm Aluminium 81

Hình 3 53: Cố định tấm Aluminium 81

Hình 3.54: Quắn ống bọc dây điện 82

Hình 3.55: Tháo keo bảo vệ mô hình 82

Hình 3.56: Dán tên mô hình và thiết bị 83

Hình 3.57: Thực hiện dán viền khu vực 83

Hình 3.58: Mặt đối diện và mặt cạnh mô hình 84

Hình 3.59: Mặt nghiên mô hình 84

Hình 3.60: Mặt sau và mặt cạnh trái mô hình 85

Hình 3.61: Bên trong phần tủ điện mô hình 85

Hình 3.62: Thực nghiệm hệ thống đèn kích thước 86

Hình 3.63: Thực nghiệm hệ thống đèn chiếu gần và đèn chiếu xa 87

Hình 3.64: Thực nghiệm hệ thống đèn báo nguy (Hazard) 88

Hình 3.65: Thực nghiệm hệ thống đèn báo rẽ trái và phải 89

Hình 3.66: Thực nghiệm hệ thống đèn báo phanh và đèn báo lùi xe 90

Hình 3.67: Thực nghiệm hệ thống còi xe 91

Hình 3.68: Thực nghiệm hệ thống gạt nước-rửa kính trước 92

Hình 3.69: Thực nghiệm hệ thống gạt nước-rửa kính sau 93

Hình 3.70: Thực nghiệm hệ thống nâng hạ kính 94

Hình 3.71: Thực nghiệm công tắc tạo lỗi hệ thống 95

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Thông số kích thước của các linh kiện cơ bản trên mô hình 46

Bảng 3.2: Tên các chi tiết hình 3.9 54

Bảng 3.3: Vật liệu gia công giá đỡ mô hình 55

Bảng 3.4: Thông số kỹ thuật các linh kiện cơ bản 56

Bảng 3.5: Thông số kỹ thuật các thiết bị phụ 61

Bảng 3.6: Thiết bị sủ dụng thi công phần khung 73

LỜI MỞ ĐẦU

Đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa, các ngành công nghiệp nặng luôn từng bước phát triển Trong đó ngành công nghiệp ô tô luôn được chú trọng Tuy nhiên nền công nghiệp ô tô nước ta chưa phát triển mạnh, xe ô tô chủ yếu được nhập từ nhiều nước Vì thế vấn đề nghiên cứu, tìm hiểu các hệ thống trên ô

tô để phục vụ cho việc sử dụng, sửa chữa và bảo dưỡng phục hồi nhằm tăng khả năng khai thác, kéo dài tuổi thọ của hệ thống đảm bảo tính an toàn cho hành khách hàng hóa là một yêu cầu cấp thiết

Ngày nay ô tô được nhập vào nước ta ngày càng nhiều, và hiện đại cùng với sự phát triển của hệ thống điện, điện tử ô tô Do đó, hệ thống điện thân xe trên ô tô cũng được cãi tiến nhầm làm cho chiếc ô tô ngày càng hoàn thiện hơn Do có nhiều sự cãi tiến để đáp ứng nhu cầu của khách hàng nên hệ thống điện thân xe ngày càng phức tạp Vì thế, việc đào tạo kỹ sư am hiểu về lĩnh vực điện ô tô là điều cần thiết trong giai đoạn hiện nay

Bên cạnh đó với mục đích cũng cố kiến thức đã học, mở rộng kiến thức chuyên môn và tìm hiều về chuyên sâu về hệ thống điện thân xe, có thể quan sát các chi tiết thiết bị linh kiện cũng như hoạt động của một hệ thống trên ô tô, kiểm tra, sửa chữa những hư hỏng có thể gặp Với những lý do trên nhóm em đã thực hiên nghiên cứu

