Lý do chọn đềtài
gạtnước–rửakínhtrên xeđơngiảnnhất,có thểtiếnhànhsửachữa, tháolắp,khaitháccóhiệuquả.Bêncạnhđóhiểu đượcnguyênlýtừngbộ phậncủahệthốngvàcôngnghệđiệntửhiệnđạitrên xe.
Mụcđíchcủa đềtài
thểcủngcốkiếnthứcmàmìnhđãđượchọc.Ngoàira,sinhviêncòncóthểbiếtthêmnhữngkiếnthứcthựctếm àtrongnhàtrườngkhócóthểchuyểntảiđược.Đóthựcsựlànhữngkiếnthứcmàsinhviên rất cầnchocôngviệcsau này.
CăncứvàotìnhhìnhthựctếhiệntạicủaNhàtrường,chưacómôhìnhcủahệthống.Tạikhoa Động lực, để phục vụ việc giảng dạy và học tập của sinh viên nên chúng em nghiêncứuxâydựngmôhìnhhệthốnggạtmưaôtôđểsinhviênđượchọcvàthựctậptrênmôhìnhnhằm nângcao kiến thức.
Ngoài ra, thực hiện báo cáo tốt nghiệp cũng là dịp để chúng em nâng cao kỹ năng nghềnghiệp,khả năng nghiên cứu độc lập và phương pháp giải quyết các vấn đề Bản thân sinhviên không ngừng vận động để giải quyết những tình huống phát sinh, điều đó một lần nữagiúpcho sinhviên nângcao kiến thức chuyên ngành.
Phươngpháp nghiên cứu
Nhiệmvụ
- Hệ thống gạt nước là một hệ thống đảm bảo an toàn cho người lái khi tầm nhìn bị hạnchế Hệ thống có thể làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió nhờ thiết bị gạt nước – rửa kính.Cómộtsốkiểuxecóthểthayđổitốcđộgạtnướctheotốcđộxevàtựđộnggạtnướckhitrờimưa.
Yêucầu
Hoạtđộngnhẹnhàng,linhhoạt,ổnđịnhvàphùhợpvớitừngđiềukiệntrờimưa( mưato hoặcmưanhỏ).
Kếtcấuđơngiản, chắc chắn,dễdàngtháolắp, sửachữa.
Phânloại
Hệthống gạtnướcrửakính kiểu âm chờ.
Motorgạt mưa được truyền từ động cơ điện (hiện nay các xe đang sử dụngloạinày).
Lịchsửra đờivà phát triển
- Năm1903,khiđitrongthànhphốNewYork,ngườiphụnữmangtênMaryAndersonnhận ra rằng thỉnh thoảng tài xế lại phải dừng xe Họ cầm chiếc khăn để lau hơi nước vàtuyết phủ trên mặt kính Thậm chí, có những người chẳng buồn gạt tuyết vì quá dày mà lóđầuracửasổđếlái.Dướiconmắtcủamộtphụnữ,bàthấycầnphảitạoramộtcáigìđểgiúphọ không cần dừng xe mà vẫn gạt được tuyết và giữ tầm nhìn Về nhà, Anderson thiết kế hệthốngcầngạt nướcđầutiên Nhưngkhi đưaraýtưởngđó, bàbỗngtrởthànhlàtròcườicủangườixungquanh.
- Đếnnăm 1905, saunhữngnỗ lựccủamình, bàAnderson đãnhậnđượcbằngsángchếcủaMỹ. Đólàminh chứngcho sứcmạnh trí tuệcủaphái nữ.
- Năm 1917 môtơ điện mới được đưa vào để gúp di chuyển một lá cao su dài chạy đichạylạitrên kính lái.
- Năm 1962, Bob Kearns sáng chế ra bộ gạt nước không liên tục (ngắt quãng) đầu tiênchophép tài xếcó thểthayđổi đượctốc độquét vàthời gian nghỉgiữamỗi lần quét.
- Những năm 1980 người ta còn làm cả gạt nước cho đèn pha và để nó hoạt động hiệuquả,người taphải tínhtoán liênkết hệthốngchiếusángvớihệ thốngphunrửavàgạtnước.
