Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu thi công mô đun thực tập hệ thống điện thân xe

Tài liệu đồ án tốt nghiệp nghiên cứu, thi công mô đun thực tập hệ thống điện thân xe ô tô. Phân tích chi tiết cấu tạo và nguyên lý hoạt động.

• Tác giả: Đinh Văn Trường
• Người hướng dẫn: ThS. Lê Quang Vũ
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Ô tô
• Đề tài: Nghiên cứu thi công một số mô - đun thực tập hệ thống điện thân xe
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Khái niệm và Tầm Quan Trọng Mô Đun Thực Tập Hệ Thống Điện Thân Xe

Mô đun thực tập hệ thống điện thân xe là một thiết bị giáo dục được thiết kế để giúp sinh viên và kỹ thuật viên hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các thành phần điện của xe ô tô. Đây là công cụ học tập thiết yếu trong ngành công nghệ kỹ thuật ô tô, giúp người học nắm vững kiến thức lý thuyết và có thể ứng dụng vào thực hành. Hệ thống điện thân xe bao gồm nhiều hệ thống con như chiếu sáng, tín hiệu, gạt mưa, nâng hạ kính và khóa cửa. Mô đun thực tập này tập trung vào việc thiết kế và thi công các mô hình giáo dục để phục vụ nhu cầu giảng dạy hiệu quả. Nó không chỉ giúp sinh viên hiểu biết về kỹ thuật mà còn phát triển kỹ năng thực hành và khả năng sửa chữa, bảo dưỡng xe một cách chuyên nghiệp và an toàn.

1.1. Định Nghĩa Hệ Thống Điện Thân Xe

Hệ thống điện thân xe (Body Electrical System) là tập hợp các thiết bị điện được lắp đặt trên khung thân xe để thực hiện các chức năng chiếu sáng, báo hiệu, điều khiển cửa và cửa sổ. Hệ thống này hoạt động dựa trên nguyên lý mạch điện đơn giản với nguồn cung cấp từ bình ắc quy. Các thành phần chính bao gồm đèn chiếu sáng, công tắc điều khiển, relay, motor điện và các chi tiết phụ trợ khác.

1.2. Mục Đích Của Mô Đun Thực Tập

Mục đích chính của mô đun thực tập hệ thống điện thân xe là cung cấp một platform học tập toàn diện, giúp sinh viên và kỹ thuật viên: Nắm vững cấu tạo các hệ thống điện; Hiểu rõ nguyên lý hoạt động qua sơ đồ mạch điện; Phát triển kỹ năng thực hành qua các bài tập hands-on; Chuẩn bị cho công việc trong ngành công nghiệp ô tô.

II. Các Hệ Thống Chính Trong Mô Đun Thực Tập

Mô đun thực tập hệ thống điện thân xe bao gồm năm hệ thống chính được thiết kế dạy học chi tiết. Thứ nhất, hệ thống chiếu sáng (Lighting System) cung cấp ánh sáng cho việc lái xe ban ngày và ban đêm, bao gồm đèn pha, đèn sương mù, đèn tiệc. Thứ hai, hệ thống tín hiệu (Signal System) bao gồm còi, chuông nhạc, đèn báo rẽ và đèn báo nguy. Thứ ba, hệ thống gạt mưa rửa kính (Wiper & Washer System) giúp duy trì tầm nhìn khi trời mưa. Thứ tư, hệ thống nâng hạ kính (Window Lifting System) điều khiển chuyển động của kính cửa bằng motor điện. Thứ năm, hệ thống khóa cửa (Door Lock System) và gương chiếu hậu (Rear View Mirror) hoàn thiện các tiện ích điều khiển xe.

2.1. Hệ Thống Chiếu Sáng Lighting System

Hệ thống chiếu sáng là hệ thống quan trọng nhất trên xe, có chức năng cơ bản giúp tài xế nhìn rõ đường và các phương tiện khác. Bao gồm đèn pha (headlight), đèn chiếu gần (low beam), đèn chiếu xa (high beam), đèn sương mù (fog light), đèn tiệc (tail light) và đèn báo phanh (brake light). Mô đun thực tập cung cấp sơ đồ mạch điện chi tiết và các bóng đèn loại halogen và Xenon để sinh viên có thể tìm hiểu kỹ thuật chiếu sáng hiện đại.

