Tài liệu Kỹ thuật: Khai thác hệ thống điện thân xe toyota fortuner thiết

Tìm hiểu chi tiết về hệ thống điện thân xe Toyota Fortuner, từ nguyên lý hoạt động đến thiết kế mô hình thực tế cho người dùng chuyên nghiệp.

• Tác giả: Hồ Vũ Tín
• Người hướng dẫn: Ts. Nguyễn Thành Sa
• Trường học: Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Tp.Hcm
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Ô Tô
• Đề tài: Khai Thác Hệ Thống Điện Thân Xe Toyota Fortuner - Thiết Kế Mô Hình Hệ Thống Điện Thân Xe
• Loại tài liệu: Luận Văn Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Hệ Thống Điện Thân Xe Toyota Fortuner

Hệ thống điện thân xe là một trong những thành phần quan trọng nhất trên xe Toyota Fortuner, đảm bảo các chức năng chiếu sáng, tín hiệu và các hệ thống phụ trợ hoạt động hiệu quả. Hệ thống này bao gồm các thành phần chính như hệ thống cung cấp điện, hệ thống chiếu sáng, hệ thống tín hiệu, và các hệ thống phụ trợ. Mỗi thành phần được thiết kế để đảm bảo an toàn và tiện nghi cho người sử dụng xe. Việc hiểu rõ cấu trúc và nguyên lý hoạt động của hệ thống điện là cần thiết cho bảo dưỡng, sửa chữa, và khai thác xe một cách hiệu quả. Ắc quy và máy phát điện là hai nguồn cung cấp năng lượng chính cho toàn bộ hệ thống điện thân xe.

1.1. Hệ Thống Cung Cấp Điện

Hệ thống cung cấp điện trên Toyota Fortuner gồm ắc quy và máy phát điện. Ắc quy cung cấp điện khởi động động cơ và duy trì hoạt động các thiết bị khi động cơ tắt. Máy phát điện hoạt động khi động cơ vận hành, tạo ra điện để cấp cho các thiết bị và sạc lại ắc quy. Điện áp làm việc của hệ thống là 12V, đảm bảo an toàn cho người sử dụng và tuổi thọ các linh kiện điện.

1.2. Hệ Thống Chiếu Sáng và Tín Hiệu

Hệ thống chiếu sáng bao gồm đèn pha, đèn sương mù, đèn hậu và đèn nội thất, cung cấp ánh sáng cho người lái và các phương tiện khác. Hệ thống tín hiệu gồm đèn xi nhan, đèn cảnh báo và còi, giúp giao tiếp trên đường với các xe khác, đảm bảo an toàn giao thông cho tất cả người sử dụng đường bộ.

II. Khai Thác Chi Tiết Hệ Thống Điện Xe Toyota Fortuner

Khai thác hệ thống điện thân xe Toyota Fortuner đòi hỏi hiểu rõ về bố trí các thành phần, sơ đồ mạch điện và nguyên lý hoạt động của từng thiết bị. Bố trí hệ thống trên xe được thiết kế để dễ tiếp cận và bảo dưỡng, với cầu chì và relay tập trung tại các vị trí dễ kiểm tra. Sơ đồ mạch điện của Toyota Fortuner cho thấy sự kết nối hợp lý giữa các thiết bị, đảm bảo cung cấp điện ổn định và an toàn. Việc nắm vững nguyên lý hoạt động của từng hệ thống giúp kỹ thuật viên và người sử dụng xe có thể phát hiện và xử lý sự cố nhanh chóng, hiệu quả.

2.1. Bố Trí và Sơ Đồ Mạch Điện Hệ Thống Đèn

Hệ thống đèn pha và đèn sương mù được kiểm soát bởi các công tắc chính trên vô lăng, có sơ đồ mạch riêng để đảm bảo độc lập hoạt động. Đèn hậu và đèn cảnh báo hoạt động khi có tín hiệu từ công tắc phanh, cung cấp thông tin cho các xe phía sau. Sơ đồ mạch cho phép dòng điện chảy qua các cầu chì bảo vệ trước khi đến bóng đèn.

