NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG GẠT MƯA TRÊN XE TOYOTA LAND CRUISER 2015

BÁO CÁO

ĐỒ ÁN TỔNG HỢP

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG GẠT MƯA TRÊN XE
TOYOTA LAND CRUISER 2015
Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Giảng viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Đỗ Minh Triết

Sinh viên thực hiện: Phạm Lê Trần Chí
Mã SV:1611251457
Lớp: 16DOTC3

Tp.HCM, ngày 13 tháng 7 năm 2020


BÁO CÁO

ĐỒ ÁN TỔNG HỢP

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG GẠT MƯA TRÊN XE
TOYOTA LAND CRUISER 2015
Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Giảng viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Đỗ Minh Triết

Sinh viên thực hiện: Phạm Lê Trần Chí
Mã SV:1611251457
Lớp: 16DOTC3

Tp.HCM, ngày 13 tháng 7 năm 2020


VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI
TÊN MÔN HỌC : Đồ án tổng hợp
NGÀNH: Công nghệ kỹ thuật ô tô
1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong nhóm:1):
(1). Phạm Lê Trần Chí

MSSV: 1611251457

Lớp: 16DOTC3

2. Tên đề tài :
Nghiên cứu hệ thống gạt mưa trên xe Toyota Landcruiser 2015
3. Các dữ liệu ban đầu :
Tài liệu hướng dẫn sửa chữa Toyota Landcruiser
Sách “ Điện điện tử ô tô” Đại học Công nghệ TP.HCM
4. Nội dung nhiệm vụ :
Khái niệm hệ thống cảnh báo va chạm phía trước.
Nguyên lí hoạt động.
Ứng dụng và lợi ích của hệ thống.
5. Kết quả tối thiểu phải có:
1) Nêu rõ khái niệm của hệ thống gạt mưa.
2) Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống.
3) Trình bày cách để làm hệ thống hoạt động
4) Hư Hỏng và cách sửa chữa hệ thống
Ngày giao đề tài: 28./04./2020

Ngày nộp báo cáo: 13/07/2020
TP. HCM, ngày … tháng … năm ……….

Sinh viên thực hiện

Giảng viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên các thành viên)

(Ký và ghi rõ họ tên)


Viện Kỹ thuật Hutech

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ
THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC & ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN
TÊN MƠN HỌC: Đồ án tổng hợp
NGÀNH: Cơng nghệ kỹ thuật ô tô
(Do giảng viên hướng dẫn ghi và giao lại cho sinh viên đóng vào cuốn báo cáo)
1.Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống gạt mưa trên xe Toyota Landcruiser 2015
2.Giảng viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Đỗ Minh Triết
3.Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện đề tài (sĩ số trong nhóm……): 1
(1.) Phạm Lê Trần Chí MSSV: 1611251457 Lớp: 16DOTC3

Tuần

Ngày

Nội dung thực hiện

1

Giao đề tài

2

Tìm tài liệu

3

Tìm tài liệu

Kết quả thực hiện của sinh viên
(Giảng viên hướng dẫn ghi)


Tuần

Ngày

Nội dung thực hiện

Kết quả thực hiện của sinh viên
(Giảng viên hướng dẫn ghi)

Tìm tài liệu

4

Tiến hành làm đồ án cần ghi rõ

5

nội dung thực hiện

6

Tiến hành làm đồ án

7

Tiến hành làm đồ án

8

Tiến hành làm đồ án

9

10

11

12

Cách tính điểm (Ghi điểm theo thang điểm 10)
Điểm quá trình 100% = điểm chuyên cần (50%) + điểm báo cáo (50%)
Họ tên sinh viên

Mã số SV

Điểm chuyên

Điểm báo cáo

Điểm quá

cần 50%

50%

trình 100%


(ghi theo thang

(ghi theo

(ghi theo thang

điểm 10)

thang điểm 10)

điểm 10)

Ghi chú: điểm số nếu có sai sót, GV gạch bỏ rồi ghi lại điểm mới kế bên và ký nháy
vào phần điểm chỉnh sửa.
TP. HCM, ngày … tháng … năm ……….

Sinh viên thực hiện

Giảng viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên các thành viên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Đỗ Minh Triết đã tận tình
hướng dẫn, giúp đỡ em trong q trình hồn thành đồ án tổng hợp này.
Một lần nữa, xin trân trọng cảm ơn!


