Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh

Chia sẻ: Minh Minh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:123

Thêm vào BST

Báo xấu

1.668
lượt xem 286
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh nhằm thực hiện các mục đích sau: thực hiện việc nghiên cứu tổng quan về hệ thống chiếu sáng – tín hiệu trên xe, nghiên cứu từ thực tế của hệ thống chiếu sáng chủ động trên xe, tìm ra phương án thiết kế khả thi để chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh và thiết lập các bước thiết kế một cách khoa học, thực hiện việc thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh theo phương án thiết kế đã chọn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÔNG MINH GVHD: LÊ THANH PHÚC SVTH : VŨ HỒNG THÁI - 04105111 ĐINH XUÂN PHƯƠNG - 04105090 NGUYỄN VĂN TƯỜNG - 04105153 LƯƠNG TRẦN QUẢNG ĐÀ - 04105027 TP. Hồ Chí Minh, tháng 02 năm 2009
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ Ô TÔ SV thực hiện : 1. Vũ Hồng Thái Mssv : 04105111 2. Đinh Xuân Phương Mssv : 04105090 3. Nguyễn Văn Tường Mssv : 04105153 4. Lương Trần Quảng Đà Mssv : 04105027 Lớp : 041052 Khoa : Cơ Khí Động Lực 1. Tên đề tài : THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÈN THÔNG MINH 2. Các số liệu ban đầu: .................................................................................. ......................................................................................................................... 3. Nội dung đồ án: a ) Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống đèn thông minh. b ) Viết thuyết minh: - Tóm tắt lý thuyết về hệ thống đèn chiếu sáng, tín hiệu trên xe. - Trình bày cấu tạo, nguyên lý điều khiển và hoạt động của hệ thống chiếu sáng chủ động trên xe. - Trình bày ý tưởng thiết kế, phương án thiết kế và các bước tiên hành thiết kế. Trình bày cấu tạo, nguyên lý điều khiển và hoạt động của hệ thống đèn thông minh trên mô hình. 4. Giáo viên hướng dẫn: Th.S LÊ THANH PHÚC 5. Ngày giao nhiệm vụ: 10 – 10 – 2008 6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ 10 – 02 – 2009 Giáo viên hướng dẫn ký tên Ngày . . .tháng . . . năm 2009 Th.S LÊ THANH PHÚC Thông qua bộ môn
LỜI MỞ ĐẦU Khoá học 2004-2009 đang ở giai đoạn cuối của chương trình đào tạo là thực hiện đồ án tốt nghiệp. Sau hơn 4 năm học tập tại trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh, chúng em được lĩnh hội rất nhiều kiến thức quý báu và rèn luyện kỹ năng chuyên ngành Công nghệ Ô tô tại khoa Cơ khí Động lực. Trong quá trình tìm kiếm đề tài tốt nghiệp chúng em đã chọn được đề tài mong muốn, phù hợp với khả năng và lĩnh vực yêu thích của mình. Từ đó chúng em đã mạnh dạn tự đề xuất đề tài “Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống đèn thông minh”, và nhận được sự đồng ý của Bộ môn Điện Tử Ô tô. Ban chủ nhiệm Khoa cũng đã cho phép đăng ký thực hiện đề tài. Thiết nghĩ, việc thiết kế mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh phục vụ trong việc giảng dạy trong nhà trường là cần thiết và rất có ích cho sinh viên thực tập. Mô hình được thiết kế với đầy đủ các bộ phận, cơ cầu, chức năng của một hệ thống chiếu sáng hiện đại vì vậy sẽ giúp ích cho sinh viên có thêm mô hình để thực tập và được tiếp cận với công nghệ chiếu sáng chủ động trên xe, hiện còn mới mẻ ở Việt Nam. Đối với bản thân, đây là cơ hội cho chúng em để hệ thống lại kiến thức, là cơ hội nghiên cứu, thực nghiệm và rèn luyện các kỹ năng làm việc trước khi bước vào môi trường làm việc thực sự. Sau một thời gian thực hiện đề tài, mặc dù chúng em đã gặp nhiều khó khăn nhưng với sự giúp đỡ của thầy GVHD ThS.Lê Thanh Phúc và các thầy cô trong bộ môn Điện Tử Ô tô cùng các thầy cô trong Khoa Cơ khí Động lực cùng sự cố gắng nỗ lực của bản thân, đề tài “Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống đèn thông minh” đã được hoàn thành đúng tiến độ. Dù đã rất cố gắng và nỗ lực để thực hiện đề tài này, nhưng do kiến thức và thời gian có hạn nên không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế, vì vậy chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng các bạn.
LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình thực hiện đề tài, tuy nhóm làm đề tài đã gặp không ít khó khăn nhưng với sự giúp đỡ nhiệt tình và chân thành từ quý thầy cô, bạn bè và gia đình đề tài của chúng em đã được hoàn thành tốt. Xin được chân thành cảm ơn Thầy Lê Thanh Phúc đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong quá trình làm đề tài. Xin được cảm ơn bộ môn Điện Tử Ô tô – Khoa Cơ khí Động lực đã tạo tạo điều kiện cho chúng em có được nhà xưởng và các trang thiết bị, máy móc cần thiết để có thể hoàn thành việc thiết kế mô hình của đề tài đúng tiến độ, cũng như đã giúp đỡ, quan tâm chúng em rất nhiều. Xin được cảm ơn quý thầy cô trong khoa Cơ khí Động lực, đã quan tâm giúp đỡ, đóng góp ý kiến trong việc thực hiện đề tài. Xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã giúp đỡ nhóm trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ Tp. Hồ Chí Minh, ngày …… tháng 02 năm 2009 Giáo viên hướng dẫn
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ Tp. Hồ Chí Minh, ngày …… tháng 02 năm 2009 Giáo viên phản biện
MỤC LỤC PHẦN A: DẪN NHẬP Trang I. Lý do chọn đề tài. II. Giới hạn phạm vi nghiên cứu. III. Mục đích nghiên cứu. IV. Phương pháp nghiên cứu. PHẦN B: NỘI DUNG ĐỀ TÀI CHƯƠNG 1: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐÈN CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ 1.1. Khái quát 1 1.2. Đèn xe trước thời kỳ sử dụng đèn điện 2 1.3. Đèn sợi đốt ra đời và phổ biến trên xe hơi 3 1.4. Đèn Halogen ra đời và phổ biến trên xe hơi 4 1.5. Đèn Xenon ra đời và phổ biến trên xe hơi 5 1.6. Đèn pha công nghệ đi-ốt phát quang LED 8 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG – TÍN HIỆU TRÊN XE 11 2.1. Khái quát về hệ thống đèn chiếu sáng và hệ thống đèn tín hiệu trên xe 11 2.2. Tổng quan về hệ thống chiếu sáng 13 2.2.1. Hệ thống đèn đầu 13 2.2.1.1. Tổng quan các loại bóng đèn đầu 13 2.2.1.2. Cấu tạo chóa đèn 24 2.2.1.3. Sơ đồ và hoạt động của một số loại mạch điện hệ thống đèn trên xe 27
2.2.2. Hệ thống đèn hậu 31 2.2.3. Hệ thống đèn sương mù 31 2.2.3.1. Đèn sương mù phía trước 31 2.2.3.2. Đèn sương mù phía sau 32 2.3. Tổng quan hệ thống tín hiệu 33 2.3.1. Hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard rời 33 2.3.2 . Hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard tổ hợp 34 2.3.3. Hệ thống đèn xi nhan điều khiển tích hợp 35 CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHỦ ĐỘNG THEO GÓC CUA 37 3.1. Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh 37 3.1.1. Giới thiệu hệ thống 37 3.1.2. Nguyên lý điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh 42 3.2. Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua động 44 3.2.1. Giới thiệu hệ thống 44 3.2.2 . Nguyên lý điều khiển đèn chiếu sáng góc cua động 47 3.2.3 . Cơ sở tính toán góc điều chỉnh vùng chiếu sáng 49 3.3. Xu hướng phát triển của hệ thống chiếu sáng chủ động 52 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHIẾU SÁNG THÔNG MINH 56 4.1. Ý tưởng thiết kế 56 4.1.1. Ý tưởng về hệ thống chiếu sáng hiện đại 56 4.1.2. Ý tưởng về hệ thống chiếu sáng thông minh 56 4.1.2.1. Ý tưởng thiết kế hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh 56
