đồ án Thiết kế mạch điều khiển mô tơ gạt nước

Hệ thống gạt nước và rửa kính là một hệ thống đảm bảo cho người lái nhìn được rõ ràng bằng cách gạt nước mưa trên kính trước và kính sau khi trời mưa. Hệ thống có thể làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió phíatrước nhờ thiết bị rửa kính. Vì vậy đây là thiết bị cần thiết cho sự an toàn của xe khi chạy. Gần đây một số kiểu xe có thể thay đổi tốc độ gạt nước theo tốc độ xe và tự động gạt nước khi trời mưa.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC- BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Đề tài : Tính toán thiết kế mạch điều khiển mô tơ gạt nước .  Giáo viên hướng dẫn : Luyện Văn Hiếu  Sinh viên thực hiện : Quán Trung Hiếu  Lớp : 121121 Giảng viên hướng dẫn: Luyện Văn Hiếu Hưng Yên, ngày… tháng… năm 2015 1 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN : Hưng Yên , ngày.… tháng …. năm 2014 Giáo viên hướng dẫn 2 3 LỜI NÓI ĐẦU Sau một thời gian nghiên cứu, tìm tòi, tính toán dưới sự chỉ dẫn tận tình của thầy Luyện Văn Hiếu cùng các thầy cô trong khoa Cơ Khí Động Lực em đã hoàn thành đề tài“ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GẠT MƯA RỬA KÍNH TỰ ĐỘNG HÃNG KIA ”. Trong quá trình hoàn thành, em đã học hỏi được rất nhiều điều lý thú và bổ ích: + Em đã làm quen được với phương pháp làm việc độc lập và theo nhóm . Có thể đây là phương pháp làm việc khoa học, hiệu quả bởi nó luyện cho em khả năng làm việc độc lập, tự tìm tòi và tinh thần tự giác, trách nhiệm cao. + Giúp em có khả năng tìm tòi, sang tạo, tự lập phương pháp tìm kiếm tài liệu từ các nguồn khác nhau. + Qua việc thực hiện đề tài này, em đã có thêm nhiều kinh nghiệm cho các lần sau. Đặc biệt là phương pháp trình bày ý tưởng của chính mình. Tuy nhiên trong quá trình hoàn thành đề tài này em gặp rất nhiều khó khăn, thử thách không thể khắc phục. Vì vậy, đề tài thực hiện còn nhiều thiếu xót, không được như mong đợi. Mong các thầy cô tiếp tục giúp em hơn nữa để em hoàn thiện hơn kĩ năng của mình. Từ đó áp dụng vào các đề tài sau này. Một lần nữa em xin trân thành cảm ơn các thầy cô đã tận tình chỉ bảo giúp đỡ để em hoàn thành đề tài này. Và em mong rằng các thầy cô sẽ tiếp tục giúp đỡ em trở thành người có ích cho gia đình và xã hội. Sinh viên thực hiện: Quán Trung Hiếu 4 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG GẠT MƯA RỬA KÍNH TRÊN Ô TÔ 1.1.Khái quát hệ thống Hìn h 1.1: khái quát hệ thống Hệ thống gạt nước và rửa kính là một hệ thống đảm bảo cho người lái nhìn được rõ ràng bằng cách gạt nước mưa trên kính trước và kính sau khi trời mưa. Hệ thống có thể làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió phíatrước nhờ thiết bị rửa kính. Vì vậy đây là thiết bị cần thiết cho sự an toàn của xe khi chạy. Gần 5 đây một số kiểu xe có thể thay đổi tốc độ gạt nước theo tốc độ xe và tự động gạt nước khi trời mưa. 1.2.Các bộ phận và vị trí Hình 1.2: các bộ phận và vị trí Hệ thống gạt nước và rửa kính gồm các bộ phận sau. 1. Cần gạt nước phía trước/Lưỡi gạt nước phía