Phần 1 của giáo trình Thực tập điện ô tô F1 cung cấp cho học viên những kiến thức về: thiết bị điện và điện tử sử dụng trên ô tô; hệ thống khởi động; hệ thống nạp; điện áp chỉnh lưu bởi máy phát; hoạt động của bộ tiết chế;... Mời các bạn cùng tham khảo!
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH Nguyễn Bá Thiện, Nguyễn Văn Hậu GIÁO TRÌNH THỰC TẬP ĐIỆN Ô TÔ F1 (LƯU HÀNH NỘI BỘ) Quảng Ninh- 2020 LỜI NÓI ĐẦU Để đáp ứng kịp thời yêu cầu nhiệm vụ đào tạo, Trường ĐHCN Quảng Ninh tổ chức biên soạn giáo trình Thực tập Điện ô tô F1 Sách dùng làm tài liệu giảng dạy học tập cho sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ơ tơ nhà trường làm tài liệu tham khảo cho người làm công tác kĩ thuật ngành tơ Giáo trình nhóm cán giảng dạy thuộc mơn Cơ khí Ơ tơ Trường ĐHCN Quảng Ninh biên soạn, Trong q trình biên soạn cố gắng để sách đảm bảo tính khoa học, đại gắn liền với thực tế phát triển ngành công nghiệp sản xuất ô tô Nhưng khả có hạn hạn chế thời gian điều kiện khách quan khác, giáo trình chắn không tránh khỏi khiếm khuyết Chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp bạn đọc đồng nghiệp để lần tái sau hồn chỉnh Nhóm tác giả MỤC LỤC Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô Bài Các Thiết bị điện Bài Các Thiết bị điện tử 10 Chương 2: Hệ thống khởi động 23 Bài Ắc quy khởi động 23 Bài Máy khởi động 35 Chương Hệ thống nạp 53 Bài Khái quát 53 Bài Cấu trúc máy phát điện 55 Bài Điện áp chỉnh lưu máy phát 60 Bài Hoạt động tiết chế 62 Bài Kiểm tra sửa chữa máy phát 72 Chương Hệ thống đánh lửa 75 Bài Khái quát 75 Bài Cấu tạo hệ thống đánh lửa 79 Bài Hoạt động hệ thống đánh lửa 83 Bài Kiểm tra hệ thống đánh lửa 88 Chương 5: Hệ thống mã hóa khóa động chống trộm 89 Bài Hệ thống mã hóa khố động 89 Bài Hệ thống chống trộm Bài Hệ thống Immobilizer 96 101 Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô Chương THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG TRÊN Ô TÔ Bài CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN Khái quát điện Các thiết bị điện sử dụng nhiều hệ thống tơ có chức khác 1.1 Các chức điện - Chức phát nhiệt Nhiệt tạo điện qua điện trở, châm thuốc lá, cầu chì - Chức phát sáng Ánh sáng phát điện qua điện trở, bóng đèn phát sáng - Chức từ tính Một lực từ tạo điện qua dây dẫn cuộn dây, cuộn dây đánh lửa, máy phát điện, kim phun Mọi chất có ngun tử, ngun tử gồm có hạt Hình Các thiết bị điện nhân điện tử Một nguyên tử kim loại có điện tử tự Các điện tử tự điện tử chuyển động tự từ nguyên tử Việc truyền nguyên tử tự nguyên tử kim loại tạo điện Do điện chạy qua mạch điện di chuyển điện tử dây dẫn Khi đặt điện áp vào đầu dây dẫn kim loại, điện tử chạy từ cực âm đến cực dương Chiều chuyển động dòng điện tử ngược chiều với chiều dòng điện 1.2 Ba yếu tố điện Điện bao gồm ba yếu tố bản: - Dòng điện Đây dòng chảy qua mạch điện Đơn vị : A (Ampe) - Điện áp Đây lực điện động làm dòng điện chạy qua mạch điện Điện áp cao lượng dịng điện lớn chảy qua mạch điện Đơn vị : V (Vôn) - Điện trở Đây phần đối lập với dòng điện, thể cản trở dòng điện mạch Đơn vị : Ω (Ohm) Mối quan hệ dòng điện, điện áp điện trở có Hình Dịng điện dây dẫn thể biểu diễn định luật Ohm I U R 1.3 Công suất Công suất điện thể lượng công thiết bị điện thực giây Công suất đo Watt (W), 1W lượng công nhận điện áp V đặt vào điện trở phụ tải tạo dịng điện 1A giây Cơng suất tính theo cơng thức sau: P = U.I Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô - P: Công suất, đơn vị : W - I: Dòng điện, đơn vị : A - U: Điện áp, đơn vị : V Ví dụ: Nếu đặt 5A dòng điện thời gian giây, điện áp 12V, thiết bị điện thực công 60W (5 x 12 = 60) 1.4 