Ngày nay, nền công nghiệp ô tô Thế giới nói chung và nền công nghiệp ô tô Việt Nam nói riêng ngày càng lớn mạnh. Nhiều hãng xe, thương hiệu với nhiều mẫu mã, chủng loại với kỹ thuật tiên tiến lần lượt được ra đời. Bên cạnh đó, khoa học kỹ thuật và kinh tế không ngừng phát triển, làm cho mức sống của người dân được nâng lên rõ rệt, thể hiện ở chỗ nhu cầu ngày một tăng cao.Đặc biệt, về nhu cầu đi lại, nhu cầu vận chuyển hàng hóa, cũng gia tăng chóng mặt.Điều đó buộc các nhà sản xuất và cung cấp các phương tiện giao thông phải cho ra đời nhiều sản phẩm hơn, với những chủng loại mẫu mã đa dạng và hoàn thiện hơn. Đó cũng là lý do mà em chọn đề tài của mình là “ Nghiên cứu hệ thống gạt mưa trên xe Toyota Land Cruiser 2015”. Bởi vì hiện nay dòng xe này rất phổ biến,được nhiều người Việt chuộng sử dụng.Trong phạm vi giới hạn của đề tài, khó mà có thể nói hết được tất cả các công việc cần phải làm để khai thác hết tính năng của hệ thống nâng hạ kính và gạt nước mưa của ô tô. Tuy nhiên, đây sẽ là nền tảng cho việc lấy cơ sở để khai thác những xe tương tự sau này, làm thế nào để sử dụng một cách hiệu quả nhất, kinh tế nhất trong khoảng thời gian lâu nhất.
Phương pháp nghiên cứu
- Tra cứu trong các tài liệu,giáo trình kỹ thuật,sách vở, đặc biệt là trong các cuốn cẩm nang bảo dưỡng sửa chữa của chính hãng Toyota.
- Nghiên cứu,tìm kiếm thông tin trên Internet,các website trong và ngoài nước,từ đó so sánh chắt lọc và lựa chọn những thông tin cần thiết.
Kết cấu đồ án
Gồm 4 chương : Chương 1: Giới thiệu đề tài.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết.
Cơ sở lý thuyết
Đôi nét về dòng xe TOYOTA LANDCRUISER
Toyota Land Cruiser là một mẫu SUV nổi tiếng, được sản xuất bởi Tập đoàn ô tô Toyota Nhật Bản từ năm 1951 Với hơn 60 năm phát triển, Land Cruiser đã khẳng định được uy tín toàn cầu nhờ vào độ ổn định cao, hiệu suất vận hành mạnh mẽ và khả năng chinh phục các địa hình khắc nghiệt.
Đôi nét về chiếc gạt nước mưa đầu tiên trên xe hơi
Một sự thật thú vị là bằng sáng chế mô hình gạt nước trên xe hơi được cấp cho Mary Anderson (1866-1953), người phụ nữ đầu tiên phát minh ra "thiết bị làm sạch cửa sổ" cho xe hơi Thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên tắc đòn bẩy, cho phép người lái sử dụng cần gạt trong xe để di chuyển bộ phận làm sạch trên cửa kính Kể từ đó, bộ gạt nước đã được các nhà phát minh tiếp theo cải tiến và bổ sung chức năng, trở thành công cụ quan trọng và tiện lợi trên mọi chiếc xe hơi ngày nay.
Nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu
Hệ thống gạt mưa và rửa kính là thiết bị thiết yếu giúp người lái có tầm nhìn rõ ràng trong điều kiện thời tiết xấu, như mưa Nó không chỉ gạt nước mưa trên kính trước và kính sau mà còn làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió phía trước Nhờ vào hệ thống này, an toàn khi tham gia giao thông được nâng cao, đảm bảo sự thoải mái và hiệu quả khi lái xe.
Hệ thống gạt mưa – rửa kính phải hoạt động nhẹ nhàng, linh hoạt, ổn định và phù hợp với từng điều kiện trời mưa ( mưa to hoặc mưa nhỏ ).
Cấu tạo hệ thống
Hệ thống gạt mưa – rửa kính bao gồm các bộ phận sau.
1 Cần gạt nước/lưỡi gạt nước.
2 Motor và cơ cấu dẫn động gạt nước.
3 Vòi phun của bộ rửa kính
4 Bình chứa nước rửa kính ( có chứa motor rửa kính ).
5 Công tắc gạt nước – rửa kính.
Hình 2.2: Cấu tạo hệ thống
Cấu tạo và hoạt động của các bộ phận trong hệ thống
2.5.1 Động cơ điện gạt nước.
