Trang bị điện và điện thử thân xe chương 3

Bộ môn Ôtô Máy công trình Chương HỆ THỐNG THÔNG TIN TRÊN ÔTÔ 3.1 TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN TRÊN ÔTÔ 3.1.1 Tổng quan hệ thống thông tin ôtô Hệ thống thông tin xe bao gồm bảng đồng hồ (tableau), hình đèn báo giúp tài xế người sửa chữa biết thông tin tình trạng hoạt động hệ thống xe Thông tin truyền đến tài xế qua dạng : tương tự (tableau kim) số (tableau số) Trên số loại xe người ta dùng tiếng nói để truyền thông tin đến tài xế Hình 3.1: Cấu tạo bảng tableau loại số Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 46 Bộ môn Ôtô Máy công trình Hình 3.2: Các loại đồng hồ thị kim ký hiệu bảng đồng hồ 3.1.2 Cấu trúc tổng quát phân loại hệ thống thông tin ôtô: 3.1.2.1 Cấu trúc tổng quát: Bao gồm đồng hồ sau: a- Đồng hồ tốc độ xe (speedometer): Bao gồm đồng hồ tốc độ xe thường kết hợp với đồng hồ đo quãng đường (odometer) để báo quãng đường xe từ lúc xe bắt đầu hoạt động đồng hồ hành trình (tripmeter) để đo khoảng cách ngắn b- Đồng hồ tốc độ động (tachometer) Hiển thị tốc độ động (tốc độ trục khuỷu) theo v/p (vòng/phút) hay rpm c- Vôn kế Chỉ thị điện áp accu hay điện áp máy phát Loại không tableau d- Đồng hồ áp lực nhớt Chỉ thị áp lực nhớt động e- Đồng hồ nhiệt độ nước làm mát Chỉ thị nhiệt độ nước làm mát động f- Đồng hồ báo nhiên liệu Chỉ thị mức nhiên liệu có thùng chứa g- Đèn báo áp suất nhớt thấp Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 47 Bộ môn Ôtô Máy công trình Chỉ thị áp suất nhớt động thấp mức bình thường h- Đèn báo nạp Báo hệ thống nạp hoạt động không bình thường (máy phát hư) i- Đèn báo pha Báo đèn đầu chế độ chiếu xa j- Đèn báo rẽ Báo rẽ phải hay trái k- Đèn báo nguy ưu tiên Đèn bật muốn báo nguy xin ưu tiên Lúc hai bên đèn rẽ phải trái chớp l- Đèn báo mức nhiên liệu thấp Báo nhiên liệu thùng nhiên liệu hết m- Đèn báo hệ thống phanh Báo kéo phanh tay, dầu phanh không đủ hay bố phanh mòn n- Đèn báo cửa mở Báo có cửa chưa đóng chặt 3.1.2.2 Phân loại: Hệ thống thông tin ôtô có hai dạng: a Thông tin dạng tương tự: Thông tin dạng tương tự (analog) ôtô thường hiển thị thông qua loại đồng hồ báo kim b Thông tin dạng số: Thông tin dạng số: (digital) sử dụng tín hiệu từ cảm biến khác tính toán dựa tín hiệu để xác định tốc độ xe, hiển thị chúng dạng số hay đồ thị dạng cột 3.1.3 Các yêu cầu hệ thống thông tin ô tô: Do đặc thù hoạt động ôtô, hệ thống thông tin ôtô yêu cầu tính mỹ thuật phải đảm bảo: - Độ bền học - Chịu nhiệt độ cao - Chịu độ ẩm - Có độ xác cao - Không làm chói mắt tài xế Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 48 Bộ môn Ôtô Máy công trình Hình 3.3: Sơ đồ mạch tableau loại tương tự 3.2 THÔNG TIN DẠNG TƯƠNG TỰ (ANALOG) Hệ thống thông tin dạng tương tự bao gồm đồng hồ dạng kim đèn báo để kiểm tra theo dõi hoạt động số phận quan trọng động toàn xe Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 49 Bộ môn Ôtô Máy công trình Hình 3.4: Tableau dạng tương tự với thị kim Trong hệ thống thông tin loại thường có đồng hồ : 3.2.1 Đồng hồ cảm biến báo áp suất dầu: Đồng hồ áp suất nhớt báo áp suất nhớt động giúp phát hư hỏng hệ thống bôi trơn Đồng hồ áp suất nhớt thường kiểu đồng hồ kiểu lưỡng kim Cấu tạo Đồng hồ loại thường gồm hai phần: cảm biến áp lực nhớt, lắp vào cac-te động lắp lọc nhớt đồng hồ (bộ phận thị) bố trí bảng tableau trước mặt tài xế Đồng hồ cảm biến mắc nối tiếp với đấu vào mạch sau công tắc máy Cảm biến làm nhiệm vụ biến đổi thay đổi áp suất dầu nhờn thành tín hiệu điện để đưa đồng hồ đo Đồng hồ phận thị áp suất nhớt ứng với tín hiệu điện thay đổi từ cảm biến Thang đo đồng hồ phân độ theo đơn vị kg/cm2 bar Trên ôtô ngày nay, ta gặp bốn loại đồng hồ áp suất dầu nhớt: loại nhiệt điện, loại từ điện, khí loại điện tử Ở giới thiệu hai loại đồng hồ nhiệt điện từ điện 3.2.1.1 Đồng hồ áp suất nhớt kiểu nhiệt điện a Cấu tạo: Cấu tạo đồng hồ trình bày hình 3.5 Hình 