Mục lục
Chương 1 :Giới thiệu đề tài...................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề....................................................................................................1
1.2 Mục tiêu đề tài..............................................................................................1


1.3 Phương pháp nghiên cứu..............................................................................1
1.4 Kết cấu đồ án................................................................................................2
Chương 2: Cơ sở lý thuyết....................................................................................3
2.1. Đơi nét về dịng xe TOYOTA LANDCRUISER.........................................3
2.2. Đôi nét về chiếc gạt nước mưa đầu tiên trên xe hơi....................................3
2.3. Nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu..................................................................4
2.3.1. Nhiệm vụ...............................................................................................4
2.3.2. Yêu cầu..................................................................................................4
2.4. Cấu tạo hệ thống..........................................................................................4
2.5. Cấu tạo và hoạt động của các bộ phận trong hệ thống................................5

2.5.1. Động cơ điện gạt nước..........................................................................5
2.5.2. Cơ cấu dẫn động thanh gạt nước...........................................................8
2.5.3. Motor bơm nước – rửa kính..................................................................9
2.5.4. Cơng tắc điều khiển.............................................................................10
2.6. Hoạt động của hệ thống gạt mưa...............................................................10
2.6.1. Nguyên lý hoạt động khi công tắc gạt nước ở vị trí INT....................10
2.6.2. Chức năng chuyển đổi tốc độ xe.........................................................11
2.6.3. Chức năng gạt nước gián đoạn khi xe đã dừng...................................11
2.6.4. Chức năng washer-linked wiper with drip-prevention........................12
2.6.5. Vòi phun..............................................................................................13
2.7. Cảm biến mưa...........................................................................................13
2.7.1. Khái quát.............................................................................................13
2.7.2. Chức năng cảm biến mưa....................................................................14
2.8. Hư Hỏng và sửa chữa...............................................................................15


2.8.1. Chổi gạt khơng làm sạch được bề mặt kính........................................15
2.8.2. Cần gạt khơng khớp với kính..............................................................15
2.8.3. Gạt nước theo cả 2 hướng...................................................................16
2.8.4. Nước rửa kính khơng phun hoặc phun khơng đủ................................16
2.8.5. Không lau sạch hạt nước.....................................................................16
Chương 3: Sơ đồ điện..........................................................................................18
Chương 4: Kết luận.............................................................................................21
Tài liệu tham khảo...............................................................................................22

Mục lục hình ảnh
HÌNH 2.1: TOYOTA LANDCRUISER 2015.........................................................3
HÌNH 2.2: CẤU TẠO HỆ THỐNG.............................................................................5
HÌNH 2.3: CẤU TẠO MOTOR GẠT NƯỚC.................................................................6

HÌNH 2.4: CẤU TẠO CUỘN DÂY CỦA MOTOR.........................................................6
HÌNH 2.5: CƠ CẤU DỪNG TỰ ĐỘNG.......................................................................7
HÌNH 2.6: CƠ CẤU DẪN ĐỘNG GẠT NƯỚC..............................................................8
HÌNH 2.7: MOTOR BƠM NƯỚC................................................................................9
HÌNH 2.8: CƠNG TẮC ĐIỀU KHIỂN........................................................................10
HÌNH 2.9:CẤU TẠO CẢM BIẾN MƯA.....................................................................14
HÌNH 2.10: CHỨC NĂNG CẢM BIẾN MƯA.............................................................15

Mục lục đồ thị
ĐỒ THỊ 2.1: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG KHI CƠNG TẮC GẠT NƯỚC Ở VỊ TRÍ INT. .11
ĐỒ THỊ 2.2: CHỨC NĂNG CHUYỂN ĐỔI TỐC ĐỘ XE.............................................12
ĐỒ THỊ 2.3: CHỨC NĂNG GẠT NƯỚC GIÁN ĐOẠN KHI XE ĐÃ DỪNG....................12


ĐỒ THỊ 4: CHỨC NĂNG WASHER-LINKED WIPER WITH DRIP-PREVENTION...........13


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1

Đặt vấn đề.

Ngày nay, nền cơng nghiệp ơ tơ Thế giới nói chung và nền cơng nghiệp ơ tơ 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 hồn 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 cơng 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.
1.2
Mục tiêu đề tài.
Làm thế nào để chúng ta có cách nhìn khái quát về hệ thống hệ thống nâng hạ kính và
gạt nước mưa trên xe đơn giản nhất,có thể tiến hành sửa chữa,tháo lắp,khai thác có
hiệu quả
1.3
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 thơng tin trên Internet,các website trong và ngồi nước,từ đó so
sánh chắt lọc và lựa chọn những thông tin cần thiết.
1.4

Kết cấu đồ án.
Gồm 4 chương :

Chương 1: Giới thiệu đề tài.
1


Chương 2: Cơ sở lý thuyết.
Chương 3: Sơ đồ điện.
Chương 4 : Kết luận.