Dòng điện chiều dòng điện xoay chiều Một dịng điện có chiều khơng thay đổi với biên độ không thay đổi gọi dòng điện chiều Mặt khác, dòng điện thay đổi chiều có biên độ thay đổi gọi dịng điện xoay chiều Hình Dịng điện chiều dòng điện xoay chiều - Dòng điện chiều (DC) Đây loại dòng điện chạy theo chiều không thay đổi, từ cực dương đến cực âm, ắc quy ô tô pin khô - Dòng điện xoay chiều (AC) Đây loại dòng điện đổi chiều theo chu kỳ đặn Điện ổ cắm nhà nguồn điện pha công nghiệp sử dụng nhà máy số ví dụ Điện trở Điện trở sử dụng tơ có nhiều dạng khác Một điện trở thông dụng kỹ thuật điện tử ô tô điện trở than Điện trở than gồm hỗn hợp bột than chất khác pha trộn theo tỉ lệ khác nên có trị số điện trở khác Bên ngồi điện trở bọc lớp cách điện Trị số điện trở ký hiệu vòng màu Hình dáng điện trở than vịng màu Hình Trong trường hợp đặc biệt, khơng có vịng số (loại điện trở có vịng màu) sai số 20% Cách đọc: Đọc từ trái sang phải Vạch vạch thứ hai biểu thị giá trị thực điện trở, vạch thứ ba biểu thị thang nhân 10x (với x giá trị tương ứng với giá trị màu), vạch thứ tư dung sai điện trở Ví dụ: Điện trở có vạch màu từ trái sang là: Đỏ - tím - cam - bạc Thì giá trị điện trở là: Đỏ = 2, tím = 7, cam =103, bạc = 10% Vậy: R = 27 103 10% R = 27 K 10% Lưu ý mua điện trở: Người ta khơng thể chế tạo điện trở có đủ tất trị số từ nhỏ đến lớn mà chế tạo điện trở có trị số theo tiêu chuẩn với vòng màu số vòng màu số hai có giá trị sau: 10 12 15 18 22 27 33 39 43 47 51 56 68 75 82 91 Bảng Các giá trị điện trở Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng tơ Ví dụ: Có điện trở: ; 10 ; 100 ; 1K 1,5 ; 15 ; 150 ; 1,5K 4,7 ; 47 ; 470 ; 4,7K Bảng qui ước vạch màu điện trở: Màu Đen Nâu Đỏ Cam Vàng Xanh Xanh dương Tím Xám Trắng Vàng kim Bạc kim Hình Vạch màu điện trở Vòng số Vòng số Vòng số (số thứ nhất) (số thứ hai) (số bội) 0 x 100 1 x 101 2 x 102 3 x 103 4 x 104 5 x 105 6 x 106 7 x 107 8 x 108 9 x 109 x 10-1 x 10-2 Bảng Giá trị vạch màu Vòng số (sai số) 1% 2% 5% 10% Đối với điện trở có vịng màu, cách đọc tương tự điện trở vòng màu, khác vòng màu số, vòng số bội, vòng sai số Điện trở nhiệt:(Thermistor) Là loại điện trở nhiệt có trị số thay đổi theo nhiệt độ Nhiệt trở thường dùng để ổn định nhiệt cho tầng khuyếch đại công suất hay làm linh kiện cảm biến hệ thống điều khiển tự động theo nhiệt độ Hình Nhiệt điện trở Có hai loại nhiệt trở: - Điện trở nhiệt có hệ số nhiệt điện trở âm loại nhiệt điện trở nhận nhiệt độ cao trị số điện trở giảm xuống ngược lại - Điện trở nhiệt có hệ số nhiệt điện trở dương loại nhiệt điện trở nhận nhiệt độ cao trị số điện trở tăng lên Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô Nhiệt điện trở có hệ số nhiệt âm loại bán dẫn có điện trở thay đổi theo biến đổi nhiệt độ Nói khác đi, nhiệt điện trở xác định nhiệt độ cách dị điện trở Ví dụ ứng dụng: Trong xe ô tô, nhiệt điện trở sử dụng cảm biến nhiệt độ nước cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp, v.v Phần tử áp điện: Điện trở phần tử áp điện thay đổi chịu áp suất lực căng Phần tử từ trở: Hình Cảm biến nhiệt độ Điện trở phần tử từ trở thay đổi từ trường đặt vào nước làm mát Vì thay đổi điện trở phần tử nhỏ, IC (các mạch tích hợp) khuyếch đại Sau điện trở biến đổi thành xung tín hiệu tương tự để sử dụng chúng tín hiệu cảm biến Hình Phần tử áp điện Tụ điện Một tụ điện có điện cực, gồm có kim loại màng kim loại đối diện với Chất cách điện (hoặc chất điện mơi), làm chất cách điện khác nhau, đặt điện cực Trong sơ đồ này, khơng khí có tác dụng chất cách điện Khi đặt điện áp vào điện cực cách nối cực âm dương ắc quy, điện cực tích điện dương âm Khi điện cực tụ điện