Thiết kế, chế tạo hệ thống chiếu sáng thông minh trên ô tô hiện đại phục vụ đào tạo

NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ và tên sinh viên: Nguyễn Trường Thiện Lớp: 56-CNOT.2 Đinh Phương Chi Lớp: 56-CNOT.2 Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Ô tô Mã ngành: D510205 T

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÔNG MINH TRÊN Ô TÔ HIỆN

ĐẠI PHỤC VỤ ĐÀO TẠO

Giảng viên hướng dẫn: Ts Nguyễn Văn Thuần Ths Nguyễn Phú Đông Sinh viên thực hiện: Đinh Phương Chi

Nguyễn Trường Thiện

Mã số sinh viên: 56136911

56136152

Khánh Hòa - 2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

BỘ MÔN KỸ THUẬT Ô TÔ

56136152

NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Trường Thiện Lớp: 56-CNOT.2

Đinh Phương Chi Lớp: 56-CNOT.2

Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Ô tô Mã ngành: D510205 Tên đề tài: : “Thiết kế, chế tạo hệ thống chiếu sáng thông minh trên ô tô hiện đại phục vụ đào tạo” Số trang: Số chương: Số tài liệu tham khảo: Hiện vật: Mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh trên ô tô CD – ROM chứa toàn bộ nội dung đồ án NHẬN XÉT ……… ………

……… ………

……… ………

………

………

Kết luận: ………

Khánh Hòa, ngày… tháng… năm……

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS Nguyễn Văn Thuần

ThS Nguyễn Phú Đông

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

Khoa/Viện:………

PHIẾU CHẤM ĐIỂM ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP (Dành cho cán bộ chấm phản biện) 1 Họ tên người chấm:……….

2 Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện ĐA/KLTN (sĩ số trong nhóm:……….)

(1)………MSSV:

(2)………MSSV

(3)………MSSV:

(4)………MSSV:

Lớp:……… Ngành:

3 Tên đề tài:

4 Nhận xét - Hình thức:

- Nội dung:

Điểm hình thức:…… /10 Điểm nội dung: /10 Điểm tổng kết:………/10

Đồng ý cho sinh viên: Được bảo vệ: Không được bảo vệ: Khánh Hòa, ngày…….tháng………năm………

Cán bộ chấm phản biện (Ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

Khoa/viện:………

PHIẾU CHẤM CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ ĐA/KLTN (Dùng cho thành viên Hội đồng bảo vệ ĐA/KLTN) 1 Họ tên thành viên HĐ:

Chủ tịch: Thư ký: Ủy viên: 2 Tên đề tài

3 Họ tên sinh viên thực hiện: (1)………MSSV:

(2)………MSSV:

(3)………MSSV:

(4)………MSSV:

4 Phần đánh giá và cho điểm của thành viên hội đồng (theo thang điểm 10) a) Hình thức, bố cục bài báo cáo (sạch, đẹp, cân đối giữa các phần,…) : ………

b) Nội dung bản báo cáo (thể hiện mục tiêu, kết quả,…) : ………

c) Trình bày (đầy đủ, ngắn gọn, lưu loát, không quá thời gian…) : ………

d) Trả lời các câu hỏi của người chấm (đúng/sai)

: ………

đ) Trả lời các câu hỏi của thành viên hội đồng (đúng/sai)

: ………

e) Thái độ, cách ứng xử, mức độ tự tin

: ………

g) Nắm vững nội dung đề tài

:………

h) Nắm vững những vấn đề liên quan đề tài :………

i) Tính sáng tạo khoa học của sinh viên :……….

Tổng cộng : ……

Điểm trung bình của các cột điểm trên:……./10 (làm tròn đến 1 số lẻ)

Cán bộ chấm điểm

(Ký và ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

LỜI CẢM ƠN 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 4

1.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại đối với hệ thống chiếu sáng 4

1.1.1 Nhiệm vụ của hệ thống chiếu sáng 4

1.1.2 Yêu cầu đối với hệ thống chiếu sáng 4

1.1.3 Phân loại 5

1.2 Kết cấu và các thông số cơ bản của hệ thống chiếu sáng 6

1.2.1 Kết cấu tổng quát của hệ thống chiếu sáng trên ô tô con 6

1.2.2 Một số hệ thống chiếu sáng cơ bản trên ô tô 6

1.2.3 Các thông số cơ bản của hệ thống chiếu sáng trên ô tô 10

1.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một số mạch điện hệ thống chiếu sáng 12

1.3.1 Các chi tiết bảo vệ mạch 12

1.3.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một số hệ thống chiếu sáng 15

