Đồ án sa bàn đo kiểm gạt nước rửa kính Mitsubishi Grandis - ĐH Vinh

Tổng hợp đồ án tốt nghiệp hệ thống gạt nước rửa kính ô tô. Phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động, sơ đồ mạch điện và quy trình chẩn đoán hư hỏng chi tiết.

• Tác giả: Võ Văn Thắng
• Người hướng dẫn: TS. Trịnh Ngọc Hoàng
• Trường học: Trường Đại học Vinh
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
• Đề tài: Chế tạo sa bàn và xây dựng quy trình đo kiểm hệ thống gạt nước rửa kính trên xe Mitsubishi Grandis 2005
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Nghệ An

Tóm tắt

I. Tổng quan về hệ thống gạt nước rửa kính ô tô

Hệ thống gạt nước rửa kính ô tô là bộ phận quan trọng đảm bảo tầm nhìn cho người lái trong điều kiện thời tiết xấu như mưa, bụi bẩn hoặc tuyết. Hệ thống này bao gồm các thành phần chính như mô-tơ gạt, cần gạt, bơm nước rửa kính, công tắc điều khiển và dây dẫn điện. Nguyên lý hoạt động dựa trên cơ chế truyền động từ mô-tơ tới cần gạt thông qua thanh truyền, kết hợp với hệ thống phun nước để làm sạch kính. Hệ thống hoạt động theo ba chế độ cơ bản: gạt chậm, gạt nhanh và rửa kính. Hiệu suất của hệ thống phụ thuộc vào chất lượng linh kiện, mạch điện điều khiển và quy trình bảo dưỡng định kỳ.

1.1. Cấu tạo hệ thống gạt nước rửa kính

Hệ thống gạt nước rửa kính gồm bốn bộ phận chính: mô-tơ gạt, cần gạt, bơm nước rửa kính và công tắc điều khiển. Mô-tơ gạt thường được lắp đặt phía dưới kính chắn gió, truyền động qua thanh truyền tới cần gạt. Cần gạt có nhiệm vụ quét nước trên bề mặt kính, thường được làm từ cao su chịu nhiệt. Bơm nước rửa kính nằm trong bình chứa dung dịch rửa, hoạt động khi người lái kích hoạt chế độ rửa kính. Công tắc điều khiển cho phép người lái chọn chế độ gạt (chậm, nhanh) hoặc rửa kính.

1.2. Nguyên lý hoạt động cơ bản

Khi người lái kích hoạt công tắc gạt, dòng điện từ acquy được truyền tới mô-tơ gạt thông qua mạch điều khiển. Mô-tơ quay, truyền động tới cần gạt qua thanh truyền, khiến cần gạt di chuyển qua lại trên kính. Trong chế độ rửa kính, bơm dung dịch từ bình chứa phun lên kính, sau đó cần gạt sẽ quét sạch dung dịch. Hệ thống dừng hoạt động khi người lái tắt công tắc hoặc khi mô-tơ đạt đến vị trí dừng tự động nhờ cảm biến. Tốc độ gạt có thể thay đổi thông qua công tắc điều khiển.

II. Những vấn đề thường gặp ở hệ thống gạt nước rửa kính

Hệ thống gạt nước rửa kính thường gặp các sự cố như cần gạt không hoạt động, tốc độ gạt chậm hoặc không đều, tiếng ồn bất thường từ mô-tơ, hoặc tình trạng rò rỉ dung dịch rửa kính. Nguyên nhân phổ biến bao gồm: hỏng mô-tơ, đứt dây điện, tắc nghẽn đường ống dẫn dung dịch, hoặc mòn cao su cần gạt. Đặc biệt, trong điều kiện thời tiết lạnh giá, dung dịch rửa kính có thể đông đặc, gây tắc nghẽn hệ thống. Ngoài ra, sự cố từ mạch điện điều khiển như cầu chì bị cháy hoặc tiếp xúc kém cũng ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống.

2.1. Nguyên nhân gây hỏng hóc

Hỏng hóc thường xuất phát từ ba nguyên nhân chính: cơ khí, điện và hóa chất. Cơ khí bao gồm mòn cần gạt, gãy thanh truyền hoặc trục mô-tơ bị kẹt. Điện liên quan đến đứt dây dẫn, hỏng cầu chì, hoặc tiếp xúc kém tại giắc nối. Hóa chất gây tắc nghẽn đường ống dẫn dung dịch do cặn bẩn hoặc dung dịch đông đặc. Ngoài ra, môi trường hoạt động khắc nghiệt như nhiệt độ cao, bụi bẩn cũng làm giảm tuổi thọ linh kiện.

