CHƯƠNG 3

HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG – TÍN HIỆU

Sau khi hoàn tất chương này, sinh khi có khả năng hiểu và mô tả:
 Vận hành và cấu trúc của đèn ô tô
 Sự khác biệt giữa các loại đèn hàn kín, đèn halogen, đèn phức hợp, đèn chiếu sáng
cường độ cao
 Mạch đèn đầu
 Vận hành của đèn tín hiệu và báo nguy
Nội dung bài giảng
3.1 Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống chiếu sáng
3.1.1 Nhiệm vụ
Hệ thống chiếu sáng của xe bao gồm các đèn chiếu sáng và các thiết bị tạo tín hiệu được
lắp hoặc được tích hợp vào các bộ phận khác nhau trên xe. Các đèn này được bố trí ở phía
trước, ở thành bên, phía sau, và bên trong xe. Mục đích của hệ thống chiếu sáng nhằm cung
cấp đủ ánh sáng cho tài xế và hành khách trong điều kiện vận hành không đủ sáng. Điều
này cho phép vận hành xe an toàn khi trời tối, và làm cho xe dễ được nhận thấy. Hệ thống
chiếu sáng – tín hiệu cũng thông báo về sự hiện diện của xe, vị trí, kích thước, ý định của
tài xế về hướng đi và tốc độ di chuyển.
3.1.2 Yêu cầu
Hệ thống chiếu sáng phả đáp ứng 2 yêu cầu:
- Có cường độ sáng đủ lớn
- Không làm lóa mắt tài xế xe ngược chiều


3.1.3 Phân loại
Phân loại theo mục đích sử dụng của đèn:
- Chiếu sáng: đèn đầu, đèn lái, đèn sương mù, đèn vào cua, …
- Tín hiệu và thông báo: đèn dừng đỗ, đèn chạy ban ngày, đèn kích thước, đèn báo rẽ,
đèn phanh, đèn báo nguy,…

Các đèn chiếu sáng có thể được phân thành 2 loại: theo kiểu châu Âu và theo kiểu Mỹ.
Phân loại theo vị trí lắp đặt:
- Chiếu sáng trong xe: đèn trần, soi sáng capo, ..
- Chiếu sáng ngoài xe: đèn đầu, đèn hậu, đèn kích thước, đèn báo rẽ, đèn báo nguy,
đèn báo hiệu xe lùi, đèn phanh, đèn biển số,..
3.2 Các loại bóng đèn đầu
Có 4 loại đèn đầu được sử dụng phổ biến trên ô tô: đèn hàn kín tiêu chuẩn, đèn halogen,
đèn đầu phức hợp, và đèn phát sáng cường độ cao (high instensity discharge (HID)).
3.2.1 Đèn hàn kín tiêu chuẩn
Đèn hàn kín là một khối độc lập cấu tạo
gồm dây tóc, gương phản chiếu (chóa
đèn) và thấu kính, và vỏ đèn. Vỏ đèn
được hàn kín với thấu kín. Dây tóc đèn
không có bóng bảo vệ riêng. Khi dây tóc
đèn bị đứt, phải thay thế nguyên khối
đèn.

Hình 3.1: Cấu tạo đèn hàn kín tiêu chuẩn


Thấu kính làm bằng thủy tinh, được thiết kế để tạo ra chùm sáng rộng và phẳng. Gương
phản chiếu có hình dạng parabol, bề mặt phủ một lớp vật liệu phản xạ tốt như bạc hoặc
nhôm. Dây tóc được làm bằng volfram, được nối với hai dây dẫn để cung cấp dòng điện
đến. Hai dây dẫn này được gắn chặt vào nắp đặp bằng đồng hoặc nhôm. Ô xy bên trong
bong đèn được loại bỏ để ngăn dây tóc bị oxy hóa. Để tăng cường độ ánh sáng của đèn,
bóng đèn được bơm đầy khí argon với áp suất tương đối nhỏ.
Khi hoạt động ở một điện áp định mức, nhiệt độ dây tóc đạt khoảng 23000C, và phát ra ánh
sáng trắng. Ánh sáng từ dây tóc sau khi được phản xạ bởi gương phản chiếu sẽ đi qua các
lăng kính lõm trên thấu kính, để tạo ra chùm sáng rộng, phẳng, và hướng xuống.
Bằng cách đặt dây tóc ở các vị trí khác nhau đối với gương phản chiếu, hướng của chùm

sáng phát ra từ đèn sẽ thay đổi. Trên các đèn có 2 dây tóc, các dây tóc này sẽ được lắp ở
các vị trí khác nhau so với gương phản chiếu để tạo ra chùm sáng mong muốn.
a. Đèn hệ châu Âu

