ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG - BỘ MÔN Ô TÔ MÁY ĐỘNG LỰC

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG
ĐIỆN CHIẾU SÁNG VÀ TÍN HIỆU PHỤC VỤ
GIẢNG DẠY

GVHD:

TP.HỒ CHÍ MINH, 2019


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
BÔ MÔN Ô TÔ-MÁY ĐỘNG LỰC

NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP
HỌ VÀ TÊN:
1. Tên đề tài : “THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG
VÀ TÍN HIỆU PHỤC VỤ GIẢNG DẠY”
2. Nhiệm vụ: (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu)
- Tiềm hiểu hệ thớng chiếu sáng và tín hiệu.
- Thiết kế- chế tạo mơ hình hệ thớng chiếu sáng và tín hiệu phục vụ giảng dạy.
...................................................................................................................................

...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
3. Ngày giao nhiệm vụ: … tháng 02 năm 2019
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ngày 28 tháng 06 năm 2019
5. Họ và tên người hướng dẫn:

Phần hướng dẫn: 100%

Nội dung và yêu cầu LATN đã được thơng qua Bộ mơn
Ngày…tháng…năm ….
CHỦ NHIỆM BỘ MƠN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN
Người duyệt (chấm sơ bộ): …………………………............
Đơn vị: ………………………………………………..…….
Ngày bảo vệ: ………………………………………...….…..
Điểm tổng kết: ………………………………………….......
Nơi lưu trữ luận án: …………………………………..…


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................1
TÓM TẮT LUẬN VĂN .............................................................................................2
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU ..............................................................................................4

1.1 Giới thiệu chung .......................................................................................................4
1.2 Lý do chọn đề tài ......................................................................................................4
1.3 Giới hạn đề tài ..........................................................................................................8
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG VÀ TÍN HIÊU ...9
2.1 Mô tả hệ thống ..........................................................................................................9
2.2 Hệ thống chiếu sáng ...............................................................................................22
2.3 Hệ thống tín hiệu ....................................................................................................42
2.4 Giới thiệu hệ thống đèn thông minh .....................................................................71
2.5 Xu hướng phát triển của hệ thống chiếu sáng chủ động ....................................84
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ-CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG
CHIẾU SÁNG ,TÍN HIỆU .......................................................................................88
3.1 Mục đích thiết kế mơ hình. ....................................................................................88
3.2 u cầu của thiết kế mơ hình. ...............................................................................88
3.3 Các phương án thiết kế. .........................................................................................89
CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG, TÍN HIỆU .....93
4.1 Chế tạo mơ hình. ....................................................................................................93
4.2 Lắp tấm nhựa Alumium. .......................................................................................95
4.3 Chọn phương án bố trí chung hệ thống chiếu sáng, tín hiệu. ............................97
4.4 Lắp đặt và giới thiệu thiết bị chiếu sáng, tín hiệu lên phương án đã chọn. ....100
4.5 Đấu mạch điện hệ thống chiếu sáng, tín hiệu trên mơ hình. ............................109
4.6 u cầu kỹ thuật, kiểm tra và chạy thử hệ thống điện trên mơ hình. ............114


4.7 Hồn thành mơ hình. ...........................................................................................118
4.8 Tiến hành các bài thực hành trên mơ hình. .......................................................119
CHƯƠNG 5: CÁC BÀI THỰC HÀNH TRÊN MƠ HÌNH ..................................120
5.1 Bài thực hành 1: Khảo sát hoạt động của hệ thớng chiếu sáng và tín hiệu ...........120
5.2 Bài thực hành 2: Khảo sát hoạt động của hệ thống đèn đầu .................................125
5.3 Bài thực hành 3: Khảo sát hoạt động của hệ thớng đèn tín hiệu ...........................130
5.4 Bài thực hành 4: Kiểm tra và sửa chửa hệ thống kèn. ..........................................136

5.5 Bài thực hành 5: Kiểm tra và sửa chửa hệ thớng đèn kích thước. ........................141
5.6 Bài thực hành 6: Kiểm tra và sửa chửa hệ thống đèn tín hiệu. .............................145
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN ......................................................................................149
6.1 Kết luận .................................................................................................................149
6.2 Ý nghĩa thực tế trong việc phục vụ giảng dạy ...................................................149
6.3 Hướng phát triển đề tài .......................................................................................150
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................151


