Hệ thống chiếu sáng tín hiệu ô tô là một yếu tố vô cùng quan trọng trong lĩnh vực an toàn giao thông. Những ánh sáng này không chỉ đơn giản là phụ kiện trang trí trên các phương tiện, mà chúng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra môi trường giao thông an toàn và hợp lệ. Hệ thống chiếu sáng tín hiệu ô tô không chỉ là một phần của thiết bị cơ bản trên ô tô, mà còn là một phần quan trọng đảm bảo an toàn và tính thẩm mỹ trong lĩnh vực giao thông và là một phần của cuộc sống hàng ngày của chúng ta trên đường.
Công dụng của đèn
Đèn ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc chiếu sáng khi lái xe vào ban đêm hoặc trong điều kiện thời tiết xấu, giúp tăng khả năng nhìn thấy cho người lái và các phương tiện khác Các loại đèn tín hiệu như đèn xi-nhan, đèn phanh và đèn hậu giúp báo hiệu cho người khác về hướng di chuyển và tình trạng của xe Đèn pha và đèn sương mù cải thiện tầm nhìn, giảm nguy cơ tai nạn trong điều kiện thiếu sáng, trong khi đèn hậu và đèn phanh cho phép xe phía sau phản ứng kịp thời với sự thay đổi tốc độ hoặc hướng di chuyển Đèn demi tạo ra đặc điểm nhận dạng cho các dòng xe ô tô, thông qua ánh sáng, màu sắc và kích thước, và thường được sử dụng trong các lĩnh vực như công nghiệp, giao thông và an ninh để phân biệt các phương tiện và đối tượng khác nhau.
Phân loại các dòng bóng đèn
Bóng đèn dây tóc
Hình 1.4: Bóng đèn dây tốc
Bóng đèn dây tóc là một phần thiết yếu trong cuộc sống hiện đại, đặc biệt trong hệ thống chiếu sáng ô tô Vỏ bóng đèn được làm từ thủy tinh chịu nhiệt cao, đảm bảo ánh sáng phát ra an toàn và hiệu quả Bên trong, dây điện trở volfram tạo ra ánh sáng khi đạt nhiệt độ lên đến 2300°C thông qua quá trình phát quang nhiệt Tuy nhiên, nếu điện áp vượt quá giới hạn, dây volfram có thể bốc hơi, gây hiện tượng đen và cháy nổ Để cải thiện độ ổn định, nhà sản xuất thường hút không khí trong bóng đèn, và việc sử dụng khí Argon thay thế không khí có thể tăng cường cường độ chiếu sáng lên đến 40%.
Bóng đèn halogen
Dây điện trở volfram cần được nung nóng đến 23000°C để phát ra ánh sáng qua bóng đèn dây tóc, nhưng quá trình này sinh ra nhiệt năng lớn, dẫn đến hiện tượng bay hơi và đứt dây tóc Hiện tượng bay hơi không chỉ làm giảm cường độ chiếu sáng mà còn khiến vỏ thủy tinh bên trong bóng đèn bị đen, giảm tuổi thọ của bóng đèn Để khắc phục tình trạng bay hơi và cải thiện tuổi thọ của dây volfram, cần có giải pháp hiệu quả nhằm ngăn chặn sự bay hơi và bảo vệ vỏ thủy tinh.
Sử dụng bóng đèn halogen giúp giải quyết vấn đề bay hơi dây volfram và làm đen bóng đèn thủy tinh, từ đó nâng cao tuổi thọ của bóng đèn Dây volfram trong bóng đèn halogen hoạt động như một chất xúc tác trong quá trình hóa hơi, với sự tác động của khí halogen như Iốt hoặc Brom lên volfram Quá trình này tạo ra vonfram iodua, một hỗn hợp không bám dính vào thủy tinh, khác với dây tóc thông thường khi đun nóng đến nhiệt độ hóa hơi Hỗn hợp vonfram iodua sau đó sẽ bay hơi trở lại vùng có nhiệt độ cao xung quanh dây tóc bóng đèn, thường ở mức trên 1450°C.
Khi đèn halogen hoạt động, dây volfram nóng lên, và sự kết hợp giữa volfram và khí halogen ngăn chặn sự mất mát của volfram Quá trình này duy trì kích thước dây volfram ổn định, ngăn ngừa đổi màu và suy giảm hiệu suất bóng đèn theo thời gian Nhờ vậy, bóng đèn halogen có tuổi thọ kéo dài hơn.
Bóng đèn halogen là loại đèn chiếu sáng sử dụng khí halogen, giúp tăng cường độ sáng và kéo dài tuổi thọ so với bóng đèn thông thường.
Thạch anh được sử dụng để chế tạo vỏ bóng đèn halogen nhằm tăng cường khả năng chịu nhiệt độ và áp suất cao, thường từ 5 đến 7 bar Với khả năng chịu nhiệt tốt hơn so với thủy tinh thông thường, thạch anh cho phép bóng đèn hoạt động ở nhiệt độ trên 2500°C mà không bị biến dạng hay nứt nẻ Điều này giúp vỏ bóng đèn duy trì độ bền dưới áp suất cao mà không bị vỡ Nhiệt độ và áp suất trong đèn halogen không chỉ kéo dài tuổi thọ của bóng đèn mà còn cải thiện hiệu suất chiếu sáng, đồng thời cho phép thiết kế dây tóc bóng đèn nhỏ hơn so với bóng đèn dây tóc truyền thống.
Bóng đèn xenon
Đèn Xenon hoạt động dựa trên nguyên lý tương tự như hiện tượng sét phóng điện trong tự nhiên, khi có sự tích điện giữa các đám mây và bề mặt trái đất Hiện tượng này tạo ra những tia sáng mạnh mẽ, và chính ý tưởng này đã truyền cảm hứng cho sự phát triển của đèn Xenon Đèn Xenon có khả năng phát ra ánh sáng cường độ cao, trở thành lựa chọn thay thế cho đèn halogen đang dần bị lão hóa.