đề tài đồ án tốt nghiệp “Thiết kế mô hình hệ thống điện thân xe phục vụ giảng

dạy sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô” với sự hướng dẫn của TS Nguyễn Văn Nhanh Tuy là một đề tài quen thuộc nhưng đối với sinh viên đó là một đề tài

với mục đích thiết thực, nó không chỉ giúp cho sinh viên có đều kiện cũng cố, xâu chuổi kiến thức đã được học trên giảng đường và đi vào thực tế thông qua việc tiếp xúc trên mô hình Do đó, việc tìm hiểu hệ thống này mang đến cho sinh viên nhiều kiến thức mới và sự trải nghiệm thực tế trên mô hình

Chương 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 Đặt vấn đề

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học

kỹ thuật, ngành công nghiệp ô tô đã có những sự phát triển vượt bậc Các tập đoàn ô

tô trên thế giới đã và đang cố gắng chế tạo những chiếc ô tô không những hoàn hảo

về mặt kỹ thuật mà còn đảm bảo tính an toàn và tiện nghi cho tài xế và hành khách

Đặt biệt, hệ thống điện thân xe đã có những cãi tiến mạnh mẽ, chẳng hạn như ô

tô được trang bị hệ thống khóa cữa điều khiển từ xa, hệ thống chống trộm, hệ thống điều khiển đèn tự động, hệ thống túi khí (SRS), Hệ thống đèn chiếu sáng thông minh… Do vậy, hệ thống điện thân xe trên ô tô đời mới ngày nay thật sự rất phức tạp,

nó được trang bị nhiều chủng loại thiết bị điện và điện tử khác nhau Từng nhóm các thiết bị điện có cấu tạo và tính năng riêng, phục vụ một số mục đích nhất định, tạo thành những hệ thống riêng biệt trong mạch điện ô tô

Nhưng hầu hết các mạch điện liên quan với nhau do chúng sử dụng chung cầu chì, các công tắc hay điểm nối mát… Hơn nữa, mỗi mạch của hệ thống điện thân xe bao gồm nhiều bộ phận, cảm biến và giắc nối khác nhau chúng được liên kết với nhau Và hầu hết chúng nằm ở những vị trí khác nhau trên xe nên rất khó để tiếp cận chúng Cho nên, việc tìm ra các nguyên nhân hư hỏng trên hệ thống điện thân xe không phải là việc đơn giản

Chính vì vậy, đề tài “Thiết kế mô hình hệ thống điện thân xe phục vụ giảng

dạy sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô” có ý nghĩa rất quan trọng trong việc

hướng dẫn sinh viên hiểu được nguyên lý hoạt động của mach điện, thực hiện được đấu dây và đo kiểm trên mô hình, từ đó sinh viên làm cơ sở để tìm ra các nguyên nhân hư hỏng và các biện pháp khắc phục sửa chữa

1.2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng mô hình hệ thống điện thân xe trên ô tô làm phương tiện giảng dạy cho sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô

1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu

 Tìm hiểu, khỏa sát hệ thống điện thân xe của hãng Toyota

 Lựa chọn phương án thiết kế mô hình

 Tính toán thiết kế phần giá đỡ mô hình

 Lựa chọn phương án thiết kế về điện

 Tính toán thiết kế sơ đồ mạch điện điều khiển

 Khảo sát, lựa chọn các bộ phận, linh kiện để làm mô hình

 Xây dựng quy trình thi công mô hình

 Thi công, lắp ráp mô hình

 Viết báo cáo đề tài tốt nghiệp

 Thiết kế Slide Powerpoint thuyết trình và Poster

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Để nghiên cứu đề tài đồ án nhóm đã thực hiện kết hợp nhiều phương pháp trong

đó có các phương pháp chủ yếu như:

 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

 Phương pháp thiết kế mô phỏng

 Phương pháp thực nghiệm

1.5 Kết quả dự kiến

 Bản vẽ, sơ đồ mạch điện, sơ đồ cấu tạo;

 Quyển báo cáo đồ án tốt nghiệp;

 Poster trình bày đồ án tốt nghiệp;

 Mô hình hệ thống điện thân xe;