LỜI CẢM ƠN
- Sau khoảng thời gian được học tập và rèn luyện tại trường Đại Học Bách Khoa
TP.HCM, dưới sự chỉ bảo tận tình của các thầy cơ trong các phịng khoa, nay chúng
em đã gần hồn thành khố học, đang trong giai đoạn hồn thành ḷn văn tớt
nghiệp và sắp sửa trở thành một người kỹ sư ô tơ có thể góp sức xây dựng cho sự
phát triển xã hội của nước nhà. Để được như ngày hôm nay chúng em vô cùng biết
ơn đến tất cả các thầy cô trong trường đặc biệt là Khoa Kỹ Thuật Giao Thơng đã tận
tình giảng dạy, hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho
chúng em trong khoảng thời gian được học tập, rèn luyện tại trường. Thầy người đã
tận tình hướng dẫn, định hướng, giúp đỡ và chỉ dạy chúng em rất nhiều trong śt
q trình thực hiện luận văn tốt nghiệp. Đồng thời chúng em cũng xin gửi lời cảm
ơn đến những người thân, bạn bè những người luôn bên cạnh chúng em để động
viên, ủng hộ về vật chất lẫn tinh thần trong suốt khoảng thời gian qua.
- Trong quá trình thực hiện đề tài này do thời gian và kiến thức có hạn nên cịn có
nhiều hạn chế và thiếu sót. Chúng em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các
thầy, cô và các bạn để nội dung đề tài của chúng em được hồn thiện hơn.
- Với lịng biết ơn chân thành, chúng em xin gởi lời chúc sức khoẻ và những điều
tốt đẹp nhất đến các thầy cô trong khoa, trong nhà trường, những bậc sinh thành,
anh chị em đáng kính và toàn thể các đồng nghiệp, bạn bè hiện đang cịn học hoặc
khơng cịn học tại trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM.
Sinh viên thực hiện:


1


TÓM TẮT LUẬN VĂN
- Bước vào thế kỷ 21 với tớc độ phát triển ơ tơ ngày càng nhanh chóng và nhu
cầu học tập, nghiên cứu của sinh viên ngày càng cao để đáp ứng nhu cầu này cần có
mơ hình học tập, thực hành sát với thực tế giúp sinh viên nắm rõ nguyên lý hoạt
động và trực quan hơn.

Hình 1: Hệ thống chiếu sáng- tín hiệu xe VinFast
- Trên ơ tơ động cơ được ví như trái tim của xe, hệ thống truyền động là đôi
chân, hệ thống khung gầm là xương sớng thì hệ thớng điện chiếu sáng và tín hiệu là
đơi mắt của xe giúp cho người lái xe quan sát các chướng ngại vật và báo hiệu các
trạng thái hoạt động của xe, đồng thời cũng là cửa sổ tâm hồn của xe thể hiện tính
thẩm mỹ của xe mạnh mẽ hay sang trọng, cá tính hay nhu mỳ.
- Trong đề tài này, chúng em đã tiến hành viết một bản thuyết minh bao gồm 6
chương và chế tạo một mơ hình thực nghiệm gồm các loại đèn chiếu sáng cơ bản
trên thân xe phục vụ môn Điện – Điện tử ô tô gồm 45 tiết trong đó có 15 tiết thực
hành, kiến tập dùng được cho 5 sinh viên. Bản thuyết minh đề cập về giới thiệu hệ
thớng chiếu sáng và tín hiệu, cấu tạo sơ đồ mạch điện, nguyên lý hoạt động và xây
dựng bài thực hành trên mơ hình phục vụ giảng dạy.

2


- Với mục đích thiết kế - chế tạo mơ hình để phục vụ giảng dạy, chúng em đã
chọn phương án thực hiện mơ hình đơn giản và đầy đủ nhất, kèm theo bản thuyết
minh tổng hợp về lý thuyết và viết các bài thực hành tương ứng hy vọng sẽ đóng
góp thêm một mơ hình học tập bở ích cho bộ môn.


