Nghiên cứu, chế tạo mô hình hệ thống điện thân xe điều khiển bằng máy tính (BCM) đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

TỔNG QUAN

Sự phát triển của công nghệ ô tô hiện nay, thực trạng các mô hình phục vụ đào tạo tại trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP HCM

Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đã dẫn đến sự gia tăng ứng dụng công nghệ tiên tiến trong ô tô, với những cải tiến không ngừng sau mỗi đợt sản xuất So với xe hơi từ những năm 1950, ô tô hiện đại ngày nay có hệ thống phức tạp và được tối ưu hóa với điều khiển điện tử Tại Việt Nam, số lượng ô tô hiện đại ngày càng tăng, yêu cầu kỹ sư sửa chữa phải liên tục cập nhật kiến thức để theo kịp xu hướng Đối với sinh viên, công nghệ và hệ thống điện tử trên ô tô còn khá mới mẻ, do đó việc cập nhật kiến thức mới là rất cần thiết để chuẩn bị cho đội ngũ nhân lực đáp ứng yêu cầu của ngành.

Khoa Cơ khí Động lực của Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã có hơn 50 năm phát triển và xây dựng, khẳng định thương hiệu và vị thế cao trong các trường đại học Đây là khoa đầu ngành đào tạo Công nghệ Kỹ thuật ô tô trong hệ thống các trường kỹ thuật trên toàn quốc.

Hiện nay, mặc dù khoa đã đầu tư vào trang thiết bị và mô hình dạy học thực tiễn, nhưng số lượng mô hình dạy học cho bộ môn Điện tử ô tô vẫn còn ít và chưa đa dạng Phần lớn các mô hình hiện có là hệ thống điện nhỏ rời rạc, thiếu sự liên kết với nhau Hơn nữa, các mô hình chủ yếu chỉ mô phỏng hệ thống điện của xe Toyota và Honda, chưa phong phú về chủng loại.

Lý do chọn đề tài

Để đáp ứng yêu cầu đào tạo cho xe đời mới, bộ môn Điện tử ô tô cần cập nhật thêm mô hình hiện có Nhận thấy rằng hệ thống điện thân xe hiện nay được điều khiển hoàn toàn bằng hộp BCM mang lại nhiều ưu điểm, nhưng chưa được đưa vào chương trình thực tập cho sinh viên, chúng em quyết định chọn đề tài này để cải thiện chất lượng đào tạo.

Nghiên cứu và phát triển mô hình hệ thống điện thân xe điều khiển bằng máy tính (BCM) cho các dòng xe Ford Ranger và Mazda BT50 đang trở nên phổ biến tại Việt Nam Mô hình này không chỉ nâng cao hiệu suất hoạt động của xe mà còn đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng trong thị trường ô tô hiện nay.

Hệ thống này cung cấp cho sinh viên trải nghiệm học tập trực quan và thực tế trong các buổi thực tập Mô hình giúp sinh viên nắm rõ hơn về hệ thống điện thân xe hiện đại, từ đó củng cố kiến thức về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của từng hệ thống điện trong xe.

Mục tiêu

Đề tài nghiên cứu các đặc điểm kết cấu, nguyên lý hoạt động và phương pháp kiểm tra hư hỏng của hệ thống điện thân xe điều khiển bằng BCM Nghiên cứu này nhằm phân tích, thiết kế và chế tạo mô hình thực hành Sản phẩm cuối cùng bao gồm tài liệu thuyết minh và mô hình thực hành, giúp sinh viên chuyên ngành ô tô cập nhật kiến thức mới và nâng cao kỹ năng nghề nghiệp.

Đối tượng nghiên cứu

 Lên ý tưởng, thiết kế cơ khí, chọn lựa các hệ thống phù hợp để đưa vào mô hình hệ thống điện thân xe điều khiển bằng BCM

 Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phương pháp kiểm tra hư hỏng

 Lắp đặt các thiết bị và làm hệ thống hoạt động theo BCM

 Biên soạn, thuyết minh hợp lý, khoa học về cơ sở lý thuyết, nguyên lý hoạt động của mô hình.

Phạm vi nghiên cứu

Do hạn chế về thời gian, kinh phí và điều kiện thực tế, đề tài chỉ tập trung nghiên cứu các hệ thống điện cơ bản trên xe, bao gồm hệ thống đèn chiếu sáng, đèn tín hiệu và gạt mưa rửa kính Vì khó khăn trong việc đáp ứng yêu cầu của các hệ thống này trên mô hình, đề tài sẽ không nghiên cứu các hệ thống khác như điều hòa không khí, gập gương và hệ thống nâng hạ kính.

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

 Nghiên cứu các tài liệu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điện thân xe

 Nghiên cứu các sơ đồ mạch điện của các hãng xe sử dụng hộp BCM

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống điện thân xe điều khiển bằng BCM.

Phạm vi ứng dụng của đề tài

Mô hình này được áp dụng trong giảng dạy và học tập, giúp sinh viên trong các lớp thực tập có cơ hội thực hành và hiểu rõ nguyên lý hoạt động của hệ thống điện thân xe điều khiển bởi BCM, nhờ vào sự hướng dẫn tận tình của giảng viên.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE

Tổng quan hệ thống điện thân xe

Ngành công nghiệp ôtô đang phát triển mạnh mẽ, với kết cấu ôtô và máy kéo ngày càng hoàn thiện Mức độ tự động hóa và điện tử hóa của các phương tiện này ngày càng cao, đáp ứng yêu cầu về tiện nghi và an toàn trong di chuyển Do đó, hệ thống trang thiết bị điện trên ôtô ngày càng trở nên phức tạp và hiện đại hơn.

Hệ thống điện thân xe bao gồm các hệ thống điện được lắp đặt trên thân xe, đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ hoạt động của ô tô.

Hệ thống cung cấp điện (Charging system): Bao gồm ắc quy, máy phát điện, các bộ điều chỉnh điện

Hệ thống khởi động bao gồm máy khởi động (động cơ điện), các rơle điều khiển và rơle bảo vệ khởi động Đối với động cơ Diesel, hệ thống còn được trang bị thêm hệ thống xông máy để đảm bảo hiệu suất khởi động tối ưu.

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 là thiết bị quan trọng trong xe hơi, bao gồm đồng hồ tốc độ động cơ, đồng hồ tốc độ xe, đồng hồ đo nhiên liệu và đồng hồ đo nhiệt độ nước làm mát Ngoài ra, taplô còn tích hợp các đèn báo hiệu giúp người lái theo dõi tình trạng hoạt động của xe một cách hiệu quả.

Hệ thống điều khiển ôtô bao gồm nhiều thành phần quan trọng như hệ thống điều khiển phanh chống hãm cứng (ABS), hộp số tự động, hệ thống lái, hệ thống treo, hệ thống truyền lực và hệ thống gối đệm Các bộ phận này phối hợp chặt chẽ để đảm bảo an toàn và hiệu suất tối ưu cho xe, mang lại trải nghiệm lái mượt mà và ổn định.

Hệ thống điều hòa nhiệt độ bao gồm nhiều thành phần quan trọng như máy nén, giàn nóng, giàn lạnh, lọc ga, van tiết lưu và các thiết bị điều khiển hỗ trợ khác, giúp duy trì nhiệt độ và độ ẩm trong không gian sống.

Hệ thống các thiết bị phụ trên xe bao gồm quạt gió, hệ thống gạt nước rửa kính, cơ chế nâng hạ kính, chức năng đóng mở cửa xe, cùng với các thiết bị giải trí như radio và tivi Ngoài ra, còn có hệ thống chống trộm và chức năng nâng hạ ghế, tất cả đều góp phần nâng cao tiện nghi và an toàn cho người sử dụng.

Hệ thống điện trên ô tô bao gồm hai phần chính: nguồn điện, là hệ thống cung cấp điện, và các bộ phận tiêu thụ điện, tức là các hệ thống khác Tất cả các thành phần này hợp thành một hệ thống thống nhất, đảm bảo hoạt động hiệu quả cho xe.