Năm 1992, Hella đã ra mắt bóng đèn Xenon đầu tiên sử dụng công nghệ High Intensity Discharge (HID) với cường độ điện cực cao Ban đầu, đèn Xenon chủ yếu được sử dụng trong chế độ đèn cốt do tính năng hoạt động một chế độ, khác với đèn sợi tóc có khả năng chuyển đổi giữa hai chế độ sáng Điều này yêu cầu thiết kế chóa đèn riêng biệt cho cả ánh sáng pha và cốt.
Vào năm 1999, đèn Bi-Xenon ra đời nhằm khắc phục nhược điểm của các loại đèn trước đó Sản phẩm này kết hợp ánh sáng pha và cốt từ một nguồn sáng duy nhất, mang lại hiệu suất chiếu sáng đồng đều cho cả hai chế độ, đồng thời giúp tiết kiệm năng lượng.
Bóng đèn xenon là loại đèn chính sử dụng khí xenon để phát ra ánh sáng, bao gồm hai điện cực và một ống phản ứng chứa khí xenon ion hóa Trong bóng đèn này, các tia điện được chuyển đổi thành ánh sáng, tạo ra hiệu suất chiếu sáng cao và chất lượng ánh sáng tốt.
Khí xenon, được sử dụng trong ống phản ứng của bóng đèn xenon, khi ion hóa sẽ phát ra ánh sáng khi có dòng điện chạy qua Ánh sáng xenon có màu trắng sáng, gần gũi với ánh sáng tự nhiên của mặt trời.
Bộ kích thích (Ballast) là thành phần thiết yếu trong hệ thống chiếu sáng bóng đèn xenon, giúp cung cấp dòng điện ổn định và điều chỉnh cần thiết Nó đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát quá trình ion hóa trong ống phản ứng, đảm bảo ánh sáng luôn ổn định và đáng tin cậy.
Hệ thống làm mát là yếu tố quan trọng để duy trì nhiệt độ an toàn cho bóng đèn xenon, vì quá trình hoạt động của nó tạo ra nhiệt Việc sử dụng hệ thống làm mát không chỉ ngăn chặn tình trạng quá nóng mà còn đảm bảo hiệu suất tối ưu cho bóng đèn.
Bóng đèn Xenon trên ô tô hoạt động dựa trên nguyên tắc phóng điện cường độ cao, khác với đèn sợi đốt và đèn halogen sử dụng dây điện trở volfram Thay vào đó, đèn Xenon sử dụng hai điện cực trong ống huỳnh quang chứa khí Xenon tinh khiết, thủy ngân và các muối kim loại halogen Khi áp dụng điện áp vượt quá 25000 V, hiện tượng phóng điện xảy ra, khiến các electron va chạm với các nguyên tử kim loại, tạo ra năng lượng và ánh sáng.
Vỏ đèn Xenon được làm từ thủy tinh thạch anh, có khả năng chịu nhiệt và áp suất cao, mang lại ánh sáng mạnh mẽ và tiết kiệm năng lượng Đèn Xenon trở thành lựa chọn phổ biến cho hệ thống chiếu sáng ô tô hiện đại nhờ vào tuổi thọ dài Màu sắc ánh sáng phụ thuộc vào sự chênh lệch năng lượng của electron và tính chất của muối kim loại halogen trong ống huỳnh quang Để hoạt động, đèn Xenon cần điện áp đầu vào lớn hơn 25000 V, yêu cầu bộ khởi động (ignitor) và chấn lưu (ballast) để duy trì điện áp ổn định khoảng 85 V.
Hình 1.7: Sơ đồ cấu tạo của đèn Xenon
- Ánh sáng đèn Xenon phát ra
Ánh sáng của đèn Xenon thay đổi tùy thuộc vào tính chất hóa học của muối kim loại bên trong Độ Kelvin và Lumens là hai yếu tố quan trọng xác định màu sắc (độ trắng) và độ sáng của ánh sáng phát ra từ đèn.
Hình 1.8: Dãy màu mà đèn Xenon phát ra
Đèn có nhiệt độ màu 4300 K phát ra khoảng 3100 Lm, gấp 3 lần ánh sáng của đèn Halogen và có màu trắng hoàn toàn Khi phản xạ trên đường, ánh sáng chuyển sang màu vàng nhạt Loại đèn này rất phù hợp cho các phương tiện di chuyển vào ban đêm và trên địa hình đồi núi, giúp tối ưu hóa tầm nhìn.
Ở nhiệt độ 6000 K, đèn phát ra khoảng 2900 Lm, gấp ba lần ánh sáng của đèn Halogen và mỏng hơn so với đèn ở 4300 K Mặc dù lượng ánh sáng phát ra ít hơn, đèn vẫn có màu trắng với tông xanh nhạt.
Ở nhiệt độ màu 8000 K, đèn phát ra khoảng 2500 Lumen, gấp ba lần ánh sáng so với đèn Halogen Đèn này mỏng hơn và có ánh sáng yếu hơn, đồng thời mang màu xanh hơn so với ánh sáng ở 6000 K Màu sắc này thường được ưa chuộng cho việc sử dụng trên xe.
Ở nhiệt độ 10000 K, đèn phát ra khoảng 2300 Lm, gấp đôi độ sáng của đèn Halogen Ánh sáng ở mức 10000 K có phổ màu từ xanh thẳm đến tím, và chuyển sang màu xanh đậm hơn so với 8000 K.
Ở nhiệt độ 12000 K, đèn phát ra khoảng 2000 Lm, gấp đôi ánh sáng của đèn Halogen, với tông màu xanh tím đậm hơn so với 10000 K Sản phẩm này được ưa chuộng nhờ khả năng cung cấp ánh sáng tối ưu và thu hút.
