TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Cơ sở khoa học và lý do chọn đề tài
Ngành công nghiệp ô tô, xe máy ngày càng phát triển mạnh song song với nó là sự phát triển mạnh của hệ thống an toàn tiện nghi trên ô tô, xe máy Chính vì vậy mà hệ thống chiếu sáng càng được chú ý vì nó gắn liền với sự an toàn của người sử dụng Với đề tài “cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy” thì sẽ nghiên cứu lý thuyết sau đó đi sâu vào chế tạo và thực nghiệm mô hình sao cho xe có độ an toàn cao và có tính áp dụng thực tế trên xe, trực quan, sinh động hơn để cho việc quan sát học tập dễ dàng hơn.
Theo số liệu của Cục Quản lý an toàn Giao thông Quốc gia Hoa Kỳ (NHTSA) và Ủy ban châu Âu (EC) chỉ có 25% du lịch bằng xe hơi diễn ra vào ban đêm, nhưng hơn 40% các vụ tai nạn gây tử vong hoặc thương tích nghiêm trọng xảy ra trong thời gian này Hệ thống chiếu sáng được ví như đôi mắt của người lái xe khi trời tối và đôi mắt đó yêu cầu phải ngày càng sáng rõ Điều này đã thúc đẩy các nhà sản xuất ô tô không ngừng nghiên cứu phát triển, tìm ra các giải pháp khả thi cho cuộc cách mạng chiếu sáng trên xe.
Trong khi đó hệ thống chiếu sáng của xe máy, đặc biệt là những xe có giá thành thấp lại rất ít được chú ý đến Hầu hết các loại xe máy trong phân khúc bình dân đều sử dụng bóng đèn halogen đã khá lỗi thời và hiệu quả mang lại không cao Từ đó nguy cơ xảy ra tai nạn do hệ thống chiếu sáng không hiệu quả là rất cao Cũng vì lí do đó nên ngoài thị trường dần xuất hiện những cơ sở thay thế bóng đèn xe máy bằng nhiều loại đèn với nhiều kiểu dáng có nguồn gốc xuất sứ khác nhau nhằm cải thiện hiệu quả chiếu sáng trên xe Tuy nhiên thay thế và nâng cấp như thế nào để đảm bảo ánh sáng chiếu ra tốt hơn mà vẫn đảm bảo được tiêu chuẩn về ánh sáng của bộ Giao Thông Vận Tải đề ra thì vẫn là một vấn đề cần được bàn bạc và nghiên cứu.Chính vì lí do đó mà chúng em chọn đề tài “cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy” nhằm tìm hiểu sâu hơn kết hợp với mô hình thực nghiệm nhằm đưa ra kết luận về tính hiệu quả khi thay thế bóng đèn halogen bằng đèn LED trên xe máy.
Mục tiêu của đề tài
Đề tài nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các hệ thống điện điện chiếu sáng trên xe được cải tạo bằng đèn LED Qua đó phân tích, tìm hiểu nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm và lợi ích khi cải tạo hệ thống chiếu sáng bằng đèn LED Đề tài còn tập trung thiết kế thi công mô hình trên xe thật, ứng dụng trong thực tế hằng ngày để giúp sinh viên hiểu rõ hơn về lợi ích việc cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy mang lại.
Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các hệ thống trong hệ thống chiếu sáng trên xe.
Lên ý tưởng thiết kế và thi công mô hình thực tế.
Thực hành tính toán năng lượng và kinh phí tiết kiệm được trong thực tế.
Biên soạn quyển thuyết minh về cơ sở lý thuyết và quá trình thực hiện mô hình.
Phạm vi nghiên cứu
Thời gian, kinh phí và điều kiện thực tế có giới hạn nên phạm vi nghiên cứu chỉ tập trung vào những hệ thống chiếu sáng sử dụng được sử dụng trên xe máy nói chung và wave anpha 100s nói riêng Do đó, mô hình đề tài sẽ không tập trung nghiên cứu các hệ thống còn lại: đánh lửa, cói tín hiệu, ….
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp lý thuyết: Nghiên cứu tài liệu về nguyên lý hoạt động, cấu tạo của hệ thống chiếu sáng trên xe máy Tìm kiếm nghiên cứu sơ đồ mạch điện của hệ thống chiếu sáng trên xe máy.
Phương pháp thực nghiệm: thiết kế và thi công Cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy
Phạm vi ứng dụng
Mô hình Cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy được sử dụng trong việc nghiên cứu các ưu nhược điểm của các loại đèn chiếu sáng đang được ưng dụng trên xe máy hiện nay thông qua so sánh các thông số về cường độ ánh sáng, năng lượng tiêu thụ, …
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN XE
Tổng quan các thành phần trong hệ thống chiếu sáng trên xe
2.1.1 Máy phát điện được sử dụng trên xe trên xe
Máy phát điện là một trong ba bộ phận chính làm nhiệm vụ cung cấp năng lượng điện cho xe Cụ thể, hệ thống cung cấp điện trên xe hơi được tạo thành từ máy phát điện, pin và bộ phận điều chỉnh điện áp Ba bộ phận này sẽ tạo ra, cung cấp và điều chỉnh nguồn năng lượng điện phù hợp cho quá trình vận hành
Máy phát điện chuyển đổi cơ năng thành điện năng, trong đó nguồn cơ năng có thể là động cơ đốt trong Thiết bị thường được gắn ở gần động cơ xe và được dẫn động bởi trục khuỷu
2.1.1.1 Chức năng máy phát điện Động cơ chỉ cung cấp năng lượng cơ học, không tạo ra điện Vì vậy, cần phải có một nguồn điện để cung cấp năng lượng cho tất cả các thiết bị điện trên xe Máy phát có khả năng tạo ra năng lượng liên tục, đảm bảo mọi hoạt động cho các thiết bị điện trên xe, có thể kể đến như: tạo ra nguồn điện cắm sạc cho các thiết bị khác, duy trì hoạt động của hệ thống điều khiển, cho phép sạc pin trong suốt quá trình xe chuyển động.
2.1.1.2 Cấu tạo máy phát điện
Cấu tạo chi tiết của máy phát điện cơ bản gồm các bộ phận sau:
stator và Rotor: Tạo ra dòng điện xoay chiều để chuyển đổi cơ năng thành điện năng.
Chổi than và cổ góp: Có tác dụng giảm điện trở và điện trở tiếp xúc, từ đó duy trì độ ổn định của nguồn điện tạo ra Đồng thời, bộ phận này còn có khả năng hạn chế sự bào mòn. Đối với máy phát điện trên ô tô được tích hợp thêm:
Đi-ốt: Chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành một chiều, cho phép dòng điện đi theo một hướng từ máy phát điện sang pin.
Bộ điều chỉnh điện áp: Có tác dụng giúp duy trì điện áp ở mức ổn định, ngăn chặn sự gia tăng đột ngột của dòng điện tạo ra.
Quạt làm mát: Nằm ở bên trong hoặc bên ngoài của máy phát điện, máy làm mát nhằm đảm bảo sự an toàn cho các bộ phận Quạt giúp tản nhiệt, ngăn chặn sự nóng lên quá mức dẫn đến hư hỏng hoặc cháy nổ.
Hình 2 1 Máy phát điện sử dụng trên ô tô
Hình 2 2 Máy phát điện sử dụng trên xe máy 2.1.1.3 Nguyên lý làm việc của máy phát điện
Một máy phát điện tạo ra điện khi rotor của nó quay Rotor có các nam châm bao quanh, tạo thành từ trường Từ trường tạo ra điện áp và được lưu trữ bởi stator, sau đó đến bộ điều chỉnh điện áp Bộ điều chỉnh sẽ xác định mức điện áp mà pin sẽ nhận được và chuyển nguồn điện sang các thiết bị điện khác nhau trong ô tô.