3.5: Sơ đồ cấu tạo đồng hồ áp suất nhớt b Nguyên lý hoạt động: cho dòng điện qua phần tử lưỡng kim chế tạo cách liên kết hai loại kim loại hợp kim có hệ số giãn nở nhiệt khác khiến phần tử lưỡng kim thường cong nhiệt tăng Đồng hồ bao gồm phần tử lưỡng kim kết hợp với dây may so Phần tử lưỡng kim có hình dạng Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 50 Bộ môn Ôtô Máy công trình hình 3.6 Khi phần tử lưỡng kim bị cong ảnh hưởng nhiệt độ môi trường không làm đồng hồ sai Hình 3.6: Hoạt động phần tử lưỡng kim Áp suất nhớt thấp/không có áp suất nhớt Phần tử lưỡng kim phận áp suất nhớt có gắn tiếp điểm Độ dịch chuyển kim đồng hồ tỉ lệ với dòng điện chạy qua dây may so Khi áp suất nhớt không, tiếp điểm mở, dòng điện chạy qua bật công tắc máy Vì vậy, kim không Khi áp suất nhớt thấp, màng đẩy tiếp điểm làm tiếp xúc nhẹ, nên dòng điện chạy qua dây may so cảm biến Vì lực tiếp xúc tiếp điểm yếu, tiếp điểm lại mở phần tử lưỡng kim bị uốn cong nhiệt sinh Tiếp điểm mở dòng điện chạy qua sau thời gian ngắn nên nhiệt độ phần tử lưỡng kim đồng hồ không tăng bị uốn Vì vậy, kim lệch nhẹ Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 51 Bộ môn Ôtô Máy công trình Hình 3.7: Hoạt động đồng hồ nhiệt điện áp suất nhớt thấp/nhỏ Áp suất nhớt cao Khi áp suất nhớt tăng, màng đẩy tiếp điểm mạnh nâng phần tử lưỡng kim lên Vì vậy, dòng điện chạy qua thời gian dài Tiếp điểm mở phần tử lưỡng kim uốn lên Dòng điện chạy qua đồng hồ áp suất nhớt thời gian dài tiếp điểm cảm biến áp suất nhớt mở, nhiệt độ phần tử lưỡng kim phía đồng hồ tăng làm tăng độ cong nó, khiến kim đồng hồ lệch nhiều Như vậy, độ cong phần tử lưỡng kim đồng hồ tỉ lệ với độ cong phần tử lưỡng kim cảm biến áp suất nhớt Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 52 Bộ môn Ôtô Máy công trình Hình 3.8: Hoạt động đồng hồ nhiệt điện áp suất nhớt cao 3.2.1.2 Đồng hồ áp suất nhớt loại từ điện Cấu tạo: Hình 3.9: Đồng hồ áp suất dầu nhờn loại từ điện a) Sơ đồ chung b) Véctơ từ thông tổng vị trí kim đồng hồ ứng với vị trí khác c) Sơ đồ nguyên lý đấu dây Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 53 Bộ môn Ôtô Máy công trình 1- Buồng áp suất; 2- Chốt tì; 3- 7- Vít điều chỉnh; 4- Màng; 5- Vỏ cảm biến; 6- Tay đòn bẩy; 8- Con trượt; 9- Nắp cảm biến;10- Cuộn điện trở biến trở; 11- Lá đồng tiếp điện; 12- Dây dẫn đồng; 13- Lò xo; 14- Cần hạn chế kim đồng hồ; 15- Rãnh cong; 16 20- Nam châm vĩnh cửu; 17- Khung chất dẻo; 18- Kim; 19Vỏ thép; Rcb- Điện trở cảm biến Nguyên lí làm việc: Khi ngắt công tắc máy, kim lệch phía vạch thang đồng hồ Kim đồng hồ giữ vị trí lực tác dụng tương hỗ hai nam châm vĩnh cửu 20 Khi bật công tắc máy, cuộn dây đồng hồ cảm biến xuất dòng điện chạy theo chiều mũi tên hình vẽ 3.9.a 3.9.c Cường độ dòng điện, từ thông cuộn dây phụ thuộc vào vị trí trượt biến trở 10 Cường độ dòng điện cực đại mạch đồng hồ cảm biến 0,2A Khi buồng áp suất cảm biến có trị số áp suất P = trượt nằm vị trí tận bên trái biến trở 10 (theo vị trí hình vẽ), tức điện trở Rcb có giá trị cực đại Khi cường độ dòng điện cuộn W1 cực đại, cuộn dây W2 W3 cực tiểu Từ thông φ1 φ2 cuộn W1 W2 tác dụng ngược nhau, nên giá trị chiều từ thông chúng xác định theo hiệu φ1 ÷ φ2 Từ thông φ3 cuộn dây W3 tạo tương tác với hiệu từ thông φ1 ÷ φ2 góc lệch 900 Từ thông tổng φΣ cuộn dây xác định theo qui luật cộng vectơ φΣ định hướng quay vị trí đĩa nam châm 16, có nghĩa xác định vị trí kim đồng hồ thang số Khi bật công tắc mà áp suất buồng từ thông tổng φΣ hướng dĩa nam châm trục quay đến vị trí cho kim đồng hồ vạch thang số Khi áp suất buồng tăng, màng cong lên, đẩy đòn bẩy quay quanh trục Đòn bẩy thông qua vít tác dụng lên trượt làm cho dịch chuyển sang phải Trị số điện trở biến trở (hay Rcb) giảm dần, cường độ dòng điện cuộn dây W1 W2 từ thông chúng sinh φ1 φ2 tăng lên Trong đó, dòng điện cuộn dây W3 từ thông φ3 giảm Trong trường hợp này, giá trị hướng từ thông tổng φΣ thay đổi, làm cho vị trí đĩa nam châm 16 thay đổi kim đồng hồ lệch phía số áp suất cao Trong trường hợp áp suất P = 10 kg/cm2, trượt vị trí tận bên phải biến trở 10, tức điện trở cảm biến Rcb = (biến trở bị nối tắt) Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 54 Bộ môn Ôtô Máy công trình cuộn dây W1 bị nối tắt dòng điện cuộn dây 0, kim đồng hồ lệch phía phải thang số 3.2.2 Đồng hồ nhiên liệu: Đồng hồ nhiên liệu có tác dụng báo cho người tài xế biết lượng xăng (dầu) có bình chứa Có hai kiểu đồng hồ nhiên liệu, kiểu điện trở lưỡng kim kiểu cuộn dây chữ thập 3.2.2.1 Kiểu điện trở lưỡng kim Một phần tử lưỡng kim gắn đồng hồ thị biến trở trượt kiểu phao dùng cảm biến mức nhiên liệu Biến trở trượt kiểu phao bao gồm phao dịch chuyển lên xuống với mức nhiên liệu Thân cảm nhận mức nhiên liệu có gắn với điện trở trượt, đòn phao nối với điện trở Khi phao dịch chuyển, vị trí tiếp điểm trượt biến trở thay đổi làm thay đổi điện trở Vị trí chuẩn phao để đo đặt vị trí cao vị trí thấp bình chứa Do kiểu đặt vị trí thấp xác mức nhiên liệu thấp, nên sử dụng đồng hồ có dãi đo rộng đồng hồ hiển thị số Khi bật công tắc máy vị trí ON, dòng điện chạy qua ổn áp dây may so đồng hồ nhiên liệu tiếp mass qua điện trở trượt cảm nhận mức nhiên liệu Dây may so đồng hồ sinh nhiệt dòng điện chạy qua làm cong phần tử lưỡng kim tỉ lệ với cường độ dòng điện Kết kim nối với phần tử lưỡng kim lệch góc Hình 3.10: Bộ cảm nhận mức nhiên liệu dạng biến trở trượt kiểu phao Khi mức nhiên liệu cao, điện trở biến trở nhỏ nên cường độ dòng điện chạy qua lớn Do đó, nhiệt sinh dây may so lớn phần tử lưỡng kim bị cong nhiều làm kim dịch chuyển phía chữ F (Full) Khi mực xăng thấp, điện Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 55 Bộ môn Ôtô Máy công trình Như ta kết luận tốc độ trục khuỷu động tỷ lệ thuận với góc quay kim đồng hồ thang chia đồng hồ Trên số xe người ta không dùng tín hiệu đánh lửa để đếm số vòng quay sơ đồ (xe có động diesel chẳng hạn) mà dùng cảm biến điện từ loại nam châm đứng yên đặt trục khuỷu (hoặc trục cam) hay lấy tín hiệu từ dây trung hòa máy phát điện xoay chiều Sơ đồ loại vừa nêu trình bày hình 3.22 Hoạt động mạch tương tự với sơ đồ trước Hình 3.22 Sơ đồ mạch đồng hồ đo tốc độ động dùng cảm biến điện từ Trên số xe, người ta lấy tín hiệu từ máy phát xoay chiều cảm biến loại máy phát pha để đo tốc độ động tốc độ xe Sơ đồ loại trình bày hình 3.23 Cảm biến máy phát ba pha, kích từ nam châm vĩnh cửu Để quay kim đồng hồ người ta bố trí động ba pha tableau Dòng điện chạy qua pha thông qua transistor điều khiển cuộn dây cảm biến Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 65 Bộ môn Ôtô Máy công trình Hình 1.23 Sơ đồ đồng hồ đo tốc độ động tốc độ xe kiểu máy phát 3.2.5 Đồng hồ cảm biến báo tốc độ xe: 3.2.5.1 Kiểu cáp mềm Khi ôtô làm việc, trục cáp mềm truyền moment từ trục thứ cấp hộp số đến trục dẫn động kéo nam châm vĩnh cửu quay Từ thông xuyên qua chụp nhôm làm phát sinh sức điện động, tạo dòng điện fucô chụp nhôm Dòng fucô tác dụng với từ trường nam châm làm chụp nhôm quay, kéo theo kim vận tốc tương ứng vạch chia đồng hồ Moment quay chụp nhôm cân lò xo Hình 1.24: Đồng hồ tốc độ xe loại cáp mềm Tấm cân nhiệt để giảm bớt sai số nhiệt đồng hồ Khi nhiệt độ tăng, từ trở cân nhiệt tăng, từ thông qua giảm, phần lớn qua chụp nhôm để giữ cho dòng fucô chụp nhôm không đổi 3.2.5.2 Đồng hồ tốc độ xe thị kim Dựa sở cảm biến tốc độ kiểu từ trở cảm biến Hall a Mạch hệ thống: Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 66 Bộ môn Ôtô Máy công trình Hình 1.25: Cấu tạo đồng hồ tốc độ thị kim dựa cảm biến Hall b.Cảm biến tốc độ Cảm biến tốc độ gắn hộp số dẫn động bánh chủ động công tơ mét Cảm biến tốc độ bao gồm cảm biến Hall gắn bên nam châm bốn cực Khi xe bắt đầu chuyển động vòng nam châm bắt đầu quay, cảm biến tốc độ phát tín hiệu xung Có hai kiểu cảm biến tốc độ xe: - Kiểu