CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ 1.1 Tìm hiểu về lịch sử phát triển của đèn ô tô Ai cũng thấy tầm quan trọng của đèn chiếu sáng trên xe hơi khi vận hành trong điều kiện ánh sáng môi trường bị kém. Ra đời đồng thời với xe hơi đèn pha đã trải qua hơn 120 năm lịch sử phát triển qua từng giai đoạn, do yêu cầu đòi hỏi khác nhau của thực tế khi lái xe vào ban đêm, trong thời tiết xấu, các đèn pha liên tục được cải tiến và phát trineer với nhiều loại khác nhau. Phát tiền từ chiếc đèn Acetylen đầu tiên đến những bóng đèn sộ đốt và cho đến nay là đèn LED, đèn Laser. Đèn dầu Ngày xưa khi chưa có ô tô hiện đại như bây giời thì xe ngựa được cho là phương tiện di chuyển phổ biến và thông dụng nhất.
Lúc này việc đi lại hoàn toàn dựa vào khả năng xác định của bản thân. Cản trở về ánh sáng và màu sắc khiến người điều khiển phương tiện không thể xác định rõ được hình dạng xe phía trước. Xe ngựa thì tốc độ tương đối chậm nên đôi lúc người ta đã nghĩ ra việc sử dụng những chiếc nến thắp sáng ở bên trong chiếc xe để báo hiệu cho người đối diện.1 Đèn dầu Việc di chuyển trên xe không có tính ổn định, nên khi thắp sáng bằng nến thì cũng không thể đảm bảo ánh sáng và độ sáng của nến cũng không cao, không phù hợp sử dụng cho những cuộc hành trình dài. Trang 3 Luận Văn Tốt Nghiệp Nguyễn Quốc Anh Cùng với sự phát triển của xã hội thì các loại phương tiện cũng nâng cấp lên và tăng tốc độ nên nhu cầu ánh sáng ngày càng đồi hỏi cao hơn và họ đã thay thế nền bằng đèn dầu.
Đèn khí Acentylen Loại đèn pha đầu tiên được biết đến vào năm 1880 được thiết kế và sản xuất là loại đèn pha cơ khí sử dụng khí axetylen.Trong thời gian đó thì khí này có khả năng chịu được ở nhiều điều kiện thời tiết khắc nghiệt nhất.2 Đèn khí Acentylen Sau một thời gian thì công ty Prest-O-Light và Corning Conophore đưa các loại đèn này vào để sản xuất thương mại. Công ty Prest –O-Light đã đưa ra một hệ thống cung cấp và lưu trữ khí axetylen vì khí này rất dễ bay hơi. Ngoài ra còn được thiết kế thêm công tắc trong xe giúp cho người sử dụng có thể thuận tiện mở bật một cách dễ dàng. Trước năm 1917 đèn pha của hãng Coring được thiết kế có thể chiếu sáng từ xa, lên tới 152m so với xe.
Đèn sợi đốt Đèn sợi đốt đầu tiên được nhà vật lý Thomas Edison phát minh vào năm 1879 đánh dấu cột mốc lịch sử phát triển cho công nghệ chiếu sáng.Tuy vậy, đến tận năm 1898, đèn sợi đốt mới bắt đầu được ứng dụng trên ô tô và chúng không được sử dụng rộng rãi tại thời điểm đó như kỳ vọng. Trang 4 Luận Văn Tốt Nghiệp Nguyễn Quốc Anh Đa số xe ô tô thời bấy giờ đều sử dụng bóng đèn khí Acetylen. Lý do các hãng xe không dám thay đổi để trang bị đèn sợi đốt đồng bộ và rộng rãi bởi vì công nghệ điện chưa phát triển theo kịp với công nghệ chiếu sáng. Đèn chiếu gần (cos) Đèn chiếu gần (cos) được công ty Guide Lamp giưới thiệu năm 1915 nhưng phải phải đến năm 1917 thì hệ thống của Cadillac mới được sử dụng rộng rãi giúp cho người lái xe có thể chuyển từ đen pha sang đèn chiếu gần một cách đơn giản.