2.2. Hệ Thống Còi và Các Hệ Thống Phụ Trợ

Hệ thống còi được kích hoạt bởi nút còi trên vô lăng, với relay kiểm soát dòng điện lớn. Hệ thống gạt nước và hệ thống nâng hạ kính là các hệ thống phụ trợ quan trọng, được điều khiển bởi motor điện và công tắc điều chỉnh tốc độ, phục vụ an toàn và tiện nghi của người sử dụng.

III. Quy Trình Bảo Dưỡng và Sửa Chữa Hệ Thống Điện

Quy trình bảo dưỡng hệ thống điện xe Toyota Fortuner là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất và tuổi thọ của các thiết bị điện. Kiểm tra định kỳ bao gồm kiểm tra ắc quy, máy phát điện, các cầu chì, relay và các dây điện. Sửa chữa hư hỏng yêu cầu xác định chính xác nguyên nhân thông qua kiểm tra mạch điện bằng tester hoặc đèn báo. Việc nắm vững quy trình chuẩn đoán giúp tiết kiệm thời gian và chi phí sửa chữa, đảm bảo xe hoạt động an toàn.

3.1. Kiểm Tra Nguồn Cung Cấp Điện

Kiểm tra ắc quy bao gồm kiểm tra điện áp, dung lượng và kết nối bản cực. Kiểm tra máy phát đo điện áp đầu ra và dòng sạc, đảm bảo máy phát hoạt động bình thường. Sử dụng vôn kế kỹ thuật số để đo chính xác điện áp trên ắc quy (khoảng 12.6V khi không hoạt động) và trên máy phát (13.5-14.5V khi động cơ chạy).

3.2. Chuẩn Đoán Hư Hỏng Hệ Thống Đèn và Tín Hiệu

Triệu chứng hư hỏng bao gồm đèn không sáng, đèn sáng yếu hoặc đèn nhấp nháy. Phương pháp sửa chữa bắt đầu bằng kiểm tra bóng đèn, sau đó kiểm tra cầu chì và mạch điện. Đèn xi nhan hỏng thường do bóng đèn cháy hoặc relay xi nhan hỏng, cần thay thế hoặc sửa chữa theo từng trường hợp cụ thể.

IV. Thiết Kế Mô Hình Hệ Thống Điện Thân Xe

Thiết kế mô hình hệ thống điện là một dự án thực tế giúp hiểu rõ nguyên lý hoạt động và ứng dụng của các linh kiện điện. Mục đích mô hình là tạo ra một hệ thống điện hoạt động tương tự xe thực, giúp sinh viên và kỹ thuật viên có thể học tập, thực hành và kiểm tra các sự cố. Phương án thiết kế tối ưu được lựa chọn dựa trên yêu cầu chức năng, độ phức tạp và chi phí thực hiện. Lựa chọn thiết bị bao gồm ắc quy nhỏ, relay, cầu chì, công tắc, bóng đèn LED và dây điều. Sơ đồ mạch được thiết kế chi tiết trước khi thi công và lắp ráp, đảm bảo an toàn và chính xác.

4.1. Mục Đích và Lựa Chọn Phương Án

Mục đích thiết kế mô hình là tái hiện các chức năng chính của hệ thống điện thân xe như chiếu sáng, tín hiệu và hệ thống phụ trợ. Phương án thiết kế được so sánh dựa trên độ chính xác, dễ kiểm tra và an toàn. Ưu điểm của mô hình là giảm chi phí và độ phức tạp so với xe thực, nhược điểm là không thể mô phỏng 100% tất cả các chức năng.

