Tài liệu Máy khởi động P1 ppt

M Vì động khởi độn cần phải người ta phải quay nhau tuỳ động cơ x 1.2 Các l 1.2.1 Loạ Y KHỞ ÁI QUÁT V g dụng máy Máy khởi độ Máy khởi độ cơ đốt trong ng động cơ, m tạo ra mome dùng moto

1 KHÁ

1.1 Công

Hình 1 M

Hình 2 M

Vì động

khởi độn

cần phải

người ta

phải quay

nhau tuỳ

động cơ x

1.2 Các l

1.2.1 Loạ

Y KHỞ

ÁI QUÁT V

g dụng máy

Máy khởi độ

Máy khởi độ

cơ đốt trong

ng động cơ, m

tạo ra mome

dùng motor

y nhanh hơn

theo cấu trú

xăng và từ 8

loại máy kh

ại giảm tốc

ỞI ĐỘN

VỀ MÁY K khởi động

ộng trên độn

ộng loại giảm

g không thể t máy khởi độ ent lớn từ ng điện một ch

n tốc độ quay

úc động cơ v

80 - 100 vòng

hởi động

H

M g t

G KHỞI ĐỘN

ng cơ

m tốc

tự khởi động

ng làm quay guồn điện hạ hiều trong má

y tối thiểu T

và tình trạng g/phút đối v

- Máy

-

Hình 3 Máy

Máy khởi độ giảm tốc độ tốc

NG

g nên cần phả

y trục khuỷu

ạn chế của ac

áy khởi động Tốc độ quay hoạt động, t với động cơ d

y khởi động

y khởi động

ộng loại giảm quay của ph

ải có một ng thông qua v ccu đồng thờ

g Để khởi đ tối thiểu để thường từ 40 diesel

loại giảm tố

loại đồng tr

m tốc làm tăn hần ứng lõi m

goại lực để k vành răng M

ời phải gọn n động động cơ khởi động đ

0 - 60 vòng/

ốc dùng moto

rục

ng moment x motor nhờ bộ

khởi động nó Máy khởi độn nhẹ Vì lí do

ơ thì trục khu động cơ khác phút đối với

or tốc độ cao

xoắn bằng c

ộ truyền giảm

ó Để

ng này uỷu

c

i

o

cách

m

1.2.3 Má

- M

củ

- B

m

1.2.4 Má

- M

- C

1.3 Nguy

áy khởi động

Máy khởi độ

ủa lõi (phần

Bánh răng b

máy khởi độn

áy khởi động

Máy khởi độ

Cơ cấu đóng

yên lý của m

Hình 4

g loại bánh

ộng loại bán ứng) của mo endix ăn khớ

ng đồng trục

g PS (Moto

ộng này sử dụ

g ngắt hoạt đ

máy khởi độ

- P động đặt t

1.2.2 Máy

- B motor (ph

- C đẩy bánh r

Máy khởi độ

răng hành

nh răng hành otor

ớp với vành

r giảm tốc h

ụng các nam ộng giống n

Hình 5 Má

ộng

Piston của cô trên cùng mộ

y khởi động

ánh răng be hần ứng) và q

ần dẫn động răng chủ độn

ộng loại bán

tinh

h tinh dùng b

h răng thông

hành tinh-ro

m châm vĩnh như máy khở

áy khởi động

ông tắc từ đ

ột trục với nó

g loại đồng t

endix được đ quay cùng tố

g được nối v

ng và làm ch

nh răng hành

bộ truyền hà

qua cần dẫn

otor thanh d

cửu đặt tron

ởi động loại b

g loại PS

đẩy trực tiếp

ó vào ăn khớ

trục

đặt trên cùng

ốc độ với lõi

với thanh đẩy

ho nó ăn khớ

h tinh

ành tinh để g

n động giống

dẫn)