cảm biến điện từ - Kiểu cảm biến Hall từ trở (loại phổ biến) Hình 1.26: Cấu tạo cảm biến tốc độ 3.2.5.3 Đồng hồ tốc độ xe loại hiển thị số Hoạt động đồng hồ dựa vào tín hiệu đầu từ máy tính, máy tính đếm tín hiệu xung từ cảm biến tốc độ khoảng thời gian xác định, tính tốc độ sau bật VFD để hiển thị tốc độ Cảm biến tốc độ có cặp quang gắn bên trong, cặp bao gồm diod phát sáng (LED) transistor quang Giữa LED transistor quang đĩa cảm biến có 20 rãnh Cảm biến tốc độ Cặp quang học Bộ vi xử lý C1 5V VFD C2 Tr1 C3 Chuông báo tốc độ 12 V D4 MILES/KM D3 A1 A2 Đến ECU khác Hình :Sơ đồ mạch điện đồng hồ tốc độ xe loại hiển thị số Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 67 Bộ môn Ôtô Máy công trình Đĩa xẻ rãnh nối với dây công tơ mét dây quay nhanh hay chậm tốc độ xe tăng hay giảm Khi quay liên tục làm gián đoạn nguồn sáng chiếu từ LED đến transistor quang, bật tắt transistor quang Tr1 bật tắt gián đoạn Khi Tr1 bật tắt gián đoạn tạo tín hiệu 20 ppr (xung/vòng) đến cực C2 máy tính Bộ điều khiển đếm số xung khoảng thời gian từ xác định tốc độ xe Công tắc MILES/KM dùng để thay đổi thông số hiển thị tốc độ xe dạng (mph) hay (Km/h) Mỗi nhóm 20 xung từ cảm biến tốc độ chia thành nhóm nhỏ, nhóm xung tín hiệu phát từ cực A2 đến cụm điều khiển tốc độ xe khác như: ECU động cơ, ECU chân ga Chuông báo tốc độ trang bị để tốc độ xe vượt tốc độ cho phép (125 km/h), transistor bên vi xử lý bật tắt làm chuông kêu Hình 3.23 Cấu tạo cảm biến tốc độ xe 3.2.6 Đồng hồ Ampere: Để theo dõi việc nạp điện cho accu ôtô người ta dùng đồng hồ Ampere (trong xe đời cũ) đèn báo (trong xe đời mới) Đồng hồ Ampere mắc nối tiếp với mạch phụ tải cho biết cường độ dòng điện nạp phóng accu Ampere(A) Thường Ampere điện từ dùng phổ biến 3.2.6.1 Đồng hồ Ampere loại điện từ loại nam châm quay: a Cấu tạo: Trên khung chất dẻo có quấn cuộn dây loại dây đồng nhỏ Song song với cuộn dây có mắc điện trở shunt constant (hợp kim sắt Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 68 Bộ môn Ôtô Máy công trình nicken) Trên trục kim nhôm gắn điã nam châm cần quay quanh trục khoảng giới hạn rãnh cong khung chất dẻo Đai chắn từ bảo vệ cho đồng hồ khỏi bị ảnh hưởng nhiễu từ trường bên b Nguyên lý làm việc: Hình 1.27: Sơ đồ đồng hồ Ampere a Đồng hồ Ampere kiểu điện từ loại nam châm quay b Đồng hồ Ampere kiểu điện từ loại nam châm cố định Khi dòng điện qua cuộn dây, tác dụng tương hỗ cực khác dấu nam châm cố định điã nam châm 6, kim đồng hồ giữ vị trí số thang đo Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây, xung quanh cuộn dây xuất từ trường có hướng vuông góc với từ trường nam châm cố định Tác dụng tương hỗ hai từ trường tạo thành từ trường tổng hợp có véc tơ xác định theo quy luật hình bình hành Nam châm kim quay hướng theo chiều véc tơ từ trường tổng hợp Khi cường độ dòng điện cuộn dây tăng từ trường sinh tăng, làm cho kim quay góc lớn hơn, giá trị dòng điện không lớn Khi chiều dòng điện cuộn dây thay đổi chiều từ trường sinh thay đổi kim đồng hồ lệch phía khác 3.2.6.2 Đồng hồ Ampere kiểu điện từ loại nam châm cố định a Cấu tạo: Đồng hồ loại gồm dẫn (bằng nhôm hay đồng), nam châm cố định 3, thép non gắn chặt với lõi quay kim Kim đồng hồ có đầu đối trọng, ổ trục kim bôi trơn loại dầu đặc biệt b.Nguyên lý làm việc: Nam châm gây nhiễm từ cho thép non với dấu cực ngược với dấu cực nam châm Do tác dụng tương hỗ cực khác dấu nam châm thép non nên thép, lõi quay kim đồng hồ luôn có xu hướng ổn định vị trí trung gian (ứng với vạch đồng hồ) dòng điện chạy qua dẫn Khi có dòng điện chạy qua 4, thép non Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 69 Bộ môn Ôtô Máy công trình với lõi quay hướng theo đường sức sinh quanh dẫn mà quay lệch góc, làm cho kim đồng hồ lệch khỏi vị trí giá trị tương ứng dòng điện Cường độ dòng điện qua dẫn lớn từ thông mạnh kim quay góc lớn hơn, dòng điện lớn Giá trị chiều góc quay kim phụ thuộc