Motor gạt nước là một loại động cơ điện một chiều, sử dụng nam châm vĩnh cửu để kích từ Thiết bị này bao gồm motor và bộ truyền bánh răng, giúp giảm tốc độ ra của motor Motor gạt nước có ba chổi than tiếp điện: chổi than tốc độ thấp, chổi than tốc độ cao và chổi than dùng chung để nối mát Ngoài ra, một công tắc dạng cam được lắp đặt trong bánh răng, cho phép gạt nước dừng ở vị trí cố định tại mọi thời điểm.
Hình 2.3: Cấu tạo motor gạt nước
Một sức điện động lớn được tạo ra trong cuộn dây phần ứng khi motor quay để hạn chế tốc độ quay của motor.
Hình 2.4: Cấu tạo cuộn dây của motor
2.5.1.1 Hoạt động ở tốc độ thấp.
Khi dòng điện được cung cấp cho cuộn dây phần ứng, một sức điện động lớn được tạo ra từ chổi than với tốc độ thấp, dẫn đến việc motor quay với tốc độ chậm.
2.5.1.2 Hoạt động ở tốc độ cao.
Khi dòng điện vào cuộn dây phần ứng, từ chổi than phát sinh một sức điện động ngược, dẫn đến việc motor quay với tốc độ cao.
2.5.1.3 Cơ cấu dừng tự động
Hình 2.5: Cơ cấu dừng tự động
Cơ cấu gạt nước đảm bảo thanh gạt nước dừng ở vị trí cố định, đặc biệt là vị trí cuối cùng của kính chắn gió khi tắt công tắc Công tắc dạng cam, với đĩa cam xẻ rãnh chữ V và 3 điểm tiếp xúc, thực hiện chức năng này Khi công tắc gạt nước ở vị trí LO/HI, điện áp ắc quy được đưa vào mạch điện, cho phép dòng điện đi vào motor gạt nước qua công tắc, làm cho motor quay.
Khi công tắc gạt nước ở vị trí OFF, nếu tiếp điểm P2 không nằm ở rãnh, điện áp từ ắc quy vẫn được cấp vào mạch, dẫn đến việc motor gạt nước tiếp tục quay qua tiếp điểm P1 và P2 Tuy nhiên, khi đĩa cam quay làm cho tiếp điểm P2 vào vị trí rãnh, dòng điện sẽ ngừng đi vào mạch, khiến motor gạt nước dừng lại.
Tuy nhiên, do quán tính của phần ứng motor, nó không dừng lại ngay lập tức mà vẫn tiếp tục quay một chút Kết quả là tiếp điểm P3 vượt qua điểm dẫn điện của đĩa cam, dẫn đến việc thực hiện đóng mạch.
Phần ứng của mô tơ gạt nước kết nối với cực (+)1 thông qua công tắc, dẫn đến cực S và tiếp điểm P1, P3, tạo ra sức điện động ngược trong mạch.
7 đóng này, nên quá trình hãm mô tơ bằng điện được tạo ra và mô tơ được dừng lại tại điểm cố định.
2.5.2 Cơ cấu dẫn động thanh gạt nước.
Cần gạt nước bao gồm một lưỡi cao su gắn vào thanh kim loại gọi là thanh gạt nước Gạt nước hoạt động bằng cách di chuyển tuần hoàn nhờ vào cần gạt Lưỡi gạt nước được ép chặt vào kính trước bằng lò xo, giúp nó có khả năng gạt nước mưa hiệu quả khi thanh gạt nước di chuyển.
Chuyển động tuần hoàn của thanh gạt nước được tạo ra bởi motor và cơ cấu dẫn động.
Hình 2.6: Cơ cấu dẫn động gạt nước
2.5.3 Motor bơm nước – rửa kính.
Bơm ly tâm này sử dụng động cơ điện một chiều lai để hút nước từ bình chứa và phun lên kính chắn gió qua hệ thống ống dẫn và vòi phun.
Công tắc điều khiển được lắp đặt trên trục trụ lái, cho phép người lái dễ dàng thao tác bất cứ khi nào cần thiết Công tắc này có nhiều vị trí khác nhau để phục vụ cho nhu cầu điều khiển.
Hình 2.8: Công tắc điều khiển
Hoạt động của hệ thống gạt mưa
2.6.1 Nguyên lý hoạt động khi công tắc gạt nước ở vị trí INT.
Khi công tắc gạt nước ở vị trí INT (không có cảm biến mưa) hoặc AUTO (có cảm biến mưa), thời gian hoạt động của cần gạt sẽ được điều chỉnh theo 3 giai đoạn, phù hợp với vị trí tự động và tốc độ của xe.