Hình 2 3 Sơ đồ mạch điện của một máy phát điện 2.1.2 Các loại ác quy trên xe
Về cơ bản, ắc quy được xem như một nguồn điện thứ cấp, hoạt động dựa vào quá trình chuyển hóa năng lượng thành điện năng và cung cấp cho các thiết bị trên xe. Khi máy phát điện không được sạc đầy đủ (động cơ dừng) hoặc không đủ khả năng đáp ứng yêu cầu cho các thiết bị điện trên xe, ắc quy sẽ giữ vai trò cung cấp dòng điện trong suốt thời gian đó.
Có 2 loại ác quy cơ bản:
Ác quy nước: Đây là loại ắc quy có sử dụng chất lỏng bên trong (dung dịch H2SO4 có nồng độ phù hợp), kết hợp với lá chì và kim loại xen kẽ nhau.
Ác quy khô: Ắc quy khô là loại ắc quy có cấu tạo khép kín và không cần thêm nước định kỳ Về cơ bản, bên trong ắc quy không khô hoàn toàn mà vẫn chứa axit H2S04 ở dạng gel.
2.1.2.1 Chức năng ác quy trong hệ thống điện
Bộ phận ắc quy trên ô tô thực hiện những chức năng chính sau:
Lưu trữ, cung cấp nguồn điện cho quá trình hoạt động của xe như khởi động xe ngoài ra đối với ô tô ác quy còn cung cấp năng lượng cho cửa sổ điện, hệ thống điều hòa, khóa điện, cung cấp điện cho bộ nhớ, ECU…
Bên cạnh cầu chì, ắc quy giúp bảo vệ các linh kiện khỏi dòng điện tăng đột ngột trong trường hợp hệ thống phát điện xảy ra sự cố.
2.1.2.2 Cấu tạo ác quy Ắc quy thường được chia thành cấu tạo bên trong và cấu tạo bên ngoài Các thiết bị kết hợp với nhau để có thể hoạt động một cách tốt nhất.
Cấu tạo bên trong ắc quy có thể được mô tả như sau:
Gồm nhiều ngăn nhỏ, mỗi ngăn chứa dung dịch H2SO4.
Bản cực âm và cực dương có tấm chắn ngăn cách, nối với nhau bằng thanh nối.
Cấu tạo của ắc quy ô tô ở bên trong gồm nhiều ngăn chứa axit (Nguồn: Sưu tầm) Cấu tạo bên ngoài ắc quy bao gồm:
Vỏ được làm bằng cao su cứng hoặc vật liệu bitum Vật liệu này có đặc tính cách nhiệt và chống axit cao và độ bền cơ học lớn hơn.
Có 2 cực lồi phía trên: cực âm và cực dương của bình, có màu sắc phân biệt: (-) đỏ; (+) màu xanh
2.1.2.3 nguyên lý hoạt động của ác quy
Nguyên lý nạp và phóng điện Một ắc quy nạp và phóng năng lượng điện qua phản ứng hóa học với dung dịch điện phân.
Lúc phóng điện nghĩa là lúc bình đang cung cấp một dòng điện cho bộ phận tiêu thụ Năng lượng điện được phóng ra khi axit sulfuric trong dung dịch điện phân phản ứng với chì và trở thành nước Lúc này axit sulfuric kết hợp với các bản cực âm, dương và chuyển thành sunfat chì Ở cực dương, phản ứng xảy ra như sau: PbO2 + 3H+ + HSO4- + 2e–> PbSO4 + 2H2O Ởcực âm phản ứng xảy ra như sau:
Quá trình phóng điện làm cho lượng nước tăng lên nhưng lại làm giảm lượng axít sulfuric, do đó nồng độ điện dịch giảm, các bản cực tiến dần đến cùng bản chất là PbSO4 làm cho hiệu điện thế giữa chúng giảm dần.
Phản ứng xảy ra mạnh hay yếu, số lượng các hoạt chất tham gia nhiều hay ít tuỳ thuộc vào khả năng phân ly, khuyếch tán của SO4(2-) và H(+) Do đó nồng độ điện dịch, độ xốp của các bản cực (hạt PbSO4 to thì bản cực ít xốp), điện thế và cường độ dòng điện nạp… là nhân tố ảnh hưởng đến khả năng phản ứng mạnh, yếu, sâu, nông ở các bản cực.
Các loại bóng đèn được sử dụng trên hệ thống chiếu sáng
2.2.1.1 Giới thiệu về đèn halogen Đèn pha Halogen là đèn sợi đốt được đặt tên theo một nhóm các nguyên tố khí Halogen (Iot hoặc Brôm) bên trong bóng đèn Loại đèn sợi đốt này sử dụng dây tóc làm từ Vonfram, hỗn hợp khí trơ và lượng Halogen nhất định Sự kết hợp của khí Halogen và dây tóc Vonfram tạo ra các phản ứng hóa học giúp tăng tuổi thọ và giữ cho vỏ bóng đèn không bị đen sau một thời gian sử dụng So sánh với bóng đèn sợi đốt thông thường, bóng đèn pha Halogen có cùng công suất và tuổi thọ như nhau nhưng có mức độ chịu nhiệt cao hơn hẳn Ngoài ra, nhờ kích thước nhỏ, đèn Halogen thường được sử dụng trong hệ thống đèn ô tô.
Hình 2 4 Hình ảnh đèn halogen 2.2.1.2 Cấu tạo đèn halogen
Cấu tạo đèn pha Halogen gồm 3 phần chính là vỏ, dây tóc và khí Halogen.
Vỏ ngoài của bóng đèn Halogen làm từ chất liệu thủy tinh thạch anh Trong khi đó, phần dây đốt được cấu tạo bởi dây tóc tim pha, dây tóc tim cốt, giá đỡ và các điểm nối tiếp nhau bằng nguồn điện.
Khí Halogen được sử dụng chủ yếu trong bóng đèn là Iot và Brom Các chất khí này khi tác dụng với Vonfram sẽ tạo ra quá trình hóa học khép kín Ví dụ, Iot kết hợp với Vonfram tạo nên Iodua Vonfram Hợp chất này không bám vào vỏ thủy tinh mà sẽ tách lại thành Vonfram và Iot khi chuyển động tới vùng nhiệt độ cao của sợi đốt.
So với đèn sợi đốt thông thường dễ bị đen vỏ, giảm cường độ sáng khi Vonfram bay hơi thì khí trong đèn pha Halogen giúp ngăn chặn thủy tinh đổi màu và giữ cho đèn luôn bền.
Hình 2 5 Cấu tạo đèn halogen 2.2.1.3 Nguyên lý hoạt động đèn halogen
Trong quá trình hoạt động, dòng điện đi qua dây tóc bóng đèn Khi đó, một lượng các phân tử kim loại trong dây tóc dưới tác dụng của nhiệt sẽ bay hơi vào hỗn hợp khí trong bóng đèn thủy tinh Vì khí trong bóng đèn là khí trơ, một số phân tử kim loại không thể kết hợp với phân tử khí nên chúng sẽ bám vào thủy tinh.
Mặt khác, các phân tử kim loại còn lại sẽ va chạm với phân tử khí Halogen, bật ngược lại bám vào dây tóc Sự thiếu hụt phân tử kim loại khiến cho dây tóc bóng đèn bị nhỏ dần và đứt gãy.
Với nguyên lý hoạt động đèn pha Halogen như trên, tuổi thọ trung bình của loại đèn sợi đốt này nằm trong khoảng 500 – 1000 giờ hoạt động liên tục.
2.2.1.4 Ưu điểm của đèn halogen Đèn pha Halogen thường được sử dụng để chế tạo đèn ô tô vì loại đèn sợi đốt này sở hữu rất nhiều ưu điểm:
Cường độ ánh sáng mạnh và khả năng chiếu sáng xa của đèn Halogen phù hợp với yêu cầu chiếu sáng của đèn ô tô So với đèn sợi đốt thông thường, cường độ và khả năng chiếu sáng của đèn Halogen giúp tài xế có thể quan sát tầm xa hơn 20m Hơn nữa, ánh sáng của loại đèn này không gây chói mắt, đảm bảo an toàn khi tham gia giao thông.