1.4 Hệ thống chiếu sáng thông minh AFS (Adaptive Front light System) 23

1.4.1 Giới thiệu chung về hệ thống chiếu sáng thông minh 23

1.4.2 Hệ thống đèn liếc tĩnh 25

1.4.2.1 Khái niệm 25

1.4.2.2 Cấu tạo 25

1.4.2.3 Nguyên lý hoạt động 27

1.4.3 Hệ thống đèn liếc động 27

1.4.3.1 Khái niệm 27

1.4.3.2 Cấu tạo 27

1.4.3.3 Nguyên lý hoạt động 28

Trang

1.4.3.4 Sơ đồ mạch hệ thống đèn liếc động 28

CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH 30

2.1 Một số tiêu chí thiết lập mô hình 30

2.2 Phương án bố trí đèn trên mô hình 30

2.2.1 Các tiêu chí thiết lập mô hình 30

2.2.2 Phương án thiết lập mô hình 30

2.2.2.1 Phương án 1: Bố trí đèn thắng đứng trên mặt bảng nằm ngang 32

2.2.2.2 Phương án 2: Bố trí đèn nằm úp trên mặt bảng nằm ngang 33

2.3 Bố trí hệ thống đèn liếc động 34

2.4 Lựa chọn linh kiện và chế tạo mô hình 34

2.4.1 Thiết kế khung 34

2.4.2 Chế tạo khung 36

2.5 Lựa chọn thông số hệ thống chiếu sáng 37

2.6 Thông số hệ thống đèn liếc động 40

2.6.1 Tính toán góc điều chỉnh vùng chiếu sáng khi đi trên đường vòng 40

2.6.2 Tính toán góc quay đèn 43

2.6.3 Tính toán thiết kế cảm biến 44

2.6.4 Thiết kế cơ cấu điều khiển đèn 46

2.6.5 Hệ thống điều khiển 47

2.7 Thử nghiệm và đánh giá 48

2.7.1 Mục đích và yêu cầu của quá trình thử nghiệm 48

2.7.2 Quy trình thử nghiệm 49

2.7.3 Ráp mạch điều khiển đèn 51

2.7.4 Đánh giá kết quả 54

2.8 Một số hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục 54

2.8.1 Một số hư hỏng thường gặp 54

2.8.2 Biện pháp khắc phục 55

CHƯƠNG 3 MÔ PHỎNG NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 56

3.1 Giới thiệu phần mềm mô phỏng 56

3.1.1 Lựa chọn phần mềm mô phỏng 56

3.1.2 Giới thiệu phầm mềm Solidworks 2016 56

3.2 Mô phỏng nguyên lý hoạt động 57

3.2.1 Vẽ chi tiết 57

3.2.2 Mô phỏng nguyên lý hoạt động 58

CHƯƠNG 4 XÂY DỰNG CÁC BÀI THỰC HÀNH 59

4.1 Mục đích, yêu cầu 59

4.1.1 Mục đích 59

4.1.2 Yêu cầu 59

4.1.3 Dụng cụ và thiết bị 59

4.2 Các bài thực hành 59

4.2.1 Bài thực hành số 1: Xác định các chân rơ le và chân công tắc 59

4.2.2 Bài thực hành số 2: Đấu dây mạch đèn pha, cốt 61

4.2.3 Bài thực hành số 3: Đấu dây mạch đèn xy nhan 63

4.2.4 Bài thực hành số 4: Đấu dây mạch đèn sương mù 64

4.2.5 Bài thực hành số 5: Đấu dây mạch đèn kích thước 65

4.2.6 Bài thực hành số 6: Đấu dây mạch đèn phanh 66

4.2.7 Bài thực hành số 7: Đấu dây mạch đèn lùi 67

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69

5.1 Kết luận 69 5.2 Kiến nghị 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thông số về cường độ sáng của các đèn trên xe 11

Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật công tắc cần sử dụng trên hệ thống chiếu sáng 14

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của hệ thống chiếu sáng 38

Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật của dây dẫn 38

Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật cơ bản 40

Bảng 2.4 Thông số tính toán 42

Bảng 2.5 Thông số tính toán góc quay đèn liếc so với góc quay vô lăng 44

Bảng 4.1 Các chân trong công tắc tổng 60

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Cấu tạo đèn pha hệ châu Âu 5

Hình 1.2 Cấu tạo đèn pha hệ châu Mỹ 6

Hình 1.3 Kết cấu tổng quan của hệ thống chiếu sáng trên ô tô con 6

Hình 1.4 Đèn pha – cốt 7

Hình 1.5 Đèn phanh 8

Hình 1.6 Đèn kích thước 8

Hình 1.7 Đèn sương mù 9

Hình 1.8 Đèn báo rẽ 9

Hình 1.9 Đèn lùi 9

Hình 1.10 Đèn cảnh báo 10

Hình 1.11 Đèn biển số 10

Hình 1.12 Cấu tạo của rơ le điện từ 12

Hình 1.13 Cấu tạo rơ le báo 13

Hình 1.14 Cấu tạo của cầu chì dẹt 13

Hình 1.15 Công tắc cần 14

Hình 1.16 Công tắc đèn phanh 15

Hình 1.17 Sơ đồ tổng quan hệ thống chiếu sáng 15

Hình 1.18 Sơ đồ hệ thống đèn pha-cốt, kích thước trên xe toyota ( Hiace, Previa) 16