Hình 3.2: Đèn đầu hệ châu Âu
Trên các bóng đèn hệ châu Âu có hai dây tóc, các dây tóc đèn được bố trí song song với
trục quang học của gương phản chiếu. Dây tóc đèn chiếu xa (đèn pha) được đặt sau tiêu cự
của gương phản chiếu. Dây tóc đèn cốt (đèn chiếu gần) được đặt trước tiêu cự của gương
phản chiếu bên dưới có miếng phản chiếu nhỏ nhằm ngăn không cho tia sáng từ phía dưới
dây tóc đến gương phản xạ, tránh việc tạo ra các chùm ánh sáng phản chiếu hướng lên làm


lóa mắt người đi xe ngược chiều. Dây tóc đèn chiếu gần có công suất nhỏ hơn dây tóc đèn
chiếu xa khoảng 30-40%.
b. Đèn đầu hệ Mỹ

Bifocal section 1

At focal
point

Parallel beam
Section 2
Hình 3.3: Bố trí dây tóc trên đèn hệ Mỹ

Trên các đèn hệ Mỹ, hai dây tóc ánh sáng gần và xa có được bố trí ngay tại tiêu cự của
gương phản chiếu. Dây tóc ánh sáng chiếu xa được đặt trên trục quang học của gương phản
chiếu. Dây tóc ánh sáng gần được đặt lệch về phía trên so với mặt phẳng trục quang học,
để tạo chùm ánh sáng phản chiếu hướng xuống.
3.2.2 Đèn halogen

Đèn pha của hầu hết các xe ôtô hiện nay đều dùng loại bóng halogen, có 1 hoặc 2 dây tóc
nằm trong một bầu thủy tinh được nạp khí trơ (hay còn gọi là khí halogen) với áp suất cao.
Các dây tóc làm bằng tungten, bóng thủy tinh được làm từ thạch anh chịu được nhiệt độ
cao.

Hình 3.4: Đèn đầu với bóng đèn halogen


Khí halogen được nạp vào bên trong bầu thủy tinh, làm cho dây tóc có khả năng chịu được
nhiệt độ cao hơn, ánh sáng phát ra của đèn halogen có cường độ lớn hơn khoảng 25% so
với đèn dây tóc thông thường.
Khi có dòng điện chạy qua dây tóc thì sẽ có một lượng nhất định các phân tử kim loại bị
bay hơi vào hỗn hợp khí trong bầu thủy tinh. Các phân tử kim loại này không kết hợp với
khí halogen, mà phần lớn bám trở lại dây tóc khi tắt bóng đèn, trong khi một số ít bám vào
bề mặt thủy tinh của bóng đèn. Sự hao hụt này khiến cho dây tóc của bóng đèn halogen sẽ
bị nhỏ dần, cuối cùng dây tóc sẽ bị đứt. Quá trình này khiến cho bóng đèn halogen có tuổi
thọ vào khoảng 500 giờ hoạt động liên tiếp.
Để tăng tuổi thọ của bóng đèn halogen, một lượng nhỏ khí Xenon được nạp vào bầu thủy
tinh cùng với khí halogen. Do khí Xenon có trọng lượng nguyên tử là 131.30, gấp hơn ba
lần trọng lượng nguyên tử của Argon là 39.95 nên mật độ của hỗn hợp khí sẽ tăng lên đáng
kể. Vì thế, số lượng phân tử kim loại bị bắn trở lại dây tóc sẽ nhiều hơn.Vì thế, dây tóc của
bóng đèn hiệu năng cao có thể cháy sáng hơn song tuổi thọ vẫn tương đương với các bóng
đèn halogen thông thường
Đèn đầu sử dụng bóng đèn halogen có bầu thủy tinh riêng để bảo vệ dây tóc, nên việc nứt
hoặc vỡ bầu đèn sẽ không cản trở sự vận hành của đèn đầu. Tuy nhiên, vỡ thấu kính sẽ làm
cho chất lượng chùm sáng giảm, cần phải thay mới.
3.2.3 Đèn đầu phức hợp
Hệ thống đèn đầu phức hợp sử dụng bóng đèn halogen có thể thay thế được. Do đó, có thể
tạo được các dạng thấu kính như mong muốn. Điều này cải thiện tính khí động, tiết kiệm
nhiên liệu, đa dạng về kiểu dáng.