vào cường độ chiều dòng điện dẫn Kim lệch phía dấu cộng biểu thị accu nạp, lệch phía dấu trừ biểu thị accu phóng điện Trên ôtô dùng đèn báo nạp bảng đồng hồ có bố trí bóng đèn nhỏ mắc với cọc L máy phát tiết chế Nếu máy phát phát điện đèn báo tắt ngược lại Các đồng hồ Ampere không mắc nối tiếp vào mạch khởi động mạch còi điện cường độ dòng điện dùng cho phụ tải điện lớn 3.2.7 Các mạch đèn cảnh báo: Cảm biến báo nguy đèn hiệu nhằm báo cho lái xe biết tình trạng làm việc số phận áp suất dầu hệ thống bôi trơn, nhiệt độ nước làm mát động 3.2.7.1 Cấu tạo Cơ cấu báo hiệu bao gồm hai phận chủ yếu: cảm biến báo nguy đèn báo Cảm biến báo nguy loại công tắc tự động làm nhiệm vụ bật đèn bảng đồng hồ có thay đổi nguy hại đến điều kiện làm việc động ôtô Các cấu báo nguy thường gặp báo nguy áp suất dầu nhờn hệ thống bôi trơn động báo nguy nhiệt độ nước làm mát động 3.2.7.2 Cơ cấu báo nguy áp suất nhớt động Cơ cấu báo hiệu trường hợp áp suất nhớt động giảm tới mức hư động Khi động ôtô làm việc áp suất hệ thống bôi trơn giảm xuống thấp 0,4 - 0,7 kg/cm2 màng (xem hình 3.28) nằm vị trí ban đầu, tiếp điểm trạng thái đóng, đảm bảo thông mạch cho đèn báo Khi công tắc đóng, đèn báo bảng đồng hồ sáng, báo hiệu giảm áp suất nhớt tới mức không cho phép Khi động ôtô làm việc, nhớt từ hệ thống bôi trơn động qua lỗ núm vào buồng áp suất dầu buồng lớn 0,4 – 0,7kg/cm2 màng cong lên, nâng cần tiếp điểm di động tiếp điểm mở ra, đèn báo tắt Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 70 Bộ môn Ôtô Máy công trình Hình 1.28: Cơ cấu báo nguy áp suầt dầu bôi trơn động 1.Công tắc máy; 2.Nắp; 3.Đèn báo; 4.Các má vít (tiếp điểm); 5.Giá tiếp điểm; 6.Màng áp suất; 7.Buồng áp suất; 8.Núm 3.2.7.3 Cơ cấu báo nguy nhiệt độ nước làm mát động Cơ cấu báo hiệu cho tài xế biết nhiệt độ nước cao mức cho phép hệ thống làm mát động Bộ cảm biến nước vặn vào phía két nước đường nước đi, đèn hiệu lắp bảng đồng hồ Hình 1.29: Cơ cấu báo nguy nhiệt độ nước làm mát động 1.Công tắc máy; Đèn báo; 3.Vỏ; 4.Thanh lưỡng kim; 5.Chụp nhôm; 6.Vít điều chỉnh; 7.Tiếp điểm Cấu tạo cảm biến báo nguy nhiệt độ nước tương tự cảm biến đồng hồ nhiệt độ nước loại xung điện, khác lưỡng kim không quấn dây điện trở lưỡng kim lật ngược xuống cho bị biến dạng cong phía (về phía có xu hướng đóng tiếp điểm KK’ lại) Khi nhiệt độ nước làm mát động thấp tiếp điểm KK’ trạng thái mở đèn hiệu tắt Khi nhiệt độ nước làm mát tăng, lưỡng kim bị nóng biến dạng nhiệt độ 960C ± 30C tiếp điểm KK’ đóng, đèn hiệu sáng lên Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 71 Bộ môn Ôtô Máy công trình 3.3 THÔNG TIN DẠNG SỐ (DIGITAL) 3.3.1 Cấu trúc Màn hình hiển thị số đồng hồ thường dùng VFD – Vacuum Fluorescent Display (màn hình huỳnh quang chân không), vài điốt đèn LED phát sáng LCD - Liquid Crystal Display (màn hình tinh thể lỏng) Kiểu VFD sử dụng phổ biến đồng hồ hiển thị số xe đời Đồng hồ hiển thị số có đặc điểm sau: - Dễ xem - Chính xác cao - Độ tin cậy cao nhờ hiển thị số, chi tiết chuyển động quay - Hiển thị tốt cho đồng hồ Dưới mô tả bảng đồng hồ hình điện tử kiểu VFD ôtô: Hình 3.30: Bảng đồng hồ hình điện tử kiểu VFD xe TOYOTA CRESSIDA 3.3.2 Các dạng hình: 3.3.2.1 Màn hình huỳnh quang chân không VFD: Bao gồm 20 đoạn huỳnh quang nhỏ sử dụng đồng hồ tốc độ xe để hiển thị tốc độ xe dạng số a Cấu tạo Màn hình huỳnh quang chân không hoạt động giống ống triod bao gồm phần: - Một dây tóc (cathod) - 20 đoạn (anod) phủ chất huỳnh quang - Một lưới đặt anod cathod để điều khiển dòng điện Tất chi tiết đặt buồng kính phẳng hút hết khí Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 72 Bộ môn Ôtô Máy công trình Anod gắn kính, dây điện nối với đoạn anod nằm trực tiếp mặt kính, lớp cách điện phủ lênh kính đoạn huỳnh quang nằm phía lớp cách điện Các đoạn phủ chất huỳnh quang phát sáng bị điện tử đập vào Phía anod lưới điều khiển làm kim loại đặc biệt phía lưới cathod