Hình 1.19 Cấu tạo của đèn pha 17

Hình 1.20 Đèn pha phản xạ đa hướng 18

Hình 1.21 Đèn pha thấu kính 18

Hình 1.22 Bóng đèn thường 19

Hình 1.23 Cấu tạo bóng đèn Halogen 19

Hình 1.24 Cấu tạo bóng đèn xenon 20

Hình 1.25 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn sương mù 21

Hình 1.26 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn xy nhan 21

Hình 1.27 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn phanh 23

Hình 1.28 Hệ thống chiếu sáng thông minh trên ô tô 24

Hình 1.29 Đèn bi liếc trên ô tô hiện đại 24

Hình 1.30 Hệ thống đèn liếc tĩnh 25

Hình 1.31 Cấu tạo vị trí của đèn liếc tĩnh 26

Hình 1.32 Cấu tạo của mạch cảm biến đèn liếc tĩnh 26

Hình 1.33 Hệ thống chiếu sáng đèn liếc động 27

Hình 1.34 Cấu tạo của hệ thống đèn liếc động 28

Hình 1.35 Sơ đồ nguyên lý hệ thống đèn liếc động trên xe Mazda 6 29

Hình 1.36 Đèn bi xenon 29

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí hệ thống đèn 33

Hình 2.2 Bản vẽ khung mô hình 35

Hình 2.3 Bề mặt khung gá lắp thiết bị 36

Hình 2.4 Khung gá lắp thiết bị 37

Hình 2.5 Bố trí tổng thể mô hình hệ thống chiếu sáng 40

Hình 2.6 Góc quay vòng của bánh xe 41

Hình 2.7 Góc quay tối đa của đèn liếc động 43

Hình 2.8 Mô phỏng nguyên lý hoạt động cảm biến quang 45

Hình 2.9 Cảm biến quang 45

Hình 2.10 Đèn liếc động bi-xenon 46

Hình 2.11 Cơ cấu điều khiển đèn liếc động 46

Hình 2.12 Mạch điện điều khiển đèn liếc động 47

Hình 2.13 Sơ đồ mạch điều khiển đèn liếc động 48

Hình 2.14 Bảng xác định chân công tắc 49

Hình 2.15 Bảng xác định chân công tắc điều khiển 50

Hình 2.16 Rơ le thường mở 50

Hình 2.17 Đèn cốt sáng 51

Hình 2.18 Đèn pha sáng 52

Hình 2.19 Đèn xy nhan trái sáng 52

Hình 2.20 Đèn xy nhan phải sáng 52

Hình 2.21 Đèn kích thước sáng 53

Hình 2.22 Đèn sương mù sáng 53

Hình 2.23 Đèn phanh sáng 53

Hình 2.24 Đèn lùi sáng 54

Hình 3.1 Giao diện khởi động Solidworks 2016 57

Hình 3.2 Các chi tiết trên mô hình 57

Hình 3.3 Mô phỏng nguyên lý hoạt động 58

Hình 4.1 Rơ le 4 chân 60

Hình 4.2 Vị trí các chân của công tắc cần 60

Hình 4.3 Vị trí các chân của đèn trước 62

Hình 4.4 Sơ đồ mạch điện đèn pha,cốt 62

Hình 4.5 Đấu dây mạch điện đèn pha, cốt trên mô hình 63

Hình 4.6 Sơ đồ mạch điện đèn xy nhan 63

Hình 4.7 Đấu dây mạch điện đèn xy nhan trên mô hình 64

Hình 4.8 Sơ đồ mạch điện đèn sương mù 64

Hình 4.9 Đấu dây mạch điện đèn sương mù trên mô hình 65

Hình 4.10 Sơ đồ mạch điện đèn kích thước 65

Hình 4.11 Sơ đồ đấu dây mạch điện đèn kích thước trên mô hình 66

Hình 4.12 Sơ đồ mạch điện đèn phanh 66

Hình 4.13 Đấu dây mạch điện đèn phanh trên mô hình 67

Hình 4.14 Sơ đồ mạch điện đèn lùi 67

Hình 4.15 Đấu dây mạch điện đèn lùi trên mô hình 68

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự hội nhập và phát triển của đất nước, công nghiệp ô tô đang được đầu

tư phát triển mạnh mẽ Và yêu cầu cấp thiết được đặt ra là đào tạo đội ngũ kỹ sư, công nhân ô tô lành nghề góp phần xây dựng một nền công nghiệp đủ mạnh để tạo tiền đề phát triển đất nước Điều đó đòi hỏi sinh viên cần trao dồi kiến thức, tìm tòi sáng tạo và

áp dụng nhanh chóng vào thực tiễn sản xuất để đáp ứng được yêu cầu của công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, theo kịp tiến độ khoa học - kỹ thuật

Trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng, ngành công nghiệp ô tô đang từng bước lớn mạnh, yêu cầu đặt ra với những chiếc ô tô ngày càng cao Những công nghệ mới nhất, hiện đại nhất đã được đưa vào ô tô đã đảm bảo được sự tiện nghi của ô

tô và đặt tính an toàn của người lái xe lên hàng đầu Một trong những bộ phận quan trọng để đảm bảo an toàn cho ô tô và người sử dụng là hệ thống chiếu sáng Chính vì nhu cầu đó mà sinh viên ngành kỹ thuật ô tô cần nắm được những hiểu biết về hệ thống chiếu sáng để từ đó có những phương án khắc phục hiệu quả, đảm bảo an toàn cho người điều khiển Điều đó đòi hỏi sinh viên cần được trang bị kiến thức vững vàng hơn, đòi hỏi cao về kiến thức và kỹ năng thực hành

Trong quá trình đào tạo, thời gian dành cho các môn học chuyên ngành cũng như các môn thực hành cũng không nhiều nhưng lại yêu cầu chất lượng đào tạo ngày càng cao để đáp ứng nhu cầu lượng nhân lực có trình độ cao của xã hội Do đó các mô hình trang thiết bị phục vụ dạy học là một yếu tố quan trọng giúp giải quyết vấn đề này

