đồ án tốt nghiệp ngiên cứu thiết kệ hệ thống gạt mưa rửa kính tự động trên xe ô tô

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU...........................................................................................3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GẠT MƯA- RỬA KÍNH TRÊN Ơ
TƠ...........................................................................................................4
1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống gạt mưa – rửa kính trên ơ tô.................................4
1.1.1 Đôi nét về chiếc gạt nước đầu tiên trên xe hơi....................................................4
1.2 Vai trò nhiệm vụ của hệ thống gạt mưa – rửa kính.................................................6
1.3 Phân loại hệ thống gạt mưa – rửa kính..................................................................6
1.4 Yêu cầu của hệ thống gạt nước..............................................................................6
1.5 Sơ đồ bố trí gạt nước rửa kính...............................................................................7
1.6 Cấu tạo và hoạt động của hệ thống gạt mưa - rửa kính..........................................7
1.6.1 Cấu tạo chung của hệ thống................................................................................7
1.6.2 Cần gạt nước/thanh gạt nước..............................................................................8
1.6.3 Gạt nước được che một nửa và gạt nước được che hồn tồn:.........................10
1.6.4 Một số cách bố trí lưỡi gạt nước thường gặp:...................................................11
1.6.5 Công tắc gạt nước và Relay điều khiển gạt nước gián đoạn.............................12
1.6.6 Motor rửa kính..................................................................................................15
1.6.7 Motor gạt nước.................................................................................................16
1.7 Nguyên lý hoạt động............................................................................................18
1.8.Hệ thống gạt nước dải rộng..................................................................................19
1.8.1 Khái quát..........................................................................................................19
1.8.2 Cấu tạo bộ gạt nước..........................................................................................20
1.9. Gạt nước tự động khi trời mưa............................................................................24
1.9.1 Cảm biến nước mưa..........................................................................................24
1.9.2. Chức năng an tồn khi có sự cố.......................................................................25
1.10. Một số mạch gạt mưa – rửa kính trên xe ơ tơ hiện nay.....................................25
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GẠT MƯA
RỬA KÍNH TRÊN Ơ TƠ...........................................................................27
2.1. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển gạt mưa rửa kính tự động.................................27
2.2. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống gạt nước tự động...............................28
2.3. Ứng dụng phần mềm Proteus thiết kế mạch điều khiển gạt mưa rửa kính tự dộng

................................................................................................................................... 29
2.3.1. Giới thiệu chung về phần mềm Proteus...........................................................29
2.3.2 Phạm vi ứng dụng.............................................................................................30
1


2.3.3 Khả năng phân tích...........................................................................................30
2.3.4 Phương pháp sử dụng.......................................................................................31
2.4. Khối cấp nguồn...................................................................................................31
2.4.1 Nguồn chuyển đổi DC 12V..............................................................................32
2.5 Khối các tín hiệu đầu vào hệ thống điều khiển gạt mưa tự động.........................33
2.5.1 Module cảm biến mưa......................................................................................33
2.6. Bộ điều khiển điện tử..........................................................................................35
2.7. Khối cơ cấu chấp hành hệ thống điều khiển gạt mưa tự động.............................37
2.7.1 Module 1 relay với opto cách ly kích H/L........................................................37
2.7.2 Màn hình LCD thể hiện trạng thái....................................................................38
2.8 Tính tốn một số thơng số cơ bản........................................................................39
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MƠ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỀU
KHIỂN GẠT MƯA RỬA KÍNH...................................................................44
3.1. Ý tưởng thiết kế..................................................................................................44
3.2. Xây dựng thuật tốn hệ thống điều khiển gạt mưa rửa kính tự động..................44
3.3. Mô phỏng mạch trên phầm mềm Proteus...........................................................46
3.3.1. Vẽ mạch mơ phỏng trên phần mềm proteus....................................................46
3.3.2. Tiến hành lập trình cho mơ hình......................................................................46
3.4. Tiến hành nạp code vào Arduino........................................................................48
3.5. Sơ đồ kết nối chân linh kiện...............................................................................53
3.6 Thiết kế chế tạo khung giá cho mơ hình..............................................................54
3.7 Chọn cơng tắc điều khiển của mơ hình................................................................54
3.8 Chọn moto gạt mưa của mơ hình.........................................................................55
3.9 Xác định các chân của công tắc gạt mưa.............................................................56

