Giáo trình Hệ thống điện ô tô - Ngành: Công nghệ ô tô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
GIÁO TRÌNH
( Lưu hành nội bộ )
Ngành: CÔNG NGHỆ Ô TÔ
Môn học: HỆ THỐNG ĐIỆN Ô TÔ
Năm 2019
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, công nghiệp ôtô ở Việt Nam có bước phát triển mạnh mẽ. Trên thị
trường hiện nay có rất nhiều xe ôtô hiện đại, được ứng dụng công nghệ cao. Trước sự phát triển mạnh
mẽ đó, đòi hỏi phải có đội ngũ cán bộ kỹ thuật nắm vững kiến thức và kỹ năng về bảo dưỡng, sửa chữa
và đào tạo đội ngũ công nhân kỹ thuật lành nghề đáp ứng nhu cầu của xã hội.
“Hệ thống điện ô tô” là môn học chuyên ngành “Công nghệ Ôtô”. Đây là môn học quan trọng
được nhiều trường Đại học, Cao đẳng kỹ thuật trong nước giảng dạy cho sinh viên ngành “Công nghệ
ôtô”
Giáo trình nội bộ “Hệ thống điện ô tô”, được biên soạn theo chương trình môn học “Hệ thống
điện ô tô” của trường Cao đẳng Lào Cai nhằm mục đích giúp sinh viên chuyên ngành Công nghệ kỹ
thuật ôtô có tài liệu học tập và thực hành kỹ năng nghề. Tài liệu này cũng có thể sử dụng cho các đối
tượng khác có liên quan đến ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô.
Giáo trình nội bộ “Hệ thống điện ô tô” không đi sâu vào những nội dung lý thuyết nghiên cứu
mà chỉ ra những kiến thức cơ bản cần thiết nhất để ôn tập lại kiến thức để hỗ trợ cho việc thực hành,
đồng thời hướng dẫn các kỹ năng thực hành trong công việc sửa chữa, bảo dưỡng hệ thống điện động
cơ của tô giúp cho sinh viên có thể tự học và ứng dụng hiệu quả trong thực hành nghề.
Ban biên soạn đã mạnh dạn bỏ các nội dung quá cũ, lạc hậu không còn phù hợp với thực tiễn
và đưa vào những nội dung mới phù hợp với thực tế xã hội Việt Nam cũng như xu hướng phát triển của
ngành Công nghệ ôtô trên thế giới.
Ban biên soạn chúng tôi xin chân thành cám ơn các thầy trong bộ môn Cơ khí Động lực đã
đóng góp nhiều ý kiến quý báu giúp chúng tôi hoàn thành tài liệu này. Tuy nhiên, đây là tài liệu biên
soạn lần đầu, quá trình biên soạn không thể tránh được các thiếu sót nhất định, chúng tôi chân thành
đón nhận những ý kiến đóng góp của quý bạn đọc để chỉnh sửa tài liệu ngày một hoàn thiện hơn.
Nhóm tác giả
Chương 1: Tổng quan về hệ thống điện trên ô tô
1. Tổng quát về hệ thống điện trên xe ô tô
1.1. Tổng quan hệ thống điện
1. Hệ thống khởi động (starting system): Bao gồm accu, máy khởi động điện (starting motor), các relay
điều khiển và relay bảo vệ khởi động. Đối với động cơ diesel có trang bị thêm hệ thống xông máy (glow
system).
2. Hệ thống cung cấp điện (charging system): gồm accu, máy phát điện (alternators), bộ tiết chế điện
(voltage regulator), các relay và đèn báo nạp.
3. Hệ thống đánh lửa (Ignition system): Bao gồm các bộ phận chính: accu, khóa điện (ignition switch), bộ
chia điện (distributor), biến áp đánh lửa hay bobine (ignition coils), hộp điều khiển đánh lửa (igniter),
bougie (spark plugs).
4. Hệ thống chiếu ánh sáng và tín hiệu (lighting and signal system): gồm các đèn chiếu sáng, các đèn tín
hiệu, còi, các công tắc và các relay.
5. Hệ thống đo đạc và kiểm tra (gauging system): chủ yếu là các đồng hồ báo trên tableau và các đèn báo
gồm có: đồng hồ tốc độ động cơ (tachometer), đồng hồ đo tốc độ xe (speedometer), đồng hồ đo nhiên
liệu và nhiệt độ nước.