1.6 Kết cấu của đề tài

Đề tài đồ án “Thiết kế mô hình hệ thống điện thân xe phục vụ giảng dạy sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô” được chia làm 4 chương gồm:

 Chương 1: Giới thiệu đề tài

 Chương 2: Cơ sở lý thuyết

 Chương 3: Thiết kế mô hình hệ thống điện thân xe phục vụ giảng dạy sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

 Chương 4: Kết luận và hướng phát triển đề tài

Chương 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Với đề tài đồ án tốt nghiệp “Thiết kế mô hình hệ thống điện thân xe phục vụ giảng dạy sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô”, nhóm em đã lựa chọn nghiên cứu trên xe Toyota Innova 2010 Với dòng xe tuy đã sản xuất lâu nhưng nó vẫn là nền tản cho sinh viên nghiên cứu phát triển về sau

2.2 Hệ thống chiếu sáng

2.2.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống chiếu sáng

2.2.1.1 Hệ thống đèn đầu và đèn kích thước

Hình 2.1: Vị trí đèn chiếu sáng trên xe

Đèn đầu (head light) là tên gọi chung cho các đèn sử dụng để chiếu sáng trên

xe Đèn đầu thường được bố trí phía trước xe gồm 2 cụm bên trái và bên phải Đèn đầu chiếu các tia sáng của nó về phía trước nhằm đảm bảo tầm nhìn cho lái xe khi lái

xe vào ban đêm

Chúng có thể chuyển sang chiếu xa (chế độ pha - hướng lên trên) và chiếu gần (chế độ cốt - hướng xuống dưới), đèn cũng được dùng để xin đường ở chế độ flash

(nhá đèn) Chúng cũng thông báo cho các xe khác hay người đi bộ về sự hiện diện của xe bạn Một số kiểu xe được trang bị với đèn chiếu sáng ban ngày, đèn này luôn bật để báo cho xe khác về sự hiện diện của xe bạn Một bộ phận rửa đèn pha sẽ làm sạch kính đèn pha cũng có thể trang bị trên một số kiểu xe

Đối với đèn pha là một trong những thiết bị tiêu thụ công suất lớn trên ô tô:

 Chế độ chiếu xa: có công suất tiêu thụ từ 45÷70W và khoảng chiếu sáng xa từ

 Cách chuyển về chế độ cos (chiều gần): Đẩy cần điều khiển đèn về phía sau

 Cách nháy đèn pha (flash): Đẩy nhẹ công tắc điều khiển đèn về phía sau người lái 1÷2 lần Khi nháy pha thì đèn chỉ báo bật đèn pha trên đồng hồ táp-lô sáng đồng thời Khi không tác động vào cần điều khiển đèn thì nó sẽ tự động trở về

vị trí ban đầu

 Sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng

Hình 2.3: Sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng xe Toyota Innova 2010

Nguyên lý hoạt động: Mạch điện hệ thống chiếu sáng trên xe Toyota Innova sử

dụng loại dương chờ, luôn có dòng dương (+) tại vị trí các đèn chiếu sáng

- Light control SW: Công tắc điều khiển đèn

- Dimmer SW: Công tắc chế độ đèn

Chế độ chiếu gần (Low)

Khi bật công tắc LCS (Light control SW) ở vị trí Head và công tắc Dimmer SW

ở vị trí LOW (chiếu gần) thì dòng điện sẽ đi từ: (+) ắc qui  cầu chì BAT 20A  đèn H1 (LH) và H2 (RH)  tim đèn số 1 của 2 đèn (tim chiếu gần)  tiếp điểm chân HL

 tiếp điểm chân ED  tiếp điểm chân (H)  về mass (-) làm cho đèn sáng lên

Chế độ chiếu xa (High)

Nếu công tắc Dimmer SW ở vị trí High (chiếu xa) thì có dòng điện qua cuộn dây Lúc đó dòng điện sẽ đi từ: (+) ắc qui  cầu chì BAT 20A  đèn H1 (LH) và H2 (RH) tim đèn số 2 của 2 đèn (tim đèn chiếu xa)  tiếp điểm chân HU  tiếp điểm chân (ED)  tiếp điểm chân H  về mass (-) làm cho đèn pha sáng lên