tích điện bị đoản mạch, có dòng điện tức thời chạy từ cực (+) đến cực (-) làm trung hịa tụ điện Vì tụ điện phóng điện Ngồi chức tích điện mơ tả đây, đặc điểm đáng kể tụ điện ngăn khơng cho Hình Tụ điện dịng điện chiều chạy qua Một số mạch điện sử dụng chức tích điện tụ điện như: Mạch điều chỉnh nguồn điện, dòng điện dự phòng cho vi xử lí, mạch định thời sử dụng lượng thời gian cần thiết để nạp phóng điện cho tụ điện, mạch dùng tụ để ngăn dòng điện chiều, lọc để trích loại bỏ thành phần cụ thể tần số Bằng cách dùng đặc điểm này, tụ điện sử dụng mạch điện tơ cho nhiều mục đích, chẳng hạn để loại trừ nhiễu thay cho nguồn điện cơng tắc Các đặc điểm tích điện tụ điện Khi đặt điện áp dịng điện chiều vào tụ điện phóng điện hồn tồn, dịng điện bắt đầu chạy tốc độ nhanh Sau tụ điện bắt đầu tích điện, dịng điện giảm xuống Cuối cùng, dung lượng tĩnh điện (khả tích điện tụ điện) tụ điện đạt được, dòng điện dừng chạy Điện áp tụ điện thời điểm điện áp đặt Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô Hình Hoạt động phóng nạp tụ điện Cơng tắc, cầu chì relay 4.1 Cơng tắc Cơng tắc thiết bị đóng ngắt dịng điện người tác động Do yêu cầu thẩm mỹ khơng gian lắp đặt nên kích thước cơng tắc ngày nhỏ gọn Cơng tắc có nhiều loại khác tùy thuộc vào cơng dụng - Cơng tắc xoay Hình 10 Cơng tắc xoay - Cơng tắc ấn, cơng tắc bập bênh Hình Cơng tắc ấn - Công tắc cần, công tắc phát nhiệt độ Hình 12 Cơng tắc cần Hình 11 Cơng tắc bập bênh Hình 13 Cơng tắc phát nhiệt độ Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô - Công tắc phát dịng điện, cơng tắc vận hành thay đổi mức dầu Hình 14 Cơng tắc phát dịng điện Hình 14 Cơng tắc phát mức dầu 4.2 Cầu chì Một dải kim loại mỏng bị cháy dịng điện q lớn chạy qua nó, cách ngắt dòng điện bảo vệ mạch điện khỏi bị hư hỏng Cầu chì dịng cao dây có chiều dày lớn đặt mạch điện cường độ dịng điện cao cháy q tải, cách bảo vệ mạch điện 4.2 Relay Nếu mạch điện thiết bị đòi hỏi cường độ dịng điện cao gồm có nguồn điện, cơng tắc bóng đèn mắc nối tiếp, cơng tắc dây điện phải có cơng suất cao để chịu cường độ dịng điện cao Tuy nhiên, sử dụng relay để giảm dịng qua cơng tắc Cơng tắc điều khiển relay, cịn relay điều khiển dịng lớn qua thiết bị điện Hình 16 Các loại cầu chì Sơ đồ Hình 15 mơ tả chế làm việc relay Khi đóng cơng tắc, dịng điện chạy điểm 2, từ hóa cuộn dây Lực từ cuộn dây hút tiếp điểm di động điểm Do đó, điểm đóng lại để dịng điện chạy vào bóng đèn Vì qua việc sử dụng relay, công tắc dây dẫn đến cơng tắc có cơng suất thấp Hình 17 Mạch điện điều khiển Các loại relay Các relay phân loại thành loại Hình 16 tùy theo cách mở đóng chúng: - Loại thường mở: Loại thường mở, đóng cuộn dây cấp điện (A) (B) sơ đồ - Loại thường đóng: Loại thường đóng, mở cuộn dây cấp điện (C) sơ đồ - Loại tiếp điểm: Loại chuyển mạch hai tiếp điểm, tùy theo trạng thái cuộn dây (D) sơ đồ Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô (B) (D) Hình 18 Các loại relay Nguyên lí phát điện 5.1 Cảm ứng điện từ Một dây dẫn chuyển động tự đặt cực N S nam châm thể Hình 17 Sau đó, mắc điện kế vào dây dẫn để thành mạch kín Khi dịch chuyển dây dẫn cực từ thể sơ đồ, kim điện kế xoay Như vậy, dây dẫn dịch chuyển cực từ, dây dẫn qua cắt từ thơng, sinh dịng điện Vì vậy, dịch chuyển dây dẫn song song với từ thơng, khơng sinh dịng điện Hiện tượng sinh dòng điện gọi cảm ứng điện từ, dòng điện chạy qua dây dẫn gọi dịng cảm ứng Hình 19 Cảm ứng điện từ Hình 20 Quy tắc bàn tay phải Dịng cảm ứng tạo sức điện động kết cảm ứng điện từ Do sức điện động gọi sức điện động cảm ứng Chiều dịng điện Hình 18 cho thấy mối quan hệ chiều từ trường, chiều dòng điện cảm ứng, chiều