2


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Đơi nét về dịng xe TOYOTA LANDCRUISER.
Toyota Land Cruiser là dòng xe thể thao đa dụng (SUV) được sản xuất bởi Tập đồn ơ
tơ Toyota Nhật Bản kể từ năm 1951. Trải qua hơn 6 thập kỷ phát triển, dòng xe Land
Cruiser đã xây dựng được danh tiếng lừng lẫy và rất được ưa chuộng trên khắp thế giới
nhờ tính ổn định cao, tính năng vận hành vô cùng mạnh mẽ, bền bỉ và khả năng vượt
qua những địa hình hiểm trở nhất.

Hình 2.1: TOYOTA LANDCRUISER 2015
2.2. Đôi nét về chiếc gạt nước mưa đầu tiên trên xe hơi.
Một sự thật khá thú vị là bằng sáng chế về mơ hình gạt nước trên xe hơi lại được cấp
cho một người phụ nữ - Mary Anderson (1866-1953). Trong bằng sáng chế, Mary
miêu tả đây là "một thiết bị làm sạch cửa sổ" dành cho xe hơi. Thiết bị này hoạt động
trên nguyên tắc đòn bẩy, người lái sẽ dùng một chiếc cần gạt trong xe để di chuyển bộ
phận làm sạch nằm trên cửa kính. Kể từ đó, bộ gạt nước liên tục được các thế hệ nhà
phát minh tiếp theo cải tiến, bổ sung chức năng để cho đến ngày hôm nay, trở thành
công cụ quan trọng và tiện lợi trên tất cả những chiếc xe hơi.

3


2.3. Nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu.
2.3.1. Nhiệm vụ.
Hệ thống gạt mưa – rửa kính là một hệ thống đảm bảo cho người lái nhìn được rõ ràng
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 tồn của xe khí xe tham gia giao thơng.
2.3.2. u cầu.
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 ).
2.4. 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. Vịi phun của bộ rửa kính.
4. Bình chứa nước rửa kính ( có chứa motor rửa kính ).
5. Cơng tắc gạt nước – rửa kính.
6. Cảm biến mưa.
4


Hình 2.2: Cấu tạo hệ thống
2.5. Cấu tạo và hoạt động của các bộ phận trong hệ thống.
2.5.1. Động cơ điện gạt nước.
Motor gạt nước là động cơ điện một chiều kích từ bằng nam châm 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 than tốc độ thấp, chổi than tốc độ cao và chổi
than dùng chung ( để nối mát ). Một công tắc dạng cam được bố trí trong bánh răng để
gạt nước dừng ở vị trí cố định trong mọi thời điểm.

5


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 đi vào cuộn dây phần ứng, từ chổi than tốc độ thấp một sức điện động
lớn được tạo ra. Kết quả là motor quay với tốc độ thấp.
2.5.1.2. Hoạt động ở tốc độ cao.
Khi dòng điện đi vào cuộn dây phần ứng, từ chổi than tốc độ cao một sức điện động
ngược được tạo ra. Kết quả là motor quay với tốc độ cao.
6


2.5.1.3. Cơ cấu dừng tự động.

Hình 2.5: Cơ cấu dừng tự động
Cơ cấu gạt nước có chức năng dừng thanh gạt nước tại vị trí cố định. Do có chức năng
này thanh gạt nước luôn được đảm bảo dừng ở vị trí cuối cùng của kính chắn gió khi
tắt cơng tắc gạt nước. Công tắc dạng cam thực hiện chức năng này. Cơng tắc này có
đĩa cam xẻ rãnh chữ V và 3 điểm tiếp xúc. Khi công 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 tời 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:
Phần ứng → Cực (+)1 của mô tơ → công tắc gạt nước → cực S của mô tơ gạt nước →
tiếp điểm P1 → P3→phần ứng. Vì phần ứng tạo ra sức điện động ngược trong mạch

7


đóng này, nên q trình hãm mơ 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.
Cấu trúc của cần gạt nước là một lưỡi cao su, gạt nước được lắp vào thanh kim loại gọi
là thanh gạt nước. Gạt nước được dịch chuyển tuần hoàn nhờ cần gạt. 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 thanh gạt nước được tạo ra bởi motor và cơ cấu dẫn động.

8


Hình 2.6: Cơ cấu dẫn động gạt nước
2.5.3. Motor bơm nước – rửa kính.
Là một bơm ly tâm do động cơ điện một chiều lai, có nhiệm vụ hút nước từ bình chứa
phun tới kính chắn gió thơng qua hệ thống ống dẫn nước và vòi phun.

