Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Ranger

với mục đích tăng tính tiện nghi và thẩm mỹ cho nội thất xe hơi. + Đèn bảng số (Licence plate lllumination): Đèn này phải có ánh sáng trắng nhằm soi rõ bảng số xe, đèn này phải được bật sáng cùng lúc với đèn pha hay cốt và đèn đậu xe. + 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. 3.6.2.3. 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 3.35. 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: Vỏ đèn làm bằng thủy tinh, bên trong chứa một dây điện trở làm bằng volfram. Dây volfram được nối với hai dây dẫn để cung cấp dòng điện đến. Hai dây dẫn này được gắn chặt vào nắp đậy bằng đồng hay nhôm. Bên trong bóng đèn sẽ được hút hết khí tạo môi trường chân không nhằm tránh oxy hóa và bốc hơi dây tóc. Khi hoạt động ở một điện áp định mức, nhiệt độ dây tóc lên đến 2300 0C và tạo ra vùng sáng trắng. Nếu cung cấp cho đèn một điện áp thấp hơn định mức, nhiệt độ dây tóc và cường độ sáng sẽ giảm xuống. Ngược lại nếu cung cấp cho đèn một điện áp cao hơn thì trong một thời gian ngắn sẽ làm bốc hơi volfram, gây ra hiện tượng đen bóng đèn và có thể đốt cháy cả dây tóc. Đây là loại bóng đèn dây tóc thường, môi trường làm việc của dây tóc là chân không nên dây tóc dễ bị bốc hơi sau một thời gian làm việc. Đó là nguyên nhân làm cho vỏ thủy tinh bị đen. Để khắc phục điều này, người ta có thể làm cho vỏ thủy tinh lớn hơn, tuy nhiên cường độ ánh sáng sẽ giảm sau một thời gian sử dụng. + Loại đèn halogen: Sự ra đời của bóng đèn halogen đã khắc phục được các nhược điểm của bóng đèn dây tóc thường. Người ta sử dụng phần lớn thủy tinh thạch anh để làm bóng vì loại vật liệu này chịu được nhiệt độ và áp suất rất cao (khoảng 5 đến 7 bar) cao hơn thủy tinh bình thường làm cho dây tóc đèn sáng hơn và tuổi thọ cao hơn bóng đèn thường. Hình 3.36. 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 Thêm vào đó, một ưu điểm của bóng halogen là chỉ cần một tim đèn nhỏ hơn so với bóng thường. Điều này cho phép điều chỉnh tiêu điểm chính xác hơn so với bóng bình thường Đèn halogen có chứa khí halogen (như Iod hoặc Brôm). Các chất khí này tạo ra một quá trình hóa học khép kín: Iod kết hợp với vonfram (hay Tungsten) bay hơi ở dạng khí thành iodur vonfram, hỗn hợp khí này không bám vào vỏ thủy tinh như bóng đèn thường mà thay vào đó sự chuyển động đối lưu sẽ mang hỗn hợp này trở về vùng khí nhiệt độ cao xung quanh tim đèn (ở nhiệt độ cao trên 1450 0C) thì nó sẽ tách thành 2 chất: vonfram bám trở lại tim đèn và các phần tử khí halogen được giải phóng trở về dạng khí. Quá trình tái tạo này không chỉ ngăn chặn sự đổi màu bóng đèn mà còn giữ cho tim đèn luôn hoạt động ở điều kiện tốt trong một thời gian dài. Bóng đèn halogen phải được chế tạo để hoạt động ở nhiệt độ cao hơn 250 0C. Ở nhiệt độ này khí halogen mới bốc hơi. 3.6.3. Các sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng trên xe Ford Ranger 3.6.3.1. Đèn đầu xe (Headlight) 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 3.37. Sơ đồ mạch điện đèn pha, cốt. Khi công tắc điều khiển đèn nằm ở vị trí Headlight trong mạch xuất hiện dòng điện: Headlight relay (+) Battery Main fuse block Mass TNS relay 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: Dòng thứ nhất Headlight swicht Headlight LH 15A Headlight LH (+) BatteryMain fuse block Headlight RH 15A Headlight RH Mass - 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. Dòng thứ 2 (+) BatteryMain fuse block Tail 10A Hệ thống đèn phía sau 3.6.3.2. Đèn trần (Interiol light) Hình 3.38. Sơ đồ mạch điện đèn trần. . Vào ban đêm rất khó nhìn ổ khoá điện hoặc khu vực sàn xe trong bóng tối của cabin. Hệ thống này sẽ bật các đèn trong xe khi mở cửa xe, làm cho việc tra chìa khoá vào ổ khoá điện hoặc thực hiện các thao tác bằng chân được dễ dàng hơn (chỉ khi công tắc đèn trần ở vị trí DOOR). Khi ở chế độ ON thì việc mở, đóng cửa xe không có làm đèn trong xe sáng mà ta phải bật công tắc riêng ở từng bóng Hình 3.39. Sơ đồ mạch điện đèn hậu, đèn báo đỗ, đèn biển số 3.6.3.3. Đèn hậu(Taillight), đèn báo đỗ xe(parking light), đèn biển sô(License plate light)nse plate light Khi công tắc điều khiển đèn nằm ở vị trí Headlight hoặc TNS thì trong mạch xuất hiện dòng điện: (+) BatteryMain fuse blockTail 10ATNS relayCông tắc điều khiểnMass Dòng điện chay qua rơle hút tiếp điểm của rơle đóng cho dòng điện chạy tới cấp địên hệ thống bóng đèn phía sau. 3.6.3.4. Đèn sương mù phía trước (Front fog light) Trong điều kiện sương mù, nếu sử dụng đèn pha chính có thể tạo ra vùng ánh sáng chói phía trước gây trở ngại cho các xe đối diện và người đi đường. Nếu sử dụng đèn sương mù sẽ giảm được tình trạng này. Hình 3.40. 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 trướcMass 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: Front Fog Ligh LH (+) BatteryMain fuse block Fog 10A Mass Front Fog Ligh LH 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. 3.7. HỆ THỐNG TÍN HIỆU Hệ thống tín hiệu bao gồm hệ thống còi điện, hệ thống báo rẽ và báo nguy, hệ thống đèn phanh và hệ thống báo sự cố hệ thống đèn tín hiệu. Ngoài ra, còn có hệ thống đèn kích thước, bao gồm các đèn kích thước được lắp sau xe, trước xe, bên hông xe, trên nắp cabin để chỉ báo chiều rộng, chiều dài và chiều cao xe. 3.7.1. Hệ thống còi 3.7.1.1. Cấu tạo còi điện: Hình 3.41. Kết cấu còi điện và sơ đồ đấu dây. 1. Loa còi; 2. Khung thép; 3. Màng thép; 4. Vỏ còi; 5. Khung thép; 6. Trụ đứng; 7. Tấm thép lò xo; 8. Lõi thép từ; 9. Trụ điều khiển; 10. Ốc hãm; 11. Cuộn dây; 12. Cần tiếp điểm tĩnh; 13. Cần tiếp điểm động; 14. Trụ đứngcủa tiếp điểm; 15. Tụ điện; 16. Đầu bắt dây còi; 17. Rơ le còi; 18. Núm còi; 19. Cầu chì; 20. Ắc quy 3.7.1.2. Nguyên lý hoạt động: Khi ấn núm còi (18) sẽ nối mass cho rơ le còi (17) cho dòng điện từ (+) ăcquy vào cuộn dây tạo ra lực từ trường hút tiếp điểm đóng lại cho dòng điện chạy theo mạch sau: (+) ăcquy ® cầu chì ® khung từ ® tiếp điểm ® cuộn dây (11) ® cần tiếp điểm động (13) ® cần tiếp điểm tĩnh (12) ® mass. Cuộn dây từ hóa lõi thép, hút lõi thép kéo theo trục điều khiển màng rung (3) làm tiếp điểm mở ra ® dòng qua cuộn dây mất ® màng rung đẩy lõi thép (8) lên ® tiếp điểm đóng lại. Do đó, lại có dòng qua cuộn dây nên lõi thép đi xuống. Sự đóng mở của tiếp điểm làm trục màng rung dao động với tần số 250 ÷ 400 (Hz )® màng rung tác động vào không khí, phát ra tiếng kêu. Sở dĩ phải dùng rơ le còi vì khi mắc nhiều còi thì dòng tiêu thụ rất lớn (15 ÷ 20 A ) nên rất dễ làm hỏng công tắc, vì vậy khi dùng rơ le còi thì dòng qua công tắc chỉ còn khoảng 0,1 (A). 