2.2. Triệu chứng nhận biết sự cố

Người lái có thể nhận biết sự cố thông qua các triệu chứng như: cần gạt hoạt động không đều, phát ra tiếng kêu lạch cạch, dung dịch rửa không phun ra, hoặc tốc độ gạt chậm hơn bình thường. Trong trường hợp nghiêm trọng, hệ thống hoàn toàn không hoạt động khi kích hoạt công tắc. Một số triệu chứng khác bao gồm mùi khét từ mô-tơ hoặc rò rỉ dung dịch dưới gầm xe. Việc phát hiện sớm triệu chứng giúp ngăn ngừa hỏng hóc nặng hơn.

III. Phương pháp khắc phục và bảo dưỡng hệ thống

Để duy trì hiệu suất hoạt động, hệ thống gạt nước rửa kính cần được kiểm tra định kỳ theo quy trình bảo dưỡng. Các bước khắc phục bao gồm thay thế linh kiện hỏng, vệ sinh hệ thống, và kiểm tra mạch điện. Trước tiên, cần xác định nguyên nhân gây hỏng thông qua quan sát và đo kiểm bằng thiết bị chuyên dụng. Sau đó, tiến hành sửa chữa như thay thế mô-tơ, cần gạt, hoặc dung dịch rửa kính. Bảo dưỡng định kỳ bao gồm kiểm tra mức dung dịch, vệ sinh cần gạt, và tra dầu mỡ cho trục mô-tơ.

3.1. Quy trình sửa chữa cơ bản

Quy trình sửa chữa bắt đầu bằng việc ngắt nguồn điện và tháo rời các bộ phận cần sửa. Đối với mô-tơ hỏng, cần thay thế bằng sản phẩm tương thích về điện áp và công suất. Cần gạt mòn cần được thay thế để đảm bảo tiếp xúc tốt với kính. Đường ống dẫn dung dịch bị tắc cần được vệ sinh hoặc thay thế. Sau khi sửa chữa, tiến hành kiểm tra hoạt động bằng cách kích hoạt hệ thống trong điều kiện khô ráo.

3.2. Kỹ thuật bảo dưỡng định kỳ

Bảo dưỡng định kỳ bao gồm kiểm tra mức dung dịch rửa kính mỗi tháng và bổ sung khi cần thiết. Cần vệ sinh cần gạt bằng dung dịch chuyên dụng để loại bỏ cặn bẩn. Định kỳ tra dầu mỡ vào trục mô-tơ để giảm ma sát. Kiểm tra mạch điện như cầu chì, giắc nối và dây dẫn mỗi sáu tháng. Ngoài ra, trong mùa đông, nên sử dụng dung dịch rửa kính chống đông để ngăn ngừa tắc nghẽn.

IV. Ứng dụng và xu hướng phát triển công nghệ

Hệ thống gạt nước rửa kính đang trải qua những cải tiến đáng kể nhờ công nghệ cảm biến và điều khiển điện tử. Các mẫu xe mới tích hợp cảm biến mưa tự động kích hoạt hệ thống khi phát hiện giọt nước, loại bỏ sự cần thiết của công tắc thủ công. Ngoài ra, cần gạt thông minh với bề mặt phủ nano giúp chống bám bẩn và tăng tuổi thọ. Công nghệ LED chiếu sáng tích hợp vào cần gạt cải thiện tầm nhìn ban đêm. Xu hướng tương lai là hệ thống gạt hoàn toàn tự động, tích hợp trí tuệ nhân tạo để dự đoán nhu cầu vệ sinh kính dựa trên điều kiện môi trường.

4.1. Công nghệ gạt nước hiện đại

Công nghệ gạt nước hiện đại bao gồm hệ thống cảm biến mưa tự động, có khả năng phát hiện giọt nước và kích hoạt hệ thống trong vòng 0,5 giây. Cần gạt thông minh sử dụng vật liệu phủ nano, chống bám bẩn và giảm ma sát. Một số mẫu xe cao cấp tích hợp đèn LED vào cần gạt, chiếu sáng vùng quét để cải thiện tầm nhìn. Hệ thống điều khiển điện tử cho phép điều chỉnh tốc độ gạt theo cường độ mưa, tối ưu hóa hiệu suất.