trước 2. Mô tơ và cơ cấu dẫn động gạt nước phía trước 3. Vòi phun của bộ rửa kính trước 4. Bình chứa nước rửa kính (có mô tơ rửa kính) 5. Công tắc gạt nước và rửa kính (Có rơle điều khiển gạtnước gián đoạn) 6. Cần gạt nước phía sau/lưỡi gạt nước phía sau 7. Mô tơ gạt nước phía sau 8. Rơle điều khiển bộ gạt nước phía sau 6 Hình 1.3: mục tham khảo Tham khảo :9. Bộ điều khiển gạt nước (ECU J/B phía hành khách) 10.Cảm biến nước mưa 1.3.Cấu tạo Hình 1.4: Cần Gạt Nước Cấu Tạo: 1. Cần gạt nước/thanh gạt nước (1) Khái quát chung 7 Có một số bộ phận chính trong hệ thống gạt nước. Cấu trúc của gạt nước là một lưỡi cao su gạt nước được lắp vào thanh kim loại gọi là thanh gạt nước. Gạt nước được dịch chuyển tuần hoàn nhờ cần gạt. Vì lưỡi gạt nước được ép vào kính trước bằng lò xo nên gạt nước có thể gạt được nước mưa nhờ dịch chuyển thanh gạt nước. Chuyển động tuần hoàn của gạt nước được tạo ra bởi mô tơ và cơ cấu dẫn động. Vì lưỡi cao su lắp vào thanh gạt nước bị mòn do sử dụng và do ánh sáng mặt trời và nhiệt độ môi trường v.v… nên phải thay thế phần lưỡi cao su này một cách định kỳ. (2) Gạt nước được che một nửa/gạt nước che hoàn toàn Gạt nước thông thường có thể nhìn thấy từ phía trước của xe. Tuy nhiên để đảm bảo tính khí động học, bề mặt lắp ghép phẳng và tấm nhìn rộng nên những gạt nước gần đây được che đi dưới nắp ca pô. Gạt nước có thể nhìn thấy một phần gọi là gạt nước che một nửa, gạt nước không nhìn thấy được gọi là gạt nước che hoàn toàn. Gợi ý: Với gạt nước che hoàn toàn nếu nó bị phủ băng tuyết hoặc ở trong các điều kiện khác, thì gạt nước không thể dịch chuyển được. Nếu cố tình làm sạch tuyết bằng cách cho hệ thống gạt nước hoạt động cưỡng bức có thể làm hỏng mô tơ gạt nước. Để ngăn ngừa hiện tượng này, phần lớn các mẫu xe có cấu trúc chuyển chế độ gạt nước che hoàn toàn sang chế độ gạt nước che một phần bằng tay. Sau khi bật sang gạt nước che một nửa, cần gạt nước có thể đóng trở lại bằng cách dịch chuyển nó theo hướng mũi tên được chỉ ra trên hình vẽ trên hình 1.4 8 1.4. Công tắc gạt nước và rửa kính Hình 1.5:.Công tắc gạt nước và rửa kính 1.4.1 Công tắc gạt nước Công tắc gạt nước được bố trí trên trục trụ lái, đó là vị trí mà người lái có thể điều khiển bất kỳ lúc nào khi cần. Công tắc gạt nước có các vị trí OFF (dừng), LO (tốc độ thấp) và HI (tốc độ cao) và các vị trí khác để điều khiển chuyển động của nó. Một số xe có vị trí MIST (gạt nước chỉ hoạt động khi công tắc gạt nước ở vị trí MIST (sương mù), vị trí INT (gạt nước hoạt động ở chế độ gián đoạn trong một khoảng thời gian nhất định) và một công tắc thay đổi để điều chỉnh khoảng thời gian gạt nước. Trong nhiều trường hợp công tắc gạt nước và rửa kính được kết hợp với công tắc điều khiển đèn. Vì vậy, đôi khi người ta gọi là công tắc tổ hợp. ở những xe có trang bị gạt nước cho kính sau, thì công tắc gạt nước sau cũng nằm ở công tắc gạt nước và được bật về giữa các vị trí ON và OFF. Một số xe có vị trí INT cho gạt nước kính sau. ở những kiểu xe gần đây, ECU được đặt trong công tắc tổ hợp cho MPX (hệ thống thông tin đa chiều). 