dây tóc làm dây tungsten mỏng phủ vật liệu phát điện tử bị nung nóng Hình 3.31: Cấu tạo hình huỳnh quang chân không Nguyên lí hoạt động Khi dòng điện chạy qua dây tóc, dây tóc bị nung tới khoảng 6000C phát điện tử Hình 1.32: Màn hình huỳnh quang chân không Nếu sau điện áp dương cấp cho đoạn huỳnh quang hút điện tử từ dây tóc Các điện tử sau chạy vào đoạn huỳnh quang xuống mass, sau quay lại dây tóc kết thúc chu kỳ Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 73 Bộ môn Ôtô Máy công trình Khi điện tử từ dây tóc đập vào đoạn huỳnh quang, chất huỳnh quang phát sáng (phải cấp điện áp dương cho đoạn huỳnh quang) Nếu không cấp điện áp cho chúng, chúng không phát sáng Chức lưới để đảm bảo điện tử đập lên tất đoạn huỳnh quang Do lưới có điện áp dương thời điểm, nên tất phần tử hút điện tử phát từ dây tóc Do điện tử xuyên qua lưới đập vào anốt chúng chia 3.3.2.2 Màn hình tinh thể lỏng (LCD) Dùng LED làm linh kiện hiển thị có nhược điểm tiêu thụ dòng lớn Do ngày người ta dùng hiển thị tinh thể lỏng Chúng thuộc loại linh kiện quang điện bán dẫn Ở chất lỏng thông thường, phân tử xếp cách ngẫu nhiên Còn tinh thể lỏng, phần tử xếp có định hướng Khi đặt tinh thể lỏng vào điện trường, phần tử chúng (hình elip) xếp theo trật tự định Vì vậy, chiếu ánh sáng vào tinh thể lỏng ánh sáng xuyên qua không bị phản xạ mắt ta không phát Khi có dòng điện chạy qua tinh thể lỏng, hạt dẫn va chạm với phần tử làm cho phần tử bị xếp hỗn loạn, trật tự có ánh sáng chiếu vào ánh sáng bị tán xạ, làm cho tinh thể lỏng sáng chói nên mắt ta nhìn thấy 3.3.2.3 Màn hình ba chiều (HUD _ head up display) Màn hình ba chiều cho phép hiển thị liệu tầm nhìn phía trước đầu người lái Màn hình sử dụng ngành công nghiệp máy bay quân 20 năm gần sử dụng cho ngành ôtô Điểm thuận lợi hình ba chiều người lái không cần quan sát thường xuyên bảng tableau Nó sử dụng ngành ôtô vào năm 1988 kiểu xe Nissan Silvia bật kiểu xe Oldsmobile Cutlass Supreme 1988 Hệ thống làm việc sau: tốc độ nguồn cảm biến khác kích hoạt electron, sau tín hiệu truyền vào ống huỳnh quang để kích hoạt phần phần số hay kí hiệu đồng hồ ống Sau phần tử quang học xuất ánh sáng từ phần đến kính chắn gió xe Người lái nhìn thấy hình ảnh thực giống gần phía trước xe Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 74 Bộ môn Ôtô Máy công trình Hình 3.33: Màn hình ba chiều, hiển thị hình ảnh thực xe 3.3.2.4 Ống tia cực đèn hình (CRT- cathode-ray tube) Những thiết bị hình mô tả phần có giới hạn Những ký tự hình giới hạn số phần tử phát sáng Do đó, cảnh báo “kiểm tra động “ “ áp lực nhớt” thông báo cố định dù có hiển thị hay không, tùy thuộc vào điều kiện động Chính vậy, hình sử dụng CRT áp dụng ôtô đời Hình 3.34 mô tả CRT điển hình Nó ống thuỷ tinh hút chân không, có bề mặt phẳng phủ vật liệu phát quang phosphorescent Bề mặt bề mặt mặt hiển thị thông báo Phần đuôi cấu trúc phức tạp gọi súng phóng electron Thiết bị tạo chùm electron tăng tốc đến hình hội tụ điểm hình Một hệ thống cuộn dây dạng nam châm điện tạo nên tượng hội tụ electron Dòng electron hội tụ gọi “chùm” Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 75 Bộ môn Ôtô Máy công trình Hình 1.34: CRT mạch có liên quan Chùm electron tạo nên điểm sáng hình Cường độ ánh sáng tương ứng với dòng hạt chùm electron Dòng kiểm soát điện áp (Ve), gọi tín hiệu Video, điện cực đặt gần súng phóng electron Trong đèn hình điển hình, điện áp Video xung đồng tạo mạch đặc biệt gọi kiểm soát CRT Sơ đồ khối cho hoạt động hệ thống hình CRT với kiểm soát trình bày hình 3.35 Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 76 Bộ môn Ôtô Máy công trình Hình 1.35: Tableau ô tô với CRT Máy tính tableau với kiểm soát đèn hình thông qua bus địa liệu (DB AB), thông qua kết nối liên tục dọc đường dây đánh dấu UART (bộ nhận/truyền bất đồng bộ) liệu gởi DB lưu nhớ đặc biệt gọi Video RAM Bộ nhớ lưu trữ liệu digital hiển thị theo kiểu