6. Hệ thống điều khiển động cơ (engine control system): gồm hệ thống điều khiển xăng, lửa, góc phối
cam, ga tự động (cruise control). Ngoài ra, trên các động cơ diesel ngày nay thường sử dụng hệ thống
điều khiển nhiên liệu bằng điện tử (EDC – electronic diesel control hoặc common rail injection)
7. Hệ thống điều khiển ôtô: bao gồm hệ thống điều khiển phanh chống hãm ABS (antilock brake system),
hộp số tự động, tay lái, gối hơi (SRS), lực kéo (traction control).
8. Hệ thống điều hòa nhiệt độ (air conditioning system): bao gồm máy nén (compressor), giàn nóng
(condenser), lọc ga (dryer), van tiết lưu (expansion valve), giàn lạnh (evaporator) và các chi tiết điều
khiển như relay, thermostat, hộp điều khiển, công tắc A/C…
1. Đèn pha; 2. Relay còi; 3. Máy phát điện; 4. Bộ điều chỉnh điện; 5. Motor lau cửa kính; 6. Biến áp đánh lửa;
7. Bộ chia điện; 8. Motor quạt; 9. Đồng hồ; 10 và 15. Công tắc đèn trần tự động; 11. Công tắc đèn trần;
12. Đèn trần; 13 và 16. Bó dây chính; 14. Đèn hậu; 17. Máy khởi động điện; 18. Ac quy; 19. Đèn đờ mi; 20. Còi.
Hình 1.1: Sơ đồ bố trí các thiết bị điện trên ôtô (M21 – Vonga)
Nếu hệ thống này được điều khiển bằng máy tính sẽ có tên gọi là hệ thống tự động điều hòa khí hậu
(automatic climate control).
9. Các hệ thống phụ:
Hệ thống gạt nước, xịt nước (wiper and washer system).
Hệ thống điều khiển cửa (door lock control system).
Hệ thống điều khiển kính (power window system).
Hệ thống điều khiển kính chiếu hậu (mirror control).
Hệ thống định vị (navigation system)
1.2. Yêu cầu kỹ thuật với hệ thống điện
1. Nhiệt độ làm việc
Tùy theo vùng khí hậu, thiết bị điện trên ôtô được chia ra làm nhiều loại:
Ở vùng lạnh và cực lạnh (-40oC) như ở Nga, Canada.
Ở vùng ôn đới (20oC) như ở Nhật Bản, Mỹ, châu Âu …
Nhiệt đới (Việt Nam, các nước Đông Nam Á , châu Phi…).
Loại đặc biệt thường dùng cho các xe quân sự (sử dụng cho tất cả mọi vùng khí hậu).
2. Sự rung xóc
Các bộ phận điện trên ôtô phải chịu sự rung xóc với tần số từ 50 đến 250 Hz, chịu được lực với gia tốc
150m/s2.
3. Điện áp
Các thiết bị điện ôtô phải chịu được xung điện áp cao với biên độ lên đến vài trăm volt.
4. Độ ẩm
Các thiết bị điện phải chịu được độ ẩm cao thường có ở các nước nhiệt đới.
5. Độ bền
Tất cả các hệ thống điện trên ôtô phải được hoạt động tốt trong khoảng 0,9 1,25 Uđịnh mức (Uđm = 14 V
hoặc 28 V) ít nhất trong thời gian bảo hành của xe.
6. Nhiễu điện từ
Các thiết bị điện và điện tử phải chịu được nhiễu điện từ xuất phát từ hệ thống đánh lửa hoặc các nguồn
khác.
1.3.Nguồn điện trên xe ô tô
Nguồn điện trên ô tô là nguồn điện một chiều được cung cấp bởi accu, nếu động cơ chưa làm việc, hoặc bởi
máy phát điện nếu động cơ đã làm việc. Để tiết kiệm dây dẫn, thuận tiện khi lắp đặt sửa chữa…, trên đa số các
xe, người ta sử dụng thân sườn xe (car body) làm dây dẫn chung (single wire system). Vì vậy, đầu âm của
nguồn điện được nối trực tiếp ra thân xe.
1.4. Các phụ tải trên xe ô tô
Các loại phụ tải điện trên ôtô được mắc song song và có thể được chia làm 3 loại:
1. Phụ tải làm việc liên tục: gồm bơm nhiên liệu (50 70W), hệ thống đánh lửa (20W), kim phun (70
100W) …
2. Phụ tải làm việc không liên tục: gồm các đèn pha (mỗi cái 60W), cốt (mỗi cái 55W), đèn kích thước
(mỗi cái 10W), radio car (10 15W), các đèn báo trên tableau (mỗi cái 2W)…
3. Phụ tải làm việc trong khoảng thời gian ngắn: gồm đèn báo rẽ (4 x 21W + 2 x 2W), đèn thắng (2 x
21W), motor điều khiển kính (150W), quạt làm mát động cơ (200W), quạt điều hòa nhiệt độ (2 x 80W),
motor gạt nước (30 65W), còi (25 40W), đèn sương mù (mỗi cái 35 50W), còi lui (21W), máy khởi
động (800 3000W), mồi thuốc (100W), anten (dùng motor kéo (60W)), hệ thống xông máy (động cơ
diesel) (100 150W), ly hợp điện từ của máy nén trong hệ thống lạnh (60W)…
Ngoài ra, người ta cũng phân biệt phụ tải điện trên ô tô theo công suất, điện áp làm việc ...