di chuyển dây dẫn Mối quan hệ gọi quy tắc bàn tay phải Fleming 5.2 Nguyên lí máy phát điện Đại lượng chiều sức điện động cảm ứng tạo cách quay cuộn dây thay đổi theo vị trí cuộn dây Trong sơ đồ (1) Hình 18, dịng điện chạy từ chổi than A đến bóng đèn Trong sơ đồ (2), nguồn điện dòng ngưng lại Trong sơ đồ (3) dịng điện chạy từ chổi than B đến bóng đèn Do dịng điện tạo thiết bị dịng điện xoay chiều Do thiết bị gọi máy phát điện xoay chiều 60 Chương 4: Hệ thống nạp Máy phát có bơm chân khơng thường lắp xe có động diesel Bơm chân không trang bị để cung cấp chân không cho trợ lực lái thiết bị khác Bơm chân không lắp chung nên quay với trục máy phát Có hai loại, loại có bơm chân khơng đặt phía puli loại đặt phía đối diện puli Loại máy phát có bơm chân khơng giống loại máy phát khác có thêm bơm chân không Cấu tạo bơm chân không gồm có: Vỏ, Rotor, Cánh, Van an tồn (van chiều) 2.2.3 Máy phát khơng có vịng tiếp điện Máy phát khơng có vịng tiếp điện sử dụng máy kéo, xe tải lớn, xe cơng trình Nó khơng sử dụng chổi than vòng tiếp điện để nâng cao tuổi thọ Nó có cực từ xoay cịn cuộn dây phần cảm đứng yên Bài ĐIỆN ÁP CHỈNH LƯU BỞI MÁY PHÁT 3.1 Dòng điện xoay chiều pha Khi nam châm quay cuộn dây, điện áp tạo hai đầu cuộn dây Điều làm xuất dòng điện xoay chiều Hình 22 Dịng điện xoay chiều pha Mối quan hệ dòng điện sinh cuộn dây vị trí nam châm hình vẽ Cường độ dịng điện lớn tạo cực nam (S) cực bắc (N) nam châm gần cuộn dây Tuy nhiên chiều dòng điện mạch thay đổi ngược chiều sau nửa vòng quay nam châm Dòng điện hình sin tạo theo cách gọi "dòng điện xoay chiều pha" Một chu kỳ 3600 số chu kỳ giây gọi tần số Để phát điện hiệu hơn, người ta bố trí cuộn dây máy phát hình vẽ Hình 23 Dịng điện xoay chiều pha Mỗi cuộn dây A, B C bố trí cách 1200 độc lập với Khi nam châm quay cuộn dây tạo dòng điện xoay chiều cuộn dây Hình vẽ cho thấy mối quan hệ dòng điện xoay chiều nam châm, dòng điện tạo dòng điện xoay chiều pha Tất xe đại ngày sử dụng máy phát xoay chiều pha 3.2 Bộ chỉnh lưu 3.2.1 Cấu tạo Chương 3: Hệ thống nạp 61 Máy phát điện xoay chiều thực tế có trang bị mạch chỉnh lưu Hình A để nắn dịng điện xoay chiều pha Mạch có diode đặt giá đỡ chỉnh lưu Hình 24 Dịng điện chỉnh lưu 3.2.2 Chức Khi rotor quay vòng, cuộn dây Stator dòng điện sinh cuộn dây từ (a) tới (f) Hình C Ở vị trí (a), dịng điện có chiều dương tạo cuộn dây III dịng điện có chiều âm tạo cuộn dây II Vì dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây II tới cuộn dây III Dòng điện chạy vào tải qua diode sau trở cuộn dây II qua diode Ở thời điểm cường độ dòng điện cuộn dây I Vì khơng có dịng điện chạy cuộn dây I Bằng cách giải thích tương tự từ vị trí (b) tới (f) dòng điện xoay chiều chỉnh lưu cách cho qua diode dòng điện tới phụ tải trì giá trị khơng đổi 3 Máy phát điện có điện áp điểm trung hồ 3.3.1 Điện áp điểm trung hồ Hình 25 Điện áp điểm trung hoà 62 Chương 4: Hệ thống nạp Máy phát điện xoay chiều thông thường dùng diode để chỉnh lưu dòng điện xoay chiiều pha (AC) thành dòng điện chiều (DC) Điện áp điểm trung hoà nguồn cung cấp điện cho rơle đèn báo nạp Có thể thấy điện áp trung bình điểm trung hoà 1/2 điện áp chiều Trong dòng điện qua máy phát, điện áp điểm trung hồ phần lớn dịng điện chiều có phần dòng điện xoay chiều Phần dòng điện xoay chiều tạo pha Khi tốc độ máy phát vượt q 2,000 tới 3,000 vịng/phút giá trị cực đại phần dòng điện xoay chiều vượt điện áp dịng điện chiều Điều có nghĩa so với đặc tính máy phát điện xoay chiều khơng có diode điểm trung hoà, điện áp tăng từ khoảng 10 tới 15% tốc độ máy phát thông thường 5,000 vòng/phút 3.3.2 Sơ đồ mạch điện cấu tạo Để bổ sung thay