Khoảng thời gian có thể được kiểm soát từng bước trong từng phạm vi. Đồ thị 2.1: Nguyên lý hoạt động khi công tắc gạt nước ở vị trí INT
2.6.2 Chức năng chuyển đổi tốc độ xe.
Khi công tắc gạt nước ở vị trí LO và xe đã ngừng chạy, hoạt động gạt nước sẽ tự động được chuyển sang hoạt động không liên tục.
Bộ điều khiển phía trước phán đoán rằng chiếc xe đang được điều khiển nếu một trong những điều kiện sau tồn tại:
- Tốc độ xe khỏc 0 mph (0 km / h) ã Cụng tắc đốn dừng và cụng tắc phanh đỗ là TẮT và cần số ở vị trí không phải là P hoặc N.
Khi các điều kiện nhất định được đáp ứng, bộ điều khiển phía trước sẽ nhận diện rằng xe đang dừng lại và từ đó điều chỉnh hoạt động của cần gạt nước theo biểu đồ thời gian.
Khi xe dừng lại trong khi lái xe và công tắc gạt nước ở vị trí LO, gạt nước sẽ hoạt động hai lần trước khi chuyển sang chế độ gián đoạn với thời gian khoảng 2,5 giây Nếu xe bắt đầu di chuyển trong chế độ gạt nước gián đoạn này, gạt nước sẽ tự động trở lại chế độ LO.
2.6.3 Chức năng gạt nước gián đoạn khi xe đã dừng.
Khi công tắc gạt nước được đặt ở vị trí LO trong khi xe dừng, cần gạt sẽ hoạt động ba lần liên tiếp Sau đó, nó sẽ tự động chuyển sang chế độ hoạt động không liên tục với khoảng thời gian cách nhau khoảng 2,5 giây.
Khi bộ điều chỉnh điều khiển tự động ở vị trí FAST, cần gạt nước hoạt động ở LO khi dừng xe.
12 Đồ thị 2.3: Chức năng gạt nước gián đoạn khi xe đã dừng
2.6.4 Chức năng washer-linked wiper with drip-prevention.
Khi công tắc gạt nước ở chế độ OFF, INT (không có cảm biến mưa) hoặc AUTO (có cảm biến mưa) và công tắc máy giặt được bật trong 0,2 giây trở lên, cần gạt nước sẽ khởi động chế độ LO cùng lúc với việc phun nước rửa kính.
Cần gạt hoạt động ba lần trên LO sau khi công tắc rửa kính chuyển sang OFF.
Sau khi hoàn thành thao tác, cần đảm bảo cần gạt nước hoạt động trở lại Thao tác này được thực hiện sau một khoảng thời gian nhất định dựa trên tốc độ xe, giúp loại bỏ hoàn toàn bất kỳ giọt nước giặt nào.
13 Đồ thị 4: Chức năng washer-linked wiper with drip-prevention
Tốc độ xe (km / h (mph)) Khoảng thời gian
Xấp xỉ 0 đến 59 (0 đến 37) Xấp xỉ 3 giây.
Xấp xỉ 60 đến 79 (37 đến 49) Xấp xỉ 5 giây.
Xấp xỉ 80 đến 119 (50 đến 74) Xấp xỉ 7 giây.
Xấp xỉ 120 đến 159 (77 đến 99) Xấp xỉ 5 giây.
Xấp xỉ 160 đến 169 (99 đến 105) Xấp xỉ 3 giây.
Xấp xỉ 170 hoặc hơn Không hoạt động
Bộ gia nhiệt Hệ số Nhiệt độ Tích cực (PTC) được sử dụng cho bộ gia nhiệt vòi phun và được điều khiển bởi ECU chính số 2.
Bộ gia nhiệt vòi phun hoạt động khi nhận tín hiệu từ ECU chính số 2, khi nhiệt độ bên ngoài xuống đến 5 °C hoặc thấp hơn khi khởi động động cơ (IG) Máy sưởi vòi phun sẽ tự động ngừng hoạt động khi tắt công tắc động cơ hoặc khi nhiệt độ bên ngoài tăng lên 6 °C hoặc cao hơn.
Cảm biến mưa
Cảm biến nước mưa được cấu tạo bởi hai đi-ốt phát quang (LED) phát ra tia hồng ngoại, một đi-ốt quang để nhận tia hồng ngoại, kèm theo một thấu kính và băng dính bảo vệ cảm biến.
Hình 2.9:Cấu tạo cảm biến mưa
2.7.2 Chức năng cảm biến mưa.
Nếu khu vực phát hiện không có hạt mưa, các tia hồng ngoại từ đèn LED sẽ phản xạ trên bề mặt kính chắn gió và được thu nhận bởi photo diode.
