Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống điện thân ô tô

ĐỒN THANH NIÊN CỘNG SẢN HỒ CHÍ MINH
BAN CHẤP HÀNH TP. HỒ CHÍ MINH
----------------------

CƠNG TRÌNH DỰ THI
GIẢI THƯỞNG SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC EURÉKA
LẦN THỨ XX NĂM 2018

TÊN CÔNG TRÌNH: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ
THỐNG ĐIỆN THÂN Ô TÔ

LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU: KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ
CHUN NGÀNH: ĐIỆN, ĐIỆN TỬ

Mã số cơng trình: …………………………….
(Phần này do BTC Giải thưởng ghi)


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ABS - Anti-lock Brake System ............................ Hệ thống chống bó cứng phanh.
CAN - Controller Area Network .......................... Mạng giao tiếp trên ô tô.
DC - Direct Current .............................................. Điện một chiều.
INT - Intermitten .................................................. Chế độ gạt mưa gián đoạn.
LED - Light Emitting Diode ................................ Điốt phát quang.
ODO - Odometer .................................................. Đồng hồ đo quãng đường hành trình.
PVC - Polyvinylclorua ......................................... Nhựa nhiệt dẻo.
RPM - Revolutions per minute ............................ Số vòng quay.
SRS - Supplemental Restraint System ................. Ký hiê ̣u đèn báo túi khí.

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Mơ hình điê ̣n thân xe thiế t kế đứng ...................................................................... 6
Hình 2.1: Bản vẽ vị trí lắp đặt các chi tiết trong hệ thống điện thân xe ............................ 10
Hình 3.1: Mặt bên của mô hình .......................................................................................... 12


2
ĐẶT VẤN ĐỀ
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Những năm gần đây nhu cầu mua sắm ô tô của người Việt trở nên rầm rộ hơn bao giờ hết,
một phần vì do cơ chế mở cửa của nhà nước, nhu cầu sử dụng của phương tiện này ngày
càng lớn, có người mua xe để phục vụ đi lại, người mua xe phục vụ ngành vận tải, làm ăn,
có người thì lại mua ô tô chỉ để thể hiện đẳng cấp…
Song song với sự phát triển về số lượng, yêu cầu về chất lượng ngày càng được nâng cao:
tính năng thơng qua tốt, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu ô nhiễm mơi trường, đặc biệt là
tính năng an tồn, ổn định và sự tiên nghi được đặt lên hàng đầu. Người tiêu dùng luôn
muốn chiếc xe của họ phải thật sự an toàn và cảm thấy thoải mái khi điều khiển. Vì thế
nhà sản xuất ln ln tìm cách phát triển các hệ thống trên xe của họ để đáp ứng nhu cầu
của người tiêu dùng. Đặc biệt phải nói đến hệ thống điện, điện tử trên ơ tơ. Bởi vì hệ
thống này can thiệp vào gần như tất cả các hệ thống trên ô tô từ đơn giản đến phức tạp
chẳng hạn như hệ thống: phanh, lái, túi khí, đèn, đánh lửa,… Nhờ đó, cường độ lao động
của người lái xe giảm đi rất nhiều, khơng cịn phải dùng tay để quay kính cửa sổ như
trước mà thay vào đó chỉ cần bấm nút là kính đã tự động di chuyển lên xuống, thậm chí
ghế ngồi của tài xế khơng cịn cố định mà có thể tùy chỉnh vị trí theo sở thích của từng
người lái để họ cảm thấy thoải mái hơn trong việc lái xe…
Nhận thức được tầm quan trọng của hệ thống điện trên xe. Hiện tại các hãng như: Toyota,
Ford, Tesla,.. đang tăng cường nỗ lực phát triển và hoàn thiện hệ thống điện, điện tử trên
xe của họ để mang lại những tính năng an toàn ổn định và tiện nghi vượt trội hơn so với
các đối thủ cạnh tranh. Hệ thống điện trên ô tơ cịn tiếp tục được hồn thiện, mục tiêu
hướng tới trong tương lai là những chiếc xe tự hành không người lái.