3


CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1 Giới thiệu chung
Hệ thớng chiếu sáng-tín hiệu trên ôtô là một phương tiện cần thiết giúp tài xế có
thể nhìn thấy trong điều kiện tầm nhìn hạn chế, dùng để báo các tình h́ng dịch
chuyển để mọi người xung quanh nhận biết. Ngoài chức năng trên, hệ thớng chiếu
sáng cịn hiển thị các thơng sớ hoạt động của các hệ thống trên ôtô đến tài xế thông
qua bảng tableau và soi sáng không gian trong xe. Vì vậy, nghiên cứu và ứng dụng
của nó đang là một đề tài được quan tâm đặc biệt.
1.2 Lý do chọn đề tài
Bộ mơn Ơ tơ – Máy động lực của Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
đã dành sự quan tâm và đầu tư đặc biệt trong việc trang bị các phịng thí nghiệm
cũng như các thiết bị hiện đại nhằm mục đích nghiên cứu và phục vụ giảng dạy
chuyên ngành ô tô. Song do công nghệ tích hợp trên ơ tơ ngày càng hiện đại nên
việc trang bị thêm các trang thiết bị mới cho việc giảng dạy cho đến nay vẫn cịn
nhiều khó khăn, phịng thực hành có rất nhiều mơ hình về động cơ, hộp sớ, hệ thớng
treo, lái, bộ vi sai…

Hình 1.2.1: Mơ hình Piston- trục khuỷu

4


Hình 1.2.2: Mơ hình cầu

Hình 1.2.3: Mơ hình hộp số


5


Hình 1.2.4: Mơ hình động cơ
Về hệ thớng điện- điện tử trên xe.

Hình 1.2.5: Mơ hình hệ thống đánh lửa.

6


Hình 1.2.6: Mơ hình các cảm biến

Hình 1.2.7: Mơ hình phun xăng đơn điểm

7


Nhưng về hệ thớng đèn chiếu sáng và tín hiệu chưa có hoặc đã hư hỏng. Do đó, để
góp sức cho cơng trình giảng dạy tương lai, nhóm sinh viên chúng em quyết định
chọn đề tài “Thiết kế và chế tạo mơ hình hệ thớng chiếu sáng và tín hiệu” nhằm hổ
trợ một phần cho bộ môn trong việc giảng dạy, thực hành, thí nghiêm hệ thớng trên
xe ơ tơ. Cụ thể là môn Điện- Điện tử trên ô tô.
1.3 Giới hạn đề tài
-Từ lý do chọn đề tài nêu trên em khơng đi sâu vào mơ hình các hệ thống điện khác
như.
+ Hệ thống gạt mưa
+ Hệ thống giải trí như radio, màn hình, âm thanh…
+ Hệ thớng đánh lửa.
+ Hệ thống cảm biến như: cảm biến trục cam, khuỷu, bướm ga,bàn đạp chân ga,

nhiệt độ nước làm mát…
-Do thời gian và kinh phí cịn hạn hẹp nên mơ hình chưa được hồn thiện tớt nhất.
-Các trang thiết bị trên hệ thống vẫn chưa hoàn thiện chưa tiếp cận được các cơng
nghệ hiện đại.
-Hệ thớng chưa thể tích hợp được ECU, các cảm biến giúp xe điều khiển tự động hệ
thớng chiếu sáng và tín hiệu như:
+ Hệ thớng xông đèn và rửa đèn đầu.
+ Điều khiển đèn đầu tự động khi vào khu vực tối như đường hầm.
+ Hệ thớng đèn liếc tĩnh.
+ Hệ thớng chiếu sáng góc cua động…

8


CHƯƠNG 2:
TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG
VÀ TÍN HIÊU
2.1 Mô tả hệ thống
2.1.1 Lịch sử phát triển hệ thống đèn pha

-Từ buổi sơ khai với loại đèn sử dụng khí Acetylene, trải qua hơn 100 năm phát
triển hệ thớng đèn pha ô tô đang cho thấy những bước tiến vượt bậc về cơng nghệ
chiếu sáng.
-Từ đèn khí Acetylen đến đèn LE:
Buổi sơ khai của đèn pha ô tô bắt đầu từ năm 1880, khi các lái xe bắt đầu sử
dụng loại đèn khí acetylene hoặc dầu hỏa để thắp sáng khi di chuyển trong điều
kiện thiếu ánh sáng. So với đèn dùng dầu hỏa, loại đèn khí acetylene được sử dụng
phở biến nhất vì có khả năng chớng chọi với mưa gió. Tuy nhiên, trong thời b̉i
giá nhiên liệu ngày càng trở nên đắt đỏ, đã thúc đẩy các nhà sản x́t ơ tơ tìm tịi
những giải pháp mới.