3.10 Xác định các chân của mô tơ gạt mưa...............................................................58
3.11 Tiến hành lắp mạch và đấu dây..........................................................................59
3.12 Mạch sau khi hoàn thành...................................................................................60
3.13 Hướng dẫn sử dụng mơ hình..............................................................................61
3.13.1 Khởi động.......................................................................................................61
KẾT LUẬN..............................................................................................63
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................64

2


LỜI NĨI ĐẦU
Ngành ơ tơ thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang phát
triển mạnh mẽ với việc ứng dụng ngày càng nhiều những thành tựu
công nghệ thông tin vào sản xuất và lắp đặt các linh kiện ô tô. Hiện
nay thì vấn đề trang bị trên ô tơ là tiêu chí chính để đánh giá một chiếc
xe hơi cao cấp. Hệ thống gạt mưa – rửa kính của ô tô là một bộ phận
không thể thiếu khi xe vận hành trên đường, nhằm đảm bảo tính an
tồn cho người và phương tiện khi tham gia giao thông.
Xuất phát từ tình hình thực tế trên thế giới, bộ điều khiển gạt nước tự
động đã được nghiên cứu và phát triển khá thành cơng ở nước ngồi,
và được trang bị trên một số hãng xe lớn như BMW, Mercedes… Tuy
nhiên căn cứ vào tình hình trong nước thì đa số người dân có thu nhập
trung bình nên phần lớn người dân chưa có cơ hội sở hữu cho mình
những chiếc xe cao cấp được trang bị hệ thống gạt nước và rửa kính tự
động mà các hệ thống gạt nước mưa đa số vẫn làm việc trên nguyên
tắc chuyển đổi bằng tay. Điều này đôi lúc gây bất lợi cho người lái xe,
đó là ln mất thời gian bật công tắc gạt nước trong khi lái xe trong
điều kiện thời tiết xấu (mưa, bão…), điều này gây mất tập trung và ảnh
hưởng đến việc lái xe an toàn Xuất phát từ những lý do trên em đã lựa

chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống điều khiển gạt nước mưa và rửa kính”
để tìm hiểu, nghiên cứu và định hướng phát triển ứng dụng trong tương
lai.
Em xin trân thành cảm ơn thầy hướng dẫn, cùng các thầy cô trong
khoa và các bạn sinh viên cùng khóa đã giúp tơi hồn thành tốt đề tài
theo yêu cầu và đúng thời hạn được giao.
Do thời gian nghiên cứu có hạn nên khơng thể tránh khỏi những sai
sót, em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ dẫn thêm của thầy cơ cũng
như ý kiến đóng góp của các bạn sinh viên để đề tài của chúng em
hoàn thiện hơn, đáp ứng đầy đủ các mục tiêu đã đặt ra.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Huỳnh
Trần Xuân Huỳnh
3


4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GẠT MƯARỬA KÍNH TRÊN Ô TÔ
1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống gạt mưa – rửa kính trên ơ tơ
1.1.1 Đơi nét về chiếc gạt nước đầu tiên trên xe hơi
Năm 1905, chiếc cần gạt nước xe ô tô đầu tiên trên thế giới được
phát minh bởi một người phụ nữ 39 tuổi có tên là Mary Anderson.
Mọi chuyện bắt đầu năm 1903, khi đi trong thành phố New York,
Mary Anderson nhận ra rằng thỉnh thoảng, tài xế lại phải dừng xe, cầm
chiếc khăn để lau hơi nước và tuyết phủ trên mặt kính. Thậm chí, có
những người chẳng buồn gạt tuyết vì q dày mà ló đầu ra cửa sổ đế
lái. Dưới con mắt của một phụ nữ, bà thấy cần phải tạo ra một cái gì để