Để đáp ứng việc nâng cao chất lượng đào tạo, nâng cao năng lực thực hành cho sinh viên, chúng tôi đã chọn và được Bộ môn Kỹ thuật ô tô, khoa Kỹ thuật giao thông

giao thực hiện đề tài “Thiết kế, chế tạo hệ thống chiếu sáng thông minh trên ô tô hiện đại phục vụ đào tạo” làm đồ án tốt nghiệp

Nội dung đề tài bao gồm:

1 Tổng quan hệ thống chiếu sáng

2 Lựa chọn phương án, tính toán và chế tạo mô hình

3 Mô phỏng nguyên lí hoạt động

4 Xây dựng các bài thực hành

5 Kết luận và kiến nghị

Mô hình là sản phẩm kết hợp của chúng tôi với mục đích là để sinh viên dễ dàng tiếp cận với thực tế trên lớp và nâng cao khả năng thực hành thông qua các bài thực hành trên mô hình này

Sau hơn 3 tháng thực hiện, nội dung cơ bản của đề tài đã được hoàn thành, nhưng

do kiến thức và thời gian hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong nhận được sự đóng góp của quý thầy để đề tài được hoàn thiện hơn

Sau cùng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Nguyễn Văn Thuần, thầy Nguyễn Phú Đông và quý thầy trong Bộ môn Kỹ thuật ô tô đã tạo điều kiện, hướng dẫn tận tình giúp bài đồ án được hoàn thành đúng thời hạn

Khánh Hòa, ngày tháng năm 2018

Sinh viên thực hiện

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa luận này, đầu tiên chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Văn Thuần và thầy Nguyễn Phú Đông – người đã trực tiếp hướng dẫn chúng tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài Với sự giúp đỡ tận tình của các thầy, chúng tôi đã có thêm kiến thức và khắc phục những thiếu sót trong suốt quá trình làm

đề tài

Ngoài ra, trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tài chúng tôi còn nhận được nhiều sự quan tâm, góp ý, hỗ trợ quý báu từ thầy cô, bạn bè và người thân Chúng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

Quý thầy khoa Kỹ thuật giao thông, Bộ môn Kỹ thuật ô tô – Trường Đại học Nha Trang đã truyền đạt cho chúng tôi những kiến thức trong suốt bốn năm học qua

Xin cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình từ phía các thầy, các bạn đồng khoa đã động viên, khuyến khích chúng tôi trong thời gian làm đề tài

Do những hạn chế nhất định nên đồ án không thể tránh khỏi những sai sót Chúng tôi rất trân trọng những ý kiến góp ý từ quý thầy cô để đề tài được hoàn chỉnh hơn Chúng tôi xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Đinh Phương Chi

Nguyễn Trường Thiện

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

1.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại đối với hệ thống chiếu sáng

1.1.1 Nhiệm vụ của hệ thống chiếu sáng

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

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

- Báo hiệu sự có mặt của xe trên đường, báo kích thước, báo khuôn khổ của xe và biển số xe, báo hiệu khi xe quay vòng, khi phanh… cho các xe và phương tiện tham gia giao thông khác trên đường biết

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

Ngoài ra các xe đời mới hiện nay đã trang bị hệ thống chiếu sáng thông minh là một phần của hệ thống chiếu sáng trên ô tô nó được trang bị nhằm đảm bảo các chức năng sau đây:

+ Chiếu sáng góc cua khi vào cua mà vùng ánh sáng của đèn cốt không chiếu tới + Điều khiển vùng sáng đèn pha theo góc lái

1.1.2 Yêu cầu đối với hệ thống chiếu sáng

Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu phải đáp ứng các yêu cầu sau:

- An toàn cho người điều khiển và người tham gia giao thông

- Đảm bảo hoạt động tốt và tin cậy trong mọi điều kiện thời tiết

- Tiêu thụ ít điện năng, tuổi thọ và độ bền cao

- Số lượng, khích thước và màu sắc phải phù hợp

- Cường độ sáng đủ lớn

- Không làm lóe mắt tài xế ngược chiều

- Quay góc đánh lái vô lăng thì vùng chiếu sáng đèn pha thay đổi

1.1.3 Phân loại

- Phân loại theo vị trí:

+ Hệ thống chiếu sáng ngoài ( đèn đầu, đèn đuôi)

+ Hệ thống chiếu sáng bên trong xe ( đèn trần, soi sáng capo)

- Căn cứ vào đặc điểm của phân bố chùm ánh sáng trên mặt đường, người ta phân thành 2 loại hệ thống chiếu sáng ngoài:

+ Hệ thống chiếu sáng kiểu châu Âu

Khi làm việc ở chế độ chiếu sáng gần, chùm tia sáng có đặc tính không đối xứng

rõ rệt, giới hạn chùm sáng tối của phần bên phải chùm tia sáng được nâng lên khoảng

15o Để có sự phân bố chùm tia sáng như vậy người ta bố trí thêm tấm chắn 3 nằm bên dưới dây tóc chiếu sáng gần, tầm nhìn của người lái xe có thể đạt tới 75m

1- dây tóc chiếu sáng xa; 2 - dây tóc chiếu sáng gần; 3 - tấm chắn

+ Hệ thống chiếu sáng kiểu châu Mỹ

Ở chế độ chiếu sáng gần, chùm tia sáng vẫn được phân bố đối xứng do đó khả năng quan sát phần đường bên phải của người lái xe kém hơn (50m) và do không có tấm chắn nên làm lóa mắt người lái xe đi ngược chiều lớn hơn so với đèn pha hệ châu Âu