2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Tổng hợp những kiến thức đã học và có cái nhìn khái qt về hệ thống điện trên thân ô tô.
Thiết kế và thi công mơ hình hệ thống điện thân ơ tơ. Từ mơ hình có thể tháo lắp, nghiên
cứu, sửa chửa, khai thác có hiệu quả. Thơng qua cơng trình có thể thu thập thêm được


3
kiến thức chun mơn, tích lũy được kinh nghiệm và có thể nâng cao kỹ năng nghề
nghiệp sau này. Hơn nữa có thể nâng cao tinh thần làm việc nhóm, khả năng giải quyết
các vấn đề liên quan phát sinh trong quá trình làm đồ án và đề cao trách nhiệm bản thân
đối với tập thể. Đề tài còn tạo ra sản phẩm trực quan, sinh động, có thể ứng dụng tốt trong
học tập và giảng dạy
- Xây dựng một mơ hình học cụ, có thể thao tác đơn giản, mô phỏng được hoạt động của
hộp số như trên ô tô thực tế.
- Xây dựng một sản phẩm giúp người học có thể tiếp cận thực tế ngay trên mơ hình để
nghiên cứu thay vì phải thực tập tại doanh nghiệp.
3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Khảo sát tổng quan về hệ thống điện thân ô
Đưa ra ý tưởng thiết kế và xây dụng mơ hình hệ thống điện thân ơ tơ dàn trải
4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đề tài chỉ chủ yế u tâ ̣p trung khai thác về các thiế t bi ̣của hê ̣ thố ng điê ̣n thân xe cơ bản
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC THỰC TIỄN, QUY MÔ ÁP DỤNG
- Sản phẩm của cơng trình nghiên cứu này rất trực quan sinh động, giúp người dạy dễ dàng
truyền đạt kiến thức trong bài giảng, giúp người học tiếp thu bài một cách dễ dàng, người
học có thể tiếp cận thực tế ngay trên mơ hình.
Quy mơ và phạm vi áp dụng:
- Dùng làm mơ hình và giáo cụ trực quan, ứng dụng trong các cơ sở đào tạo, dạy nghề.


4

PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU
Nước ta đang trên đà phát triển, đặc biệt là ngành công ngiệp nói chung, trong đó có
nghành cơng nghiệp ơ tơ nói riêng cũng rất được chú trọng và phát triển. Do đó ngày càng
xuất hiện nhiều nhà máy ô tô nổi tiếng được lắp ráp tại Việt Nam như TOYOTA,
HYUNDAI, FORD... Bên cạnh đó, khoa học kỹ thuật khơng ngừng phát triển, làm cho
mức sống của người dân được nâng lên rõ rệt, nên các nhu cầu của người dân ngày một
tăng cao. Đặc biệt, về nhu cầu đi lại 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.
Hơn thế nữa, cùng với sự phát triển của kỹ thuật, những chiếc xe ngày nay ngày một tiện
nghi và hiện đại hơn. Những phát triển gần đây trên ô tô chủ yếu liên quan đến phần điện.
Trên một chiếc ô tô hiện đại, phần điện chiếm một phần đáng kể trong giá trị tổng thành
của nó. Hệ thống điện và điện tử can thiệp vào gần như tất cả các hệ thống trên một chiếc
xe, từ hệ thống đơn giản có từ lâu đời như khởi động, cung cấp điện, đánh lửa đến những
hệ thống mới được nghiên cứu ứng dụng như phanh, lái, treo. Trong tương lai, chiếc xe
được ví như một robot.


5
PHẦN 2: MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP
Mục tiêu:
- Mục tiêu của cơng trình giúp chúng ta có cách nhìn khái qt về hệ thống điện trên ơ tơ,
có thể tiến hành sửa chữa, tháo lắp, khai thác có hiệu quả. Tìm hiểu, nghiên cứu và chế
tạo hệ thống điện trên ô tô. Thông qua công trin
̀ h, đây cũng sẽ là cơ hội rất lớn giúp tơi
có thể củng cố và vận dụng những kiến thức về ô tô mà mình đã được học ở trường.
Ngồi ra, thực hiện đề tài cũng là dịp để nâng cao kỹ năng nghề nghiệp, khả năng nghiên
cứu và phương pháp giải quyết các vấn đề. Giúp nâng cao kiến thức chuyên ngành.
- Xây dựng một mơ hình học cụ, có thể thao tác đơn giản, mô phỏng được hoạt động của