Nguồn điện trên ôtô chủ yếu là nguồn một chiều, được cung cấp bởi ắc quy khi động cơ không hoạt động hoặc hoạt động ở số vòng quay thấp Khi động cơ hoạt động ở số vòng quay trung bình và lớn, nguồn điện sẽ được cung cấp bởi máy phát Để tối ưu hóa việc lắp đặt và sửa chữa, nhiều xe sử dụng thân sườn xe làm dây dẫn chung, do đó, đầu âm của nguồn điện được kết nối trực tiếp với thân xe.

Các bộ phận tiêu thụ điện, hay còn gọi là phụ tải điện, bao gồm nhiều thiết bị khác nhau, trong đó máy khởi động là bộ phận tiêu thụ điện mạnh nhất Dòng điện mà ắc quy cung cấp khi khởi động có thể đạt tới 400-600 A đối với động cơ xăng và lên đến 2000 A đối với động cơ diesel Phụ tải điện được phân loại thành các loại cơ bản khác nhau.

 Phụ tải làm việc liên tục: Bơm nhiên liệu, kim phun nhiên liệu,…

 Phụ tải làm việc không liên tục: Gồm các đèn pha, đèn cốt, đèn kích thước,…

Phụ tải làm việc trong khoảng thời gian ngắn bao gồm các thiết bị như đèn báo rẽ, đèn phanh, mô tơ gạt nước lau kính, còi, máy khởi động và hệ thống xông máy.

Mạng lưới điện là hệ thống trung gian kết nối giữa phụ tải và nguồn điện, bao gồm các thành phần như dây dẫn, bộ chuyển mạch, công tắc, và các thiết bị bảo vệ cũng như phân phối khác nhau.

Với sự tiến bộ vượt bậc trong kỹ thuật điện tử và điều khiển tự động, các thiết bị điện và điện tử trên ôtô và máy kéo hiện đại đã chuyển từ cấu trúc các bộ phận độc lập sang việc tích hợp thành các vi mạch Những vi mạch này được xử lý và điều khiển thống nhất bởi một bộ xử lý trung tâm, hoạt động dựa trên các chương trình đã được lập trình sẵn.

Các chi tiết sử dụng trong mạch điện hệ thống điện thân xe

2.2.1 Ý nghĩa các thuật ngữ và ký hiệu

Bảng 2.1 Ký hiệu một số ph n tử điện và điện tử

KÝ HIỆU Ý NGHĨA KÝ HIỆU Ý NGHĨA

• Cung cấp dòng điện trực tiếp cho các mạch

• Phát ra ánh sáng và sinh nhiệt khi dòng điện qua dây tóc

• Kết nối điểm mass với thân xe

• Ground (1) biểu thị điểm tiếp mass thân xe thông qua dây điện

• Ground (2) biểu thị điểm thành phần được nối mass trực tiếp thân xe

• Dòng điện sẽ không dẫn qua mạch nếu ground bị lỗi

• Một điện trở có giá trị không đổi

• Chủ yếu được sử dụng để bảo vệ các thành phần trong mạch bằng cách duy trì điện áp định mức

• Chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học

• Bơm/ xả khí và chất lỏng

• Bị Ngắt khi dòng điện hiện tại vượt quá quy định trong mạch,

• Không thay thế bằng cầu chì vượt quá

• Tạo âm thanh khi có dòng điện chạy qua

• Công tắc điều khiển hoạt động của các bộ phận điện

(CHÚ THÍCH) Công tắc Ignition switch được gọi là công tắc động cơ trên xe diesel

• Dòng điện chạy qua cuộn dây tạo ra lực điện từ khiến tiếp xúc đóng lại

• Dòng điện chạy qua cuộn dây tạo ra lực điện từ khiến tiếp xúc mở

• Dòng điện chạy qua cuộn dây tạo ra lực điện từ

• Được biết đến như là một bộ chỉnh lưu bán dẫn, diode cho phép dòng điện chỉ đ theo 1 chiều

• Cho phép dòng điện chạy theo một hướng lên đến một điện áp nhất định

• Một diode phát sáng khi có dòng điện

• Không giống như bóng đèn thông thường, diode không không sinh nhiệt

Giắc nối là thiết bị dùng để kết nối các dây dẫn hoặc kết nối dây dẫn với các bộ phận điện, bao gồm hai loại chính là giắc đực và giắc cái Giắc đực thường nằm ở bên ngoài giắc cái, và nhiều giắc nối được thiết kế với khóa để đảm bảo sự chắc chắn và ổn định trong quá trình sử dụng.

Khi kết nối dây vào giắc nối, cần chú ý đến vị trí các chân của giắc Đối với giắc cái, thứ tự chân được xác định từ trái sang phải và từ trên xuống dưới Ngược lại, giắc đực được đọc chân từ phải sang trái và từ trên xuống dưới.

Hình 2.1 Cách xác định chân giắc nối

Dây dẫn là một phần thiết yếu trong sơ đồ mạch điện, đặc biệt trong hệ thống phức tạp của ô tô Để dễ dàng trong việc kiểm tra và sửa chữa, dây dẫn được phân loại theo màu sắc khác nhau Theo quy ước, chữ cái đầu tiên biểu thị màu nền của dây, trong khi chữ cái thứ hai thể hiện màu sọc Ví dụ, trong sơ đồ, ký hiệu màu dây có thể là B-.

Y, có nghĩa là màu đen sọc vàng

Bảng 2.2 Quy ước màu dây dẫn

MÀU KÝ HIỆU MÀU KÝ HIỆU ĐEN B CAM O

XANH DƯƠNG TỐI DL XANH DƯƠNG (bầu trời) SB

XANH LÁ TỐI DG MÀU SẠM T

XANH DƯƠNG SÁNG LB VÀNG Y

2.2.4 Các chi tiết bảo vệ

Cầu chì giúp bảo vệ mạch điện không bị dòng lớn chạy qua trong dây dẫn hay các bộ phận điện khi bị ngắn mạch

Hình 2.2 Các loại c u chì trên ô tô 2.2.4.2 Relay

Tùy theo nhu cầu của Relay, ta có 3 loại sau: loại thường đóng, loại thường mở và loại tiếp điểm

Hình 2.3 Các loại relay trên ô tô

Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống điện

Tùy theo vùng khi hậu, thiết bị diện trên ô tô dược chia ra làm nhiều loại:

 Vùng lạnh và cực lạnh như ở Nga, Canada

 Vùng ôn đới như ở Nhật Bản, Mỹ, châu Âu

 Nhiệt đới (Việt Nam, các nước Đông Nam Á, châu Phi )

 Loại đặc biệt thường dùng cho các xe quân sự (sử dụng cho tất cả mọi vùng khí hậu)

Nhiệt độ làm việc của các bộ phận diện và điện tử trên xe phụ thuộc vào vị trí lắp đặt Trong khi khoang động cơ có nhiệt độ cao, thì salon xe lại duy trì mức nhiệt độ tương đối ôn hòa.

Các thiết bị điện cần phải được thiết kế để chịu đựng độ ẩm cao thường gặp ở các quốc gia nhiệt đới Sự kết hợp giữa độ ẩm cao và không khí ô nhiễm tạo ra hỗn hợp axit loãng, có thể dẫn đến hiện tượng chập mạch hoặc hư hỏng các linh kiện, đồng thời làm tăng điện trở tiếp xúc tại các giắc nối.

Các bộ phận điện trên ôtô phải chịu sự rung xóc với tần số từ 50 đến 250 Hz, chịu được lực với gia tốc 150 m/s2

Các thiết bị điện ô tô cần phải có khả năng chịu đựng xung điện áp cao, có thể lên đến vài trăm volt, phát sinh từ các cuộn dây trong quá trình chuyển mạch.

Tất cả các hệ thống điện trên ôtô phải được hoạt động tốt trong khoảng 0,9 - 1,25

U định mức (Uđm = 14V hoặc 28V ) ít nhất trong thời gian bảo hành của xe

Các thiết bị điện và điện tử phải chịu được nhiễu điện từ xuất phát từ hệ thống đánh lửa hoặc các nguồn khác

Trong quá trình ma sát, các hạt mang điện âm và dương sẽ hình thành, ví dụ như giữa lốp xe và mặt đường hoặc giữa quần áo nỉ và vỏ bọc ghế Sự tạo ra các điện tích trái dấu này dẫn đến việc hình thành một điện áp lớn, có khả năng gây hư hỏng cho các chi tiết liên quan.