2.2. Hệ Thống Tín Hiệu và Gạt Mưa

Hệ thống tín hiệu bao gồm còi báo hiệu, đèn báo rẽ và đèn cảnh báo nguy (hazard light). Hệ thống gạt mưa rửa kính hoạt động dựa trên motor điện kết hợp với relay gián đoạn, cho phép điều chỉnh tốc độ gạt. Mô đun cung cấp mạch điều khiển và chi tiết cụ thể để hiểu rõ về cơ chế hoạt động và nguyên lý điều khiển.

III. Cấu Trúc Thiết Kế và Thành Phần Kỹ Thuật

Thiết kế mô đun thực tập nhấn mạnh sự gọn gàng, tiện lợi và dễ sử dụng cho mục đích giảng dạy. Mỗi mô hình được thiết kế với kích thước compact nhưng đầy đủ các bộ phận cần thiết. Các thành phần kỹ thuật bao gồm: bình ắc quy cung cấp điện lực; cụm ổ khóa điều khiển chính; relay và công tắc điện điều khiển các tín hiệu; motor điện để vận hành các cơ cấu chuyển động; bóng đèn loại khác nhau. Toàn bộ hệ thống được bố trí trên bảng mạch với sơ đồ chi tiết, giúp sinh viên dễ dàng xác định các chân chi tiết, đo lường điện áp và kiểm tra mạch điện. Phần vỏ ngoài được thiết kế để bảo vệ các linh kiện và cho phép quan sát dễ dàng.

3.1. Các Linh Kiện Chính Trong Mô Đun

Mô đun thực tập sử dụng linh kiện tiêu chuẩn công nghiệp bao gồm: relay điều khiển (control relay) với các cuộn dây L1, L2; công tắc đa vị trí cho các chế độ khác nhau; motor điện 12V có công suất phù hợp; bóng đèn halogen, Xenon và LED; gương phản chiếu để điều hướng ánh sáng. Tất cả linh kiện được lựa chọn từ các hãng uy tín và tuân theo tiêu chuẩn an toàn.

3.2. Sơ Đồ Mạch Điện và Nguyên Lý Hoạt Động

Sơ đồ mạch điện là phần không thể thiếu, cung cấp thông tin chi tiết về cách xác định các chân linh kiện, trình tự hoạt động của mỗi hệ thống. Mô đun bao gồm sơ đồ công tắc dương chờ (positive logic), âm chờ (negative logic) và sương mù (intermittent). Mỗi sơ đồ được giải thích rõ ràng về nguyên lý vận hành để sinh viên có thể tự kiểm tra và sửa chữa các sự cố điện.

IV. Ứng Dụng Giáo Dục và Hướng Phát Triển

Mô đun thực tập hệ thống điện thân xe có nhiều ứng dụng quan trọng trong giáo dục kỹ thuật ô tô. Nó được sử dụng rộng rãi tại các trường đại học, trung cấp kỹ thuật và các trung tâm đào tạo để cung cấp tài liệu học tập thực hành cho sinh viên ngành ô tô. Mô đun không chỉ hỗ trợ việc giảng dạy lý thuyết mà còn cho phép sinh viên thực hành công việc lắp ráp, kiểm tra mạch điện, tìm và khắc phục sự cố một cách an toàn. Về hướng phát triển, mô đun có thể được nâng cấp với công nghệ mới như linh kiện tự động hóa, cảm biến thông minh, hệ thống điều khiển CAN-BUS để phù hợp với xu hướng ô tô hiện đại. Ngoài ra, có thể mở rộng scope để bao gồm hệ thống điện động cơ và hệ thống điều khiển động cơ trong tương lai.

4.1. Ứng Dụng Trong Giảng Dạy và Đào Tạo

Mô đun thực tập được thiết kế để hỗ trợ giảng dạy lý thuyết thông qua các bài thực hành hands-on. Sinh viên có thể lắp ráp mô hình, tiến hành các bài kiểm tra, sử dụng dụng cụ đo lường như vôn kế, ampe kế để hiểu rõ nguyên lý hoạt động từ thực tế. Mô đun cũng phục vụ đào tạo kỹ năng sửa chữa trong ngành công nghiệp ô tô, giúp kỹ thuật viên nắm vững kiến thức chẩn đoán và xử lý sự cố.