4.1.2.2. Ý tưởng thiết kế hệ thống góc cua động 58 4.1.2.3. Ý tưởng thiết kế hệ thống tự động bật đèn đầu và hệ thống tự động chuyển Pha – Cốt 59 4.2. Các bước thiết kế. 61 4.2.1. Thiết kế mô hình cơ bản 61 4.2.1.1. Khung mô hình 62 4.2.1.2. Hệ thống đèn đầu 62 4.2.1.3. Hệ thống đèn đuôi 64 4.2.1.4. Cụm vô lăng và công tắc điều khiển 65 4.2.2. Thiết kế hệ thống chiếu sáng - tín hiệu trên mô hình 66 4.2.2.1. Sơ đồ và hoạt động của mạch điện hệ thống chiếu sáng trên mô hình 67 4.2.2.2. Sơ đồ mạch điện và hoạt động đèn báo rẽ, báo phanh trên mô hình 69 4.2.3. Thiết kế hệ thống chiếu sáng góc cua 70 4.2.3.1. Thiết kế hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh 70 4.2.3.2. Thiết kế hệ thống chiếu sáng góc cua động 78 4.2.4. Thiết kế hệ thống tự động bật đèn đầu và tự động chuyển pha cốt 84 4.2.4.1. Thiết kế hệ thống tự động bật đèn đầu 84 4.2.4.2. Thiết kế hệ thống tự động chuyển pha – cốt 86 4.2.5. Thiết kế mạch điện điều khiển trung tâm 89 4.3 Hướng dẫn sử dụng mô hình 92 4.3.1 Khởi động 92 4.3.2 Điều khiển hoạt động của hệ thống chiếu sáng góc cua 92 4.3.2.1. Điều khiển hoạt động của hệ thống đèn liếc tĩnh 92 4.3.2.2. Điều khiển hoạt động của hệ thống đèn liếc động 93 4.3.2.3. Điều khiển hoạt động của hệ thống tự động mở đèn đầu 94 4.3.2.4 Điều khiển hoạt động của hệ thống chuyển đổi pha – cốt 94
PHẦN C: KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHẦN A: DẪN NHẬP I. Lý do chọn đề tài: Lịch sử phát triển của Công nghệ chiếu sáng trên xe gắn liền với lịch sử ra đời và phát triển kéo dài hơn 120 năm của ngành công nghiệp ô tô. Với vai trò như đôi mắt cho người lái xe vào ban đêm, công nghệ chiếu sáng trên xe luôn được quan tâm và chú trọng nghiên cứu. Những năm gần đây công nghệ chiếu sáng ô tô đã có những phát triển bước ngoặt. Với sự xuất hiện của bóng đèn tăng áp Xenon với cường độ sáng mạnh và tầm chiếu sáng xa, cho ánh sáng như ánh sáng ban ngày, các nhà sản xuất ô tô đã giải được bài toán về nguồn chiếu sáng. Không ngừng ở đó, để đáp ứng những đòi hỏi chính đáng của người sử dụng về một môi trường lái xe an toàn, thân thiện hơn vào ban đêm, gần đây các nhà sản xuất đã giới thiệu công nghệ chiếu sáng chủ động trên xe với tham vọng hoàn toàn đánh bật bóng đêm. Nổi bật trong đó là giải pháp chiếu sáng chủ động theo góc bẻ lái của xe, với công nghệ này các tài xế không còn phải lo lắng việc thường xuyên phải đối mặt với những vùng tối đột ngột hoặc nguy hiểm hơn là việc bất ngờ xuất hiện các chướng ngại vật khi lái xe vào ban đêm gặp những cung đường cong hoặc các đoạn rẽ. Hệ thống chiếu sáng chủ động đã dần trở nên thông dụng đối với các nước phát triển, coi trọng vấn đề an toàn giao thông còn đối với Việt Nam ta hiện nay thì chiếu sáng chủ động vẫn còn khá mới mẻ, chỉ được trang bị trên các xe hạng sang, vì vậy việc sinh viên ngành cơ khí ô tô được tiếp cận công nghệ mới này còn rất hạn chế, chủ yếu qua Internet và qua các tạp chí ô tô. Vì vậy, nhóm làm đề tài mạnh dạn lựa chọn đề tài “Thiết kế, chế tạo mô hình đèn đèn thông minh” sau khi xét đến tính khả thi của đề tài, với mục đích thiết kế mô hình phục vụ việc giảng dạy và thực tập cho sinh viên khoa Cơ Khí Động Lực trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM.