4.2. Tương lai của hệ thống gạt nước

Tương lai của hệ thống gạt nước hướng tới tích hợp trí tuệ nhân tạo, có khả năng dự đoán nhu cầu vệ sinh kính dựa trên dữ liệu môi trường. Hệ thống gạt hoàn toàn tự động sẽ hoạt động khi phát hiện bụi bẩn hoặc giọt nước, mà không cần sự can thiệp của người lái. Ngoài ra, vật liệu mới như cao su tự phục hồi sẽ tăng tuổi thọ lên gấp đôi. Công nghệ in 3D cũng cho phép sản xuất cần gạt tùy chỉnh theo hình dạng kính, tối ưu hóa hiệu suất vệ sinh.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tổng quan Ngày nay, nền công nghiệp ô tô thế giới nói chung và nền công nghiệp ô tô Việt Nam nói riêng ngày càng lớn mạnh. Nhiều hãng xe, thƣơng hiệu với nhiều mẫu mã, chủng loại với kỹ thuật tiên tiến lần lƣợt đƣợc ra đời. Bên cạnh đó, khoa học kỹ thuật và kinh tế không ngừng phát triển, làm cho mức sống của ngƣời dân đƣợc nâng lên rõ rệt, thể hiện ở chỗ nhu cầu ngày một tăng cao.

Đặc biệt, về nhu cầu đi lại, vận chuyển hàng hóa cũng gia tăng chóng mặt. Điều đó buộc các nhà sản xuất và cung cấp các phƣơng tiện giao thông phải cho ra đời nhiều sản phẩm hơn, với những chủng loại mẫu mã đa dạng và hoàn thiện hơn. Hiện nay thì vấn đề trang bị trên ô tô là tiêu chí chính để đánh giá một chiếc xe hơi cao cấp. Ô tô ngày nay là tập hợp của những hệ thống tiện nghi an toàn tiên tiến với mục đích tạo cảm giác thoải mái nhất đối với ngƣời lái xe và nâng cao tính an toàn trong khi di chuyển.

Một số hệ thống tiện nghi an toàn đƣợc trang bị phổ biến trên xe hiện nay phải kể đến nhƣ: Hệ thống phanh chống bó cứng (ABS), hệ thống chống trƣợt (ASR), hệ thống phân bố lực phanh (EBD), hệ thống gạt nƣớc rửa kính,…. Trong đó hệ thống gạt nƣớc rửa kính của ô tô là một bộ phận không thể thiếu trong quá trình xe di chuyển dƣới điều kiện thời tiết xấu nhƣ mƣa, sƣơng mù hoặc có nhiều bụi bẩn, bùn đất kính chắn gió của xe sẽ bị làm mờ bẩn gây giảm tầm nhìn của lái xe. Hệ thống gạt nƣớc rửa kính có tác dụng gạt nƣớc mƣa, phun nƣớc rửa bụi bẩn bám trên kính đảm bảo tầm nhìn tốt nhất cho ngƣời lái, góp phần tăng tính an toàn trong quá trình lƣu thông trên đƣờng. Lí do chọn đề tài Căn cứ vào tình hình thực tế hiện tại của Nhà trƣờng, chƣa có sa bàn của hệ thống gạt nƣớc rửa kính tại xƣởng thực hành Công nghệ kỹ thuật ô tô để phục vụ việc giảng dạy và học tập của sinh viên.

Chế tạo sa bàn giúp thuận lợi cho việc đo kiểm và cho ra kết quả nhanh chóng nên thuận lợi cho quá trình xác định các thông 9 số của hệ thống. Việc chế tạo sa bàn hệ thống gạt nƣớc rửa kính cũng giúp cho bản thân sinh viên thực hiện hiểu rõ hơn về hệ thống và rèn luyện các kĩ năng cần thiết cho sinh viên ngành Công nghệ kĩ thuật ô tô. Ngoài ra, việc thực hiện đề tài tốt nghiệp lần này cũng là dịp để chúng tôi nâng cao kỹ năng nghề nghiệp, khả năng nghiên cứu độc lập và phƣơng pháp giải quyết các vấn đề. Bản thân sinh viên không ngừng vận động để giải quyết những tình huống phát sinh, điều đó một lần nữa giúp cho sinh viên nâng cao kiến thức chuyên ngành.

Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi đã chọn đề tài: “Chế tạo sa bàn và xây dựng quy trình đo kiểm hệ thống gạt nƣớc rửa kính trên xe Mitsubishi Grandis 2005”. Mục tiêu đồ án Đồ án “Chế tạo sa bàn và xây dựng quy trình đo kiểm hệ thống gạt nƣớc rửa kính trên xe Mitsubishi Grandis 2005” đƣợc nhóm 4 thực hiện nhằm mục đích thiết kế và chế tạo sa bàn đo kiểm có kết nối cơ động với xe để công việc đo kiểm hệ thống gạt nƣớc rửa kính trên xe Mitsubishi Grandis 2005 diễn ra một cách đơn giản nhất, qua đó giúp các thành viên trong nhóm nắm vững kiến thức về việc khảo sát, đo kiểm hệ thống gạt nƣớc rửa kính, từ đó sinh viên thực hiện có thể hoàn thiện các kỹ năng kiểm tra, đo kiểm một hệ thống cụ thể trên xe ô tô. Ngoài ra, nhóm cũng mong muốn có thể chế tạo ra một sa bàn đo kiểm hệ thống gạt nƣớc rửa kính trên xe Mitsubishi Grandis 2005 một cách khoa học và chi tiết để có thể đƣợc ứng dụng vào việc giảng dạy của bộ môn Công nghệ kỹ thuật ô tô. Tình hình nghiên cứu, chế tạo ở các cơ sở giáo dục khác Việc nghiên cứu và chế tạo mô hình sa bàn các hệ thống trên xe ô tô để phục vụ việc học tập và nghiên cứu đang phổ biến ở các trƣờng đại học.

Cụ thể ở các trƣờng nhƣ Trƣờng Đại học Giao thông Vận tải Hà Nội, Trƣờng Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh,. đều có mô hình các hệ thống nhƣ hệ thống chiếu sáng và tín hiệu, hệ thống điều hòa không khí,. Tuy nhiên các sa bàn đƣợc chế tạo 10 sẵn và phục vụ sinh viên trong việc đo kiểm, thực hành. Số lƣợng sinh viên tự nghiên cứu thiết kế và chế tạo sa bàn khá ít và hầu nhƣ không có.

Hiện nay, chƣa có tài liệu nào của sinh viên các trƣờng đại học về đề tài chế tạo và xây dựng quy trình đo kiểm hệ thống gạt nƣớc rửa kính nói chung và hệ thống gạt nƣớc rửa kính trên xe Mitsubishi Grandis 2005 nói riêng. Phƣơng pháp nghiên cứu Trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài chúng tôi đã sử dụng phƣơng pháp nghiên cứu chủ yếu là phƣơng pháp thực nghiệm và phƣơng pháp chuyên gia. Trong đó, phƣơng pháp thực nghiệm đƣợc chúng tôi vận dụng để chế tạo sa bàn, để đo kiểm các thông số trên sa bàn, phƣơng pháp chuyên gia đƣợc nhóm chúng tôi vận dụng để tham vấn của các chuyên gia, các kỹ sƣ trong ngành kỹ thuật ô tô, các thầy giáo trong bộ môn Công nghệ kỹ thuật ô tô Trƣờng Đại học Vinh về tình trạng của hệ thống, nguyên lý hoạt động,. Ngoài ra chúng tôi còn tra cứu trong các tài liệu, giáo trình kỹ thuật, sách vở, đặc biệt là trong tài liệu hƣớng dẫn của hãng Mitsubishi.

Nghiên cứu, tìm kiếm thông tin trên Internet, các website trong và ngoài nƣớc. Từ đó so sánh, chắt lọc và lựa chọn những thông tin cần thiết. MÔ TẢ HỆ THỐNG GẠT NƢỚC RỬA KÍNH TRÊN XE MITSUBISHI GRANDIS 2005 1. Hệ thống gạt nƣớc rửa kính trên xe ô tô 1.

Lịch sử hình thành và phát triển của hệ thống gạt nước Sự tồn tại của bất kì hệ thống nào đều có lí do hoặc nguyên lý của nó. Hệ thống gạt nƣớc rửa kính cũng có lịch sử hình thành và phát triển riêng. Nó đƣợc ra đời do những nhu cầu tất yếu của việc muốn quan sát tầm nhìn tốt hơn mà không phải dừng xe lại để lau chùi một cách cơ học. Vào năm 1903, khi đi trong thành phố New York, ngƣời phụ nữ mang tên Mary Anderson nhận ra rằng, thỉnh thoảng tài xế lại phải dừng xe, cầm chiếc khăn để lau hơi nƣớc và tuyết phủ trên mặt kính.

Vì thế, bà đƣa ra ý tƣởng cần phải tạo ra một cái gì để giúp họ không cần dừng xe mà vẫn gạt đƣợc tuyết và giữ tầm nhìn. Về nhà, Anderson thiết kế hệ thống cần gạt nƣớc đầu tiên. Không lâu sau đó vào năm 1905, nƣớc Mỹ đã trao cho bà bằng phát minh sáng chế về dụng cụ cần gạt nƣớc này. Bà Mary Anderson (1866-1953) và mô hình cần gạt nƣớc do bà phát minh vào năm 1903 [2] Cơ cấu hoạt động của chổi gạt mƣa này khá đơn giản.

