CHƯƠNG 1. Sự phát triển của công nghệ ô tô hiện đại, thực trạng các mô hình phục vụ đào tạo tại trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP HCM Ngày nay, khi mà khoa học kĩ thuật đang phát triển mạnh mẽ thì những ứng dụng tiên tiến trên ô tô ngày càng nhiều và không ngừng cải tiến, đổi mới sau mỗi đợt sản xuất và đây là xu hướng phát triển của tương lai. So với những chiếc xe hơi từ những năm 1960 trở về trước, những chiếc ô tô hiện đại ngày nay khá phức tạp, mọi hệ thống được tối ưu hoá với những hệ thống điều khiển và kiểm soát bằng điện tử. Ở Việt Nam hiện nay, số lượng ô tô hiện đại ngày càng tăng lên đòi hỏi lực lượng kỹ sư sửa chữa phải liên tục cập nhật kiến thức để bắt kịp với xu hướng thời đại.
Đối với sinh viên còn đang học tập hay mới tốt nghiệp thì các công nghệ các hệ thống điện tử thông minh trên ô tô còn rất mới mẻ. Vì vậy, để có được đội ngũ sinh viên ra trường có thể nắm bắt kịp thời các công nghệ mới trên ô tô thì việc cập nhật kiến thức mới là hết sức cần thiết. Khoa Cơ Khí Động Lực thuộc trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã trải qua hơn 50 năm xây dựng và phát triển, có bề dày về truyền thống và đã khẳng định được thương hiệu, vị thế cao trong các trường đại học. Là một trong những khoa đầu ngành về đào tạo ngành Công nghệ Kỹ thuật ô tô trong hệ thống các trường kỹ thuật cả nước.
Hiện nay, mặc dù khoa đã chú trọng vào công tác đầu tư các trang thiết bị, mô hình dạy học mang tính thực tiễn và thẩm mỹ cao nhưng số lượng mô hình dạy học dành cho bộ môn Điện tử ô tô còn ít và chưa được đa dạng. Đa phần là các mô hình hệ thống điện nhỏ và rời rạc, chưa có sự liên kết với nhau. Bên cạnh đó, hầu hết các mô hình là mô phỏng cho các hệ thống điện trên xe Toyota, Honda, chưa được đa dạng về chủng loại. Lý do chọn đề tài Trong bối cảnh ngành ô tô thế giới nói chung và ngành ô tô Việt Nam nói riêng, sự phát triển mạnh mẽ với việc ứng dụng ngày càng nhiều những thành tựu công nghệ trên ô tô và việc trang bị các thiết bị điện tử hiện đại trên ô tô là tiêu chí chính để đánh giá một chiếc xe thuộc phân khúc cao cấp.
Với những yêu cầu về đào tạo những xe đời mới nhưng với lượng mô hình hiện có của bộ môn Điện ô tô chưa đủ để đáp ứng. Nhận thấy hệ thống điện thân xe hiện nay được điều khiển hoàn toàn bằng hộp BCM với nhiều ưu việt nhưng chưa được cập nhật trong 1 chương trình thực tập cho sinh viên tại khoa, chúng em quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu, thực hiện mô hình hệ thống điện thân xe điều khiển bằng BCM trên xe Chevrolet Captiva” dùng trên dòng xe Chevrolet. Mô hình hệ thống này giúp cho các buổi học thực tập của sinh viên thêm phần trực quan, thực tế. Đồng thời mô hình sẽ giúp sinh viên hiểu thêm về hệ thống điện thân xe hiện đại ngày nay, khắc sâu thêm về kiến thức về đào tạo, nguyên lý làm việc của từng hệ thống điện thân xe.