- Các loại bóng đèn Xenon
+ Chân đế tiêu chuẩn của loại đèn này có dạng tròn là D2S, D2R hoặc dạng chân, đế vuông là D1S, D1R
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÈN VÀ TÍN HIỆU TRÊN Ô TÔ CON TOYOTA
Các trang thiết bị hiện đại của hệ thống trên ô tô
2.2.1 Công nghệ AFS (Adaptive front-lighting system)
Hệ thống AFS (Adaptive Front-lighting System) là công nghệ tiên tiến được Toyota và nhiều hãng ô tô khác áp dụng nhằm nâng cao khả năng chiếu sáng khi lái xe vào ban đêm hoặc trong điều kiện ánh sáng yếu.
Hệ thống AFS tự động điều chỉnh góc chiếu của đèn pha dựa trên hướng di chuyển của xe, giúp tài xế có cái nhìn rõ ràng hơn khi quẹo hoặc rẽ Khi xe di chuyển, đèn pha sẽ xoay hoặc điều chỉnh để chiếu sáng khu vực phía trước, tăng khả năng phát hiện các vật thể, người đi bộ và phương tiện khác trên đường.
Hình 2.12: Hệ thống đèn liếc AFS (Adaptive front-lighting system)
Hệ thống AFS tích hợp nhiều tính năng hữu ích, bao gồm khả năng điều chỉnh góc chiếu của đèn pha khi tài xế quẹo hoặc rẽ, giúp chiếu sáng hiệu quả vùng phía trước xe Ngoài ra, hệ thống cũng tự động điều chỉnh đèn pha khi xe di chuyển qua các đoạn đường cong, nâng cao tầm nhìn và khả năng phát hiện vật thể phía trước, đảm bảo an toàn hơn cho người lái.
29 cơ tai nạn do hạn chế tầm nhìn Hệ thống AFS có 2 loại chính : Đèn liếc tĩnh và đèn liếc động
2.2.1.1 Đèn liếc tĩnh Ánh sáng đèn liếc tĩnh là một loại đèn phụ, bao gồm hai đèn ở hai góc, được Bố trí cạnh đèn cốt Đèn này chỉ sáng khi xe vào cua gấp Hoặc khi xe rẽ trái, rẽ phải Ba yếu tố quan trọng quyết định sự vận hành Độ chói tĩnh trong công nghệ AFS là:
+ Góc đánh lái của xe
+ Trạng thái của đèn xi nhan ( bật hoặc tắt )
So với hệ thống chiếu sáng quay động và hệ thống chiếu sáng quay tĩnh
Hệ thống chiếu sáng đường cong tĩnh cung cấp diện tích chiếu sáng rộng hơn và có chi phí thấp, phù hợp cho các phương tiện cũ không được trang bị hệ thống chiếu sáng góc Việc lắp đặt dễ dàng, chỉ cần thay đèn sương mù bằng hai đèn để thắp sáng các góc và cài đặt bộ điều khiển với cảm biến Tuy nhiên, nhược điểm của hệ thống này là không cho phép điều chỉnh góc chiếu sáng một cách linh hoạt, vì nó chỉ hoạt động khi vào cua.
Hệ thống chiếu sáng đèn liếc tĩnh có khả năng điều chỉnh góc chiếu sáng hạn chế, điều này gây khó khăn trong việc thích ứng với các tình huống cụ thể hoặc tránh làm phiền xe khác Việc không thể điều chỉnh linh hoạt góc chiếu sáng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất chiếu sáng, đặc biệt trong các tình huống cua động, nơi cần thiết phải cải thiện tầm nhìn phía trước xe.
- Mạch của cấu tạo hệ thống đèn liếc
Hình 2.13: Cấu tạo hệ thống đèn liếc
Cấu tạo chung của đèn một hệ thống đèn liếc tĩnh bao gồm:
- 2 đèn chiếu sáng góc cua được bố trí cạnh đèn chính
- Bộ ECU điều khiển trung tâm
Hệ thống đèn góc lái tĩnh đóng vai trò quan trọng trong hệ thống chiếu sáng ô tô, nâng cao khả năng quan sát và đảm bảo an toàn khi lái xe, đặc biệt trong các tình huống cua hoặc khi di chuyển với tốc độ thấp.
Cảm biến góc lái là thành phần quan trọng trong hệ thống điều khiển, giúp theo dõi góc lái của xe Chúng cho phép hệ thống nhận diện khi xe đang vào cua hoặc thay đổi hướng di chuyển, từ đó nâng cao khả năng điều khiển và an toàn cho người lái.
Hệ thống sử dụng cảm biến tốc độ để xác định khi xe di chuyển dưới 40 km/h, điều này rất quan trọng vì đèn góc lái tĩnh chỉ được kích hoạt ở tốc độ thấp hoặc trong các tình huống cua.
31 nào kích hoạt đèn góc lái tĩnh
Khi xe vào cua hoặc bật đèn xi nhan, bảng điều khiển trung tâm sẽ kích hoạt đèn góc lái tĩnh, tạo ra chùm tia thấp giúp cải thiện khả năng quan sát trong các tình huống cua hoặc chuyển hướng.
Hệ thống đệm dimme giúp giảm hiện tượng loá mắt cho người điều khiển xe đối diện khi đèn góc lái tĩnh bật đột ngột Bằng cách điều khiển việc bật/tắt đèn chiếu sáng góc cua một cách từ từ, hệ thống này cho phép mắt người lái thích nghi dễ dàng hơn với sự thay đổi ánh sáng Thay vì chuyển đổi ánh sáng ngay lập tức, hệ thống đồng bộ hóa quá trình chiếu sáng bằng cách tăng và giảm ánh sáng mượt mà trong thời gian ngắn, từ đó giảm thiểu sự khó chịu và cải thiện khả năng nhìn của người điều khiển xe đối diện.
Quá trình điều chỉnh độ sáng của đèn góc cua diễn ra trong vài giây, giúp tạo ra sự chuyển đổi ánh sáng mượt mà mà không gây chói mắt đột ngột Điều này không chỉ giảm thiểu sự mất tập trung cho người lái xe đối diện mà còn nâng cao an toàn và sự thoải mái khi lái xe, đặc biệt trong các điều kiện ánh sáng thay đổi liên tục.