- Từnhữngnăm1990đếnnay, cầngạtnướcđượcpháttriểntheosựpháttriểncủacôngnghệ xe hơi Các vi cảm biến được đính ngay trên kính lái để phát hiện trời mưa, kích hoạthệ thống gạt nước tự động, thay đổi tốc độ gạt nước tùy theo lượng nước mưa có nặng hạthaykhông.hãngHeynerĐứctừgạtsắttruyềnthốngsanggạtxươngmềmgiúptăngđộbámcho những xe có vòm cong kính chắn gió cao, gạt êm ái hơn vì chúng là xương mềm SuperFlatPremium
- Độbềncủacầngạtnướcvàlưỡigạtnướccaosucũngđượcpháttriểntronghàngtrămnăm qua Vềkiểu dángchúngkhôngcó thayđổi nhiều nhưngvềkỹnghệđãđượcphát triểncực sâu sắc Mỗi một hãng sản xuất có một kiểu mấu nối riêng và chúng phải được thôngquacácadapter chuẩn đểgắn kết.
Cấutạo chung và vị trí cácbộ phận
- Hệthốnggạtnước–rửakính bao gồm cácbộ phậnsau:
Côngtắcgạt nước– rửa kính (có rơleđiều khiểngạtướcgiánđoạn).
Hình2.1 Cấu tạochung của hệthốnggạt nước–rửakính
Cấutạo và hoạt động của cácbộ phận trong hệthống
- Motorgạtnướclàđộngcơđiệnmộtchiềukíchtừbằngnamchâmvĩnhcửu.Motorgạtnướcgồmcó motor vàbộ truyềnbánh răngđểlàm giảm tốcđộ racủamotor.
- Motorgạtnướccó3chổithantiếpđiểm:chổithantốcđộthấp,chổithantốcđộcaovàchổi than dùngchung(đểnối mass).
- Hoạtđộngởtốcđộthấp:Khidòngđiệnđivào cuộndâyphần ứng,từchổi thantốcđộthấp một sứcđiện độnglớn đượctạo ra Kếtquả làmotor quayvới tốcđộ thấp.
- Hoạtđộngởtốc độcao:Khidòngđiệnđivàocuộndâyphầnứng,từchổithantốc độcao mộtsứcđiện độngngượcđượctạo ra Kết quảlà motor quayvới tốcđộ cao.
-Vềcơ bản,bộ phậngạtnướcđượchợpthành từ 2 hệthốngcơkhí chínhlà:
Cơcấuđònbẩybiếnchuyểnđộngquaytừmotorđưarathànhchuyểnđộngtịnhtiế n (qualại) củalưỡi gạt nướctrênkính chắngió.
Hình2.4 Cơcấu dẫn động thanh gạt nước
-Trongquátrìnhsửdụnggạtnước,đặtbiệtlàkhitrờimưatosẽnhậnthấyrằngcầnphảicó một lực khá lớn để di chuyển nhanh lưỡi gạt qua lại trên kính chắn gió, đồng thời loại bỏlượng lớn nước mưa cứ liên tục đổ xuống Nguồn lực này sẽ được cung cấp bởi một motorvà truyền qua trục vít Trục vít có chức năng tăng cường mô men xoắn của động cơ lên gấp50 lần, đồng thời nó cũng làm giảm tốc độ quay của động cơ 50 lần Do đó, bộ phận này đãtạonên chuyển độnghoàn hảo vàmạnh mẽcủacáclưỡigạt ở bên ngoài.
-Bên cạnh đó, bên trong của cơ cấu motor - trục vít còn được tích hợp một bảng mạchđiện tử IC – relay có khả năng nhận biết được khi nào lưỡi gạt đang bung ra hết cỡ.Khi đó,bảng mạch này sẽ duy trì sự hoạt động của motor cho tới khi lưỡi gạt đã được xếp lại hoàntoàn Đồng thời, bảng mạch này cũng chịu trách nhiệm điều khiển hoạt động của lưỡi gạt ởcác chếđộgạt liên tụchaycách nhau một khoảngthời gian nhấtđịnh.
