luận văn tốt nghiệp đề tài khai thác đề tài điện thân xe ford xây dựng xa bàn hệ thống điện thân xe

TÓM TẮT LUẬN VĂN Cùng với sự phát triển của ô tô thì hệ thống điện trên xe cũng phát triển một cách nhanh chóng để nâng cấp, cải tiến, khắc phục những nhược điểm của hệ thống cũ và đáp ứ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CƠ KHÍ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: KHAI THÁC ĐỀ TÀI ĐIỆN THÂN XE FORD XÂY DỰNG XA BÀN HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE

Ngành: Kỹ thuật cơ khí Chuyên ngành: Cơ khí ô tô

Giảng viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Thành Sa Sinh viên thực hiện: Đỗ Đoàn Quốc Huy MSSV: 1951080165

Lớp: CO19CLCC

TP HỒ CHÍ MINH, năm 2023

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt 4 năm học tập và nghiên cứu tại Trường Đại học Giao Thông vận tải, với sự hướng dẫn cũng như dìu dắt của các thầy cô và sự cố gắng không ngừng nghỉ của bản thân em thì hôm nay chính thức em kết thúc hành trình đại học của em bằng luận văn tốt nghiệp này Em chân thành cảm ơn Trường Đại học Giao Thông vận tải TP.HCM đã tạo cho em một môi trường học tập và rèn luyện tốt suốt 4 năm qua, cung cấp cho em những kiến thức và kỹ năng thực hành bổ ích giúp em hoàn thành luận văn này

Trong thời gian học tập và rèn luyện tại Trường Đại học Giao Thông vận tải TP.HCM cho đến nay có thể nói đây là khoảng thời gian đặc biệt nhất Với lòng biết ơn sâu sắc và chân thành nhất, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy TS Nguyễn Thành Sa - người đã đồng hành cùng em từ lúc chọn đề tài đến lúc hoàn thiện luận văn này Cảm ơn những ý kiến, đóng góp vô cùng hữu ích của Thầy để em có thể định hướng rõ ràng về đề tài mà mình muốn làm Vì trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Nếu như không có những lời hướng dẫn cũng như dạy bảo của thầy thì bài luận văn của em khó mà hoàn thiện được Em chân thành cảm ơn những lời góp ý cũng như sự giúp đỡ tận tình từ Thầy để giúp em hoàn thiện đề tài của mình một cách hoàn chỉnh nhất Trân trọng cảm ơn thầy Nguyễn Thành Sa

TP Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm 2023 Sinh viên thực hiện

Đỗ Đoàn Quốc Huy

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Cùng với sự phát triển của ô tô thì hệ thống điện trên xe cũng phát triển một cách nhanh chóng để nâng cấp, cải tiến, khắc phục những nhược điểm của hệ thống cũ và đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng Hệ thống điện thân xe cũng không ngoại lệ Hệ thống này ngày càng cải tiến để phục vụ tốt hơn, đảm bảo an toàn hơn cho người lái khi vận hành, đồng thời tạo ra các thiết kế hiện đại ưa nhìn thu hút với người sử dụng Với đề tài “ KHAI THÁC ĐỀ TÀI ĐIỆN THÂN XE FORD RANGER XÂY DỰNG SA BÀN HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE” thì sẽ nghiên cứu lý thuyết về cấu tạo và nguyên lý hoạt động, hư hỏng thường gặp cũng như cách đo kiểm hệ thống chiếu sáng và tín hiệu, đặc biệt là hệ thống điện thân xe Ford Ranger 2016 và từ đó đưa ra các giải pháp kỹ thuật cho hệ thống điện thân xe

Nội dung cụ thể của đề tài thể hiện của thể qua các chương sau:

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE TRÊN XE FORD RANGER

CHƯƠNG 3: KIỂM TRA CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE

CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG XA BÀN HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE

Trong quá trình thực hiện đề tài, em không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự nhắc nhở, góp ý của quý thầy cô

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE 1

1.1 Giới thiệu về hệ thống điện thân xe 1

1.2 Một số hệ thống cơ bản của hệ thống điện thân xe 6

1.2.1 Hệ thống khởi động trên xe 6

1.2.2 Hệ thống đo đạc và kiểm tra 7

1.2.3 Hệ thống chiếu sáng 8

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE TRÊN XE FORD RANGER 13

2.1 Giới thiệu chung về Ford ranger 13

2.2 Hệ thống điện thân xe Ford Ranger 19

3.1 Chẩn đoán, hư hỏng và sửa chữa của hệ thống nguồn cung cấp 57

3.1.1 Chẩn đoán và hư hỏng của hệ thống cung cấp 57

3.1.2 Sửa chữa hệ thống nguồn cung cấp 60

3.2 Chẩn đoán hư hỏng, sửa chữa và bảo dưỡng hệ thống chiếu sáng 62

3.2.1 Chẩn đoán và sửa chữa hộp cầu chì 62

3.2.2 Chẩn đoán hư hỏng và sửa chữa bóng đèn đầu 64

3.2.3 Bảo dưỡng hệ thống chiếu sáng 66

3.3 Chẩn đoán hư hỏng và sửa chữa hệ thống tín hiệu 69

3.3.1 Chẩn đoán hư hỏng và sửa chữa đèn báo rẽ 69

3.3.2 Chẩn đoán hư hỏng và sửa chữa hệ thống còi xe 69

3.4 Chẩn đoán hư hỏng và sửa chữa hệ thống túi khí 71

3.4.1 Chẩn đoán hư hỏng của hệ thống túi khí 71

3.4.2 Sửa chữa hệ thống túi khí 72

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ SA BÀN HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE 74

4.1 Mục đích thiết kế 74

4.2 Tổng quan các thiết bị của mô hình 74

4.2.1 Thiết bị đèn hệ thống chiếu sáng-tín hiệu 74

4.2.2 Hệ thống công tắc đèn, gạt mưa-rửa kính, nâng hạ kính và các thiết bị điện tử 75

4.2.3 Các thiết bị hệ thống gạt mưa-rửa kính và nâng hạ kính 76

4.3 Các bước thiết kế sa bàn 77

4.3.1 Phương án bố trí chung của sa bàn hệ thống điện thân xe 77

4.3.2 Thiết kế sa bàn hệ thống điện thân xe 78

4.4 Sơ đồ mạch điện và nguyên lý hoạt động của sa bàn hệ thống điện thân xe 78

4.4.1 Sơ đồ mạch điện và nguyên lý hoạt động của mạch pha-cos, đèn demi 78

4.4.2 Sơ đồ mạch điện và nguyên lý hoạt động của hệ thống đèn lùi, đèn phanh 79

4.4.3 Sơ đồ mạch điện và nguyên lý hoạt động của đèn xi-nhan và đèn hazard 80

4.4.4 Sơ đồ mạch điện và nguyên lý hoạt động của hệ thống gạt mưa-rửa kính 81

KẾT LUẬN 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO 84

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Hệ thống điện thân xe 1

Hình 1.2 Cấu tạo máy phát điện 2

Hình 1.3 Cấu tạo của ắc quy 3

Hình 1.4 Cấu tạo máy khởi động (củ đề) 3

Hình 1.5 Hộp cầu chì 4

Hình 1.6 Hệ thống dây điện xe ô tô 5

Hình 1.7 Sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động ô tô 6

Hình 1.8 Đồng hồ hiện thị bằng kim 7

Hình 1.9 Đồng hồ hiện thị bằng số 7

Hình 1.10 Cấu tạo bóng đèn loại dây tóc 9

Hình 1.11 Cấu tạo bóng đèn Halogen 10

Hình 1.12 Đèn xenon 10

Hình 1.13 Đèn hình chữ nhật 11

Hình 1.14 Đèn hệ châu Âu 12

Hình 1.15 Đèn hệ châu Mỹ 12

Hình 2.1 Nội thất của Ford Ranger 13

Hình 2.2 Các kích thước cơ bản của Ford Ranger 2016 14

Hình 2.3 Sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp điện của Ford Ranger 19