Đèn Halogen có khả năng chống tia cực tím Mặc dù vỏ ngoài được làm từ thủy tinh thạch anh nhưng chất liệu này không có khả năng ngăn chặn tia cực tím Chính vì vậy, các nhà sản xuất đã bổ sung bộ lọc tia cực tím vào trong bóng đèn.
2.2.1.5 Nhược điểm của đèn halogen
Đèn pha Halogen có tuổi thọ trung bình từ 1,5 – 2 năm, tương đương với 500 – 1000 giờ chiếu liên tục với công suất khoảng 55W.
Bóng đèn Halogen có chi phí thay thế thấp Mặc dù đây là loại đèn sợi đốt tốn nhiên liệu do đa số năng lượng bị biến thành nhiệt năng vô ích thay vì quang năng.
2.2.2.1 Giới thiệu của đèn pha xenon Đèn xenon (còn gọi là một loại đèn HID - High Intensity Discharge) là hệ thống chiếu sáng phóng điện cường độ cao, được thiết kế với bầu thủy tinh cao cấp có chứa xenon Khi quan sát bằng mắt thường, ánh sáng mà đèn xenon phát ra có màu hơi xanh.
Hình 2 6 Hình ảnh đèn pha xenon 2.2.2.2 Cấu tạo của đèn pha xenon Đèn xenon có cấu tạo gồm 2 bộ phận chính: điện cực (các đầu tiếp xúc làm bằng kim loại vonfram) và bóng thuỷ tinh thạch tím chứa khí xenon Vì thế, nguyên lý hoạt động của loại đèn này khá đơn giản và gần giống với đèn tuýp.
Hình 2 7 Cấu tạo đèn pha xenon
2.2.2.3 Nguyên lý hoạt động của đèn pha xenon
Khi có nguồn điện đi vào, hiện tượng phóng điện sẽ được sinh ra giữa 2 điện cực do hiệu điện thế vượt ngưỡng nhất định Các tia lửa điện vừa được sản sinh sẽ kích thích những phân tử khí xenon giải phóng năng lượng Từ đó, ánh sáng được phát ra theo quy luật bức xạ điện tử.
Hiện nay, việc lắp đặt đèn xenon trên ô tô ngày càng phổ biến, đặc biệt các dòng xe sang trọng, hiện đại Theo đó, hệ thống đèn xenon thực hiện hai chức năng cùng lúc đó là: chiếu xa và chiếu gần nhờ có chế sử dụng bóng cơ học trong gương phản xạ ô tô để thay đổi hướng chiếu sáng.
2.2.2.4 Ưu điểm của đèn pha xenon
Khả năng chiếu sáng tốt: Cường độ ánh sáng của đèn xenon cao gấp 3 lần so với các loại đèn khác giúp người dùng dễ dàng quan sát đường đi, đặc biệt là vào ban đêm.
Độ bền và tuổi thọ cao: Bóng đèn xenon có thể có hoạt động lên đến 2000 giờ, đáp ứng tối đa nhu cầu của người dùng.
Tiết kiệm nhiên liệu: Đèn xenon cần rất ít điện năng để duy trì hoạt động (khoảng 35W) Do đó, việc lắp bóng đèn này sẽ góp phần tiết kiệm tối đa nhiên liệu cho xe.
2.2.2.5 Nhược điểm của đèn pha xenon
Bên cạnh ưu điểm, loại đèn này tồn tại một vài hạn chế như:
Thời gian chiếu sáng chậm hơn so với các loại đèn khác.
Giới thiệu hệ thống điện chiếu sáng trên xe Honda Wave 100s
Hệ thống điện đèn có nhiệm vụ tạo ánh sáng, âm thanh, tín hiệu, đảm bảo các điều kiện cho xe hoạt động bình thường trong đêm tối, sương mù, chỗ đông người… và đáp ứng các điều kiện an toàn giao thông theo luật lệ quy định Hệ thống đèn xe máy bao gồm:
Hệ thống cung cấp điện
Các thiết bị, phương tiện tiêu thụ điện
2.3.1 Hệ thống cung cấp điện trên xe Honda Wave 100s
2.3.1.1 Giới thiệu chung về hệ thống cung cấp điện trên xe Honda Wave 100s
Hệ thống cung cấp điện trên xe có nhiệm vụ cung cấp điện cho các thiết bị, phương tiện tiêu thụ điện với một hiệu điện thế và điện áp ổn định trong mọi điều kiện hoạt động của xe, hệ thống điện bao gồm:
2.3.1.2 Sơ đồ mạch điện hệ thống sạc cung cấp điện trên xe Honda Wave 100s
Hình 2 10 Sơ đồ mạch điện hệ thống sạc
Hình 2 11 Sơ đồ mạch điện hệ thống sạc khi công tắc đèn mở
Hình 2 12 Sơ đồ mạch điện hệ thống sạc khi công tắc đèn tắt
2.3.1.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống sạc cung cấp điện trên xe Honda Wave 100s
Trường hợp 1: Công tắc đèn mở
Khi động cơ hoạt động, điện từ máy phát điện trên động cơ xe được truyền trực tiếp đế hệ thống chiếu sáng Lúc này nếu công suất dòng điện đã đáp ứng đủ nhu cầu của hệ thống chiếu sáng thì dòng điện còn thừa sẽ đi qua chỉnh lưu thành dòng điện một chiều nạp lại cho ắc quy xe Nếu xe chạy tốc độ cao khi này hiệu điện thế sinh ra trong máy phát điện ở động cơ tăng, nếu dòng điện trên vượt quá 8V thì diot ổn áp sẽ mở ra cho dòng điện chạy về mát giúp bảo vệ hệ thống chiếu sáng và ắc quy xe
Trường hợp 2: Công tắc đèn tắt
Khi động cơ hoạt động, dòng điện sinh ra trong máy phát điện ở động cơ xe sẽ đi qua bộ chỉnh lưu trở thành điện 1 chiều sạc lại cho ắc quy xe Khi xe chạy với tốc độ cao khi đó hiệu điện thế sinh ra ở trong máy phát điện ở động cơ xe tăng, nếu hiệu điện thế này cao hơn 8V thì diot ổn áp sẽ mở ra cho dòng điện chạy về mát giúp bình ắc quy được sạc với mức điện áp vủa phải tránh làm giảm tuổi thọ ắc quy
2.3.2 Hệ thống chiếu sáng trên xe Honda Wave 100s
2.3.2.1 Giới thiệu hệ thống chiếu sáng trên xe Honda Wave 100s
Hệ thống chiếu sáng có nhiệm vụ nhận điện từ hệ thống cung cấp điện thực hiện vai trò phân phối và điều khiển các tín hiệu điện áp đến các thiết bị tiêu thụ điện (đèn chiếu sáng, đèn tín hiệu) để thực hiện công việc chiếu sáng và phát tín hiệu rẽ.
Hệ thống chiếu sáng bao gồm tối thiểu:
Hệ thống đèn chiếu sáng chính bao gồm đèn chiếu gần (cos) và đèn chiếu xa (pha)
Các đèn tín hiệu bao gồm đèn xi nhan trái phải ở phía trước và sau, đèn phanh (đèn sau)
2.3.2.2 Sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng trên xe Honda Wave 100
Hình 2 13 Sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng chính
Hình 2 14 Nguyên lý hoạt động hệ thống chiếu sáng chính
2.3.2.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống chiếu sáng trên xe Honda Wave 100
Trường hợp 1: Khi công tắc đèn ở vị trí P.