ng cuộn cảm bánh răng hà

p bánh răng

ớp với vành

g một trục vớ

y của công t

ớp với vành r

giảm tốc độ

g như trường

m

ành tinh

g chủ răng

ới lõi

tắc từ răng

quay

g hợp

1.3.1 ngu

Đường sứ

Khi đặt m

châm đặt

Hình 6 L

Hình 7 K

Mỗi đườ

và cố đẩy

theo chiề

Trong độ

trên Hình

Chiều củ

uyên lý tạo r

ức từ sinh ra

một nam ch

t giữa quay x

Lực sinh ra g

Khung dây t

ờng sức từ kh

y những đườ

ều kim đồng

ộng cơ thực

h 7 Khi dòn

ủa đường sức

ra moment

a giữa cực bắ

hâm khác ở g xung quanh t

giữa các nam

trong từ trườ

hông thể cắt ờng sức từ g

hồ

tế, phần giữ

ng điện chạy

c từ sinh ra tr

ắc và cực na

giữa hai cực tâm của nó

m châm

ờng

ngang qua gần nó ra xa

ữa là khung xuyên qua k rên khung d

am của nam c

c từ, sự hút (Hình 6)

đường sức t Đó là nguy

dây Giả sử khung dây, từ

ây được xác

châm Nó đi

và đẩy của

từ khác Nó yên nhân làm

ử, chúng ta

ừ thông sẽ x

c định bằng q

từ cực bắc đ hai nam ch

dường như t

m cho nam c

có một khun xuyên qua kh qui tắc vặn n

đến cực nam

âm làm cho

trở nên ngắn châm ở giữa

ng dây quấn hung dây

nút chai

m

o nam

n hơn quay

n như

Khi chiều của từ trường trùng nhau, đường sức từ trở nên mạnh hơn (dày hơn) Khi chiều của từ trường đối ngược, thì đường sức từ trở nên yếu đi (thưa hơn)

Hình 9 Đường sức của khung dây và nam châm

Bản chất của đường sức từ thường trở nên ngắn đi và cố đẩy những đường sức từ khác ra xa nó tạo ra lực Lực sinh ra trên khung dây cung cấp năng lượng làm quay động cơ điện

Đặt hai đầu khung dây lên điểm tựa để nó có thể quay Tuy nhiên, nó chỉ có thể tiếp tục quay khi lực sinh ra theo chiều cũ

Bằng cách gắn cổ góp và chổi than vào khung dây, dòng điện chạy qua dây dẫn từ sau đến trước phía cực bắc, trong khi dòng điện chạy từ trước ra sau phía cực nam và duy trì như vậy Điều đó làm nam châm tiếp tục quay

Hình 11 Lực từ sinh ra trên khung dây

1.3.2 Hoạt động trong thực tế

Để ứng dụng lý thuyết này trong thực tế, trước tiên, người ta phải quấn nhiều khung dây để tăng

từ thông từ đó sinh ra moment lớn Tiếp theo, người ta đặt một lõi thép bên trong các khung dây cũng nhằm tăng từ thông và tạo ra moment lớn

Thay vì sử dụng nam châm vĩnh cửu, người ta có thể dùng nam châm điện làm phẩn cảm

Quan hệ giữa cực từ của nam châm và dòng điện chạy qua nó có thể dùng qui tắc bàn tay phải để giải thích Hướng tất cả bốn ngón tay, trừ ngón tay cái của bàn tay phải theo chiều của dòng điện

đi qua cuộn dây Khi đó, ngón cái sẽ chỉ chiều của cực bắc

Để tốc độ động cơ quay cao và quay êm, người ta dùng nhiều khung dây

Từ những lý thuyết trên, người ta thiết kế nên máy khởi động trong thực tế

Hình 15 Cấu tạo thực tế của động cơ máy khởi động

Hình 16 Dây quấn trong rotor

Cuộn dây phần ứng được quấn như Hình 16 Hai đầu của hai khung dây cạnh nhau được hàn với cùng một phiến đồng trên cổ góp Dòng điện chạy từ chổi than dương dến âm qua các khung dâu mắc nối tiếp

Nếu nhìn từ phía bánh răng bendix, thì dòng điện có chiều như Hình 17

Khi đó, chiều của dòng điện chạy qua các khung dây trong cùng một phần tư rotor là như nhau

Và nhờ thế chiều của từ trường sinh ra ở mỗi khung sẽ không đổi khi cổ góp quay

Nhờ sự b

Rotor qu

Động cơ

- Loại m

khởi độn

- Loại m

- Loại m

1 3 Đặc

Hì

bố trí các khu

uay theo chiề

điện một ch

mắc nối tiếp:

ng

mắc song son

mắc hỗn hợp

tính của mo

ình 17 Dòng

ung dây tron

ều kim đồng hiều được ch Moment ph

ng: Ít dao độ : Có cả đặc

otor khởi độ

g điện trong

ng phần cảm

hồ theo qui hia làm 3 loại hát ra lớn nhấ

ng về tốc độ điểm của ha

Hình 19.