2. Ký hiệu và quy ước sơ đồ mạch điện trên ô tô
CÁC KÝ HIỆU TRONG MẠCH ĐIỆN Ô TÔ
Nguồn accu
Tụ điện
Bốing đn
Bốing đn 2 tim
Cịi
Mồi thuốc
Ci ngắt mạch (CB)
Bobine
Diode
Diode zener
Bốing đn
Cảm biến điện từ
trong bộ chia điện
LED
Cầu chì
Đồng hồ loại kim
Đồng hồ hiện số
Dy chảy (cầu chì
chính)
FUEL
Nối mass (thn xe)
Động cơ điện
M
Relay thường đóng
(NC – normally
closed)
Loa
Relay thường hở
(NO – normally
open)
Công tắc thường mở
(NO – normally
open)
Relay kép
(Changeover relay)
Công tắc thường
đóng (NC –
normally closed)
Điện trở
Công tắc kép
(changeover)
Điện trở nhiều nấc
Biến trở
Công tắc máy
Nhiệt điện trở
Công tắc tác động
bằng cam
Công tắc lưỡi gà
(cảm biến tốc độ)
Transistor
Đoạn dây nối
Không nối
Nối
Solenoid
3. Ký hiệu màu và kí hiệu số trên mạch điện
Trong khuôn khổ giáo trình này, tác giả chỉ giới thiệu hệ thống màu dây và ký hiệu quy định theo tiêu
chuẩn châu Âu. Các xe sử dụng hệ thống màu theo tiêu chuẩn này là: Ford, Volswagen, BMW, Mercedes
… Các tiêu chuẩn của các loại xe khác bạn đọc có thể tham khảo trong các tài liệu hướng dẫn thực hành
điện ôtô.
Bảng 1.1: Ký hiệu màu dây hệ châu Âu
Màu
Ký hiệu
Đường dẫn
Đỏ
Rt
Từ accu
Trắng/ Đen
Trắng
Vàng
Xám
Ws/ Sw
Ws
Công tắc đèn đầu
Đèn pha (chiếu xa)
Đèn cot (chiếu gần)
Ge
Gr
Đèn kích thước và báo rẽ
chính
Xám/ Đen
Xám/ Đỏ
Gr/Sw
Gr/Rt
Đèn kích thước trái
Đèn kích thước phải
Đánh lửa
Đen/ Vàng
Đen/ Trắng/ Xanh lá
Đen/ Trắng
Đen/ Xanh lá
Xanh lá nhạt
Nâu
Sw/Ge
Sw/ Ws/ Gn
Sw/ Ws
Sw/ Gn
LGn
Đèn báo rẽ
Baó rẽ trái
Báo rẽ phải
Âm bobine
Mass
Br
Đen/ Đỏ
Sw/ Rt
Đèn thắng
Bảng 1.2: Ký hiệu đầu dây hệ châu Âu
1
Âm bobine
Dây cao áp
4
15
30
31
49
49a
Dương công tắc máy
Dương accu
Mass
Ngõ vào cục chớp
Ngõ ra cục chớp
50
Điều khiển đề
Gạt nước
53
54
Đèn thắng
55
Đèn sương mù
Đèn đầu
56
56a
Đèn pha
56b
Đèn cốt
58
Đèn kích thước
Báo sạc
61
85, 86
Cuộn dây relay
Tiếp điểm relay
87
4. Nhận dạng mạng điện trên xe
Thực hành quan sát nhận dạng các hệ thống điện trên ô tô.
Chương 2: Hệ thống cung cấp điện
1. Nhiệm vụ yêu cầu và phân loại của hệ thống hệ thống cung cấp điện
1.1. Nhiệm vụ
- Phát điện cho các phụ tải và nạp điện cho ắc-qui trên ôtô khi động cơ làm việc.