Trong điều kiện thời tiết xấu, hệ thống đèn chiếu sáng góc cua có thể hoạt động như đèn sương mù, tăng cường tầm quan sát cho người lái xe Khi bật, đèn sẽ chiếu sáng xuống đường phía trước, giúp nhìn rõ hơn trong sương mù hoặc mưa lớn Ngoài ra, khi cài số lùi, đèn chiếu sáng góc cua tự động kích hoạt, tạo ánh sáng dọc theo thân xe, tăng khả năng nhìn rõ phía sau và giảm nguy cơ va chạm Tính năng này không chỉ nâng cao an toàn mà còn cung cấp tầm nhìn tối ưu trong các tình huống khó khăn.
2.2.1.2 Đèn liếc động Đèn liếc động khác với đèn liếc tĩnh bởi vì nó không sử dụng nguồn sáng phụ (chẳng hạn như đèn LED riêng lẻ) để tạo ánh sáng Thay vào đó, nó sử dụng nguồn sáng từ chính đèn cốt của nó Đèn cốt ở đây có thể là một nguồn sáng chính hoặc một nguồn sáng phổ biến được sử dụng để tạo ánh sáng chính
Hình 2.14: Ánh sáng của ô tô với hệ thống AFS
Bố trí chung của hệ thống chiếu sáng trên xe Camry
Hệ thống này nâng cao an toàn cho người lái bằng cách cải thiện tầm nhìn trong các tình huống khó khăn như lái xe ban đêm, trên các con đường uốn cong hoặc trong điều kiện thời tiết xấu Ánh sáng pha được tập trung mạnh vào mặt đường, không gây chói mắt cho các xe ngược chiều, từ đó giảm thiểu nguy cơ tai nạn.
Hệ thống AFS giúp tiết kiệm năng lượng bằng cách điều chỉnh góc chiếu ánh sáng, tối ưu hóa việc sử dụng đèn pha Nhờ đó, không chỉ tiết kiệm năng lượng
Hệ thống AFS nâng cao trải nghiệm lái xe bằng cách cung cấp ánh sáng pha phù hợp với điều kiện thực tế, giúp người lái tự tin hơn khi di chuyển vào ban
3.2 Bố trí chung của hệ thống hệ chiếu sáng trên xe Camry
3.2.1 Hệ thống đèn pha phía trước
Hệ thống đèn pha halogen trên Toyota Camry 2009 được thiết kế để đảm bảo an toàn chiếu sáng và hiệu suất tối ưu, đồng thời tiết kiệm năng lượng Công nghệ halogen sử dụng khí hiếm như argon và xenon, giúp tăng cường độ sáng Mặc dù không hiện đại như đèn LED hay xenon HID, hệ thống halogen vẫn cung cấp ánh sáng mạnh mẽ và đồng đều.
Hệ thống đèn pha halogen nổi bật với khả năng phát sáng trong mọi điều kiện thời tiết, nhờ công nghệ halogen, đèn pha tạo ra ánh sáng ấm với dải sáng màu trắng vàng tự nhiên Điều này không chỉ giúp tăng cường khả năng nhận biết đối tượng và biển báo trên đường mà còn nâng cao tính an toàn khi lái xe trong điều kiện thời tiết xấu như mưa, sương mù hoặc tuyết.
Một trong những ưu điểm khác của hệ thống đèn pha halogen trong Toyota Camry
Năm 2009 đánh dấu sự cải tiến trong tính tiết kiệm năng lượng của hệ thống đèn halogen Mặc dù không thể so sánh với đèn LED hiện đại về khả năng tiết kiệm điện, nhưng đèn halogen đã được nâng cấp để giảm tiêu thụ năng lượng mà vẫn duy trì hiệu suất chiếu sáng ổn định Sự cải tiến này không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn giảm áp lực lên hệ thống điện của xe, đồng thời kéo dài thời gian hoạt động của đèn pha.
Hình 3.2: Sơ đồ bố trí hệ thống đèn xe Toyota Camry 2009
Hệ thống đèn pha với sự bố vị trí của các bộ phận đèn pha của xe
Hình 3.3: Cụm đèn pha trên xe Toyota Camry 2009
Cụm đèn pha trên xe Camry được thiết kế với công nghệ chói đèn Mỹ và bi cầu ở đèn cốt, tạo nên điểm nhấn nổi bật trong hệ thống chiếu sáng của xe.
Mỹ sở hữu công nghệ tiên tiến và độ sáng vượt trội, mang đến trải nghiệm lái xe an toàn và tiện lợi, đặc biệt trong điều kiện ánh sáng yếu hoặc khi di chuyển vào ban đêm.
Bi cầu ở đèn cốt là thành phần thiết yếu trong hệ thống chiếu sáng ô tô, có chức năng điều chỉnh góc chiếu của đèn pha Việc điều chỉnh này không chỉ giúp tối ưu hóa khả năng chiếu sáng phù hợp với điều kiện đường, mà còn giảm thiểu hiện tượng ánh sáng chói mắt cho các phương tiện đối diện.
Đèn pha của Camry 2009 không chỉ mang lại sự an toàn mà còn cải thiện khả năng quan sát cho người lái và các phương tiện khác Với thiết kế sắc sảo và thời trang, đèn pha kiểu mắt cá kết hợp tính năng đèn LED ban ngày, tạo điểm nhấn nổi bật cho gương mặt xe Thiết kế này không chỉ nâng cao tính thẩm mỹ mà còn tăng khả năng nhận diện trong giao thông đông đúc, đặc biệt là vào ban ngày.
Cụm đèn pha đóng vai trò quan trọng trong hệ thống chiếu sáng của xe, giúp lái xe nhìn rõ và an toàn trong các điều kiện ánh sáng khó khăn như ban đêm, mưa, sương mù hoặc khu vực tối Toyota đã tích hợp công nghệ chiếu sáng tiên tiến vào cụm đèn pha của Camry 2009, cải thiện tầm nhìn và đảm bảo an toàn cho người lái và hành khách Cụm đèn này thường được trang bị đèn halogen hoặc đèn xenon, tạo ra ánh sáng mạnh mẽ và đồng đều trên đường.