II. Giới hạn phạm vi nghiên cứu: Khái niệm chiếu sáng chủ động trên xe hiện nay rất rộng và vẫn còn tiếp tục được các nhà nghiên cứu cải tiến và phát triển. Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài vì giới hạn về thời gian, kinh phí và khả năng nên đề tài tập trung thiết kế hệ thống chiếu sáng chủ động theo góc cua đang dần trở nên phổ biến và được trang bị trên các xe hạng sang ngày nay. Ngoài ra trên mô hình còn được thiết kế thêm các hệ thống tự động bật đèn đầu khi trời tối và hệ thống tự động chuyển pha – cốt, hệ thống này tự nhận biết có xe đi ngược chiều và tự động chuyển chế độ đèn đầu về cốt. III. Mục đích nghiên cứu: Từ nhiệm vụ chính của đề tài đặt ra là nghiên cứu thiết kế - chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng đèn thông minh, nội dung nghiên cứu của đề tài được thực hiện với các mục đích sau: - Thực hiện việc nghiên cứu tổng quan về hệ thống chiếu sáng – tín hiệu trên xe, nghiên cứu từ thực tế của hệ thống chiếu sáng chủ động trên xe. - Tìm ra phương án thiết kế khả thi để chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh và thiết lập các bước thiết kế một cách khoa học. - Thực hiện việc thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh theo phương án thiết kế đã chọn. - Với mục đích thiết kế mô hình phục vụ cho việc giảng dạy, nghiên cứu nên mô hình ngoài việc phải thể hiện được tính thực tế của hệ thống chiếu sáng thông minh còn phải có tính sư phạm và tính thẩm mỹ. - Biên soạn đề tài lý thuyết trình bày một cách có hệ thống, khoa học về cơ sở lý thuyết, nguyên tắc điều khiển, cấu tạo, và hoạt động của mô hình hệ thống chiếu sáng đèn thông minh. Ngoài ra nội dung đề tài còn hệ thống lại quá trình phát triển của đèn xe, tổng quan về hệ thống chiếu sáng - tín hiệu.
IV. Phương pháp nghiên cứu: Với mục tiêu thiết kế chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng đáp ứng góc bẻ lái và điều khiển tự động đèn chiếu sáng để phục vụ công tác giảng dạy nên phương pháp nghiên cứu chính là phương pháp thực nghiệm, kết hợp với nghiên cứu tài liệu và tham khảo các hệ thống chiếu sáng chủ động đã được áp dụng trong thực tế, kết hợp với phương pháp thực nghiệm, chọn ra phương án khả thi nhất để có thể hoàn thành sản phẩm đáp ứng được mục tiêu đề ra ban đầu và phù hợp với nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài. V. Kết cấu thuyết minh Đồ án Tốt nghiệp: Nội dung biên soạn gồm các phần chính như sau: Phần A: Dẫn Nhập: - Lý do chọn đề tài. - Giới hạn phạm vi nghiên cứu. - Mục đích nghiên cứu. - Phương pháp nghiên cứu Phần B: Nội Dung Đề Tài: Chương I: Lịch sử phát triển đèn xe. Chương II: Tổng quan hệ thống Chiếu sáng – Tín hiệu. Chương III: Giới Thiệu hệ thống chiếu sáng chủ động trên xe và nguyên lý điều khiển. Chương IV: Thiết kế - Chế tạo mô hình đèn thông minh. Phần C: Kết luận – Đề nghị Phụ lục Tài liệu tham khảo