Khi công tắc ở chế độ High, đồng thời cũng có dòng qua đèn báo pha Khi đó dòng điện đi từ (+) ắc qui  cầu chì BAT 7.5A  tiếp điểm chân HU  tiếp điểm chân (ED) tiếp điểm chân (H)  về mass (-), đèn báo pha sáng

Chế độ nháy đèn (Flash)

Ở chế độ này không cần bật công tắc Head đèn vẫn hoạt động khi bật công tắc Flash Khi bật Flash: Dòng điện (+) ắc qui  cầu chì BAT 20A  đèn H1 (LH) và H2 (RH)  tim đèn số 2 của 2 đèn (tim đèn chiếu xa)  tiếp điểm chân HU  tiếp điểm chân ED  về mass (-) làm nháy sáng đèn, đồng thời cũng có dòng qua đèn báo pha trên bảng táp-lô làm đèn sáng lên

Khi công tắc ở chế độ Flash, đồng thời cũng có dòng qua đèn báo pha Khi đó dòng điện đi từ (+) ắc qui  cầu chì BAT 7.5A  tiếp điểm chân HU  tiếp điểm chân ED  về mass (-), đèn báo pha sáng

 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn kích thước

Hình 2.4: Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn kích thước xe Toyota Innova 2010

Nguyên lý hoạt động:

Khi công tắc bật tại vị trí Tail thì dòng điện đi từ: (+) ắc qui  đến cầu chì 10A

 tiếp điểm chân B1  tiếp điểm chân T1  đến các đèn cụm đèn đầu phía trước (Front LH và Front RH), cụm đèn đèn hậu (LH và RH) và đèn biển số (License plate lamp)  về mass (-) làm sáng đèn

2.2.3.2 Hệ thống đèn sương mù

Hình 2.5: Vị trí đè sương mù trên xe

Đèn sương mù khác với đèn pha hay đèn hậu của xe là nó được đặt thấp hơn, ở phần dưới và hai góc ngoài cùng của cản trước hoặc cản sau Ở vị trí này, khi mở đèn trong trường hợp di chuyển trong mưa hay sương mù, tài xế có thể nhìn mặt đường ngay vị trí đang ngồi lái, hoặc quan sát canh theo vạch kẻ đường một cách dễ dàng Nhiều xe hơi trang bị đèn sương mù cả trước và sau, có thể vận hành độc lập

Hình 2.6: Công tắc đèn sương mù

Công tắc đèn sương mù nằm trên cùm công tắc tổ hợp cùng với đèn chiếu sáng

Để bật công tắc đèn sương mù ta chỉ cần xoay mũi tên từ vị trí Off xuống biểu tượng đèn sương mù như trên hình, khi bật công tắc đèn sương mù thì công tắc đèn đầu phải

ở vị trí đèn Tail hoặc Head Để tắc đèn sương mù thì vặn ngược lại hoặc xoay công tắc đèn đầu sang vị trí Off

 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn sương mù

Hình 2.7: Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn sương mù xe Toyota Innova 2010

Nguyên lý hoạt động: Công tắc đèn sương mù hoạt động khi công tắc điều khiển

đèn ở vị trí Tail hoặc Head

Front Fog Light SW: Công tắc đèn sương mù

Khi công tắc đèn sương mù bật ON có dòng đi từ: (+) ắc qui  cầu TAIL 10A  tiếp điểm chân B1 tiếp điểm Tail hoặc Head của công tắc điều khiển đèn  tiếp điểm chân T1

 Khi đó 1 dòng điện đi qua đèn báo sương mù (Combination meter)  tiếp điểm chân BGF  Tiếp điểm ON của công tắc đèn đèn sương mù  Về mass (-),

làm sáng đèn báo trên táp-lô

 Dòng điện thứ 2 đi qua cuộc dây của rơ-le đèn sương mù (Fog relay)  tiếp điểm chân BGF  Tiếp điểm ON của công tắc đèn đèn sương mù  Về mass