hộp số như trên ô tô thực tế.
- Xây dựng một sản phẩm giúp người học có thể tiếp cận thực tế ngay trên mơ hình để
nghiên cứu thay vì phải thực tập tại doanh nghiệp.
Phương pháp:
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm kiếm, phân tích, nghiên cứu và tổng hợp các
tài liệu của chuyên ngành và một số tài liệu của hệ thống điện thân xe.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Tìm hiểu, phân tích cách sử dụng hệ thống dựa
trên việc vận hành một số hệ thống điện trên xe.
Phương pháp nghiên cứu quan sát: quan sát hoạt động thực tế của các hệ thống điện
trên xe, sau đó phân tích và so sánh với các hệ thống của xe khác nhau để tìm ra những
những điểm chung và khác biệt nhằm hiểu biết hơn về hệ thống điện của ô tô.


6

PHẦN 3: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN
CHƯƠNG 1: Ý TƯỞNG THIẾT KẾ MÔ HÌ NH ĐIỆN THÂN XE
1.1 PHƯƠNG ÁN MƠ HÌ NH ĐỨNG
Ưu điể m
Dể thao tác trên mơ hình.
Thực hiê ̣n các bài tâ ̣p ứng du ̣ng trên mô hình tố t.
Nhươ ̣c điể m
Cầ n lắ p đă ̣t các thiế t bi pha
̣ ̉ i chắ c chắ n.
Tố n kém nhiề u chi phí cho khung mô hình.
Khó lắ p các thiế t bi va
̣ ̀ o mô hình.

Hin
̀ h 1.1: Mô hin

̀ h điêṇ thân xe thiế t kế đứng
1.2 PHƯƠNG ÁN MÔ HÌNH NGHIÊNG
Ưu điể m
Có thể nghiêng theo góc đô ̣ tùy thích.
Dể thao tác trên mô hiǹ h.
Nhươ ̣c điể m
Tố n kém nhiề u chí phí cho khung và giá đỡ mô hình.


7
Khó chế ta ̣o khung mô hình.
Dể rơi rớt các thiế t bi ̣nế u không có sự cố đinh
̣ chắ c chắ n.
Khó thực hiê ̣n các bài tâ ̣p ứng du ̣ng đố i với một nhóm.

Hin
̀ h 1.2: Mô hin
̀ h điêṇ thân xe thiế t kế nghiêng
4.3 PHƯƠNG ÁN MÔ HÌNH ĐỨNG VÀ NẰM KẾT HỢP


8
Hin
̀ h 1.1: Mô hin
̀ h điêṇ thân xe thiế t kế đứng và nằ m kế t hơ ̣p
Ưu điể m
Tiế t kiê ̣m đươ ̣c diê ̣n tích.
Tố n kém chi phí cho viê ̣c chế ta ̣o khung mô hình.
Nhươ ̣c điể m
Tố n kém chi phí cho viê ̣c chế ta ̣o khung mô hình.

Khó thao tác khi thực hiê ̣n các bài tâ ̣p ứng du ̣ng trên mô hin
̀ h.
Khó vầ n chuyể n vì do khó cân bằ ng ở nơi không phẳ ng.
4.4 PHƯƠNG ÁN MÔ HÌNH NẰM
Ưu điể m
Dể lắ p ráp, thao tác trên mô hiǹ h.
Dể vâ ̣n chuyể n.
Thao tác các ứng du ̣ng trên mô hình cho 1 nhóm.
Tiế t kiê ̣m chi phí chế ta ̣o khung mô hin
̀ h.
Chế ta ̣o khung đơn giản.
Lắ p các cu ̣m thiế t bi ̣lên mô hình nhanh hơn.
Nhươ ̣c điể m
Tố n diê ̣n tích để mô hình.


9

Hin
̀ h 1.4: Mô hin
̀ h điêṇ thân xe thiế t kế nằ m.