9


Hình 2.7: Motor bơm nước
2.5.4. Cơng tắc điều khiển.
Cơng tắc điều khiển 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 điều khiển có các vị trí:
1. OFF ( dừng )
10

2. LO ( chậm )
3. HI ( nhanh )
4. INT ( gián đoạn ).

Hình 2.8: Cơng tắc điều khiển
2.6. Hoạt động của hệ thống gạt mưa.
2.6.1. Nguyên lý hoạt động khi cơng tắc gạt nước ở vị trí INT.
Khi cơng tắc gạt nước ở vị trí INT (kiểu máy khơng có chức năng cảm biến mưa) hoặc
vị trí AUTO (kiểu máy có chức năng cảm biến mưa), thời gian của cần gạt được điều
khiển theo 3 giai đoạn phù hợp với vị trí điều chỉnh tự động và xe tốc độ.
Khoảng thời gian có thể được kiểm sốt từng bước trong từng phạm vi.

Đồ thị 2.1: Nguyên lý hoạt động khi cơng 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.
11


Bộ điều khiển phía trước phán đốn rằng chiếc xe đang được điều khiển nếu một trong
những điều kiện sau tồn tại:
- Tốc độ xe khác 0 mph (0 km / h). · Công tắc đèn dừng và công tắc phanh đỗ là TẮT
và cần số ở vị trí khơng phải là P hoặc N.
-Nếu các điều kiện khác tồn tại, bộ điều khiển phía trước phán đốn rằng chiếc xe
đang dừng lại. Nó điều khiển cần gạt nước như trong biểu đồ thời gian bên dưới.
Khi xe dừng chạy trong khi lái xe và công tắc gạt nước ở vị trí LO, cần gạt nước hoạt
động hai lần trong LO. Sau đó, nó chuyển sang hoạt động khơng liên tục với thời gian
khoảng 2,5 giây. Nếu xe bắt đầu chạy trong hoạt động gạt nước gián đoạn này, gạt

nước sẽ tự động trở lại hoạt động LO.

Đồ thị 2.2: Chức năng chuyển đổi tốc độ xe
2.6.3. Chức năng gạt nước gián đoạn khi xe đã dừng.
Khi công tắc gạt nước được thay đổi thành vị trí LO trong khi xe dừng lại, cần gạt hoạt
động ba lần trong LO. Sau đó, nó tự động chuyển sang hoạt động khơng liên tục với
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 được đặt thành OFF, INT (kiểu máy khơng có chức năng cảm
biến hạt mưa) hoặc AUTO (kiểu máy có chức năng cảm biến hạt mưa) và cơng tắc
máy giặt được BẬT trong khoảng 0,2 giây trở lên, cần gạt nước khởi động LO cùng
lúc nước rửa kính được phun.
Cần gạt hoạt động ba lần trên LO sau khi cơng tắc rửa kính chuyển sang OFF.
Như thể hiện trong sơ đồ sau, sau khi kết thúc thao tác này, cần gạt nước hoạt động trở
lại. Họ làm như vậy sau một khoảng thời gian xác định bởi tốc độ xe, do đó, bất kỳ
giọt nước giặt nào cũng bị xóa sạch.

13


Đồ thị 4: Chức năng washer-linked wiper with drip-prevention
Bảng thời gian
Tốc độ xe (km / h (mph))

Xấp xỉ 0 đến 59 (0 đến 37)
Xấp xỉ 60 đến 79 (37 đến 49)
Xấp xỉ 80 đến 119 (50 đến 74)
Xấp xỉ 120 đến 159 (77 đến 99)
Xấp xỉ 160 đến 169 (99 đến 105)
Xấp xỉ 170 hoặc hơn
2.6.5. Vòi phun.

Khoảng thời gian
Xấp xỉ 3 giây.
Xấp xỉ 5 giây.
Xấp xỉ 7 giây.
Xấp xỉ 5 giây.
Xấp xỉ 3 giây.
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 vịi phun được kích hoạt thơng qua tín hiệu từ ECU chính số 2 khi nhiệt
độ bên ngoài đạt 5 ° C hoặc thấp hơn khi bật cơng tắc động cơ (IG). Ngồi ra, máy
sưởi vịi phun bị tắt khi tắt cơng tắc động cơ hoặc nhiệt độ bên ngoài đạt 6 ° C hoặc
cao hơn.
2.7. Cảm biến mưa.
2.7.1. Khái quát.
Cảm biến nước mưa có cấu tạo gồm 2 đi ốt phát quang (LED) phát ra tia hồng ngoại,
một điốt quang có thể nhận được các tia này, một thấu kính và băng dính che cảm biến
14