Hình 1.1 Cấu tạo đèn pha hệ châu Âu

1.2 Kết cấu và các thông số cơ bản của hệ thống chiếu sáng

1.2.1 Kết cấu tổng quát của hệ thống chiếu sáng trên ô tô con

Trên ô tô mỗi đèn được bố trí, phân loại theo mục đích khác nhau, chính vì vậy mỗi đèn đều có mỗi chức năng riêng Hình 1.3 mô tả vị trí của các loại đèn trên xe

Hình 1.3 Kết cấu tổng quan của hệ thống chiếu sáng trên ô tô con

1.2.2 Một số hệ thống chiếu sáng cơ bản trên ô tô

Hệ thống đèn chiếu sáng trên xe nhằm thông báo sự có mặt và hướng di chuyển của ô tô cho các phương tiện lưu thông khác biết từ đó nhằm đảm bảo sự an toàn cũng

Hình 1.2 Cấu tạo đèn pha hệ châu Mỹ

1 Dây tóc chiếu sáng xa; 2 Dây tóc chiếu sáng gần

như giao thông đúng luật khi tham gia giao thông của tất cả các phương tiện giao thông trên đường Hệ thống chiếu sáng cơ bản trên ô tô bao gồm:

- Hệ thống đèn pha - cốt

Hệ thống đèn pha có nhiệm vụ chiếu sáng mặt đường khi xe chuyển động trong đêm tối, đảm bảo cho người lái có thể nhìn rõ mặt đường trong một khoảng cách đủ lớn khi xe đang chuyển động với tốc độ cao và kể cả khi gặp xe khác đi ngược chiều Mặt khác cũng yêu cầu tia sáng của đèn pha không làm lóa mắt người lái xe và các phương tiện giao thông khác đi ngược chiều Để thỏa mãn yêu cầu trên đèn pha phải có hai chế

độ chiếu sáng:

Hình 1.4 Đèn pha – cốt

Chiếu sáng xa: khi xe di chuyển với tốc độ cao, trên đường không có xe đi ngược chiều, khoảng đường phía trước xe cần được chiếu sáng ở chế độ này là ( 180-250) m, công suất tiêu thụ (45-70) w

Chiếu sáng gần: khi xe gặp xe đi ngược chiều, khoảng đường cần được chiếu sáng

ở chế độ này là (50-75) m, công suất tiêu thụ (35-40) w

Đèn phanh được bố trí phía sau (ở trên cùng), công suất tiêu thụ khoảng 20w

- Hệ thống đèn khích thước

Khi trời tối, đèn này báo cho lái xe khác biết kích thước của xe mình để lái xe an toàn hơn Đèn này để báo chiều rộng (đôi khi có cả chiều dài và chiều cao như của xe khách và tải) của xe khi gặp nhau hoặc vượt nhau Chúng thường được bố trí ở tai xe có kính màu trắng hoặc vàng đối với đèn phía trước còn màu đỏ với đèn phía sau

Đèn kích thước được bố trí phía trước (trong cùng), công suất tiêu thụ (5-15)w

- Hệ thống đèn sương mù

Là loại đèn có bước sóng ánh sáng thích hợp với điều kiện trời sương mù hoặc mưa Trong trường hợp này thì ánh sáng không bị gãy khúc Trong điều kiện sương mù nếu sử dụng đèn đầu chính có thể tạo ra vùng ánh sáng chói phía trước gây sự trở ngại cho các xe đối diện và người đi đường Nếu sử dụng đèn sương mù sẽ giảm được tình trạng này

Hình 1.6 Đèn kích thước Hình 1.5 Đèn phanh

Đèn sương mù được bố trí phía dưới cảng xe phía trước, công suất thiêu thụ khoảng 12w

Đèn lùi được bố trí phía sau (thường được bố trí nằm giữa đèn phanh và đèn xy nhan), công suất tiêu thụ khoảng 12w

Dùng để thông báo biển số xe khi lưu thông vào ban đêm Đèn kích thước và biển

số thường được điều khiển cùng với công tắc điều khiển đèn pha Các bóng đèn này thường có công suất nhỏ

1.2.3 Các thông số cơ bản của hệ thống chiếu sáng trên ô tô

Theo tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường của phương tiện giao thông

cơ giới đường bộ thì hệ thống chiếu sáng tín hiệu phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Hình 1.10 Đèn cảnh báo

Hình 1.11 Đèn biển số

- Đủ số lượng, đúng với hồ sơ kỹ thuật

- Khi kiểm tra bằng quan sát: dãi sáng xa (pha) không được nhỏ hơn 100m với chiều rộng 4m, sáng gần không được nhỏ hơn 50m, ánh sáng trắng

Các đèn tín hiệu

- Đồng bộ, đủ số lượng, đúng vị trí, lắp ghép chắc chắn

- Riêng đèn xin đường phải có tần số nháy từ 60-120 lần/phút và thời gian khởi động từ lúc bật công tắc đến khi đèn sáng không quá 3 giây

- Khi kiểm tra bằng thiết bị, tiêu chuẩn như bảng sau (Bảng 1.1 Thông số về cường