4.2. Thi Công Lắp Ráp và Vận Hành Mô Hình

Gia công khung sử dụng thép hoặc nhôm để tạo cấu trúc chắc chắn. Sơ đồ mạch điện được vẽ trước dựa trên nguyên lý hoạt động thực tế. Lắp ráp mô hình bao gồm cố định các linh kiện trên khung, kết nối dây điều theo sơ đồ và kiểm tra tính an toàn. Vận hành mô hình để kiểm tra tất cả chức năng hoạt động bình thường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE TRÊN Ô TÔ 1.1 Tổng quan Công nghiệp ô tô ngày càng phát triển, kết cấu ôtô ngày càng hoàn thiện thì mức độ tự động hóa, điện tử hóa của các thiết bị trên ô tô ngày càng cao. Yêu cầu về mặt tiện nghi, về tính an toàn của chuyển động càng lớn thì hệ thống trang thiết bị điện trên ôtô ngày càng cải tiến do đó sẽ phức tạp và hiện đại hơn. Nếu như trên những ôtô xuất hiện đầu tiên các trang thiết bị điện hầu như không có gì ngoài bộ phận để kích lửa hỗn hợp cháy rất thô sơ bằng dây đốt, thì ngày nay trên ôtô, điện năng đã được sử dụng để thực hiện rất nhiều chức năng trên các hệ thống sau: +Hệ thống cung cấp điện (Charging system): Bao gồm ăcquy, máy phát điện, các bộ điều chỉnh điện. +Hệ thống khởi động (Starting system): Bao gồm máy khởi động (động cơ điện), các rơ le điều khiển và các rơ le bảo vệ khởi động.

Ngoài ra, đối với động cơ Diesel còn trang bị thêm hệ thống xông máy. +Hệ thống đánh lửa (Ignition system): Bao gồm các bộ phận chính như: biến áp đánh lửa (Bô bin), bộ chia điện, hộp điều khiển đánh lửa, bugi và các dây cao áp. Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu (lighting and signal system): Gồm các đèn chiếu sáng, đèn tín hiệu, còi, các công tắc và các rơle. +Hệ thống đo đạc và kiểm tra (Gauging system): Bao gồm các đồng hồ trên bảng Taplô (đồng hồ tốc độ động cơ, đồng hồ tốc độ xe, đồng hồ đo nhiên liệu, đồng hồ đo nhiệt độ nước làm mát) và các đèn báo hiệu.

+Hệ thống điều khiển động cơ (Engine control system): Gồm hệ thống điều khiển phun nhiên liệu (IEF), hệ thống điều khiển ga tự động,… +Hệ thống điều khiển ôtô (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 gối đệm. +Hệ thống điều hoà nhiệt độ (Air conditioning system): Bao gồm máy nén, giàn nóng, giàn lạnh, lọc ga, van tiết lưu và các thiết bị điều khiển hỗ trợ khác. 2 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Hồ Vũ Tín +Hệ thống các thiết bị phụ: Bao gồm quạt gió, hệ thống gạt nước lau kính, nâng hạ kính, đóng mở cửa xe, radio, tivi, hệ thống chống trộm, hệ thống nâng hạ ghế… Các hệ thống trên hợp thành một hệ thống nhất, là hệ thống điện trên ôtô máy kéo, với hai phần chính: Nguồn điện (hệ thống cung cấp điện) và các bộ phận tiêu thụ điện (các hệ thống khác). Nguồn điện trên ôtô: Là nguồn một chiều được cung cấp bởi ăcquy 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 chữa, …, trên đa số các xe người ta sử dụng thân sườn xe làm dây dẫn chung. Vì vậy, đầu âm 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 mạnh nhất (dòng điện cung cấp bởi ăcquy khi khởi động có thể lên đến 400÷600 (A) đối với động cơ xăng, hoặc 2000 (A) đối với động cơ diesel). Phụ tải điện được chia làm các loại cơ bản sau: + Phụ tải làm việc liên tục: Gồm hệ thống đánh lửa, bơm nhiên liệu, kim phun nhiên liệu,… + Phụ tải làm việc gián đoạn: Gồm các đèn pha, đèn cốt, đèn kích thước,… + Phụ tải làm việc trong khoảng thời gian ngắn: Gồm các đèn báo rẽ, đèn phanh, mô tơ gạt nước lau kính, còi, máy khởi động, hệ thống xông máy,… +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.