-Một vấu cam nhỏ được lắp vào trục của bánh răng nối với trục vít Khi trục vít xoay,bánhrăngcũngxoayvàlàmchovấucamnàyxoay Đầucònlạicủavấucamsẽđượcnốitớimột thanh truyền Cơ cấu này sẽ biến chuyển động quay của vấu cam thành chuyển độngtịnhtiếncủathanhtruyền.Thanhtruyềntiếptụcđẩymộtthanhdàikhácnốivớilưỡigạtlàmnó chuyển độngqualại liên tục.
- Cấu trúc của cần gạt nước là một lưỡi cao su gạt nước được lắp vào thanh kim loại(thanh gạt nước) Gạt nước được dịch chuyển tuần hoàn nhờ cần gạt Vì lưỡi gạt nước đượcépvàokínhtrướcbằnglòxonêncóthểgạtđượcnướcmưanhờdịchchuyểnthanhgạtnước.
Hình2.5 Cấu tạo của gạtnước
-Phần lớn các mẫu xe hơi sẽ có 2 lưỡi gạt Khi hoạt động, 2 lưỡi gạt sẽ cùng nhau dichuyển để làm sạch bề mặt kính Chúng được đặt tại 2 điểm lệch về một bên của kính chắngió Cách sắp xếp này gọi là gạt nước theo kiểu tandem Đây là kiểu được sử dụng rất phổbiến do có thể vệ sinh được diện tích rộng trên kính chắn gió và tạo ra trường nhìn tốt nhấtchongười lái.
-Ngoài ra còn có một số kiểu bố trí gạt nước khác như 2 lưỡi đối diện nhau lệch về2bên kính, kiểu 1 lưỡi gạt, Tuy nhiên, các cơ cấu này có cấu trúc phức tạp nhưng lại làmviệckém hiệu quảhơn.
Mộtcôngtắcthayđổi đểđiều chỉnh khoảngthời gian gạt nước.
Hình2.7 Côngtắc gạt nướctrên ô tô
- Trongnhiềutrườnghợpcôngtắc gạtnướcvàrửa kínhđượckết hợpvớicôngtắcđiềukhiển đèn Vì vậy, đôi khi người ta gọi là công tắc tổ hợp Ở những xe có trang bị gạt nướccho kính sau thì công tắc gạt nước sau cũng nằm ở công tắc gạt nước (được bật về giữa cácvịtrí ONvàOFF) Một số xecó vị tríINTchogạtnướcsau.
2.2.4 CụmIC –relay điềukhiển gạtnướcgián đoạn
- Relaynàykích hoạtcácgạtnướchoạtđộngmộtcáchgiánđoạn Phầnlớncáckiểuxegần đâycáccôngtắcgạtnướccó relaynàyđượcsử dụngrộngrãi.
- Một relay nhỏ và mạch transistor gồm có tụ điện và điện trở cấu tạo thành relay điềukhiểngạtnướcgiánđoạn.Thựcchấtnólàmộtmạchđịnhthời.Dòngđiệntớimotorgạtnướcđượcđiềuk hiểnbằngrelaytheotínhiệuđượctruyềntừcôngtắcgạtnướclàmchomotorgạtnướcchạygián đoạn.
Hình2.8Cụm IC–relay điềukhiển gạtnướcgiánđoạn
- Công tắc tự động dừng được gắn liền với bánh răng (đĩa đồng) để gạt nước dừng tạimột vị trí cuối khi tắt công tắc gạt nước ở bất kỳ thời điểm nào nhằm tránh giới hạn tầmnhìn tài xế.
-Bình chứa nước rửa kính làm bằng nhựa và nước rửa kính được phun nhờ motor rửakính đặt trong bình chứa Motor rửa kính có dạng cánh quạt (cũng được sử dụng trong bơmnhiênliệu).
