CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GẠT MƯA - RỬA KÍNH TRÊN Ô TÔ 1. Giới thiệu tổng quát Bất kì hệ thống nào đều có lí do hoặc nguyên lý của nó. Hệ thống gạt nước- rửa kính cũng có lịch sử hình thành và phát triển riêng. Nó được 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.
Đó vào năm 1903, khi đi trong thành phố New York, người phụ nữ mang tên Mary Anderson (1866-1953) nhận ra rằng, thỉnh thoảng, tài xế lại phải dừng xe, cầm chiếc khăn để lau hơi nước và tuyết phủ trên mặt kính. Thậm chí, bà còn trông thấy một số người chẳng buồn gạt tuyết vì lớp phủ quá dày nên thường “ló đầu” ra cửa sổ đế quan sát hướng đi. Thật bất tiện nếu thường xuyên gặp phải hoàn cảnh này. Bà thấy cần phải tạo ra một cái gì để giúp họ không cần dừng xe mà vẫn gạt được tuyết và giữ tầm nhìn.
Vì thế gạt nước đầu tiên được ra đời bởi phát minh của bà. Nhưng khi đưa ra ý tưởng đó, bà bỗng trở thành trò cười của mọi người xung quanh. Họ đều cho rằng các phát minh là việc của đàn ông làm và chẳng ai quan tâm đến sự “điên rồ” đó. Sau nhiều sự cố gắng và nỗ lực thì đến năm 1905, Mỹ đã trao bằng sáng chế phát minh ra hệ thống gạt nước này cho bà khi đó bà 39 tuổi.
Đó là một minh chứng cho trí tuệ về khả năng của phụ nữ. Mary Anderson (1866-1953) - người phát minh ra cần gạt mưa 1 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH:Nguyễn Quốc Vương Mặc dù được công nhận bằng sáng chế nhưng các hãng xe lại không ưu ái phát minh của bà. Mãi đến năm 1916, cần gạt nước mới được trở thành thiết bị tiêu chuẩn của các hãng xe ở Mỹ. Kể từ đó, hệ thống gạt nước được các nhà phát minh kế tiếp cải tiến và hoàn thiện các chức năng cho đến ngày hôm nay và là công cụ quan trọng hỗ trợ tiện ích trên tất cả các dòng xe ô tô.
Nguyên lí hoạt động của chổi gạt mưa này khá đơn giản. Bà Anderson dùng hai cần gạt gắn trên thân xe và tiếp xúc với mặt kính bằng lưỡi gạt cao su, bên trong buồng lái khi cần người điều khiển xe nắm tay quay thông qua cơ cấu truyền động, hai cần gạt sẽ chuyển động lên xuống để gạt hơi nước và tuyết, tạo cho tầm nhìn của người lái được quan sát tốt hơn. Nhờ công nghệ sản xuất hàng loạt Model T của Herry Ford, ô tô trở nên gần gủi với người tiêu dùng. Trước Anderson, có nhiều người cũng nghĩ ra được ý tưởng đó, tuy nhiên cách tạo ra vị trí lắp đặp của thiết bị lúc đó là nằm “lù lù” trên kính chắn gió, cản trở tầm nhìn của lái xe, nên khi đưa ra ý tưởng, nó bị loại ngay từ trong trứng nước vì cơ cấu truyền động phức tạp và khó quay.
Với Anderson, cần gạt được thiết kế nằm dưới chân kính chân kính gió. Cơ cấu và nguyên lý hoạt động được sử dụng cho đến ngày nay. Tầm quan trọng của đề tài Ngành ô tô thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang phát triển mạnh mẽ với việc ứng dụng ngày càng nhiều những thành tựu công nghệ thông tin vào sản xuất và lắp đặt các linh kiện ô tô. Hiện nay thì vấn đề trang bị trên ô tô là tiêu chí chính để đánh giá một chiếc xe hơi cao cấp.
Hệ thống gạt mưa – rửa kính của ô tô là một bộ phận không thể thiếu khi xe vận hành trên đường, nhằm đảm bảo tính an toàn cho người và phương tiện. Để phục vụ việc giảng dạy và học tập của học sinh nhóm em xin nghiên cứu xây dựng mô hình hệ thống gạt mưa – rửa kính loại âm chờ và dương chờ điều khiển tự động trên ô tô nhằm phục vụ công tác giảng dạy, để sinh viên có cơ hội được học và thực tập trên mô hình nhằm nâng cao kỹ năng tay nghề của sinh viên. 2 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH:Nguyễn Quốc Vương Hình 1. Hệ thống Gạt mưa trên xe ô tô 1.
Mục tiêu của đề tài - Đề tài nhằm thực hiện mục tiêu sau : - Khái quát về hệ thống gạt mưa – rửa kính loại âm chờ và dương chờ. - Sơ đồ đấu mạch gạt mưa tự động và nguyên lý làm việc của hệ thống. - Xây dựng quy trình kiểm tra , sửa chữa hệ thống - - Thiết kế mô hình 3D trên phần mềm Solidwords - Làm mô hình hệ thống gạt mưa tự động trên phần mềm Arduino 1. Đối tượng và phạm vi nghiện cứu 1.