Nguồn điện trên ô tô

Nguồn điện trên ô tô là nguồn một chiều từ ắc quy (12V hoặc 24V) khi động cơ không hoạt động, hoặc từ máy phát điện (14V hoặc 28V) khi động cơ đang chạy Để tiết kiệm dây dẫn và thuận tiện cho việc lắp đặt, hầu hết các xe sử dụng thân sườn làm dây dẫn chung với hai kiểu kết nối: 99% xe đấu vào cọc âm của ắc quy và 1% đấu vào cọc dương Trên ô tô hiện đại, có nhiều mức điện áp khác nhau, từ 0.9V của cảm biến oxy, 1.2-2.4V của cảm biến kích nổ, đến 5V, 7V, 8V, 9V cho các cảm biến khác Điện áp thường dùng là 12/14V hoặc 24/28V, trong khi điện áp cấp cho kim phun dầu điện tử và đèn neon là 80-110V, và điện áp cho bougie là 20-40kV, khởi động đèn xenon lên đến 80kV.

Các thiết bị điện và điện tử đang dần thay thế các thiết bị cơ khí trên ô tô, dẫn đến việc công suất máy phát điện ngày càng tăng và số lượng dây dẫn cũng tăng theo Trên một số mẫu xe cao cấp, công suất máy phát có thể đạt tới 4.5 kW Để tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng dây đồng, nghiên cứu đang được tiến hành để chuyển đổi hệ thống điện từ 12/14V sang 72/84V Ngoài ra, một số xe đã áp dụng cáp quang để truyền dữ liệu giữa các hộp điều khiển điện tử (ECU).

Các loại phụ tải điện trên ô tô

Phụ tải làm việc liên tục: gồm bơm nhiên liệu (50 - 70W), hệ thống đánh lửa

Phụ tải làm việc không liên tục: gồm các đèn pha (mỗi cái 60W), cốt (mỗi cái

55W), đèn kích thước (mỗi cái 10W), radio car (10 - 15W), các đèn báo trên táp lô (mỗi cái 2W)

Phụ tải điện trên ô tô bao gồm nhiều thiết bị hoạt động trong thời gian ngắn, như đèn báo rẽ (4x21W + 2x2W), đèn thắng (2x21W), motor điều khiển kính (150W), quạt làm mát động cơ (200W), quạt điều hòa nhiệt độ (2x80W), motor gạt nước (30-65W), còi (25-40W), đèn sương mù (35-50W mỗi cái), còi lui (21W), máy khởi động (800-3.000W), mồi thuốc (100W), anten với motor kéo (60W), hệ thống xông máy cho động cơ diesel (100-150W), và ly hợp điện từ của máy nén trong hệ thống lạnh (60W) Ngoài ra, phụ tải điện còn được phân biệt theo công suất và điện áp làm việc.

Hệ thống cung cấp điện

2.6.1 Chức năng của hệ thống cung cấp điện

Xe ô tô hiện đại được trang bị nhiều thiết bị điện nhằm đảm bảo an toàn và tiện lợi khi lái xe Việc sử dụng điện không chỉ cần thiết trong quá trình di chuyển mà còn khi xe dừng lại Do đó, xe được trang bị ắc quy để cung cấp điện và hệ thống nạp để tạo ra nguồn điện khi động cơ hoạt động Hệ thống nạp không chỉ cung cấp điện cho các thiết bị mà còn giúp sạc lại ắc quy.

Hệ thống cung cấp năng lượng bao gồm các thiết bị chính như ắc quy, máy phát điện, bộ chỉnh lưu và bộ điều chỉnh điện được lắp đặt trong máy phát, cùng với đèn báo xạc và công tắc máy.

Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống cung cấp điện tổng quát

2.6.2 Ắc-quy Để cung cấp điện cho các vật dùng điện khi động cơ không làm việc, người ta sử dụng nguồn điện hóa học một chiều gọi là ắc quy Trong ắc quy, hóa năng biến thành điện năng

Trên thị trường ô tô hiện nay, có hai loại ắc quy chính được sử dụng là ắc quy nước và ắc quy khô Ắc quy khô nổi bật với nhiều ưu điểm vượt trội so với ắc quy nước Tuy nhiên, khi so sánh hai loại ắc quy có cùng dung lượng, ắc quy nước lại cho thời gian đề máy nhanh hơn và có tuổi thọ cao hơn.

Theo tính chất dung dịch điện phân, ắc quy nước được chia ra các loại:

 Ắc quy axít: dung dich điện phân là axít H 2 SO 4

 Ắc quy kiềm: dung dịch điện phân là KOH hoặc NaOH

Khi so sánh ắc quy axít và ắc quy kiềm, ắc quy axít nổi bật với suất điện động mỗi ngăn cao hơn (~2V) và điện trở trong thấp hơn, giúp giảm độ sụt thế khi phóng với dòng lớn, đồng thời mang lại chất lượng khởi động tốt hơn Ngược lại, ắc quy kiềm chỉ có suất điện động mỗi ngăn khoảng 1,38V, cho thấy sự khác biệt rõ rệt về hiệu suất giữa hai loại ắc quy này.

14 thành cao hơn (2÷3 lần) do phải sử dụng các loại vật liệu quý hiếm như bạc, niken, cađimi, điện trở trong lớn hơn

Tuy vậy, ắc quy kiềm có độ bền cơ học và tuổi thọ cao hơn (4÷5 lần), làm việc tin cậy hơn

Cấu tạo của ắc quy:

Để tạo ra một bình ắc quy có điện thế hiệu như 6, 12 hay 24V, các khối ắc quy đơn được mắc nối tiếp với nhau, vì mỗi khối ắc quy đơn chỉ cung cấp điện động khoảng 2V Hiện nay, trên ô tô thường sử dụng ắc quy 12V.

Vỏ bình ắc quy có hình dạng hộp chữ nhật, được chế tạo từ nhựa êbônít, cao su cứng hoặc chất dẻo chịu a xít, và được chia thành các ngăn tương ứng với số lượng ắc quy đơn cần thiết Trong mỗi ngăn, các khối bản cực được đặt để thực hiện chức năng lưu trữ năng lượng Đáy vỏ bình được thiết kế với các gân dọc hình lăng trụ nhằm hỗ trợ các khối bản cực, trong khi khoảng trống giữa các gân giúp chứa các chất kết tủa và chất tác dụng bong ra từ các bản cực, ngăn chặn tình trạng chập mạch giữa các bản cực khác dấu.

Khối bản cực bao gồm các bản cực dương và âm được sắp xếp xen kẽ, với các tấm ngăn cách điện ở giữa Mỗi bản cực có phần cốt hình mắt cáo và các chất tác dụng được trát lên bề mặt Phần trên của cốt được thiết kế với tai 3 để kết nối các bản cực cùng tên với nhau.

Cốt của sản phẩm có 15 thành phần khối bản cực, với phần dưới được thiết kế có các chân để tựa lên các gân ở đáy bình Các chân được sắp xếp so le nhằm ngăn ngừa hiện tượng chập mạch qua sóng đỡ.

Hình 2.6 Cấu tạo của bản cực và khối bản cực a Ph n cốt; b Nửa khối bản cực; c Khối bản cực và tấm cách; d Tấm cách

Cốt được chế tạo từ hợp kim chống ôxy hoá, bao gồm 92-93% chì và 7-8% ăngtimon (Sb), với các bản cực dương có thêm 0,1-0,2% Asen (As) Sự kết hợp của ăngtimon và Asen không chỉ tăng cường độ bền cơ học mà còn giảm ôxy hoá cho cốt, đồng thời cải thiện tính đúc của hợp kim.

Chất tác dụng trên bản cực âm được sản xuất từ bột chì và dung dịch axit H2SO4 Để cải thiện độ xốp và giảm khả năng co, hóa cứng của bản cực, người ta bổ sung thêm 2-3% chất nở Chất nở có thể được tạo ra từ các chất hữu cơ hoạt tính bề mặt kết hợp với sun phát bari BaSO4, như muối humát từ than bùn, bồ hóng và chất thuộc da.

Chất tác dụng trên bản cực dương được chế tạo từ minium chì (Pb3O4), monoxít chì (PbO) và dung dịch axit sulfuric (H2SO4) Để tăng cường độ bền, sợi polypropylene cũng được thêm vào thành phần.