Mô hình hệ thống điện thân xe được điều khiển toàn bộ bằng hộp BCM là công cụ đắc lực phục vụ cho công việc dạy học trong nhà trường, mang lại nhiều thế mạnh cho việc tìm hiểu của sinh viên thế hệ tiếp theo. Mục tiêu Đề tài nghiên cứu các đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc và phương pháp kiểm tra hư hỏng hệ thống điện thân xe được điều khiển bằng BCM. Từ đó phân tích, thiết kế, chế tạo mô hình. Sản phẩm của đề tài là tài liệu thuyết minh và mô hình thực hành cho sinh viên chuyên ngành ô tô, giúp sinh viên cập nhật kiến thức mới, nâng cao kỹ năng.
Đối tượng nghiên cứu Lên ý tưởng, thiết kế cơ khí, chọn lựa các hệ thống phù hợp để đưa vào mô hình hệ thống điện thân xe điều khiển bằng BCM. Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động và kiểm tra hư hỏng. Lắp đặt các thiết bị và làm hệ thống hoạt động theo BCM. Biên soạn, thuyết minh hợp lý, khoa học về cơ sở lý thuyết, nguyên lý hoạt động của mô hình.
Phạm vi nghiên cứu Do giới hạn về thời gian, kinh phí và điều kiện thực tế trên mô hình nên đề tài chỉ tập trung nghiên cứu các hệ thống điện thân xe cơ bản như hệ thống đèn chiếu sáng, hệ thống đèn tín hiệu, hệ thống gạt nước rửa kính và hệ thống khóa cửa. Vì khó khăn trong vấn đề đáp ứng các yêu cầu của hệ thống trên mô hình nên đề tài sẽ không nghiên cứu các hệ thống còn lại: điều hoà không khí, gập gương, hệ thống nâng hạ kính. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống của hệ thống điện thân xe. Nghiên cứu các sơ đồ mạch điện của các hãng xe sử dụng hộp BCM.
2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống điện thân xe điều khiển bằng BCM. Phạm vi ứng dụng của đề tài Mô hình được sử dụng trong việc dạy và học. Sinh viên các lớp thực tập có thể cho mô hình hoạt động, kết hợp với hướng dẫn của giảng viên có thể hiểu rõ nguyên lý hoạt động của hệ thống điện thân xe điều khiển bằng BCM. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE 2.
Tổng quan về hệ thống điện thân xe Công nghệ và kỹ thuật ô tô ngày càng phát triển, các hãng xe chạy theo và nhanh chóng hoàn thiện các thiết bị đi kèm trên xe với mức độ tự động hóa, hiện đại hóa ngày càng cao. Yêu cầu về mặt tiện nghi, an toàn dần trở thành một trong những điều thiết yếu để một chiếc xe có thể lăn bánh, chúng dần được cải thiện và trang bị để trở nên phức tạp hơn nhưng tiện lợi hơn cho người sử dụng. Hệ thống điện thân xe là một tập hợp các trang thiết bị, hệ thống phục vụ cho quá trình hoạt động của ô tô, bao gồm các hệ thống và trang thiết bị như sau: Hệ thống cung cấp điện (Charging system): Gồm ắc quy, máy phát điện, các bộ điều chỉnh điện áp. Hệ thống khởi động (Starting system): Gồm máy khởi động (động cơ điện), các relay điều khiển và các relay bảo vệ.
Đối với động cơ Diesel còn trang bị hệ thống xông động cơ khi động cơ còn nguội lạnh. Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu (lighting and signaling system): Gồm các đèn chiếu sáng, đèn tín hiệu, còi, các công tắc và các relay. Hệ thống đo đạc và kiểm tra (Gauging system): Là các đèn chỉ báo và đồng hồ trên bảng tableau (đồng hồ tốc độ động cơ, đồng hồ tốc độ xe, đèn báo nhiên liệu, đèn báo nhiệt độ làm mát, đèn báo tín hiệu rẽ, đèn báo động cơ). Hệ thống điều khiển ô tô (Vehicle control system): Gồm hệ thống điều khiển phanh chống hãm cứng (ABS), hộp số tự động, hệ thống lái, hệ thống treo, hệ thống truyền lực.