Hình 2.4 Cấu tạo của ắc quy 20

Hình 2.5 Cấu tạo của bản cực và khối bản cực 21

Hình 2.6 Cấu tạo máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ 23

Hình 2.7 Rotor và các chi tiết chính của rotor 23

Hình 2.8 Cấu tạo của stator 24

Hình 2.9 Sơ đồ bộ điều chỉnh điện 26

Hình 2.10 Sơ đồ hệ thống điện trên ô tô 27

Hình 2.11 Cấu tạo bảng táp lô xe Ford Ranger 28

Hình 2.12 Sơ đồ truyền thông tin của MPX và phương pháp thường 29

Hình 2.13 Kết cấu dây xoắn và sơ đồ truyền tín hiệu 30

Hình 2.14 Sơ đồ khử nhiễu của đường truyền dẫn động bằng điện áp chênh lệch 30

Hình 2.15 Cấu tạo đèn đầu xe của Ford Ranger 33

Hình 2.16 Vùng sáng của đèn chiếu xa 33

Hình 2.17 Vùng sáng của đèn chiếu gần 33

Hình 2.18 Sơ đồ mạch điện đèn đầu xe 34

Hình 2.19 Hệ thống đèn hậu trên Ford Ranger 35

Hình 2.20 Sơ đồ mạch điện đèn hậu (Taillight), đèn báo đỗ (Parking light), đèn biển số (License plate light) 36

Hình 2.21 Sơ đồ mạch điện đèn sương mù phía trước 37

Hình 2.22 Sơ đồ mạch điện đèn trần 38

Hình 2.23 Công tắc đèn báo rẽ 39

Hình 2.24 Vị trí đèn báo nguy 39

Hình 2.25 Sơ đồ mạch điện đèn báo rẽ và đèn báo nguy 40

Hình 2.26 Cấu tạo còi xe 41

Hình 2.27 Sơ đồ mạch còi 42

Hình 2.28 Khi có phanh ABS và không có phanh ABS 43

Hình 2.29 So sánh khi có phanh ABS và không có ABS 43

Hình 2.30 Sơ đồ nguyên lí hoạt động của túi khí 44

Hình 2.31 Cấu tạo bộ thổi khí cho ghế lái và ghế phụ 45

Hình 2.32 Cấu tạo của cáp xoắn 45

Hình 2.33 Sơ đồ mạch điện hệ thống túi khí 46

Hình 2.34 Cấu tạo của motor gạt nước 47

Hình 2.35 Công tắc điều khiển dừng tự động loại mass chờ 47

Hình 2.36 Công tắc gạt nước và rửa kính 48

Hình 2.37 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt nước và rửa kính 49

Hình 2.38 Hệ thống khóa cửa của Ford Ranger 51

Hình 2.39 Điều khiển từ xa 51

Hình 2.40 Công tắc điều khiển khóa cửa 52

Hình 2.41 Motor khóa cửa 52

Hình 2.42 Sơ đồ mạch điện hệ thống khóa cửa 53

Hình 2.43 Cấu tạo motor nâng hạ kính 54

Hình 2.44 Sơ đồ mạch điện hệ thống nâng hạ kính 54

Hình 2.45 Hệ thống giải trí Sync 2 của Ford Ranger 55

Hình 3.1 Đèn báo lỗi ắc quy 57

Hình 3.2 Kiểm tra ắc quy 58

Hình 3.3 Đầu cực của ắc quy bị ăn mòn 59

Hình 3.4 Mòn ổ bi 59

Hình 3.5 Vị trí nắp nhựa bảo vệ ắc quy 60

Hình 3.6 Vị trí giắc cắm và bulong cố định ắc quy 60

Hình 3.7 Vị trí của bulong cố định bình ắc quy 61

Hình 3.8 Tháo bình ắc quy 61

Hình 3.9 Công tắc chuyển chế độ demi, pha/cos 62

Hình 3.10 Vị trí hộp cầu chì trong khoang máy 62

Hình 3.11 Vị trí hộp cầu chì trong khoang động cơ 63

Hình 3.12 Tháo chốt gài hộp cầu chì trong khoang động cơ 63

Hình 3.13 Dùng kẹp tháo cầu chì và kiểm tra cầu chì 63

Hình 3.14 Mở nắp capo 64

Hình 3.15 Tháo bulong cố định đèn 64

Hình 3.16 Vị trí các giắc cắm kết nối đèn pha/cos 65

Hình 3.17 Điều chỉnh hướng ngang của đèn 65

Hình 3.18 Điều chỉnh hướng dọc của đèn 65

Hình 3.19 Vị trí hộp cầu chì trên xe Ford Ranger 66

Hình 3.20 Dùng thiết bị kiểm tra mạch đèn led để kiểm tra cầu chì 67

Hình 3.21 Gắn cầu chì mới vào vị trí cần thay thế 67

Hình 3.26 Còi xe đơn 70

Hình 3.27 Còi xe đôi 70

Hình 3.28 Đèn báo túi khí đang gặp vấn đề 71

Hình 3.29 Cảm biến mức độ va chạm phía trước và phía bên 71

Hình 3.30 Thứ tự tháo các chi tiết của hệ thống túi khí 72

Hình 3.31 Vị trí đặt hệ thống túi khí khi đang sửa chữa 73

Hình 3.32 Hướng đặt mô đun túi khí 73

Hình 3.33 Sử dụng đồng hồ đo điện có thể kích hoạt túi khí 73

Hình 4.10 Motor phun nước rửa kính 76

Hình 4.11 Motor và compa nâng hạ kính 77

Hình 4.12 Sơ đồ tổng quát sa bàn hệ thống điện thân xe 78

Hình 4.13 Sơ đồ mạch điện của pha/cos và đèn demi 78

Hình 4.14 Sơ đồ mạch điện của hệ thống đèn lùi 79

Hình 4.15 Sơ đồ mạch điện đèn phanh 80

Hình 4.16 Sơ đồ mạch điện đèn xi-nhanh và hazard 80

Hình 4.17 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa rửa kính 81

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE 1.1 Giới thiệu về hệ thống điện thân xe