Khi có mưa, tia hồng ngoại phát ra từ kính chắn gió bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi chỉ số khúc xạ giữa kính và môi trường bên ngoài, dẫn đến sự phản xạ ánh sáng bên trong kính thay đổi Sự hiện diện của nước làm giảm lượng tia hồng ngoại mà diode photo nhận được, từ đó xác định được lượng mưa Chức năng này giúp điều khiển hoạt động của gạt nước một cách linh hoạt, bao gồm các chế độ không liên tục, thấp và cao, để đảm bảo hiệu suất lau tối ưu.
Hình 2.10: Chức năng cảm biến mưa
Hư Hỏng và sửa chữa
2.8.1 Chổi gạt không làm sạch được bề mặt kính. Đây được xem là sự cố phổ biến nhất nhiều tài xế thường gặp khi sử dụng hệ thống gạt mưa, rửa kính Hệ thống này khi được bật vẫn hoạt động bình thường tuy nhiên lại không thể gạt sạch bụi bẩn hay nước mưa đọng trên bề mặt kính.
Trong trường hợp này, bạn nên kiểm tra lại chổi gạt.
Khi chổi gạt mòn, bề mặt cao su chai cứng hoặc rạn nứt, cần thay chổi gạt mới Nên chọn loại chính hãng để đảm bảo chất lượng Sau khi thay, hãy sử dụng dung dịch rửa kính và khăn vải mềm để lau sạch bụi bẩn trên bề mặt kính.
2.8.2 Cần gạt không khớp với kính.
Cần gạt là bộ phận quan trọng để gắn chổi gạt, giúp bảo vệ bề mặt cao su khỏi biến dạng do nhiệt độ cao khi rửa xe hoặc đỗ xe dưới nắng nóng Nhiều tài xế thường có thói quen dựng thẳng cần gạt để vệ sinh và tránh tiếp xúc trực tiếp với kính nóng.
Nếu không cẩn thận khi thao tác, cần gạt có thể bị cong, dẫn đến việc chổi gạt không tiếp xúc khít với bề mặt kính Điều này không chỉ làm giảm hiệu quả sử dụng mà còn dễ dàng tạo ra vết bẩn trên kính.
Người dùng nên chỉnh lại cần gạt, nếu độ cong vênh quá lớn nên thay thế cần gạt mới.
2.8.3 Gạt nước theo cả 2 hướng.
Nếu cần gạt nước không hoạt động hiệu quả theo cả hai hướng, có thể xe của bạn gặp phải một số vấn đề như lưỡi gạt nước bị mòn, kính chắn gió hoặc cần gạt nước bị bẩn, hoặc nước rửa kính gặp sự cố.
Trước khi thay lưỡi gạt mới, hãy sử dụng nước rửa kính để lau sạch kính chắn gió và lưỡi gạt Để làm sạch lưỡi gạt, chỉ cần dùng giẻ sạch và ẩm lau chúng Tiếp theo, lau các cạnh của cần gạt bằng cồn để giảm thiểu vệt nước trên kính chắn gió.
2.8.4 Nước rửa kính không phun hoặc phun không đủ.
Khi công tắc nước rửa kính không hoạt động, có thể bình chứa dung dịch đã cạn Để khắc phục, hãy mở nắp ca-pô và tìm vị trí nắp bình để thêm nước rửa kính.
Khi bình nước rửa kính đã đầy nhưng không phun hoặc phun không đủ, cần kiểm tra vệ sinh đường ống dẫn và mắt phun, vì có thể chúng bị nứt vỡ hoặc tắc nghẽn Đồng thời, mở nắp ca-pô để xác định vị trí máy bơm; nếu máy bơm không hoạt động, nên đưa xe đến garage để kiểm tra.
Nên hạn chế việc sử dụng nước lã pha với nước rửa chén để lau kính, vì chỉ có nước rửa kính chuyên dụng mới đảm bảo làm sạch hiệu quả bề mặt kính và kéo dài tuổi thọ cho chổi gạt.
2.8.5 Không lau sạch hạt nước.
Những giọt nước có thể dễ dàng bị gạt đi, nhưng trong một số điều kiện nhất định, chúng vẫn bám trên kính chắn gió, gây cản trở tầm nhìn của tài xế.
Những hiện tượng thường gặp ở khu vực ô nhiễm cao bao gồm sự tích tụ của chất thải và bụi bẩn trên kính chắn gió, dẫn đến việc các giọt nước bám chặt Để khắc phục tình trạng này, bạn cần thường xuyên làm sạch kính chắn gió của xe.