1.2. Yêu cầu
- Máy phát phải luôn tạo ra một hiệu điện thế ổn định là 13,8V – 14,6V (đối với hệ thống điện sử
dụng ắc quy 12V) mà không phụ thuộc vào sự thay đổi tốc độ của động cơ và phụ tải điện khi ô tô
làm việc;
- Máy phát phải có kết cấu và kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhỏ, giá thành thấp và tuổi thọ
cao;
- Máy phát cũng phải có độ bền cao trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm lớn, có thể làm việc ở
những vùng có nhiều bụi bẩn, dầu nhớt và độ rung động lớn;
- Bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng.
1.3. Phân loại
Trong hệ thống điện ôtô hiện nay thường sử dụng ba loại máy phát điện xoay chiều sau:
- Máy phát điện xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu, loại này hiện nay ít được sử
dụng
- Máy phát điện xoay chiều kích thích bằng điện từ có vành tiếp điện, trên ô tô ngày nay hầu hết
sử dụng loại máy phát này;
- Máy phát điện xoay chiều kích thích bằng điện từ không có vành tiếp điện sử dụng chủ yếu trên
máy kéo và các xe chuyên dụng.
2. Cấu tạo và sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống cung cấp
2.1. Cấu tạo
Hình 1.2. Cấu tạo máy phát điện xoay chiều ba pha
1. Bộ điều chỉnh điện; 2. Chổi than; 3. Vành tiếp điện; 4. Bộ chỉnh lưu;
5. Rô-to; 6. Quạt ; 7. Ổ bi; 8. Bánh đai; 9. Sta-to
*Rô-to:
Nhận mô-men của động cơ để chuyển động
quay và trở thành nam châm điện khi được
kích từ qua chổi than và vành tiếp điện. Rô -
to bao gồm cuộn dây, các cực từ, vành tiếp
điện. Trục Rô-to được đỡ trên hai ổ bi. Khi
Rô-to quay sẽ tạo ra từ trường biến thiên
trong các cuộn dây của Sta-to
Hình 1.3. Rô-to
1. Cực từ, 2. Cuộn dây Sta-to, 3. Chổi than,
4. Vành tiếp điện, 5. Quạt
*Sta-to:
Có nhiệm vụ tạo ra điện thế xoay chiều 3
pha nhờ sự thay đổi từ trường khi Rô-to
quay. Sta-to bao gồm cuộn dây Sta-to quấn
trên vỏ Sta-to. Nhiệt sinh ra lớn nhất ở Sta-
to so với các thành phần khác của máy phát,
vì vậy dây quấn phải phủ lớp chịu nhiệt.
Hình 1.4. Sta-to
1. Cuộn dây, 2. Vỏ Sta-to
3. Đầu ra của cuộn dây Sta-to
*Chổi than:
Có nhiệm vụ cho dòng điện chạy qua vành
tiếp điện vào Rô-to để tạo ra từ trường trong
Rô-to .Chổi than làm bằng grafít - kim loại
có điện trở nhỏ và được phủ một lớp chống
mòn.Chổi than được dẫn hướng trong giá
đỡ chổi than và luôn tì chặt vào vành tiếp
điện nhờ lò xo chổi than
Hình 1.5. Chổi than
1. Ắc quy, 2. Chổi than, 3. Rô to, 4. Cuộn dây
Rô-to, 5. Vành tiếp điện, 6. Nhựa cách điện
*Tiết chế (bộ điều chỉnh điện):
Có nhiệm vụ điều chỉnh dòng điện kích từ
(đến cuộn dây Rô-to) để kiểm soát điện áp
phát ra, theo dõi tình trạng phát điện và báo
khi có hư hỏng.
Hình 1.6. Tiết chế
1.Tiết chế tiếp điểm, 2. Tiết chế vi mạch
* Bộ chỉnh lưu:
Có nhiệm vụ nắn dòng điện xoay chiều ba
pha trong Sta-to thành dòng điện 1 chiều.
Bộ chỉnh lưu có hai vỉ đi-ốt âm và dương.
Tùy theo thiết kế bộ chỉnh lưu có thể có 6
hoặc 8 đi-ốt.
Đi-ốt sẽ sinh ra nhiệt khi có dòng điện chạy
qua nên đi-ốt sẽ bị hỏng khi quá nhiệt. Vì
vậy phiến tản nhiệt phải có diện tích lớn.
Khi tốc độ máy phát khoảng 3000v/p, nhiệt
độ của đi-ốt là cao nhất
Hình 1.7. Bộ chỉnh lưu
1. Cực B, 2. Mặt dương, 3. Mặt âm,
4. Đi-ốt, 5. Phiến tản nhiệt
*Quạt:
Có nhiệm vụ duy trì nhiệt độ làm việc của
các chi tiết trong máy phát ở nhiệt độ cho
phép. Khi quạt quay, không khí được hút
qua các lỗ trống làm mát cuộn Rô-to, Sta-to
và bộ chỉnh lưu.