4.2. Hướng Phát Triển và Cải Tiến Tương Lai

Để cập nhật xu hướng công nghệ, mô đun có thể được nâng cấp bằng cách tích hợp công nghệ mới như cảm biến ánh sáng tự động, hệ thống CAN-BUS cho truyền tín hiệu thông minh, và giao diện điều khiển tế hệ. Có thể mở rộng phạm vi để bao gồm hệ thống nhiên liệu điện tử, hệ thống treo điện từ và công nghệ hybrid-electric. Ngoài ra, phát triển phần mềm mô phỏng (simulation software) có thể bổ sung thêm giá trị giáo dục.

Trích đoạn nội dung tài liệu

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THU T TH NH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU THI CÔNG MỘT SỐ MÔ - ĐUN THỰC TẬP HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE SVTH : ĐINH VĂN TRƢỜNG MSSV: 14145317 SVTH : LÊ ĐÌNH CƢỜNG MSSV: 14145022 GVHD: THS. LÊ QUANG VŨ Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2018 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tại Trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh, chúng em đã đƣợc học hỏi và lĩnh hội nhiều kiến thức quý báu từ quý thầy cô, để làm nền tảng cho việc nghiên cứu và tiếp cận thêm nhiều tài liệu mới một cách có hiệu quả.

Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, chúng em xin chân thành cảm ơn: Ban giám hiệu Trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho chúng em theo học lớp đại học chính quy, chuyên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô khoa Cơ Khí Động Lực. Quý Thầy Cô tham gia giảng dạy lớp Đại học chính quy về đại cƣơng và chuyên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô khoa Cơ khí động lực niên khóa 2014-2018 đã trang bị cho chúng em kiến thức giúp chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Thầy hƣớng dẫn Th.S Lê Quang Vũ đã chia sẻ những kiến thức, thông tin rất bổ ích, hƣớng dẫn tận tình và đặc biệt những lời khuyên quý báu của Thầy cho chúng em trong thời gian chúng em làm đồ án tốt nghiệp.

Các Thầy phản biện đóng góp những ý kiến quý báu giúp chúng em hoàn thiện nội dung đồ án tốt nghiệp Cuối cùng, trong quá trình thực hiện đồ án khó có thể tránh khỏi sai sót, rất mong quý Thầy Cô bỏ qua. Qua đó, chúng em cũng rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp của quý Thầy Cô để chúng em có thể hoàn thiện tốt đồ án tốt nghiệp này. Xin chân thành cảm ơn! TP.HCM, ngày 1 tháng 1 năm 2018 Sinh viên thực hiện ĐINH VĂN TRƢỜNG LÊ ĐÌNH CƢỜNG i TÓM TẮT Ở đề tài này, chúng em tập trung nghiên cứu và thi công một số mô - đun thực tập hệ thống điện thân xe để phục vụ giảng dạy. Phần hình thức tập trung thiết kế mô - đun có kích thƣớc gọn gàn nhất.

Trong phần cơ sở lý thuyết đi vào tìm hiểu thành phần, đặc điểm và chức năng của từng hệ thống. Trong phần mạch điện, chúng em đi vào giải thích cách thức xác định các chân của từng chi tiết, nguyên lý hoạt động của từng hệ thống. Tham khảo tài liệu và tiếp cận với đề tài thông qua internet tổng hợp tài liệu, phân tích và giải quyết vấn đề. Kết quả là thiết kế, thi công một số mô hình hệ thống điện thân xe hiểu rõ về các cấu tạo và nguyên lý hoạt động cơ bản của các hệ thống trong đề tài, mô - đun thực hiện đƣợc và cuốn thuyết minh làm một tƣ liệu cho các sinh viên ngành ô tô.

ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN. ii MỤC LỤC. iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU. vi DANH MỤC HÌNH.

vii DANH MỤC BẢNG. xi PHẦN 1 TỔNG QUAN. Lý do chọn đề tài. Mục tiêu của đề tài.

Phạm vi nghiên cứu. Phƣơng pháp nghiên cứu. Các bƣớc thực hiện. Kế hoạch nghiên cứu .2 PHẦN 2 NỘI DUNG .4 CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT.

ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT MÔN HỌC. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG. Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại. Các thông số cơ bản và chức năng.

Thông số cơ bản. Chức năng các loại đèn. Cấu tạo bóng đèn. Bóng đèn halogen.

Bóng đèn Xenon. Gƣơng phản chiếu (choá đèn). Thấu kính đèn. Một số sơ đồ mạch điều khiển hệ thống chiếu sáng.