Khi công tắc đèn mở và ở vị trí P dòng điện sinh ra trong máy phát điện ở động cơ xe sẽ đi qua diot ổn áp, sau khi đi qua diot ổn áp dòng điện này được chỉnh lưu thành dòng điện 1 chiều đến công tăc đèn Điện từ công tắt đèn đi qua chân P ở công tắt đến đèn sương mù của xe và về mát làm bóng đèn sương mù phát sáng giúp định vị xe trong thời tiết sương mù và mưa to
Trường hợp 2: Khi công tắc đèn ở vị trí L.
Khi bật công tắt đèn và công tắt pha/cos ở vị trí L, dòng điện sinh ra trong máy phát điện ở động cơ xe sẽ đi qua diot ổn áp, sau khi dòng điện đi qua diot ổn áp dòng điện sẽ được chỉnh lưu thành dòng điện 1 chiều đi dến công tắt đèn Dòng điện một chiều này đi qua cổng L trên công tắt đèn đến chân cos trên đèn chiếu sáng chính rồi về mát làm sáng bóng đèn chiếu sáng chính ở chế độ cos
Trường hợp 3: Công tắc đèn ở vị trí H.
Khi bật công tắt đèn và công tắt pha/cos ở vị trí H, dòng điện sinh ra trong máy phát điện ở động cơ xe sẽ đi qua diot ổn áp, sau khi dòng điện đi qua diot ổn áp dòng điện sẽ được chỉnh lưu thành dòng điện 1 chiều đi dến công tắt đèn Dòng điện một chiều này đi qua cổng H trên công tắt đèn đến chân pha trên đèn chiếu sáng chính rồi về mát làm sáng bóng đèn chiếu sáng chính ở chế độ pha
2.3.3 Hệ thống đèn tín hiệu trên xe Honda Wave 100
2.3.3.1 Giới thiệu hệ thống đèn tín hiệu trên xe Honda Wave 100
Bên cạnh hệ thống đèn chiếu sáng chính thì đèn tín hiệu là một hệ thống đèn vô cùng quan trọng khi tham gia điều khiển phương tiện giao thông giúp đảm bảo an toàn cho người điều khiển phương tiện và người cùng tham gia giao thông Hệ thống đèn tín hiệu bao gồm đèn báo rẽ và đèn báo phanh Hệ thống đèn tín hiệu có nhiệm vụ truyền tín hiệu và điện áp từ accu qua công tác đèn báo rẽ/ chân phanh để điều khiển đèn báo rẽ/ đèn phanh thông báo cho những người cùng tham gia giao thông biết hướng đi của chủ điều khiển phương tiện
2.3.3.2 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn tín hiệu trên xe Honda Wave 100
Hình 2 15 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn tín hiệu
Hình 2 16 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn tín hiệu khi công tắc máy off
Hình 2 17 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn tín hiệu khi công tắc máy ON
Hình 2 18 Sơ đồ mạch điện đèn báo phanh
3.1.3.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống đèn tín hiệu trên xe Honda Wave 100
Trường hợp 1: Công tắc máy OFF
Hệ thống đèn xi nhan sẽ không hoạt động do dòng điện một chiều từ ắc quy đi đến công tắt máy và vào cổng OFF trên công tắt máy rồi về lại mát.
Trường hợp 2: Công tắc máy ON
Khi chọn rẽ trái (tương ứng vị trí L) dòng điện một chiều sẽ từ ắc quy đi qua công tắt máy tại cổng ON đến hộp nháy rồi đến công tắt đèn tín hiệu đi qua cổng L. Lúc này dòng điện một chiều được cấp từ ắc quy sẽ đi đến đèn báo rẽ trái ở phía trước và sau xe rồi về lại mát làm đèn báo rẽ trái nhấp nháy thông báo cho người đi phía trước hướng ngược chiều và người đi phía sau cùng chiều tín hiệu rẽ trái.
Khi chọn rẽ phải (tương ứng vị trí R) dòng điện một chiều sẽ từ ắc quy đi qua công tắt máy tại cổng ON đến hộp nháy rồi đến công tắt đèn tín hiệu đi qua cổng R. Lúc này dòng điện một chiều được cấp từ ắc quy sẽ đi đến đèn báo rẽ phải ở phía trước và sau xe rồi về lại mát làm đèn báo rẽ phải nhấp nháy thông báo cho người đi phía trước hướng ngược chiều và người đi phía sau cùng chiều tín hiệu rẽ phải. Trường hợp 3: Khi chân đạp phanh
Khi chân đạp phanh hoặc bóp phanh tay dòng điện đi từ ắc quy qua công tắt máy công tắt phanh tay hoặc phanh chân đến đèn báo phanh rồi về lại mát làm đèn báo phanh phát sáng báo hiệu cho người di chuyển phía sau tín hiệu phanh.
Một số nghiên cứu cải tiến hệ thống chiếu sáng trong và ngoài nước
2.4.1 Công nghệ đèn LED thông minh
Nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ (TS) Nguyễn Đoàn Quốc Anh, Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Tôn Đức Thắng (TPHCM) đã nghiên cứu thành công công nghệ TIR lens cho đèn LED nhằm tăng hiệu suất chiếu sáng.
Sản phẩm đèn LED sử dụng công nghệ TIR lens cho chất lượng ánh sáng cao, giá thành rẻ.
Hình 2 19 LED sử dụng công nghệ TIR lens
2.4.1.1 Tăng chất lượng chiếu sáng
TS Nguyễn Đoàn Quốc Anh cho biết, đèn LED (light-emitting diode) là công nghệ chiếu sáng có nhiều ưu điểm như tiết kiệm năng lượng, nhưng nhược điểm là chất lượng ánh sáng chưa cao, giá thành cao so với các loại đèn khác Một số giải pháp khắc phục nhược điểm là TIR lens (total internal reflection lens - thấu kính phản xạ trong toàn phần) Giải pháp này có thuật toán đơn giản, hiệu suất cao, nên được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng đèn LED.
Ngoài ra, TIR lens có thể hiệu chỉnh tia sáng tới với góc rộng hơn các gương phản xạ truyền thống hay các loại lens khác. Để nâng cao chất lượng ánh sáng cho đèn LED, nhóm nghiên cứu đã hoàn thiện TIR lens với hiệu suất cao Tại đèn LED thông thường, sẽ có một vòng giữ bao quanh TIR lens để giữ ánh sáng thoát ra.
Từ các nghiên cứu trên thế giới về TIR lens cho thấy, hiệu suất phát quang đạt được từ 81% - 94%, đồng dạng chiếu sáng đồng đều tăng từ 60% - 80% Sản phẩm của nhóm nghiên cứu có hiệu suất phát sáng E ≥ 95%; độ tăng chiếu sáng đồng đều cao hơn so với đèn LED thương mại thấp nhất 97%. Ở đèn LED thông thường, ánh sáng trắng bị tách biệt thành nhiều ánh sáng khác nhau: Đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím Đồng dạng màu ánh sáng trắng đạt được khi các dải màu phải được trộn lẫn một cách đồng đều Các tia màu vàng và màu xanh đi qua lens này bị khúc xạ theo các hướng khác nhau Cấu trúc không tối ưu này có thể gây ra hiện tượng không mong muốn như gây khó chịu cho người nhìn, và lâu dần gây tật cho mắt.
Công nghệ TIR lens của nhóm nghiên cứu không cần sử dụng vòng giữ, giảm 30% giá thành sản phẩm, hiệu suất lớn hơn 95% (đạt yêu cầu kỹ thuật) Độ đồng đều phát sáng lớn hơn 0,3 (đạt yêu cầu kỹ thuật).
Thiết kế TIR lens mới bao gồm thiết kế ống chuẩn trực đa phân khúc (MSOC) và thiết kế bề mặt quang học đa cấu trúc (MSOS) MSOS là bề mặt quang học gồm nhiều cấu trúc micro-lens bên trên để điều chỉnh góc phát ra của tia tới MSOC là bề mặt quang học gồm nhiều phân khúc để thực hiện phản xạ toàn bộ ánh sáng tới, bề mặt này có nhiều phân khúc để việc điều chỉnh hướng ánh sáng trở nên dễ dàng. Các tia tới sau khi được điều chỉnh hướng đi lần 1 nhờ MSOC, thì lần 2 được điều chỉnh nhờ MSOS để tăng đồng dạng phát sáng.