1.4.2 Rơle điều khiển gạt nước gián đoạn Rơ le này kích hoạt các gạt nước hoạt động một cách gián đoạn. Phần lớn các kiểu xe gần đây các công tắc gạt nước có rơle này được sử dụng rộng rãi. Một rơle nhỏ và mạch tranzisto gồm có tụ điện và điện trở cấu tạo thành rơ le điều khiển gạt nước gián đoạn. Dòng điện tới mô tơ gạt nước được điều khiển bằng rơ le này theo tín hiệu được truyền từ công tắc gạt nước làm cho mô tơ gạt nước chạy gián đoạn. 9 1.4.3 Công tắc rửa kính Công tắc bộ phận rửa kính được kết hợp với công tắc gạt nước. Mô tơ rửa kính hoạt động và phun nước rửa kính khi bật công tắc này. 1.5. Mô tơ gạt nước Hình 1.6: Cấu Tạo Mô Tơ gạt nước 1.5.1 Khái quát chung Mô tơ dạng lõi sắt từ là nam châm vĩnh cửu được sử dụng làm mô tơ gạt nước. Mô tơ gạt nước gồm có môtơ và bộ truyền bánh răng để làm giảm tốc độ ra của mô tơ. Mô tơ lõi sắt từ gạt nước có 3 chổi than tiếp điện: chổi tốc độ thấp, chổi tốc độ cao và một chổi dùng chung(để tiếp mát). Một công tắc dạng cam được bố trí trong bánh răng để gạt nước dừng ở vị trí cố định trong mọi thời điểm. Chuyển đổi tốc độ môtơ một sức điện động ngược được tạo ra trong cuộn dây phần ứng khi mô tơ quay để hạn chế tốc độ quay của mô tơ. 10 [...]... lại sẽ tăng lên khi gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp Hệ thống gạt nước dải rộng tự động làm cho khu vực gạt nước giảm đi/tăng lên để giảm khu vực còn lại ở tốc độ thấp 18 Hình 1.14 hệ thống nước dải rộng • Cấu tạo Ở hệ thống gạt nước dải rộng, mô tơ được đặt cạnh mô tơ gạt nước thông thường và vị trí của của cơ cấu dẫn động gạt nước thay đổi được Trong kết cấu này, khi mô tơ gạt nước dải rộng hoạt động,... 1.8.1 Hệ thống gạt nước dải rộng • Khái quát chung Hệ thống gạt nước dải rộng được trang bị để giữ cho khu vực gạt nước qui định không phụ thuộc vào tốc độ gạt nước ở hệ thống gạt nước thông thường, khu vực gạt nước có khả năng trở nên rộng hơn do quán tính nhờ tốc độ gạt nước khi hoạt động ở tốc độ cao Cần phải quan tâm tới điều này khi xác lập khu vực gạt nước Kết quả là khu vực gạt nước sẽ nhỏ đi,... cam Thực hiện việc đóng mạch như sau: Phần ứng ® Cực (+)1 của mô tơ ® công tắc gạt nước ® cực S của mô tơ gạt nước ® tiếp điểm P1 ® P3®phần ứng Vì phần ứng tạo ra sức điện động ngược trong mạch đóng này, nên quá trình hãm mô tơ bằng điện được tạo ra và mô tơ được dừng lại tại điểm cố định 11 1.6 Mô tơ rửa kính Hình 1.7: mô tơ rủa kính 1.6.1 Mô tơ rửa kính trước/kính sau Đổ nước rửa kính vào bình chứa... trục vít quay và sau đó bánh vít quay Kết quả vì cần không tải hoạt động nên vị trí của cơ cấu điều khiển gạt nước thay đổi • Vị trí INT, LO của công tắc gạt nước Bộ phận điều khiển gạt nước làm cho mô tơ gạt nước dải rộng thường quay tới vị tí LO, vị trí trung tâm của cần không tải thay đổi (a tới a') và cánh tay đòn thay đổi (b tới b', c tới c') đồng thời Kết quả là thanh gạt nước dịch chuyển từ vị... năng điều khiển chế độ hoạt động của gạt nước ở tốc độ thấp, tốc độ cao và