Năm 1924, đèn Bilux được giới thiệu ra thị trường với khả năng điều chỉnh luồng sáng pha và cos chi với một bóng đèn. Năm 1925 thì mẫu thiết kế cùng loại có tên gọi là Duplo cũng được đưa ra những không có nhiều khác biệt so với thiết kế tiền nhiệm. Năm 1927 thì thiết bị điều chỉnh đèn pha bằng chân vô cùng tiện lợi và thông minh được giới thiệu đến người tiêu dùng.Dòng xe cuối cùng có sử dụng thiết bị chỉnh pha cốt bằng chân là chiếc Ford F-Series 1991. Đèn Halogen Đèn Halogen được phát triển bởi một tập đoàn sản xuất bóng đèn lớn tại Châu Âu, sau đó nhanh chóng được đưa vào trang bị và hoạt động trên ô tô.Nhờ khả năng hoạt động bền bỉ, hiệu suất chiếu sáng lớn và khả năng tiết kiệm nhiên liệu vượt trội so với đèn sợi đốt trước đó.3 Đèn halogen Đèn Halogen được nhiều chuyên gia hàng đầu thế giới đánh giá cao ngay từ khi được được giới thiệu năm 1962.
Một bước phát triển nhảy vọt của bóng đèn sợi đốt nói riêng và lịch sử phát triển đèn ô tô nói chung. Trang 5 Luận Văn Tốt Nghiệp Nguyễn Quốc Anh Đèn Xenon Đèn Xenon hay còn được gọi là hệ thống chiếu sáng phóng điện cường độ cao (HID), được xem là giải pháp khả thi hơn so với đèn Halogen nhờ nhiệt độ màu và lượng ánh sáng tạo ra.4 Đèn Xenon Đèn Xenon đầu tiên xuất hiện trên mẫu BMW 7 Series vào năm 1991 và dần trở thành sự lựa chọn số một của nhiều hãng xe. Trên xe ô tô đèn Xenon tạo ra ánh sáng có cường độ chiếu gấp 2-3 lần so với bóng đèn Halogen. Ngoài ra đèn Xenon còn ít tán xạ hơn, tập trung ánh sáng với tầm nhìn xa, giúp lái xe quan sát tốt và điều khiển phương tiện an toàn hơn.
Đèn LED LED là đèn pha công nghệ mới được phát triển thời gian gần đây. Nhưng được đưa vào sử dụng rộng rãi trên ô tô bởi hiệu suất thắp sáng vượt trội cùng khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Trên thị trường các loại đèn dành cho ô tô có thể kể đến như đèn Halogen, đèn Xenon, đèn LED, đèn Laser.5 Đèn LED Đèn LED được rất nhiều hãng xe trang bị cho từng loại ô tô khác nhau với nhiều ý tưởng thiết kế đang dạng như đèn pha LED cho ô tô, đèn LED nội thất ô tô, đèn LED gầm ô tô… LED còn có tuổi thọ lên tới 100 nghìn giờ, có thể sử dụng với nguồn điện công suất nhỏ, hoạt động tốt trong mọi điều kiện thời tiết. Trang 6 Luận Văn Tốt Nghiệp Nguyễn Quốc Anh Đèn Laser Đèn Laser là công nghệ chiếu sáng hiện đại nhất hiện nay, chỉ được trang bị rất ít các mẫu siêu xe như BMW i8 hay Audi R8.
Đèn Laser tạo ra luồng sáng mạnh gấp 1000 lần đèn LED, nhưng chỉ tiêu thụ một lượng điện năng bằng 2/3, thậm chí ½ so với đèn LED.Đèn Laser trên BMW i8 có thể chiếu sang khoảng cách 600m phía trước xe, so với 300m nếu dùng đèn LED.2 Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống chiếu sáng. Nhiệm vụ của hệ thống chiếu sáng - Chiếu sáng phần đường khi xe di chuyển trong đêm tối. - Báo hiệu bằng ánh sáng về sự có mặt của xe trên đường. - Báo kích thước, Khuôn khổ của xe và biển số xe.