Một số phiên bản cao cấp của Toyota Camry 2009 được trang bị tính năng tự động điều chỉnh độ cao của đèn pha, giúp tối ưu hóa ánh sáng dựa trên tốc độ xe và điều kiện đường Tính năng này mang lại sự tiện lợi cho người lái, giảm thiểu việc điều chỉnh thủ công và nâng cao an toàn khi lái xe vào ban đêm.
3.2.2 Hệ thống đèn hậu phía sau
Hệ thống đèn hậu của Toyota Camry 2009 được thiết kế dựa trên nguyên tắc động lực nhằm tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm năng lượng Sử dụng công nghệ LED tiên tiến, đèn hậu của Camry 2009 không chỉ sáng hơn mà còn tiết kiệm năng lượng hơn so với đèn truyền thống, giúp tăng cường tầm nhìn ban đêm, giảm nguy cơ tiêu hao năng lượng và kéo dài tuổi thọ của đèn.
Hình 3.4: Cụm hậu phía sau xe Camry
Hệ thống đèn hậu không chỉ là một yếu tố trang trí hấp dẫn trên ô tô mà còn có vai trò thiết yếu trong việc bảo đảm an toàn giao thông Đèn hậu giúp các phương tiện phía sau nhận diện vị trí và hướng di chuyển của xe, từ đó điều chỉnh tốc độ và khoảng cách an toàn Hơn nữa, hệ thống đèn hậu còn nâng cao khả năng nhìn thấy xe trong các điều kiện thiếu sáng, như mưa, sương mù, hoặc khi đèn đường không đủ sáng.
Hệ thống đèn hậu của Camry 2009 được thiết kế với tính năng động và hiệu suất cao Đèn hậu không chỉ góp phần tạo nên vẻ ngoài thể thao mà còn cải thiện khả năng lái và tiết kiệm nhiên liệu nhờ vào thiết kế khí động học tinh vi Sự tích hợp khéo léo của chúng vào tổng thể xe mang lại sự hài hòa và tinh tế.
NHỮNG HƯ HỎNG THƯỜNG XUYÊN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÁO LẮP, ĐIỀU CHỈNH ĐỘ CHỤM
Phương pháp thay thế đèn pha
Để thay bóng đèn, trước tiên bạn cần xác định loại bóng đèn cần thay, như đèn pha, đèn hậu, đèn xi nhan hay đèn báo rẽ Hãy chắc chắn rằng bạn đã mua bóng đèn thay thế phù hợp với loại xe của mình.
Để mở nắp khoang đèn, bạn cần xác định vị trí bóng đèn, có thể từ bên ngoài hoặc bên trong xe Thông thường, nắp khoang đèn được giữ bằng các kẹp hoặc ốc Hãy tham khảo sách hướng dẫn sử dụng của xe hoặc tìm hiểu cách mở nắp khoang đèn cho dòng xe của bạn để thực hiện đúng cách.
Để tháo bóng đèn cũ, trước tiên bạn cần mở nắp khoang đèn Sau khi mở, bạn sẽ thấy bóng đèn cũ được giữ chặt bằng các kẹp, ốc hoặc cơ chế khóa Hãy tháo bỏ các phần giữ này để lấy bóng đèn cũ ra khỏi vị trí một cách an toàn.
Khi thay bóng đèn mới, hãy lắp bóng đèn mới vào vị trí của bóng đèn cũ Đảm bảo không chạm vào phần kính của bóng đèn bằng tay, vì dầu và mồ hôi từ tay có thể làm bóng đèn nóng và dẫn đến hỏng hóc trong quá trình hoạt động.
- Lắp lại các phần giữ: Sau khi đặt bóng đèn mới vào vị trí, hãy lắp lại các phần giữ mà bạn đã tháo ở bước 3
Để đảm bảo an toàn và đúng cách, hãy kiểm tra bóng đèn đã được lắp đặt chính xác trước khi đóng nắp khoang đèn Bạn có thể tham khảo hướng dẫn trong sách hướng dẫn sử dụng hoặc thực hiện theo cách mà bạn đã mở nắp khoang đèn.
- Kiểm tra hoạt động: Trước khi hoàn tất, hãy bật đèn và kiểm tra xem bóng đèn mới có hoạt động đúng không
Trước khi bắt đầu, hãy tắt động cơ và mở cửa để tránh nguy cơ điện giật, đồng thời giúp làm mát bóng đèn nếu nó vẫn còn nóng.
Quy trình thay thế đèn pha
- Bước 1: Tháo cọc âm của accu
Hình 4.1: Tháo cực âm Accu
- Bước 2: Tháo tấm ống dẫn gió
Hình 4.2: Vị trí tán để tháo tấm ống dẫn gió
+ Tháo các ốc cài nhựa và vít bắt giữ tấm lót theo hướng mũi tên
- Bước 3: Tháo ba đờ xốc trước
Hình 4.3: Tháo rời cản trước
+ Tháo các phe cài và vít bu lông
+ Nhả móc và vỏ ba đờ sốc trước (tháo bên hông trước)
+ Tháo giắc điện ra trước
+ Tháo các bu lông giữ cố định đèn pha
+ Tháo các chốt giữ đèn pha và các giá đỡ giữ đèn Tháo cẩn thận, không kéo pha về phía trước tránh là gãy giá đỡ
Hình 4.4: Vị trí ốc giữ cố định đèn pha
- Buớc 5: Tháo bóng đèn pha
+ Tháo nắp chắn bụi bằng cao su ở phía sau chân bóng đèn
Hình 4.6: Các bóng đèn và giắc đèn được tháo ra
Hình 4.8: Tháo bóng đèn xi nhan
- Bước 6: Sau khi kiểm tra thay thế, lắp đặt lại.