Cùng 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 ôtô - máy kéo hiện đại hiện nay không tồn tại dưới các bộ phận, các cụm tương đối độc lập về chức năng như trước mà 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 dựng sẵn. 3 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Hồ Vũ Tín 1.2 Các thành phần chính hệ thống điện thân xe 1. Hệ thống cung cấp điện Hình 1. 1 Tổng quan về hệ thống cung cấp điện cho ôtô (1: Máy phát, 2: Ắc quy, 3:Đồng hồ báo sạc, 4: Khóa điện) Hệ thống cung cấp điện trên ô tô có nhiệm vụ cung cấp dòng điện một chiều cho các phụ tải khi động cơ hoạt động hoặc không.

• Ăcquy: Ắc quy có nhiệm vụ cung cấp điện cho các hệ thống thiết bị sử dụng điện khi động cơ xe chưa hoạt động ví dụ như quạt gió,đèn báo hiệu, các thiết bị giải trí và cung cấp điện cho hệ thống đánh lửa hoạt động để khởi động động cơ,khi động cơ khởi động ắc quy có nhiệm vụ cùng với máy phát cung cấp điện năng cho phụ tải trong trường hợp vượt quá khả năng cung cấp của máy phát điện Theo tính chất dung dịch điện phân, ắcquy nước được chia ra các loại: + Ăc quy axít: dung dich điện phân là axít H2SO4. 4 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Hồ Vũ Tín + Ăc quy kiềm: dung dịch điện phân là KOH hoặc NaOH. Cấu tạo của ăcquy 1: Bản cực âm; 2: Tấm cách; 3: Bản cực dương; 4: Khối bản cực; 5: Cầu nối các bản cực cùng tên; 6: Đầu ra; 7: Cực dương; 8: Vỏ bình; 9: Đệm làm kín; 10: Nút; 11: Nắp; 12: Cầu nối các ngăn; 13: Lỗ thông hơi; 14- Cực âm. 2 Cấu tạo bình ăcquy axit • Máy phát điện xoay chiều Máy phát là nguồn điện chính trên ô tô, có nhiệm vụ cung cấp điện cho các thiết bị tiêu thụ điện trên ô tô khi xe hoạt động và nạp điện lại cho ắc quy.

Trên hầu hết các ô tô hiện đại ngày nay người ta đều sử dụng loại máy phát xoay chiều 3 pha kích thích kiểu điện từ. 3 Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều. 5 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Hồ Vũ Tín Rôto: gồm hai chùm cực hình móng lắp then trên trục. Giữa các chùm cực có các cuộn dây kích thích đặt trên trục qua ống lót bằng thép.

Các đầu của cuộn dây kích thích được nối với các vòng tiếp điện gắn trên trục máy phát. Trục của rôto được đặt trên các ổ bi lắp trong các nắp bằng hợp kim nhôm. Trên nắp, phía vòng tiếp điện còn bắt giá đỡ chổi điện. Một chổi điện được nối với vỏ máy phát, chổi còn lại nối với đầu ra cách điện với vỏ.

Trên trục còn lắp cánh quạt và puli dẫn động. 1 và 2: Các nửa rô to trái và phải; 3:Cuộn kích thích; 4: Các má cực; 5: Đầu ra cuộn kích thích; 6: Then; 7: Đai ốc và vòng đệm; 8: Trục lắp vòng tiếp điện; 9: các vòng tiếp điện; 10; Các đầu dây dẫn. 4 Các chi tiết chính của rô to máy phát. Stato: là khối thép từ ghép từ các lá thép điện kỹ thuật, phía trong có xẻ rãnh phân bố đều để đặt cuộn dây phần ứng.