Hệ thống điều hòa nhiệt độ (Air conditioning system): Gồm máy nén, giàn nóng, giàn lạnh, lọc ga, van tiết lưu và các thiết bị điều khiển hỗ trợ khác. Hệ thống thiết bị phụ tải khác: Bao gồm quạt gió giàn lạnh, hệ thống gạt nước rửa kính, nâng hạ kính, radio, màn hình hiển thị, hệ thống chống trộm, hệ thống nâng hạ ghế… Những hệ thống trên hợp thành một thể thống nhất và sẽ được phân biệt ra hai phần cụ thể: nguồn điện (hệ thống cung cấp điện) và các thiết bị phụ tải (các hệ thống sử dụng điện). Nguồn điện trên ô tô: Là nguồn một chiều được cung cấp bởi ắc quy nếu động cơ chưa làm việc (hoặc làm việc ở số vòng quay nhỏ) hoặc bởi máy phát nếu động cơ làm việc ở số vòng quay trung bình và lớn. Để tiết kiệm dây dẫn, thuận tiện khi lắp đặt sửa 4 chữa.
trên đa số các xe người ta sử dụng phần khung xe làm dây dẫn chung. Vì vậy, đầu âm (trên nhiều xe) của nguồn điện được nối trực tiếp ra thân xe. Các bộ phận tiêu thụ điện (phụ tải điện): Trong các bộ phận tiêu thụ điện thì máy khởi động là bộ phận tiêu thụ điện nhiều và cần dòng lớn nhất (dòng điện cung cấp bởi ắc quy khi khởi động có thể lên đến 400 - 600 Ampe đối với động cơ xăng hoặc 2000 Ampe đối với động cơ diesel). Phụ tải điện được chia làm các loại cơ bản sau: Phụ tải làm việc liên tục: Bơm nhiên liệu, kim phun nhiên liệu… Phụ tải làm việc không liên tục: Các đèn pha, đèn cốt, đèn kích thước… Phụ tải làm việc trong thời gian ngắn: Các đèn báo rẽ, đèn phanh, motor gạt nước, motor bơm nước lau kính, còi, máy khởi dộng, hệ thống xông động cơ… Mạng lưới điện: Là khâu trung gian nối giữa phụ tải và nguồn điện bao gồm: Các dây dẫn, các bộ chuyển mạch, công tắc, các thiết bị bảo vệ và phân phối khác nhau.
Đi đôi với sự phát triển vượt bậc của kỹ thuật điện tử và điều khiển tự động, các trang thiết bị điện, điện tử trên các ô tô - máy kéo hiện đại ngày nay không tồn tại dưới các bộ phận hay các cụm tương đối độc lập về chức năng như trước mà chúng được kết hợp lại thành các vi mạch tích hợp, được xử lý và điều khiển thống nhất bởi một bộ xử lý trung tâm, làm việc theo các chương trình đã được thiết kế sẵn. Các thành phần trong mạch điện hệ thống điện thân xe 2. Ý nghĩa của các thuật ngữ và ký hiệu Bảng 2.1 Ký hiệu các thành phần điện và điện tử trên mạch của mạch điện thân xe KÝ HIỆU Ý NGHĨA KÝ HIỆU Ý NGHĨA Ắc quy - Tạo ra điện cung Bóng đèn - Phát ra ánh cấp cho các mạch. sáng và tạo ra nhiệt độ khi có dòng điện đi qua dây dẫn.
- Điểm kết nối - Một điện trở có Ground 1 mass thân xe. giá trị không đổi. - Biểu thị điểm Điện trở - Chủ yếu được tiếp mass thân xe sử dụng để bảo vệ thông qua dây điện. các thành phần trong mạch bằng 5 cách duy trì điện áp định mức.
Ground 2 - Biểu thị các Motor - Chuyển đổi điểm nối mass thân điện năng thành cơ xe trực tiếp. - Biểu thị chung - Bơm hoặc xả Ground 3 cho mass thân xe.