Các phân khối bản cực và tấm ngăn được lắp ráp để tạo thành khối bản cực Số lượng bản cực âm thường vượt quá số bản cực dương một bản, nhằm thuận tiện cho việc lắp đặt các bản cực dương.

16 giữa các bản cực âm, đảm bảo cho các bản cực dương làm việc đều cả hai mặt để tránh cong vênh và bong rơi chất tác dụng

Tấm ngăn là những lá mỏng được chế tạo từ vật liệu xốp chịu axít như mipo, miplát, bông thuỷ tinh hoặc sự kết hợp giữa bông thuỷ tinh với miplát hoặc gỗ Chúng thường có một mặt nhẵn và một mặt hình sóng, trong đó mặt nhẵn hướng về phía bản cực âm, còn mặt hình sóng hướng về phía bản cực dương Thiết kế này giúp dung dịch điện phân dễ dàng luân chuyển đến bản cực dương và cải thiện lưu thông.

Ngoài ra còn một số các chi tiết khác như: nút, nắp, cầu nối, ống thông hơi

2.6.3 Sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp điện trên xe

Hình 2.7 Mạch điện hệ thống cung cấp điện trên xe

Khi động cơ không hoạt động hoặc hoạt động ở tốc độ thấp, toàn bộ phụ tải điện đều sử dụng năng lượng từ ắc quy Khi động cơ hoạt động ở tốc độ trung bình và cao, máy phát điện sẽ cung cấp nguồn điện cho tất cả các phụ tải và đồng thời sạc lại ắc quy.

Hệ thống mạng CAN

CAN, viết tắt của Control Area Network, là một mạng điều khiển cục bộ cho phép truyền tải dữ liệu nối tiếp trong thời gian thực Hệ thống này nổi bật với tốc độ truyền cao và khả năng phát hiện hư hỏng hiệu quả, góp phần vào việc cải thiện độ tin cậy trong các ứng dụng phức tạp.

Bằng cách kết hợp dây đường truyền CANH và CANL, giao thức CAN thực hiện liên lạc thông qua sự chênh lệch điện áp Các ECU và cảm biến trên xe hoạt động dựa trên nguyên lý này để đảm bảo sự truyền tải dữ liệu hiệu quả.

17 cách chia sẻ thông tin và liên lạc với nhau CAN có 2 điện trở 120 Ω, dùng để thông tin liên lạc với đường truyền chính

Có 2 loại đường truyền CAN khác nhau thường được sử dụng được phân loại dựa trên tốc độ truyền tín hiệu điển hình: Đường truyền HS-CAN là đường truyền tốc độ cao được sử dụng để liên lạc giữa các hệ thống truyền lực, gầm và một số hệ thống điện thân xe Đường truyền HS-CAN được dùng để gọi “Đường truyền CAN No.1” và “Đường truyền CAN No.2” Nó hoạt động ở tốc độ khoảng 500 kbps Các điện trở cực cho đường truyền CAN No.1 được đặt ở trong ECU trung tâm và CAN No.2 J/C Điện trở của đường truyền CAN No.2 không thể đo được từ giắc DLC3 Đường truyền MS-CAN là đường truyền tốc độ trung bình được sử dụng để liên lạc giữa các hệ thống điện thân xe Đường truyền MS-CAN được gọi là “Đường truyền CAN MS” Nó hoạt động ở tốc độ khoảng 250 kbps Các điện trở cực cho đường truyền MS-CAN được đặt ở trong ECU thân xe chính và ECU chứng nhận Điện trở của đường truyền CAN MS không thể đo được từ giắc DLC3 Việc thông tin liên lạc giữa những mạng này được thực hiện qua ECU thân xe (cho đường truyền CAN MS) hay ECU trung tâm (cho đường truyền CAN No.2), có vai trò như một ECU trung tâm

Hình 2.8 Sơ đồ tổng quát đường truyền CAN

Xe Ranger sử dụng hệ thống mạng CAN để kết nối các bộ điều khiển, từ đó nâng cao khả năng giao tiếp và trao đổi thông tin giữa nhiều bộ điều khiển được trang bị trên xe.

Mạng CAN sử dụng hai dây xoắn để truyền dữ liệu, với việc cấp điện áp High (+) và Low (-) cho hai dây này Quá trình truyền tín hiệu diễn ra thông qua điện áp vi sai, đảm bảo sự giao tiếp hiệu quả giữa các thiết bị.

Kết cấu dây xoắn giúp phát hiện điện áp chênh lệch giữa hai dây dưới dạng tín hiệu dữ liệu, với đặc điểm nổi bật là khả năng chống nhiễu bên ngoài Khi có nhiễu, phần nhiễu trên dây High và dây Low sẽ tự động khử lẫn nhau, đảm bảo tín hiệu truyền đi ổn định và chính xác.

Hình 2.10 Sơ đồ khử nhiễu của đường truyền dẫn động bằng điện áp chênh lệch

2.7.1 Những tín hiệu vào đường truyền dữ liệu tốc độ cao (HS-CAN) trong mạng

 Bộ điều khiển ABS HU/CM

 Bộ điều khiển DSC HU/CM

 Hệ thống điều khiển SAS CONTROL MODULE

Hình 2.11 Đường truyền dữ liệu tốc độ cao HS-CAN

2.7.2 Những tín hiệu vào đường truyền dữ liệu tốc độ trung bình (MS-CAN) trong mạng

Hình 2.12 Đường truyền dữ liệu tốc trung bình MS-CAN

Hệ thống chiếu sáng

2.8.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống chiếu sáng

Nhiệm vụ: Hệ thống chiếu sáng nhằm đảm bảo đều kiện làm việc cho người lái ô tô nhất là vào ban đêm và đảm bảo an toàn giao thông

Yêu c u: Hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo hai yêu cầu cơ bản

 Một là có cường độ sáng lớn và phù hợp với điều kiện vận hành của xe

 Hai là không làm lóa mắt tài xế xe chạy ngược chiều

Phân loại: Theo đặc điểm của phân bố 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

2.8.2 Thông số cơ bản và chức năng của hệ thống chiếu sáng

Bảng 2.3 Các thông số của hệ thống chiếu sáng

Chế độ chiếu sáng Khoảng chiếu sáng Công suất tiêu thụ của mỗi bóng đèn

2.8.2.2 Các chức năng của hệ thống chiếu sáng

Đèn đầu (Headlight) là hệ thống chiếu sáng quan trọng ở phía trước xe, giúp người lái quan sát rõ ràng trong điều kiện tối Hệ thống này bao gồm hai loại đèn: đèn cốt (cos) chiếu sáng gần và đèn pha (far) chiếu sáng xa, hỗ trợ người lái xử lý tình huống giao thông và chướng ngại vật hiệu quả.

Đèn sương mù là thiết bị quan trọng giúp tăng cường khả năng nhận biết cho các phương tiện trong điều kiện thời tiết xấu như sương mù hoặc bụi, khi tầm nhìn của người lái bị hạn chế Thông thường, đèn sương mù được trang bị ánh sáng vàng đặc trưng để dễ nhận diện và thường được lắp đặt ở vị trí thấp phía dưới đầu xe, nhằm tránh làm chói mắt những người lái xe đối diện.

Đèn định vị ban ngày (Daytime Running Light) đã trở thành yêu cầu bắt buộc tại nhiều quốc gia, giúp tăng cường khả năng nhận biết cho người điều khiển phương tiện giao thông Các dòng xe máy và ô tô mới thường sử dụng công nghệ LED cho đèn định vị, không chỉ nâng cao tính thẩm mỹ mà còn cải thiện khả năng nhận diện Trong khi đó, một số xe đời cũ vẫn chỉ được trang bị đèn DRL dạng sợi đốt.

Đèn xi-nhan là thiết bị quan trọng trên các phương tiện giao thông, thường được đặt lệch về hai bên thân xe và có màu cam để dễ nhận diện Chức năng chính của đèn xi-nhan là giúp người lái xe thông báo hướng di chuyển của mình bằng cách bật hoặc tắt đèn theo hướng mong muốn Đối với một số xe phân khối lớn và ô tô, đèn xi-nhan cũng có thể hoạt động như đèn cảnh báo nguy hiểm khi bật/tắt liên tục qua nút hình tam giác trên bảng điều khiển Tuy nhiên, nhiều người lái xe tại Việt Nam thường nhầm lẫn rằng bật đèn xi-nhan là để báo hiệu đi thẳng, điều này hoàn toàn không chính xác.