10

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ BỐ TRÍ MÔ HÌ NH
ĐIỆN THÂN XE
2.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.
Thơng qua việc tính tốn, lên ý tưởng cũng như phân tích kỹ về đặc điểm cấ u ta ̣o và
nguyên lý hoa ̣t đô ̣ng của hê ̣ thố ng điê ̣n thân xe. Từ đó có thể so sánh ưu, nhược điểm của

từng loại mô hình và phạm vi ứng dụng. Sau khi so sánh và phân tích thì nhóm quyế t đinh
̣
cho ̣n phương án thi công mô hình da ̣ng nằ m vì đây là phương án tố i ưu nhấ t do có nhiề u
ưu điể m so với các phương án còn la ̣i.
2.2 BỐ TRÍ MÔ HÌNH TRÊN BẢN VẼ .
Để tránh sự sai sót khi thi công mô hin
̀ h thì nhóm đã vẽ phác thảo cách bố trí các chi tiế t
của mô hình hê ̣ thố ng điê ̣n thân trên bản ve.̃

Hin
̀ h 2.1: Bản vẽ vị trí lắp đặt các chi tiết trong hệ thống điện thân xe


11

CHƯƠNG 3: THI CÔNG MÔ HÌ NH ĐIỆN THÂN XE
3.1 KÍCH THƯỚC MƠ HÌNH
- Khung: dài x rộng x cao (2400 x 1200 x 600mm)
- Mă ̣t bàn: dài x rô ̣ng (2420 x 1220mm)
3.2 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ LẮP RÁP MƠ HÌNH
- Sau khi mua đầy đủ các cụm của hệ thống điê ̣n ta tiến hành vệ sinh sạch sẽ và làm go ̣n
la ̣i phầ n dây điê ̣n
- Thiết kế khung: khung đỡ mơ hình được hàn bằng thép hin
̀ h chữ nhâ ̣t 13-26mm, dày
1.4mm sau đó làm sạch và hàn la ̣i thành khung.
- Sử dụng sắt vng 10mm để tạo hình chữ V và để ta ̣o đô ̣ cứng cho chân của khung.
- Sử du ̣ng tấm hợp kim nhôm nhựa aluminium để lót mă ̣t bàn.
- Lắp các cụm của hê ̣ thố ng điê ̣n lên mă ̣t bàn và điều chỉnh các cu ̣m thiế t bi ̣mô ̣t cách hơ ̣p
lý nhấ t.
- Nối các dây dẫn điê ̣n vào đúng vị trí.

- Hàn chì các mớ i nố i điê ̣n la ̣i với nhau sao cho chắ c chắ n nhấ t.
3.3 HÌNH ẢNH SAU KHI THI CÔNG MÔ HÌNH


12

Hin
̀ h 3.1: Mă ̣t bên của mô hin
̀ h

Hin
̀ h 3.2: Mă ̣t trước của mô hin
̀ h


13

Hin
̀ h 3.3: Mă ̣t sau của mô hin
̀ h

Hin
̀ h 3.4: Bô ̣ ta ̣o nháy cơ điêṇ lắ p đa ̣t của mô hin
̀ h


14

Hin
̀ h 3.5: Công tắ c tổ hơ ̣p của mô hin

̀ h

Hin
̀ h 3.6: Cu ̣m đèn pha của mô hin
̀ h

Hin
̀ h 3.7: Đèn biể n số của mô hin
̀ h


15

Hin
̣ ̉ a mô hin
̀ h 3.8: Các công tắ c điề u khiể n các thiế t bi cu
̀ h

Hin
̀ h 3.9: Qua ̣t giải nhiêṭ của hê ̣ thố ng điề u hòa của mô hin
̀ h

Hin
̀ h 3.10: Cu ̣m ga ̣t mưa rửa kính của mô hin
̀ h.