(-), làm rơ-le hút tiếp điểm khi tiếp điểm đóng lại có dòng đi từ (+) ắc qui  cầu chì 15A FOG  tiếp điểm rơ-le  đến các đèn sương mùa phía trước (Front LH và Front RH)  về mass (-), làm sáng đèn

2.3 Hệ thống đèn tín hiệu

2.3.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống đèn tín hiệu

2.3.1.1 Hệ thống đèn báo rẽ và đèn báo nguy (đèn Hazard)

Hình 2.8: Vị trí đèn báo rẽ trên xe

Đèn báo rẽ và đèn báo nguy được sử dụng chung, đèn được được bố trí 2 bên với cụm đèn đầu và cụm đèn hậu sau xe để báo hiệu khi xe chuyển hướng và báo nguy hiểm khi gặp tình huống phải dừng xe

Hình 2.9: Vị trí bật công tắc đèn báo rẽ

Công tắc đèn báo rẽ được bố trí chung với công tắc tổ hợp nằm dưới tay lái bên trái, để bật công tắc báo rẽ người lái chỉ cần đẩy công tắc đèn báo rẽ đi xuống (để rẽ trái) hoặc đi lên (đễ rẽ phải) Tín hiệu sẽ tự động được hủy bỏ sau khi trả vô-lăng, nếu đèn báo rẽ vẫn tiếp tục chớp sau khi trả vô-lăng thì dùng tay gạt công tắc về vị trí ban đầu Đèn chỉ báo tín hiệu rẽ trên đồng hồ táp-lô sẽ nhấp nháy tương ứng khi vận hành công tắc để chỉ báo đèn tín hiệu nào đang hoạt động

Hình 2.10: Công tắc đèn báo nguy

Công tắc đèn báo nguy (hay còn gọi công tắc Hazard) Để kích hoạt chế độ này người lái xe chỉ cần nhấn nút màu đỏ hình tam giác màu đỏ trên bảng điều khiển, ở một số xe khác chế độ này sẽ tự kích hoạt nếu như bị tai nạn hoặc phanh gấp

 Sơ đồ mạch điện đèn báo rẽ và báo đèn báo nguy

Hình 2.11: Sơ đồ mạch điện hệ thống tín hiệu xe Toyota Innova 2010

Hình 2.12: Sơ đồ mạch điện hệ thống tín hiệu xe Toyota Innova 2010

Nguyên lý hoạt động: Khi công tắc đèn báo rẽ hoạt động, các công tắc bộ nháy

đèn bật làm cho đèn báo rẽ bên trái hoặc bên phải hoạt động làm cho đèn nhấp nháy

Để báo cho người lái biết hệ thống đèn báo rẽ đang hoạt động một âm thanh được phát ra từ hệ thống này Hệ thống này sử dụng IC tạo chóp điện tử loại 8 chân

Khi khóa điện OFF: Luôn có dòng điện: Dòng điện đi từ (+) ắc qui  cầu chì 15A  chân B của bộ tạo nháy  có dòng dương (+) chờ (1)

Khi khóa điện bật ON:

Khi công tắc bật rẽ trái (LH): Khi công tắc đèn báo rẽ được dịch chuyển về bên trái tức về vị trí LH trên cùm công tắc, thì cực EL của bộ tạo nháy và mass được nối thông với nhau Dòng điện đi tới cực LL và đèn báo rẽ bật bên trái nhấp nháy

 Chiều dòng điện đi: (+) ắc qui  cầu chì 10A  chân IG bộ tạo nháy  chân

EL  tiếp điểm LH cùm công tắc  nối mass (-), làm Transisto dẫn và làm cho dòng (+) từ chân B bộ tạo nháy đi quan cuộn  về mass (-), khi đó tiếp điểm đóng lại và có dòng đi qua chân LL  Đèn báo rẽ trái ( và đèn báo trên táp-lô

 về mass (-) làm sáng đèn Do hoạt động của bộ tạo nháy nên các đèn này sẽ lúc sáng lúc tắt, tần số đông ngắt của bộ tạo nháy khoảng 60÷120 lần/phút

