Đặt vấn đề Đối với ô tô hiện nay ngoài động cơ ra, hệ thống an toàn là một bài toán được quan tâm đến hàng đầu của các nhà sản xuất ô tô, đặc biệt là hệ thống chiếu sáng tín hiệu. Không chỉ các nhà sản xuất mới quan tâm về điều này, mà cả người tiêu dùng cũng khá là khó tính về vấn đề này, vào những năm ô tô chưa phát triển thì ô tô chỉ là một phương tiện di chuyển, nếu di chuyển vào ban đêm thì rất là khó khăn còn bây giờ ô tô không chỉ là để di chuyển nữa mà là thách thức mọi giới hạn của thiên nhiên, môi trườngvà đặc biệt hơn là an toàn cho những người trong xe. Hệ thống chiếu sáng tín hiệu trên ô tô rất cần thiết cho tài xế nhìn thấy trong điềukiện tầm nhìn hạn chế, báo hiệu những người xung quanh nhận biết sự có mặt của xe. Với vai trò giống như đôi mắt thứ hai của người lái xe, công nghệ chiếu sáng trên xe luôn được quan tâm và chú trọng nghiên cứu.
Những năm qua công nghệ chiếu sáng trên ô tô đã có những phát triển to lớn. Với sự xuất hiện của nhiều loại đèn với cường độ sáng mạnh và tầm chiếu sáng xa, cho ánh sáng như ánh sáng ban ngày, và thế các nhà sản xuất ô tô cũng phần nào đó giải được bài toán chiếu sáng trên ô tô. Và cuối cùng công nghệ chiếu sáng đi liền tầm nhìn của tài xế ra đời và có thể xem công nghệ này được ví như trùm cuối của hệ thống chiếu sáng, hệ thống này đang rất phát triển ở các nước Châu Âu, Châu Mỹ còn ở Việt Nam thì chưa phổ biến lắm chỉ áp dụng cho các dòng xe sang. Chính vì thế dựa trên nền tảng lý thuyết được học và sự hướng dẫn của giảng viên nhóm chúng em đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng tín hiệu trên xe Chevrolet Cruze 2013” 1.
Mục tiêu đề tài Nhóm em dự kiến sẽ hoàn thành các mục tiêu cụ thể như sau: - Nghiên cứu tổng quan cơ sở lý thuyết liên quan đến hệ thống chiếu sáng, tín hiệu trên xe Chevrolet Cruze 2013; - Đưa ra phương án tính toán và thiết kế khả thi, vị trí lắp đặt của từng bộ 1 phận vàthiết kế các bước lắp ráp khoa học; - Tiến hành bài tập thực hành trên mô hình khoa học liên quan một cách hệ thống và liên kết với nhau - Viết hoàn chỉnh các bản vẽ thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng, tín hiệu trên ô tô. Nội dung đề tài Nhóm em dự kiến sẽ hoàn thành các mục tiêu cụ thể như sau: - Phân tích tổng quan cơ sở lý thuyết liên quan đến hệ thống chiếu sáng, tín hiệu trên xe Chevrolet Cruze 2013; - Khảo sát phương án tính toán thiết kế. Từ đó, đánh giá vị trí lắp đặt của từng bộ phận, thiết kế các bước lắp ráp khoa học; - Xây dựng các bài tập thực hành khoa học liên quan một cách có hệ thống và có tính liên kết với nhau; - Thực hiện xây dựng các bản vẽ thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng, tín hiệu trên ô tô. Phương pháp nghiên cứu Đề tài “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng tín hiệu trên xe Chevrolet Cruze 2013” sử dụng phương pháp nghiên cứu đề tài là phương pháp hỗn hợp là chủ đạo, với: - Phương pháp thu thập thông tin: khảo sát, đọc tài liệu.