giúp họ khơng cần dừng xe mà vẫn gạt được tuyết và giữ tầm nhìn.
Về nhà, Anderson thiết kế hệ thống cần gạt nước đầu tiên. Nhưng
khi đưa ra ý tưởng đó, bà bỗng trở thành là trò cười của người xung
quanh bởi theo họ, đấy là việc của đàn ông và sẽ chẳng có ai quan tâm
tới “sự điên rồ” ấy. Tuy nhiên, sự dè bỉu chấm dứt năm 1905 và tình thế
đảo ngược khi Anderson nhận bằng sáng chế tại Mỹ. Đó là minh chứng
cho sức mạnh trí tuệ của phái nữ. Vào thời điểm nhận bằng phát minh,
Anderson tròn 39 tuổi.
Cơ cấu hoạt động của thiết bị này hết sức đơn giản. Anderson
dùng hai chiếc cần gắn vào thân xe và tiếp xúc với mặt kính bằng
chiếc “lưỡi” cao su. Khi cần, người lái xe quay tay nắm đặt trong ca-bin.
Qua cơ cấu truyền động, hai chiếc cần gạt nước sẽ chuyển động lên
xuống để gạt tuyết và hơi nước, tạo tầm nhìn cho người lái.
Thế nhưng, dù chiếc cần gạt nước đã chính thức ra đời, nhưng
các nhà sản xuất xe vẫn không áp dụng thiết bị này vào những chiếc
xe của họ.
Khi giới thiệu thiết bị của mình cho một hãng Canada, Anderson
nhận được câu trả lời: "Chúng tôi khơng nhận thấy bất cứ lợi ích nào từ
sản phẩm này. Vì vậy, tốt nhất bà hãy mang nó về nhà". Phải tới 1916,
tức 11 năm sau, cần gạt nước mới trở thành thiết bị tiêu chuẩn trên tất
cả các xe ở Mỹ. Anderson phải cảm ơn Henry Ford bởi nhờ công nghệ
sản xuất hàng loạt Model T, ôtô trở nên "bình dân" trong cho người tiêu
dùng và phát minh của bà mới được biết đến. Tại thời điểm ấy, các xe
5


hơi chạy bằng động cơ hơi nước nên hầu hết các thiết bị đều hoạt động
thủ công và cần gạt nước cũng khơng ngoại lệ. Thật khó khăn và bất
tiện khi lái xe phải dùng một tay quay thiết bị điều khiển cần gạt nước
liên tục, tay còn lại để lái vơ lăng, điều khiển hộp số, điều khiển phanh

tay.

Hình 1.1: Cơ cấu hoạt động của cần gạt nước do bà Anderson nghĩ ra
Năm 1917, một nha sĩ người Hawaii là Dr. Ormand Wall phát minh
ra động cơ điện điều khiển cần gạt nước tự động. Cần gạt nước khơng
cịn gắn ở thân xe nữa là được gắn ở kính trước xe hơi. Bộ phận rửa
kính được trang bị thêm một vịi nước nhỏ có tác dụng phun nước rửa
kính lên kính lái thơng qua những lỗ nhỏ nằm trên nắm capo. Tuy
nhiên, nước bơm liên tục và cần gạt hoạt động liên tục khơng ngơi nghỉ
khiến hao phí mất một phần điện năng.
Khơng dừng tại đó, năm 1962 Bo Kearns sáng chế ra bộ gạt nước
không liên tục cho phép tài xế thay đổi được tốc độ quét và thời gian
nghỉ giữa mỗi lần quét. Còn đến năm 1980, người ta có thể làm cả gạt
nước cho đèn pha và kết hợp cả hệ thống chiếu sáng, hệ thống phun
rửa và gạt nước.
Từ thời điểm 1990 đến nay, cần gạt nước đã phát triển hoàn thiện
theo từng mẫu thiết kế xe hơi, chúng được gắn ở kính lái, có bộ điều
6


khiển cảm ứng vi mạch giúp nhận biết trời mưa, tần suất mưa, từ đó tự
động gạt nước phù hợp.
Có thể thấy cần gạt nước đã mất gần 80 năm để hồn thiện và
hữu dụng như ngày hơm nay. Điều đó thể hiện những phát minh của
con người ln dần dần được cải tiến, tiện dụng hơn

Hình 1.2: Mơtơ điện được đặt phía trên và nằm giữa kính lái
1.2 Vai trò nhiệm vụ của hệ thống gạt mưa – rửa kính
Gạt nước ơ tơ hay cịn gọi là gạt mưa ô tô tuy là bộ phận nhỏ
nhưng lại hết sức quan trọng đối với xe hơi. Nó đảm bảo cho người lái

nhìn được rõ rang 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 rủa kính.Vì vậy đây là thiết bị cần thiết cho sự an toàn của xe
khi tham gia giao thông
1.3 Phân loại hệ thống gạt mưa – rửa kính
Có 3 loại mơ tơ gạt nước chủ yếu:
- mơ tơ gạt nước được truyền động từ động cơ ô tơ
- mơ tơ gạt nước chạy bằng khí nén