Phương pháp kiểm tra
Hình 4.9: Kiểm tra thông mạch bóng đèn
- Kiểm tra bằng đồng hồ đo điện trở
Để kiểm tra thông mạch của bóng đèn, bạn cần nối que đo của đồng hồ đo điện vào bóng đèn Đối với đèn chiếu gần (đèn cốt), hãy đưa que đo vào chân 1 và chân 3 của bóng đèn Còn đối với đèn chiếu xa (đèn pha), bạn cần đưa que đo vào chân 2 và chân 3 của bóng đèn.
4.4.2 Kiểm tra điện áp accu
Hình 4.10: Đo điện áp Accu
- Đặt đồng hồ đo điện ở dải đo điện áp một chiều
- Nối que đo phía âm vào cực âm của ắc quy và que đo dương chập vào cực dương của ắc quy
- Kiểm tra và quan sát đồng hồ
- Điện áp ắc quy thông thường rơi vào khoảng 12,6V Tuy nhiên, điện áp thực tế nằm vào trong khoảng 10-14V
4.4.3 Kiểm tra cụm công tắc trên xe Toyota Camry 2009
- Bước 1: Tháo các lẫy nhựa và cụm công tắc đèn ra khỏi xe
- Bước 2: Tháo giắc kết nối ra
Hình 4.11: Vị trí các lẫy nhựa của cụm công tắc
- Bước 3: Đo kiểm các chân, sử dụng đồng hồ đo ở thang điện trở
Hình 4.12: Vị trí các chân của cụm công tắc
Vị trí các chân kiểm tra Chế độ công tắc
Bảng 4.1: Giá trị đo công tắc vị trí của đèn
Vị trí các chân kiểm tra Chế độ công tắc Giá trị định mức
Bảng 4.2: Giá trị đo công tắc chế độ chế
Vị trí các chân kiểm tra Chế độ công tắc Giá trị định mức
15(TL) OFF 10kΩ hoặc lớn hơn
Bảng 4.3: Giá trị đo công tắc xi nhan
Vị trí các chân kiểm tra Chế độ công tắc Giá trị định mức
3(LFG) - 4 (BFG) OFF 10kΩ hoặc lớn hơn
Bảng 4.4: Giá trị đo công tắc vị trí đèn gầm 4.4.4 Kiểm tra cảm biến quang trở trên Toyota Camry 2009
- Vị trí cảm biến được bố trí lắp đặt trên táp lô trong xe
Hình 4.13:Vị trí cảm biến ánh sáng
Hình 4.14: Vị trí chân cảm biến quang trở trên xe Toyota Camry
- Sử dụng đồng hồ đo điện áp với điện trở để kiểm tra
+ Đo bằng thang điện áp
Vị trí các chân kiểm tra Tình trạng Giá trị định mức
(CLTB) Chìa khóa IG (OFF) Dưới 1V
Vị trí các chân kiểm tra Giá trị định mức
E11-6 (CLTB) – mass sườn xe Dưới 1 Ω
Bảng 4.6: Giá trị đo điện trở của cảm biến
Quy trình bảo dưỡng, điều chỉnh độ hội tụ đèn pha
4.5.1 Chuẩn bị xe để chỉnh độ hội tụ đèn pha
- Chắc chắn rằng không có biến dạng hay hư hỏng thân xe xung quanh đèn pha của xe
- Đổ nhiên liệu nhiên liệu đầy bình
- Đổ dầu động cơ được đổ đầy ở mức quy định
- Đảm bảo nước làm mát được đổ đầy ở mức quy định
- Bơm lốp đến áp suất tiêu chuẩn của nhà sản xuất
- Kiểm tra sau cốp xe, đảm bảo lốp dự phòng, dụng cụ và kích vào vị trí ban đầu
- Để một người có trọng lượng trung bình khoảng (68kg) ngồi ở ghế lái
- Hệ thống treo điều chỉnh độ cao nên đặt chiều cao ở mức thấp nhất trước khi điều chỉnh độ chụm của đèn sương mù
- Dỡ hết tải ở trong khoang hành lý
4.5.2 chuẩn bị điều chỉnh hội tụ đèn pha ( trường hợp dùng màn chiếu)
Để đảm bảo an toàn khi đỗ xe, hãy chọn vị trí đủ tối để có thể quan sát rõ đường cắt Đường cắt là đường phân biệt, giúp bạn nhìn thấy ánh sáng từ đèn pha dưới đường này, trong khi phần phía trên của đường không được nhìn thấy.
+ Đặt xe vuông góc với màn chiếu
+ Với khoảng cách 7,62m hoặc 3m so với giữa tâm của bóng đèn pha và tường + Đảm bao rằng xe nằm trên mặt phẳng
+ Nhẩy xe lên xuống để cho hệ thống treo ổn định
Hình 4.15: Khoảng cách đặt xe Để ý:
Khoảng cách 7,62m giữa tâm xe và tường là cần thiết để điều chỉnh mục tiêu chính xác Nếu không có đủ không gian, hãy đảm bảo khoảng cách tối thiểu là 3m để kiểm tra và điều chỉnh tiêu cự của đèn pha Kích thước vùng mục tiêu có thể thay đổi theo khoảng cách, vì vậy hãy làm theo hướng dẫn minh họa.
Chuẩn bị một miếng giấy trắng dày có kích thước ( khoảng 2mx3m) để sử dụng làm màn chiếu
Hãy kẻ một đường thẳng đứng đi qua tâm giữa của màn chiếu ( đường kẻ V.)