ộng một chi

g rotor

và phần ứng luật bàn tay

i tùy theo ph

ất khi bắt đầ

ộ, giống như

ai loại trên, th

Các kiểu đấ

iều

g mà sinh ra trái

hương pháp đ

ầu quay, đượ

loại dùng na hường dùng

ấu dây

a lực từ làm q

đấu dây

ợc dùng chủ y

am châm vìn

để khởi độn

quay phần ứ

yếu trong m

nh cửu

ng động cơ l

ứng

máy

ớn

Hình 20 Đặc tính của máy khởi động

1.3.1 Mối quan hệ giữa tốc độ, moment và cường độ dòng điện

Về cơ bản mạch điện của motor chỉ là các cuộn dây Giá trị điện trở trong mạch rất nhỏ vì chỉ có điện trở của các cuộn dây Theo định luật Ohm giá trị dòng điện sẽ tăng rất lớn khi điện áp accu (12 V) là không đổi và giá trị điện trở của mạch là rất nhỏ Kết quả là có dòng điện lớn đi tới máy khởi động và moment xoắn cực đại được tạo ra ngay khi máy khởi động bắt đầu làm việc Vì motor và máy phát điện có cấu tạo tương tự nhau, nên điện áp theo chiều ngược lại (sức điện động đảo chiều) được tạo ra khi motor quay làm giảm dòng một chiều Vì sức điện động cảm ứng này tăng lên khi tốc độ máy khởi động tăng lên do đó dòng điện chạy qua motor giảm

đi làm cho moment xoắn và dòng một chiều cũng giảm theo

- Tỷ số truyền giữa bánh răng dẫn động và vành răng xấp xỉ từ 1 :10 tới 1:15

- Công suất đầu ra của máy khởi động khi mới bắt đầu làm việc là rất thấp vì moment xoắn lớn

và tốc độ của máy khởi động thấp nhưng công suất này tăng lên tới giá trị cực đại theo sự thay đổi của moment xoắn và tốc độ của máy khởi động và sau đó giảm đi Công suất máy khởi động được biểu diễn bằng đường cong trên hình vẽ theo sự thay đổi của moment xoắn và tốc độ của máy khởi động

1.3.2 Mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp

Khi máy khởi động bắt đầu làm việc, điện áp ở cực của accu giảm xuống do cường độ dòng điện trong mạch tăng lên Khi cường độ dòng điện trong mạch lớn thì không thể bỏ qua rơi áp ở điện trở trong của accu Theo định luật Ohm sụt áp tăng lên khi giá trị dòng điện trong mạch tăng lên

Sụt áp gi

bình thườ

2 CẤU

5 Bộ tru

6 Li hợp

7 Bánh r

2.2 Cấu

iảm xuống kh

ờng

TẠO MÁY

uyền bánh răn

p khởi động

răng bendix

tạo

hi giá trị dòn

Y KHỞI Đ

ng giảm tốc

và then xoắn

ng điện trong

ĐỘNG

2.1 Các b Hình 22

Máy khở

1 Công t

2 Phần ứ

3 Vỏ má

4 Chổi t

n

g mạch giảm

Hình 21 C

bộ phận

Công tắc từ

ởi động loại g tắc từ ứng (lõi của

áy khởi động than và giá đ

m xuống và đ

Các bộ phận

ừ

giảm tốc gồm

motor khởi

g

đỡ chổi than

điện áp accu

của máy khở

m có các bộ

động)

lại trở về gi

ởi động

phận sau đâ

iá trị

ây:

2.2.1 Công tắc từ

Công tắc từ hoạt động như là một công tắc chính của dòng điện chạy tới motor và điều khiển bánh răng bendix bằng cách đẩy nó vào ăn khớp với vành răng khi bắt đầu khởi động và kéo nó ra sau khi khởi động Cuộn hút được quấn bằng dây 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