Đèn hậu là bộ phận quan trọng ở phía sau xe, được quy định sử dụng màu đỏ để cảnh báo các phương tiện lưu thông phía sau Chức năng của đèn hậu không chỉ tăng khả năng nhận biết cho các xe phía sau mà còn cảnh báo khi người lái đạp phanh Đặc biệt, ở các dòng xe cao cấp, đèn hậu sẽ sáng hơn khi lực phanh mạnh, giúp người lái phía sau nhận biết tình huống khẩn cấp Nhờ vậy, đèn hậu đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu va chạm từ phía sau.

Đèn trong xe, hay còn gọi là đèn nội thất, bao gồm nhiều loại đèn có công suất nhỏ được bố trí ở các vị trí khác nhau trong xe Mục đích chính của những chiếc đèn này là tăng cường tính tiện nghi và thẩm mỹ cho không gian nội thất của xe hơi.

Đèn bảng số (đèn soi biển số) cần phát ra ánh sáng trắng để chiếu sáng rõ ràng biển số xe Đèn này phải được kích hoạt đồng thời với đèn pha, đèn cốt và đèn đậu xe để đảm bảo an toàn khi di chuyển vào ban đêm.

 Đèn lùi (back-up light): Đèn này được chiếu sáng khi xe gài số lùi, nhằm báo hiệu cho các xe khác và người đi đường

2.8.2.3 Cấu tạo của bóng đèn

Trên ô tô hiện nay thường sử dụng hai loại bóng đèn là: Loại dây tóc và loại halogen

Hình 2.13 Cấu tạo bóng đèn loại dây tóc 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

Loại đèn dây tóc có vỏ bằng thủy tinh, bên trong chứa dây điện trở làm từ volfram Dây volfram được kết nối với hai dây dẫn để cung cấp dòng điện, và hai dây này được gắn chắc chắn vào nắp đậy bằng đồng hoặc nhôm Bên trong bóng đèn, không khí được hút hết để tạo môi trường chân không, giúp ngăn chặn oxy hóa và bốc hơi dây tóc.

Khi hoạt động ở điện áp định mức, nhiệt độ dây tóc đạt 2300 °C, tạo ra ánh sáng trắng Nếu điện áp thấp hơn, cả nhiệt độ và cường độ sáng đều giảm Ngược lại, điện áp cao hơn có thể khiến volfram bốc hơi, dẫn đến hiện tượng đen bóng đèn và có nguy cơ cháy dây tóc Bóng đèn dây tóc thường có môi trường làm việc ở chân, nên dây tóc dễ bị bốc hơi theo thời gian, gây ra hiện tượng vỏ thủy tinh bị đen Một giải pháp là làm vỏ thủy tinh lớn hơn, nhưng điều này sẽ làm giảm cường độ ánh sáng sau một thời gian sử dụng.

Bóng đèn halogen ra đời đã khắc phục những nhược điểm của bóng đèn dây tóc truyền thống Chúng chủ yếu được làm từ thủy tinh thạch anh, mang lại hiệu suất chiếu sáng cao và tuổi thọ dài hơn.

Bóng đèn này được làm từ vật liệu đặc biệt có khả năng chịu nhiệt độ và áp suất cao, lên tới 5 đến 7 bar, vượt trội hơn so với thủy tinh thông thường Điều này giúp dây tóc đèn phát sáng mạnh mẽ hơn và kéo dài tuổi thọ bóng đèn so với các loại bóng đèn thông thường.

Hình 2.14 Cấu tạo bóng đèn halogen

1 Vỏ thủy tinh thạch anh; 2 Dây tóc tim cốt; 3 Dây tóc tim pha; 4 Giáđỡ; 5 Các tiếp điểm

Bóng đèn halogen có ưu điểm nổi bật là sử dụng tim đèn nhỏ hơn so với bóng đèn thông thường, giúp điều chỉnh tiêu điểm chính xác hơn Chúng chứa khí halogen như Iod hoặc Brôm, tạo ra quá trình hóa học khép kín Khi Iod kết hợp với vonfram bay hơi, hỗn hợp iod vonfram không bám vào vỏ thủy tinh mà được chuyển về vùng khí nhiệt độ cao xung quanh tim đèn (trên 1450°C) Tại đây, hỗn hợp tách thành vonfram bám trở lại tim đèn và các phần tử khí halogen được giải phóng trở về dạng khí.

Quá trình tái tạo bóng đèn halogen không chỉ giúp ngăn chặn sự đổi màu mà còn duy trì hiệu suất hoạt động của đèn trong thời gian dài Để đảm bảo hoạt động hiệu quả, bóng đèn halogen cần được thiết kế để hoạt động ở nhiệt độ cao hơn 250°C, vì chỉ ở nhiệt độ này, khí halogen mới có thể bốc hơi.

2.8.3 Các sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng trên xe

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

Hình 2.15 Sơ đồ mạch điện đèn pha, cốt

Khi công tắc điều khiển đèn nằm ở vị trí Headlight trong mạch xuất hiện dòng điện:

(+) Battery  Main fuse block Mass

Dòng điện chạy qua Headlight relay và TNS relay sẻ làm các tiếp điểm của rơle đóng lại.Trong mạch lúc này lại xuất hiện các dòng:

(+) Battery  Main fuse block Headlight swicht

 Công tắc đặt ở chế độ cốt (LO) bóng đèn 55W sáng

 Công tắc đặt ở chế độ pha (HI) bóng đèn 60W sáng

 Công tắc đặt ở chế độ nháy pha (Flash to pass) bóng đèn 60W nháy sáng

(+) BatteryMain fuse block Tail 10A Hệ thống đèn phía sau

2.8.3.2 Đèn hậu, biển số xe và đèn đỗ xe ( License Plate/ Parking/ Tail Light) Đèn hậu được dùng để cảnh báo cho các phương tiện phía sau xe bằng tín hiệu màu đỏ Đèn biển số xe có tác dụng chính là soi biển số đăng ký để cho các cơ quan chức năng và người khác có thể đọc biển đăng ký xe vào ban đêm Đèn sẽ được bật khi người lái bật đèn pha cos Đèn đỗ xe dùng để báo tín hiệu khi đang đỗ xe

Hình 2.16 Sơ đồ mạch điện đèn License Plate/ Parking/ Tail Light

Khi công tắc điều khiển đèn nằm ở vị trí Headlight hoặc TNS thì trong mạch xuất hiện dòng điện:

(+) Battery  Main fuse block  Tail 10A  TNS relay  Công tắc điều khiển 

Dòng điện chay qua rơle hút tiếp điểm của rơle đóng cho dòng điện chạy tới cấp địên hệ thống bóng đèn phía sau

2.8.3.3 Đèn sương mù (Fog light)

Đèn gầm, hay còn gọi là đèn sương mù, có chức năng nâng cao khả năng nhận diện cho các phương tiện giao thông trong điều kiện thời tiết xấu như ban đêm, mưa hoặc sương mù, giúp người lái dễ dàng quan sát hơn.

Hình 2.17 Sơ đồ mạch điện đèn sương mù phía trước

Khi công tắc điều khiển đèn nằm ở vị trí Headlight hoặc TNS và ta bật công tắc đèn sương mù trong mạch sẽ xuất hiện dòng điện:

(+) Ắc quy  Hộp cầu chì chính  Rơ le TNS  Rơ le đèn sương mù  Công tắc đèn sương mù phía trước  Mass

Dòng điện chay qua cuộn dây của rơle đèn sương mù phía trước  Làm tiếp điểm của rơ le đóng lại.Trong mạch lại xuất hiện dòng điên:

(+) Battery  Main fuse block  Fog 10A Mass

Lúc này hai bóng đèn 55W sáng Khi công tắc điều khiển đèn nằm ở vị trí Off hoặc không bật công tắc đèn sườn mù thì 2 bóng này không sáng.