Hình 3.5: Đèn đầu phức hợp
3.2.4 Đèn phóng điện cường độ cao
Đèn phóng điện cường độ cao (đèn HID) bao gồm các loại đèn phóng điện qua khí, trong
đó khí gas được sử dụng để khuếch đại ánh sáng sinh bởi sự phóng điện hồ quang điện giữa
hai điện cực.

Đèn HID cấu tạo gồm bóng thủy tinh làm
bằng Xeri (Ce) pha bột thạch anh chứa ống
phóng bên trong. Ống phóng làm bằng thạch
anh hoặc oxit nhôm nung chảy, được nạp
đầy khí Xenon và muối kim loại, bên trong
lắp cặp điện cực bằng tungten.

Hình 3.6: Cấu tạo đèn HID


Hệ thống đèn HID sử dụng bộ đánh lửa và chấn
lưu để tạo ra dòng điện chứa năng lượng cao để
tạo ra hồ quang điện giữa các điện cực. Bộ đánh
lửa thường được lắp vào đế của đèn HID, sẽ cung
cấp tia lửa ban đầu có điện áp 15000 – 25000V
qua khe hở không khí giữa 2 điện cực. Khi hồ
quang điện phóng qua khe hở và khối khí bên
trong ống đã được làm ấm, chấn lưu sẽ cung cấp
điện áp cần thiết để duy trì dòng hồ quang qua
khe hở.
Hồ quang điện tạo giữa 2 điện cực sẽ nung nóng
và hóa hơi các muối kim loại trong ống thành

plasma. Hơi plasma sinh ra sẽ khuếch đại cường
độ của hồ quang điện, đồng thời làm giảm lượng
điện năng tiêu thụ.

Hình 3.7:. Hệ thống đèn HID

Các đèn HID tạo ra ánh sáng chứa cả tia hồng ngoại và tử ngoại. Do ánh sáng phát ra từ
đèn HID có cường độ lớn hơn, nên cụm đèn đầu có kích thước và khối lượng nhỏ hơn so
với các loại đèn đầu hàn kín hay cụm đèn đầu sử dụng bóng halogen thông thường. Những
ưu điểm này cho phép nhà thiết kế linh hoạt hơn trong thiết kế thân xe khí động và hiệu
quả hơn.
3.3 Các mạch đèn đầu cơ bản
3.3.1 Mạch điều khiển đèn kiểu dương chờ
Hoạt động: Khi bật công tắc điều khiển đèn (LCS: Light control switch) ở vị trí TAIL:
dòng điện đi từ:  → W1 → A2 → A11 → mass, cho dòng từ:  accu → cọc 4’, 3’ →
cầu chì → đèn kích thước sáng.

Khi bật công tắc sang vị trí HEAD, mạch đèn kích thước vẫn sáng bình thường, đồng
thời có dòng từ:  accu  W2  A13  A11  mass, rờ le đóng 2 tiếp điểm 3 và 4, lúc


đó có dòng từ:  accu  4’, 3’  cầu chì  đèn pha hoặc cốt. Nếu công tắc đảo pha ở vị
trí HU, đèn pha sáng, ngược lại, đèn cốt sáng khi công tắc đảo pha ở vị trí HL.