độ sáng của các đèn trên xe)

Bảng 1.1 Thông số về cường độ sáng của các đèn trên xe

Loại đèn Vị trí Màu sắc Cường độ sáng (cd)

Đèn tín hiệu xin đường

- Khi kiểm tra bằng quan sát: trong điều kiện ánh sáng ban ngày phải nhận biết được tín hiệu rõ ràng ở khoảng cách 20m đối với đèn phanh, đèn xin đường và 10m đối với đèn tín hiệu kích thước, đèn soi biển số

Còi điện

Âm lượng đo ở khảng cách 2m tính từ đầu xe, cao 1,2m không nhỏ hơn 90db (A), không lớn hơn 115db (A)

1.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một số mạch điện hệ thống chiếu sáng

1.3.1 Các chi tiết bảo vệ mạch

- Rơ le

+ Công dụng

Công dụng của rơ le là dùng một năng lượng nhỏ để đóng ngắt nguồn năng lượng lớn hơn Ví dụ như có thể dùng dòng điện 5v, 50mA để đóng ngắt dòng điện 120v,2A + Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Chân số 1 và 2 nối với cực dương của nguồn điện ( chân 1 qua công tắc), chân 4 nối với thiết bị điện (đèn, còi ) chân 3 nối với mass Khi bật công tắc điện từ chân 1 qua cuộn cảm tới chân 3 về mát Cuộn cảm tạo từ trường hút tiếp điểm đóng lại cho dòng điện đi từ chân 2 đến chân 4 tới thiết bị điện Rơ le xy nhan thường chỉ có 3 chân (không

có chân 1)

Hình 1.12 Cấu tạo của rơ le điện từ

- Cầu chì

+ Công dụng

Cầu chì được sử dụng để bảo vệ mạch điện ngắt mạch khi có dòng điện lớn chạy trong dây dẫn hay các thiết bị điện Cầu chì thường đường đặt trước các thiết bị điện Khi một dòng điện vượt quá một cường độ nhất định của cầu chì, thì cầu chì sẽ bị nóng chảy để ngắt mạch điện bảo vệ mạch

+ Cấu tạo

Hình 1.13 Cấu tạo rơ le báo

Hình 1.14 Cấu tạo của cầu chì dẹt

a - Cầu chì bị nóng chảy; b - Cầu chì còn tốt

- Công tắc

+ Công tắc cần

Công tắc có vai trò đóng và mở mạch điện nhằm bật tắt đèn, cũng như vận hành các hệ thống điều khiển Công tắc có một số loại điều khiển bằng tay, trong khi một số loại điều khiển tự động thông qua cảm nhận áp suất dầu hay nhiệt độ

Công tắc cần giúp người điều khiển có thể bật hoặc tắt đèn pha cốt, xy nhan, kích thước

Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật công tắc cần sử dụng trên hệ thống chiếu sáng

Hình 1.15 Công tắc cần

tới các xy lanh phanh ở bánh xe Khi người lái đạp phanh, áp suất dầu hoặc khí tăng lên

ép vào màng đàn hồi làm đóng tiếp điểm đèn phanh làm đèn phanh sáng, (Hình 1.16

mô tả cấu tạo công tắc phanh)

1.3.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một số hệ thống chiếu sáng

- Sơ đồ tổng quan hệ thống chiếu sáng

Hình 1.16 Công tắc đèn phanh

Hình 1.17 Sơ đồ tổng quan hệ thống chiếu sáng

Trên Hình 1.17 trình bày sơ đồ đấu dây của một hệ thống chiếu sáng cơ bản trên

ô tô Cần lưu ý rằng, các bóng đèn được nối song song và các dây mass thường nối chung cho một cụm bóng đèn

- Hệ thống đèn pha – cốt và kích thước

Hệ thống đèn pha có nhiệm vụ chiếu sáng mặt đường khi xe chuyển động trong đêm tối, đảm bảo cho người lái có thể nhìn rõ mặt đường trong một khoảng cách đủ lớn khi xe đang chuyển động với tốc độ cao Còn đèn khích thước báo cho lái xe khác biết kích thước của xe mình để lái xe an toàn hơn

+ Nguyên lý hoạt động

Khi công tắc xoay ở vị trí TAIL, sẽ có dòng điện chạy qua rơ le đèn kích thước, từ (+) ắc quy – W1 – A2 – A11 – mass – (-) ắc quy Dòng điện này làm rơ le kích thước đóng tiếp điểm lại cung cấp điện cho các đèn kích thước

Khi công tắc xoay ở vị trí HEAD, sẽ có dòng điện chạy qua cả hai rơ le đèn kích thước về đèn pha, dòng điện qua rơ le kích thước như cũ nên đèn kích thước vẫn sáng, dòng điện đến rơ le đèn pha như sau:

Hình 1.18 Sơ đồ hệ thống đèn pha-cốt, kích thước trên xe toyota ( Hiace, Previa)

(+) ắc quy – W2 – A13 – H – A11 – (-) ắc quy

Khi có dòng điện đi qua rơ le đèn pha sẽ làm cho tiếp điểm đóng lại, nếu công tắc gạt ở vị trí LOW thì đèn cốt sáng, dòng điện sẽ đi như sau:

(+) ắc quy – W2 – cầu chì – Lo – A12 – A9 – (-) ắc quy

Tương tự khi công tắc gạt ở vị trí HIGH thì sẽ có dòng điện chạy qua dây tóc đèn pha (HI) – A3 – A9 – (-) ắc quy đèn pha sáng

Khi công tắt gạt ở vị trí FLASH dòng điện sẽ đi qua A14 – A9, cho dù công tắc xoay có ở vị trí nào thì đèn pha vẫn sáng

+ Cấu tạo đèn pha và một số loại bóng đèn pha

Cấu tạo đèn pha

Cấu trúc chung của đèn pha tiêu chuẩn được trình bày trên Hình 1.19

1- Kính khuếch tán; 2- Dây tóc bóng đèn; 3- Vít điều chỉnh; 4- Chóa phản chiếu

Đèn pha thấu kính

Đèn pha này sử dụng hiệu quả nguồn sáng bằng cách chuyển đổi ánh sáng thành một cụm nhỏ Nó phát ra ánh sáng tốt cho dù có kích thước nhỏ Nó bao gồm một gương phản xạ ô van và một thấu kính lồi Thấu kính lồi khúc xạ ánh sáng phản xạ bởi gương phản xạ, nhằm phát ra ánh sáng về phía trước

Bóng đèn thường

Dây tóc làm bằng sợi Volfram quấn thành dạng xoắn Khi làm việc do dây tóc bị nung nóng tới 30000K vật liệu Volfram dễ bị bốc hơi, bám vào làm đen bề mặt thủy tinh bóng đèn và làm giảm độ sáng của đèn Để hạn chế khả năng bốc hơi của dây Volfram người ta nạp khí trơ (hỗn hợp 96% Argon, 4% Nitơ hoặc hỗn hợp khí Xenon và Cripton) vào bóng đèn

Hình 1.20 Đèn pha phản xạ đa hướng

Hình 1.21 Đèn pha thấu kính

Hình 1.22 Bóng đèn thường

Đèn Halogen

Bóng đèn halogen chứa khí halogen, chất này tạo một quá trình hóa học khép kín Halogen kết hợp với Volfram hoặc Tungsten bay hơi ở dạng khí thành hỗn hợp khí, nó không bám vào võ thủy tinh như bóng đèn thường mà sự chuyển động đối lưu sẽ mang khí này trở về vùng nhiệt độ cao xung quanh dây tóc Tại đây hỗn hợp khí được tách thành hai chất: Volfram bám trở lại dây tốc còn khí halogen được giải phóng để trở lại khí ban đầu, bên trong ngoài khí trơ ra còn có khí halogen hoặc hợp chất của chúng với brome Đèn halogen có kích thước nhỏ hơn các đèn thông thường, có độ chói cao hơn

và không có hiện tượng bốc hơi Volfram trong bóng đèn Bóng halogen làm bằng thủy tinh thạch anh có thể chịu nhiệt độ tới 9000K và có khoảng cáh chiếu xa tới 400m

Hình 1.23 Cấu tạo bóng đèn Halogen

1- Thạch anh; 2- dây tóc tim cốt; 3- dây tốc tim pha; 4,5- đuôi đèn

Đèn xenon

Hình 1.24 Cấu tạo bóng đèn xenon

Ống huỳnh quang có chứa khí xenon, thủy ngân và các muối kim loại halogen Khi đặt một điện áp cao giữa các điện cực làm bắn các electron và các nguyên tử kim loại va đập vào nhau làm phóng điện, giải phóng năng lượng tạo ra ánh sáng, làm sáng đèn So với loại bóng đèn halogen thông thường, nó phát ra ánh sáng trắng sáng hơn 2 đến 3 lần, đồng thời tiêu thụ ít năng lượng Nó sử dụng điện áp cao khoảng 20,000 V để phát ra ánh sáng Phải thao tác với bóng đèn cẩn thận khi thay thế, do phần kính có thể rất nóng

và phần điện cực có điện áp cao

Hệ thống đèn sương mù

Đèn sương mù có bước sóng ánh sáng thích hợp với điều kiện trời sương mù hoặc mưa Trong trường hợp này thì ánh sáng không bị gãy khúc Trong điều kiện sương mù nếu sử dụng đèn đầu chinh có thể tạo ra vùng ánh sáng chói phía trước gây sự trở ngại cho các xe đối diện và người đi đường Nếu sử dụng đèn sương mù sẽ giảm được tính trạng này

Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn sương mù được thể hiện ở hình 1.25 trang bên

Hình 1.25 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn sương mù

Hệ thống đèn xy nhan và đèn cảnh báo Hazard

Hệ thống đèn xy nhan dùng để báo hiệu khi xe rẽ trái hay phải hoặc chuyển hướng

Có 2 loại bộ tạo nháy xy nhan cơ bản là bộ tạo nháy kiểu điện từ ( sử dụng điện trở đốt nóng tiếp điểm kiểu lưỡng kim, và bộ tạo nháy kiểu điện tử ( sử dụng IC nháy có phần

tử dao động là mạch dao động gồm các transistor) Nhưng hiện nay phần lớn các xe hiện đại dùng bộ tạo nháy kiểu điện tử

Hình 1.26 trang bên mô tả sơ đồ mạch điện hệ thống đèn xy nhan sử dụng bộ tạo nháy kiểu điện tử

Hình 1.26 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn xy nhan

Nguyên lý hoạt động:

Trên sơ đồ IC nháy có phần tử dao động là mạch dao động sử dụng 2 Transistor T1 và T2 Chu kỳ dao động do sự phóng nạp của 2 tụ điện mắc nối tiếp vào cực B của T2 Transistor T3 được kích mở bởi T2, điều khiển đóng ngắt cuộn L, từ đó tiếp điểm K của L sẽ thực hiện thông mạch cấp điện cho cụm công tắc điều khiển đèn xy nhan và đèn cảnh báo Hazard

Khi công tắc xy nhan gạt về phía trước (RIGHT) hoặc về phía sau ( LEFT) tiếp điểm K đóng ngắt liên tục làm đèn xy nhan phải/ trái nháy

Nếu có bát kỳ bóng đèn xy nhan nào bị cháy sẽ làm tải tác dụng lên rơ le nháy giảm xuống dẫn đến thời gian phóng nạp của cặp tụ điện trở nên nhanh hơn bình thường

Vì vậy tần số nháy đèn báo trên táp lô nhanh hơn báo cho lái xe biết có bóng bị cháy Khi bật công tắc cảnh báo ( Hazard) sang vị trí ON tất cả các đèn xy nhan đều được cấp điện qua tiếp điểm K sẽ nháy đồng loạt

1.4 Hệ thống chiếu sáng thông minh AFS (Adaptive Front light System)

1.4.1 Giới thiệu chung về hệ thống chiếu sáng thông minh

Hệ thống chiếu sáng thông minh ra đời nhằm khắc phục hiện tượng thiếu ánh sáng khi xe vào cua hoặc chạy trên những con đường khúc khuỷu, khi đó đèn chiếu sáng thông thường không đảm nhận được việc chiếu sáng ở những góc gần bên phải hoặc bên trái của chiếc xe, tình trạng thường xuyên đối mặt với những vùng tối đột ngột xuất hiện trước mũi xe làm cho tài xế cực kỳ căng thẳng, khả năng gây tai nạn cao, đơn giản là không kịp nhìn thấy mặt đường trong các khúc cua tối Chính vì thế mà hệ thống đèn mắt liếc đã ra đời để khắc phục hiện tượng đó

Vào năm 2002 thì hệ thống đèn liếc tĩnh của Hella được gắn trên chiếc Audi A8 để thử nghiệm Và Audi A8 là chiếc xe đầu tiên trên thế giới được trang bị hệ thống đèn liếc tĩnh Và Hella, nhà sản xuất đèn chiếu sáng xe hơi tên tuổi tin rằng trong năm 2005

sẽ hoàn thành thủ tục để hệ thống chiếu sáng thông minh có mặt trên toàn thế giới Hệ thống đèn liếc động đã được cải tiến thay thế cho hệ thống đèn liếc tĩnh

Hình 1.28 là một số hình ảnh thể hiện sự khác biệt giữa hệ thống chiếu sáng thường

và hệ thống chiếu sáng thông minh

a- Hệ thống chiếu sáng thường; b- hệ thống chiếu sáng thông minh

Hệ thống chiếu sáng thông minh giúp người lái có thể nhìn thấy vật cản xung quanh khi vào cua

Đèn bi liếc được tích hợp bởi 2 mô tơ có thể quay trái và phải theo các tín hiệu cảm biến góc lái gắn ở vô lăng, tín hiệu tốc độ xe và tín hiệu đèn xy nhan

Hình 1.28 Hệ thống chiếu sáng thông minh trên ô tô

Hình 1.29 Đèn bi liếc trên ô tô hiện đại

1.4.2 Hệ thống đèn liếc tĩnh

1.4.2.1 Khái niệm

Đèn liếc tĩnh hiểu đơn giản như có một đèn được lắp phụ thêm bên đèn cốt, có 3

yếu tố để quyết định việc mở hay tắt của chiếc đèn liếc này và đảm bảo rằng đèn này

chỉ được kích hoạt khi vào cua gấp hoặc rẽ phải hay rẽ trái, ba yếu tố đó là:

- Tốc độ xe chạy

- Góc đánh tay lái

- Tình trạng của đèn xi nhan (bật hay tắt)

Như vậy khi xe đang chạy nhanh và chuyển làn xe, đèn liếc không được kích hoạt,

dù rằng đèn xy nhan có bật theo hướng mong muốn Chỉ khi góc đánh lái đủ lớn tốc độ không nhanh quá cộng với việc đèn xy nhan được bật thì hệ thống này mới hoạt động

Hình 1.30 Hệ thống đèn liếc tĩnh

a- Hệ thống chiếu sáng thường; b- Hệ thống chiếu sáng đèn liếc tĩnh

1.4.2.2 Cấu tạo

Gồm 2 đèn góc cua (Hình 1.31.) bố trí cạnh đèn cốt và mạch cảm biến (Hình 1.32)

Cấu tạo vị trí của đèn liếc tĩnh

Đèn liếc tĩnh được gắn liền với mô tơ tích hợp cảm biến đặt ngay cạnh đèn cốt để tăng thêm khoảng chiếu sáng mặt đường cho người lái

Cấu tạo của cảm biến

1- Tín hiệu góc lái; 2- tín hiệu đèn xy nhan; 3-tín hiệu tốc độ xe

Hình 1.31 Cấu tạo vị trí của đèn liếc tĩnh

Hình 1.32 Cấu tạo của mạch cảm biến đèn liếc tĩnh