Hình 2.1.1: Loại đèn khí acetylene
Sau một thời gian nghiên cứu, năm 1898 cơng ty sản x́t xe hơi Columbia có trụ
sở tại Hartford, Connecticut, Mỹ cho ra đời dòng xe sử dụng đèn pha chạy bằng

9


điện. Dù được xem là một tuỳ chọn xa xỉ trên xe hơi, tuy nhiên công nghệ lạc hậu,
khiến loại đèn rất dễ bị hư hỏng.
Mãi đến năm 1912, hãng Cadillac mới đưa công nghệ đèn ô tô sang một chương
mới khi khởi xướng việc phát triển đèn pha điện hiện đại hơn. Loại đèn mà thương
hiệu xe Mỹ phát triển có khả năng hoạt động trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt,
vì vậy được sử dụng khá phở biến trên những mẫu xe hơi thời bấy giờ.

Hình 2.1.2: Mẫu xe đầu tiên sử dụng đèn pha điện
Gần 40 năm sau một nhà sản xuất đèn pha tại Châu Âu lần đầu tiên giới thiệu
bóng đèn pha halogen. Đây được xem là phát minh mang tính đột phá của đèn pha
ơ tơ. Bởi tính đến nay, loại đèn này vẫn được sử dụng trên nhiều dịng ơ tơ phở
thơng.
Khi cơng nghệ chế tạo ô tô sang trang mới cũng là lúc hệ thống đèn chiếu sáng
cường độ cao HID, hay còn được gọi là đèn Xenon ra đời. Loại đèn này có khả
năng chiếu sáng tớt hơn đèn halogen khi sử dụng gương cầu (thấu kính) làm nhiệm
vụ phân phới đều ánh sáng ra trước đầu xe. Phía sau gương cầu là bóng đèn chứa
khí xenon sẽ phát sáng khi có dịng điện đi qua. Mẫu xe đầu tiên được lắp loại đèn
này là chiếc BMW 7-series đời 1991. Tuy nhiên, với những tiêu chuẩn khá nghiêm
ngặt, mãi đến năm 1996, loại đèn này mới du nhập vào thị trường Mỹ khi được lắp
trên chiếc Lincoln Mark VIII.
10



Hình 2.1.3: Xe của BMW trang bị đèn Xenon
Năm 2014, Audi đánh dấu cột mốc mới về công nghệ chiếu sang trên xe hơi khi
trang bị công nghệ đèn pha LED trên mẫu xe Audi A8L. Đèn pha LED “Ma trận”
của Audi có khả năng phát sáng thơng minh khi khơng làm chói mắt xe ngược
chiều dù đang ở chế độ bật pha.
- Cuộc chạy đua công nghệ chiếu sáng trên ô tô:
So với những năm đầu phát triển, đến nay sự phát triển vượt bậc của công nghệ
cho phép đèn pha ơ tơ hiện đại khơng chỉ có khả năng tự động bật, tắt theo điều
kiện ánh sáng mà cịn có thể “liếc” sang 2 bên khi xe vào cua.
Sự phát triển của công nghệ đèn pha cho đến những năm gần đây đã đạt được
một số bước tiến đáng kể. Để cạnh tranh với Audi, BMW đã ứng dụng công nghệ
đèn Laser lên mẫu xe điện tương lai i8, loại đèn này có khả năng chiếu xa đến 600
giúp người lái phán đoán và xử lý những tình huống nguy hiểm từ rất xa.
Không chịu thua kém đối thủ, Mercedes-Benz phát triển công nghệ đèn pha kỹ
thuật số (Digital Light) có khả năng “chiếu” hình ảnh của biển báo hiệu xuống
đường nhằm tăng khả năng tập trung cho người lái. Công nghệ này của Mercedes

11


sử dụng 8.192 chip LED phát sáng cùng hơn 1 triệu tấm gương siêu nhỏ, tất cả
được tập hợp chỉ trong 1 bộ đèn pha nhỏ gọn.