- Hiện nay trên một số xe ô tô hiện đại hệ thống gạt mưa có thể được trang bị thêmnhữnghệthốngnhư: a) Hệthốnggạtmưathayđổi tốcđộ
- Hệthốnggạtmưathayđổitốcđộcóthểthayđổitốcđộcủamôtơgạtmưatùyvàođiềukiệncủathời tiết ở nhiều chếđộ khácnhau. b) Hệthốnggạtmưatự động
-Từ trước đến nay, các nhà sản xuất xe hơi luôn tìm cách để gạt nước có thể tự độngđiềuchỉnhcườngđộlàmviệcchophùhợpvớiđiềukiệnthờitiết.Mộtsốnhàsảnxuấtmuốnsửdụngk ỹthuật phát hiện racácrungđộngdo hạt nướcmưagâyratrên kính chắngió.
-Theo đó, hệ thống này sẽ phát hiện được lượng nước trên kính chắn gió và điều khiểncường độ gạt nước thích hợp Bằng cách sử dụng các cảm biến quang học, hệ thống có thểphát hiện ra được hơi ẩm của kính, từ đó suy ra được lượng nước mưa và điều kiện thời tiếttươngứng.
- Khi công tắc gạt nước ở vị trí AUTO, chức năng này dùng một cảm biến mưa pháthiệnlượngmưavàđiềukhiển thời gian gạt nướctối ưu tươngứngtheo lượngmưa.
- Vị trí: cảm biến mưa được gắn trên kính chắn gió bên trong xe, đằng sau vị trí gươnghậutrung tâm.
Nguyênlí hoạt độngcủa hệthốnggạt nước-rửa kính loại dươngchờ
Hình2.12 Sơđồ mạchđiện gạtnước–rửa kính loạidương chờ
- Khicôngtắcgạt nướcđượcbật về LO,gạtnướchoạt độngở tốcđộ thấp.
- Chiềudòngđiện:(+)accu→cầuchì→chânB(motorgạtnước)→tiếpđiểm-
1(chổithantốcđộthấpLOcủamotorgạt nước)→chân-1(côngtắc gạt nước)→E→mass.
- Khicôngtắc gạtnướcđượcbậtvề HI,gạt nướchoạt độngởtốc độcao.
- Chiềudòngđiện:(+)accu→cầuchì→chânB(motorgạtnước)→tiếpđiểm-2(chổithantốcđộ cao HIcủamotor gạt nước)→ chân -2(côngtắcgạt nước) →E→ mass.
- Khi công tắc gạt nước được bật về MIST (ngay lập tức công tắc tự động trả về OFF),gạtnướcsẽhoạt động1 lần.
- Chiều dòng điện: (+) accu → cầu chì → chân B (motor gạt nước) → tiếp điểm -2(chổithan tốc độcao HI củamotor gạt nước) → chân-2 (côngtắcgạtnước) →E→mass.
- Khicôngtắc gạt nướcđượcbật về WASHER,nướcrửakính đượcphun lên.
- Chiềudòngđiện: (+)accu→ cầuchì → motor phun nước→ W (côngtắcgạt nước)
- Motor vẫn cứ hoạt động cho đến điểm dừng Khi đó S (đĩa đồng) thông B và tạo ramột mạch kín: dòng từ (+) accu → cầu chì → chân B (motor gạt nước) → tiếp điểm -1(chổithan tốcđộ thấpLOcủamotorgạtnước)→ S→ chânB(motorgạtnước).
THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNGCỦAHỆTHỐNGGẠTNƯỚCLOẠIDƯƠNGCHỜ
Cấutạochung
- Mô hình hệ thống gạt nước dương chờ của nhóm em thực hiện nhằm mô phỏng cơ cấudừng của motor khi tài xế bật công tắc về vị trí OFF Từ đó giúp sinh viên nắm rõ đượcnguyênlí hoạt độngcủahệthốnggạt nước.