Ngày nay với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp oto thì hệ thống điện thực sự cần thiết cho hầu hết các hoạt động của xe Bất cứ khi nào nhắc đến điện oto thì đa số mọi người nghĩ nó chỉ những hệ thống bao gồm những loạt dây điện được nối với nguồn như là bình ắc quy, hay những bóng đèn chiếu sáng Tuy nhiên hệ thống điện thân xe oto nó không chỉ đơn giản như vậy mà nó còn là một hệ thống bao gồm nhiều chi tiết và những hệ thống nhỏ lẻ khác nhau, những chi tiết và những hệ thống đó liên kết chặt chẽ với nhau tạo nên một hệ thống điện thân xe hoàn chỉnh để kiểm soát hoạt động của xe

Hình 1.1 Hệ thống điện thân xe

Đóng vai trò như “hệ thần kinh trung ương” điều khiển hoạt động của toàn bộ xe nhưng chỉ chiếm 20% khối lượng, hệ thống điện trên ô tô lại có khả năng điều khiển 80% những hệ thống còn lại Hệ thống điện trên xe gồm 5 bộ phận chủ yếu là: ắc quy, máy khởi động, máy phát điện, rơ le và các cầu chì Mỗi bộ phận có vai trò cụ thể khác nhau và nguyên tắc khác nhau để đảm bảo sự hoạt động trơn tru, hiệu quả Những bộ phận cơ bản trên cấu thành những hệ thống cơ bản mà bất cứ hệ thống điện thân xe nào cũng có như hệ thống khởi động, hệ thống cung cấp điện, hệ thống đánh lửa, hệ thống chiếu sáng và tín hiệu, hệ thống điều khiển động cơ, hệ thống điều khiển ô tô,

Được xem như là “hệ thần kinh trung ương” điều khiển hoạt động của toàn bộ xe nên hệ thống điện thân xe được cấu tạo bởi các bộ phận chính như: ắc quy, mát phát điện, máy khởi động, dây điện, rơ le và cầu chì

❖ Máy phát điện:

Máy phát điện giúp tạo ra dòng điện cung cấp cho ắc quy và toàn bộ hệ thống, thiết bị điện trên xe Máy phát điện có 3 nhiệm vụ chính: phát điện, biến dòng điện xoay chiều thành một chiều, chỉnh điện áp đầu ra Để có thể thực hiện những nhiệm vụ như thế máy phát điện được cấu tạo bởi 3 bộ phận chính: phát điện, chỉnh lưu và hiệu chỉnh điện áp

Hoạt động của máy phát điện ô tô dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ: Máy phát được dẫn động bởi trục khuỷu động cơ Khi động cơ hoạt động, trục khuỷu quay sẽ dẫn động nam châm điện trong máy phát quay theo Từ đó tạo ra từ trường tác động lên cuộn dây ứng điện bên trong stator làm phát sinh ra dòng điện

❖ Ắc quy:

Ắc quy ô tô có cấu tạo 5 thành phần cơ bản: Cực dương, cực âm, dung dịch điện ly, màng chắn và vỏ bình Ắc quy giúp lưu trữ nguồn điện khi xe hoạt động và cung cấp ngược lại nguồn năng lượng cho phép xe hoạt động và duy trì hoạt động của các thiết bị phụ tải (tiêu thụ điện) khi máy phát điện chưa làm việc hoặc vòng tua máy chưa đạt đến tốc độ quy định

Đa số các dòng xe hiện nay đều trang bị ắc quy chì và được chia làm hai loại chính là: ắc quy nước và ắc quy khô Đối với ắc quy nước, sau một thời gian sử dụng thì lượng axit sẽ bị bốc hơi và đòi hỏi chúng ta phải bảo dưỡng bằng cách châm thêm axit Còn với ắc quy khô thì không cần phải châm thêm axit

Hình 1.2 Cấu tạo máy phát điện

Trong điều kiện lý tưởng, tuổi thọ của đa số bình ắc quy ô tô ở mức 100.000km hoặc 4 – 5 năm Tuy nhiên khi sử dụng thực tế, tuổi thọ ắc quy thường tầm 2 – 4 năm tùy vào thói quen sử dụng xe, chế độ bảo dưỡng, nhiệt độ, Nên lưu ý kiểm tra, bảo dưỡng và thay thế ắc quy định kỳ

❖ Máy khởi động:

Máy khởi động (hay còn được gọi là củ đề) có nhiệm vụ làm quay trục khuỷu động cơ để khởi động động cơ ô tô Bởi muốn động cơ khởi động thì trục khuỷu cần phải quay đến một tốc độ nhất định

Hình 1.4 Cấu tạo máy khởi động (củ đề) Hình 1.3 Cấu tạo của ắc quy

Vỏ

Vách ngăn Nhóm cực âm Bản cực âm

Các điện cực dương và âm của các ô liền kề được liên kết để tạo ra điện áp lớn hơn

Bản cực dương

Phần ứng Motor

Bánh răng rotor

Công tắc từ Bánh răng bendix

Máy khởi động có cấu tạo chính từ một motor điện một chiều Khi người lái bật chế độ On, nhấn nút để khởi động xe, ắc quy sẽ cung cấp điện, motor hoạt động khiến trục khuỷu quay theo Tốc độ quay tối thiểu của từng động cơ là khác nhau, tùy thuộc vào cấu trúc động cơ và tình trạng hoạt động Tốc độ này thường là từ 40 – 60 vòng/phút đối với động cơ xăng và 80 – 100 vòng/phút đối với động cơ diesel

❖ Rơ le và cầu chì:

Relay (rơ le) là một loại một công tắc giúp tự động đóng ngắt mạch điện điều khiển, điều khiển hoạt động của mạch điện động lực Còn cầu chì có nhiệm vụ tự động đóng ngắt dòng điện trên hệ thống dây dẫn khi xảy ra hiện tượng quá dòng Cả hai thiết bị này đều nhằm bảo vệ an toàn cho hệ thống điện trên xe ô tô

Trên xe, thông thường sẽ có 2 hộp cầu chì chính:

- Hộp cầu chì động cơ thường được bố trí ở bên ngoài động cơ, bên dưới nắp ca pô và gần với vị trí ắc quy chính của xe

- Hộp cầu chì điện thân xe thường được bố trí ở dưới táp lô của xe

Với mỗi hệ thống, thiết bị điện, dây dẫn sẽ có màu sắc, ký hiệu khác nhau để dễ dàng phân biệt khi cần kiểm tra sữa chữa

Bảng 1.1 Ký hiệu màu dây hệ châu Âu

Hình 1.6 Hệ thống dây điện xe ô tô

1.2 Một số hệ thống cơ bản của hệ thống điện thân xe 1.2.1 Hệ thống khởi động trên xe

Đối với động cơ đốt trong cần có một hệ thống khởi động riêng biệt truyền cho trục khuỷu động cơ một moment với một số vòng quay nhất định nào đó để khởi động được động cơ Cơ cấu khởi động chủ yếu trên ô tô hiện nay là khởi động bằng động cơ điện một chiều Tốc độ khởi động của động cơ xăng phải trên 50 vòng/phút và 100 vòng/phút đối với động cơ diesel