Hình 2.1.4: Cơng nghệ đèn pha kỹ thuật số - Digital Light của
Mercedes-Benz
Bên cạnh việc chiếu sáng, đèn pha ơ tơ cịn góp phần vào việc giản thiểu va
chạm khi được các nhà sản xuất áp dụng hàng loạt công nghệ tiên tiến. Điển hình là
hệ thớng đèn LED của Audi sẽ tự động nhấp nháy vào người đi bộ băng qua đường
khi nhận diện nguy cơ xảy ra tai nạn, nhằm mục đích cảnh báo cho người lái.

2.1.2 Quá trình phát triển của bóng đèn
2.1.2.1 Đèn xe trước thời kỳ sử dụng đèn điện
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 địi 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 tới. 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.
12


Bắt đầu từ chiếc đèn thuở sơ khai có cấu tạo khởng 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.
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 đớt, tuy nhiên bóng đèn sợi đớt lúc
đó khơng được sử dụng để chiếu sáng trên xe hơi vì nguồn điện để thắp sáng bóng
đèn là Accu thì lại khơng 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 ći 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.Ngồi
các loại đèn nến thơng thường, tài xế cịn 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 tớn kém hơn.
Với đèn sử dụng khí carbua, người ta phải đớt 35 lít gas để thắp sáng đèn trong một
giờ. Các nhà sản x́t thường lắp một bình chứa khí gas bên ngoài xe để mọi người
khơng 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 cớ gắng tạo loại đèn pha có khả
13


năng chiếu sáng càng xa càng tớt 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 ớng 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 cho đèn pha acetylene khơng cịn. Xe hơi ngày một nhanh
hơn khiến đèn gas trở nên lỗi thời.

Hình 2.1.2.1: Đèn carbua gắn trên xe đạp
2.1.2.2 Đèn sợi đốt được sử dụng và phổ biến trên xe hơi: (thời kỳ1910 –
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 thớng 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 cịn trong cả cơng
nghệ chế tạo xe hơi.

14


- 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 chớng 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
cớt)
- 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 cớt khơng đới xứng x́t 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.


15


2.1.2.3 Đèn halogen ra đời và được sử dụng phổ biến trên xe hơi (thời kỳ
1960 – 1990):

Hình 2.1.2.3: 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 iode, brơm). 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, đới với các đèn sợi đớt thơng 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 đớt làm cho bóng đèn trở nên sáng. Ngoài ra nó cũng
giúp đớt nóng sợi đớt một cách mạnh mẽ và cho nguồn ánh sáng tốt hơnĐèn pha
chiếu ánh sáng từ các thấu kính:
Cơng nghệ chiếu sáng tiếp tục được phát triển xa hơn bằng giải pháp thay đởi
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 khơng 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 thơng thường sẽ được thay thế bằng các thấu
kính hội tụ với một vùng chỉ vài cm2 tập trung chùm sáng.
16


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.
2.1.2.4 Đèn xenon ra đời và được sử dụng phổ biến trên xe hơi (thời kỳ
1990 – nay):

Hình 2.1.2.4.1: Bộ đèn xenon và bộ tăng áp
Năm 1992 đèn pha Xenon ra đời. Nguồn sáng của đèn này gồm khí Xenon và
một lượng nhỏ ḿi 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 đớt thơng 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 2.1.2.4.2: Cơng nghệ chiếu sáng Bi –Xen
17


Khi đèn Xenon ra đời người ta lại phải sử dụng bộ đèn chiếu có 2 chố, một chố
cho đèn pha và một choá cho đèn cớt, vì Xenon chỉ có một tim.
Vào năm 1999 bóng đèn Xenon 2 chế độ Pha – cớt x́t hiện, cũng tương tự như
bóng đèn 2 tim, đèn Xenon 2 chế độ pha cốt bớ trí 2 bóng đèn Xenon sát nhau
nhưng 2 tim đèn đặt được bớ 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 đởi 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 cớt, vì vậy

nó được gọi thơng dụng là đèn Xenon thụt thị. Dưới đây là hình minh hoạ của một
loại xenon “thụt thị” như vậy.