2.4.1.2 Phù hợp với chiếu sáng công cộng
Theo nhóm nghiên cứu, vấn đề sử dụng đèn LED chiếu sáng dân dụng và công nghiệp đang gặp khó khăn bởi giá thành đầu tư cao, quang hiệu thấp, đồng dạng phát sáng thấp Do vậy, công nghệ TIR lens mới này giúp giảm giá thành, tăng hiệu suất và đồng dạng phát sáng có ý nghĩa quan trọng đối với việc nâng cao chất lượng, ứng dụng đèn LED. ỞViệt Nam đã có nhiều trường đại học và công ty nghiên cứu ứng dụng đèn LED để giảm chi phí vận hành và tăng hiệu quả chiếu sáng Phương pháp mà các nghiên cứu đưa ra đó là: Thay đổi sự phân bố đèn; khảo sát sự thay đổi màu sắc; hoặc độ rọi của đèn Chưa có nghiên cứu về công nghệ TIR lens để tăng quang hiệu và tiết kiệm chi phí.
Mấu chốt khiến đèn LED có giá thành thương mại cao là vòng giữ và LED ánh sáng trắng Vòng giữ lens I này làm chi phí sản xuất bộ đèn LED này tăng lên Dựa trên kích thước của lens I này, nhóm nghiên cứu đã thiết kế TIR lens mới, không cần sử dụng vòng giữ, giảm giá thành bộ đèn mà chất lượng ánh sáng lại tăng lên.
Cụ thể, kết quả đo lường thực nghiệm cho thấy, có sự khác biệt đáng kể về sự chiếu sáng đồng đều và hiệu suất của lens I và lens II Ví dụ, đối với bề mặt đích
500 mm2, độ chiếu sáng đồng đều và hiệu suất của lens I lần lượt là 0,259 và 95,85%, trong khi đó lens II chỉ đạt được 0,06 và 90,32%.
So sánh sự đồng đều phân bố ánh sáng, chỉ số đồng dạng phát sáng khi sử dụng TIR lens mới vượt trội hơn so với lens I là 122,4% và lens II là 495,3% ở bề mặt chiếu sáng 500 mm2 Sự phân bố không đồng đều của bức xạ ánh sáng xanh và ánh sáng vàng là nguyên nhân gây ra hiện tượng ánh sáng màu vàng (làm cho độ đồng dạng màu ánh sáng trắng thấp).
Công nghệ TIR lens mới giúp tăng đồng dạng màu ánh sáng trắng, nghĩa là lens mới có thể phân bố lại bức xạ ánh sáng xanh và bức xạ ánh sáng vàng, từ đó nâng cao chất lượng màu ánh sáng trắng.
"Ngoài chiếu sáng công cộng, TIR lens mới có thể ứng dụng trong các đèn ô tô hoặc đèn xe máy, tạo ra ánh sáng chất lượng cao mà có giá thành rẻ”, TS Quốc Anh nói.
2.4.2 Đèn pha laser hồng ngoại, công nghệ chiếu sáng cho tương lai
Công nghệ đèn pha Laser hồng ngoại của Kyocera sẽ cung cấp ánh sáng cường độ cao nhưng không gây chói mắt, được giới thiệu tại CES 2023 và có thể trở thành tương lai của công nghệ chiếu sáng trên xe hơi.
Hình 2 20 Đèn pha laser hồng ngoại
Tại sự kiện Triển lãm Điện tử tiêu dùng CES 2023 vừa diễn ra, “ông lớn” trong ngành công nghiệp Kyocera của Nhật Bản đã đưa ra một cải tiến mới trong lĩnh vực công nghệ chiếu sáng dành cho ô tô trong tương lai nhằm cải thiện nhiều chức năng hỗ trợ người lái trên ô tô đang phát triển hiện nay.
Thông qua công ty con KYOCERA SLD Laser, Kyocera đã giới thiệu thiết kế đèn pha cung cấp ánh sáng laser với các chùm sáng cao và thấp cũng như ánh sáng hồng ngoại bởi một thiết bị duy nhất Điều này đồng nghĩa với việc thiết bị này có thể cung cấp ánh sáng cho cả người lái xe và cho bất kỳ camera hồng ngoại nào trên xe.
Quy định mới về đăng kiểm đèn xe
Theo Khoản 2 Điều 7 Thông tư 16/2021/BGTVT quy định về thực hiện kiểm tra, đánh giá xe cơ giới như sau: “
1 Các khiếm khuyết, hư hỏng của xe cơ giới trong kiểm định được phân thành 3 mức như sau: a) Khiếm khuyết, hư hỏng không quan trọng (MINOR DEFECTS - MiD) là hư hỏng không gây mất an toàn kỹ thuật, ô nhiễm môi trường khi xe cơ giới tham gia giao thông Xe cơ giới vẫn được cấp Giấy chứng nhận kiểm định; b) Khiếm khuyết, hư hỏng quan trọng (NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô
TÔ DEFECTS - MaD) là hư hỏng có thể gây mất an toàn kỹ thuật, ô nhiễm môi trường khi xe cơ giới tham gia giao thông Xe cơ giới không được cấp Giấy chứng nhận kiểm định, phải sửa chữa các hư hỏng để kiểm định lại; c) Khiếm khuyết, hư hỏng nguy hiểm (DANGEROUS DEFECTS - DD) là hư hỏng gây nguy hiểm trực tiếp và tức thời khi xe cơ giới tham gia giao thông Xe cơ giới không được cấp Giấy chứng nhận kiểm định, không được tham gia giao thông và phải sửa chữa các hư hỏng để kiểm định lại.
Như vậy, phụ thuộc vào khiếm khuyết, hư hỏng và loại đèn anh thay thế, sửa chữa sẽ có những mức quy định khác nhau Đèn chiếu sáng có thể được thông qua kiểm định, nếu thiết bị được thay thế đảm bảo an toàn kỹ thuật, được kiểm định và có chứng nhận đạt tiêu chuẩn của nhà sản xuất, cơ quan chuyên môn Khi qua hệ thống đăng kiểm phải đáp ứng đầy đủ các quy định về: chùm sáng, cường độ sáng, độ lệch Các trường hợp nâng cấp hay “độ đèn” không đáp ứng các yếu tố trên đều phải thay thế để đảm bảo an toàn khi lưu thông.
2 Kiểm tra khiếm khuyết, hư hỏng đèn xe
Dưới đây là bảng quy định về ánh sáng đèn theo từng loại đèn được quy định tại Mục 4, Phụ lục II, Bảng 1 của Thông tư 2/2023/TT-BGTVT sửa đổi, bổ sung Thông tư 16/2021/BGTVT:
Bảng 2 2 Bảng quy định về kiểm tra kiếm khuyết và hư hỏng xe
Loại đèn Khiếm khuyết, hư hỏng MiD MaD DD Đèn chiếuMầu ánh sáng không phải là mầu x sáng phíatrắng hoặc vàng trước Đèn kíchMầu ánh sáng không phải mầu x thước phíatrắng hoặc vàng nhạt đối với đèn trước, phíaphía trước và không phải mầu đỏ sau và thànhđối với đèn phía sau bên Đèn báo rẽMầu ánh sáng: đèn phía trước xe x
(xin đường)không phải mầu vàng, đèn phía và đèn báosau xe không phải mầu vàng hoặc nguy hiểm mầu đỏ Đèn phanh Mầu ánh sáng không phải mầu đỏ x Đèn lùi Mầu ánh sáng không phải mầu x trắng Đèn soi biển Mầu ánh sáng không phải mầu x số trắng Đối với trường hợp khiếm khuyết, hư hỏng không quan trọng (MiD) thì có thể thay thế bằng một loại đèn với ánh sáng mầu khác tuy nhiên phải đáp ứng điều kiện về an toàn kỹ thuật thì mới được cấp giấy chứng nhận xe đã qua kiểm định. Đối với 02 trường hợp còn lại là khiếm khuyết, hư hỏng nghiêm trọng (MaD) và nguy hiểm (DD) thì không được phép lưu thông và bắt buộc phải thay thế, sửa chữa theo tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật và kiểm định lại.