7


-mô tơ gạt nước được truyền động từ động cơ điện ( hiện nay tất
cả các xe ô tô đều dung loại này).
1.4 Yêu cầu của hệ thống gạt nước
Hệ thống gạt nước và rửa kính là một hệ thống đảm bảo cho
người lái nhìn được rõ rang 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 di chuyển. Gần đây một số kiểu xe có thể thay
đổi tốc độ gạt nước theo tốc độ xe và tự động gạt nước khi trời mưa.
Hệ thống gạt nước trên ô tô phải hoạt động nhẹ nhàng, linh hoạt
ổn định với từng trường hợp ổn định với điều kiện trời mưa, ngồi ra
cịn phải đảm bảo việc sửa chữa dễ dàng.
1.5 Sơ đồ bố trí gạt nước rửa kính

Hình 1.3: Sơ đồ bố trí tỏng quan
1.6 Cấu tạo và hoạt động của hệ thống gạt mưa - rửa kính
1.6.1 Cấu tạo chung của hệ thống

Hệ thống gạt nước – rửa kính bao gồm các bộ phận sau:
1. Cần gạt nước phía trước/Lưỡi gạt nước phía trước

8


2. Motor và cơ cấu dẫn động gạt nước phía trước
3. Vịi phun của bộ rửa kính trước
4. Bình chứa nước rửa kính (có motor rửa kính)
5. Cơng tắc gạt nước và rửa kính (Có relay điều khiển gạt nước

gián đoạn)
6. Cần gạt nước phía sau/lưỡi gạt nước phía sau
7. Motor gạt nước phía sau

8. Relay điều khiển bộ gạt nước phía sau
9. Bộ điều khiển gạt nước (ECU J/B phía hành khách)
10. Cảm biến nước mưa

Hình 1.4: cấu tạo chung của hệ thống gạt nước mưa

9


Hình 1.5: Mơ hình tổng thể hệ thống gạt nước trên ơ tơ
1.6.2 Cần gạt nước/thanh gạt nước

Hình 1.6: Hình ảnh cần gạt nước trên ô tô
Cấu trúc của cần gạt nước là một lưỡi cao su được lắp vào thanh
kim loại gọi là thanh gạt nước. Gạt nước được dịch chuyển tuần hoàn

nhờ cần gạt.
10


Hình 1.7: Cấu tạo cần gạt nước
Ta có thể hình dung lưỡi gạt tương tự như những cái chổi cao su
dài. Bề mặt tiếp xúc giữa lưỡi gạt và mặt kính chắn gió được phủ lên
một lớp cao su mỏng. Vì lưỡi gạt nước được ép vào kính trước bằng lị
xo nên gạt nước có thể gạt được nước mưa nhờ dịch chuyển thanh gạt
nước. Chuyển động tuần hoàn của gạt nước được tạo ra bởi motor và
cơ cấu dẫn động. Vì lưỡi cao su lắp vào thanh gạt nước bị mòn do sử
dụng và do ánh sáng mặt trời và nhiệt độ môi trường vv… nên phải
thay thế phần lưỡi cao su này một cách định kỳ.

11


Hình 1.8: Cơ cấu truyền động của cần gạt nước

1.6.3 Gạt nước được che một nửa và gạt nước được che hồn
tồn:
Gạt nước thơng thường có thể nhìn thấy từ phía trước của xe. Tuy
nhiên để đảm bảo tính khí động học, bề mặt lắp ghép phẳng và tầm
nhìn rộng nên những gạt nước gần đây được che đi dưới nắp ca pơ.
Gạt nước có thể nhìn thấy một phần gọi là gạt nước che một nửa, gạt
nước khơng nhìn thấy được gọi là gạt nước che hoàn toàn.
Với gạt nước che hồn tồn nếu nó bị phủ băng tuyết hoặc ở
trong các điều kiện khác, thì gạt nước khơng thể dịch chuyển được.
Nếu cố tình làm sạch tuyết bằng cách cho hệ thống gạt nước hoạt
động cưỡng bức có thể làm hỏng motor gạt nước. Để ngăn ngừa hiện

tượng này, phần lớn các mẫu xe có cấu trúc chuyển chế độ gạt nước
che hoàn toàn sang chế độ gạt nước che một phần bằng tay. Sau khi
bật sang gạt nước che một nửa, cần gạt nước có thể đóng trở lại bằng
cách dịch chuyển nó theo hướng mũi tên được chỉ ra trên hình vẽ.