3.7.1.3. Sơ đồ mạch điện còi trên xe Fod Ranger: Hình 3.42. Sơ đồ mạch còi. 3.7.2. Sơ đồ mạch điện đèn xinhan và đèn báo nguy (Turn and hazard warning light) 3.7.2.1. Công tắc đèn báo rẽ Hình 3.43. Công tắc đèn báo rẽ. Công tắc đèn báo rẽ được bố trí trong công tắc tổ hợp nằm dưới tay lái, gạt công tắc này sang phải hoặc sang trái sẽ làm cho đèn báo rẽ phải hay trái. 3.7.2.2. 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 3.44. Vị trí công tắc đèn báo nguy. 3.7.2.3. Sơ đồ mạch điện đèn xinhan và đèn báo nguy xe Ford Ranger Hình 3.45. Sơ đồ mạch điện đèn xinhan và đèn báo nguy . Nguyên lý hoạt động của mạch: Khi công tắc đèn xi nhan hoạt động, các công tắc đèn bộ nháy đèn xinhan bật đèn xinhan bên trái và bên phải làm cho đèn xinhan ở phía đó nhấp nháy. Để báo cho người lái biết hệ thống đèn xinhan đang hoạt động một âm thanh được phát ra bởi hệ thống này. +Rẽ sang trái: Khi công tắc đèn xinhan được dịch chuyển về bên trái, thì cực EL của bộ nháy đèn xinhan được nối thông với (+) ắc quy. Dòng điện đi tới cực LL và đèn xinhan bên trái nhấp nháy. +Rẽ sang phải: Khi công tắc đèn xinhan dịch chuyển về bên phải thì cực ER của bộ nháy đèn xinhan được nối thông với (+) ắc quy. Dòng điện đi tới cực LR và đèn xinhan bên phải nhấp nháy. Khi công tắc đèn báo nguy hiểm được bật ON, thì cực EHW của đèn xinhan được nối thông với (+) ắc quy. Dòng điện đi tới cả hai cực LL và LR và tất cả các đèn xinhan (báo rẽ) đều nhấp nháy. 3.7.3. Sơ đồ mạch điện đèn phanh (Brake light) Hình 3.46. 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 : Brake light LH (+) Ắc quy Cầu chì Brake swicht Mass Brake light RH Hai bóng 21W sáng cho tài xế xe sau biết để giữ khoảng cách an toàn. 3.8. HỆ THỐNG AN TOÀN Đây là hệ thống trang bị cho ô tô có thêm các tính năng bảo vệ cho người ngồi trên xe cũng như những người xung quanh, đồng thời tăng khả năng điều khiển cho lái xe. Hệ thống an toàn gồm có hệ thống phanh ABS (Antiblock Brake System) và hệ thống túi khí SRS (Supplementary Restraint System). 3.8.1. Hệ thống phanh ABS ( Hệ thống chống bó cứng bánh xe khi phanh) 3.8.1.1. Giới thiệu chung về hệ thống phanh ABS Để tránh cho các lốp không bị bó cứng và làm mất khả năng quay vô lăng trong khi phanh khẩn cấp, người điều khiển nên lặp lại động tác đạp và nhả bàn đạp phanh nhiều lần. Tuy nhiên, trong những trường hợp khẩn cấp thường không có thời gian để thực hiện việc này. Người lái đạp dí phanh và xe trượt trên mặt đường trong khi các lốp không quay. Cuối cùng xe cũng dừng lại do ma sát trượt giữa lốp và mặt đường lớn nhưng xe mất khả năng lái khiến cho xe bị văng đi và tai nạn xảy ra là điều khó tránh khỏi. Vậy để chống lại điều này, người ta chế tạo hệ thống phanh ABS với khả năng chống cho các lốp không bị khóa cứng khi phanh khẩn cấp, xe không bị mất lái và giảm thiểu được tai nạn xảy ra Mục tiêu của cơ cấu phanh ABS là giữ cho bánh xe trong quá trình phanh có độ trượt thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị để tận dụng được hết khả năng bám , khi đó hiệu quả phanh cao nhất (lực phanh đạt cực đại do giá trị ) đồng thời tính ổn định và tính dẫn hướng của bánh xe là tốt nhất (đại giá trị cao nhất), thỏa mãn các yêu cầu của cơ cấu phanh là rút ngắn quãng đường phanh, cải thiện tính ổn định và khả năng dẫn hướng của xe trong khi phanh. Để giữ cho bánh xe không bị hãm cứng và đảm bảo hiệu quả phanh cao, cơ cấu phanh chống hãm cứng điểu khiển áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ trượt của bánh xe với mặt đường quanh giá trị trong giới hạn hẹp. 3.8.1.2. Chu trình điều khiển của ABS Quá trình điều khiển của cơ cấu ABS được thực hiện theo một chu trình kín như (hình 3.47). Các cụm của chu trình bao gồm: - Tín hiệu vào là lực tác dụng lên bàn đạp phanh của người lái xe, thể hiện qua áp suất dầu tạo ra trong xylanh phanh chính. - Tín hiệu điều khiển bao gồm các cảm biến tốc độ bánh xe và bộ điều khiển (ECU). Tín hiệu tốc độ các bánh xe và các thông số nhận được từ nó như gia tốc và độ trượt liên tục được nhận biết và phản hồi về hộp điều khiển để xử lý kịp thời. - Tín hiệu tác động được thực hiện bởi bộ chấp hành, thay đổi áp suất dầu cấp đến các xylanh làm việc ở các cơ cấu phanh bánh xe. - Đối tượng điều khiển : Là lực phanh giữa bánh xe và mặt đường. ABS hoạt động tạo ra momen phanh thích hợp ở các bánh xe để duy trì hệ số bám tối ưu giữa bánh xe và mặt đường, tận dụng khả năng bám cực đại lực phanh là lớn nhất. Hình 3.47. Chu trình điều khiển kín của ABS. 1. Bộ chấp hành thuỷ lực; 2. Xy lanh phanh chính; 3. Xy lanh làm việc; 4. Bộ điều khiển ECU; 5. Cảm biến tốc độ bánh xe. - Các yếu tố ảnh hưởng: Điều kiện mặt đường, tình trạng phanh, tải trọng của xe, và tình trạng của lốp ( áp suất, độ mòn…). 