Hình 3.8: Mạch điều khiển đèn đầu kiểu dương chờ
Khi bật FLASH:  accu  W2  A14  A12  A9  mass, đèn pha sáng lên. Do đó
đèn flash không phụ thuộc vào vị trí bậc của công tắc LCS.
Đối với mạch đèn đầu dương chờ ở đèn đầu (tức âm chờ ở công tắc), đèn báo pha được nối
với tim đèn cốt. Lúc này, do công suất cuat đèn báo pha rất nhỏ (<5W) nên tim đèn cốt
đóng vai trò dây dẫn để đèn báo pha sáng lên trong lúc mở đèn pha.

3.3.2 Mạch đèn đầu âm chờ
Khi bậc công tắc LCS ở vị trí HEAD, đèn kích thước sáng, đồng thời có dòng:  accu 
W2  A13  A11  mass, rờ le đóng hai tiếp điểm 3 và 4. Lúc đó có dòng từ:  accu
4, 3  W3  A12. Nếu công tắc chuyển pha ở vị trí HL, dòng qua cuộn dây không thể về
mass, dòng điện đi qua tiếp điểm thường đóng 4, 5 của rờ le dimmer → cầu chì → tim đèn
cốt → mas, đèn cốt sáng. Nếu công tắc đảo pha ở vị trí HU, dòng qua W3 → A12→ mass,
hút tiếp điểm 4 tiếp xúc với tiếp điểm 3, dòng qua tiếp điểm 4, 3 → cầu chì → tim đèn pha
→ mass, đèn pha sáng. Lúc này đèn báo pha sáng, do được mắc song song với đèn pha.


Hình 3.9: Mạch đèn đầu kiểu âm chờ

3.4 Hệ thống đèn báo rẽ và cảnh báo nguy hiểm
3.4.1 Nguyên lý hoạt động đèn báo rẽ
Khi công tắc đèn báo rẽ hoạt động, các công tắc đèn bộ nháy, đèn báo rẽ bật đèn báo rẽ bên
trái và bên phải làm cho đèn báo rẽ ở phía đó nhấp nháy. Để báo cho người lái biết hệ thống
đèn báo rẽ đang hoạt động, một âm thanh được phát ra bởi hệ thống này.
Khi công tắc đèn báo rẽ được dịch chuyển về bên trái, thì cực EL của bộ nháy đèn báo rẽ
và đất được nối thông. Dòng điện đi tới cực LL và đèn báo rẽ bên trái nhấp nháy.
Khi công tắc đèn báo rẽ dịch chuyển về bên phải thì cực EL của bộ nháy đèn báo rẽ được
tiếp mass. Dòng điện đi tới cực LR và đèn báo rẽ bên phải nhấp nháy.
Nếu một bóng đèn báo rẽ bị cháy, thì cường độ dòng điện giảm xuống, tần số nhấp nháy
tăng lên để thông báo cho tài xế biết.
3.4.2 Nguyên lý hoạt động của đèn báo nguy hiểm


Khi công tắc đèn báo nguy hiểm được bật ON, thì cực EHW của đèn báo rẽ được tiếp mass.
Dòng điện đi tới cả hai cực LL và LR làm cho tất cả các đèn báo rẽ nhấp nháy
3.4.3 Bộ tạo nháy
Bộ tạo nháy làm cho các đèn báo rẽ nháy theo một tần số định trước. Bộ tạo nháy dùng cho

cả đèn báo rẽ và báo nguy.
3.5 Đèn kích thước
Đèn kích thước được sử dụng để thông báo về sự hiện diện của xe khi đi vào đường chính
từ các đường nhánh. Ngoài ra đèn kích thước còn có công dụng là thông báo cho các tài xế
khác về kích thước của xe, và giúp tài xế xe đi ngược chiều có thể định vị được xe khi đi
dưới trời mưa hay nhá nhem tối. Thấu kính đèn kích thước phía trước phải có màu vàng,
và thấu kính đèn kích thước phía sau phải có màu đỏ.
Phương pháp phổ biến để đấu mạch đèn kích thước là mắc đèn kích thước song song với
đèn báo đỗ xe. Trong trường hợp này, đèn kích thước chỉ được bật sáng khi công tắc điều
khiển đèn đầu ở vị trí PARK (dừng đỗ) hoặc ở vị trí HEADLIGHT.
Trên một số ô tô, đèn kích thước được đấu nối sao cho khi đèn báo rẽ được bật thì đèn kích
thước sẽ nhấp nháy.