chữ - số hình ảnh hình CRT Bộ điều khiển CRT chứa liệu từ Video RAM chuyển đổi thành tín hiệu video tương ứng (Vc) Cùng lúc, điều khiển CRT tạo đồng dọc ngang cần thiết để vận hành phận raster đồng với tín hiệu video 3.3.3 Sơ đồ tiêu biểu: Trên hình 3.36 trình bày sơ đồ tableau số xe Toyota Cresida Hình 3.36: Sơ đồ tableau số xe Toyota CRESIDA Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 77 Bộ môn Ôtô Máy công trình Trong hệ thống thông tin loại thường có đồng hồ : 3.3.4 Các dạng đồng hồ hiển thị 3.3.4.1 Đồng hồ nhiên liệu kiểu hiển thị số Đây loại đồng hồ sử dụng hình hiển thị VFD giúp lái xe nhận biết mức nhiên liệu cách trực quan xác Bộ cảm nhận mức nhiên liệu dùng biến trở loại đồng hồ thông thường Cấu tạo: Nguyên lí hoạt động: Cấp điện áp (V) vào cực A10 cảm nhận mức nhiên liệu Điện áp cực A4 nối thay đổi theo di chuyển phao cảm nhận nhiên liệu Máy vi tính nhận biết điện áp cực A4, so sánh với điện áp chuẩn bật VFD để hiển thị mức nhiên liệu Mức nhiên liệu hiển thị có 10 đoạn, đoạn gồm cột VFD Do mức nhiên liệu dao động nên máy tính đo điện áp vài trăm lần thời gian ngắn sau tính giá trị trung bình để hiển thị Khi mức nhiên liệu thấp, dấu hiệu “bơm xăng” màu xanh tắt thay vào màu hổ phách để báo hiệu cho người lái Lúc đoạn số hình hiển thị mức nhiên liệu tắt, tức có đoạn số sáng Bộ cảm nhận mức nhiên liệu không bình thường: tượng xảy có gián đoạn cực A4 cảm nhận mức nhiên liệu hay cực A2 cảm nhận mức nhiên liệu Nếu xảy ra, tất 10 đoạn (hiển thị mức nhiên liệu đầy) nháy khoảng phút khóa điện bật ON Cùng lúc hình đồng hồ nhiên liệu chuyển sang vị trí cảm nhận hết xăng Mặt khác cực nối A2 cảm nhận mức nhiên liệu bị gián đoạn khóa điện bật đồng hồ nhiên liệu mức hết xăng Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 78 Bộ môn Ôtô Máy công trình 3.3.4.2 Đồng hồ nhiệt độ nước làm mát kiểu hiển thị số Loại đồng hồ sử dụng cảm nhận nhiệt độ nước loại nhiệt điện trở giới thiệu hình 3.32 Màn hình hiển thị loại VFD Cấu tạo hoạt động: Bộ vi xử lý Bộ cảm nhận nhiệt độ nước Volts A6 A9 R Màn hình bình thường Báo hiệu nóng (>1200C) Hình 3.32 Sơ đồ mạch đồng hồ nhiệt độ nước làm mát hiển thị số Cấp điện áp cho điện trở R vi xử lý đến báo nhiệt độ nước, mắc nối tiếp với điện trở R Khi nhiệt độ nước làm mát động thay đổi, nhiệt độ cảm nhận (nhiệt điện trở) thay đổi làm thay đổi điện áp chân A6 Bộ vi xử lý nhận tín so sánh với điện áp chuẩn hiển thị kết cách bật sáng đồ thị VFD Nhiệt độ nước làm mát hiển thị VFD có gồm 10 đoạn, tạo thành cột Khi nhiệt độ nước làm mát động bình thường (< 96 0C ±3 0C) hình VFD sáng bình thường Khi nhiệt độ nước làm mát động vượt mức cho phép (> 96 0C ±3 0C) hình VFD nháy liên tục Nếu nhiệt độ vượt 120 0C tín hiệu báo nóng bật sáng báo hiệu phải dừng động Trên xe có trang bị loại đồng hồ nhiệt độ làm mát kiểu hiển thị số không cần trang bị cấu báo nguy nhiệt độ nước làm mát Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 79 [...]... đồng hồ P và mạch ổn áp với D5 và R11 Trang bị điện và điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 61 Bộ môn Ôtô và Máy công trình Hình 3. 20 : Sơ đồ đấu dây đồng hồ tốc độ động cơ (tachometer) và tốc độ xe (speedometer) Mạch đồng hồ đo tốc độ động cơ loại điện tử Hình 3. 21 Sơ đồ đồng hồ đo tốc độ động cơ kiểu điện tử Mạch lọc xung ban đầu gồm điện trở R1, R2, tụ C1, C4 và diode D3 Đầu vào của mạch... RAM và chuyển đổi nó thành tín hiệu video tương ứng (Vc) Cùng lúc, bộ điều khiển CRT tạo đồng bộ dọc và ngang cần thiết để vận hành bộ phận raster đồng bộ với tín hiệu video 3. 3 .3 Sơ đồ tiêu biểu: Trên hình 3. 36 trình bày sơ đồ tableau hiện số trên xe Toyota Cresida Hình 3. 