- Báo hiệu khi xe quay vòng, rẽ trái hoặc phải khi phanh và khi dừng. - Chiếu sáng các bộ phận trong xe khi cần thiết (chiếu sáng động cơ, buồng lái, khoang hành khách, khoang hành lý…) Yêu cầu của hệ thống chiếu sáng Đèn chiếu sáng phải đáp ứng 2 yêu cầu: - Có cường độ sáng lớn. - Không làm lóa mắt tài xế xe chạy ngược chiều Phân loại hệ thống chiếu sáng Theo đặc điểm của phân bố chùm sáng người ta phân thành 2 loại hệ thống chiếu sáng: - Hệ thống chiêu sáng theo Châu Âu. - Hệ thống chiếu sáng theo Châu Mỹ.
Thông số cơ bản hệ thống chiếu sáng Khoảng chiếu sáng: - Khoảng chiếu sáng xa từ 180-250m. - Khoảng chiếu sáng gần từ 50-75m. Trang 7 Luận Văn Tốt Nghiệp Nguyễn Quốc Anh Công suất tiêu thụ của mỗi bóng đèn: - Ở chế độ chiếu xa là 45-70W. - Ở chế độ chiếu gần là 35-40W.
Các loại đèn trong hệ thống chiếu sáng trên xe ô tô Hệ thống đèn chiếu sáng và hệ thống tín hiệu trên ô tô là một trong những bộ phận cực kỳ quan trọng trên xe, là con mắt thứ hai của người lái xe. Đèn xe không những hỗ trợ tầm nhìn cho người lái mà còn là dấu hiệu để các phương tiện lưu thông khác nhận dạng chiếc xe của bạn, từ đó có thể đảm bảo tính an toàn.Hiện nay, hệ thống đèn chiếu sáng và đèn tín hiệu trên ô tô gồm có các loại sau: - Đèn pha/cos 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 cốt sẽ cho ánh sáng chiếu ở tầm gần hơn, ánh sáng sẽ rọi xuống mặt đường. Giúp người lái xe quan sát mặt đường và dễ tránh được vật cản phía trước.
Vì vậy khi di chuyển với tốc độ cao trên đường, đặc biệt là trên đường cao tốc cần tầm nhìn xa thì sử dụng đèn cốt sẽ khiến bạn bị hạn chế và khó xử lý tình huống. Trên ô tô đèn pha được thiết kế có công suất chiếu sáng cao và được dùng khi cần mở rộng phạm vi chiếu sáng. Hiểu đơn giản đó chính là khi tài xế cần tăng khả năng quan sát hãy mở chế độ đèn pha. Tuy nhiên người đi đường ngược chiều sẽ bị chói mắt nếu bạn mở đèn pha.
Do vậy trong đô thị sẽ có quy định mở đèn pha để tránh tai nạn đáng tiếc xảy ra. - Đèn đầu tự động Khi trời bắt đầu tối hay khi xe bắt đầu chạy vào vùng có ánh sáng yếu hoặc không có ánh sáng như đi qua hầm thì một cảm biến được gắn trên đầu bảng điều khiển, gần chân kính chắn gió (đối với hãng xe Toyota) sẽ xác định thời điểm đèn được bật tự động và tắt khi xe đi vào vùng có ánh sáng đầy đủ, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng cảm biến ánh sáng không bị che khuất, nếu nó bị che bởi một mảnh giấy hoặc bằng tài liệu tài xế xếp trên táp-lô, nó sẽ cảm nhận được điều kiện ánh sáng yếu và đèn sẽ bật dù xe chạy trong điều kiện ánh sáng đầy đủ. Trang 8 Luận Văn Tốt Nghiệp Nguyễn Quốc Anh - Đèn liếc động Một trong nhiều nguyên nhân gây ra các tai nạn ở các cung đường đèo khúc khuỷu hay đường thôn quê ngõ ngách với hàng cây rậm rạp hai bên đó chính là thiếuánh sáng vào khu vực cần quan sát vì xe chỉ có thể chiếu ánh sáng thẳng mà không thể chiếu sáng theo cung đường cua để người lái có thể phản ứng khi có những trường hợp bất ngờ xảy ra.