Đặt màn chiếu như hình minh họa
Hình 4.16: Cách bố trí màn chiếu
Đặt màn chiếu vuông góc với mặt đất
Căn chỉnh đường V trên màn chiếu giống với tâm của chiếc xe
- Vẽ các đường cơ sở ( đường H, V, LH và VRH) trên màn chiếu như hình minh họa
Hình 4.17: Cách vẽ đường nằm vùng tiêu chuẩn
Các đường cơ sở khác nhau đối với “ kiểm tra đèn chiếu gần” và
“ kiểm tra đèn chiếu xa”
Đánh dấu tâm bóng đèn trên màn chiếu Nếu không thể quan sát thấy dấu tâm trên đèn pha, hãy sử dụng tâm của đèn pha làm chuẩn
Đường H, hay còn gọi là độ cao đèn pha, được vẽ bằng một đường ngang trên màn chiếu để đi qua dấu tâm Đường H cần được đặt ở cùng độ cao với tâm bóng đèn pha của đèn cốt.
Đường V LH và V RH xác định vị trí dấu tâm của đèn pha bên trái và bên phải Để thực hiện điều này, cần vẽ hai đường thẳng đứng cắt đường H tại mỗi vạch tâm, đảm bảo thẳng hàng với tâm của bóng đèn pha của đèn cốt.
4.5.3 Kiểm tra độ hội tụ của đèn pha
Để đảm bảo việc kiểm tra hội tụ của đèn pha chính xác, hãy che đèn pha hoặc ngắt kết nối đèn pha ở phía đối diện, nhằm ngăn ánh sáng từ đèn pha đó ảnh hưởng đến quá trình kiểm tra.
Không che đèn pha quá 3 phút Thấu kính đèn pha được làm bằng nhựa tổng hợp, có thể bị chảy hoặc bị hư hỏng do nhiệt độ quá cao
- Bật đèn pha và kiểm tra đường cắt có khớp với đường cắt ưu tiên trong hình minh họa không
Hình 4.18 : Vùng ánh sáng tiêu chuẩn
Nếu khoảng cách căn chỉnh là 7,62 mm, tâm cường độ của chùm ánh sáng pha cần nằm trong phạm vi 101,6 mm so với đường H, cũng như 101,6 mm bên trái hoặc bên phải của chữ V theo tiêu chuẩn SAE J599.
Nếu khoảng cách căn chỉnh của nó là 3 m : Tâm giao nhau chùm sáng cao phải nằm trong phạm vi 40 mm phía trên hoặc phía dưới đường H cũng như cách
40 mm bên trái hoặc bên phải của đường V ( SAE J599)
Nếu khoảng cách căn chỉnh là 7,62 m :Đường giới hạn chùm tia thấp phải cách đường H 53 mm (mục tiêu đường giới hạn ưu tiên)
Nếu khoảng cách căn chỉnh là 3 m (9,84m) Đường giới hạn chùm tia thấp phải thấp hơn đường H 21 mm
Đèn pha và đèn cốt đều thuộc cùng một bộ phận chiếu sáng, do đó nếu độ chụm của đèn cốt được điều chỉnh chính xác, thì độ chụm của đèn pha cũng sẽ chính xác Tuy nhiên, để đảm bảo hiệu quả chiếu sáng tối ưu, cần kiểm tra cả hai loại đèn.
4.5.4 Chỉnh hội tụ đèn pha
- Điều chỉnh hội tụ theo chiều dọc: Điều chỉnh hội tụ của đèn pha vào vùng tiêu chuẩn bằng cách xoay vít định vị bằng vít
Hình 4.19: Vị trí ốc chỉnh độ chụm đèn pha
Vòng quay cuối cùng của vít chỉnh đèn cần thực hiện theo chiều kim đồng hồ Nếu vít bị siết quá chặt, hãy nới lỏng và siết lại, đảm bảo rằng vòng quay cuối cùng vẫn theo chiều kim đồng hồ.
Đèn chiếu gần và đèn chiếu xa đều thuộc cùng một đơn vị đèn pha, và việc điều chỉnh độ chụm của đèn chiếu gần sẽ ảnh hưởng đến độ chụm của đèn chiếu xa.
Nếu bạn không thể điều chỉnh chính xác độ chum của đèn pha, hãy kiểm tra lắp đặt bóng đèn, bộ đèn pha và độ chói của đèn.
Để điều chỉnh độ chụm của đèn pha, bạn cần xoay vít theo chiều kim đồng hồ để tăng độ chụm, trong khi nếu xoay ngược chiều kim đồng hồ, độ chụm sẽ giảm xuống.
- Chức năng chiếu sáng pha – cốt hiện đại: Sử dụng điều chiếu sáng pha – cốt bằng bóng đèn Halogen
- Chức năng đèn tín hiệu: Đầy đủ chức năng đèn báo rẽ, đèn báo phanh, đèn báo kích thước, tín hiệu còi
5.1.2 Ý tưởng thiết kế hệ thống đèn pha tự động bật tắt
Hệ thống này cải thiện khả năng nhận diện và nhận biết của xe trong điều kiện ánh sáng yếu hoặc ban đêm, góp phần giảm thiểu nguy cơ tai nạn.
+ Tiết kiệm năng lượng: Đèn đầu sẽ chỉ được bật khi cần thiết, giúp tiết kiệm năng lượng và kéo dài tuổi thọ của bóng đèn
Người lái xe sẽ không còn phải lo lắng về việc bật hoặc tắt đèn đầu tay, đặc biệt là trong những trường hợp quên hoặc không nhận ra rằng đèn cần được bật.
Hệ thống hoạt động dựa trên nguyên lý đơn giản, với cảm biến ánh sáng được lắp đặt trên táp lô của xe Cảm biến này đo mức ánh sáng xung quanh, và khi phát hiện ánh sáng yếu hoặc tối, hệ thống sẽ tự động kích hoạt đèn pha.