36: Sơ đồ tableau số trên xe Toyota CRESIDA Trang bị điện và điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 77 Bộ môn Ôtô và Máy... đoạn, đồng hồ tốc độ động cơ loại điện tử là một thiết bị xung điện với các hệ số : k = 0 C = (R7+Rp+R34+R5)/Rp > 1 Và thuộc nhóm 5 (xem phần lý thuyết hiệu chỉnh điện thế) Đối với nhóm này dòng điện trung bình qua đồng hồ là : Trang bị điện và điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 63 Bộ môn Ôtô và Máy công trình Trong đó : RΣ = R7+Rp+R34+R5 : tổng trở    1 : thời gian xung tương đối T ... sinh bởi L3 cũng rất nhỏ Vì vậy, từ trường tổng sinh bởi các cuộn dây như hình 3. 16 Hình 3. 16: Hình biểu diễn từ trường tổng khi thùng nhiên liệu còn ½ c Khi thùng nhiên liệu hết: Điện trở bộ báo mức nhiên liệu lớn, nên cường độ dòng điện qua L3 và L4 lớn Vì vậy từ trường tổng như hình 3. 17 Trang bị điện và điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 59 Bộ môn Ôtô và Máy công trình Hình 3. 17: Hình... chắn gió của xe Người lái có thể nhìn thấy hình ảnh thực giống như đang nổi gần phía trước xe Trang bị điện và điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 74 Bộ môn Ôtô và Máy công trình Hình 3. 33: Màn hình ba chiều, hiển thị hình ảnh thực của xe 3. 3.2.4 Ống tia cực đèn hình (CRT- cathode-ray tube) Những thiết bị màn hình được mô tả trong phần trên đều có những giới hạn của nó Những ký tự trên màn... một dòng điện lớn chạy qua cảm biến mức nhiên liệu và chỉ có một dòng điện nhỏ chạy qua L3 và L4 Vì vậy từ trường sinh ra bởi L3 và L4 yếu Từ trường hợp bởi L1, L2, L3 và L4 như hình 3. 15 Hình 3. 15: Hình biểu diễn từ trường tổng khi thùng nhiên liệu đầy b Khi thùng còn một nửa nhiên liệu: Điện trở cảm biến mức nhiên liệu tăng nên dòng điện qua L3 và L4 tăng Tuy nhiên, do số vòng dây của cuộn L3 rất ít... đổi bởi điện trở của cảm biến mức nhiên liệu, từ thông được tạo ra trong cuộn dây theo bốn hướng thay đổi làm rotor từ quay và kim dịch chuyển Khoảng trống phía dưới rotor được điền đầy silicon để ngăn không cho kim dao động khi xe bị rung và kim không quay về vị trí E khi tắt công tắc máy Trang bị điện và điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 57 Bộ môn Ôtô và Máy công trình Hình 3. 13: Đồng... người ta bố trí một động cơ ba pha trên tableau Dòng điện chạy qua các pha thông qua các transistor được điều khiển bởi các cuộn dây trong cảm biến Trang bị điện và điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 65 Bộ môn Ôtô và Máy công trình Hình 1. 23 Sơ đồ đồng hồ đo tốc độ động cơ hoặc tốc độ xe kiểu máy phát 3. 2.5 Đồng hồ và cảm biến báo tốc độ xe: 3. 2.5.1 Kiểu cáp mềm Khi ôtô làm việc, trục cáp mềm... gồm một diod phát sáng (LED) và một transistor quang Giữa LED và transistor quang là một đĩa cảm biến có 20 rãnh Cảm biến tốc độ Cặp quang học Bộ vi xử lý C1 5V VFD C2 Tr1 C3 Chuông báo tốc độ 12 V D4 MILES/KM D3 A1 A2 Đến các ECU khác Hình 3 :Sơ đồ mạch điện đồng hồ tốc độ xe loại hiển thị số Trang bị điện và điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 67 Bộ môn Ôtô và Máy công trình Đĩa xẻ rãnh... một chu kỳ Trang bị điện và điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 73 Bộ môn Ôtô và Máy công trình Khi điện tử từ dây tóc đập vào đoạn huỳnh quang, chất huỳnh quang sẽ phát sáng (phải cấp điện áp dương cho các đoạn huỳnh quang) Nếu không cấp điện áp cho chúng, chúng sẽ không phát sáng Chức năng của lưới là để đảm bảo các điện tử đập đều lên tất cả các đoạn huỳnh quang Do lưới luôn có điện áp dương ... với tín hiệu video 3. 3 .3 Sơ đồ tiêu biểu: Trên hình 3. 36 trình bày sơ đồ tableau số xe Toyota Cresida Hình 3. 36: Sơ đồ tableau số xe Toyota CRESIDA Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS... đến kính chắn gió xe Người lái nhìn thấy hình ảnh thực giống gần phía trước xe Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 74 Bộ môn Ôtô Máy công trình Hình 3. 33: Màn hình ba chiều,... không cho kim dao động xe bị rung kim không quay vị trí E tắt công tắc máy Trang bị điện điện tử thân xe Biên soạn :ThS Nguyễn Việt Hải 57 Bộ môn Ôtô Máy công trình Hình 3. 13: Đồng hồ nhiên liệu