- Phương pháp định lượng: tìm hiểu và xây dựng cơ sở lý của thuyết hệ thống chiếu sáng tín hiệu trên xe Chevrolet Cruze. Sử dụng phần mềm autocards để thiết kế bản vẽ kỹ thuật, và phần mềm PROTEUS mô phỏng hệ thống chiếu sáng tín hiệu trên ô tô. - Phương pháp hỗn hợp: Kết hợp phương pháp định lượng và phương pháp định tính thực hiện quá trình giải thích nguyên lý, kiểm tra trên hệ thống chiếu sáng tín hiệu trên ô tô, lắp đặt mô hình học tập. Cấu trúc đề tài Đề tài nghiên cứu của nhóm được kết cấu thành 5 phần chính: Chương 1: Giới thiệu đề tài Chương 2: Tổng quan về hệ thống chiếu sáng, tín hiệu trên ô tô Chương 3: Thiết kế, thi công mô hình hệ thống chiếu sáng tín hiệu Chương 4: Chẩn đoán và vận dụng các bài thực hành trên mô hình Chương 5: Kết luận 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TÍN HIỆU TRÊN XE Ô TÔ 2.
Cơ sở lý thuyết hệ thống chiếu sáng, tín hiệu trên ô tô 2. Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống chiếu sáng trên ô tô 2. Nhiệm vụ Hình 2.1: Xe di chuyển vào ban đêm Hệ thống chiếu sáng đảm bảo ánh sáng cho tài xế và những phương tiện khác trong các trường hợp thiếu ánh sáng cụ thể như: - Chiếu sáng phần đường khi xe vận hành trong đêm tối. - Báo hiệu bằng ánh sáng về sự tham gia của xe trên đường.
- Báo kích thước, khuôn khổ của xe và biển số xe. - Báo hiệu khi xe chuyển hướng, quay vòng, khi phanh và khi dừng. - Chiếu sáng các bộ phận trong xe khi cần thiết ( buồng lái, khoang hành khách, khoang hành lý. Yêu cầu Tầm chiếu xa của đèn pha ít nhất là 100m, cường độ sáng cao, có tuổi thọ trung bình và độ bền cao, tiết kiệm năng lượng, dễ dàng bảo dưỡng, chi phí thấp.
Nhưng quan trọng là phải đáp ứng 2 yêu cầu: - Có cường độ sáng đủ lớn. - Không làm chói mắt các phương tiện khác đi ngược chiều. Phân loại Dựa theo các chức năng chiếu sáng, ta phân loại như sau: Đèn pha, đèn cốt, đèn phanh, đèn xi nhan, đèn báo nguy hiểm, đèn lùi, đèn kích thước, đèn báo biển số, đèn sương mù. Các đèn chiếu sáng bên trong xe: đèn chiếu đồng hồ táp lô, đèn trần, đèn soi ổ khoá, đèn cửa,.
Phân loại theo đặc điểm của phân bố chùm sáng người ta phân làm 2 loại: - Hệ thống chiếu sáng theo Châu Âu; - Hệ thống chiếu sáng theo Châu Mỹ. Các thông số cơ bản 2. Thông số cơ bản Bảng 2.1: Các thông số cơ bản Tên đèn Màu Số Chỉ tiêu kiểm lượng tra bằng quan sát Đèn Trắng 2 Chiều dài sáng chiếu xa hoặc vàng trên 100m, chiều rộng 4m Đèn Trắng 2 Chiều dài sáng chiếu hoặc vàng không dưới gần 50m và phải đảm bảo quan sát được 5 chướng ngại vật ở khoản cách 20m Đèn báo Vàng 2 Trong điều rẽ trước kiện ánh áng Đèn báo Vàng/Đỏ 2 ban ngày phải rẽ sau đảm bảo nhận Đèn Đỏ 2 biết được tín phanh hiệu ở khoảng Đèn lùi Trắng 1 cách 20m Trong điều kiện ánh sáng ban ngày phải Đèn hậu Đỏ 2 đảm bảo nhận biết được tín hiệu ở khoảng cách 10m Khoảng chiếu sáng: - Khoảng chiếu sáng xa từ 180-250m - Khoảng chiếu sáng gần từ 50-70m 2. Chức năng của các đèn trên hệ thống Hệ thống chiếu sáng bao gồm nhiều loại đèn, mỗi loại đều có chức năng, vai trò riêng biệt.