Hệ thống tín hiệu

Hình 2.18 Kết cấu còi điện

1 Loa còi; 2 Đĩa rung; 3 Màng thép; 4 Vỏ còi; 5 Khung thép; 6 Trụ đứng;

7 Tấm thép lò xo; 8 Lõi thép từ; 9 Cuộn dây; 10,12 Ốc hãm; 11 Ốc điều chỉnh;

13 Trụ điều khiển; 14 C n tiếp điểm tĩnh; 15 C n tiếp điểm động; 16.Tụ điện;

17 Trụ đứng tiếp điểm; 18 Đ u bắt dây còi; 19 N m còi; 20 Điện trở phụ; 21 ắc quy

Âm thanh của còi ô tô được xác định bởi tần số và biên độ dao động của màng còi Khi khoảng cách khe hở giữa hai tiếp điểm thay đổi, tần số và biên độ dao động cũng sẽ thay đổi Ngoài ra, sức căng của lò xo lá và khe hở giữa lõi thép và khung thép từ cũng ảnh hưởng đến khả năng đóng mở tiếp điểm Để điều chỉnh âm thanh của còi xe, bạn có thể thay đổi bộ phận ốc điều chỉnh để điều chỉnh biên độ và tần số dao động, hoặc điều chỉnh sức căng của lò xo và khe hở giữa lõi thép và khung thép.

2.9.1.2 Sơ đồ mạch điện còi trên xe Fod Ranger:

Hình 2.19 Sơ đồ mạch điện còi trên xe

2.9.2 Sơ đồ mạch điện đèn xinhan và đèn báo nguy (Turn and hazard warning light)

2.9.2.1 Công tắc đèn báo rẽ

Công tắc đèn báo rẽ được tích hợp trong công tắc tổ hợp dưới tay lái, cho phép người lái dễ dàng điều khiển đèn báo rẽ bằng cách gạt sang phải hoặc trái.

Hình 2.20 Công tắc đèn báo rẽ

2.9.2.2 Công tắc đèn báo nguy

Khi bật công tắc đèn báo nguy nó sẽ làm cho tất cả các đèn báo rẽ đều nháy

Hình 2.21 Vị trí công tắc đèn báo nguy

2.9.2.3 Sơ đồ mạch điện đèn xinhan và đèn báo nguy xe

Đèn xi nhan trên xe máy có tác dụng quan trọng trong việc báo hiệu hướng di chuyển cho các phương tiện xung quanh, giúp tài xế dễ dàng xin đường hoặc vượt xe khác Ngoài ra, đèn xi nhan còn đóng vai trò như đèn cảnh báo nguy hiểm; khi kích hoạt chức năng này, tất cả các đèn xi nhan sẽ cùng bật và tắt liên tục, tăng cường sự an toàn cho người tham gia giao thông.

Hình 2.22 Sơ đồ mạch điện đèn báo rẽ và báo nguy hiểm

2.9.3 Sơ đồ mạch điện đèn phanh (Brake light) Đèn phanh là một bộ phận đặc biệt quan trọng đối với sự an toàn của người ngồi trong xe vì nó có chức năng báo hiệu cho người lái sẽ đi chậm hoặc dừng lại

Hình 2.23 Sơ đồ mạch điện đèn phanh

Hoạt động của đèn phanh:

Khi đạp bàn đạp phanh làm cho Brake swich đóng.trong mạch xuất hiện dòng:

(+) Ắc quy  Cầu chì Brake swicht Mass

Hai bóng 21W sáng cho tài xế xe sau biết để giữ khoảng cách an toàn

21W BRAKE LIGHT LH 21W BRAKE LIGHT RH

Hệ thống gạt mưa và rửa kính

Hình 2.24 Hệ thống gạt mưa – rửa kính

Hệ thống gạt nước và rửa kính là thiết bị quan trọng giúp người lái xe duy trì tầm nhìn rõ ràng trong điều kiện thời tiết xấu, như mưa Hệ thống này không chỉ gạt nước mưa trên kính trước và kính sau mà còn làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió, đảm bảo an toàn khi lái xe Do đó, việc sử dụng hệ thống gạt nước và rửa kính là cần thiết để nâng cao an toàn giao thông.

Hệ thống gạt nước và rửa kính trên xe Ford Ranger bao gồm các bộ phận chính như cần gạt nước, motor và cơ cấu dẫn động gạt nước, vòi phun của bộ rửa kính, bình chứa nước rửa kính có motor, cùng với công tắc gạt nước và rửa kính có relay điều khiển gạt nước gián đoạn.

Hệ thống gạt nước và rửa kính là thiết bị quan trọng giúp người lái duy trì tầm nhìn rõ ràng trong điều kiện thời tiết mưa Hệ thống này không chỉ gạt nước mưa trên kính trước và kính sau, mà còn làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió phía trước Do đó, việc trang bị hệ thống gạt nước và rửa kính là cần thiết để đảm bảo an toàn khi điều khiển xe.

Hệ thống gạt nước và rửa kính trên xe Ford Ranger bao gồm các bộ phận chính như cần gạt nước, motor và cơ cấu dẫn động gạt nước, vòi phun của bộ rửa kính, bình chứa nước rửa kính (có motor rửa kính), cùng với công tắc gạt nước và rửa kính (có relay điều khiển gạt nước gián đoạn).

2.10.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận trong hệ thống gạt nước rửa kính

Motor gạt nước được cấu tạo từ một động cơ điện với mạch kích từ bằng nam châm vĩnh cửu, kết hợp với cơ cấu trục vít – bánh vít để giảm tốc độ Công tắc dừng tự động được lắp đặt trên bánh vít, cho phép cần gạt nước dừng ở vị trí cuối khi tắt công tắc, giúp bảo đảm tầm nhìn cho tài xế Thông thường, motor gạt nước sử dụng ba loại chổi than: chổi tốc độ thấp, chổi tốc độ cao và chổi dùng chung để nối mass.

 Công tắc dừng tự động:

Hình 2.26 Công tắc điều khiển dừng tự động loại mass chờ

Công tắc dừng tự động giúp gạt mưa dừng lại ở vị trí cuối khi tắt, đảm bảo không cản trở tầm nhìn của tài xế Việc này giúp tăng cường an toàn khi lái xe, đặc biệt trong điều kiện thời tiết xấu.

Công tắc dừng tự động bao gồm một đĩa đồng khoét rãnh và ba tiếp điểm Khi công tắc gạt nước ở vị trí OFF, tiếp điểm giữa kết nối với chổi than tốc độ thấp của motor, cho phép motor tiếp tục quay đến điểm dừng nhờ tiếp điểm tì trên lá đồng Tại điểm dừng, hai đầu chổi than của motor được nối với nhau, tạo ra mạch hãm điện động, ngăn chặn motor quay tiếp do quán tính.

 Công tắc điều khiển gạt nước, rửa kính

Hình 2.27 Công tắc gạt nước và rửa kính

Công tắc gạt nước được đặt trên trục trụ lái, giúp người lái dễ dàng điều khiển khi cần thiết Nó có các chế độ OFF (dừng), LO (tốc độ thấp), HI (tốc độ cao) và MIST để điều chỉnh mức độ hoạt động của gạt nước.

Gạt nước hoạt động hiệu quả trong điều kiện thời tiết có sương mù, giúp cải thiện tầm nhìn cho người lái Chế độ INT cho phép gạt nước hoạt động ở chế độ gián đoạn trong một khoảng thời gian nhất định, mang lại sự tiện lợi và an toàn khi lái xe trong điều kiện thời tiết ẩm ướt.

2.10.2 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa rửa kính của xe

Hình 2.28 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt nước

Khi công tắc được đặt ở vị trí LOW hoặc MIST, dòng điện sẽ cung cấp cho chổi gạt nước tốc độ thấp, giúp mô tơ hoạt động hiệu quả và gạt nước với tốc độ chậm.