❖ Yêu cầu đối với hệ thống khởi động:

o Máy khởi động phải quay được trụy khuỷu động cơ với tốc độ thấp nhất mà động cơ có thể nổ được

o Moment truyền động phải đủ để khởi động đông cơ o Phải bảo đảm khởi động lại được nhiều lần

o Nhiệt độ làm việc không được quá giới hạn cho phép

o Chiều dài, điện trở của dây dẫn nối từ ắc quy đến với máy khởi động phải nằm trong giới hạn quy định, thông thường nhỏ hơn 1m

o Tỉ số truyền từ bánh răng của máy khởi động và bánh răng của bánh đà nằm trong giới hạn từ 9 đến 18

Hình 1.7 Sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động ô tô

1.2.2 Hệ thống đo đạc và kiểm tra

Hệ thống đo đạc và kiểm tra bao gồm các đồng hồ, màn hình và các đèn cảnh báo thường nằm trên bảng tableau nhằm giúp người lái xe dễ dàng xác định được tình trạng hoạt động của hệ thống chính trong xe

Các đèn cảnh báo được sử dụng để cảnh báo các thông số quá mức, các chức năng của thiết bị điện và sự hoạt động không bình thường của các hệ thống Thông thường trên bảng tableau có lắp các đèn sau: Đèn báo áp suất dầu thấp; Đèn báo ắc quy phóng điện; Đèn báo pha; Đèn báo xi nhan; Đèn báo cảnh báo (đèn báo nguy); Đèn báo mức xăng thấp; Đèn báo hệ thống phanh; Đèn báo mở cửa

Các đồng hồ gồm có hai loại: đồng hồ hiện thị bằng kim và đồng hồ hiển thị bằng số

Với loại đồng hồ hiển thị bằng kim có thể là loại cơ khí hoặc loại điện tử dẫn động kim Loại hiển thị bằng kim (dẫn động cơ khí) có độ chính xác thấp do khả năng chịu được rung động kém và có độ trễ cơ khí

Loại hiển thị bằng số có nhiều ưu điểm như: dễ xem, độ chính xác cao, độ tin cậy cao do hiển thị số không có các chi tiết chuyển động

Màn hình hiển thị số trong mỗi mỗi đồng hồ thường dùng một VFD (màn hình huỳnh quang chân không), một vài diod đèn LED phát sáng hoặc một LCD (màn hình tinh thể lỏng)

1.2.3 Hệ thống chiếu sáng

1.2.3.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống chiếu sáng

+ Nhiệm vụ: Hệ thống chiếu sáng nhằm đảm bảo điều kiện làm việc cho người lái ô tô nhất là vào ban đêm và bảo đảm an toàn giao thông

+ Yêu cầu: Hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo hai yêu cầu cơ bản là có cường độ ánh sáng lớn phù hợp với điều kiện vận hành của xe và không làm lóa mắt tài xế xe chạy ngược chiều

+ Phân loại: Theo đặc điểm của phân bố chùm ánh sáng người ta phân thành 2 loại hệ thống chiếu sáng theo hệ châu Âu và hệ châu Mỹ

1.2.3.2 Các chức năng của hệ thống chiếu sáng

Hệ thống chiếu sáng bao gồm nhiều loại đèn có các chức năng khác nhau:

+ Đèn kích thước trước và sau xe (Front side & Rear light): được sử dụng thường xuyên, đặc biệt là vào ban đêm nhằm giúp cho tài xế xe phía sau biết được kích thước và khoảng cách xe đi trước

+ Đèn đầu (Headlight): Là đèn lái chính, dùng để chiếu sáng không gian phía trước xe giúp tài xế có thể nhìn thấy trong đêm tối hay trong điều kiện tầm nhìn hạn chế

+ Đèn sương mù (Fog light): Trong điều kiện sương mù, nếu sử dụng đèn pha chính có thể tạo ra vùng ánh sáng chói phía trước gây trở ngại cho các xe đối diện và người đi đường Vì vậy đèn sương mù được sử dụng ở các nước có nhiều sương mù

+ Đèn trong xe (interior light): Gồm nhiều đèn có công suất nhỏ, ở các vị trí khác nhau trong xe mục đích tăng tính tiện nghi và thẩm mỹ cho nội thất xe hơi

+ Đèn bảng số (License plate llumination): Đèn phải có ánh sáng trắng nhằm soi rõ bảng số xe, đèn này phải được bật sáng cùng lúc với đèn pha cos và đèn đậu xe

+ Đèn lùi (back-up light): Đèn này được chiếu sáng khi xe gài số lùi, nhằm báo hiệu cho các xe khác và người đi đường

1.2.3.3 Cấu tạo của bóng đèn

* Bóng đèn dây tóc:

Vỏ đèn làm bằng thủy tinh, bên trong chứa 1 dây điện trở làm bằng Volfram Dây Volfram được nối với hai dây dẫn để cung cấp điện đến hai dây dẫn này được gắn chặt vào nắp đậy bằng đồng hay nhôm bên trong bóng đèn là môi trường chân không với mục đích loại bỏ không khí để tránh oxy hóa và làm bốc hơi dây tóc

Khi hoạt động ở một điện áp định mức, nhiệt độ dây tóc lên đến 2300 0C và tạo ra vùng sáng trắng Nếu cung cấp cho đèn một điện áp thấp hơn định mức, nhiệt độ dây tóc và cường độ sáng sẽ giảm xuống Ngược lại nếu cung cấp cho đèn một điện áp cao hơn thì trong một thời gian ngắn sẽ làm bốc hơi volfram, gây ra hiện tượng đen bóng đèn và có thể đốt cháy cả dây tóc

Đây là loại bóng đèn dây tóc thường, môi trường làm việc của dây tóc là chân không nên dây tóc dễ bị bốc hơi sau một thời gian làm việc Đó là nguyên nhân làm cho vỏ thủy tinh bị đen

Để khắc phục điều này, người ta có thể làm cho vỏ thủy tinh lớn hơn, tuy nhiên cường độ ánh sáng sẽ giảm sau một thời gian sử dụng

Đèn halogen là một bóng đèn sợi đốt bao gồm một dây tóc Wolfram được bọc kín trong một bóng đèn nhỏ gọn với một hỗn hợp của một khí trơ và một lượng nhỏ chất halogen như iod hoặc brom Sự kết hợp của khí halogen và sợi Wolfram tạo ra phản ứng hóa học chu trình

a Loại một dây tóc; b Loại hai dây tóc

1.Vỏ đèn; 2.Dây tóc; 3.Dây đỡ; 4.Chốt định vị; 5.Mass; 6.Tiếp điểm

halogen làm bổ sung Wolfram cho dây tóc, tăng tuổi thọ và duy trì độ trong suốt của vỏ bóng đèn.