Đèn đầu (Heads Lights) Là hệ thống đèn sử dụng để chiếu sáng không gian phía trước xe đảm bảo người lái xe có thể quan sát tốt vào ban đêm hoặc trong điều kiện tầm nhìn bị hạn chế. - Đèn pha (headlights): Là đèn cung cấp tầm nhìn xa tốt hơn, có thể chiếu sáng ở tầm cao nhất định, giúp các biển báo giao thông phát sáng, tạo điều kiện thuận lợi cho tài xế xử lý tình huống trên đường. Nhưng nó có một hạn chế là làm chói 6 mắt tài xê đi ngược chiều nên hạn chế bật khi di chuyển ở thành phố đông dân cư. - Đèn cốt (low): Là đèn chỉ có chức năng chiếu sáng gần, không làm chói mắt các phương tiện di chuyển ngược chiều.
Đèn pha chớp (Headlamp Flash Switch): Là công tắt đèn phụ chớp pha nhằm mục đích sử dụng vào ban ngày để báo hiệu cho các xe đối diện tín hiệu cảnh báo mà không cần dùng đến công tắt đèn chính. Đèn kích thước (Side and Rear Lamps) Sử dụng để chiếu sáng không gian phía trước xe đảm bảo tầm nhìn cho người lái xe điều kiện thiếu ánh sáng hoặc tầm nhìn hạn chế. Đèn báo rẽ (Signals) Hệ thống này là đèn cảnh báo hoặc được gọi là đèn xi nhan có chức năng phát ra tín hiệu chuyển hướng, báo rẽ và cảnh báo nguy hiểm cho các phương tiện khác. Chúng được gắn ở đầu và đuôi xe và thường sẽ có màu vàng.
Đèn sương mù (Fog Lamps) Là đèn dùng để cảnh báo tín hiệu trong điều kiện sương mù mà không cần phải dùng đến đèn pha làm chói mắt phương tiện phía trước. Đèn phanh (Brake Lamps) Sử dụng để báo hiệu cho tài xế xe phía sau để giữ khoảng cách an toàn khi đạp phanh. Đèn báo hiệu trên tapplo: sử dụng để hiển thị các thông số, trạng thái hoạt động của các hệ thống, bộ phận trên xe và báo lỗi khi các hệ thống trên xe hoạt động gặp trục trặc. 7 Đèn trần (Room lights) Là hệ thống đèn dùng để soi sáng toàn bộ nội thất phía trong xe vào lúc trời tối.
Chúng thường được thiết kế tự động để báo hiệu cửa xe chưa đóng kín. Đèn lùi (Backup lamps) Là đèn tín hiệu được bật sáng khi tài xế cài số lùi để cảnh báo cho người và phương tiện phía sau.2: Vị trí các loại đèn trong xe 2. Cấu tạo các phần tử trong hệ thống chiếu sáng tín hiệu 2. Bóng đèn Phần lớn các bóng đèn trên xe ô tô đều được sử dụng bóng đèn dây tóc.
Ánh sáng từ đèn phát ra là nhờ sự phát quang của dây tóc. Ngoài ra trên các phương tiện công cộng thường sử dụng loại bóng đèn huỳnh quang. Chúng phát sáng được nhờ vào quá trình dòng điện chạy qua ống thủy tinh chứa loại khí đặc biệt. Đèn huỳnh quang có ưu điểm là ánh sáng được phát sáng đều ra trong không gian lớn giúp hàng khách không bị mỏi mắt và chói.
8 Ngày nay, phần lới các hãng xe lại lựa chọn lắp bóng đèn xenon cho hệ thống chiếu sáng của mình tùy thuộc vào các dòng xe mà có những mẫu mã khác nhau. Với loại bóng xenon, chúng có độ sáng lớn, ít làm lóa mắt các phương tiện đi ngược chiều đặc biệt là lượng tiêu thụ điện lại thấp hơn các loại đèn trước đó.3: Các loại đèn thường được sử dụng trên ô tô - Đèn dây tóc Hình 2.4: Cấu tạo của hai loại đèn dây tóc phổ biến trên ô tô Đèn gồm hai phần chính đó là phần vỏ đèn làm bằng thủy tinh và phần sợi đốt bên trong làm bằng dây volfram.