Sơ đồ công tắc điều khiển đèn loại dƣơng chờ. Sơ đồ công tắc điều khiển đèn loại âm chờ. Sơ đồ công tắc điều khiển đèn sƣơng mù. Một số hệ thống phụ trợ cho hệ thống chiếu sáng.

Hệ thống đèn chạy ban ngày. Hệ thống điều khiển đèn tự động. Hệ thống điều khiển góc độ chiếu sáng đèn đầu. HỆ THỐNG TÍN HIỆU.

Hệ thống còi và chuông nhạc. Hệ thống báo rẽ và báo nguy. Sơ đồ hệ thống tín hiệu trên xe Toyota. HỆ THỐNG GẠT MƢA RỬA KÍNH.

Giới thiệu chung. Các bộ phận của hệ thống. Motor gạt nƣớc. Công tắc dừng tự động.

Relay gạt nƣớc gián đoạn. HỆ THỐNG NÂNG HẠ KÍNH. Motor nâng hạ kính. Motor nâng hạ kính.

Nguyên lí hoạt động. HỆ THỐNG KHÓA CỬA. Khái quát và các chức năng của hệ thống khoá cửa. Cấu tạo các bộ phận.

Chức năng điều khiển khoá (mở) cửa bằng công tắc. Chức năng điều khiển khoá (mở) cửa bằng chìa. Chức năng mở khoá 2 bƣớc. HỆ THỐNG GƢƠNG CHIẾU H U.

Chức năng, yêu cầu và phân loại. Hệ thống điều khiển gƣơng chiếu hậu .55 CHƢƠNG 2 CÁC MÔ - ĐUN THỰC HÀNH. Mô hình hệ thống chiếu sáng. Mô hình hệ thống tín hiệu.

Mô hình hệ thống gạt mƣa rửa kính. Mô hình hệ thống nâng hạ kính khóa cửa .5 Mô hình hệ thống gƣơng chiếu hậu .98 PHẦN 3 KẾT LU N V ĐỀ NGHỊ.105 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU SW Switch Công tắc điện Light control Điều khiển đèn Head light Đèn đầu LO Low Thấp HI Hight Cao INT Intermitent Gián đoạn Wash Rửa kính Flasher Flasher Bộ chớp Hazard Đèn cảnh báo IG/SW Cụm ổ khóa ON Mở OFF Tắt Right Phải Left Trái UP Lên DOWN Xuống Mass Nguồn âm Tr1, Tr2 Transitor M1, M2, M3 Vị trí ngƣời ngồi Lock Khóa Unlock Mở khóa Auto Tự động Accu Bình ắc quy Motor Động cơ điện Mirror Gƣơng Main switch Công tắc chính L1, L2 Cuộn dây vi DANH MỤC HÌNH Hình 1. Vị trí các bộ phận trong hệ thống chiếu sáng và tín hiệu. Sơ đồ mạch điện chiếu sáng trên ô tô.

Bóng đèn loại dây tóc. Bóng đèn halogen. ECU điều khiển đèn cao áp. Choá đèn hình chữ nhật.

Cách bố trí tim đèn. Đèn hệ châu Âu. Đèn hệ Mỹ. Cấu trúc loại cũ và mới.

Sơ đồ công tắc điều khiển đèn đầu loại dƣơng chờ. Sơ đồ điểu khiển đèn kiểu âm chờ. Sơ đồ công tắc điều khiển đèn sƣơng mù. Hệ thống DRL có điện trở.

Hệ thống DRL mắc nối tiếp. Cảm biến và chức năng của hệ thống đèn tự động. Mạch điện hệ thống đèn tự động. Công tắc điều khiển.

Cơ cấu điều khiển góc độ chiếu sáng của đèn đầu. Mạch điện điều khiển góc độ chiếu sáng đèn đầu. Cấu tạo còi điện. Sơ đồ hệ thống tín hiệu đèn và chuông nhạc.

Công tắc báo rẽ. Vị trí công tắc đèn báo nguy. Hoạt động của bộ nháy cơ – điện khi bật công tắc. Hoạt động của bộ nháy cơ điện khi công tắc đèn báo rẽ bật.

Tiếp điểm mở, tụ điện phóng. Tiếp điểm đóng (đèn báo rẽ sáng). Bộ tạo nháy kiểu cơ – bán dẫn. Sơ đồ hệ thống tín hiệu trên xe Toyota.