Bảng3.1 Thống kêcácbộphận của mô hình
Côngtắc gạtnước 2 (côngtắcOFFvàcôngtắcdừnghoàn toàn) Đĩađồng 1
Hình3.1Đĩađồng Hình3.2 Khunggiá đỡ
Cácnội dung cần chuẩnbị
- Chuẩnbị cácbộ phận đểthựchiện như:
Các chi tiết của mô hình hệ thống gạt nước (motor, đĩa đồng, tấm mica, khung inox,bulông, đaiốc,giấydecal).
Kiểmtra,đảmbảocác chi tiếthoạtđộngcòn tốt.
Chuẩnbị khungmô hìnhcókích thước795×397(mm).
Cờ-lê10,kéo,băngkeođen, tua-vít,daorọc giấy.
Quátrìnhthựchiện
- Sử dụng phần mềm Auto Cad 2015 để thiết kế hình dạng kích thước và vị trí các bộ phậntrênmô hình.
Hình3.5 Môhình hệthốnggạt nướcdươngchờtrên phầnmềm CAD
Hình3.6 Môhìnhhệthốnggạt nướcdương chờtrênphần mềmCAD(hoàn thiện)
-1 số hình ảnh trongquátrình thựchiện:
Hình3.9 Khoanvà taroren cho tiếpđiểmcủađĩa đồng
Hình3.11 Mô hìnhhệthống gạt nướcdương chờtrênthựctế(đã hoànthiện)
- Công tắc (1) được gạt lên chế độ ON thì chiều dòng điện: (+) accu → chân (+) củamotor→chân tốcđộ -2→ mass.
Khiđóchiều dòngđiện:(+)accu →chân (+)củamotor→chântốcđộ-2
KhiS thôngvới E → mass→ đĩa đồngvẫn quay.
Khi S thông với B → đĩa đồng dừng lại Nhưng do quán tính nên đĩa đồngsẽ quay thêm một đoạn nữa (đến vị trí S thông với E) nên đĩa đồng vẫn tiếp tụcquay.
Nguyênlíhoạtđộng
Khi đó chiều dòng điện: (+) accu → chân (+) của motor → chân tốc độ -2 → chân Scủa đĩa đồng Đĩa đồng quay đến vị trí S thông với B → chân (+) của motor và tạo ra mộtmạchkín.
Dòngđiện bị ngắt hoàn toàn làm đĩađồngdừnglại.
CÁC DẠNG HƯ HỎNG, CÁCH SỬA CHỮA HỆ THỐNG GẠTNƯỚC– RỬAKÍNH
Lưỡigạt
CHƯƠNG 4: CÁC DẠNG HƯ HỎNG, CÁCH SỬA
-Lưỡi gạt làm bằng cao su sau một thời gian bị mòn, chai cứng, vỡ, biến dạng Nó gâyra các vết nước rất nhỏ sau khi cần gạt đi qua, gạt không sạch, vết gạt không liên tục hoặcphát ratiếngkêu khóchịu.
Khắc phục: Theo khuyến cáo của các nhà sản xuất và kinh nghiệm sử dụng thì nênthaylưỡigạt sau6thángđến 1 năm sử dụngtùythuộcvào điềukiện hoạt độngcủaxe.
-Tiếngđộngphátratừcầngạtnước.Córấtítnguyênnhândẫntớitìnhtrạngnày,thườngdo các bụi bẩn, mảng bám của sáp, dầu hoặc mỡ bám trên lưỡi gạt, khiến nó ma sát với mặtkính và gạt nướckhônghiệu quả, đồngthời gâytiếngkêu.
Cầngạt
- Đâylàchitiếtđểlắplưỡigạt.Nếucầngạtbịcongsẽlàmlưỡigạtkhôngkhítvớikínhnên việc gạt nước sẽ kém, tạo nên các vệt khá rõ khi cần gạt đi qua.Điều chỉnh lại cầngạt Nếu độ congvênhquálớnthì nên thaymới.
- Khớp nối ở đuôi cần gạt cũ kĩ, rỉ sét, không giữ chặt được cần gạt sẽ gây nên hiệntượngrơ,lắc,rítnênkhôngvềđúngvịtríbanđầu.Châmdầubôitrơnvàokhớpnối/Thaymới.