3.8.1.3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các cụm chi tiết Cảm biến tốc độ bánh xe Cảm biến tốc độ bánh xe dùng để đo vận tốc góc của bánh xe và gửi về ECU dưới dạng các tín hiệu điện. Cấu tạo: Gồm một nam châm vĩnh cửu, một quận dây quấn quanh lõi từ, hai đầu cuộn dây được nối với ECU Hình 3.48. Cảm biến tốc độ bánh xe loại điện từ. Nguyên lý làm việc: Khi bánh xe quay, vành răng quay theo, khe hở A giữa hai đầu lõi từ và vành răng thay đổi, từ thông biến thiên làm xuất hiện trong cuộn dây một sức điện động xoay chiều dạng hình sin có biên độ và tần số thay đổi tỉ lệ theo tốc độ góc của bánh xe (hình 3.49). Tín hiệu này liên tục được gửi về ECU. Tuỳ theo cấu tạo của cảm biến, vành răng và khe hở giữa chúng, các xung điện áp tạo ra có thể nhỏ dưới 100mV ở tốc độ thấp, hoặc cao hơn 100mV ở tốc độ cao. Hình 3.49. Hoạt động của cảm biến tốc. Khe hở không khí giữa lõi từ và đỉnh răng của vành răng cảm biến chỉ khoảng 1mm và độ sai lệch phải nằm trong giới hạn cho phép. Cơ cấu ABS sẽ không làm việc tốt nếu khe hở nằm ngoài giá trị tiêu chuẩn. Cảm biến giảm tốc Trên một số xe ngoài cảm biên tốc độ bánh xe còn được trang bị thêm một cảm biến giảm tốc cho phép ECU xác định chính xác hơn sự giảm tốc của xe trong quá trình phanh. Kết quả là, mức độ đáp ứng của ABS được cải thiện tốt hơn. Nó thường được sử dụng nhiều trên xe 4WD bởi vì nếu một trong các bánh xe bị hãm cứng thì các bánh xe khác cũng có xu hướng bị hãm cứng theo, do tất cả các bánh được nối với cơ cấu truyền lực nên có tốc độ ảnh hưởng lẫn nhau. Cảm biến giảm tốc còn gọi là cảm biến “G”. Hình 3.50. Vị trí và cấu tạo cảm biến giảm tốc. Cấu tạo của cảm biến như (hình 3.50) gồm hai cặp đèn LED và phototransistors, một đĩa xẻ rãnh và một mạch biến đổi tín hiệu. Đặc điểm của đèn LED là phát sáng khi cấp điện và phototransistors là dẫn điện khi có ánh sáng chiếu vào. Khi mức độ giảm tốc của xe thay đổi, đĩa xẻ rãnh lắc theo chiều dọc xe tương ứng với mức độ giảm tốc. Các rãnh trên đĩa cắt cho ánh sáng từ đèn LED đến phototransistors, làm phototransistors đóng, mở, báo tín hiệu về ECU. ECU nhận những tín hiệu này để xác định chính xác trạng thái mặt đường và thực hiện các điều chỉnh thích hợp. Hộp điều khiển điện tử (ECU) Nhận biết thông tin về tốc độ góc của các bánh xe, từ đó tính toán ra tốc độ bánh xe và sự tăng giảm tốc của nó, xác định tốc độ xe, tốc độ chuẩn của bánh xe và ngưỡng trượt, để nhận biết nguy cơ bị hãm cứng của bánh xe để: Cung cấp tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành thuỷ lực. Thực hiện chế độ kiểm tra, chẩn đoán, lưu giữ mã hư hỏng và chế độ an toàn và gửi thông tin thông qua các đèn tín hiệu là sự nhấp nháy của đèn. Bộ chấp hành thủy lực Hình 3.51. Bộ chấp hành thuỷ lực. 1. Vít; 2. Tấm chắn; 3. Rơ le động cơ bơm; 4.Rơ le solenoid; 5.Động cơ bơm. Cấu tạo: Bộ chấp hành thuỷ lực có chức năng cung cấp áp suất dầu tối ưu đến các xylanh phanh bánh xe theo sự điều khiển của hộp điều khiển điện tử ECU tránh hiện tượng bị hãm cứng bánh xe khi phanh. Cấu tạo của một bộ chấp hành thuỷ lực gồm có các bộ phận chính sau: các van điện từ, motor điện dẫn động bơm dầu, bơm dầu và bình tích áp, rơ le bơm, rơ le van điện từ. Van điện từ: Van địên từ trong bộ chấp hành có hai loại là loại 2 vị trí và loại 3 vị trí. Cấu tạo chung của một van điện từ gồm một cuộn dây điện, lõi van, các cửa van và van một chiều. Van điện từ có chức năng đóng mở các cửa van theo sự điều khiển của ECU để điều chỉnh áp suất dầu đến các xylanh bánh xe. Motor điện và bơm dầu: Một bơm dầu kiểu piston được dẫn động bởi một motor điện có chức năng đưa ngược dầu từ bình tích áp về xylanh chính trong các chế độ giảm và giữ áp. Bơm được chia ra làm hai buồng làm việc độc lập thông qua hai piston trái và phải được điều khiển bằng cam lệch tâm, các van một chiều chỉ cho dòng dầu đi từ bơm về xylanh chính. Bình tích áp: Bình tích áp chứa dầu hồi về từ xylanh phanh bánh xe, nhất thời làm giảm áp suất dầu ở xylanh phanh bánh xe. Hình 3.52. Sơ đồ mạch điện hệ thống phanh ABS. 3.8.1.4. Sơ đồ mạch điều khiển ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến tốc độ bánh xe và cảm biến gia tốc từ đó tính toán ra tốc độ bánh xe và sự tăng giảm tốc của nó, xác định tốc độ xe, tốc độ chuẩn của bánh xe và ngưỡng trượt, để nhận biết nguy cơ bị hãm cứng của bánh xe ECU điều khiển bằng cường độ dòng điện cấp đến các van điện 3 mức cường độ dòng điện là: 0; 2 và 5A tương ứng với các chế độ tăng, giữ và giảm áp suất. Thực hiện chế độ kiểm tra, chẩn đoán, lưu giữ mã hư hỏng và chế độ an toàn và gửi thông tin thông qua các đèn tín hiệu là sự nhấp nháy của đèn trên bảng táp lô. 3.8.2. Hệ thống túi khí an toàn 3.8.2.1. Nhiệm vụ túi khí Các túi khí được thiết kế để bảo vệ lái xe và hành khách ngồi phía trước được tốt hơn ngoài biện pháp bảo vệ chính bằng dây an toàn. Trong trường hợp va đập mạnh từ phía trước túi khí làm việc cùng với đai an toàn để tránh hay làm giảm sự chấn thương bằng cách phồng lên, nằm làm giảm nguy cơ đầu hay mặt của lái xe hay hành khách phía trước đập thẳng vào vành tay lái hay bảng táp lô. Hình 3.53. Sơ đồ nguyên lý hệ thống túi khí 3.8.2.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống túi khí Cảm biến túi khí trung tâm nhận tín hiệu va đập khi bị xe bị tai nạn, tín hiệu này được truyền tới bộ xử lý trung tâm, bộ xử lý trung tâm cho dòng điện chạy đến ngòi nổ và nóng lên. Kết quả là nhiệt này làm bắt cháy chất cháy (chứa trong ngòi nổ) và làm lửa lan truyền ngay lập tức đến chất mồi và chất tạo khí. Chất tạo khí tạo ra một lượng lớn khí nitơ, khí này đi qua màng lọc, được làm mát và sau đó đi vào túi. Túi phồng lên ngay lập tức bởi khí. Nó xé rách mặt vành tay lái hay cửa túi khí và phồng lên trong khoang hành khách. Túi khí xẹp nhanh xuống sau khi nổ do khí thoát qua các lỗ khí xả khí. Nó làm giảm lực va đập vào túi khí cũng như bảo đảm tầm nhìn rộng Cảm biến dự phòng có tác dụng chống kích hoạt túi khí khi va đập không đủ lớn. 3.8.2.3. Cấu tạo của một số bộ phận trong hệ thống túi khí a) b) Bộ thổi khí và túi khí Hình 3.54. Cấu tạo bộ thổi khí cho ghế lái (a) và ghế phụ (b). Bộ thổi khí chứa ngòi nổ, chất cháy mồi, chất tạo khí... Túi khí được làm bằng ny lông có phủ một lớp chất dẽo trên bề mặt bên trong. Túi khí có các lỗ thoát khí ở bên dưới để nhanh chóng xả khí nitơ sau