12


Hình 1.9: Gạt nước che một nửa và che hồn tồn.
1.6.4 Một số cách bố trí lưỡi gạt nước thường gặp:

Hình 1.10: Một số cách bố trí của lưỡi gạt
13


Phần lớn các mẫu xe hơi sẽ có hai lưỡi gạt. Khi hoạt động, hai lưỡi
gạt sẽ cùng nhau di chuyển để làm sạch bề mặt kính. Thật ra, hai lưỡi
gạt được đặt tại hai điểm lệch về một bên của kính chắn gió (như hình
minh họa). Cách sắp xếp này gọi là gạt nước theo kiểu tăng đem
(tandem systems). Đây là kiểu được sử dụng rất phổ biến do có thể vệ
sinh được diện tích rộng trên kính chắn gió và tạo ra trường nhìn tốt
nhất cho người lái.
Ngồi ra cịn có một số kiểu bố trí gạt nước khác như hai lưỡi đối
diện nhau lệch về hai bên kính, kiểu một lưỡi gạt,... Tuy nhiên, các cơ
cấu này có cấu trúc phức tạp nhưng lại làm việc kém hiệu quả hơn
1.6.5 Công tắc gạt nước và Relay điều khiển gạt nước gián
đoạn
Công tắc gạt nước:
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. Cơng 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. Một số xe có vị trí MIST (gạt
nước chỉ hoạt động khi công tắc gạt nước ở vị trí MIST (sương mù), vị
trí INT (gạt nước hoạt động ở chế độ gián đoạn trong một khoảng thời
gian nhất định) và một công tắc thay đổi để điều chỉnh khoảng thời
gian gạt nước.
Trong nhiều trường hợp công tắc gạt nước được kết hợp với cơng
tắc điều khiển đèn. Vì vậy, đôi khi người ta gọi là công tắc tổ hợp Ở
những xe có trang bị gạt nước cho kính sau, thì cơng tắc gạt nước sau
cũng nằm ở cơng tắc gạt nước và được bật về giữa các vị trí ON và OFF.
Một số xe có vị trí INT cho gạt nước kính sau. Ở những kiểu xe gần đây,
ECU được đặt trong công tắc tổ hợp cho MPX (hệ thống thông tin đa
chiều).

14


1.11: Công tắc gạt nước
Relay điều khiển gạt nước gián đoạn:
Relay này kích hoạt các gạt nước hoạt động một cách gián đoạn.
Phần lớn các kiểu xe gần đây các cơng tắc gạt nước có relay này được
sử dụng rộng rãi. Một relay nhỏ và mạch transistor gồm có tụ điện và
điện trở cấu tạo thành relay điều khiển gạt nước gián đoạn. Dòng điện
tới motor gạt nước được điều khiển bằng relay theo tín hiệu được
truyền từ cơng tắc gạt nước làm cho motor gạt nước chạy gián đoạn.
Rơ le gạt gián đoạn có tên: Intermitten Wipers relay

15

1.12: Rơ le mạch gián đoạn trên xe ô tô
Thông thường relay gạt nước gián đoạn ở các hangx xe nhật và hàn như Toyota, kia,
hyundai thường được bố trí tich hợp nằm trong cụm cơng tắc ln. Cịn các hang xe đức
như BMW, Mer thì thường bố trí phía ngồi cụm cơng tắc tổ hợp,

16


Hình 1.13: Mạch tự chế relay gạt nước gián đoạn
Cơng tắc rửa kính:
Cơng tắc bộ phận rửa kính được kết hợp với công tắc gạt nước.
Khi bật công tắc này thì motor rửa kính hoạt động và phun nước rửa
kính.

Hình 1.14: Hệ thống phun nước

17


1.6.6 Motor rửa kính

Hình 1.15: Motor bơm nước
Đổ nước rửa kính vào bình chứa trong khoang động cơ. Bình chứa
nước rửa kính được làm từ bình nhựa mờ và nước rửa kính được phun
từ motor rửa kính đặt trong bình chứa.
Motor rửa kính có dạng cánh quạt được sử dụng trong bơm nhiên
liệu.
Có hai loại hệ thống rửa kính đối với oto có rửa kính sau: một loại
có bình chứa chung cho cả bộ phận kính trước và sau.
Ngồi ra cịn có một loại điều chỉnh vịi phun cho cả kính trước và

kính sau nhờ motor rửa kính điều khiển các van và một loại khác có hai
motor riêng cho bộ phận rửa kính trước và bộ phận rửa kính sau được
đặt trong bình chứa.
Vận hành kết hợp với bộ phận rửa kính:
Loại này tự động điều khiển cơ cấu gạt nước khi phun nước rửa
kính sau khi bật cơng tắc rửa kính một thời gian nhất định đó là “sự
vận hành kết hợp với bộ phận rửa kính đó là sự vận hành để gạt nước
rửa kính được phun trên bề mặt kính trước
18