Dòng điện từ (+) Ắc quy Hộp cầu chì chính  Công tắc máy  Tiếp điểm MIST/LOW (công tắc gạt nước) Mô tơ gạt nước ( LOW)  Mass

 Khi công tắc gạt nước ở vị trí HIGH, dòng điện tới chổi tốc độ cao của motor (HI) như sơ đồ dưới và motor quay ở tốc độ cao

Dòng điện từ (+) Ắc quy Hộp cầu chì chính  Công tắc máy  Tiếp điểm (HI) của công tắc gạt nước (1) Mô tơ gạt nước (HI)  Mass

Khi tắt công tắc gạt nước ở vị trí OFF trong khi motor gạt nước đang hoạt động, dòng điện vẫn tiếp tục chạy đến chổi tốc độ thấp của motor, khiến gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp.

Dòng điện từ ắc quy đi qua hộp cầu chì chính, sau đó đến công tắc máy và tiếp điểm (B) của công tắc dừng tự động Tiếp theo, dòng điện tiếp tục qua tiếp điểm (A) của rơle INT, rồi đến tiếp điểm (OFF) của công tắc gạt nước (2), kích hoạt mô tơ gạt nước (LOW) và cuối cùng nối với mass.

Khi gạt nước đến vị trí dừng, tiếp điểm công tắc dừng tự động sẽ chuyển từ phía (B) sang phía (A) và motor dừng lại

Khi công tắc gạt nước được chuyển đến vị trí INT, transistor sẽ kích hoạt trong một khoảng thời gian ngắn, khiến tiếp điểm relay chuyển từ A sang B Khi các tiếp điểm relay đóng tại B, dòng điện sẽ được dẫn đến motor (LO), làm cho motor bắt đầu quay với tốc độ thấp.

Dòng điện từ ắc quy đi qua hộp cầu chì chính, sau đó đến công tắc máy và tiếp điểm INT của công tắc gạt nước (1) Tiếp theo, dòng điện tiếp tục đến tiếp điểm B của rơle INT và tiếp điểm INT của công tắc gạt nước (2), cuối cùng kích hoạt mô tơ gạt nước ở chế độ LOW và trở về Mass.

Khi transistor tắt nhanh chóng, tiếp điểm của relay sẽ chuyển từ vị trí B về A Tuy nhiên, khi motor bắt đầu quay, công tắc dừng tự động sẽ chuyển từ vị trí A sang vị trí B, cho phép dòng điện tiếp tục chạy qua chổi tốc độ thấp của motor, làm cho gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp.

CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC

Các dạng hư hỏng thường gặp trong hệ thống điện thân xe

Khi dòng điện chạy qua một mạch điện, điện áp giảm khi đi qua các điện trở, hiện tượng này được gọi là độ sụt điện áp Độ sụt điện áp có thể được sử dụng để kiểm tra điện áp tại các vị trí khác nhau trong mạch Nếu điện áp đo được không chính xác, điều đó có thể chỉ ra sự cố hư hỏng trong mạch điện.

Khi mạch điện bị hở, dòng điện không chạy qua mạch, dẫn đến việc không có sụt áp Trong tình huống này, điện áp tại điểm hở mạch trở về dương bằng điện áp nguồn, trong khi điện áp tại điểm hở mạch trở về mass bằng không Bằng cách sử dụng đồng hồ đo điện áp tại các vị trí khác nhau, chúng ta có thể xác định được vị trí hư hỏng trong mạch.

Ngắn mạch xảy ra khi dây dương và dây âm tiếp xúc với nhau, dẫn đến hư hỏng Tình trạng này thường xuất phát từ việc dây điện bị kẹp chặt ở nhiều vị trí khác nhau Ngoài ra, sự kẹp yếu giữa các vật thể lạ và gỉ sét cũng là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng ngắn mạch.

3.1.4 Tiếp xúc kém Điện trở tại một vị trí trong mạch điện tăng đột biến là một hư hỏng do tình trạng tiếp xúc kém gây nên Khi điện trở tăng sẽ ngăn cản dòng điện chạy vào mạch điện nên các thiết bị điện không hoạt động đúng công suất định mức, làm cho bóng đèn sáng mờ hay giảm tốc độ quay của motor điện Dùng đồng hồ kiểm tra điện áp tại các vị trí ta sẽ xác định được vị trí tiếp xúc kém

3.1.5 Chạm dương và chạm mass

Khi dây dẫn tiếp xúc với dây dương hoặc dây mass, điện áp sẽ bị thay đổi, dẫn đến hư hỏng Để xác định vị trí hư hỏng, chúng ta có thể sử dụng VOM để đo điện áp.

3.1.6 Ắc quy yếu, hết điện

Hiện tượng không khởi động được động cơ và đèn pha sáng mờ thường xảy ra khi máy phát không cung cấp đủ điện để nạp cho ắc quy Nguyên nhân có thể do thiết bị gặp vấn đề, chẳng hạn như ắc quy hoặc máy phát, hoặc do cách vận hành xe không đúng cách dẫn đến tình trạng ắc quy hết điện.

Kiểm tra cực ắc quy để phát hiện bụi bẩn, ăn mòn hoặc hiện tượng sun phát hóa không thuận nghịch, vì những yếu tố này có thể làm giảm dung lượng và tăng điện trở của ắc quy Hệ quả là ắc quy sẽ nhanh chóng nạp sôi và phóng điện nhanh hơn Nếu ắc quy đã quá cũ, nên xem xét việc thay thế bằng ắc quy mới.

Kiểm tra độ căng đai của đai dẫn động máy phát

Kiểm tra điện áp chuẩn của máy phát.

Các hư hỏng và cách khắc phục trong hệ thống chiếu sáng

Bảng 3.1 Các hư hỏng và cách khắc phục trong hệ thống chiếu sáng

Hư hỏng Nguyên nhân Xử lý

Có một đèn không sáng

- Bóng đèn đứt - Thay bóng đèn

- Dây dẫn đứt hoặc tiếp xúc mass không tốt - Kiểm tra dây dẫn

Các đèn trước không sáng

- Đứt cầu chì - Thay cầu chì và kiểm tra ngắn mạch

- Rơ le điều khiển đèn hư - Thay rơ le

- Công tắc đèn hư - Kiểm tra công tắc

- Công tắc đảo pha hư - Kiểm tra công tắc

- Dây dẫn đứt hoặc tiếp xúc mass không tốt - Kiểm tra dây dẫn Đèn báo pha, đèn FLASH không sáng

- Công tắc đèn hư - Kiểm tra công tắc

- Công tắc đảo pha hư - Kiểm tra công tắc

- Dây dẫn đứt hoặc tiếp xúc mass - Kiểm tra lại dây dẫn

41 không tốt Đèn bảng số, đèn trong xe không sáng

- Đứt cầu chì -Thay cầu chì và kiểm tra ngắn mạch

- Rơ le đèn hư - Kiểm tra rơ le

- Công tắc đèn hư - Kiểm tra công tắc

- Dây dẫn đứt hoặc tiếp xúc mass không tốt - Kiểm tra dây dẫn

Các hư hỏng và cách khắc phục trong hệ thống tín hiệu

Bảng 3.2 Các hư hỏng và cách khắc phục trong hệ thống tín hiệu

Hư hỏng Nguyên nhân Xử lý Đèn báo rẽ chỉ hoạt động một bên

- Công tắc xi nhan hư -Kiểm tra công tắc

- Dây dẫn đứt, hoặc đuôi đèn tiếp xúc mass không tốt -Kiểm tra dây dẫn Đèn báo rẽ không hoạt động

- Cầu chì đứt -Thay cầu chì và kiểm tra ngắn mạch

- Bộ tạo nháy hư - Kiểm tra bộ tạo nháy

- Công tắc xi nhan hư - Kiểm tra công tắc

- Dây dẫn đứt hoặc đuôi đèn tiếp mass không tốt - Kiểm tra lại dây dẫn Đèn báo nguy không hoạt động

- Cầu chì Haz-Horn đứt - Thay cầu chì, kiểm tra ngắn mạch

- Bộ tạo nháy hư hoặc yếu - Kiểm tra bộ tạo nháy

- Công tắc Hazard hư - Kiểm tra công tắc Hazard

- Dây dẫn bị đứt hoặc đèn tiếp xúc mass không tốt - Kiểm tra lại dây dẫn

42 Đèn báo rẽ không chớp, luôn sáng mờ hoặc tần số chớp thấp

- Ắc quy yếu - Kiểm tra ắc quy

- Công suất bóng không đúng hoặc quá thấp

- Thay bóng đúng công suất ấn định Đèn báo rẽ chớp quá nhanh

- Tổng công suất các bóng đèn không phù hợp

- Kiểm tra lại công suất các bóng đèn

Nếu có một hoặc nhiều đèn báo bị cháy, hãy kiểm tra tình trạng các đèn Nếu đèn stop luôn sáng, có thể do công tắc đèn stop hư hoặc chạm mát Trong trường hợp này, cần điều chỉnh hoặc thay công tắc Nếu đèn stop không sáng, cũng cần kiểm tra và khắc phục sự cố.