Anderson dùng hai cần gạt gắn trên thân xe và tiếp xúc với mặt kính bằng lƣỡi gạt, bên trong buồng lái đƣợc kết nối với cơ cấu truyền động kiểu tay quay. Khi cần ngƣời lái xe quay tay 12 nắm đặt trong khoang xe. Tuy nhiên, cần gạt chỉ thực sự đƣợc biết đến vào năm 1916 và trở thành thiết bị tiêu chuẩn cho các dòng xe ở Mỹ. Nhờ công nghệ sản xuất hàng loạt Model T của Herry Ford, ô tô trở nên gần gũi với ngƣời tiêu dùng.

Trƣớc Anderson, có nhiều ngƣời cũng nghĩ ra đƣợc ý tƣởng đó, tuy nhiên cách tạo ra vị trí lắp đặp của thiết bị lúc đó là nằm trên kính chắn gió, cản trở tầm nhìn của lái xe, nên khi đƣa ra ý tƣởng, nó bị loại ngay vì cơ cấu truyền động phức tạp và khó quay. Với Anderson, cần gạt đƣợc thiết kế nằm dƣới chân kính chắn gió. Cơ cấu và nguyên lý hoạt động đƣợc sử dụng cho đến ngày nay.[3] Trên một chiếc xe ô tô ngày nay hệ thống gạt nƣớc còn có thêm chức năng gạt nƣớc tự động. Một hệ thống cần gạt nƣớc cảm biến tự động có thể phát hiện mƣa trên kính chắn gió để bật hệ thống gạt nƣớc một cách phù hợp.

Khi hệ thống làm việc sẽ giúp giảm thiểu thời gian ngƣời lái xe rời tay ra khỏi tay lái. Hệ thống này phát hiện những giọt mƣa trên kính chắn gió, tự động bật và điều chỉnh hệ thống gạt nƣớc tƣơng ứng với mức độ mƣa. Một số xe đƣợc trang bị chức năng gạt nƣớc tự động nhƣ Huyndai Santafe 2021 [4], Toyota Cross 2021 [5],. Các chi tiết chính của hệ thống gạt nước rửa kính trên xe ô tô Hệ thống gạt nƣớc rửa kính trên xe ô tô gồm những bộ phận cơ bản sau: Hình 1.

Các bộ phận của hệ thống gạt nƣớc rửa kính trên ô tô 13 1. Cần gạt nƣớc phía trƣớc. Mô-tơ và cơ cấu dẫn động gạt nƣớc phía trƣớc. Vòi phun rửa kính phía trƣớc.

Bình chứa nƣớc. Công tắc gạt nƣớc và rửa kính. Cần gạt nƣớc phía sau. Mô-tơ gạt nƣớc phía sau.

Rơ-le điều khiển gạt nƣớc phía sau. Nguyên lý hoạt động chung * Nguyên lý hoạt động khi công tắc gạt nƣớc rửa kính ở vị trí LOW (thấp) đƣợc thể hiện nhƣ hình 1.3 dƣới đây: Hình 1. Sơ đồ mạch điện tổng quát của hệ thống gạt nƣớc rửa kính khi bật công tắc ở vị trí LOW 14 Khi công tắc gạt nƣớc đƣợc bật về vị trí tốc độ thấp hoặc vị trí gạt sƣơng, dòng điện từ cực dƣơng ắc quy đi đến công tắc gạt nƣớc rửa kính ở chế độ thấp/gián đoạn và đi đến chân +1 của mô-tơ gạt nƣớc và sau đó đi qua mô-tơ và đi đến chân E của mô-tơ gạt nƣớc và đi về mát thân xe. Lúc này gạt nƣớc hoạt động ở tốc độ thấp.

* Nguyên lý hoạt động khi công tắc gạt nƣớc ở vị trí HIGH (cao) đƣợc thể hiện nhƣ hình 1.4 dƣới đây: Hình 1. Sơ đồ mạch điện tổng quát của hệ thống gạt nƣớc rửa kính khi bật công tắc ở vị trí HIGH Khi công tắc gạt nƣớc đƣợc bật về vị trí HIGH (cao), dòng điện từ cực dƣơng ắc quy đi đến công tắc gạt nƣớc rửa kính ở chế độ cao và đi đến chân +2 của mô-tơ gạt nƣớc và sau đó đi qua mô-tơ và đi đến chân E của mô-tơ gạt nƣớc và đi về mát thân xe. Lúc này gạt nƣớc hoạt động ở tốc độ cao.