Hệ thống gạt nƣớc trên xe. Cấu tạo motor gạt nƣớc. Công tắc điểu khiển dừng tự động loại mát chờ. Công tắc điểu khiển dừng tự động loại dƣơng chờ.

Sơ đồ mạch điện công tắc gạt nƣớc. Sơ đồ mạch điện gạt và phun nƣớc Toyota Camry. Sơ đồ mạch điện gạt và phun nƣớc của xe Nissan Bluebird. Sơ đồ mạch điện gạt và phun nƣớc xe Toyota Cressida.

Motor nâng hạ cửa kính. Công tắc chính điều khiển cửa sổ điện. Sơ đồ mạch điện nâng hạ cửa kính. Chức năng mở khóa bằng công tắc và bằng chìa.

Chức năng mở khóa 2 bƣớc. Các chi tiết trên hệ thống khoá cửa. Công tắc điều khiển khoá cửa. Cụm khóa cửa.

Motor khoá cửa. Công tắc vị trí khoá cửa. Công tắc hoạt động nhờ khoá cửa. Sơ đồ mạch điện của hệ thống khóa cửa.

Gƣơng chiếu hậu. Gƣơng chiếu hậu trên kính chắn gió. Gƣơng chiếu hậu hai bên thân xe. Gƣơng chiếu hậu điều khiển bằng tay.

Gƣơng chiếu hậu điều khiển điện. Cấu tạo gƣơng điện. Mô tơ gập gƣơng. Motor điều khiển mặt kính.

Mô hình hệ thống chiếu sáng. Công tắc điều khiển light control. Relay và cầu chì. Giắc chân của relay.

Thử chân đèn Xenon. Thử chân đèn halogen. Sơ đồ mạch điện điều khiển đèn đầu loại dƣơng chờ. Sơ đồ mạch điện điều khiển đèn đầu loại âm chờ.

Hệ thống chiếu sáng ở chế độ LO và HI với đèn halogen. Mô hình hệ thống tín hiệu. Đèn xi nhan và còi. Công tắc điều khiển Turn control.

Công tắc hazard và flasher. Giắc công tắc Turn SW. Giắc công tắc Hazard SW. Sơ đồ mạch điện hệ thống tín hiệu.

Hệ thống tín hiệu với Hazard SW ON. Hệ thống tín hiệu với Turn SW Left/Right. Mô hình hệ thống gạt mƣa rửa kính. Motor gạt mƣa và bơm nƣớc.

Công tắc điều khiển control SW. sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mƣa rửa kính. Hệ thống gạt mƣa rửa kính. Mô hình hệ thống nâng hạ kính khóa cửa.

Motor nâng hạ kính. Motor khóa cửa. Công tắc điều khiển Main control SW. Cụm ECU điều khiển khóa cửa.

Giắc chân cụm ECU điều khiển khóa cửa. Giắc chân cụm ECU điều khiển khóa cửa thực tế. Sơ đồ mạch điện hệ thống nâng hạ kính và khóa cửa. Sơ đồ mạch điện hệ thống nâng hạ kính.

Sơ đồ mạch điện hệ thống khóa cửa khi khóa. Sơ đồ mạch điện hệ thống khóa cửa khi mở khóa. Hệ thống nâng kính khoá cửa. Mô hình hệ thống gƣơng chiếu hậu.

Công tắc điều khiển gƣơng Mirror SW. Gƣơng chiếu hậu. Giắc công tắc gƣơng chiếu hậu. Gƣơng chiếu hậu.

Sơ đồ mạch điện hệ thống gƣơng chiếu hậu. Chọn chế độ trên công tắc điều khiển. Hệ thống gƣơng chiếu hậu. 103 x DANH MỤC BẢNG Bảng 2.

Công tắc light control. Công tắc Turn SW. Công tắc hazard. Công tắc điều khiển gạt mƣa rửa kính.

Công tắc điều khiển gƣơng chiếu hậu trái. Công tắc điều khiển gƣơng chiếu hậu phải. 99 xi PHẦN 1 TỔNG QUAN 1. Lý do chọn đề tài Hiện nay ô tô phát triển rất nhanh cả về số lƣợng và chất lƣợng các hệ thống trên xe cũng đƣợc nghiên cứu, phát triển không ngừng.