gián đoạn cũng như thời gian gạt nước tối ưu 23 • Chức năng an toàn khi có sự cố Nếu bộ phận điều khiển gạt nước phát hiện có sự cố trong bộ phận cảm nhận nước mưa nó sẽ điều khiển gạt nước hoạt động một cách gián đoạn phù hợp với tốc độ xe Đây chính là chức năng an toàn khi có sự cố trong hệ thống cảm biến nước mưa Ngoài ra, gạt. .. Nguyên lý hoạt động khi công tắc gạt nước ở vị trí HIGH Hình 1.9: Chế Độ HIGH Khi công tắc gạt nước được bật về vị trí tốc độ cao, dòng điện đi vào chổi tiếp điện cao của mô tơ gạt nước HI như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nước hoạt động ở tốc độ cao 14 1.7.3 Nguyên lý hoạt động khi tắt công tắc gạt nước OFF Nếu tắt công tắc gạt nước được về vị trí OFF trong khi mô tơ gạt nước đang hoạt động, thì dòng... dừng ở dưới cùng của kính chắn gió khi tắt công tắc gạt nước Công tắc dạng cam thực hiện chức năng này Công tắc này có đĩa cam sẻ rãnh chữ V và 3 điểm tiếp xúc Khi công tắc gạt nước ở vị trí LO/HI, điện áp ắc qui được đặt vào mạch điện và dòng điện đi vào mô tơ gạt nước qua công tắc gạt nước làm cho mô tơ gạt nước quay Tuy nhiên, ở thời điểm công tắc gạt nước tắt, nếu tiếp điểm P2 ở vị trí tiếp xúc mà... điện áp của ắc qui vẫn được đặt vào mạch điện và dòng điện đi vào mô tơ gạt nước tới tiếp điểm P1 qua tiếp điểm P2 làm cho mô tơ tiếp tục quay Sau đó bằng việc quay đĩa cam làm cho tiếp điểm P2 ở vị trí rãnh do đó dòng điện không đi vào mạch điện và mô tơ gạt nước bị dừng lại Tuy nhiên, do quán tính của phần ứng, mô tơ không dừng lại ngay lập tức và tiếp tục quay một ít Kết quả là tiếp điểm P3 vượt qua... quán tính 19 nên nó thậm trí vượt qua cả vị trí dừng và vị trí quay đảo chiều Khu vực gạt thực tế được duy trì khi hoạt động gián đoạn và ở tốc độ thấp Hình 1.15: cấu tạo hệ thống gạt nước dải rộng 1.8.2 Chức năng INT điều chỉnh khoảng thời gian gạt theo tốc độ xe Chức năng này điều khiển khoảng thời gian của gạt nước theo tốc độ xe khi công tắc gạt nước ở vị trí INT Dải điều chỉnh khoảng thời gian gạt. .. trí LO Sau đó gạt nước hoạt động gián đoạn hoặc ở tốc độ thấp • Vị trí HIGH của công tắc gạt nước Khi bật công tắc gạt nước đến vị trí HIGH, mô tơ gạt nước dải rộng thường quay tiếp từ vị trí LO và vị trí tâm của cần không tải và cánh tay đòn thay đổi (a' tới a'', b' tới b'', c' tới c'') Kết quả là góc gạt cả đối với vị trí dừng và vị trí quay đảo chiều cũng giảm xuống ở thời điểm này tấm gạt bị ảnh hưởng . 1.5. Mô tơ gạt nước Hình 1.6: Cấu Tạo Mô Tơ gạt nước 1.5.1 Khái quát chung Mô tơ dạng lõi sắt từ là nam châm vĩnh cửu được sử dụng làm mô tơ gạt nước. Mô tơ gạt nước gồm có m tơ và bộ truyền bánh. rơle điều khiển gạtnước gián đoạn) 6. Cần gạt nước phía sau/lưỡi gạt nước phía sau 7. Mô tơ gạt nước phía sau 8. Rơle điều khiển bộ gạt nước phía sau 6 Hình 1.3: mục tham khảo Tham khảo :9. Bộ điều. bánh vít quay. Kết quả vì cần không tải hoạt động nên vị trí của cơ cấu điều khiển gạt nước thay đổi. • Vị trí INT, LO của công tắc gạt nước Bộ phận điều khiển gạt nước làm cho mô tơ gạt nước