khi túi khí đã bị nổ Bộ công tắc Trục lái chính Cáp Phần quay Cam huỷ Giắc nối đến ngòi nổ Vỏ Hình 3.55. Cấu tạo của cáp xoắn. Cáp xoắn: Cáp xoắn được dùng để nối điện từ phía thân xe (cố định) đến vành tay lái (chuyển động quay). Vỏ được lắp trong cụm công tắc tổng. Rôto quay cùng với vành tay lái. Cáp có chiều dài khoảng 4,8 (m) và được đặt bên trong vỏ sao cho nó bị chùng. Một đầu của cáp được gắn vào vỏ, còn đầu kia gắn vào rôto. Khi vành tay lái quay sang phải hay trái, nó có thể quay được chỉ bằng độ chùng của cáp (2 và ½ vòng). SAS unit SAS unit được lắp trên sàn xe nó bao gồm bộ xử lý trung tâm và cảm biến va chạm. Bộ xử lý trung tâm nhận các tín hiệu từ cảm biến va chạm , đánh giá xem có cần kích Hình 3.56. SAS unit a. Nhận tín hiệu từ cảm biến ; b. Kích hoạt túi khí 1. SAS unit; 2. Cảm biến dự phòng; 3. Cảm biến va chạm; 4. Tín hiệu vào;5.Bộ xử lý trung tâm; 6. Bộ thổi khí a) b) hoạt túi khí hay không và chẩn đoán hư hỏng trong hệ thống 3.8.2.4. Sơ đồ điều khiển hệ thống túi khí trên xe Ford Ranger . Hình 3.57. Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống túi khí trên xe Ford Ranger Bộ điều khiển điện tử sẽ nhận tín hiệu từ cảm biến để xác định gia tốc giảm dần của xe. Khi bộ điều khiển nhận được tín hiệu gia tốc giảm dần đủ lớn (bị va chạm) sẽ cung cấp dòng điện kích nổ túi khí tương ứng. Tốc độ nổ túi khí là rất nhanh (khoảng từ 10 đến 40 phần nghìn giây) nên sẽ tạo ra một túi đệm khí tránh cho phần đầu và ngực cửa hành khách va đập trực tiếp vào các phần cứng của xe. Sau khi đã đỡ được hành khách khỏi va chạm, túi khí sẽ tự động xả hơi nhanh chóng để không làm kẹt hành khách trong xe. 3.9. CÁC HỆ THỐNG PHỤ 3.9.1. Hệ thống điều hoà không khí Trên xe Ford Ranger được trang bị hệ thống điều hoà không khí, hệ thống này góp phần đáng kể vào việc tạo ra sự thoải mái, dể chịu và khoẻ khoắn cho hành khách trong xe. Máy điều hoà nhiệt độ điều chỉnh không khí trong xe mát mẻ hoặc ấm áp; khô ráo, làm sạch bụi, đặc biệt rất có lợi ở những nơi thời tiết nóng bức hoặc khi bị kẹt xe trên đường dài.Và là một trang bị cần thiết giúp cho người lái xe điều khiển xe an toàn. 3.9.1.1. Cấu tạo, nguyên lý hệ thống điều hoà Hình 3.58. Cấu tạo hệ thống điều hoà không khí 1.Máy nén; 2. Giàn nóng; 3.Quạt; 4. Bình lọc/ hút ẩm; 5. Van giản nở; 6.Giàn lạnh; 7.Đường ống hút ( áp suất thấp); 8. Đường ống xã (áp suất cao); 9. Bộ tiêu âm; 10. Cửa sổ quan sát; 11.Bình sấy khô nối tiếp; 12. Không khí lạnh; 13. Quạt lồng sóc; 14. Bộ ly hợp từ cửa quạt gió; 15. Bộ ly hợp máy nén; 16. Không khí. Hệ thống điều hoà không khí là một tổ hợp bao gồm các thiết bị sau: Không khí được lấy từ bên ngoài vào và đi qua giàn lạnh (bộ bôc hơi). Tại đây không khí bị giàn lạnh lấy đi rất nhiều năng lượng thông qua các lá tản nhiệt, do đó nhiệt độ không khí sẽ bị giảm xuống rất nhanh đồng thời hơi ấm trong không khí củng bị ngưng tụ lại và đưa ra ngoài. Tại giàn lạnh khi môi chất ở thể lỏng có nhiệt độ, áp suất cao sẻ trở thành môi chất thể hơi có nhiệt độ, áp suất thấp. Khi quá trình này xảy ra môi chất cần một năng lượng rất nhiều, do vậy sẽ lấy năng lượng từ không khí xung quanh giàn lạnh (năng lượng không mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác). Không khí mất năng lượng nên nhiệt độ bị giảm xuống, tạo nên không khí lạnh. Trong hệ thống, máy nén làm nhiệm vụ làm môi chất từ dạng hơi áp suất, nhiệt độ thấp trở thành hơi có áp suất, nhiệt độ cao. Máy nén hút môi chất dạng hơi áp suất, nhiệt độ thấp từ giàn lạnh về và nén lên tới áp suất yêu cầu 12 – 20 bar. Môi chất ra khỏi máy nén sẻ ở dạng hơi có áp suất, nhiệt độ cao đi vào giàn nóng (bộ ngưng tụ). Khi tới giàn nóng, không khí sẽ lấy đi một phần năng lượng của môi chất thông qua các lá tản nhiệt. Khi môi chất mất năng lượng, nhiệt độ của môi chất sẻ bị giảm xuống cho đén khi bằng nhiệt độ, áp suất bốc hơi thì môi chất sẽ trở về dạng lỏng có áp suất cao. Môi chất sau khi ra khỏi giàn nóng sẽ tới bình hút ẩm. Trong bình lọc hút ẩm có lưới lọc và chất hút ẩm. Đồng thời nó củng ngăn chặn áp suất vượt quá giới hạn. Sau khi qua bình lọc hút ẩm, môi chất tới van tiết lưu. Van tiết lưu quyết định lượng môi chất phun vào giàn lạnh, lượng này được điều chỉnh bằng 2 cách: Bằng áp suất hoặc bằng nhiệt độ ngõ ra của giàn lạnh. Việc điều chỉnh rất quan trọng nó giúp hệ thống hoạt động được tối ưu. Hình 3.59. Sơ đồ mạch điện điều hòa trên ô tô Ford Ranger. 3.9.1.2. Mạch điện hệ thống điều hoà xe trên xe Ford Ranger Khi công tắc máy bật (ON) trong mạch xuất hiện dòng điện: (+) Ắc quy Hộp cầu chì chính Công tắc máy Cuộn dây rơle Mass. Dòng điện này sẽ từ hoá cuôn dây của rơle hút tiếp điểm của rơle đóng lại. Trong mạch lại xuất hiện dòng sau (trừ vị trí công tắc quạt ở vị trí OFF): (+) Ắc quy Hộp cầu chì chính Mô tơ quạt Công tắc quạt Mass. Tuy theo nhu cầu của hành khách và lái xe đang ngồi trong xe. Ta có thể điều khiển các chế độ nhanh chậm của quạt gió. Khi mà nhiệt độ trong xe lớn hơn 300c cảm biên nhiệt gửi tín hiệu tới bộ khuyết đại A/C. Bộ khuyết đại sẽ điều khiển đóng rơle A/C lại cho dòng chạy qua cuộn dây của máy nén, cuộn dây bị từ hoá sẽ hút đĩa bị động lại Máy nén hoạt động. Nếu nhiệt độ bề mặt giàn lạnh giảm xuống bằng hoặc dưới 30C, khuếch đại A/C sẽ tắt rơ le ly hợp từ. Công tắt A/C tắt Cắt nguồn cung cấp cho bộ khuếch đại A/C Máy nén khí không hoạt động. 3.9.1.3. Các bộ phận chính của hệ thống Máy nén. Hình 3.60. Cấu tạo máy nén. Máy nén là một thiết bị dùng để hút môi chất ở áp suất thấp, nhiệt độ thấp sinh ra ở giàn bay hơi và nén lên áp suất cao, nhiệt độ cao để đẩy vào giàn ngưng tụ, đảm bảo sự tuần hoàn của môi chất một cách hợp lý và tăng mức độ trao đổi nhiệt của môi chất trong hệ thống Hoạt động của máy nén có 3 giai đoạn: * Giai đoạn 1: Hút môi chất Khi piston đi từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới, các van hút được mở ra môi chất được hút