đổi điện điểm trung hoà vào điện áp chiều máy phát khơng có diode điểm trung hồ người ta bố trí diode chỉnh lưu cực (B) đất (E) nối với điểm trung hoà Những diode đặt giá đỡ chỉnh lưu Bài HOẠT ĐỘNG CỦA TIẾT CHẾ 4.1 Điều chỉnh dòng điện phát 4.1.1 Sự cần thiết phải điều chỉnh cường độ Hình 26 Sơ đồ mạch điện diode trung hồ dịng điện phát Máy phát điện dùng xe quay với động Vì vậy, xe hoạt động tốc độ động thường xuyên thay đổi tốc độ máy phát khơng ổn định Nếu máy phát khơng có ổn áp hệ thống nạp khơng thể cung cấp dịng điện ổn định cho thiết bị điện Do đó, tốc độ máy phát thay đổi điện áp thiết bị điện phải trì khơng đổi tuỳ theo thay đổi cường độ dòng điện mạch cần phải điều chỉnh Trong máy phát xoay chiều việc điều chỉnh điều chỉnh tiết chế vi mạch 4.1.2 Nguyên lí điều chỉnh Hình 27 Tự điều khiển dịng điện Hình 28 Nguyên tắc tiết chế Nhìn chung cường độ dịng điện tạo thay đổi phương pháp sau -Tăng giảm lực từ trường(Rotor) -Tăng tốc giảm tốc độ quay nam châm Khi áp dụng phương pháp thay đổi tốc độ rotor máy phát điện xoay chiều xe, tốc độ quay rotor điều khiển quay với động Nói cách khác, điều kiện thay đổi cách tự máy phát xoay chiều xe lực từ trường (rotor) Trong thực tế việc thay đổi cường độ dòng điện vào cuộn dây rotor (dòng tạo từ trường) làm thay đổi lực từ trường Chương 3: Hệ thống nạp 63 Bộ tiết chế vi mạch điều chỉnh cường độ dòng điện máy phát xoay chiều cách điều khiển dòng điện tạo từ trường điện áp tạo ln ổn định tốc độ quay rotor thay đổi dòng điện sử dụng thay đổi Tự điều khiển dịng điện cực đại: Đặc tính máy phát điện dòng điện ổn định tốc độ quay máy phát vượt tốc độ định (tự điều khiển) tải vượt q dịng điện cực đại điện áp sụt Một đặc tính khác máy phát điện xoay chiều dòng điện giảm máy bị nóng điện trở phận thay đổi theo nhiệt độ tốc độ không đổi Gợi ý sửa chữa: - Nếu đai chữ V bị trượt tốc độ máy phát thấp yêu cầu dòng điện tạo giảm xuống làm cho ắc qui hết điện điện - Nếu dòng điện tiêu thụ lớn so với dòng điện tạo điện áp vào ắc qui bị tiêu thụ làm cho ắc qui bị hết điện - Khi máy phát quay tốc độ thấp (khi động quay khơng tải) dịng điện tạo có cường độ thấp Vì nhiều thiết bị điện chẳng hạn sưởi ấm đèn pha bật, phải sử dụng điện từ ắc qui Nếu tình trạng kéo dài ắc qui hết điện Đối với số loại máy phát đời cũ, người ta dùng tiết chế riêng để ổn định điện áp Đó tiết chế loại rung tiết chế bán dẫn 4.2 Tiết chế loại rung Tiết chế loại rung thường gồm relay điều chỉnh điện relay đèn báo nạp Nó hiệu chỉnh điện áp máy phát cách đóng mở tiếp điểm Relay điều chỉnh điện có cấu tạo hình bên Lực điện từ làm thay đổi vị trí tiếp điểm Hình 29 Hoạt động tiếp điểm Sơ đồ máy phát đời cũ tiết chế loại rung trình bày hình bên - + IG/SW K'1 K1 K2 R3 WU K'2 Wdgm + F R1 Wkt IG (W-L) R2 F (W-S) E (B) N (Y) L (W-R) Hình 30 Sơ đồ nguyên lý hoạt động tiết chế loại rung Chương 4: Hệ thống nạp 64 Hình vẽ sơ đồ mạch điện ví dụ tiết chế loại rung Cơ sở hoạt động tiết chế loại rung relay Trên hình vẽ, có hai relay, relay điều chỉnh điện với cuộn dây Wu relay điều khiển đèn báo nạp - Khi bật IG/SW, có dịng điện: + accu → đèn báo nạp → tiếp điểm K1' → khung relay đèn báo → mát: đèn báo nạp sáng + accu → IG → tiếp điểm K1 → khung relay điều chỉnh điện → F → Wkt → mát: cung cấp dịng kích từ ban đầu cho máy phát - Khi rotor máy phát quay, có biến thiên từ thông qua stator làm sinh điện áp xoay chiều pha Dòng điện điểm trung hòa stator → N → Wdgm → khung relay đèn báo → mát: tiếp điểm K1' ngắt, K2' dẫn, đèn báo nạp tắt + accu → IG → Wu → R3 → K2' → mát: cung cấp dòng điện qua cuộn dây relay điều chỉnh điện - Khi điện áp máy phát đủ lớn, dòng