Thêm vào đó, một ưu điểm của bóng halogen là chỉ cần một tim đèn nhỏ hơn so với bóng thường Điều này cho phép điều chỉnh tiêu điểm chính xác hơn so với bóng bình thường Quá trình tái tạo không chỉ ngăn chặn sự đổi màu bóng đèn mà còn giữ cho tim đèn luôn hoạt động ở điều kiện tốt trong một thời gian dài Bóng đèn halogen phải được chế tạo để hoạt động ở nhiệt độ cao hơn 250 0C Ở nhiệt độ này khí halogen mới bốc hơi

* Đèn xenon:

Đèn xenon (hay còn gọi là một loại đèn HID – High Intensity Discharge) là hệ thống đèn 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 1.11 Bóng đèn Halogen

Hình 1.12 Đèn xenon

Cực trở với ống gốm

Buồng xả

được làm đầy Bao quanh Cam buộc chặt

Bóng đèn bên ngoài Điện cực

vonfram Chống chói Niềng bằng sắt

Đuôi Vòng nối Thạch anh

Lớp bảo vệ Dây tóc chính

Dây tóc nhúng

Hình 1.11 Cấu tạo bóng đèn Halogen

1.2.3.4 Cấu tạo của chóa đèn:

Chóa đèn ô tô là bộ phận hỗ trợ tăng cường độ sáng và khả năng phản quang cho đèn xe, đảm bảo ánh sáng được phân phối đồng đều, khả năng chiếu sáng và rộng hơn Công dụng của chóa đèn ô tô giúp tăng khả năng chiếu sáng của một thiết bị đèn lên gấp 3 – 4 lần so với bình thường, từ đó cung cấp cho người lái một tầm nhìn tốt hơn, đồng thời gia tăng tính thẩm mỹ cho đèn xe Bên cạnh đó, ưu điểm chóa đèn ô tô là còn có thể giúp đảm bảo độ sáng của bóng đèn, tăng phạm vi chiếu sáng và giảm đáng kể công suất tiêu thụ điện Chóa đèn ô tô thường được làm bằng các chất liệu như: nhựa, nhôm, chịu được nhiệt độ cao của bóng đèn, không độc hại, không gây ảnh hưởng xấu đến môi trường

Đa số các loại xe đời mới thường sử dụng chóa đèn có hình chữ nhật, loại chóa đèn này bố trí gương phản chiếu theo phương ngang có tác dụng tăng vùng sáng theo chiều rộng và giảm vùng sáng phía trên gây loá mắt người đi xe ngược chiều

Các bố trí tim đèn được chia làm 3 loại: loại tim đèn đặt trước tiêu cự, loại tim đèn đặt ngay tiêu cự và tim đèn đặt sau tiêu cự

Đèn chiếu sáng hiện nay có 2 hệ: hệ châu Âu và hệ châu Mỹ

* Hệ châu Âu:

Dây tóc ánh sáng gần (đèn cốt) gồm có dạng thẳng được bố trí phía trước tiêu cự, hơi cao hơn trục quang học và song song trục quang học, bên dưới có miếng phản chiếu nhỏ ngăn không cho các chùm ánh sáng phản chiếu làm loá mắt người đi xe ngược chiều Hiện nay

Hình 1.13 Đèn hình chữ nhật

miếng phản chiếu nhỏ bị cắt phần bên trái một góc 150, nên phía phải của đường được chiếu sáng rộng và xa hơn phía trái

Hình dạng đèn thuộc hệ Châu Âu thường có hình tròn, hình chữ nhật hoặc hình có 4 cạnh Đặc trưng của đèn kiểu Châu Âu là có thể thay đổi được loại bóng đèn và thay đổi cả các loại thấu kính khác nhau phù hợp với đường viền ngoài của xe

* Hệ châu Mỹ:

Hình 1.15 Đèn hệ châu Mỹ

Đối với hệ này thì hai dây tóc ánh sáng xa và gần có hình dạng giống nhau và bố trí ngay tại tiêu cự của chóa, dây tóc ánh sáng xa được đặt tại tiêu điểm của chóa, dây tóc ánh sáng gần nằm lệch phía trên mặt phẳng trục quang học để cường độ chùm tia sáng phản chiếu xuống dưới mạnh hơn

Hình 1.14 Đèn hệ châu Âu

Chùm chính Phản xạ

Dây tóc

chùm chính Dây tóc nhúng và lớp bảo vệ

Chùm nhúng

Dây tóc chính Dây tóc nhúng

Bộ làm lệch chùm tia

Tại tiêu điểm

Chùm tia song song

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE TRÊN XE FORD RANGER 2.1 Giới thiệu chung về Ford Ranger

Được phân bố rộng rãi trên hơn 180 quốc gia, Ford Ranger được coi là một trong những đỉnh cao của xe bán tải Ranger được ra đời khi trải qua hơn 30.000 cuộc thử nghiệm về các chi tiết máy đảm bảo trải nghiệm tốt nhất dành cho khách hàng từ đó tạo nên một trong những dòng xe bản tải tốt nhất

Với phong cách thiết kế riêng biệt và đa năng tạo nên cảm hứng tuyệt vời khi lái xe Với phong cách thiết kế Kinetic mang đến cho Ford Ranger cảm giác rắn chắc với những dường nét khí động học hoàn hảo và tinh tế, giúp xe vận hành an toàn và tiết kiệm nhiên liệu vượt trội tạo cho tài xế cảm giác có thể chinh phục mọi con đường.

Hình 2.1 Nội thất của Ford Ranger

Chưa hết ngoài những thiết kế riêng biệt thì Ford Ranger còn mang trên mình những công nghệ an toàn thông minh như trang bị 6 túi khí, hệ thống cân bằng điện tử ESP với 7 chế độ kiểm soát như: kiểm soát chống trượt xe, kiểm soát chống lắc rơ-moóc, hỗ trợ khởi hành ngang dốc,…

Ngoài những công nghệ an toàn thông minh thì Ford Ranger còn trang bị tính năng thông minh hệ thống điều hòa khí hậu Ở khoang điều khiển trung tâm kết nối với thiết bị điều khiển nhiệt độ để trở thành một tủ lạnh mini để giữ thức ăn tươi và thức uống luôn mát lạnh.

Sự bền bỉ luôn là thế mạnh của Ford Ranger với mức nhiên liệu 8.1L/100Km và khả năng lội nước 800mm Với động cơ TDCi thế hệ mới mang tính cách mạng trong công nghệ chế tạo máy, Ranger mang đến sức mạnh vô địch đồng thời đáp ứng mọi tiêu chuẩn khắc khe về một động cơ “xanh”, bảo vệ môi trường và túi tiền của bạn

Không những bền bỉ mà kiểu dáng của Ford Ranger cũng là một trong những thứ gọi là “ăn tiền” của nhà sản xuất Ford Với kiểu dáng độc đáo và hầm hố tạo nên cảm giác chinh phục cho tài xế Vừa có thể mang đi chinh phục những con đường khó nhằn vừa có thể đi chơi rất linh hoạt