vào xylanh công tác và kết thúc khi piston xuống điểm chết dưới. * Giai đoạn 2: Nén môi chất Khi piston đi từ điểm chết dưới tới điểm chất trên, van hút đóng, van đẩy mở với tiết diện nhỏ hơn nên áp suất của môi chất ra sẽ cao hơn khi được hút vào. Qúa trình này kết thúc khi piston tới điểm chết trên. * Giai đoạn 3: Khi piston tới điểm chết trên, thì quy trình lại được lập lại từ đầu Ly hợp điện từ Trên tất cả các loại máy nén sử dụng trong hệ thống điều hòa không khí ôtô đều được trang bị bộ ly hợp nhờ hoạt động từ trường. Bộ ly hợp sẽ ăn khớp hay không ăn khớp để điều khiển trục máy nén quay khi cần thiết, phần puly sẽ quay liên tục bởi dây đai được dẫn động từ trục khuỷu của động cơ khi làm việc. Hình 3.61. Kết cấu ly hợp điện từ. 1.Vòng bi kép; 2. Trục máy nén; 3. Cuộn dây nam châm điện; 4. Vòng phớt; 5. Puly; 6. Đĩa bị động; 7. Khe hở khi bộ ly hợp cắt khớp. Nguyên lý hoạt động: Khi hệ thống máy lạnh được bật lên, dòng điện chạy qua cuộn dây nam châm điện (3) của bộ ly hợp, lực điện từ của nam châm điện hút đĩa bị động (6) dính cứng vào mặt ngoài của puly đang quay (5).Đĩa bị động (6) liên kết với trục máy nén (2) nên lúc này cả puly lẫn trục máy nén được khớp nối cứng một khối và cùng quay với nhau. Lúc ta ngắt dòng điện, lực hút từ trường mất, một lò xo phẳng sẽ đẩy đĩa bị động (6) tách rời mặt ngoài puly. Lúc này, trục khuỷu động cơ quay, puly máy nén quay trơn trên vòng bi (1) nhưng trục máy nén đứng yên. Thiết bị ngưng tụ (giàn nóng) Hình 3.62. Cấu tạo của bộ ngưng tụ. Thiết bị ngưng tụ của hệ thống điều hoà không khí ôtô (hay còn gọi là giàn nóng) là thiết bị trao đổi nhiệt để biến hơi môi chất lạnh có áp suất và nhiệt độ cao sau quá trình nén thành trạng thái lỏng trong chu trình làm lạnh. Bộ ngưng tụ tiếp nhân hơi môi chất lạnh dưới áp suất và nhiệt độ cao do máy nén bơm vào, qua lỗ nạp được bố trí trên dàn nóng. Dòng khí này tiếp tục lưu thông trong ống dẫn đi dần xuống phía dưới, nhiệt của môi chất lạnh truyền qua các cánh tản nhiệt và được luồng gió mát thổi đi. Quá trình trao đổi khí này làm toả một nhiệt lượng rất lớn vào trong không khí, do bị mất nhiệt, hơi môi chất giảm nhiệt độ, đến nhiệt độ bằng nhiệt độ bảo hoà (hay nhiệt độ sôi) ở áp suất ngưng tụ thì bắt đầu ngưng tụ thành thể lỏng. Môi chất thể lỏng, áp suất cao này tiếp tục chảy đến bộ bốc hơi (giàn lạnh). Thiết bị bay hơi (giàn lạnh) Hình 3.63. Các bộ phân trong thiết bị bay hơi. 1. Vỏ bộ bốc hơi; 2. Lõi bộ bốc hơi; 3. Quạt của bộ bay hơi; 4. Mô tơ quạt; 5. Nắp chắn bụi và làm kín bộ bốc hơi Thiết bị bay hơi (hay còn gọi là giàn lạnh) là thiết bị trao đổi nhiệt trong đó môi chất lạnh lỏng hấp thụ nhiệt từ môi trường cần làm lạnh sôi và hoá hơi Môi chất lạnh ở thể lỏng, được thiết bị giản nở (van tiết lưu) phun tơi sương vào bộ bốc hơi. Luồng không khí do quạt điện thổi xuyên qua bộ bốc hơi, trao đổi nhiệt cho bộ này và làm sôi môi chất lạnh. Trong lúc chảy xuyên qua các ống của bộ bốc hơi, môi chất hập thụ một lượng nhiệt rất lớn và bốc hơi hoàn toàn. Khi môi chất lạnh sôi, hấp thụ nhiệt, bộ bốc hơi trở nên lạnh, quạt điện hút không khí nóng trong cabin và cả không khí ngoài vào thổi xuyên qua các cửa khí được bố trí trong hệ thống. Cứ như thế tạo ra một sự đối lưu không khí trong ôtô, tạo cảm giác thoải mái mát mẻ cho con người. Ống tiết lưu Hình 3.64. Ống tiết lưu. 1. Ống tiết lưu; 2,5. Tấm lọc; 3. Lỗ tiết lưu; 4. Gioăng Dùng để điều chỉnh lượng môi chất làm lạnh đi đến két hóa hơi. Tách rời hai bên cao áp và thấp áp.Ống tiết lưu nằm giữa thiết bị ngưng tụ và bình hút ẩm. Hoạt động: Môi chất làm lạnh từ két ngưng tụ với áp suất cao đến lối vào của ống tiết lưu (1). Hai vòng chữ O (4) tránh không cho môi chất làm lạnh rò rỉ qua van. Hai tấm lọc (2) và (5) tại cửa vào và cửa ra của van có nhiệm vụ làm sạch các hạt bụi nhỏ trong môi chất làm lạnh. Tấm lọc bên cửa ra còn có nhiệm vụ phun môi chất làm lạnh thật tơi. Lượng môi chất làm lạnh có thể qua được đường kính xác định phía trong của van (3) luôn luôn được xác định thông qua áp suất. Đây là sự giới hạn lượng đi qua. Đường kính trong của van thay đổi tùy thuộc vào thế hệ của xe và yêu cầu làm lạnh của hệ thống điều hòa không khí. Vỏ của ống tiết lưu có mã màu để chỉ thị sự khác nhau về đường kính trong (và không thể thay đổi khi sửa chữa). 3.9.2. Hệ thống xông kính phía sau 3.9.2.1. Công dụng Dùng sưởi nóng kính sau, làm tan sương bằng các điện trở, được bố trí giữa lớp kính sau. Các điện trở này được cung cấp dòng điện để nung nóng kính khi sương bám. Hình 3.65. Sơ đồ mạch điện hệ thống xông kính phía sau. 3.9.2.2. Sơ đồ mạch điện: Hệ thống sử dụng nguồn dương (+)ăcquy cung cấp trực tiếp qua cầu chì và rơ le sấy kính (defogger relay), rơ le được điều khiển bởi công tắc sấy kính (defogger switch) trên công tắc (defogger switch) có một đèn báo sấy và một đèn soi công tắc. Theo sơ đồ mạch điện, khi bật công tắc xông kính, điện trở xông nóng lên, đèn báo xông sáng. Vào ban đêm, mạch đèn kích thước (Tail) sẽ soi sáng công tắc qua biến trở điều chỉnh độ sáng. Nhờ đó người lái dễ dàng sử dụng hệ thống xông kính khi cần thiết. 3.9.3. Hệ thống gạt nước và rửa kính Hệ thống gạt nước và rửa kính là một hệ thống đảm bảo cho người lái nhìn được rõ bằng cách gạt nước mưa trên kính trước và kính sau khi trời mưa. Hệ thống có thể làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió phía trước nhờ thiết bị rửa kính. Vì vậy, đây là thiết bị cần thiết cho sự an toàn của xe khi chạy. Hệ thống gạt nước và rửa kính trên xe Ford Ranger gồm các bộ phận sau: 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); công tắc gạt nước và rửa kính (Có relay điều khiển gạt nước gián đoạn). 3.9.3.