2.2.2 Phần ứng và ổ bi cầu

Phần ứng tạo ra lực làm quay motor và ổ bi cầu đỡ cho lõi (phần ứng) quay ở tốc độ cao

Hình 23 Phần ứng và ổ bi cầu Hình 24 Vỏ máy khởi động

2.2.3.Vỏ máy khởi động

Vỏ máy khởi động này tạo ra từ trường cần thiết để cho motor hoạt động Nó cũng có chức năng như một vỏ bảo vệ các cuộn cảm, lõi cực và khép kín các đường sức từ Cuộn cảm được mắc nối tiếp với phần ứng

2.2.4 Chổi than và giá đỡ chổi than

Chổi than được tì vào cổ góp của phần ứng bởi các lò xo để cho dòng điện đi từ cuộn dây tới phần ứng theo một chiều nhất định Chổi than được làm từ hỗn hợp đồng-cácbon nên nó có tính dẫn điện tốt và khả năng chịu mài mòn lớn Các lò xo chổi than nén vào cổ góp phần ứng và làm cho phần ứng dừng lại ngay sau khi máy khởi động bị ngắt

Nếu các lò xo chổi than bị yếu đi hoặc các chổi than bị mòn có thể làm cho tiếp điểm điện giữa chổi than và cổ góp không đủ để dẫn điện Điều này làm cho điện trở ở chỗ tiếp xúc tăng lên làm giảm dòng điện cung cấp cho motor và dẫn đến giảm moment

Hình 25 Chổi than và giá đỡ chổi than Hình 26 Bộ truyền giảm tốc

2.2.5 Bộ truyền giảm tốc

Bộ truyền giảm tốc truyền lực quay của motor tới bánh răng bendix và làm tăng moment xoắn bằng cách làm chậm tốc độ của motor

Bộ truyền giảm tốc làm giảm tốc độ quay của motor với tỉ số là 1/3 -1/4 và nó có một li hợp khởi động ở bên trong

2.2.6 Li hợp khởi động

Hình 27 Li hợp khởi động Hình 28 Bánh răng khởi động chủ động và rãnh

xoắn

Li hợp khởi động truyền chuyển động quay của motor tới động cơ thông qua bánh răng bendix

Để bảo vệ máy khởi động khỏi bị hỏng bởi số vòng quay cao được tạo ra khi động cơ đã được khởi động, người ta bố trí li hợp khởi động này Đó là li hợp khởi động loại một chiều có các con lăn

2.2.7 Bánh răng khởi động chủ động và then xoắn

Bánh răng bendix và vành răng truyền lực quay từ máy khởi động tới động cơ nhờ sự ăn khớp an toàn giữa chúng Bánh răng bendix được vát mép để ăn khớp được dễ dàng Then xoắn chuyển lực quay vòng của motor thành lực đẩy bánh răng bendix, trợ giúp cho việc ăn khớp và ngắt sự

ăn khớp của bánh răng bendix với vành răng

3 HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY KHỞI ĐỘNG

3.1 Công tắc từ

3.1.1 Khái quát

Công tắc từ có hai chức năng:

- Đóng ngắt motor

- Ăn khớp và ngắt bánh răng bendix với vành răng

Công tắc từ này cũng hoạt động theo ba bước khi máy khởi động hoạt động: Hút vào, Giữ, Hồi

về (nhả về)

Một số hư hỏng:

- Nếu có hở mạch trong cuộn hút, thì nó không thể hút được piston và do đó máy khởi động không thể khởi động được (không có tiếng kêu hoạt động của công tắc từ)

- Nếu công tắc chính tiếp xúc kém, thì dòng điện đi đến cuộn cảm và phần ứng rất khó khăn và tốc độ của máy khởi động giảm xuống

- Nếu có hở mạch trong cuộn giữ, thì nó không thể giữ được piston và có thể làm cho piston đi vào nhảy ra một cách liên tục

3.1.2 Nguyên lí hoạt động

Hình 29 Nguyên lý hoạt động

3.1.2.1 Kéo (Hút vào)

Khi bật khoá điện lên vị trí START, dòng điện của accu đi vào cuộn giữ và cuộn hút Sau