Hình 1.16: Chức năng kết hợp gạt nước và rửa kính
1.6.7 Motor gạt nước
Khái quát chung:
Motor gạt nước là dạng động cơ điện một chiều kích từ bằng nam
chậm vĩnh cửu. Motor gạt nước gồm có motor và bộ truyền bánh răng
để làm giảm tốc độ ra của motor. Motor gạt nước có 3 chổi than tiếp
điện: chổi tốc độ thấp, chổi tốc độ cao và một chổi dùng chung (để tiếp
mát). Một cơng tắc dạng cam được bố trí trong bánh răng để gạt nước
dừng ở vị trí cố định trong mọi thời điểm

Hình 1.17: Cấu tạo motor gạt nước và cấu tạo cuộn dây của moto
Chuyển đổi tốc độ motor:
Một sức điện động ngược được tạo ra trong cuộn dây phần ứng
19


khi motor quay để hạn chế tốc độ quay của motor.
Hoạt động ở tốc độ thấp: Khi dòng điện đi vào cuộn dây phần ứng
từ chổi than tốc độ thấp, một sức điện động ngược lớn được tạo ra. Kết

quả là motor quay với vận tốc thấp.
Hoạt động ở tốc độ cao: Khi dòng điện đi vào cuộn dây phần ứng
từ chổi tiếp điện tốc độ cao, một sức điện động ngược nhỏ được tạo ra.
Kết quả là motor quay với tốc độ cao.
Công tắc dạng cam:
Cơ cấu gạt nước có chức năng dừng thanh gạt nước tại vị trí cố
định. Do có chức năng này thanh gạt nước ln được đảm bảo dừng ở
vị trí cuối cùng của kính chắn gió khi tắt cơng tắc gạt nước. Cơng tắc
dạng cam thực hiện chức năng này. Cơng tắc này có đĩa cam xẻ rãnh
chữ V và 3 điểm tiếp xúc. Khi cơng tắc gạt nước ở vị trí LO/HI, điện áp
ắc quy được đặt vào mạch điện và dòng điện đi vào motor gạt nước
qua công tắc gạt nước làm cho motor gạt nước quay.
Tuy nhiên ở thời điểm công tắc gạt nước OFF, nếu tiếp điểm P2 ở
vị trí tiếp xúc mà khơng phải ở vị trí rãnh thì điện áp của ắc quy vẫn
được đặt vào mạch điện và dòng điện đi vào motor gạt nước tới tiếp
điểm P1 qua tiếp điểm P2 làm cho motor tiếp tục quay. Sau đó bằng
việc quay đĩa cam làm cho tiếp điểm P2 ở vị trí rãnh do đó dịng điện
khơng đi vào mạch điện và motor gạt nước bị dừng lại. Tuy nhiên, do
qn tính của phần ứng motor khơng dừng lại ngay lập tức và tiếp tục
quay một ít. Kết quả là tiếp điểm P3 vượt qua điểm dẫn điện của đĩa
cam.
Thực hiện đóng mạch như sau:

20


Hình 1.18. Hoạt động của cơng tắc dạng cam
Phần ứng → Cực (+)1 của motor → công tắc gạt nước → cực S của
motor gạt nước → tiếp điểm P1 → P3 → phần ứng. Vì phần ứng tạo ra
sức điện động ngược trong mạch đóng này, nên q trình hãm motor

bằng điện được tạo ra và motor được dừng lại tại điểm cố định

Hình 1.19. Hoạt động của đĩa cam khi cần gạt chưa ở điểm dừng

21


1.7 Nguyên lý hoạt động
Gồm 2 chế độ: Bình thường và tự động.
Chế độ bình thường: Cơng tắc gạt ở vị trí OFF
Hệ thống gạt nước hoạt động theo các chế độ có sẵn (tùy theo
xe). Bao gồm các chế độ điều khiển motor gạt nước: HIGH, LOW và
STOP dựa trên sự thay đổi vị trí của cụm cơng tắc gạt nước.

