môn học đồ án điện điện tử ô tô đề tài hệ thống đèn chiếu sáng đèn đầu đuôi

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Đối với ô tô hiện nay ngoài động cơ ra, hệ thống an toàn là một bài toán đượcquan tâm đến hàng đầu của các nhà sản xuất ô tô, đ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

MÔN HỌC: ĐỒ ÁN ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Ô TÔ

ĐỀ TÀI:Hệ thống đèn chiếu sáng đèn đầu,đuôi

Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Lớp: 20DOTC2

Giảng viên : VÕ HIẾU TRUNG

SVTH: HOÀNG TUẤN ANH Mã SV: 2011254476 SVTH: NGUYỄN HỮU THỊNH Mã SV: 2011253639 SVTH: NGUYỄN TRUNG AN Mã SV: 2011253471

Tp.HCM, ngày 30 tháng 5 năm 2023

Mục lục

CH NG 1: GI I THI U VỀỀ H THỐỐNG CHIỀỐU SÁNG ƯƠ Ớ Ệ Ệ 4

1.1 Đ T VẤẤN ĐỀỀẶ 4 1.2 M C TIỀU ĐỀỀ TÀIỤ 4 1.3 N I DUNG ĐỀỀ TÀIỘ 5 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIỀN C UỨ 5 1.5 KỀẤT CẤẤU C A ĐỒỀ ÁNỦ 5 Gồm 5 chương: 5 Chương 1: Giới thiêu hệ thống chiếu sáng trên ô tô 5 Chương 2: Tổng quan về hệ thống chiếu sáng 5 Chương 3: Tìm hiểu về hệ thống chiếu sáng trên ô tô và các hư hỏng thường gặp 5 Chương 4: Giới thiệu linh kiện, thiết kế mạch và mô phỏng 5 Chương 5: Kết luận 5 CH ƯƠ NG 2: T NG QUAN H THỐỐNG CHIỀỐU SÁNG Ổ Ệ 6

2.1 NHI M V , YỀU CẤỀU VÀ PHẤN LO I H THỒẤNG CHIỀẤU SÁNG TRỀN Ồ TỒỆ Ụ Ạ Ệ 6 2.2 CÁC THỒNG SỒẤ C B NƠ Ả 6 CH NG 3 TÌM HI U VỀỀ H THỐỐNG CHIỀỐU SÁNG TRỀN Ố TỐ VÀ CÁC H H NG TH ƯƠ Ể Ệ Ư Ỏ ƯỜ NG G P Ặ 8 3.1 CÁC PHẤỀN T TRONG H THỒẤNG CHIỀẤU SÁNGỬ Ệ 8 3.1.1 Bóng đèn 8

3.1.2 Chóa đèn (gương ph n chiếếu)ả 11

3.1.3 Kính khuếếch tán 12

3.2 H THỒẤNG ĐÈN PHA CỒẤTỆ 13 3.2.1 Cấếu t o đèn pha cốếtạ 13

3.2.2 Yếu cấầu 13

b Nguyến lý làm vi cệ 13

3.2.4 Cách ki m tra h h ngể ư ỏ 14

3.3 ĐÈN KÍCH THƯỚC (TAIL) 15 3.3.1 S lơ ược vếầ h thốếngệ 15

3.3.2 Nguyến lý ho t đ ngạ ộ 15

3.3.3 ki m tra h h ngể ư ỏ 15

CH NG 4: GI I THI U, THIỀỐT KỀỐ M CH VÀ MỐ PH NG H THỐỐNG ƯƠ Ớ Ệ Ạ Ỏ Ệ 17

4.1 GI I THI UỚ Ệ 1 SỒẤ LINH KI N, THIỀẤT BỆ Ị TRONG H THỒẤNG CHIỀẤU SÁNGỆ 17 4.1.1 Cống tắếc điếầu khi n đènể 17

4.1.2 Cấầu chì 18

4.1.3 Các bóng đèn và đuối đèn 18

4.1.4 R leơ 19

4.2 THIỀẤT KỀẤ M CH ĐI N TRỀN AUTOCADẠ Ệ 20 20

4.3 QUÁ TRÌNH TH C HI N MỒ HÌNHỰ Ệ 21 4.3.1 Chu n b linh ki n và đo ki m cống tắếcẩ ị ệ ể 21

a Chu n b linh ki nẩ ị ệ 21

CH ƯƠ NG 5 KỀỐT LU N Ậ 23

5.1 KỀẤT LU NẬ 23 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỀỄN ĐỀỀ TÀI24 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Đối với ô tô hiện nay ngoài động cơ ra, hệ thống an toàn là một bài toán đượcquan tâm đến hàng đầu của các nhà sản xuất ô tô, đặc biệt là hệ thống chiếu sáng.Không chỉ các nhà sản xuất mới quan tâm về điều này, mà cả người tiêu dùng cũngkhá là khó tín về vấn đề này, vào những năm ô tô chưa phát triển thì ô tô chỉ là mộtphương tiện di chuyển, nếu di chuyển vào ban đêm thì rất là khó khăn còn bây giờ ô