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận trong hệ thống gạt nước rửa kính Mô tơ gạt nước Hình 3.66. Cấu tạo mô tơ gạt nước. Động cơ điện với mạch kích từ bằng nam châm vĩnh cửu được dùng cho các motor gạt nước. Motor gạt nước bao gồm một motor và cơ cấu trục vít – bánh vít để giảm tốc độ của motor. Công tắc dừng tự động được gắn trên bánh vít để cần gạt nước dừng tại một vị trí cuối khi tắt công tắc gạt nước ở bất kỳ thời điểm nào, nhằm tránh giới hạn tầm nhìn tài xế. Một motor gạt nước thường sử dụng ba chổi than: Chổi tốc độ thấp, chổi tốc độ cao và chổi dùng chung (để nối mass). Công tắc dừng tự động: Hình 3.67. Công tắc điều khiển dừng tự động loại mass chờ. Công tắc dừng tự động bao gồm một đĩa đồng có khoét rãnh và ba tiếp điểm. Ở vị trí OFF của công tắc gạt nước, tiếp điểm giữa được nối với chổi than tốc độ thấp của motor gạt nước qua công tắc. Nhờ vậy, mặc dù ngắt công tắc, motor sẽ tiếp tục quay đến điểm dừng nhờ đường dẫn thông qua tiếp điểm tì trên lá đồng. Ở điểm dừng, hai đầu chổi than của motor được nối với nhau tạo ra mạch hãm điện động, ngăn không cho motor tiếp tục quay do quán tính. Rơle gạt nước gián đoạn Rơle này có tác dụng làm gạt nước hoạt động gián đoạn. Ngày nay, kiểu rơ le gắn trong công tắc gạt nước được sử dụng rộng rãi. Một rơle nhỏ và một mạch điện tử bao gồm transitor, các tụ điện và điện trở được kết hợp trong rơ le gián đoạn. Thực chất nó là một mạch định thời. Dòng điện chạy qua motor gạt nước được điều khiển bởi rơle tương ứng với tín hiệu từ công tắc gạt nước làm motor gạt nước quay gián đoạn. Hình 3.68. Công tắc gạt nước và rửa kính. Công tắc điều khiển gạt nước, rửa kính Công tắc gạt nước được bố trí trên trục trụ lái, đó là vị trí mà người lái có thể điều khiển bất kỳ lúc nào khi cần. Công tắc gạt nước có các vị trí OFF (dừng), LO (tốc độ thấp) và HI (tốc độ cao) và các vị trí khác để điều khiển chuyển động của nó.Vị trí MIST (gạt nước hoạt động trong điều kiện thời tiết có sương mù), vị trí INT (gạt nước hoạt động ở chế độ gián đoạn trong một khoảng thời gian nhất định) 3.9.3.2. Sơ đồ mách điện hệ thống gạt nước và rửa kính của xe Ford Ranger Hình 3.69. Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt nước và rửa kính. - Khi công tắc ở vị trí LOW hoặc MIST dòng điện chạy đến chổi tốc độ thấp của mô tơ gạt nước như sơ đồ dưới và gạt nướt hoạt động ở tốc độ thấp. (+)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. (+)Ắc quy Hộp cầu chì chính Công tắc máy Tiếp điểm (HI) của công tắc gạt nước (1) Mô tơ gạt nước (HI) Mass. - Nếu tắt công tắc gạt nước (vị trí OFF) trong khi motor gạt nước đang quay, dòng điện sẽ chạy đến chổi tốc độ thấp của motor gạt nước qua công tắc và gạt nước tiếp tục hoạt động ở tốc độ thấp. (+)Ắc quy Hộp cầu chì chính Công tắc máy Tiếp điểm (B) của công tắc dừng tự động Tiếp điểm (A) của rơle INT Tiếp điểm (OFF) của công tắc gạt nước (2) Mô tơ gạt nước ( LOW) 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 dịch đến vị trí INT, Transitor bật trong một thời gian ngắn làm tiếp điểm relay chuyển từ A sang B: . Khi các tiếp điểm relay đóng tại B, dòng điện chạy đến motor (LO) và motor bắt đầu quay ở tốc độ thấp: (+)Ắc quy Hộp cầu chì chính Công tắc máy Tiếp điểm (INT) của công tắc gạt nước (1)Tiếp điểm (B) của rơle INTTiếp điểm (INT) của công tắc gạt nước (2) Mô tơ gạt nước (LOW) Mass. Transitor nhanh chóng tắt, làm tiếp điểm của relay lại quay ngược từ B về A. Tuy nhiên, một khi motor bắt đầu quay tiếp điểm của công tắc dừng tự động bật từ vị trí A sang vị trí B nên dòng điện tiếp tục chạy qua chổi tốc độ thấp của motor và gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp: (+)Ắc quy Hộp cầu chì chính Công tắc máy Tiếp điểm (B) của công tắc dừng tự động Tiếp điểm (A) của rơ le INT Tiếp điểm (INT) của công tắc gạt nước (2) Mô tơ gạt nước ( LOW) Mass. Khi gạt nước đến vị trí dừng tiếp điểm của công tắc dừng tự động lại gạt từ B về A làm dừng motor. Một thời gian xác định sau khi gạt nước dừng Transitor lại bật trong thời gian ngắn, làm gạt nước lập lại hoạt động của nó. Biến trở thay đổi giá trị nhờ xoay công tắc điều chỉnh và mạch điện tranzisto điều chỉnh khoảng thời gian cấp điện cho tranzisto và làm cho thời gian hoạt động gián đoạn được thay đổi. Khi công tắt rửa kính bật ON, dòng điện chạy đến motor rửa kính: (+)Ắc quy Hộp cầu chì chính Công tắc máy Tiếp điểm công tắc rửa kính Motor rửa kính Mass. 3.9.4. Hệ thống khoá cửa Hệ thống khóa cửa bằng điện (Power Door Locks) đảm bảo an toàn và thuận lợi khi khóa cửa. Hệ thống khóa và mở tất cả các cửa khi công tắc khóa cửa hoạt động. Hình 3.70. Hệ thống khoá cửa xe Ford Ranger. 1. Module điều khiển trung tâm; 2. Cơ cấu chấp hành khoá/mở cửa trước (bên lái xe);3. Cơ cấu chấp hành khoá/mở cửa trước (bên hành khách); 4. Cơ cấu chấp hành khoá/mở cửa sau Hệ thống khóa cửa trên các xe hiện đại được trang bị thêm các chức năng như: - Chống quên chìa trong xe: Không khóa cửa được bằng điều khiển từ xa trong khi vẫn có chìa cắm trong ổ khóa điện. - Chức năng an toàn: Khi rút chìa ra khỏi ổ khóa điện và cửa được khóa hoặc dùng chìa hoặc dùng điều khiển từ xa thì không thể mở được cửa bằng công tắc điều khiển khóa cửa. - Chức năng điều khiển cửa sổ điện khi đã tắt khóa điện: Sau khi cửa người lái và cửa hành khách đóng và khóa điện tắt, cửa sổ điện vẫn có thể hoạt động thêm trong khoảng 60 giây nữa. Các bộ phận chính trong hệ thống khóa cửa là công tắc điều khiển khóa cửa, mô tơ khóa cửa, công tắc điều khiển chìa, công tắc vị trí khóa cửa và công tắc cửa. 3.9.4.1. Công tắc điều khiển khóa cửa Hình 3.71. Công tắc điều khiển khóa cửa. Công tắc điều khiển khóa cửa cho phép khóa và mở tất cả các của đồng thời chỉ một lần nhấn công tắc. Công tắc điều khiển khóa cửa được gắn ở tấm ốp trong cửa ở phía người lái. 3.9.4.2. Mô tơ khóa cửa Hình 3.72. Mô tơ khóa cửa. Mô tơ khóa cửa là cơ cấu chấp hành để khóa cửa. Mô tơ khóa cửa hoạt động, chuyển động quay được truyền qua bánh răng chủ động, bánh răng lồng không, trục vít đến bánh răng khóa, làm cửa khóa hay mở. Sau khi khóa hay mở cửa xong, bánh răng khóa được lò xo hồi vị đưa về vị trí trung gian. Việc này ngăn cho mô tơ hoạt động khi sử dụng núm khóa cửa và cải thiện cảm giác điều khiển. Đổi chiều dòng điện đến đến mô tơ làm đổi chiều quay của mô tơ, làm mô tơ khóa hay mở cửa. Hình 3.73. Sơ đồ mạch hệ thống khoá cửa xe Ford Ranger. 