Nhiệt sinh ra trên máy phát bao gồm nhiệt
sinh ra trên vật dẫn (ở các cuộn dây và đi-
ốt), trên các lõi thép do dòng fu-cô và do ma
sát (ở ổ bi, chổi than và với không khí).
Nhiệt sinh ra làm giảm hiệu suất của máy
phát.
Hình 1.8. Quạt làm mát
1.Cánh quạt, 2.Máy phát
2.2. Nguyên lý làm việc
Dòng điện được phát ra tại cuộn Sta-to dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ của dòng điện (phải
có từ trường biến thiên trong các cuộn dây của Sta-to). Để tạo ra được từ trường biến thiên thì Rô-to
phải thỏa mãn hai điều kiện:
- Là nam châm (có thể là nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu )
- Chuyển động quay (Trục Rô-to được truyền Mô-men của động cơ thông qua bánh đai và dây
đai, độ căng của dây đai được điều chỉnh bằng cơ cấu căng đai)
Khi khóa điện ở nấc OFF, máy phát chưa phát điện, đèn báo nạp không sáng. Cuộn dây Rô-to chưa
được kích từ.
Khi khóa điện ở nấc IG, động cơ chưa làm việc. Cuộn Rô-to sẽ được kích từ trực tiếp bởi điện áp ắc-
qui (không qua khóa điện, điện áp của khóa điện chỉ là một tín hiệu cảm biến của bộ điều chỉnh điện) đi
qua chổi than và bộ điều chỉnh điện nhưng máy phát chưa phát điện vì Rô-to chưa quay, đèn báo nạp
sáng.
Khi khóa điện ở nấc IG, động cơ làm việc sẽ dẫn động Rô-to (đang có từ trường) quay. Lúc này từ
trường biến thiên qua các cuộn dây của Sta-to sẽ sinh ra điện xoay chiều ba pha và được chỉnh lưu
thành một chiều để cung cấp cho các phụ tải điện và nạp cho ắc-qui, đèn báo nạp tắt.
Trong suốt quá trình làm việc của động cơ, tốc độ động cơ và phụ tải điện trên xe luôn thay đổi nhưng
nhờ bộ điều chỉnh điện, điện áp để nạp cho ắc-qui luôn nằm trong giới hạn từ 12,6 V-14,8V
Hình 1: Mạch điện hệ thống cung cấp điện cho xe Toyota Corrola 1992
1,5. Phụ tải, 2. Đèn báo nạp, 3. Khóa điện, 4. Ắc-qui
3. Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng,phương pháp kiểm tra
Hiện tượng
Nguyên nhân
Biện pháp khắc phục
1. Đèn báo nạp không sáng 1.Cầu chì cháy
khi khóa điện IG và động
cơ không làm việc
1.Kiểm tra cầu chì nạp, cầu
chì đánh lửa và cầu chì động
cơ, thay thế nếu cần
2.Đèn cháy
2.Thay thế bóng đén
3.Mạch điện tiếp xúc 3.Kiểm tra điện áp rơi trong
không tốt
mạch, làm nạp và làm chặt
mối tíếp xúc
4.Rơ le hỏng
4.Kiểm tra rơ le sự thông
mạch và hoạt động riêng
5.Bộ điều chỉnh điện hỏng 5.Kiểm tra điện áp máy phát
đầu ra
2. Đèn báo nạp không sáng 1.Đai dẫn động trùng hoặc 1.Kiểm tra dây đai, điều chỉnh
khi động cơ làm việc, ắc- hỏng
hoặc thay thế nếu cần sau khi
qui nạp quá no hoặc không
xác định đúng nguyên nhân
2.ắc-qui hỏng hoặc tiếp 2.Kiểm tra ắc-qui và kẹp ắc-
xúc tại đầu kẹp ắc-qui kém qui
no
3.Cầu chì hoặc hộp cầu chì 3.Kiểm tra và thay thế nếu cần
hỏng
4.Rơ le, bộ điều chỉnh điện 4.Kiểm tra điện áp ra của hệ
hoặc máy phát hỏng
thống và sự hoạt động của các
bộ phận thay thế nếu cần
5.Kiểm tra mạch điện
5.Mạch điện hỏng
3. Có tiếng ốn khi làm việc 1.Đai dẫn động bị lỏng 1.Kiểm tra dây đai, điều chỉnh
hoặc hỏng
hoặc thay thế nếu cần
2.Thay thế bị máy phát
2.Bị máy phát bị hỏng
3. Đi-ốt trong bộ chỉnh lưu 3.Thay thế chỉnh lưu
bị hỏng
Chương 3: Hệ thống khởi động
1. Nhiệm vụ yêu cầu và phân loại của hệ thống khởi động.
1.1. Nhiệm vụ.
Máy khởi động tạo ra mômen làm quay trục khuỷu động cơ với số vòng quay tối thiểu khoảng 150-200
vòng/phút đủ để động cơ hoạt động.