Chương 1: Lịch sử phát triển đèn xe Trang 1 PHẦN B: NỘI DUNG ĐỀ TÀI CHƯƠNG 1: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐÈN XE 1.1 KHÁI QUÁT: Theo các số liệu thống kê ngày nay, mặc dù công nghệ chiếu sáng trên xe hơi đã phát triển rất nhiều, và hầu hết các tuyến đường đều đã được trang bị đèn đường chiếu sáng, tăng độ an toàn cho xe lưu thông vào ban đêm nhưng tỉ lệ số vụ tai nạn xe vào ban đêm lên đến 40 % trong khi mật độ xe lưu thông vào ban đêm chỉ bằng 1/5 mật độ xe lưu thông vào ban ngày, chính vì những đòi hỏi phải tăng tính an toàn cho người điều khiển xe vào ban đêm mà công nghệ chiếu sáng trên xe đã rất được quan tâm và chú trọng nghiên cứu, phát triển. Ai cũng thấy được tầm quan trọng của đèn chiếu sáng trên xe hơi khi vận hành trong bóng tối. Ra đời đồng thời với xe hơi, đèn pha đã trải qua 120 năm lịch sử từ những chiếc khổng lồ cổ lỗ tới Bi-Xenon hay LED ngày nay. Bắt đầu từ chiếc đèn thuở sơ khai có cấu tạo khổng lồ đến những chiếc Bilux (hai bóng) hình parabol của thập niên 1950-1960, đèn pha đã cải thiện đến 85% hiệu quả chiếu sáng. Sau đó là sự xuất hiện của đèn cốt (low-beam) chiếu sáng trong khoảng 100 m và đèn Bi-Xenon với khoảng cách quan sát an toàn 180 m hiện nay. Lịch sử đèn pha bắt đầu cùng thời với xe hơi khi Gottlieb Daimler và Karl Benz giới thiệu chiếc xe hơi đầu tiên năm 1886. Qua từng giai đoạn, do yêu cầu đòi hỏi khác nhau của thực tế khi lái xe vào ban đêm, trong thời tiết xấu, các đèn pha liên tục được cải tiến và phát triển với nhiều loại khác nhau.
Chương 1: Lịch sử phát triển đèn xe Trang 2 1.2 ĐÈN XE TRƯỚC THỜI KỲ SỬ DỤNG ĐÈN ĐIỆN: Chiếc xe hơi đầu tiên được ra đời vào năm 1886, cùng thời đó thì Thomas Edinson cũng chỉ mới phát minh ra bóng đèn sợi đốt, tuy nhiên bóng đèn sợi đốt lúc đó không được sử dụng để chiếu sáng trên xe hơi vì nguồn điện để thắp sáng bóng đèn là Accu thì lại không đáp ứng được về dung lượng trong khi máy phát điện một chiều còn quá cồng kềnh và chưa được ứng dụng trên xe hơi. Vì vậy vào những năm cuối thế kỷ 19 người ta muốn lái xe ra đường vào ban đêm thì phải mang theo những chiếc đèn lồng, đèn măng sông, … là những chiếc đèn được sử dụng để thắp sáng trong nhà. Tuy nhiên những chiếc đèn này với ánh sáng leo lét không thể đáp ứng về chiếu sáng cho xe. Vì vậy những nhà sản xuất xe hơi và những nhà khoa học đã bắt tay nghiên cứu các loại đèn có khả năng chiếu xa và vùng chiếu rộng để lắp đặt trên xe. Ban đầu người ta đã nghĩ ra cách hướng chùm ánh sáng về phía trước mặt đường bằng cách sử dụng các gương cầu mà ngày nay phát triển thành chóa đèn, tạo ra những chùm ánh sáng song song, vì vậy cải thiện đáng kể khả năng chiếu xa. Ngoài các loại đèn nến thông thường, tài xế còn sử dụng đèn xăng và acetylene để chiếu sáng con đường phía trước được xa hơn. Đèn pha sử dụng acetylene được biết đến nhiều hơn so với các các đèn dùng khí carbua (đất đèn) bởi chúng ít tốn kém hơn. Với đèn sử dụng khí carbua, người ta phải đốt 35 lít gas để thắp sáng đèn trong một giờ. Các nhà sản xuất thường lắp một bình chứa khí gas bên ngoài xe để mọi người không phải ngửi mùi khó chịu của carbua. Ngay từ những năm đầu tiên của lịch sử đèn pha, một vấn đề luôn ám ảnh những nhà chế tạo xe hơi đến tận ngày nay, đó là khi họ cố gắng tạo loại đèn pha có khả năng chiếu sáng càng xa càng tốt thì nó có thể gây lóa mắt cho tài xế đi trên xe ngược chiều. Để tránh hiện tượng này, năm 1908 các nhà thiết kế đã đưa ra ý tưởng hạ thấp ngọn lửa acetylene ra khỏi tiêu điểm ống kính mỗi khi gặp xe ngược chiều bằng cách sử dụng sợi dây điều khiển. Mặc dù cách làm này được ứng dụng nhanh chóng nhưng tương lai