2.1.1 Thông số cơ bản của Ford Ranger

Phát huy phong cách thiết kế ngoại thất mạnh mẽ, khỏe khoắn là ưu điểm nổi bật mà Ford Ranger mang lại, giúp gây ấn tượng cho những ai lần đầu tiếp xúc Nhìn tổng thể, ngoại thất Ford Ranger mang lại cảm giác mạnh mẽ, hầm hố đầy tính thể thao nhưng không kém phần trẻ trung, lịch lãm dù bất kể nẻo đường thành thì hay xa lộ Nhận được những đánh giá cao về ngoại thất của các chuyên gia và đặc biệt nổi bật là mặt ca lăng mới trước lưới tản nhiệt, thiết kế hình thoi đối xứng với viền crom sáng bóng

Hình 2.2 Các kích thước cơ bản của Ford Ranger 2016

E B

Bảng 2.1 Thông số cơ bản của Ford Ranger 2016

Kích thước xe

Trọng lượng xe

2.1.2 Một số ký hiệu trong hệ thống điện và điện tử trên xe Ford Ranger

Bảng 2.2 Các ký hiệu trong hệ thống điện

Ký hiệu một số phần tử điện và điện tử

Một linh kiện bán dẫn mà chỉ cho phép lưu lượng dòng đi qua một phương hướng

Diode chỉ cho dòng điện chạy qua một hướng Nhưng với Diode zener thì khi điện áp lớn hơn điện áp định mức thì nó cho dòng điện chạy theo hướng ngược lại

7 Cảm biến Phát hiện những tín hiệu xung từ sự quay đối tượng

Năng lượng điện chuyển hóa bên trong Là nơi cung cấp dòng điện DC cho toàn bộ các thiết bị điện tử trên ôtô

Là nơi tích trử tạm thời năng lượng điện cho các mạch tiêu thụ.Tụ mà thường xuyên tích trử thì được gọi là tụ cái

Là công cụ để kết nối,có thể dùng thay cho phích cắm.Các giắc cắm này không có ren mà chỉ có khoá

Khi có dòng điện di qua là nguyên nhân làm cho các sợi đối nóng lên và phát sáng

Sau khi có dòng chạy qua thì nó phát sáng chi có điều không có sức nóng như bóng đèn Nó dược sử dụng trong công cụ hiển thị

13 Công tắc Mở ra hoặc đóng các mạch Cho phép điều khiển các dòng

thành cơ năng Sinh mômen quay

15 Rơ le

Về cơ bản thì rờle giống như một công tắc Có thể là loại thường đóng hay thường mở Cuộn dây tạo ra lực từ để đóng, mở rơle

Là một linh kiện có giá trị điện trở không đổi Khi đặt trong một hiệu điện thế thì nó giảm điên áp

17 Biến trở Là một điện trở có giá trị điện trở có thể thay đổi được

18 Cảm biến nhiệt Là một điện trở mà giá trị của nó có thể thay đổi được khi thay đổi nhiệt độ

động điện

điện chạy qua

2.2 Hệ thống điện thân xe Ford Ranger

2.2.1 Hệ thống cung cấp

2.2.1.1 Chức năng của hệ thống cung cấp :

Xe được trang bị rất nhiều thiết bị điện để lái xe được an toàn và thuận tiện Xe cần sử dụng điện không chỉ khi đang chạy mà cả khi dừng Vì vậy, xe có ắc quy để cung cấp điện và hệ thống nạp để tạo ra nguồn cung cấp điện khi động cơ đang nổ máy Hệ thống nạp cung cấp điện cho tất cả các thiết bị điện và để nạp điện cho ắc quy

Hệ thống nguồn cung cấp bao gồm các thiết bị chính sau đây: Ắc quy; máy phát điện; bộ chỉnh lưu (đặt trong máy phát); bộ điều chỉnh điện (đặt trong máy phát); đèn báo sạc, công tắc máy

Hình 2.3 Sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp điện của Ford Ranger

Cầu chì bên trong

Mạng truyền thông mô đun

Cảm biến dòng máy phát điện

Mô-đun điều khiển hệ thống truyền động (PCM)

Điều khiển cơ điện tử

Máy phát điện

BCM

Cảm biến giám sát

Theo tính chất dung dịch điện phân, ắcquy nước được chia ra các loại: + Ắc quy axít: dung dich điện phân là axít H2SO4

+ Ắc quy kiềm: dung dịch điện phân là KOH hoặc NaOH

So sánh hai loại ắc quy axít và kiềm thì ắc quy axít có suất điện động mỗi ngăn cao hơn (~2V), điện trở trong nhỏ hơn, nên khi phóng với dòng lớn độ sụt thế ít, chất lượng khởi động tốt hơn Ắc quy kiềm có suất điện động mỗi ngăn khoảng 1,38V, giá thành cao hơn (2÷3 lần) do phải sử dụng các loại vật liệu quý hiếm như bạc, niken, cađimi, điện trở trong lớn hơn

Tuy vậy, ắc quy kiềm có độ bền cơ học và tuổi thọ cao hơn (4÷5 lần), làm việc tin cậy hơn

Do có các tổn hao trong quá trình nạp, nên điện dung nạp thường phải lớn hơn điện dung phóng 10÷15%

Cấu tạo của ắc quy:

Hình 2.4 Cấu tạo của ắc quy

Để tạo được một bình ắc quy có thế hiệu (6, 12 hay 24V) người ta mắc nối tiếp các khối ắcquy đơn lại với nhau thành bình ắc quy vì mỗi bình ắc quy đơn chỉ cho suất điện động (~2V) Trên ô tô hiện nay thường sử dụng ắc quy 12 (V)

+ Vỏ bình: có dạng hình hộp chữ nhật, làm bằng nhựa êbônít, cao su cứng hay chất dẻo chịu a xít và được chia thành các ngăn tương ứng với số lượng các ắc quy đơn cần thiết Trong các ngăn đó được đặt các khối bản cực Dưới đáy vỏ bình có các gân dọc hình lăng trụ để đỡ các khối bản cực Khoảng trống dưới đáy giữa các gân dùng để chứa các chất kết tủa, các chất tác dụng bong ra từ các bản cực, để chúng không làm chập (ngắn mạch) các bản cực khác dấu

+ Khối bản cực: Bao gồm các bản cực dương và âm đặt xen kẽ nhau, giữa chúng có các tấm ngăn cách điện Mỗi bản cực gồm có phần cốt hình mắt cáo và các chất tác dụng trát trên nó Phần trên của cốt có tai 3 (hình 3-2) để nối các bản cực cùng tên với nhau thành phân khối bản cực Phần dưới của cốt có các chân để tựa lên các gân ở đáy bình Các chân được bố trí so le để tránh chập mạch qua sóng đỡ

Cốt được đúc từ hợp kim chống ôxy hoá, gồm: 92÷93% chì và 7÷8% ăngtimon(Sb) Cốt của các bản cực dương còn cho thêm 0,1÷0,2% Asen (As) Ăngtimon và Asen có tác dụng làm tăng độ bền cơ học, giảm ôxy hoá cho cốt, ngoài ra còn làm tăng tính đúc của hợp kim