Bộthanh giằng
- Nhiều trường hợp lái xe thấy tiếng kêu phát ra từ hệ thống gạt mưa nên nghĩ ngay tớiviệc thay lưỡi gạt, nhưng nguyên nhân thực ra lại nằm ở bộ thanh giằng Tất cả các bạc sửdụng ở các khớp nối trên bộ thanh giằng được làm bằng nhựa nên tuổi thọ là không cao,trong quá trình sử dụng sẽ nhanh mòn dẫn tới hiện tượng rơ lắc và phát ra tiếng kêu khi làmviệc.
Bìnhchứanướcrửa kính,bơmnước rửakính
Hình4.3 Vòi phun bị tắc
Hếtnướcrửakính (đèntrênbảngtáp-lôsáng).Châm nướcrửakính.
Tắcvòiphundosửdụngsailoạinướcrửakính.Dùngtămchọcvàovòiphun.Việcsử dụng đúng chủng loại nên được ưu tiên hàng đầu bởi nó đảm bảo được cả 3 yếu tố: tẩysạch,khônglàm ố kính, không gâybiến đổi đặctính củachổigạt.
Bình chứanướcrửakính có vếtnứt.Thaymới bình.
Bơmnướcrửakính bị cháy.Thaymới bơm.
Motorgạt nước
- Motorgạt nướclà bộphận ítkhi hưhỏng.
Rấtnóngdo thiếudầubôi trơn.Châm thêm dầubôi trơn.
Bịmòn cáctiếp điểm.Thaymới tiếp điểm.
Bịcháydo đứtcuộn dây.Thaymới motor.
Hình4.4 Motor gạt nướcbị hư hỏng
Kếtluận
- Saukhi hoàn thành bàibáo cáo,chúngemđã thuđượcnhiềukết quảtốt như:
Giớithiệu tổngquan vềhệthốnggạtnước– rửa kính trênô tô.
Tìmhiểu đểnắm vữngkiếnthứccơ bản vềhệthốnggạt nước– rửakính trên ô tô.
Cácthànhviêntrongnhómhọchỏithêmđượcnhiềukỹnăngđểphụcvụchocôngviệc sau nàynhư kỹnăng làmviệcnhóm,sựnhanhnhẹn và nhạybéntrong khilàm việc,…
Kiếnnghị
- Vớitínhchấtlàmộtbáocáo,nênđưaranhữngđềtàithựctếnhưvậyhơnnữa.Vìđiềunày sẽ giúp cho sinh viên ôn lại và tìm hiểu sâu về kiến thức đã được học Đồng thời cónhữngmôhìnhgiúpích choviệcgiảngdạycủacácthầycũngnhưphụcvụ choviệchọccủacácbạn sinh viên khóasau.
- Cần kết hợp giảng dạy các môn lý thuyết tại xưởng thực hành có sẵn mô hình giảngdạyđểsinh viên dễtiếp thu kiến thức, nhìn nhận trựcquan hơn.
- Trong quá trình học có nhiều môn chuyên ngành có cả phần lý thuyết và thực hành,giàngviên nêngiaomộtđềtàimôn họcnhỏ đểcho sinh viêntập thựchiệnbáocáo.
- Trongquátrình làm đồán tốt nghiệp, dotrình độ, kiến thứcthựctế còn nhiều hạnchếvàthờigiancóhạn,nênkhócóthểtránhkhỏinhữngthiếusót.Rấtmongnhậnđượcsựđónggópýkiế n vàchỉ bảocủacácquýthầyvàbạn bè.
- Báo cáo được hoàn thành đúng tiến độ nhờ có sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của cácthầytrongtổbộmônĐiện.ĐặcbiệtlàsựchỉbảotậntìnhcủathầyTrầnVănNguyệntrongthờigianch úngemthựchiệnbáocáotốtnghiệp.Chophépemđượcgửilờicámơn tớithầyTrầnVănNguyệncùngcácquýthầytrongtổbộmônĐiện.Xincámơntấtcảđãgiúpchúngemthực hiện báocáo này.