3.9.4.3. Sơ đồ mạch hệ thống khoá cửa Khi ấn công tắc điều khiển khoá cửa về phía khoá/mở khoá, tín hiệu khoá/mở khoá được truyền tới Module điều khiển. Sau khi nhận được tín hiệu này, Module điều khiển bật rơle khoá/mở khoá. Ở trạng thái này rơle khoá/mở khoá tạo thành mạch tiếp mát, dòng điện đi từ ắc qui tới mát qua mô tơ và tất cả các mô tơ điều khiển khoá cửa quay theo hướng khoá/mở khoá để tắt/bật công tắc vị trí khoá cửa. 3.9.5. Hệ thống nâng hạ kính Hệ thống nâng, hạ kính dùng để nâng hạ kính cửa xe. Để nâng hạ cửa kính người ta dùng một động cơ điện một chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu, kết cấu rất nhỏ gọn và dễ bố trí. Đặc biệt nó có thể quay được cả hai chiều nếu ta đổi chiều dòng điện. 3.9.5.1. Cấu tạo Mô tơ nâng hạ kính Là động cơ điện một chiều kích từ bằng nam châm vĩnh cửu. Nó có thể quay được cả hai chiều nếu ta đổi chiều dòng điện. Hình 3.74. Cấu tạo mô tơ nâng hạ kính Vành răng điều chỉnh Bánh răng hành tinh Mô tơ điều khiển kính Hệ thống điều khiển nâng hạ kính Gồm có một công tắc điều khiển nâng hạ kính, bố trí tại cửa bên trái người lái xe và mổi cửa hành khách một công tắc. - Công tắc chính (Main switch) - Công tắc nâng hạ cửa tài xế (Driver’s switch ). - Công tắc nâng hạ cửa trước nơi hành khách (Front passenger’s switch). - Công tắc phía sau bên trái (Left rear switch). - Công tắc phía sau bên phải (Right rear swich). Hình 3.75. Sơ đồ mạch điện nâng hạ kính. 3.9.5.2. Sơ đồ mạch điện Bộ ngắt mạch tự động Rơ le Công tắc chính (Bên trái người lái) Cầu chì Ắc quy Nguyên lý hoạt động: Khi bật công tắc máy, dòng qua rơle điều khiển kính, cung cấp nguồn cho cụm công tắc điều khiển nơi người lái. Nếu công tắc chính ở vị trí OFF thì người lái sẽ chủ động điều khiển tất cả các cửa. Cửa số M1: bật công tắc sang vị trí Down, lúc này 1 sẽ nối 3, 2 nối 4, mô tơ sẽ quay kính hạ xuống. Bật sang vị trí Up: 1 nối 3’ và 2 nối 4’, dòng qua mô tơ ngược ban đầu nên kính được nâng lên. Tương tự người lái có thể điều khiển nâng hạ kính cho tất cả các cửa còn lại, qua công tắc S2, S3, và S4. Khi công tắc chính được mở, người ngồi trong xe được phép sử dụng khoảng không thoáng theo ý riêng (trường hợp xe không mở hệ thống điều hòa, đường không ô nhiễm, không ồn…). 4. TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA CÔNG SUẤT MÁY PHÁT Để đảm bảo đủ công suất cho các tải tiêu thụ trên xe cần phải xác định đúng loại máy phát để lắp trên ô tô, vì máy phát là nguồn cung cấp năng lượng chính cho các tải tiêu thụ khi ô tô hoạt động. 4.1. SƠ ĐỒ CÁC TẢI CÔNG SUẤT ĐIỆN TRÊN Ô TÔ Hình 4.1. Sơ đồ phụ tải điện trên ô tô Car radio Đèn báo trên táp lô Đèn biển số xe Đèn đậu xe Đèn cốt Đèn pha Đèn kích thước Tải hoạt động trong thời gian dài Tải hoạt động liên tục Tải hoạt động trong thời gian ngắn MÁY PHÁT ẮCQUY Nạp điện Hệ thống kiểm soát động cơ Đèn xi nhan Đèn phanh Đèn trần Mô tơ điều khiển kính Quạt điều hòa nhiệt độ Xông kính Mô tơ phun nước rửa kính Còi Mô tơ mở cửa xe Đèn sương mù Mô tơ gạt nước Khởi động điện Mồi thuốc Mô tơ điều khiển anten Hệ thống xông máy Ly hợp điện từ Bơm chuyển nhiên liệu Phụ tải điện trên ô tô, dựa vào thời gian làm việc có thể chia làm 3 loại: + Tải hoạt động liên tục: Là những phụ tải liên tục hoạt động trong quá trình xe vận hành (khi động cơ hoạt động). Và khi động cơ không hoạt động (sử dụng năng lượng ắc quy). + Tải hoạt động trong thời gian dài: Là những phụ tải hoạt động trong những khoảng thời gian tương đối dài, tùy thuộc vào điều kiện vận hành của lái xe. + Tải hoạt động trong thời gian ngắn: Các phụ tải này thường chỉ hoạt động trong thời gian ngắn (< 2 ÷ 3 phút) 4.2. TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT TIÊU THỤ THEO CÁC CHẾ ĐỘ TẢI 4.2.1. Chế độ tải hoạt động liên tục: Ở chế độ tải hoạt động liên tục thì hệ số sử dụng của mỗi tải là: l = 100 %. Bảng 4.1. Mức tiêu thụ điện của các tải hoạt động liên tục [5] Stt Tải điện hoạt động liên tục Công suất (W) 1 Hệ thống kiểm soát động cơ 180 2 Bơm chuyển nhiên liệu 70 Tổng công suất tiêu thụ (PW1) 280 4.2.2. Chế độ tải hoạt động không liên tục Ở chế độ này thì hệ số sử dụng (l) của mỗi tải thay đổi phụ thuộc vào sự vận hành xe của mỗi tài xế cũng như phụ thuộc vào điều kiện vận hành và địa bàn xe hoạt động. Bảng 4.2. Mức tiêu thụ điện của các tải hoạt động không liên tục [5] Stt Tải điện hoạt động không liên tục Công suất thực (W) Hệ số sử dụng (l) Công suất tính toán (W) 1 Car radior 15 0,3 4,5 2 Đèn báo trên táp lô 19 ´ 2 0,5 19 3 Đèn biển số xe 1 ´ 5 0,4 2 4 Đèn đậu xe 2 ´ 5 0,3 3 5 Đèn cốt 2 ´ 55 0,4 44 6 Đèn pha 2 ´ 60 0,3 36 7 Đèn kích thước 4 ´ 10 0,4 16 8 Đèn xi nhan 4 ´ 21+2´5 0,2 18,8 9 Đèn phanh 2 ´ 21 0,5 21 10 Đèn trong xe 3 ´ 5 0,3 4,5 11 Mô tơ điều khiển kính 4 ´ 30 0,1 12 12 Quạt điều hòa nhiệt độ 1 ´ 80 0,4 32 13 Hê thống xông kính 120 0,1 12 14 Mô tơ phun nước rửa kính 60 0,2 12 15 Còi 40 0,3 12 16 Mô tơ mở cửa xe 4 ´ 150 0,1 60 17 Đèn sương mù 2 ´ 55 0,05 5,5 18 Mô tơ gạt nước 90 0,2 18 19 Mồi thuốc 100 0,1 10 20 Mô tơ điều khiển anten 60 0,1 6 21 Hệ thống xông máy 100 0,1 10 22 Khởi động điện 3000 0,1 300 23 Ly hợp điện từ 60 0,2 12 Tổng công suất tiêu thụ (PW2) 637 Trong bảng 4.2, ta có: Công suất tính toán = Công suất thực ´ Hệ số sử dụng Từ bảng 4.1 và 4.2, ta có tổng công suất tiêu thụ của các tải trên xe là: PåW = PW1 + PW2 = 637 + 250 = 887 (W). (4.1) Xác định cường độ dòng điện theo công thức sau: (4.2) Trong đó: Iđm – Cường độ dòng điện định mức. PåW – Tổng công suất tiêu thụ của các phụ tải trên xe. Uđm – Điện áp định mức, Uđm = 12 (V) (A). Máy phát thực tế sử dụng trên xe Ford Ranger