tô không chỉ là để di chuyển nữa mà là thách thức mọi giới hạn của thiên nhiên, môitrường và đặc biệt hơn là an toàn cho những người trong xe.Hệ thống chiếu sángtrên ô tô rất cần thiết cho tài xế nhìn thấy trong điều kiện tầm nhìn hạn chế Lịch sử phát triển của Công nghệ chiếu sáng trên xe gắn liền với lịch sử rađời và phát triển kéo dài hơn 120 năm của ngành công nghiệp ô tô Với vai trò nhưđôi mắt cho người lái xe vào ban đêm, công nghệ chiếu sáng trên xe luôn được quantâm và chú trọng nghiên cứu Những năm gần đây công nghệ chiếu sáng ô tô đã cónhững phát triển vượt bậc Với sự xuất hiện của bóng đèn tăng áp Xenon với cường

độ sáng mạnh và tầm chiếu sáng xa, cho ánh sáng như ánh sáng ban ngày, và thế cácnhà sản xuất ô tô cũng phần nào đó giải được bài toán chiếu sáng trên ô tô Và cuốicùng công nghệ chiếu sáng theo tầm nhìn của tài xế ra đời và có thể xem công nghệnày được ví như trùm cuối của hệ thống chiếu sáng, hệ thống này đang rất phát triển

ở các nước Châu Âu và Châu Mỹ còn ở Việt Nam thì chưa phổ biến lắm chỉ ápdụng cho các dòng xe sang Vì thế cả nhóm đã quyết định tìm hiểu về hệ thốngchiếu sáng từ những cái cơ bản nhất của hệ thống

1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

Hiểu được cách hoạt động của hệ thống chiếu sáng trên ô tô, đo được các tín

hiệu đầu ra của hệ thống, thiết kế ra các sơ đồ mạch của hệ thống chiếu sáng và đọchiểu được tất cả các sơ đồ mạch đã thiết kế, hiểu được cấu tạo, nguyên lý, phân loại,đặc biệt là biết được chức năng của cáclinh kiện điện tử cấu thành nên hệ thống vàđấu nối ra được hệ thống chiếu sáng hoàn chỉnh đảm bảo thẩm mĩ, hoạt động được

và đảm bảo an toàn khi thực hiện, hoàn thành được cuốn thuyết minh về hệ thốngchiếu sáng.

1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Tìm hiểu thêm về hệ thống chiếu sáng, trình bày được cấu tạo, nguyên lý, các

sơ đồ mạch, cách đo công tắc đèn trên ô tô và các linh kiện, cách sửa chữa của hệthống chiếu sáng Đấu nối ra mô hình hệ thống chiếu sáng ô tô đảm bảo thõa mãncác yêu cầu kỹ thuật Thiết kế các sơ đồ mạch trên hệ thống, quá trình tìm hiểu, quátrình đấu nối hệ thống

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu các cơ sở lý thuyết chủ yếu qua internet, và kiến thức của cả nhóm,youtube và các trang web về tài liệu, tài liệu chiếu sáng ô tô của Toyota full, tài liệu

về hệ thống chiếu sáng, qua sách “Hệ thống điện, điện tử ô tô” biên soạn ‘TS.Nguyễn Văn Nhanh và TS Nguyễn Văn Bản’

1.5 KẾT CẤU CỦA ĐỒ ÁN

Gồm 5 chương:

Chương 1: Giới thiêu hệ thống chiếu sáng trên ô tô

Chương 2: Tổng quan về hệ thống chiếu sáng

Chương 3: Tìm hiểu về hệ thống chiếu sáng trên ô tô và các hư hỏng thường gặp Chương 4: Giới thiệu linh kiện, thiết kế mạch và mô phỏng

Chương 5: Kết luận

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

2.1 NHIỆM VỤ, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ

Nhiệm vụ

Hệ thống chiếu sáng nhằm cung cấp ánh sáng cho tài xế và những người trong xetrong những trường hợp không đủ ánh sáng cụ thể như:

- Chiếu sáng phần đường khi xe chuyển động trong đêm tối

- Đèn sương mù phía trước: Trong điều kiện sương mù, khói bụi, hoặc tầm nhìn hạn chế

- Chiếu sáng các bộ phận trong xe khi cần thiết (chiếu sáng động cơ, buồng lái, khoang hành khách, khoang hành lí )

Yêu cầu

Đèn pha có khả năng chiếu xa ít nhất là 100 m, cường độ chiếu sáng cao, có tuổi thọ và độ tin cậy cao, tiết kiệm điện, bảo dưỡng dể dàng, chi phí thấp Nhưng chủ yếu là đáp ứng được 2 yêu cầu:

- Có cường độ sáng lớn

- Không làm lóa mắt tài xế chạy ngược chiều

Phân loại

Phân loại theo vị trí chiếu sáng ta có Đèn pha cos, đèn hậu, đèn kích thước, :

đèn báo biển số, đèn xương mù

Phân loại theo đặc điểm của phân bố chùm sáng người ta phân làm 2 loại:

- Hệ thống chiếu sáng theo Châu Âu

- Hệ thống chiếu sáng theo Châu Mỹ

b Chức năng của từng đèn trong hệ thống

Hệ thống chiếu sáng là một tổ hợp gồm nhiều loại đèn, mỗi loại đều có chức

năng riêng

Đèn đầu (head lamps): Dùng để chiếu sáng không gian phía trước xe giúp tài

xế có thể nhìn thấy trong đêm, hay trong điều kiện xe có tầm nhìn hạn chế Gồm 3 chế độ pha, cốt, flast

Đèn sương mù phía trước: Trong điều kiện sương mù, khói bụi, hoặc tầm nhìnhạn chế nếu sử dụng đèn pha sẽ gây chói phía trước ảnh hưởng các tài xế ngược chiều Đèn thường được cấp nguồn từ sau relay đèn kích thước

Đèn sương mù phía sau: Đèn này dùng để báo hiệu cho các xe phía sau nhận biết trong điều kiện có sương mù, hoặc tầm nhìn hạn chế có thể do thời tiết, đèn nàythường được lấy nguồn sau đèn cốt nếu bật đèn sương mù thì đèn báo hiệu đèn sương mù sẽ sáng

CHƯƠNG 3 TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ VÀ

CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP 3.1 CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

Nhưng hiện nay, đa số các hãng xe lại lắp bóng xenon cho hệ thống chiếu sángcủa mình tùy vào các dòng xe mà thiết kế mẫu mã khác nhau Với bóng xenon có

độ chiếu sáng tốt hơn, ít làm chói mắt các tài xế chạy ngược chiều đặc biệt là lượngđiện tiêu thụ lại ít hơn các đèn sử dụng trước đó Để bảo đảm được yêu cầu cường

độ ánh sáng lớn nhưng không làm chói mắt các tài xế chạy ngược chiều, người tabóng đèn có 2 chế độ pha và cốt, tùy theo thực cảnh mà tài xế chọn pha hay cốt Ởchế độ pha đèn được thiết kế có cường độ sáng lớn cho các tài xế chạy trên cao tốc,đường vắng ngược lại đèn cốt có cường độ sáng thấp để chạy trong đô thị, đườngđông người

Hình 3.1: Các loại bóng đèn được sử dụng trên ô tô

Đèn dây tóc: Vỏ đèn làm bằng thủy tinh, dây tóc thường làm bằng volfram, dây tóc

được nói hai dây dẫn cung cấp điện Bên trong bóng đèn là môi trường chân khôngvới mục đích loại bỏ không khí để tránh oxy hóa, để hạn chế volfram bị oxy hóalàm hư bóng

Hinh 3.2 Bóng đèn loại dây tóc

Khi đèn sáng nhiệt độ dây tóc lên đến 2300 C Nếu cấp cho đèn điện áp thấpo

hơn định mức đèn sẽ sáng mờ đi và ngược lại, làm như thế tuổi thọ bóng đèn sẽgiảm rất nhanh Vì vậy các bóng đèn có công xuất lớn (như đèn đầu) được chế tạo

ra để hoạt động ở nhiệt độ cao hơn để giải quyết các vấn đề trên

Đèn halogen: Đây là loại bóng đèn cải tiến những hạn chế của bóng đèn sợi

đốt, từ nền tản bóng đèn sợi đốt:

Bóng đèn halogen có tuổi thọ và công xuất cao hơn bóng đèn thường Đènhalogen chứa khí halogen như iode hoặc brom, các chất hóa học này tạo ra một quátrình hóa học khép kín Bóng halogen hoạt động ở nhiệt độ cao hơn 250 C, ở nhiệto

độ này khí halogen mới bốc hơi Ngoài ra bóng halogen chỉ cần một tim đèn nhỏhơn so với bóng thường, điều đó cho phép điều chỉnh tiêu điểm chính xác hơn sovới bóng bình thường

Hình 3.3 Cấu tạo đèn halogen 1: Đèn sợi đốt 2: Đèn sợi pha 3: Tấm chắn

Đèn xenon: Năm 1991 đèn pha Xenon ra đời Nguồn sáng của đèn này gồm

khí Xenon và một lượng nhỏ muối kim loại Đèn Xenon được sử dụng từ năm 1995

và bắt đầu thay thế các bóng đèn sợi đốt thông thường Ưu điểm lớn nhất của Xenon

là chúng chỉ tiêu thụ 35 W nhưng lại có cường độ ánh sáng gấp 2 lần so với nhữngchiếc đèn halogen công suất 55W

3.1.2 Chóa đèn (gương phản chiếu)

Chức năng: Chức năng của gương phản chiếu là định hướng lại các tia sáng,

gương phản chiếu tốt sẽ đưa được tia sáng đi rất xa từ phía đầu xe

Hình 3.6 Đường đi của tia sáng do chóa đèn phản chiếu

A: dây tóc nằm đúng vị trí tiêu cự B: dây tóc nằm trên vị trí tiêu cự

3.1.3 Kính khuếch tán

Chức năng: Kính khuếch tán có tác dụng phân bố lại chùm tia sáng sau khi

phản xạ cho phù hợp với yêu cầu chiếu sáng, kính khuếch tán bao gồm những thấukính và lăng kính thủy tinh silicat hoặc tủy tính hữu cơ bố trí trên một mặt cong hệ

số thông qua và hệ số phản xạ của bề mặt khuếch tán bằng: 0,74 - 0,83 và 0,9 - 0,14chùm tia sáng từ bộ phận phản xạ tới sau khi đi qua lăng kính khuếch tán sẽ đượckhuếch tán ra ngoài với góc lớn hơn qua các thấu kính và lăng kính chùm tia sángđược phân bố trong các mặt phẳng với góc nghiêng từ 18-20 độ so với trục quanghọc nhờ đó người lái nhìn rõ đường hơn

Hình 3.7 Cấu tạo kính khuếch tán

3.2 HỆ THỐNG ĐÈN PHA CỐT

3.2.1 Cấu tạo đèn pha cốt

Tính chất chiếu sáng của đèn pha phụ thuộc vào kết cấu các thành phầnquang học và kết cấu của bóng đèn, phụ thuộc vào từng loại đèn

Hình 3.8 Cấu tạo đèn pha cốt

3.2.2 Yêu cầu

- Có cường độ sáng lớn

- Không làm lóa mắt tài xế xe chạy ngược chiều

- Tiết kiệm năng lượng

- Độ bền cao

b Nguyên lý làm việc

Khi ta bật công tắc sang head Low (đèn đầu chiếu gần) lúc này dòng đi từ acquyđến cầu chì sao đó qua cuộn dây của rơ le đèn đầu đến chân H về mass có dòng lúcnày cuộn dây rơ le đèn đầu sinh ra từ trường hút tiếp điểm lại có dòng điện đi quatới đèn head, do lúc này công tắc đang ở chế độ low vì vậy dòng điện chạy qua timlow qua chân HL về mass đèn low sáng Đèn báo pha được nối nối tiếp với tim lowkhi tim low sáng, ở đèn báo pha xảy ra quá trình đẳng áp nên đèn báo pha tắc Khi ta bật công tắc sang chế độ high (đèn đầu chiếu xa) lúc này do công tắcđang ở chế độ high nên dòng điện chạy qua tim hi qua chân HU về mass đèn highsáng, đèn báo pha lúc này có nguồn qua về mass đèn báo pha sáng

Khi chúng ta đá pha lúc này dòng điện đi qua cuộn dây rờ le đèn đầu đếnchân HE rồi về mass có dòng hút tiếp điểm rờ le đèn đầu dòng điện đi tiếp đến tim