Khi công tắc bật rẽ sang phải (RH): Khi công tắc báo rẽ dịch chuyển về bên phải thì cực ER của bộ nháy báo rẽ được tiếp mass Dòng điện đi tới cực LR và đèn báo

rẽ bên phải nhấp nháy

 Chiều dòng điện đi: : (+) ắc qui  cầu chì 10A  chân IG bộ tạo nháy  chân

ER  tiếp điểm RH của công tắc báo rẽ  nối mass (-), làm Transisto dẫn và làm cho dòng (+) từ chân B bộ tạo nháy đi quan cuộn  về mass (-), khi đó tiếp điểm đóng lại và có dòng đi qua chân LR  Đèn báo rẽ phải và đèn báo trên táp-lô  về mass (-) làm sáng đèn Do hoạt động của bộ tạo nháy nên các đèn này sẽ lúc sáng lúc tắt, tần số đông ngắt của bộ tạo nháy khoảng 60÷120 lần/phút

Đèn báo nguy (đèn hazard): Đèn vẫn hoạt động trong trường hợp chưa bật công tắc máy (chế độ OFF), chỉ cần bật công tắc đèn báo nguy

Khi bật công tắc đèn báo nguy: Vì luôn có nguồn dương (+) chờ (1) Thì cực HAZ của đèn báo rẽ được tiếp mass, làm transistor của cả hai dẫn và có dòng qua cuộn làm hút tiếp điểm công tắc Dòng điện đi tới cả hai cực LL và RL, tất cả các đèn báo rẽ đều nháy

 Chiều dòng điện đi: (+) ắc qui  cầu chì tổng  cầu chì 15A  chân +B bộ nháy  các tiếp điểm công tắc bộ tạo nháy  chân LL và RL  đèn báo rẽ trái, phải và đèn báo trên táp-lô  về mass (-) làm đèn sáng

*Lưu ý: Nếu một bóng đèn báo rẽ bị cháy thì cường độ dòng điện giảm xuống, thì tần số nháy sẽ tăng lên để thông báo cho người lái biết đèn bị hỏng

2.3.1.2 Hệ thống đèn báo phanh và đèn báo lùi xe

Đèn báo phanh

Hình 2.13: Vị tri đèn báo phanh

Đèn phanh được xếp vào hệ thống tín hiệu vì đèn báo hiệu cho các xe phía sau khi tham gia giao thông biết là xe phanh để thực hiện tránh và điều hướng Đèn phanh được bố trí sau xe và có độ sáng cao để ban ngày có thể nhìn rõ Mỗi ô tô phải có hai đèn phanh và tự động bật bằng công tắc đặc biệt khi người lái xe đạp bàn đạp phanh, màu quy định của đèn phanh là màu đỏ Công tắc đèn phanh tùy thuộc vào phương pháp dẫn động phanh (cơ khí, khí nén, dầu) mà có kết cấu kiểu cơ khí hay màng hơi

 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn phanh

Hình 2.14: Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn phanh xe Toyota Innova 2010

Nguyên lý hoạt động: Khi ấn bàn đạp phanh công tắc đèn phanh bật làm dòng

điện đi qua đèn và đèn sáng

 Chiều dòng điện đi: (+) ắc qui  cầu chì 10A  tiếp điểm công tắc đèn (Stop lamp SW)  đèn thắng trái và phải (R6, R7, C15)  về mass (-) làm đèn sáng

Đèn báo lùi xe

Hình 2.15: Vị trí đèn báo lùi trên xe

Đèn báo lùi xe được bố trí phía sau xe cùng với cụm đèn hậu và có ánh sáng cao

để ban ngày nhìn rõ, màu qui định đèn lùi là màu trắng vàng Mỗi ô tô phải có hai đèn lùi và được bật bằng công tắc khi xe vào số lùi, đồng thời khi xe lùi sẽ phát ra âm thanh để cảnh báo người xung quang cùng với các phương tiện tham gia giao thông