16

Hin

̣ ̉ a mô hin
̀ h 3.11: Bảng đồ ng hồ hiể n thi cu
̀ h

Hin
̀ h 3.12: Gương chiế u hâ ̣u của mô hin
̀ h

Hin
̀ h 3.13: Cu ̣m công tắ c điề u khiể n gương chiế u hâ ̣u của mô hin
̀ h


17

Hin
̀ h 3.14: Hê ̣ thố ng nâng ha ̣ kính cửa chính của mô hin
̀ h

Hin
̀ h 3.15: Hê ̣ thố ng nâng ha ̣ kính cửa phu ̣ của mô hin
̀ h


18

Hin
̀ h 3.16: Cu ̣m cầ u chi ̀ của mô hin
̀ h

Hin
̀ h 3.17: Cu ̣m rơ le của mô hin
̀ h


19

Hin
̀ h 3.18: Đèn tính hiêụ phía sau của mô hin
̀ h


20

CHƯƠNG 4: CÁC BÀ I TẬP THỰC HÀ NH ỨNG DỤNG TRÊN
MÔ HÌ NH ĐIỆN THÂN XE
4.1 CÁC LĨNH VỰC CĨ THỂ ỨNG DỤNG TRÊN MƠ HÌNH
Mơ hình điện thân xe này có thể ứng dụng trong giảng dạy ở các trường trung cấp, cao
đẳng và đại học. Ngoài ra, mơ hình này cịn có thể ứng dụng đào tạo học viên ở các
Garage hoặc doanh nghiệp sửa chữa ô tơ.
Mơ hình được sử dụng để đào tạo về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, chẩn đoán, đo kiểm,
khảo nghiệm các hệ thống điều khiển điện thân xe ô tô. Mơ hình giúp cho học viên kiểm
nghiệm lại hệ thống kiến thức đã học trên lớp một cách thực tế.
Mô hình hệ thống điện thân xe này cho phép người sử dụng có thể tự đấu nối vận hành
từng module độc lập hoặc tồn bộ mơ hình được đấu nối trước, sau đó người học có thể
sử dụng các thiết bị kiểm tra để đo kiểm, chẩn đoán, tạo pan, sửa pan…
Hệ thống đồ gá các chi tiết trên mô hình được gia cơng trên chất liệu tốt để đảm bảo tính
mỹ thuật, khơng bị han gỉ theo thời gian và có độ chính xác cao.
4.2 CÁC BÀI TẬP ỨNG DỤNG TRÊN MƠ HÌNH
4.2.1 Đấ u nớ i các thiế t bi tha

̣ ̀ nh mô ̣t hê ̣ thố ng
Mơ hình cho phép học viên có thể đo đạc, xác định chân thông qua các giắc cắm và nố i
các thiế t bi ̣ thành mô ̣t hê ̣ thố ng có thể hoa ̣t đô ̣ng như trên thực tế . Ngoài ra, mô hình còn
giúp học viên hiểu rõ hơn về các chân công tắc và nguyên lý hoa ̣t đô ̣ng hê ̣ của thố ng.
4.2.2 Xác định chân các thiế t bi ̣
Mơ hình giúp học viên xác định được các chân của thiế t bi ̣ thông qua các giắc cắm, giúp
học viên hiểu rõ hoạt động của thiế t bi,̣ cách đấu nối thiế t bi ̣ vào cơng tắc. Ngồi ra cịn
giúp học viên khiể u sâu hơn về các sơ đồ ma ̣ch trên hê ̣ thố ng điê ̣n thân xe.
4.2.3 Mô phỏng nguyên nhân hư hỏng và khắc phục hư hỏng của các hệ thống
Ngoài thực tế xe có thể hư bấ t kỳ bô ̣ phâ ̣n nào, nên mơ hình có khả năng mơ phỏng đươ ̣c
các nguyên nhân hư hỏng, giúp người học có thể kiểm tra và sửa chữa các hư hỏng
thường gặp trên hệ thống điện thân ơ tơ ngồi thực tế.


21
4.3 CÁC BÀ I TẬP VÍ DỤ CỤ THỂ TRÊN MƠ HÌNH
Đấ u nớ i hê ̣ thớ ng đèn tín hiê ̣u

Hình 4.1: Hê ̣ thớ ng đèn đi chiế u sáng sau khi đấ u nớ i

Hình 4.2: Đèn biển số đấ u nố i vào chung hê ̣ thố ng đèn tín hiê ̣u
Đấ u nố i hê ̣ thố ng nâng ha ̣ kiń h


22

Hình 4.3: Hê ̣ thớ ng nâng ha ̣ kính sau khi đấ u nố i
Đấ u nố i hê ̣ thố ng điề u khiể n kiń h hâ ̣u

Hình 4.4: Hê ̣ thớ ng điều khiển gương được đấ u nố i hoàn thành

Đấ u nố i hê ̣ thố ng thông tin


23

Hình 4.5: Hê ̣ thớ ng thơng tin sau khi đấ u nố i