điện qua Wu đủ khả hút tiếp điểm K1 hở ra, dịng điện qua Wkt khơng thể qua K1 nên có dịng điện từ IG → R1 → F → Wkt → mát: dòng điện qua cuộn kích từ lúc bị hạn chế điện trở R1 Tiết chế dẫn ngắt (rung) tiếp điểm K1 để trì điện áp phát - Khi tốc độ máy phát tăng cao, điện trở R1 khơng cịn khả hạn dịng, điện áp tăng lên Lúc này, dòng điện qua Wu đủ lớn để kéo cần tiếp điểm, làm K2 dẫn Hai đầu Wkt nối mát nên khơng có dịng điện qua Tiếp điểm K2 dẫn ngắt (rung) để trì điện áp máy phát - Điện trở R2 dùng để bảo vệ tiếp điểm K1, K1 dẫn ngắt làm sinh sức điện động Wkt, dòng điện qua R2 mà khơng phóng qua K1 - R3 điện trở bù nhiệt Nhiệt độ môi trường tăng lên hay tỏa nhiệt thiết bị làm điện trở Wu (làm đồng) tăng lên → điện áp hiệu chỉnh tăng lên R3 loại nhiệt điện trở âm bù lại tăng Wu, ổn định điện áp máy phát theo nhiệt độ 4.3 Tiết chế bán dẫn + Db R5 R4 F T3 T2 T1 R2 R3 IG/SW DZ TriO Wkt D1 R1 D2 + - Hình 31 Sơ đồ nguyên lý hoạt động tiết chế bán dẫn Tiết chế bán dẫn hoạt động dựa nguyên tắc nhận biết điện áp máy phát diode Zenner để điều khiển dịng qua cuộn kích từ transistor cơng suất Điện áp máy phát đưa qua cầu phân áp để dẫn (ngắt) Zenner Tín hiệu cho qua điều khiển trung gian để cuối ngắt (dẫn) transistor điều khiển dịng qua cuộn kích từ, trì điện áp mức hiệu chỉnh Sau ví dụ hoạt động tiết chế bán dẫn - Khi bật IG/SW, có dịng điện: Chương 3: Hệ thống nạp 65 + accu → đèn báo nạp R5 → R1: phân cực thuận cho T2 T3 làm T2 T3 dẫn + accu → đèn báo nạp R5 → Wkt → F → T2, T3 → mát: cung cấp dịng kích từ ban đầu cho máy phát - Khi rotor máy phát quay, từ thông qua stator biến thiên làm sinh dòng điện xoay chiều pha Dòng điện chỉnh lưu TriO để tắt đèn báo nạp cung cấp vào đầu dương Wkt - Khi tốc độ rotor đủ lớn làm cho điện áp phát lớn điện áp hiệu chỉnh, điện áp rơi R3 cầu phân áp R2,R3 đủ lớn làm cho Zenner Dz dẫn → T1 dẫn → T2,T3 ngắt → ngắt dòng qua Wkt → điện áp máy phát giảm xuống Quá trình lặp lại để ổn định điện áp mức hiệu chỉnh - D2 dùnh để dập sức điện động tự cảm sinh Wkt T2, T3 dẫn ngắt 4.4 Bộ tiết chế vi mạch 4.4.1 Cấu tạo tiết chế vi mạch Bộ tiết chế vi mạch chủ yếu gồm có vi mạch, cánh tản nhiệt giắc nối Việc sử dụng vi mạch làm cho tiết chế có kích thước nhỏ gọn 4.4.2 Các loại tiết chế vi mạch - Loại nhận biết ắc qui: Loại tiết chế vi mạch nhận biết ắc qui nhờ cực S (cực nhận biết từ ắc qui) điều chỉnh điện áp theo giá trị qui định Loại nhận biết máy phát: Loại tiết chế vi mạch xác định điện áp bên máy phát điều chỉnh điện áp theo giá trị qui định Các đầu giắc cắm: Hình 32 Đầu tiết chế vi mạch 4.4.3 Chức tiết chế vi mạch Bộ tiết chế vi mạch có chức sau - Điều chỉnh điện áp - Cảnh báo máy phát khơng phát điện tình trạng nạp khơng bình thường Bộ tiết chế vi mạch cảnh báo cách bật sáng đèn báo nạp xác định cố sau - Đứt mạch ngắn mạch cuộn dây rotor - Cực S bị ngắt - Cực B bị ngắt - Điện áp tăng vọt lớn (điện áp ắc qui tăng ngắn mạch cực F cực E) 4.4.4 Các đặc tính tiết chế vi mạch - Đặc tính tải ắc qui Điện áp khơng đổi thay đổi (nhỏ 0,1 tới 0,2 V) tốc độ máy phát thay đổi - Đặc tính phụ tải bên ngồi Điện áp nhỏ dòng điện phụ tải tăng lên Sự thay đổi điện áp, chí tải định mức dòng điện cực đại máy phát vào khoảng 0,5 tới V Nếu tải vượt khả máy phát điện áp sụt đột ngột Chương 4: Hệ thống nạp 66 - Đặc tính nhiệt độ Nhìn chung điện áp giảm nhiệt độ tăng lên Vì điện áp sụt nhiệt độ cao (Ví dụ vào mùa hè tăng lên nhiệt độ cao, vào mùa đơng giảm xuống) Việc nạp đầy đủ phù hợp với ắc qui thực thời điểm Hình 33 Đặc tính tiết chế vi mạch 4.5 Điều khiển đầu tiết chế vi mạch Sau giải thích chế mà tiết chế vi mạch giữ điện áp tạo ổn