có số hiệu là : W0133-1705288; output 110Amps; 12V. [6] Vậy với Iđm = 74 (A) < 110 (A), nên máy phát lắp trên xe phát đủ công suất cung cấp cho các tải. 5. CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG VÀ KHẮC PHỤC MỘT SỐ CHI TIẾT 5.1. CÁC HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP Trên xe có trang bị đèn báo nạp thì người lái sẽ phát hiện được những hư hỏng của hệ thống nạp thông qua đèn báo nạp, hoặc có thể không khởi động được động cơ do ắc quy yếu. 5.1.1. Đèn báo nạp hoạt động không bình thường 5.1.1.1. Đèn báo nạp không sáng khi khóa điện bật ON - Kiểm tra xem cầu chì có bị cháy hay tiếp xúc kém trong mạch đèn báo nạp ® nếu có thì thay thế và sửa chữa. - Kiểm tra xem các giắc của tiết chế có lỏng hay hỏng không ® nếu có thì sửa chữa. - Kiểm tra xem có ngắn mạch trong các diod (+) của máy phát ® nếu có thì sửa chữa. - Kiểm tra xem bóng đèn báo nạp có bị cháy không ® nếu có thì thay thế. 5.1.1.2. Đèn báo nạp không tắt sau khi động cơ khởi động Hiện tượng này chỉ ra rằng hoặc máy phát không nạp hoặc nạp quá nhiều. - Kiểm tra xem đai dẫn động có bị hỏng hay trượt không ® nếu có thì điều chỉnh hoặc thay thế. - Kiểm tra cầu chì chính có bị cháy hay tiếp xúc kém không ® nếu có thì sửa chữa hoặc thay thế. - Đo điện áp ra tại cực B của máy phát: Nếu Uđm 14,8 V thì có nghĩa là máy phát nạp quá nhiều. - Đo điện áp kích từ tại cực F của giắc tiết chế ® nếu không có điện áp tức là cuộn rô to bị đứt hay chổi than tiếp xúc kém. 5.1.1.3. Đèn nạp thỉnh thoảng sáng khi động cơ hoạt động Hiện tượng này chứng tỏ rằng máy phát hoạt động không bình thường. - Kiểm tra giắc của máy phát và tiết chế xem có lỏng hay nối kém không ® nếu có thì sữa chữa. - Kiểm tra tình trạng tiếp xúc của mỗi tiếp điểm của tiết chế và điện trở giữa mỗi chân ® nếu không tốt thì sửa chữa. - Kiểm tra tình trạng tiếp xúc của các chổi than. 5.1.2. Ắc quy yếu, hết điện Hiện tượng này xảy ra khi máy phát không phát đủ điện để nạp cho ắc quy, kết quả là không khởi động được động cơ bằng mô tơ khởi động điện và đèn pha sáng mờ. Điều này là do hai nguyên nhân cơ bản, hoặc là do các thiết bị (ắc quy hay máy phát) có vấn đề, hoặc là do cách vận hành xe không đúng nguyên tắc làm cho ắc quy hết điện. - Kiểm tra các cực của ắc quy có bẩn hay bị ăn mòn không: Các ắc quy bị bẩn, bị ăn mòn hay bị sun phát hóa không thuận nghịch sẽ làm giảm điện dung và tăng điện trở của ắc quy. Kết quả là làm cho ắc quy nạp chóng sôi và phóng nhanh hết. Trường hợp những ắc quy đã quá cũ nên thay ắc quy mới. - Kiểm tra độ căng đai của đai dẫn động máy phát. - Kiểm tra điện áp chuẩn của máy phát. 5.1.3. Ắc quy bị nạp quá mức Hiện tượng này được phát hiện thông qua việc phải thường xuyên đổ nước vào ăcquy và độ sáng đèn pha thay đổi theo tốc độ động cơ. Để khắc phục hiện tượng này cần phải đo điện áp ra của máy phát, kiểm tra bộ điều chỉnh điện. 5.1.4. Tiếng ồn khác thường Có hai kiểu tiếng ồn khác thường phát ra trong hệ thống nạp cần phải phân biệt để khắc phục: Thứ nhất là tiếng ồn cơ khí sinh ra do đai dẫn động bị trượt ở Puly máy phát hay do mòn hỏng ổ bi máy phát. Thứ hai là tiếng ồn cộng hưởng từ gây ra hoặc bởi sự chập mạch trong cuộn stator hoặc diod bị hỏng, nếu bị cộng hưởng từ thì khi mở radio sẽ thường xuyên bị nhiễu sóng. Khi phát hiện thấy một trong hai kiểu tiếng ồn trên cần phải dừng động cơ và khắc phục sửa chữa. 5.2. 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 không tốt - Kiểm tra lại dây dẫn 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 5.3. 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 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 - Có một hoặc nhiều đèn báo bị cháy - Kiểm tra tình trạng các đèn Đèn stop luôn sáng - Công tắc đèn stop hư, chạm mát - Điều chỉnh hoặc thay công tắc Đèn stop không sáng - 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 6. KẾT LUẬN Hệ thống điện thân xe là một khái niệm tương đối rộng vì nó bao hàm nhiều hệ thống điện khác nhau, mỗi hệ thống điện đó có một mục đích và nguyên lý hoạt động khác nhau. Trên thực tế thì hệ thống điện thân xe rất hay bị hư hỏng do cách vận hành xe của người sử dụng thường không đúng so với nhà sản xuất yêu cầu và do điều kiện môi trường làm việc của các hệ thống điện trên xe. Điều này thể hiện ở việc phải thường xuyên bảo dưỡng, sửa chữa ăcquy, máy phát (hệ thống cung cấp), mô tơ gạt nước lau kính... được xem là những chi tiết hay gặp sự cố nhất trong các hệ thống của ô tô. Một ví dụ minh họa cho điều này là rất hay xảy ra hiện tượng chạm mạch trong hệ thống điện do khung sườn xe được sử dụng làm dây dẫn chung (dây (-)), nếu dây dẫn (dây (+)) vì một lý do nào đó bị xước vỏ bọc thì ngay lập tức sẽ bị chập mạch và có thể xảy ra những thiệt hại rất lớn. Đề tài đã đi sâu nghiên cứu, tìm hiểu được một số hệ thống điện cơ bản dưới dạng các sơ đồ mạch điện, đồng thời cũng đề ra một số biện pháp khắc phục hư hỏng của các hệ thống điện đó. Tuy nhiên đề tài cũng còn một số hạn chế nhất định như: + Chưa thể trình bày được đầy đủ các mạch điện trong hệ thống điện thân xe. + Phần tính toán mới chỉ dừng ở việc tính toán, kiểm tra công suất máy phát mà chưa đi sâu tính toán, thiết kế các vi mạch điều khiển và khả năng chịu tải của dây dẫn. Em hy vọng say khi đề tài được hoàn thiện nó sẽ trở thành cuốn tài liệu thực hành cho công việc sửa chữa các hệ thống điện thân xe. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Công ty cổ phần DANA “Catalogue của Ford Ranger” , 2004. [2] Công ty cổ phần DANA “Training manual - Ranger”, 2004. [3] Công ty cổ phần DANA “Wiring diagrams- Ranger”, 2004. [4] Công ty cổ phần DANA “Ford Ranger New Product Introduction”, 2004 [5] Bộ môn Ô TÔ & MCT, Khoa CKGT “Trang bị điện và điện tử trên ô tô”. Đà Nẵng, 2007. [6] PGS-TS Đỗ Văn Dũng. “Trang bị điện & điện tử trên ô tô hiện đại”. TP. HCM, 2007. [7] Tháng 5 - 2010 [8] Tháng 5 - 2010