- Cầu chì đèn stop đứt - Thay cầu chì, kiểm tra ngắn mạch

- Công tắc đèn stop hư - Kiểm tra công tắc

- Dây dẫn bị đứt hoặc đèn tiếp xúc mass không tốt - Kiểm tra lại dây dẫn

NGHIÊN CỨU, THỰC HIỆN MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE ĐIỀU KHIỂN BẰNG BCM

Tổng quan mô hình điện thân xe thực tế

Hình 4.1 Mô hình thực tế hệ thống điện thân xe

Các chi tiết trên mô hình:

Hình 4.2 Vị trí các chi tiết trên mô hình Bảng 4.1 Ký hiệu vị trí các chi tiết trên mô hình

1 BCM (body control module) – Hộp điều khiển điện thân xe

2 Headlight RH – Cụm đèn đầu bên phải

3 Headlight LH – Cụm đèn đầu bên trái

4 Rear combination light RH – Cụm đèn sau bên phải

5 Rear combination light LH – Cụm đèn sau bên trái

6 Light Switch – công tắc điều khiển đèn

7 Fog Light – Đèn sương mù

10 Brake pedal – bàn đạp phanh

11 Horn switch - công tắc còi

12 Hazad switch – Công tắc khẩn cấp

13 IG Switch – Cống tắc chính

15 LCD – Đồng hồ hiển thị điện áp

19 Wiper relay – relay motor gạt nước

Hệ thống chiếu sáng

4.2.1 Cấu tạo hệ thống chiếu sáng

Hình 4.3 Vị trí các đèn trên cụm đèn pha

Hình 4.4 Vị trí các chi tiết của hệ thống chiếu sáng Bảng 4.2 Ký hiệu vị trí các chi tiết trong hệ thống chiếu sáng

KÝ HIỆU TÊN CHI TIẾT

1 Các đèn fog light ( đèn gầm)

2 Headlight RH - Đèn đầu phải

3 Headlight LH -Đèn đầu trái

4 Taillight RH - Đèn sau phải

5 Taillight LH - Đèn sau trái

6 Light switch - Công tắc điều khiển đèn

Hình 4.5 Sơ đồ mạch điện đèn đ u – headlight (hình 1, hình 2)

Hình 4.6 Sơ đồ mạch điện taillight

Hình 4.7 Sơ đồ mạch điện front fog light

Hình 4.8 Sơ đồ công tắt điều khiển đèn

Hệ thống tín hiệu

4.3.1 Cấu tạo hệ thống tín hiệu

Hình 4.9 Vị trí các đèn trong cụm đèn sau

Hình 4.10 Vị trí các chi tiết của hệ thống tín hiệu Bảng 4.3 Ký hiệu vị trí các chi tiết của hệ thống tín hiệu

KÝ HIỆU TÊN CHI TIẾT

1 Turn light RH - Cụm đèn xi nhan phải

2 Turn light LH - Cụm đèn xi nhan trái

3 Hazard switch - Công tắc khẩn cấp

4 Horn switch - Công tắc còi

6 Brake pedal - Bàn đạp phanh

7 Brake light - Cụm đèn phanh

Hình 4.11 Sơ đồ mạch điện đèn xi nhanh và khẩn cấp hazard

Hình 4.12 Sơ đồ mạch điện đèn phanh xe brake light/ high mount light

Hình 4.13 Sơ đồ mạch điện còi xe

Hệ thống gạt mưa - rửa kính

4.4.1 Cấu tạo hệ thống gạt mưa - rửa kính

Hình 4.14 Vị trí các chi tiết của hệ thống gạt mưa- rửa kính Bảng 4.4 Các chi tiết của hệ thống gạt mưa – rửa kính

KÝ HIỆU TÊN CHI TIẾT

1 Wiper and washer switch – công tắc gạt mưa rửa kính

2 Washer motor – motor rửa kính

3 Wiper motor – motor gạt nước

4 Wiper relay – relay motor gạt nước

Hình 4.15 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa

Hình 4.16 Sơ đồ hệ thống rửa kính

Hình 4.17 Sơ đồ công tắc điều khiển gạt mưa – rửa kính

CHẨN ĐOÁN VÀ SỬA CHỮA

Giới thiệu thiết bị và phần mềm chẩn đoán

5.1.1 Máy chẩn đoán chuyên hãng VCM II

VCM II là thiết bị chẩn đoán chuyên hãng chuyên về chẩn đoán và lập trình cho dòng xe Ford, Mazda Thiết bị VCM II kết nối với xe thông qua cổng OBD 2 và vận hành trên phần mềm IDS chuyên hãng cho phép công việc chẩn đoán, cài đặt, lập trình chuyên sâu tất cả các hệ thống trên xe được chính xác và hiệu quả

Tính năng chẩn đoán của VCM II:

 Tự động nhận dạng thông tin xe và số VIN

 Đọc lỗi và xóa lỗi chuyên sâu mọi hệ thống

 Đọc thông số dữ liệu mọi hệ thống trên xe theo thời gian thực

 Cài đặt và lập trình mới hộp ECU các hệ thống như: PCM, ABS, Cụm ly hợp, Túi khí, Bơm xăng,

 Cài đặt, thiết lập và xóa dữ liệu Bộ điều tốc tốc độ

 Tái tạo thông số giá trị Bộ lọc khí xả

 Xả gió hệ thống phanh

 Mã hóa hệ thống kim phun

 Hướng dẫn khắc phục, sửa chữa mã lỗi.Và nhiều tính năng chuyên sâu khác

5.1.2 Phần mềm phục vụ chẩn đoán cho dòng xe Ford – Mazda

Phần mềm chẩn đoán IDS là giải pháp thay thế cho Hệ thống chẩn đoán toàn cầu (WDS), được nâng cấp để tương thích với nhiều hệ điều hành khác nhau.

57 hành trên máy tính Giúp người sử dụng tích hợp quyền truy cập chẩn đoán và quản lý thông tin dịch vụ vào cùng một máy tính mạnh mẽ.

Quy trình thực hiện

 Kết nối máy chẩn đoán với hộp qua cổng OBD II

 Kết nối với máy tính qua cổng USB

 Khởi động phần mềm IDS

Hình 5.1 Khởi động phần mềm IDS

Hình 5.2 Giao diện ph n mềm

Hình 5.3 Chọn Delete để mở phiên làm việc mới

 Chọn Delete để bắt đầu tìm xe

 Thực hiện thao tác chọn xe: Start New Session -> All other

 Chọn mã vùng của xe

Hình 5.5 Chọn mã vùng cho xe

 Phần mềm đề xuất thông tin xe, nếu đúng chọn Yes

Hình 5.6 Máy thực hiện giao tiếp với hộp PCM

 Thông tin xe mà phần mềm ghi nhận được

Hình 5.8 Ph n mềm đ nhận diện xe xong

 Chọn Self Test để thực hiện chẩn đoán

Hình 5.9 Chọn Sel Test để thực hiện đọc mã lỗi

 Chọn thành phần muốn chẩn đoán theo nhu cầu Chọn All CMDTCs nếu muốn chẩn đoán toàn hệ thống

Hình 5.10 Chọn thành ph n để quét mã lỗi

 Cần lưu ý và làm theo các yêu cầu của phần mềm để việc chẩn đoán được chính xác.

Hình 5.11 Những lưu ý khi máy đang đọc lỗi

 Chọn mã lỗi ở phần Select Option và đọc thông tin ở phần Body Control

Hình 5.12 Mã lỗi được hiển thị trên màn hình

 Sau khi đã giải quyết xong các lỗi đã được phát hiện, chọn biểu tượng cục tẩy để xóa lỗi và phần mềm sẽ tự khởi động lại.

PHIẾU THỰC HÀNH