Hình 5.1: Cảm biến ánh sáng được bố trí trên xe
Các bước thiết kế
Khung mô hình là bộ phận đầu tiên được thiết kế , được thiết kế đơn giản và gọn nhất có thể với sử dụng tấm nhựa Alumium
Hình 5.2: Khung mô hình 120x120cm
Hình 5.3: Cụm sơ đồ khối hệ thống chiếu sáng và tín hiệu
Khung mô hình là bộ phận đầu tiên được thiết kế , được thiết kế đơn giản và gọn nhất có thể với sử dụng tấm nhựa Alumium
5.2.4 Linh kiện xây dụng mô hình
Cụm công này có tích hợp công tắc đèn Hazard
Hình 5.6: Cụm đèn pha Innova Đèn pha loại này sử dụng công nghệ bóng đèn Halogen và chóa đèn hệ Âu
Cụm đèn hậu trang bị công nghệ LED giúp tiết kiệm năng lượng, bao gồm các thành phần như đèn kích thước, đèn xi nhan, đèn phanh và đèn lùi.
Hình 5.8: Còi sử dụng trên mô hình 5.2.5 Thiết kế mô hình cơ bản
Hình 5.9: Mô hình hệ thống cơ bản
- Mô hình hệ thống cơ bản bao gồm:
+ Các rơle và cục nháy
5.2.6 Thiết kế hệ thống chiếu sáng tín hiệu trên mô hình
Hệ thống chiếu sáng tín hiệu được xây dựng với đầy đủ chức năng:
- Chức năng chiếu sáng với hệ thống điều chiếu gần và hệ thống đèn chiếu xa
- Chức năng đèn tín hiệu, đèn Demi, đèn phanh, đèn báo lùi và còi
5.2.6.1 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch điện hệ thống chiếu sáng trên mô hình
Hình 5.10: Mạch đèn pha – cốt trên mô hình
Khi công tắc điều khiển ở vị trí HEAD và công tắc chế độ ở vị trí LOW, dòng điện sẽ từ dương của ắc quy đi qua cuộn dây rơle vào công tắc ở vị trí HEAD và nhận mass Điều này làm cho rơle được cấp điện qua cuộn dây, dẫn đến việc tiếp điểm được đóng lại.
Dòng điện dương từ Accu đi qua rơle và tiếp điểm, kích hoạt bóng đèn Khi công tắc ở chế độ LOW nhận mass, đèn sẽ sáng ở chế độ LOW.
Dòng điện từ dương Accu chạy qua cuộn dây rơle và công tắc ở vị trí HEAD, cùng với công tắc chế độ ở vị trí HIGH nhận mass, khiến rơle nhận mass và tiếp điểm rơle đóng lại Khi đó, dòng điện tiếp tục từ dương Accu qua tiếp điểm rơle đến bóng đèn ở vị trí HIGH và trở về công tắc nhận mass Kết quả là đèn sáng ở vị trí HIGH và bóng đèn báo pha cũng phát sáng.
Khi công tắc chuyển sang chế độ FLASH, dòng điện từ dương của ắc quy đi qua cuộn dây rơle đến công tắc nhận mass, khiến tiếp điểm rơle đóng lại Dòng điện tiếp tục từ dương ắc quy qua tiếp điểm rơle đến bóng đèn ở vị trí HI, làm cho bóng đèn sáng lên, đồng thời bóng đèn báo pha trên táp lô cũng được chiếu sáng.
5.2.6.2 Sơ đồ mạch điện và nguyên lý hoạt động đèn báo rẽ
Hình 5.11: Mạch xi nhan trên mô hình
Dòng điện từ ắc quy đi qua cầu chì và công tắc máy, khi bật công tắc chân ACC đến chân IG của bộ nháy và chân E nhận mass Chân L của bộ nháy kết nối với công tắc xi nhan; khi gạt công tắc lên hoặc xuống, dòng điện từ chân L sẽ đi qua công tắc xi nhan đến bóng đèn, nhận mass và khiến bóng đèn sáng nhấp nháy.
5.2.6.3 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động mạch đèn báo phanh
Hình 5.12: Mạch đèn báo phanh
- Nguyên lý hoạt động: Khi ta đạp phanh công tắc đèn phanh được đóng lại,dòng điện từ dương Accu → công tắc→ đèn báo phanh → nhận mass → đèn sáng
5.2.7 Thiết kế hệ thống tự bật đèn đầu
+ Điện áp đầu vào: 12V DC
+ Loại đầu ra: công tắc đầu ra
+ Công suất điều khiển: tối đa 10A
+ Tần số phát hiện: 1 MHz
Hình 5.13: Mạch Cảm biến Ánh Sáng Quang trở
Hình 5.14: Sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển hệ thống tự động bật đèn đầu
Khi công tắc điều khiển đèn vị trí HEAD được bật, dòng điện từ Accu đi qua cầu chì và vào cuộn dây rơle, kết nối với cụm công tắc nhận mass Trong hệ thống tự động, mạch được nối tiếp sau cuộn dây đèn đầu về mass Khi trời tối và ánh sáng xung quanh yếu, cảm biến sẽ gửi tín hiệu cho mạch điều khiển, đóng rơle để bật đèn tự động, ngay cả khi công tắc không được bật Khi ánh sáng xung quanh đủ sáng, rơle sẽ ngắt và nếu công tắc điều khiển đèn đầu cũng ngắt, đèn đầu sẽ tự động tắt.
Hướng dẫn sử dụng mô hình
Cấp nguồn điện 220V AC vào bộ chuyển đổi nguồn sang 12V DC
5.3.2 Điều khiển hệ thống đèn đầu tự động bật tắt
Hệ thống tự động bật đèn đầu khi kích hoạt relay mở đèn tự động khi trời tối mà công tắc đèn đầu đang bật OFF
Kiểm tra tình trạng của hệ thống tự động bật tắt đèn đầu bằng cách che cảm biến quang trở
75 chiếu sáng thông minh trên các dòng ô tô hiện đại
Bài viết này đã giúp tôi nắm vững hệ thống chiếu sáng tự động trên xe Toyota Camry 2009, bao gồm cái nhìn tổng quan, các chức năng chính và cấu tạo chi tiết của hệ thống này.
Em đã nghiên cứu về những lợi ích và nhược điểm của hệ thống này, đồng thời đề xuất một số giải pháp cải tiến nhằm nâng cao hiệu suất và tính tiện ích của nó.