định ngun lí hoạt động để đạt chức Ở sử dụng tiết chế vi mạch loại nhận biết ắc qui làm ví dụ 4.5.1 Hoạt động bình thường 4.5.1.1 Khi khố điện vị trí ON động tắt máy Hình 34 Khi khoá điện ON Khi bật khoá điện lên vị trí ON, điện áp ắc qui đặt vào cực IG Kết mạch M.IC bị kích hoạt Transistor Tr1 mở làm cho dịng kích từ chạy cuộn dây rotor Ở trạng thái dòng điện chưa tạo tiết chế làm giảm phóng điện ắc qui đến mức cách đóng ngắt Transistor Tr1 ngắt quãng Ở thời điểm điện áp cực P = mạch M.IC xác định trạng thái truyền tín hiệu tới Transistor Tr2 để bật đèn báo nạp 4.5.1.2 Khi máy phát phát điện (điện áp thấp điện áp điều chỉnh) Động khởi động tốc độ máy phát tăng lên, mạch M.IC mở Transistor Tr1 dịng kích từ qua điện áp tạo Ở thời điểm điện áp cực B lớn điện áp ắc qui, dịng điện vào ắc qui để nạp cung cấp cho thiết bị điện Kết điện áp cực P tăng lên Do mạch M.IC xác định trạng thái phát điện thực truyền tín hiệu đóng Transistor Tr2 để tắt đèn báo nạp Chương 3: Hệ thống nạp 67 Hình 35 Khi máy phát phát điện 4.5.1.3 Khi máy phát phát điện (điện áp cao điện áp điều chỉnh) Hình 36 Khi điện áp máy phát cao điện áp hiệu chỉnh Nếu Transistor Tr1 tiếp tục mở, điện áp cực B tăng lên Sau điện áp cực S vượt điện áp điều chỉnh, mạch M.IC xác định tình trạng đóng Transistor Tr1 Kết dịng kích từ qua cuộn dây rotor giảm, điện áp cực B (điện áp tạo ra) giảm xuống Sau điện áp cực S giảm xuống tới giá trị điều chỉnh mạch M.IC xác định tình trạng mở Transistor Tr1 Do dịng kích từ cuộn dây rotor tăng lên điện áp cực B tăng lên Bộ tiết chế vi mạch giữ cho điện áp cực S (điện áp cực ắc qui) ổn định (điện áp điều chỉnh) cách lặp lặp lại trình Diode D1 hấp thụ sức điện động ngược sinh cuộn rotor đóng mở transistor Tr1 4.5.2 Hoạt động khơng bình thường 4.5.2.1 Khi cuộn dây Rotor bị đứt Khi máy phát quay, cuộn dây Rotor bị đứt máy phát không phát điện điện áp cực P = Khi mạch M.IC xác định tình trạng này mở Transistor Tr2 để bật đèn báo nạp cho biết tượng khơng bình thường 68 Chương 4: Hệ thống nạp Hình 37 Khi Rotor bị đứt 4.5.2.2 Khi cuộn dây Rotor bị chập (ngắn mạch) Hình 38 Khi Rotor bị ngắn mạch Khi máy phát quay cuộn dây rotor bị chập điện áp cực B đặt trực tiếp vào cực F dòng điện mạch lớn Khi mạch M.IC xác định đựơc tình trạng đóng Transistor Tr1 để bảo vệ đồng thời mở Transistor Tr2 để bật đèn báo nạp để cảnh báo tình trạng khơng bình thường 4.5.2.3 Khi cực S bị ngắt Khi máy phát quay, cực S tình trạng bị hở mạch mạch M.IC xác định khơng có tín hiệu đầu vào từ cực S mở Transistor Tr2 để bật đèn báo nạp Đồng thời mạch M.IC, cực B làm việc thay cho cực S để điều chỉnh Transistor Tr1 điện áp cực B đựơc điều chỉnh để ngăn chặn tăng điện áp khơng bình thường cực B Chương 3: Hệ thống nạp 69 Hình 39 Khi cực S bị ngắt 4.5.2.4 Khi cực B bị ngắt Khi máy phát quay, cực B tình trạng bị hở mạch, ắc qui không nạp điện áp ắc qui (điện áp cựcS) giảm dần Khi điện áp cực S giảm, tiết chế vi mạch làm tăng dịng kích từ để tăng dịng điện tạo Kết điện áp cực B tăng lên Tuy nhiên mạch M.IC điều chỉnh dịng kích từ cho điện áp cực B không vượt 20 V để bảo vệ máy phát tiết chế vi mạch Khi điện áp cực S thấp (11 tới 13 V) mạch M.IC điều chỉnh để bật đèn báo nạp điều chỉnh dịng kích từ cho điện áp cực B giảm đồng thời bảo vệ máy phát tiết chế vi mạch Hình 40 Khi cực B bị ngắt 4.5.2.5 Khi có ngắn mạch cực F cực E Khi máy phát quay, có ngắn mạch cực F cực E điện áp cực B nối thông với mát từ cực E qua cuộn dây rotor mà không qua cực transistor Tr1 Kết điện áp máy phát trở lên lớn dịng kích từ khơng điều khiển transistor, điện áp cực S vượt điện áp điều chỉnh Mạch M.IC xác định cực