Chương 1: Lịch sử phát triển đèn xe Trang 3 cho đèn pha acetylene không còn. Xe hơi ngày một nhanh hơn khiến đèn gas trở nên lỗi thời. Hình 1.1: Đèn carbua gắn trên xe đạp 1.3 ĐÈN SỢI ĐỐT ĐƯỢC SỬ DỤNG VÀ PHỔ BIẾN TRÊN XE HƠI: (thời kỳ 1910 – 1960) Với sự phát triển của bóng đèn sợi tóc và sự ra đời các loại máy phát điện gọn nhẹ có thể nắp đặt trên xe hơi thì vào năm 1910 các loại bóng đèn sợi tóc đầu tiên được sử dụng để chiếu sáng trên xe hơi. Năm 1913, công ty điện Bosch, Đức, đã có cách tiếp cận hợp lý đối với vấn đề này và đưa ra sản phẩm "Bosch Light". Đây là hệ thống tích hợp đèn pha, máy phát điện một chiều và bộ điều chỉnh để tránh gây phiền phức cho khách hàng nếu mua các phần tử rời rạc. Tuy nhiên, vẫn xuất hiện những tranh cãi xung quanh đèn pha sử dụng điện hiện đại và các đèn pha thế hệ cũ sử dụng gas. Một giải pháp mới là kết hợp đèn pha chạy bằng nhiên liệu với đèn pha điện. Các loại đèn pha này cùng tồn tại cho đến sau chiến tranh thế giới lần thứ nhất. Năm 1920, điện chiếm ưu thế không chỉ trong đèn pha mà còn trong cả công nghệ chế tạo xe hơi. · Đèn cốt (low - beam) ra đời cũng trong thời kỳ này: Lái xe trong đêm vẫn bị ảnh hưởng bởi vấn đề rất cũ là gây chói mắt của những chiếc xe đi ngược chiều. Các kỹ sư đã cố gắng rất nhiều nhằm giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng thiết bị chống lóa mắt và tìm ra phương pháp lắp đặt đèn pha. Hai đèn chiếu riêng biệt với hai chùm ánh sáng mang lại hiệu quả cao hơn (pha và cốt).
Chương 1: Lịch sử phát triển đèn xe Trang 4 · Bóng đèn bilux - giải pháp tất cả trong một: Năm 1924, chuyên gia về đèn Osram đưa ra giải pháp kỹ thuật mới nhằm giảm chói mắt cho xe đi ngược chiều là dùng bóng đèn có hai sợi đốt, kết hợp cả chùm pha và cốt trên cùng một gương phản xạ. Thay vì phải dùng 2 nguồn sáng với hai chóa đèn riêng biệt cho 2 chế độ chiếu xa và chiếu gần. · Đèn cốt không đối xứng - sáng hơn phía bên phải: Năm 1957, đèn cốt không đối xứng xuất hiện. Loại đèn này có cường độ sáng cao hơn phía bên tay phải, nơi hay có người đi bộ và xe đạp mà lái xe thường rất khó phát hiện trong đêm. Và được chính quyền Đức chính thức công nhận việc sử dụng đèn cốt không đối xứng trên xe ôtô. 1.4 ĐÈN HALOGEN RA ĐỜI VÀ ĐƯỢC SỬ DỤNG PHỔ BIẾN TRÊN XE HƠI (thời kỳ 1960 – 1990): Hình 1.2: Đèn Hallogen Chỉ một vài năm sau, ngành công nghiệp ôtô chứng kiến sự xâm nhập và chiếm ưu thế của đèn sử dụng khí halogen (gồm các khí Flo, Clo). Một trong những ưu điểm lớn nhất của công nghệ này là hiệu quả chiếu sáng và tuổi thọ làm việc cao. Trong khi đó, đối với các đèn sợi đốt thông thường, kim loại bốc hơi từ các sợi đốt tập trung trên bề mặt kính làm xám đen. Khí Halogen có tác dụng làm hạn chế sự bốc hơi của kim loại từ sợi đốt làm cho bóng đèn trở nên sáng. Ngoài ra nó cũng giúp đốt nóng sợi đốt một cách mạnh mẽ và cho nguồn ánh sáng tốt hơn.