1.2. Yêu cầu
- Cần phải tạo ra mô-men lớn từ nguồn điện hạn chế của ắc-qui
- Phải gọn nhẹ, dễ tháo lắp, bảo dưỡng, sửa chữa.
- Không cho phép trục khuỷu truyền mô-men ngược lại máy khởi động
- Ra vào khớp bánh răng với bánh đà dễ dàng.
1.3. Phân loại
-Theo phương pháp điều khiển :
+ Máy khởi động điều khiển trực tiếp.
+ Máy khởi động điều khiển gián tiếp.
- Theo bộ truyền Mô-men:
+ Máy khởi động không giảm tốc (Hình 5.2)
Bánh răng khởi động được đặt trên cùng một
trục với Rô-to của động cơ điện và quay cùng
tốc độ với rô-to.
Công tắc từ dẫn động cần đẩy để đẩy bánh răng
Hình 1. Máy khởi động loại đồng trục
khởi động ăn khớp với bánh đà.
+ Máy khởi động giảm tốc:
1. Công tắc từ; 2. Sta-to; 3. Rô-to; 4.
Bánh răng khởi động; 5. Thanh đẩy.
Giảm tốc trên máy khởi động có thể sử dụng bộ truyền bánh răng ăn khớp ngoài (Hình 5.3) hoặc bộ truyền
bánh răng hành tinh (Hình 5.4)
Hình 5.3. Máy khởi động giảm tốc sử dụng bánh
răng ăn khớp ngoài.
Hình 5.4. Máy khởi động sử dụng bộ
truyền bánh răng hành tinh
1. Sta-to; 2. Rô-to; 3. Công tắc từ; 4. Bánh răng
khởi động; 5. Bộ truyền bánh răng ăn khớp
ngoài;
1. Công tắc từ; 2. Động cơ điện; 3. Bộ
truyền bánh răng hành tinh; 4. Bánh răng
khởi động
Theo cấu tạo của Sta-to
+ Máy khởi động, Sta-to là nam châm điện
+ Máy khởi động, Sta-to là nam châm vĩnh cửu (Hình 5.5.)
Hình 5.5. Máy khởi động, Sta-to là nam châm vĩnh cửu
1. Công tắc từ; 2. Rô-to; 3. Sta-to; 4.Bộ truyền bánh răng hành tinh; 5. Bánh răng khởi động
2. Cấu tạo và sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống khởi động
2.1. Cấu tạo
Hình 5.6 Cấu tạo máy khởi động loại đồng trục
1.Thanh đẩy; 2.Công tắc từ; 3. Lò xo hồi vị; 4. Rô-to;
5. Bánh đà; 6. Bánh răng máy đề; 7. Khớp một chiều
Hình 5.7. Cấu tạo máy khởi động loại giảm tốc
1. Bộ bánh răng giảm tốc; 2. Rô-to; 3. Công tắc từ;
4. Khớp một chiều; 5. Bánh răng bánh đà; 6. Bánh răng máy khởi động
Máy khởi động dùng cho ôtô có các bộ phận sau:
2.1.1. Động cơ điện và bộ chổi than
* Động cơ điện một chiều:
- Bao gồm Rô-to và Sta-to được kích từ nối tiếp hoặc hỗn hợp thông qua chổi than và vành tiếp điện.
Mỗi Sta-to thường có hai hoặc bốn cực từ, các cực từ được bắt chặt vào vỏ bằng các vít. Trên mỗi cực
từ có quấn một cuộn dây kích từ, các cuộn dây kích từ mắc nối tiếp hoặc song song. Các cuộn dây được
đặt cách điện với vỏ Sta-to
- Rô-to của máy khởi động bao gồm trục rô-to, cuộn dây của Rô-to và vành tiếp điện. Trên thân Rô-to
có xẻ các rãnh song song hoặc xẻ chéo so với trục rô-to. Trên các rãnh của Rô-to có lắp các cuộn dây
rô-to, các cuộn dây cũng được mắc nối tiếp với nhau
Hình 5.8. Cấu tạo động cơ điện một chiều
1. Vành tiếp điện; 2. Rô-to; 3,4. Chổi than, 5 Sta-to
Hình 5.9 Các phương pháp đấu nối Sta-to và Roto
Động cơ điện một chiều được chia làm 3 loại tùy theo phương pháp đấu dây.