Đối tượng nguyên cứu Nghiên cứu hệ thống gạt mưa – rửa kính trên các hãng xe như HONDA, TOYOTA, HUYNDAI, KIA, FORD. Phạm vi nghiện cứu Dựa trên cơ sở lý thuyết, thực tiễn qua quá trình học tập tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các sơ đồ hệ thống mạch điện trên hệ thống gạt mưa. Tham khảo các tài liệu hệ thống gạt mưa tự động của các hãng, từ đó đưa ra ý tưởng và xây dựng lưu đồ giải thuật để mô phỏng qua các phần mềm arduino, solidworks. Trong trường học đại học giao thông vận tải dùng để giảng dạy và học tập.
3 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH:Nguyễn Quốc Vương 1. Phương pháp nghiên cứu 1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu Theo phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứu các văn bản, tài liệu đã có sẵn và bằng các thao tác tư duy lôgic để rút ra kết luận sau đó thực hiện trên cơ sở mô phỏng lý thuyết. Tìm hiểu trên tài liệu nghiên cứu của những người có kinh nghiệm về hệ thống gạt mưa tự động và được mô phỏng trên mô hình để kiểm nghiệm, nghiên cứu tạo ra một mô hình hoàn thiện nhất.
Phương pháp nghiên cứu cụ thể Các bước thực hiện : - Thu thập, tìm hiểu các tài liệu viết về hệ thống gạt mưa - rửa kính. - Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống lôgic chặt chẽ theo từng bước, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cơ sở và bản chất nhất định - Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu nói về hệ thống gạt mưa - rửa kính, phân tích kết cấu, nguyên lý làm việc một cách khoa học. - Tổng hợp kết quả đã phân tích được, hệ thống hoá lại những kiến thức (liên kết từng mặt, từng bộ phận thông tin đã phân tích) tạo ra một hệ thống lý thuyết đầy đủ và sâu sắc. Nhiệm vụ , yêu cầu , phân loại của hệ thống gạt mưa 1.1 Nhiệm vụ : Hệ thống gạt nước trên ô tô 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 phía trước nhờ thiết bị rửa kính. Vì vậy đây là thiết bị cần thiết cho sự an toàn của xe khi tham gia giao thông.2 Yêu cầu : 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 phía trước 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 4 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH:Nguyễn Quốc Vương đổi tốc độ gạt nước theo tốc độ xe và tự động gạt nước khi trời mưa. Hệ thống gạt mưa trên ô tô phải hoạt động nhẹ nhàng, linh hoạt, ổn định và phù hợp với từng điều kiện trời mưa (mưa to hoặc mưa nhỏ).3 Phân loại : +Motor gạt mưa được truyền động từ động cơ ô tô. +Motor gạt mưa chạy bằng khí nén. +Motor gạt mưa được truyền từ động cơ điện (hiện nay tất cả các xe ô tô đều sử dụng loại này) 1.
Cấu tạo chung của hệ thống gạt mưa - Cấu tạo chung Hệ thống gạt nước – rửa kính bao gồm các bộ phận sau: Hình 1. Cấu tạo chung của hệ thống gạt nước 1. Cần gạt nước/lưỡi gạt nước - Khi có mưa hoặc bụi cần gạt nước đóng vai trò làm sạch kính chắn gió. Motor và cơ cấu dẫn động gạt nước - Dùng để điều khiển cần gạt nước.
5 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH:Nguyễn Quốc Vương 1. Vòi phun của bộ rửa kính - Khi trên kính có bụi hoặc vệt bẩn bám trên kính mà kính đang khô thì ta sẽ phải phun một lượng nước để gạt vết dơ được dễ hơn và tránh tình trạng xước dăm ở kính. Bình chứa nước rửa kính ( có chứa motor rửa kính ) - Dùng để chứa dung dịch nước rửa kính. Công tắc gạt nước – rửa kính - Dùng để vận hành các chế độ của cần gạt nước thông qua motor.
Cần gạt nước phía sau - Tương tự như cần gạt nước ở phía trước, khi người điều khiển thiếu tầm nhìn ở hai gương chiếu hậu ở cửa xe thì lúc này sẽ phải quan sát kính chắn gió phía sau thông qua kính chiếu hậu ở giữa xe. Motor gạt nước sau - Dùng để điều khiển cần gạt nước 1. Relay điều khiển gạt nước sau 1. Cảm biến nước mưa - Thông qua các tia hồng ngoại của 1 đi ốt dạng LED và 1 đi ốt dạng quang để tiếp nhận tín hiệu lượng mưa ở trên kính và cận gạt mưa sẽ tự gạt theo lượng mưa khi ta bật công tắc gạt mưa ở chế độ auto.
6 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH:Nguyễn Quốc Vương Hình 1. Các bộ phận của hệ thống gạt mưa tự động 1. Cấu tạo và hoạt động của các bộ phận trong hệ thống Động cơ điện gạt nước. Motor gạt nước là động cơ điện một chiều kích từ bằng nam châm vĩnh cửu.
Motor gạt nước gồm có motor và bộ truyền bánh răng để làm giảm tốc độ ra của motor. Motor gạt nước có 3 chổi than tiếp điện: chổi than tốc độ thấp, chổi than tốc độ cao và chổi than dùng chung ( để nối 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. Một sức điện động lớn được tạo ra trong cuộn dây phần ứng khi motor quay để hạn chế tốc độ quay của motor.
7 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH:Nguyễn Quốc Vương Hình 1. Cấu tạo motor gạt nước Hình 1. Hình động cơ thực tế a.