đó dòng điện đi từ cuộn hút tới phần ứng qua cuộn cảm xuống mát Việc tạo ra lực điện từ trong các cuộn giữ và cuộn hút sẽ làm từ hoá các lõi cực và do vậy piston của công tắc từ bị hút vào lõi cực của nam châm điện Nhờ sự hút này mà bánh răng bendix bị đẩy ra và ăn khớp với vành răng bánh đà đồng thời đĩa tiếp xúc sẽ bật công tắc chính lên

Để duy trì điện áp kích hoạt công tắc từ, một số xe có relay khởi động đặt giữa khoá điện và công tắc từ

Hình 30 Hút vào Hình 31 Giữ

3.1.2.2 Giữ

Khi công tắc chính được bật lên, thì không có dòng điện chạy qua cuộn hút vì hai đầu cuộn hút bị đẳng áp, cuộn cảm và cuộn ứng nhận trực tiếp dòng điện từ accu Cuộn dây phần ứng sau

đó bắt đầu quay với vận tốc cao và động cơ được khởi động Ở thời điểm này piston được giữ nguyên tại vị trí chỉ nhờ lực điện từ của cuộn giữ vì không có dòng điện chạy qua cuộn hút

3.1.2.3 Nhả (hồi về)

Hình 32 Hồi về

Khi khoá điện được xoay từ vị trí START sang vị trí ON, tại thời điểm này, tiếp điểm chính vẫn còn đóng, dòng điện đi từ phía công tắc chính tới cuộn hút rồi qua cuộn giữ Đặc điểm cấu tạo của cuộn hút và cuộn giữ là có cùng số vòng dây quấn và quấn cùng chiều 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 piston Do đó piston bị đẩy trở lại nhờ lò xo hồi về và công tắc chính bị ngắt làm cho máy khởi động dừng lại

3.2 Ly hợp máy khởi động

Hình 33 Cấu tạo ly hợp máy khởi động

3.2.1 Hoạt động

3.2.1.1 Khi khởi động

Khi bánh răng li hợp (bên ngoài) quay nhanh hơn trục then (bên trong) thì con lăn li hợp bị đẩy vào chỗ hẹp của rãnh và do đó lực quay của bánh răng li hợp được truyền tới trục then

3.2.1.2 S

Khi

đẩy ra ch

Hình 35.

3.2.2 Cơ

3.2.2.1 C

Cơ cấu ă

au khi khởi

i trục then (b

hỗ rộng của r

Hoạt động

ơ cấu ăn khớ

Công dụng

ăn khớp / nhả

Hình

i động động

bên trong) qu rãnh làm cho

của ly hợp k

ớp và nhả

ả có hai chức

h 34 Hoạt độ

(Kh

g cơ

uay nhanh hơ

o bánh răng

khởi động (Sau k

c năng

ộng của ly h

i khởi động)

ơn bánh răng

li hợp quay

khi khởi động

hợp khởi độn )

g li hợp (bên không tải

g)

ng

n ngoài), thì con lăn li hợợp bị

- Ăn khớp bánh răng bendix với vành răng bánh đà

- Ngắt sự ăn khớp giữa bánh răng bendix với vành răng bánh đà

3.2.2.2 Cơ cấu ăn khớp

Hình 37 Hoạt động ăn khớp Hình 38 Hoạt động nhả khớp

Các mặt đầu của bánh răng bendix và vành răng đi vào ăn khớp với nhau nhờ tác động hút của công tắc từ và ép lò xo dẫn động lại Sau đó tiếp điểm chính được bật lên và lực quay của phần ứng tăng lên Một phần lực quay được chuyển thành lực đẩy bánh răng bendix nhờ then xoắn Nói cách khác bánh răng bendix được đưa vào ăn khớp với vành răng bánh đà nhờ lực hút của công tắc từ, lực quay của phần ứng và lực đẩy của then xoắn

Bánh răng bendix và vành răng được vát mép để việc ăn khớp được dễ dàng

3.2.2.3 Cơ cấu nhả khớp

Khi bánh răng bendix làm quay vành răng thì xuất hiện áp lực cao trên bề mặt răng của hai bánh răng Khi tốc độ quay của động cơ (vành răng) trở nên cao hơn so với bánh răng bendix khi khởi động động cơ, nên vành răng làm quay bánh răng bendix Một phần của lực quay này được