Hình 2.5 Cấu tạo của bản cực và khối bản cực

a Phần cốt; b Nửa khối bản cực; c Khối bản cực và tấm cách; d Tấm cách

Chất tác dụng trên bản cực âm được chế tạo từ bột chì và dung dịch a xít H2SO4, ngoài ra để tăng độ xốp, giảm khả năng co và hoá cứng bản cực người ta còn cho thêm 2÷3% chất nở Để làm chất nở có thể sử dụng các chất hữu cơ hoạt tính bề mặt hỗn hợp với sun phát bari BaSO4 như các muối humát chế tạo từ than bùn, bồ hóng, chất thuộc da

Chất tác dụng trên bản cực dương: Được chế tạo từ minium chì Pb3O4, monoxít chì PbO và dung dịch a xít H2SO4 Ngoài ra, để tăng độ bền người ta còn cho thêm sợi polipropilen

Các phân khối bản cực và tấm ngăn được lắp ráp lại tạo thành khối bản cực Số bản cực âm thường lớn hơn số bản cực dương một bản để đặt các bản cực dương vào giữa các bản cực âm, đảm bảo cho các bản cực dương làm việc đều cả hai mặt để tránh cong vênh và bong rơi chất tác dụng

+ Tấm ngăn là những lá mỏng chế tạo từ vật liệu xốp chịu axít như: mipo, miplát, bông thuỷ tinh hay kết hợp giữa bông thuỷ tinh với miplát hoặc gỗ Các tấm ngăn thường có một mặt nhẵn và một mặt hình sóng, lồi lõm Mặt nhẵn đặt hướng về phía bản cực âm, còn mặt hình sóng hướng về phía bản cực dương để tạo điều kiện cho dung dịch điện phân dễ luân chuyển đến bản cực dương và lưu thông tốt hơn

+ Ngoài ra còn một số các chi tiết khác như: nút, nắp, cầu nối, ống thông hơi

* Cấu tạo máy phát điện xoay chiều:

Cấu tạo của máy phá điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ loại có vòng tiếp điện gồm những bộ phận chính là: rô to, stato, puli, cánh quạt, bộ chỉnh lưu, bộ điều chỉnh điện, quạt, chổi than và vòng tiếp điểm

• Rôto: Gồm hai chùm cực hình móng lắp then trên trục Giữa các chùm cực có các cuộn

dây kích thích đặt trên trục qua ống lót bằng thép Các đầu của cuộn dây kích thích được nối với các vòng tiếp điện gắn trên trục máy phát Trục của rôto được đặt trên các ổ bi lắp trong các nắp bằng hợp kim nhôm Trên nắp, phía vòng tiếp điện còn bắt giá đỡ chổi điện Một chổi điện được nối với vỏ máy phát, chổi còn lại nối với đầu ra cách điện với vỏ Trên trục còn lắp cánh quạt và puli dẫn động

Hình 2.6 Cấu tạo máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ

1 Quạt làm mát; 2 Bộ chỉnh lưu; 3 Vòng tiếp điện; 4 Bộ điều chỉnh điện và chổi than; 5.Rotor; 6 Stato; 7.Vỏ; 8 Puli

Hình 2.7 Rotor và các chi tiết chính của rotor

Thanh dẫn Lá thép kỹ thuật điện Vòng ngắn mạch

Trục động cơ

• Stato: Là khối thép từ ghép từ các lá thép điện kỹ thuật, phía trong có xẻ rãnh phân bố

đều để đặt cuộn dây phần ứng

* Bộ chỉnh lưu:

Các thiết bị điện trên xe đều yêu cầu dòng điện một chiều để hoạt động và ắc quy cần dòng điện một chiều để nạp Trên ôtô hiện đại đều sử dụng máy phát điện xoay chiều 3 pha nên muốn sử dụng dòng điện này cần phải biến đổi thành dòng một chiều Việc biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng một chiều gọi là “chỉnh lưu” Trên ôtô thường sử dụng bộ chỉnh lưu cầu 3 pha Biện pháp đơn giản nhất để chỉnh lưu dòng điện là sử dụng các diod

Diod là một vật liệu bán dẫn nó chỉ cho phép dòng điện đi qua theo một chiều, cấu tạo bởi chất bán dẫn Silic hoặc Gecmani có pha thêm một số chất để tăng cường electron tự do

Khi rôto quay một vòng, trong các cuộn dây Stato dòng điện được sinh ra trong mỗi cuộn dây

Khi rôto quay các vòng tiếp theo, dòng điện được sinh ra trong mỗi cuộn dây đều được lặp lại theo cùng một quy trình

Sau khi được chỉnh lưu thành dòng một chiều vẫn còn nhấp nhô vì vậy trên ô tô thường sử dụng các bộ lọc (tụ điện, cuộn cảm) nắn điện sao cho dòng điện ra đến tải gần với dạng đường thẳng

* Bộ điều chỉnh điện:

Khi điều chỉnh điện áp và cường độ dòng điện của máy phát trong các hệ thống cung cấp điện thì đối tượng điều chỉnh là máy phát và ắc quy Hoạt động đồng thời của máy phát cùng ắc quy xảy ra khi có sự thay đổi vận tốc quay của phần ứng (rotor) của máy phát, của

Hình 2.8 Cấu tạo của stator

tải và của nhiệt độ trong phạm vi rộng Để các bộ phận tiếp nhận điện năng làm việc bình thường thì điện thế của lưới điện phải không đổi Vì vậy cần phải có sự điều chỉnh điện thế

Trong quá trình vận hành, máy phát có thể có những trường hợp khi tải vượt quá trị số định mức Điều này sẽ dẫn đến hiện tượng bị cháy, làm giảm khả năng chuyển đổi mạch hoặc quá nhiệt, dẫn đến tăng tải trên các chi tiết cơ khí của hệ thống dẫn động máy phát Vì vậy, cần có thiết bị đảm bảo sự hạn chế dòng điện của máy phát Tất cả các chức năng này ở hệ thống cung cấp điện cho ôtô, máy kéo được thực hiện tự động nhờ bộ điều chỉnh điện

Được biết là điện áp ra của máy phát phụ thuộc vào tốc độ của máy phát ( tức là phụ

thuộc vào tốc độ của động cơ) và phụ thuộc vào tải

Trên ôtô, tốc độ động cơ thay đổi trong một phạm vi rộng từ 500 ÷ 700 (v/ph) ở tốc độ cầm chừng và đến khoảng 5000 ÷ 6500 (v/ph) ở tốc độ cao → tốc độ máy phát thay đổi Ngoài ra, các phụ tải sử dụng trên xe như: đèn, hệ thống điều hòa, gạt nước mưa luôn thay đổi → Làm cho điện áp ra thay đổi

Để điện áp ra ổn định cần phải sử dụng bộ điều chỉnh Để điện áp ra có giá trị bằng với điện áp định mức cần phải điều chỉnh dòng kích từ

Các ôtô hiện đại ngày nay người ta thường sử dụng loại bộ điều chỉnh điện áp bấn dẫn IC (Intergrated Circuit) vì những ưu điểm nổi bật của nó so với các loại bộ điều chỉnh điện áp cơ khí Khi sử dụng bộ điều chỉnh điện áp cơ khí có hai nhược điểm quan trọng là tính trễ và đặc tính nhiệt độ của nó, tính trễ gây ra sự sụt áp, khi tiếp điểm cơ khí làm việc ở tốc cao với dòng lớn sẽ sinh nhiệt lớn làm tiếp điểm nhanh mòn và phải thường xuyên bảo dưỡng Ưu điểm của bộ điều chỉnh bán dẫn IC là:

- Điện áp điều chỉnh ổn định, biên độ dao động nhỏ - Dải điện áp ra hẹp hơn và ít thay đổi theo thời gian

- Chịu được rung động và có độ bền cao do không các chi tiết chuyển động

Vai trò các thành phần của bộ điều chỉnh điện:

- IC: Theo dõi điện áp ra và điều khiển dòng kích, đèn báo sạc và tải ở đầu dây L - TR1: Điều chỉnh dòng điện qua cuộn dây kích từ

- TR2: Điều khiển nguồn cung cấp cho tải được nối với cực L - TR3: Điều khiển tắt mở đèn báo sạc

- D1: Diode hút lực điện từ của cuộn dây kích từ

- Chân IG: Nhận biết công tắc máy bật và chuyển thành tín hiệu đến bộ điều chỉnh - Chân B: Nhận biết điện áp ra của máy phát (khi có sự cố)

- Chân F: Điều khiển dòng qua cuộn kích từ

- Chân S: Nhận biết điện áp ắc quy và truyền tín hiệu đến bộ điều chỉnh

- Chân L: Nối mass cho đèn báo sạc (khi TR3 mở), cung cấp điện cho tải (khi TR2 mở) - Chân P: Nhận biết tình trạng phát điện và đưa tín hiệu đến bộ điều chỉnh

- Chân E: Nối mass cho bộ điều chỉnh điện

Hình 2.9 Sơ đồ bộ điều chỉnh điện

Nguyên lí hoạt động:

- Khi công tắc máy bật, động cơ chưa hoạt động, máy phát điện không phát điện, IC nhận biết 0 (V) tại đầu P Nó điều khiển con TR1 tự đóng ngắt liên tục làm giảm dòng qua cuộn dây kích từ để ắc quy không bị phóng hết điện.Đồng thời nó điều khiển TR3 dẫn khiến dòng qua đèn báo sạc và đèn báo sạc sáng

- Khi máy phát điện quay và phát điện điện áp tại đầu P sẽ làm IC điều khiển khoá TR3→Đèn báo sạc tắt, lúc này TR2 đóng → có dòng qua tải

- Khi điện áp ở chân S tăng vượt qua điện áp hiệu chỉnh (động cơ đang hoạt động) IC điều khiển TR1 ngắt →điện áp ở đầu S giảm xuống Dòng qua cuộn kích giảm làm sinh ra sức điện động tự cảm trong cuộn kích từ có thể đánh thủng TR1 nên sử dụng diode D1 giảm nó

- Khi điện áp ở đầu S giảm xuống dưới điện áp hiệu chỉnh (động cơ đang hoạt động) IC nhận biết được và điều khiển TR1 dẫn làm tăng dòng qua cuộn dây kích từ →điện áp hiệu chỉnh lại tăng lên

Việc đóng, ngắt dòng qua cuộn kích từ được thực hiện nhiều lần trong một thời gian ngắn làm cho điện áp ra của máy phát ổn định

Hình 2.10 Sơ đồ hệ thống điện trên ô tô

2.2.2 Hệ thống thông tin

2.2.2.1 Bảng táp lô

* Cấu tạo bảng táp lô:

Hình 2.11 Cấu tạo bảng táp lô xe Ford Ranger

1 HDC (Hỗ trợ đổ đèo); 2 Đèn báo cảnh báo cửa hé mở; 3 Cảnh báo băng giá; 4 Cảnh báo trục trặc hệ thống truyền động; 5 Đèn báo nước trong nhiên liệu; 6 Đèn báo rẽ trái /đèn báo nguy hiểm; 7 Cảnh báo ABS; 8 Đèn báo hệ thống kiểm soát độ bám đường đang bật; 9 Đèn báo hệ thống kiểm soát độ bám đường đang tắt; 10 Đèn cảnh báo áp suất lốp; 11 Đèn báo lỗi động cơ;

12 Cảnh báo thắt dây an toàn; 13 Đèn cảnh báo lỗi túi khí; 14.Đo nhiên liệu; 15 Đèn báo rẽ phải/đèn báo nguy hiểm;16/17.4x4 High/Low; 18.Đèn báo khóa vi sai cầu sau; 19.Đèn báo lỗi hệ thống xạc; 20 Áp suất dầu động cơ thấp; 21 Cảnh báo vượt quá tốc độ; 22 Mức nhiên liệu thấp; 23 Đèn đậu xe; 24 Đèn pha; 25 Đèn hộp số tự động; 26 Đèn sương mù phía sau; 27 Đèn sương

mù phía trước; 28 Chờ để khởi động; 29 Tự động khởi dộng/dừng

Hình 2.12 Sơ đồ truyền thông tin của MPX và phương pháp thường

2.2.2.2 Hệ thống mạng MPX

Trong những năm gần đây với sự phát triển đột phá của công nghệ ECU và cảm biến đã gắn kết nhiều thông tin rất hiện đại vào trong hoạt động của xe Tuy nhiên sự gia tăng trọng lượng của xe do các thiết bị điện, điện tử đã trở thành gánh nặng cho công nghệ xe hơi Để giải quyết vấn đề này các nhà sản xuất đã phát triển hệ thống mạng MPX

Hệ thống mạng MPX là phương thức thông tin liên lạc, nó truyền hay nhận hai hay nhiều dữ liệu chỉ trên một đường truyền Vì vậy nó đã giải quyết được vấn đề giảm bớt số lượng dây điện Bằng cách chia sẻ thông tin sẽ giảm được các bộ phận như công tắc, bộ chấp hành

Đường truyền dữ liệu mạng CAN gồm hai dây xoắn với nhau thành một cặp Việc truyền dữ liệu diễn ra bằng cách cấp điện áp High (+) và Low (-) đến hai đường dây để gửi một tín hiệu (truyền dẫn bằng điện áp vi sai)

Hình 2.13 Kết cấu dây xoắn và sơ đồ truyền tín hiệu

Hình 2.14 Sơ đồ khử nhiễu của đường truyền dẫn động bằng điện áp chênh lệch

Điện áp chênh lệch tạo ra giữa hai dây được phát hiện dưới dạng tín hiệu dữ liệu, nó có đặc điểm là không thể bị ảnh hưởng bởi nhiễu bên ngoài Vì giả sử khi có nhiễu thì phần nhiễu trên dây High và dây Low sẽ khử lẫn nhau

Có rất nhiều bộ điều khiển (module) đều có khả năng truyền và chia sẻ thông tin nhận được từ các cảm biến cho nhau, việc này được thực hiện một cách chính xác và thuận lợi nhờ tính ưu việt của mạng CAN

Hệ thống mạng CAN sử dụng hai đường truyền dữ liệu đó là:

+ Đường truyền dữ liệu CAN tốc độ cao (HS-CAN) hoạt động với tốc độ đường truyền là 500 kB