Hình 2.16: Vị trí công tắc đèn báo lùi

Công tắc đèn báo lùi được bố trí trên hộp số, khi vào số lùi thì cơ cấu gài số sẽ

ấn vào công tắc giúp công tắc bật và đèn sáng Đối với xe hộp số tự động thì công tắc đèn lùi được bố trí bên trong hộp điện tử

 Sơ đồ mạch điện đèn báo lùi

Hình 2.17: Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn lùi xe Toyota Innova 2010

Nguyên lý hoạt động: Dòng điện (+) ắc qui  tiếp điểm công tắc IG/SW  cầu chì 10A  tiếp điểm công tắc đèn lùi (Back-up Lamp)  về mass (-), làm đèn sáng và loa phát âm thanh cảnh báo

Hình 2.18: Vị trí công tắc và còi xe điện

Trên thị trường hiện nay có hai loại còi chủ yếu là còi điện và còi hơi Còi điện được sử dụng rộng rãi và phổ biến trên các dòng xe hiện nay, còi hơi chỉ sử dụng cho các xe có tải trọng lớn và phát ra âm thanh lớn rất nhiều lần so với còi điện nên chỉ phù hợp sử dụng ngoài khu dân cư và đường quốc lộ

Còi xe điện được sử dụng rộng rãi hơn so với còi xe hơi bởi vì hầu hết các loại

xe ô tô hay xe tải đều được trang bị 2 đến 3 còi điện Mạch còi điện thường bao gồm: rơle còi, còi điện, ắc quy, cầu chì, khoá điện và nút bấm Khi ấn nút bấm còi, rơ-le

còi sẽ đóng tiếp điểm của rơ-le đưa điện vào còi (như trong sơ đồ sau) để còi hoạt động phát ra âm thanh Khi ngừng bấm nút còi, tiếp điểm của rơ-le mở cắt mạch điện làm còi không tiếp tục kêu

Hình 2.19: 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 - Ốc hãm; 11 - Ốc điều chỉnh;

12 – Ốc hãm; 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

Nguyên lý hoạt động:

Khi bật công tắc máy và ấn công tắc còi: (+) Ắc qui  cuộn dây  tiếp điểm KK’ công tắc còi  về mass (-), cuộn dây từ hóa lõi thép, hút lõi thép kéo theo trục điều khiển màng rung làm tiếp điểm KK’ mở ra  dòng qua cuộn dây mất  màng rung đẩy lõi thép lên tiếp điểm KK’ đóng lại Do đó, lại có dòng điện qua cuộn dây lỗi thép đi xuống Sự đóng mở của tiếp điểm làm trục màng rung dao động với tần số 250÷400 Hz  màng rung tác động vào không khí, phát ra tiếng kêu

Tụ điện hoặc điện trở được mắc song song tiếp điểm KK’ để bảo vệ tiếp điểm

khỏi bị cháy khi dòng điện đi qua trong cuộn dây bị ngắt (C=0,14 ÷ 0,17𝜇F)

 Sơ đồ mạch điện hệ thống còi xe

Hình 2.20: Sơ đồ mạch điện hệ thống còi xe Toyota Innova 2010

Nguyên lý hoạt động: Khi bật công tắc IG/SW và nhấn công tắc còi (Horn SW),

khi đó có dòng qua cuộn dây rơ-le làm đóng tiếp điểm và còi phát ra âm thanh

Chiều dòng điện đi: (+) ắc qui  cầu chì 10A  cuộn dây rơ-le  về mass (-),

khi đó rơ-le hút tiếp điểm Dòng đi từ (+) ắc qui  cầu chì 10A  còi thấp tầng

(Horn low) và còi cao tầng (Horn high)  về mass (-), phát ra âm thanh