- Loại mắc nối tiếp: Mô-men phát ra lớn nhất khi bắt đầu quay, được dùng chủ yếu trong
máy khởi động.
- Loại mắc song song: Ít dao động về tốc độ, giống như loại dùng nam châm vĩnh cửu.
- Loại mắc hỗn hợp: Có cả đặc điểm của hai loại trên, thường dùng để khởi động động cơ
công suất lớn.
* Chổi than
-Làm bằng hỗn hợp thiếc đồng và có pha
thêm một ít graphit, nhằm mục đích làm
giảm điện trở của chổi than.
-Các chổi than có tiết diện lớn và được
lắp nghiêng một góc so với trục của rôto.
- Các lò xo luôn tỳ sát ép chổi than vào
vành tiếp điện.
Hình 5.10. Chổi than và giá đỡ chổi than
1. Giá đỡ; 2,6.Cáp nối; 3. Khung nối mát;
4. Lò xo chổi than; 5.Chổi than
2.1.2. Công tắc từ
- Là bộ phận cung cấp điện có cường độ
lớn (300A-1200A) từ ắc-qui cho động cơ
điện và được điều khiển bởi khóa điện.
Công tắc từ gồm hai cuộn dây: cuộn hút
và cuộn giữ là có cùng số vòng dây quấn
và quấn cùng chiều.
- Đường kính dây của cuộn hút có đường
kính lớn hơn cuộn giữ và lực điện từ của
nó tạo ra lớn hơn lực điện từ được tạo ra
bởi cuộn giữ.
Hình 5.11. Công tắc từ
1. Cặp tiếp điểm; 2. Lò xo dẫn động;
3. Cuộn giữ; 4. Cuộn hút; 5. Ty đẩy.
2.1.3. Bộ phận truyền Mô-men
- Mô-men từ động cơ điện truyền tới
vành răng bánh đà có thể được truyền
trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua các cặp
bánh răng giảm tốc để tăng Mô-men.
- Bánh răng khởi động được vát mép để
ăn khớp được dễ dàng. Then xoắn chuyển
lực quay vòng của động cơ điện thành lực
đẩy bánh răng khởi động, trợ giúp cho
việc ăn khớp và ngắt sự ăn khớp của bánh
răng khởi động với vành răng.
Hình 5.7. Cấu tạo bộ truyền bánh răng ăn
khớp ngoài
1. Bánh răng trên trục rô-to, 2. Bánh răng
trung gian, 3. Vòng bi sau, 4. Bánh răng
giảm tốc, 5. Vòng bi trước
2.1.4. Khớp 1 chiều kiểu bi
- Khớp một chiều: Là bộ phận truyền mô-men cho động cơ khi động cơ đang khởi
động và ngắt mô-men ngược từ động cơ quay trở lại Rô-to của máy khởi động khi động
cơ đã hoạt động.
Hình 5.8. Cấu tạo của khớp một chiều
1. Trục khớp một chiều; 2. Con lăn; 3. Lò xo hồi vị; 4. Bánh răng chủ động;
5. Trục dẫn động; 6. Bánh răng khởi động, 7. Lò xo khớp một chiều
* Khi khởi động:
Bánh răng chủ động quay nhanh hơn
phần bị động (trục khớp một chiều) bên
trong thì các con lăn bị đẩy vào chỗ hẹp
của rãnh nối cứng phần chủ động và bị
động. Do đó mô-men quay của bánh răng
được truyền tới trục khớp một chiều làm
bánh răng khởi động quay
Hình 5.9 Trạng thái làm việc của khớp một
chiều khi khởi động động cơ
* Sau khi khởi động động cơ:
Trục khớp một chiều quay nhanh hơn
bánh răng thì con lăn bị đẩy ra chỗ rộng
của rãnh làm cho phần chủ động và phần
bị động bị tách ra, khớp nối không truyền
mô-men.
Hình 5.10 Trạng thái làm việc của khớp
một chiều khi khởi động động cơ
- Các cơ cấu dẫn động: Bao gồm các chi tiết dùng để đẩy bánh răng máy khởi động ăn
khớp với bánh đà và hồi vị khi động cơ đã hoạt động.
- Nắp: Máy khởi động gồm có vỏ máy khởi động và nắp. Trên nắp có thiết kế bạc
(hoặc ổ bị) để đỡ trục và bao kín. Nắp và vỏ được nối với nhau bằng các vít xuyên tâm.