HI đến chân HU rồi về mass có dòng chế độ flash được hoạt động

3.2.4 Cách kiểm tra hư hỏng

Khi chúng ta bật công tắc ở chế độ head nhưng không sáng đèn, chúng tacần bình tĩnh kiểm tra như sao: Kiểm tra nguồn cung cấp có ổn định không Nếunguồn ổn định chúng ta kiểm tra tiếp các phần thiết bị xem có hoạt động bìnhthường không, có thể kiểm tra bằng đồng hồ đo ở chế độ ôm Sao đó chúng ta kiểmtra thông mạch xem tải có tốt không, đặc biệt là cầu chì (chúng ta cần kiểm tra đầu

tiên vì khi mạch hư để bảo vệ mạch cầu chì sẽ bị đứt làm hở mạch) Tiếp đến làkiểm tra dây điện xem có thông mạch không nếu không thì dây điện có thể bị đứt

3.3 ĐÈN KÍCH THƯỚC (TAIL)

3.3.1 Sơ lược về hệ thống

Được lắp trươc xe, sau xe, bên hông xe, trên nắp cabin để chỉ báo chiều rộng,chiều dài và chiều cao xe khi xe chuyển động hoặc dừng trong đêm Các đèn kíchthước thường dùng kính khuyếch tán màu đỏ có công xuất bóng đèn là 10W

Hinh 3.9 Đèn tail

3.3.2 Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động: Khi công tắc ở vị trí off đèn tail không hoạt động, khi

công tắc ở vị trí tail lúc này dòng điện đi qua cuộn dây của rơ le đèn tail đến chân T

về mass, khi đó cuộn dây rơ le đèn tail có dòng sinh ra từ trường hút tiếp điểm rơ leđóng lại có dòng qua các đèn kích thước về mass đèn tail sáng

3.3.3 kiểm tra hư hỏng

Khi chúng ta bật công tắc ở chế độ tail nhưng không sáng đèn, chúng ta cầnbình tĩnh kiểm tra như sao:

+ Kiểm tra nguồn cung cấp có ổn định không

+ Nếu nguồn ổn định chúng ta kiểm tra tiếp các phần thiết bị xem có hoạtđộng bình thường không, có thể kiểm tra bằng đồng hồ đo ở chế độ ôm.

+ Sao đó chúng ta kiểm tra thông mạch xem tải có tốt không, đặc biệt là cầuchì (chúng ta cần kiểm tra đầu tiên vì khi mạch hư để bảo vệ mạch cầu chì sẽ bị đứtlàm hở mạch) Tiếp đến là kiểm tra dây điện xem có thông mạch không nếu khôngthì dây điện có thể bị đứt

3.4 CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP TRONG HỆ THỐNG

3.4.1 Một trong số các đèn không hoạt động

Đây là lỗi hay xảy ra ở hệ thống chiếu sáng, và bạn có thể tham khảo các bước dưới đây để khắc phục sự cố này:

+ Đầu tiên, bạn cần kiểm tra bóng đèn Để kiểm tra, bạn cần tháo bỏ thấu kính bao bọc bên ngoài đèn và tiếp cận bóng đèn

+ Bóng đèn thường có dây tóc vì vậy bạn cần kiểm tra xem dây tóc có bị đứt hay cháy không Nếu có, hãy thay thế bóng đèn mới có cùng công suất

+ Kiểm tra giắc cắm bóng đèn xem có bị ăn mòn hay rỉ sét không

Hình 3.10 Kiểm tra xem dây tóc bóc đèn có bị cháy không.

CHƯƠNG 4: GIỚI THIỆU, THIẾT KẾ MẠCH VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG 4.1 GIỚI THIỆU 1 SỐ LINH KIỆN, THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

4.1.1 Công tắc điều khiển đèn

Công tắc điều khiển có tác dụng điều khiển toàn bộ hệ thống chiếu sángđóng ngắt các thiết bị theo từng chế độ chiếu sáng được lựa chọn

Các chế độ trong công tắc :

- Off: tất các các thiết bị đều tắt

- Tail: Đèn kích thước, khi đèn tail sáng, đèn sương mù lấy nguồn sau rơ le đèntail

- Head: chế độ đèn đầu, trong đó bao gồm hai chế độ là chế độ chiếu gần và chiếuxa

- Flash: chế độ đá đèn báo hiệu

- Xi nhan báo rẽ

Hình 4.1 Công tắc điều khiển đèn ô tô

4.1.2 Cầu chì

Chức năng: Cầu chì có chức năng bảo vệ mạch khi quá tải, quá dòng bằng

cách đứt ra, uốn cong để ngắt dòng đến các thiết bị điện