Hình 1.20. Mạch nguyên lý của bộ gạt nước rửa kính phía trước
22


Chế độ tự động: Cơng tắc gạt ở vị trí ON
Bộ vi xử lí dựa trên tín hiệu của cảm biến để điều khiển các chế
độ của motor gạt nước bao gồm các chế độ tương ứng sau:
Không mưa: STOP
Mưa nhỏ: LOW
Mưa lớn: HIGH
1.8.Hệ thống gạt nước dải rộng
1.8.1 Khái quát
Hệ thống gạt nước dải rộng được trang bị để giữ cho khu vực gạt nước qui định
không phụ thuộc vào tốc độ gạt nước.

Hình 1.21: Hệ thống gạt nước rửa kính

Ở hệ thống gạt nước thơng thường, khu vực gạt nước có khả năng
trở nên rộng hơn do quán tính nhờ tốc độ gạt nước khi hoạt động ở tốc
độ cao. Cần phải quan tâm tới điều này khi xác lập khu vực gạt nước.
Kết quả là khu vực gạt nước sẽ nhỏ đi, đó là khu vực cịn lại sẽ tăng lên
khi gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp. Hệ thống gạt nước dải rộng tự
động làm cho khu vực gạt nước giảm đi/tăng lên để giảm khu vực còn
lại ở tốc độ thấp.
1.8.2 Cấu tạo bộ gạt nước

23


Hình 1.22: Cấu tạo hệ thống gạt nước rửa kính dải rộng

Về cơ bản, bộ phận gạt nước được hợp thành từ 2 hệ thống cơ khí
chính là:
Một hệ thống motor điện và trục vít để giảm bớt lực truyền từ
motor ra tới lưỡi gạt nước (cần gạt).
Một cơ cấu đòn bẩy biến chuyển động quay từ motor đưa ra
thành chuyển động tịnh tiến (qua lại) của lưỡi gạt nước trên kính chắn
gió.
Ở hệ thống gạt nước dải rộng mơ tơ được đặt cạnh mô tơ gạt nước
thông thường và vị trí của cơ cấu dẫn động gạt nước thay đổi được. Trong kết cấu này khi
mô tơ gạt nước dải rộng hoạt động, trục vít quay và sau đó bánh vít quay. Kết quả vì cần
khơng tải hoạt động nên vị trí của cơ cấu điều khiển thay đổi.
Vị trí INT, LO của cơng tắc gạt nước:
Bộ phận điều khiển gạt nước làm cho mô tơ gạt nước dải rộng
thường quay tới vị trí LO, vị trí trung tâm của cần không tải thay đổi (a
tới a’) và cánh tay đòn thay đổi (b tới b’ c tới c’) đồng thời kết quả là
thanh gạt nước dịch chuyển từ vị trí dừng dưới kính tới vị trí Lo, sau đó

gạt nước hoạt động ở gián đoạn hoặc tốc độ thấp.
Vị trí HIGHT của cơng tắc gạt nước:
Khi bật cơng tắc tới vị trí HIGHT mơ tơ gạt nước dải rộng thường
quay tiếp từ vị trí LO và vị trí tâm của cần khơng tải và cánh tay địn
thay đổi (a’ tới a’’ b; tới b’’ c’ tới c’’). kết quả là góc gạt đối với vị trí
24


dừng và vị trí quay đảo chiêu cũng giảm xuống. Ở thời điểm này tấm
gạt bị ảnh hưởng bởi lực qn tính nên nó thậm chí vượt qua cả vị trí
dừng và vị trí quay đảo chiều. Khu vực gạt thực tế được duy trì khi hoạt
động gián đoạn và tốc độ thấp.
Chức năng INT điều chỉnh khoảng thời gian theo tốc độ xe:
Chức năng này điều khiển khoảng thời gian của gạt nước theo tốc
độ xe khi công tắc gạt nước ở vị trí INT. dải điều chỉnh khoảng thời gian
gạt gồm 3 vị trí và được lựa chọn bởi bộ điều chỉnh. Khoảng thời gian
gạt có thể điều khiển vơ cấp trong mỗi dải.

Hình 1.23: Chức nang INT theo tốc độ xe

Chức năng bật theo tốc độ xe:
25