3 Chỉ tiêu kiểm định ánh sáng đèn xe.
Dưới đây là bảng chỉ tiêu về ánh sáng đèn xe tại Mục 4, Phụ lục II, Bảng 1 củaThông tư 2/2023/TT-BGTVT:
Bảng 2 3 Bảng tiêu chí kiểm định đèn xe
Chỉ tiêu ánh sáng Khiếm khuyết, hư hỏng MiD MaD DD Đèn chiếu sáng - Hình dạng của chùm sáng x phía trước chiếu xa không đúng.
(đèn pha) - Tâm vùng cường độ sáng lớn nhất nằm bên trên đường nằm ngang 0%.
- Tâm vùng cường độ sáng lớn nhất nằm dưới đường nằm ngang -2% đối với các đèn có chiều cao lắp đặt không lớn hơn 850mm so với mặt đất hoặc nằm dưới đường nằm ngang -2,75% đối với các đèn có chiều cao lắp đặt lớn hơn 850mm so với mặt đất.
- Tâm vùng cường độ sáng lớn nhất lệch trái đường nằm dọc 0%
- Tâm vùng cường độ sáng lớn nhất lệch phải đường nằm dọc 2%.
- Cường độ sáng nhỏ hơn 10.000cd. Đèn chiếu sáng - Hình dạng của chùm sáng x phía trước đèn gần không đúng.
(đèn cốt) - Giao điểm của đường ranh giới tối sáng và phần hình nêm nhô lên của chùm sáng lệch sang trái của đường nằm dọc 0%.
- Giao điểm của đường ranh giới tối sáng và phần hình nêm nhô lên của chùm sáng lệch sang phải của đường nằm dọc 2%.
- Đường ranh giới tối sáng nằm trên đường nằm ngang -0,5% đối với đèn có chiều cao lắp đặt không lớn hơn 850mm tính từ mặt đất hoặc nằm trên đường nằm ngang -1,25% đối với đèn có chiều cao lắp đặt lớn hơn 850mm tính từ mặt đất.
- Đường ranh giới tối sáng nằm dưới đường nằm ngang -2% đối với đèn có chiều cao lắp đặt không lớn hơn 850mm tính từ mặt đất hoặc nằm dưới đường nằm ngang -2,75% đối với đèn có chiều cao lắp đặt lớn hơn 850mm tính từ mặt đất. Đèn kích thước Cường độ sáng và diện tích phát x phía trước, phía sau sáng không đảm bảo nhận biết ở và thành bên khoảng cách 10m trong điều kiện ánh sáng ban ngày. Đèn báo rẽ (xin Cường độ sáng và diện tích phát x đường) và đèn báo sáng không đảm bảo nhận biết ở nguy hiểm khoảng cách 20m trong điều kiện ánh sáng ban ngày. Đèn phanh Cường độ sáng và diện tích phát x sáng không đảm bảo nhận biết ở khoảng cách 20m trong điều kiện ánh sáng ban ngày. Đèn lùi Cường độ sáng và diện tích phát x sáng không đảm bảo nhận biết ở khoảng cách 20m trong điều kiện ánh sáng ban ngày. Đèn soi biển số Cường độ sáng và diện tích phát x sáng không đảm bảo nhận biết ở khoảng cách 10m trong điều kiện ánh sáng ban ngày.
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH CẢI TẠO HỆ THỐNG ĐÈN LED TRÊN XE MÁY
Lên phương án thi công mô hình Cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy
Sau khi tham khảo một số mẫu sãn có, nhóm đã quyết định thi công trên xe wave alpha 100s sẵn có đang là phương tiện di chuyển của thành viên trong nhóm để tiết kiệm kinh phí.
Dựa theo cấu trúc thiết kế, bố trí trên xe nguyên bản và nhóm đã quyết định thi công theo cấu tạo sẵn có trên xe:
1 đèn chiếu sáng LED chính anh sáng xanh có 2 chức năng pha và cos.
4 đèn chi nhan LED ánh sáng vàng.
1 đèn phanh LED ánh đỏ.
1 bảng LED điện tử thay đổi nội dung bằng smartphone.
Qua phân tích và đánh giá của nhóm dựa trên các mẫu hiện có và chấp hành đúng quy định luật an toàn giao thông đường bộ Việt Nam nhóm quyết đinh không lắp đèn trợ sáng rời như 4 và giữ lại toàn bộ cụm điều khiển bao gồm công tắt on/off đèn chiếu sáng, công tắc pha/cos.
Sau đây là bảng các cụm, chi tiết mà nhóm sẽ thi công:
Bảng 3 1 Bảng các chi tiết, cụm chi tiết thi công cải tạo
STT Tên cụm/chi tiết Số lượng
2 Đèn LED chiếu sáng chính 1
7 Công tắt đèn chiếu sáng 1
3.1.2 Lựa chọn các linh kiện thay thế
3.1.2.1 Đèn chiếu sáng Đèn chiếu sáng chính được lựa chọn có thông số 12v, 6W có dộ sáng 460 lm để phù hợp với luật giao thông đường bộ Việt Nam.
So với bóng đèn dây tóc đang sử dụng có thông số 12v, 35W tiết kiệm được 29W so với mức tiêu thụ ban đầu.
Hình 3 1 Đèn chiếu sáng chính LED
3.1.2.2 Đèn tín hiệu Đèn xi nhan được lựa chọn có thông số 12v, 1Wh như vậy với 4 bóng xi nhan tiêu thụ 4Wh.
So với bóng đèn xi nhan hiện đang sử dụng có thông số 12v, 10Wh với 4 bóng tiêu thụ 40Wh.
Như vậy sẽ tiết kiệm được 35Wh so với ban đầu.
Hình 3 2 Đèn tín hiệu xi nhan LED 3.1.2.3 Bảng điện tử LED
Bảng LED hiển thị biển số xe được điều khiển bằng smartphone có thể tùy chỉnh nội dung thông qua ứng dụng di động.
Thông số kích thước 276x90mm có thể uốn cong theo bề mặt xe tạo cảm giác dễ chịu và tăng tính thẩm mĩ cho xe.
Bảng điện tử sử dụng nguồn điện 5v DC có công suất tiêu thụ 10w.
Hình 3 3 Bảng LED điện tử thể hiện biển số xe
Thiết kế mạch điện mô hình cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy
3.2.1 Thiết kế sơ đồ cho mô hình cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy
3.2.1.1 Thiết kế sơ đồ khối cho mạch điện
Hình 3 4 sơ đồ khối mạch điện cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy
3.2.2 Thiết kế mạch điện mô hình cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy
3.2.2.1 Sơ đồ mạch điện mô hình cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy
Hình 3 5 sơ đồ mạch điện cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy 3.2.2.2 Nguyên lý hoạt động
Trường hợp 1: khi bật đèn chiếu sáng chế độ chiếu gần
Khi công tắt máy ở chế độ ON điện sẽ được cấp từ ắc quy xe đến công tắt máy rồi đến công tắt đèn chiếu sáng, tại đây dòng điện tiếp tục đi qua cổng Lo trong công tắt chiếu sáng đến chân chế độ chiếu gần trên bóng đèn LED chiếu sáng chính của xe rồi về mát qua chân mát chung.