Hình 2.1.2.4.3: 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.

18


Hình 2.1.2.4.4: Bộ đèn Bi – Xenon của xe Audi Avant
-Công nghệ đèn pha với tiêu điểm biến đổi:
Một trong những điểm mới trong công nghệ xe hơi xuất hiện năm 1995 với cặp đèn
pha đôi. Đèn pha đôi được thiết kế riêng rẽ hai chức năng pha và cốt cho phép các
gương phản xạ có thể định dạng một cách tối ưu nhất theo từng nhiệm vụ cụ thể của
chúng.
Máy tính giúp các gương có thể định dạng với trường chiếu sáng lớn nhất
và sự phân bố ánh sáng tới ưu. Máy tính chia bề mặt của gương phản xạ thành
hàng nghìn phần tử gương nhỏ xíu, gương sẽ chuyển động xung quanh và định
hình lại cho đến khi nào có được một vị trí tới ưu nhất. Điều này tạo ra nguồn
sáng tốt hơn và chiếu sáng xa hơn.
2.1.2.5 Đèn pha công nghệ đi-ốt phát quang led
Trong những năm gần đây công nghệ đèn pha ôtô ra đời loại đèn pha sử dụng
công nghệ đi-ốt phát quang LED.

19


Hình 2.1.2.5 Đèn pha sử dụng LED

T̉i thọ lên tới 100 nghìn giờ, có thể sử dụng với nguồn điện công suất nhỏ, hoạt
động tốt trong mọi điều kiện thời tiết, tiết kiệm điện năng là những ưu điểm của đèn
LED. Đèn LED an toàn hơn khi sử dụng do có điện thế thấp (đèn LED chỉ 3 volt),
hiệu quả tiết kiệm năng lượng cao hơn theo tính toán cùng một thời gian sử dụng
mức tiêu thụ điện ít hơn gần 10 lần so với đèn thường, thân thiện hơn đới với mơi
trường trong quá trình phát sáng lượng nhiệt tỏa ra rất thấp.Đèn LED (Light
emitting diodes - đèn đi-ốt phát quang) đang trở nên phở biến.

Hình 2.1.2.6: Đèn pha (trái) và đèn hậu (phải) dạng mành của Hella tại
Frankfurt
Ưu điểm của nó là khới lượng nhẹ, t̉i thọ cao, cường độ sáng lớn và rất thời
trang. Ánh sáng của LED khá lạnh (mang ít nhiệt) nên những chiếc xe thiết kế dựa
vào LED thường mang dáng vẻ trừu tượng, viễn tưởng và huyền bí.
-Đèn pha thơng minh sử dụng công nghệ công nghệ Đi-ốt phát quang
Hệ thống chiếu sáng chủ động AFS (Adaptive Front Lighting System), có khả
năng điều khiển chùm sáng đèn pha theo góc lái, đã được biết tới với công nghệ đèn
20


thông minh chiếu sáng chủ động trên đèn pha Bi - Xenon tự xoay. Tuy nhiên, hầu
hết các hệ thống AFS hiện thời sử dụng một nguồn sáng nên khi vào cua, phần
ngược với hướng rẽ không được chiếu sáng và đó là một trong những nhược điểm
quan trọng nhất.
Hệ thống AFS mới với công nghệ đèn Led nhờ sự nhỏ gọn của những bóng đèn
Led dễ dàng bớ trí đã tích hợp hai nguồn sáng độc lập: Một bóng đèn halogen cơng
śt cao có chức năng sinh chùm sáng chính giớng như trên các dịng xe thơng dụng
và đèn này khơng thay đởi theo góc cua. Nguồn sáng thứ hai là hàng đèn đi-ốt phát
quang LED, chịu trách nhiệm chiếu sáng tức thời, nghĩa là chỉ bật khi xe chuẩn bị
vào cua. Dàn đèn LED hoạt động theo nguyên lý của công nghệ AFS và hướng các
chùm sáng đều nhau tới bề mặt đường.


Hình 2.1.2.7: Cơng nghệ đèn LED thông minh trên chiếc Volkswagen Golf V

21