Chương 1: Lịch sử phát triển đèn xe Trang 5 · Đèn pha chiếu ánh sáng từ các thấu kính: Công nghệ chiếu sáng tiếp tục được phát triển xa hơn bằng giải pháp thay đổi hình dạng của đèn pha và gương phản xạ. Đầu những năm 1960, các đèn pha hình chữ nhật bắt đầu xuất hiện trên đường phố. Năm 1983, đèn pha đánh dấu sự phát triển mang tính quyết định nhờ cách thức chiếu ánh sáng lên trên mặt đường theo nguyên lý của các đèn slide. Sự khác nhau mang tính quyết định nằm ở gương phản xạ. Nó không phải là một gương parabol mà là gương ellipsoid với ba trục chuyển động nên tạo ra nhiều ánh sáng hơn. Đèn pha chiếu tạo ra một chùm sáng dạng nón với một điểm hội tụ xác định rất gần với bề mặt phản xạ. Các thấu kính thông thường sẽ được thay thế bằng các thấu kính hội tụ với một vùng chỉ vài cm2 tập trung chùm sáng. Các nhà thiết kế xe hơi rất ngạc nhiên với công nghệ đèn pha mới. Ngay lập tức họ thiết kế các đèn pha cực kỳ gọn nhẹ và cực mỏng với các kính hội tụ đặt nghiêng. Các đèn pha dùng phương pháp chiếu này mang đến nhiều ưu điểm như sự phân bố ánh sáng, giảm một cách đáng kể sự lóa do sương mù, mưa và tuyết. 1.5 ĐÈN XENON RA ĐỜI VÀ ĐƯỢC SỬ DỤNG PHỔ BIẾN TRÊN XE HƠI (thời kỳ 1990 – nay): Hình 1.3: Bộ đèn xenon và bộ tăng áp
Chương 1: Lịch sử phát triển đèn xe Trang 6 Năm 1991 đèn pha Xenon ra đời. Nguồn sáng của đèn này gồm khí Xenon và một lượng nhỏ muối kim loại. Bằng cách sử dụng bộ tăng áp (Ballast) tạo ra những xung ngắn với điện áp lên đến 28.000 Volt, các quầng plasma sẽ xuất hiện giữa các cực của đèn. Đèn Xenon được sử dụng từ năm 1995 và bắt đầu thay thế các bóng đèn sợi đốt thông thường. Ưu điển lớn nhất của Xenon là chúng chỉ tiêu thụ 35 W nhưng lại có cường độ ánh sáng gấp 2 lần so với những chiếc đèn halogen công suất 55W. · Đèn BI - Xenon ra đời: Hình 1.4: Công nghệ chiếu sáng Bi -Xenon Khi đèn Xenon ra đời người ta lại phải sử dụng bộ đèn chiếu có 2 choá, một choá cho đèn pha và một choá cho đèn cốt, vì Xenon chỉ có một tim. Vào năm 1998 bóng đèn Xenon 2 chế độ Pha – cốt xuất hiện, cũng tương tự như bóng đèn 2 tim, đèn Xenon 2 chế độ pha cốt bố trí 2 bóng đèn Xenon sát nhau nhưng 2 tim đèn đặt được bố trí lệch nhau, nên ánh sáng phát ra từ các tim đèn này qua phản xạ của gương cầu cho những luồng sáng có góc chiếu khác nhau. Một kiểu Xenon 2 chế độ Pha – Cốt khác là sử dụng một bóng đèn Xenon, nhưng vị trí tim đèn của bóng đèn Xenon có thể thay đổi dịch chuyển được, dịch ra ở vị trí ngay tiêu cự cho chế độ pha, và thụt vào ở vị trí sau tiêu cự cho chế độ cốt, vì vậy nó được gọi thông dụng là đèn Xenon thụt thò.
Chương 1: Lịch sử phát triển đèn xe Trang 7 Dưới đây là hình minh hoạ của một loại xenon “thụt thò” như vậy Hình 1.5: Vị trí tim đèn Xenon thay đổi ở các chế độ pha – cốt khác nhau Sự ra đời của đèn Xenon, Bi - Xenon đánh dấu một bước ngoặt mới của lịch sử phát triển đèn xe, gắn với sự ra đời của đèn Xenon, thời kì này các nhà sản xuất đưa ra nhiều phát minh để tăng tính tiện ích, an toàn và hiệu quả chiếu sáng của đèn xe. Hình 1.6: Bộ đèn Bi – Xenon của xe Audi Avant