Trường hợp 2: khi bật đèn chiếu sáng chế độ chiếu sáng xa
Khi công tắt máy ở chế độ ON điện sẽ được cấp từ ắc quy xe đến công tắt máy rồi đến công tắt đèn chiếu sáng, tại đây dòng điện tiếp tục đi qua cổng Hi trong công tắt chiếu sáng đến chân chế độ chiếu xa trên bóng đèn LED chiếu sáng chính của xe rồi về mát qua chân mát chung.
Trường hợp 3: khi bật đèn tín hiệu rẽ trái
Khi công tắt máy ở chế độ ON điện sẽ được cấp từ ắc quy xe đến công tắt máy rồi đến hộp nháy của xe, dòng điện tiếp tục được truyền đến công tắt đèn tín hiệu rồi tiếp tục đi qua chân L trong công tắt đèn tín hiệu đến bóng đèn xi nhan LED trái ở phía trước và sau xe và cuối cùng dòng điện về lại mát cung cấp điện cho đèn xi nhan báo tín hiệu rẽ trái.
Trường hợp 4: khi bật đèn tín hiệu rẽ phải
Khi công tắt máy ở chế độ ON điện sẽ được cấp từ ắc quy xe đến công tắt máy rồi đến hộp nháy của xe, dòng điện tiếp tục được truyền đến công tắt đèn tín hiệu rồi tiếp tục đi qua chân R trong công tắt đèn tín hiệu đến bóng đèn xi nhan LED phải ở phía trước và sau xe và cuối cùng dòng điện về lại mát cung cấp điện cho đèn xi nhan báo tín hiệu rẽ phải
Trường hợp 5: khi bóp phanh trước hoặc đạp phanh sau
Khi công tắt máy ở chế độ ON điện sẽ được cấp từ ắc quy xe đến công tắt máy rồi đến công tắt đèn phanh trước và sau, mặt khác dòng điện từ công tắt máy cũng cung cấp dòng điện đến đèn phanh phía sau làm nó phát sáng lúc này đèn phanh đóng vai trò như là một đèn đuôi giúp định vị xe Khi người điều khiển đạp phanh sau hoặc bóp thắng trước dòng điện sẽ đi từ công tắt đèn phanh đến đèn phanh sau kết hợp với dòng điện được cấp thẳng từ công tắt máy lúc đầu làm đèn phanh xe sáng mạnh hợn báo tín hiệu phanh cho người di chuyển phía sau Cuối cùng dòng điện được trả về mát tạo thành dòng điện kép kín.
Thi công mô hình Cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy
3.3.1 Thi công thay thế các linh kiện ở cụm đèn đầu
Đầu tiên tháo gỡ cụm đèn đầu ở phần đầu xe bao gồm tháo 2 gương chiếu hậu.
Tiếp tục tháo 4 vít cố định bao gồm 2 ở sau tay lái và 2 ở dưới tay lái.
sau đó cẩn thận tháo các ngàm kết nối lưu lý phải thật cẩn thận nếu không có công cụ chuyên dụng vì các ngàm khá yêu và dễ gẫy.
Tiếp đến tiến hành tháo giắc điện kết nối với đầu đèn.
Ta tiến hành tháo gỡ đèn chiếu sáng chính và đèn xi nhan cũ.
Sau đó lắp đặt đèn mới vào và bố trí các lá nhôm tản nhiệt đúng cách để đảm bảo điều khiện tản nhiệt cho đèn là tốt nhất giúp tăng tuổi thọ cho đèn.
Cuối cùng là thay cục chớp cơ bằng chục chớp điện tử để phù hợp với đèn xi nhan LED mới lắp.
Hình 3 6 Quy trình thi công: thay thế cụm đèn đầu
Hình 3 7 Quy trình thi công: thay thế đèn chiếu sáng chính và đèn tín hiệu xi nhan bằng đèn LED
Hình 3 8 Quy trình thi công: thay thế cục chớp cơ bằng chóp điện tử cho đèn xi nhan
3.3.2 Thi công thay thế các linh kiện ở cụm đèn hậu
Do mạch điện của đèn xi nhan sau được mắc nôi tiếp với đèn xi nhan trước nên việc thay thế cũng không khó khăn.
Tháo chụp mi ca bảo vệ đèn xi nhan phía sau bao gồm bên trái và bên phải lưu ý chụp mi ca liên kết với đuôi xe bằng các ngàm liên kết nên phải thật cẩn thật khi tháo lắp.
Sau đó thay thế đèn xi nhan cũ bằng đèn LED và lắp lại chụp bảo vệ.
Hình 3 9 Quy trình thi công: thay thế đèn xi nhan sau và đèn báo phanh xe 3.3.2 Thi công thay đổi điện đầu vào của hệ thống đèn
Sau khi thay thế hệ thống đèn từ đèn dây tóc sang đèn LED thì chúng ta bắt buộc phải chuyển từ điện cơ sang điện bình để đảm bảo tính an toàn và tuổi thọ đèn LED. Quy trình thực hiện:
Đầu tiên tháo công tắt đèn trên cùm công tắt và dây dương trên công tắt đèn do dây dương lúc đầu nối trực tiếp với điện cơ.
Sau đó tiến hành lắp dây dương mới từ công tắc sang giắc điện bình ở phía dưới tay lái.
Đồng thời tạo nguồn cho bảng LED điện tử như vậy khi bật công tắt đèn nguồn cũng sẽ cấp điện cho bảng điện tử.
Hình 3 10 Quy trình thi công: thay thế điện đầu vào của hệ thống đèn mới
Hình 3 11 Quy trình thi công: thay thế điện đầu vào của hệ thống đèn mới
VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM VÀ TÍNH TOÁN NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM
Vận hành thử nghiệm và kiểm tra độ hiệu quả sau thi công
4.1.1 Vận hành thử nghiệm và kiểm tra độ hiệu quả đèn chiếu sáng chính
Sau khi vận hành thử nghiệm nhóm đã thu được một số kết quả đạt được:
Đèn chiếu sáng hoạt động ổn định trong điều kiện động cơ không hoạt động và khi động cơ hoạt động.
cường độ chiếu sáng được cải thiện rõ rệch.
Hình 4 1 Kết qua sau cải tạo đèn chiếu sáng chính pha và cos
4.1.2 Vận hành thử nghiệm và kiểm tra độ hiệu quả đèn tín hiệu
Sau khi vận hành thử nghiệm nhóm đã thu được một số kết quả đạt được:
Đèn xi nhan hoạt động tốt nhịp chớp rõ ràng không đứt đoạn, hoạt động hiệu quả trong điều kiện thực tế các phương tiện ở xa có thể dễ dàng nhận biết tín hiệu trong khi tham gia giao thông.
Hình 4 2 Kết quả sau khi cải tạo đèn xi nhan
4.1.3 Vận hành thử nghiệm và kiểm tra độ hiệu quả bảng LED điện tử
Sau khi vận hành thử nghiệm nhóm đã thu được một số kết quả đạt được:
Bảng LED thực hiện tốt nhiệm vụ có thể nhìn trõ trong môi trường ánh sáng ban ngày, nội dung có thể tùy biển và hiện thị đầy đủ thông tin cần thiết.
Một số ứng dụng thực tế có thể đạt được khi lắp thêm bảng led điện tử:
Có thể cùng lúc hiển thị bản số xe và số điện thoại áp dụng cho các tài xe xe ôm truyền thống và xe ôm công nghệ giúp người đặt xe có dễ dàng nhận biết tăng hiệu quả làm việc.
Tăng thu nhập cho các đối tượng kinh doanh cần quảng cáo cho doanh nghiệp, cửa hàng hay cá nhân.