5 Stator (a) và sơ đồ đấu dây (b) của máy phát điện xoay chiều 3 pha. 6 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Hồ Vũ Tín 1. Hệ thống chiếu sáng • Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống chiếu sáng + Nhiệm vụ: Hệ thống chiếu sáng để đảm bảo đều kiện làm việc cho người lái vận hành ô tô đặc biệt là vào ban đêm và đảm bảo an toàn giao thông. + Yêu cầu: Hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo hai yêu cầu cơ bản đó là có cường độ sáng lớn và phụ hợp với điều kiện vận hành và không làm lóa mặt các phương tiện di chuyển đối diện.

+ Phân loại: Theo đặc điểm của chùm ánh sáng người ta phân thành 2 loại hệ thống chiếu sáng. * Hệ thống chiếu sáng theo Châu Âu. * Hệ thống chiếu sáng theo Châu Mỹ. + Thông số cơ bản và các chức năng của hệ thống chiếu sáng Khi chiếu xa: Khoảng chiếu sáng 180÷250(m) Công suất tiêu thụ từ 45 đến 75 (W).

Khi chiếu gần: Khoảng chiếu sáng 50÷75(m) Công suất tiêu thụ từ 35 đến 40 (W) • Các chức năng của hệ thống chiếu sáng Đèn định vị trước và sau xe: Được sử dụng thường xuyên, đặc biệt là vào ban đêm nhằm giúp cho tài xế xe phía sau biết được kích thước và khoảng cách của xe đi trước. Đèn đầu: Đây là đèn lái chính, dùng để chiếu sáng không gian phía trước xe giúp tài xế có thể nhìn thấy trong đêm tối hay trong điều kiện tầm nhìn hạn chế. Đèn sương mù: Trong điều kiện sương mù, nếu sử dụng đèn pha chính có thể tạo ra vùng ánh sáng chói phía trước gây trở ngại cho các xe đối diện và người đi đường. Vì vậy người ta sử dụng đèn sương mù để giải quyết vấn đề trên.

Các đèn sương mù thường chỉ sử dụng ở các nước có nhiều sương mù. Đèn trong xe: Gồm nhiều đèn có công suất nhỏ, ở các vị trí khác nhau trong xe với mục đích tăng tính tiện nghi và để giúp cho người trong xe có thể tìm đồ vào nơi có điều kiện ánh sáng kém 7 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Hồ Vũ Tín Đèn bảng số: Đèn này phải có ánh sáng trắng nhằm soi rõ bảng số xe, đèn này phải được bật sáng cùng lúc với và đèn đậu xe. Đèn lùi: Đèn này được chiếu sáng khi xe gài số lùi, nhằm báo hiệu cho các xe khác và người đi đường. • Cấu tạo của bóng đèn Trên ô tô hiện nay thường sử dụng hai loại bóng đèn chủ yếu là: Loại dây tóc và loại halogen.

+Loại đèn dây tóc: Vỏ đèn làm bằng thủy tinh, bên trong chứa một dây điện trở làm bằng volfram. Dây volfram được nối với hai dây dẫn để cung cấp dòng điện đến. Hai dây dẫn này được gắn chặt vào nắp đậy bằng đồng hay nhôm. Bên trong bóng đèn sẽ được hút hết khí tạo môi trường chân không nhằm tránh oxy hóa và bốc hơi dây tóc.

1 1 2 2 3 3 5 5 4 4 6 6 a) b) a- Loại một dây tóc; b- Loại hai dây tóc. 1- Vỏ đèn; 2- Dây tóc; 3- Dây đỡ; 4- Chốt định vị; 5- Mass; 6- Tiếp điểm Hình 1. 6 Cấu tạo bóng đèn loại dây tóc.