- Dây cáp máy khởi động: Máy khởi động là thiết bị điện tiêu thụ dòng lớn vì vậy dây
điện dùng để cho dòng điện đi qua máy khởi động là dây điện có đường kính lớn, và
2.2. Nguyên lý làm việc
Hình 5.11. Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy khởi động
1.Cuộn dây Sta-to; 2.Cuộn hút; 3,4.Tiếp điểm trong công tắc từ;
5.Ắc-qui; 6.Khóa điện; 7.Cuộn giữ
2.2.2. Nguyên lý làm việc
* Trạng thái hút.
- Khi bật khoá điện lên vị trí START, dòng
điện (+) ắc-qui đồng thời đi vào cuộn giữ 7 ->
âm (-) ắc-qui, cuộn hút 4 tới cuộn dây Sta-to
và Rô-to -> âm (-) ắc-qui. Công tắc từ sẽ cho
tiếp điểm 3,4 tiếp xúc hình thành dòng điện
từ (+) ắc-qui ->cặp tiếp điểm->động cơ điện-
> (-) ắc-qui làm cho Rô-to quay. Nhờ sự hút
này mà bánh răng khởi động bị đẩy ra và ăn
khớp với vành răng bánh đà
Hình 5.12. Máy khởi động ở trạng thái hút
* Trạng thái giữ.
Khi tiếp điểm 3,4 tiếp xúc thì không có dòng
điện chạy qua cuộn hút vì hai đầu cuộn hút bị
đẳng áp. Cuộn dây Rô-to sau đó bắt đầu quay
với vận tốc cao và động cơ được khởi động.
Ở thời điểm này tiếp điểm của công tắc từ
được giữ nguyên tại vị trí chỉ nhờ lực điện từ
của cuộn giữ
Hình 5.13. Máy khởi động ở trạng thái giữ
* Trạng thái nhả
Khi thôi khởi động (khóa điện về vị trí ON)
tiếp điểm 3,4 vẫn đóng, dòng điện đi từ cặp
tiếp điểm ->cuộn hút 2 ->cuộn giữ 7->(-)ắc-
qui. Ở thời điểm này, dòng điện qua cuộn hút
bị đảo chiều, lực điện từ được tạo ra bởi cuộn
hút và cuộn giữ triệt tiêu lẫn nhau nên không
giữ được sự tiếp xúc của cặp tiếp điểm. Do
đó cặp tiếp điểm bị đẩy trở lại nhờ lò xo hồi
vị và máy khởi động ngừng làm việc
Hình 5.14. Máy khởi động ở trạng thái nhả
3. Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra
Hiện tượng Nguyên nhân có thể
1. Động cơ không 1.ắc-qui hết điện
quay 2.Cầu chì khởi động bị đứt
Phương pháp khắc phục
1.Thay thế hoặc nạp ắc-qui
2.Thay thế cầu chì
3.Kẹp ắc-qui tiếp xúc kém
4.Khóa điện hỏng
3.Làm sạch và siết chặt
4.Kiểm tra sự hoạt động và thay
thế nếu cần
5.Công tắc từ, rơ le, công tắc số 5.Kiểm tra sự hoạt động và thay
trung gian hoặc công tắc ly hợp thế nếu cần
hỏng
6.Cơ khí động cơ có vấn đề
6.Kiểm tra động cơ
7.Có vấn đề trong hệ thống chống 7.Kiểm tra theo hướng dẫn sửa
trộm
chữa
2. Tốc độ động cơ 1.Ắc-qui yếu
quá thấp để khởi
1.Kiểm tra ắc-qui và nạp nếu cần
động
2.Tiếp xúc kém hoặc bị ăn mòn 2.Làm nạpvà siết chặt kẹp ắc-qui
tại kẹp ắc-qui
3.Động cơ điện hỏng
3.Kiểm tra máy khởi động
4.Có vấn đề về cơ khí động cơ 4.Kiểm tra động cơ và máy khởi
với động cơ hoặc máy khởi động động, thay thế các chi tiết hỏng
3. Máy khởi động 1.Bánh răng khởi động hoặc vành 1.Kiểm tra, thay thế bánh răng
vẫn làm việc khi răng bánh đà có hư hỏng
động cơ đã hoạt
khởi động, sửa răng, lật hoặc thay
thế vành răng
động
2.Cần đẩy trong công tắc không 2.Kiểm tra cuộn hút và cuộn giữ
hồi vị
3. Tiếp điểm trong khóa điện 3.Kiểm tra khóa điện và mạch
Tải về để xem bản đầy đủ
115 trang
13041
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Hệ thống điện ô tô - Ngành: Công nghệ ô tô", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_he_thong_dien_o_to_nganh_cong_nghe_o_to.pdf