Hình 4 3 Kết quả sau khi thi công lắp đặt thêm bảng LED điện tử
Tính toán năng lượng tiết kiệm
4.2.1 Các số liệu dùng trong tính toán
4.2.1.1 Năng lượng tiêu thụ và giá thành các bóng đèn thay thế
Bảng 4 1 Bảng so sánh năng lượng tiêu thụ trước và sau khi cải tạo
Linh kiện Giá thành năng lượng Số lượng Tổng năng lượng tiêu
(VNĐ) tiêu thụ thụ Đèn đầu 139.000 35W 1 halogen Đèn xi nhan 35.000 10W 4 85W halogen Đèn hậu 35.000 10W 1 halogen Đèn đầu LED 300.000 6W 1 Đèn xi nhan 80.000 1W 4 11W
Hệ thống đèn halogen được trang bị trên bản thương mại tiêu chuẩn của xe wave 100s theo sách hướng dẫn đính kèm theo xe từ đại lý với đèn halogen chiếu sáng chính có lượng tiêu thụ điện là 35W, bốn bóng đèn xi nhan mỗi bóng tiêu thụ 10W và một đèn hậu halogen tiêu thụ 10W điện năng vậy tổng năng lượng tiêu thụ điện cho hệ thống chiếu sáng trên xe là 85W.
Hệ chiếu sáng sau khi được nhóm cải tạo bằng đèn LED với đèn chiếu sáng chính bằng LED có lượng tiêu thụ điện là 6W (theo như công bố trên bao bì nhà sản xuất), đèn xi nhan sử dụng LED có lượng tiêu thụ điện là 1W (theo như công bố trên bao bì nhà sản xuất) và Đèn hậu LED tiêu thụ 1W điện năng vậy tổng năng lượng tiêu thụ khi sử dụng hệ thống chiếu sáng được cải tạo bằng đèn LED là 11W.
4.2.1.2 Thông số động cơ thực tế khi thực hiện chạy trên sàn DYNO
Hình 4 4 Kết quả chạy DYNO
Sau khi chạy thực nghiệm xe wave 100s trên sàn chạy DYNO, ta có một số kết quả như sau:
Công suất động cơ tối đa đạt 5,92 mã lực tương đương với 4353,76 W với mô men xoắn cực đại đạt 5,97 N.m ở tốc độ động cơ 6,73Rpm khi đó xe đạt tốc độ tối đa là 89,97 Km/h trong khoảng từ 0 đến 18,15 giây
Khi xe chạy với tốc độ 25 Km/h công suất động cơ đạt khoảng 3,9 hp tương đương 2901,23 W
4.2.2 Tính toán năng lượng và chi phí tiết kiệm
Giả sử xe chạy trung bình mỗi ngày 1h vào buổi tối (từ 19 giờ ngày hôm trước đến 5 giờ sáng ngày hôm sau) và tốc độ trung bình là 25km/h thì quảng đường trung bình di chuyển được là 25Km/đêm với độ tiêu hao nhiên liệu của xe wave theo chuyên trang carsifu.my của tờ The Star, báo điện tử hàng đầu malaysia xe wave alpha 100S có lượng tiêu hao nhiên liệu là 52,5Km/L tương đương 1.9L/100Km theo đó với 25Km di chuyển xe tiêu hao lượng nhiên liệu khoảng 0.475L/đêm Theo đó, trong vòng 1 năm người này di chuyển 9125Km và tiêu tốn khoảng 173.375L xăng cho việc di chuyển ban đêm, tương đương 3.861.850VNĐ tiền nhiên liệu theo thời giá ngày 1 tháng 7 năm 2023 với 1 lít xăng A95 có giá 22.015 VNĐ
Theo kết quả chạy thực nghiệm xe wave 100s trên sàn dyno xe có công suất tối đa là 4353,76 W Theo công bố của hãng honda trong cuốn “HonDa wave NF100Mơ3, NF100MSH3, NF100MB5, NF100MN5, NF100MS” cụng suất sạc tối đa của sạc một pha bán kỳ trên xe cũng được công bố trong tài liệu là 100W ta có: Công suất sạc tối đa của động cơ: P sạc max = 100W
Công suất tối đa của động cơ: P max = 4.353,76 W hiệu suất sạc của động cơ: η = (P sạc max ÷ P max ) *100= 2,28%
Theo kết quả thử nghiệm động cơ xe wave trên sàn chạy dyno thì khi đạt tốc độ
25 Km/h xe sản sinh công suất khoảng 2901,23 W từ đó ta suy ra công suất sinh ra trong việc chạy xe 1h/năm ở tốc độ trung bình 25 Km/h là 1058974,5 W.
Công suất sinh ra trong việc chạy xe 1h/năm ở tốc độ trung bình 25 Km/h:
Ta có số tiền phải chi trả cho 1 W công suất tiêu thụ là: ô ề
Ta có công suất sạc của xe trong việc chạy xe 1h/năm ở tốc độ trung bình 25 Km/h:
Số tiền phải chi trả cho việc sạc điện cho việc chạy xe 1h/năm ở tốc độ trung bình
Số tiền phải trả [2] = P 2 * Số tiền trả [1] = 86.920,62 VNĐ
Giả sử trong trường hợp xe chạy trung bình 1 giờ vào buổi tối với tốc độ trung bình 25km/h trong vòng 1 năm với tầng suất sử dụng đèn chiếu sáng chính là 100% thời gian sử dụng và các đèn tín hiệu là 10% thời gian sử dụng và đèn báo phanh là 30% sử dụng, ta có:
Công suất tiêu thụ hệ thông chiếu sáng bằng đèn halogen trong 1 năm là:
Số tiền phải trả [3] = P 3 * số tiền phải trả [1] = 55.188 VNĐ
Công suất tiêu thụ hệ thống chiếu sáng bằng đèn LED:
Số tiền nhiên liệu phải trả cho việc sử dụng đèn halogen là:
Số tiền phải trả [4] = P 4 * số tiền phải trả [1] = 8.803,8 VNĐ
Suy ra số tiền nhiên liệu tiết kiệm được sau khi cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy là:
Số tiền tiết kiệm [1] = số tiền phải trả [3] – số tiền phải trả [4] = 46.384,2 VNĐ
Vậy ta có số tiền nhiên liệu tiết kiệm được trong vòng 1 năm sử dụng là
46.384,2VNĐ tương đương với 2,11 L xăng thời điểm 1/7/2023
Thêm vào đó bóng đèn halogen có giá 314.000VNĐ có tuổi thọ 500 giờ chiếu sáng Ta có, số tiền phải trả cho việc sử dụng đèn halogen trong trường hợp xe chạy trung bình 1 giờ mỗi đêm trong 1 năm:
Số tiền phải trả [5] = (314.000 ÷ 500) * 365 = 229.220 VNĐ
Mặt khác đèn LED có giá 430.000VNĐ nhưng lại có tuổi thọ 50.000 giờ tương đương 3.139VNĐ/năm cũng trong trường hợp trên từ đó ta thấy việc sử dụng đèn LED giúp giảm chi phí thay thế lên đến 226.081VNĐ.
Số tiền phải trả [6] = (430.000 ÷ 50.000) * 365 = 3.139VNĐ
Số tiền thay thế tiết kiệm được khi sử dụng đèn LED
Số tiền tiết kiệm [2] = số tiền phải trả [5] + số tiền phải trả [6] = 226.081
Từ những số tiệu tính toán được trong trường hợp xe chạy 1 giờ mỗi đêm trong vòng 1 năm với tốc độ trung bình 25 Km/h Ta có, việc cải tạo hệ thống đèn LED trên xe wave 100s giúp tiết kiệm được 2,11L xăng cho việc chiếu sáng qua đó giúp giảm lượng khí thải CO 2 ra bên ngoài môi trường thêm vào đó việc thay đổi sang sử dụng đèn LED giúp tăng tuổi thọ hệ thống chiếu sáng giảm chi phí thay thế tương đương 226.081 VNĐ và giảm lượng rác phát thải ra môi trường bên ngoài đặc biệt là rác thải từ bóng đèn halogen rất có hại cho môi trường.
Vậy việc cải tạo hệ thông đèn LED trên xe máy không những giúp tiết kiệm chi phí vận hành và sửa chữa mà còn góp phần bảo vệ môi trường sống xung quanh chúng ta.