mở transistor Tr2 để bật đèn báo nạp để khơng bình thường 70 Chương 4: Hệ thống nạp Hình 41 Khi chân F nối mát 4.6 Một số loại tíêt chế vi mạch khác 4.6.1 Hoạt động tiết chế vi mạch loại nhận biết điện áp máy phát Về hoạt động loại giống loại nhận biết ắc qui tiết chế vi mạch loại nhận biết điện áp máy phát khơng có cực S để xác định điện áp ắc qui Như mạch M.IC trực tiếp xác định điện áp tạo máy phát từ cực B điều chỉnh điện áp máy phát điều chỉnh đèn báo nạp Hình 42 Tiết chế vi mạch nhận biết điện áp máy phát 4.6.2 Bộ tiết chế vi mạch có cực M 4.6.2.1 Vai trò cực M Bộ phận sưởi điện PTC: Bộ phận sưởi dùng để hâm nóng nước làm mát động hiệu suất sưởi không đủ (đặt lõi sưởi) Đối với xe có phận sưởi điện PTC, phận sưởi PTC sử dụng động chạy trạng thái không tải điện tiêu thụ lớn điện máy phát tạo Vì lí người ta trang bị thêm cực M Cực M truyền tình trạng phát điện máy phát tới ECU động thông qua transistor Tr3 lắp đồng với transistor Tr1 để điều khiển dịng kích từ ECU động điều khiển chế độ không tải động phận sưởi điện PTC theo tín hiệu truyền từ cực M 4.6.2.2 Hoạt động Chương 3: Hệ thống nạp 71 Hình 43 Sơ đồ máy phát có cực M Vì transistor Tr3 nối đồng với transistor Tr1 nên Tr1 mở Tr3 mở Cực M phát tín hiệu thay đổi dạng xung Khi phận sưởi điện PTC làm việc Hình 44 Khi phận sưởi làm việc Khi phận sưởi điện PTC khơng làm việc Hình 45 Khi phận sưởi không làm việc Chương 4: Hệ thống nạp 72 Bài KIỂM TRA VÀ SỬA CHỮA MÁY PHÁT 5.1 Tháo rã máy phát: Hình 46 Sơ đồ tháo rã máy phát 5.1.1 Tháo puli Dùng máy siết tháo đai ốc Dùng giẻ giữ chặt puli không cho xoay Hình 47 Tháo Puli Hình 48 Tháo nắp sau 5.1.2 Tháo rã nắp sau Tháo đai ốc phiến cách điện khỏi chân B Tháo đai ốc chân mát, sau lấy nắp sau ngồi 5.1.3 Tháo rã vịng kẹp chổi than Tháo vít lấy vịng kẹp chổi than ngồi Hình 49 Tháo vịng kẹp chổi than Hình 50 Tháo tiết chế vi mạch Chương 3: Hệ thống nạp 73 5.1.4 Tháo rã tiết chế vi mạch Tháo vít lấy tiết chế vi mạch ngồi 5.1.5 Tháo chỉnh lưu Tháo vít lấy chỉnh lưu ngồi Tháo miếng đệm Hình 51 Tháo chỉnh lưu Hình 52 Tháo nắp sau Hình 53 Tháo rotor 5.1.6 Tháo rã nắp sau Tháo đai ốc Dùng cảo tháo rời nắp sau 5.1.7 Tháo rotor Chú ý: đừng làm miếng đệm 5.2 Kiểm tra chi tiết 5.2.1 Kiểm tra điện trở cuộn dây rotor Dùng VOM kiểm tra điện trở hai vòng tiếp điện Ghi nhận sau so sánh với giá trị cho phép Hình 54 Kiểm tra Rotor 5.2.2 Kiểm tra cách điện cuộn rotor Dùng VOM đo điện trở trục (mát) vòng tiếp điện Chúng phải không thông 5.2.3 Đo đường kính ngồi kiểm tra vịng tiếp điện Dùng thước kẹp đo đường kính ngồi so sánh với giá trị cho phép Làm nhẵn bề mặt vòng tiếp điện bề mặt gồ ghề giấy nhám nhuyễn Hình 55 Kiểm tra vịng tiếp điện 5.2.4 Kiểm tra thơng mạch cuộn dây stator Hình 56 Kiểm tra thơng mạch Stator Chương 4: Hệ thống nạp 74 Dùng VOM kiểm tra thông mạch đầu cuộn dây Mỗi cặp đầu dây phải thông 5.2.5 Kiểm tra cách điện cuộn stator Dùng VOM kiểm tra cách điện đầu cuộn dây má cực Chúng phải cách điện với Hình 57 Kiểm tra cách điện Stator Hình 58 Kiểm tra diode chỉnh lưu 5.2.6 Kiểm tra diode chỉnh lưu Dùng VOM kiểm tra diode cực dương diode cực âm Nếu dùng đồng hồ số bật sang thang đo diode - Kiểm tra diode cực âm: Để kiểm tra, ta đo đầu E (mát) với điểm từ P1 đến P4 - Kiểm tra diode cực dương: Để kiểm tra, ta đo đầu B (dương) với điểm từ P1 đến P4 5.2.7 Kiểm tra chổi than Dùng thước kẹp đo phần nhô chổi than so sánh với giá trị tiêu chuẩn Nếu nhỏ hơn, ta phải thay chổi than Kiểm tra chổi than có bị nứt hay vỡ khơng Hình 59 Kiểm tra chổi than Hình 60 Kiểm tra ổ bi 5.2.8 Kiểm tra ổ bi Xoay ổ bi tay cảm nhận có tiếng ồn chặt khít hay khơng ... luật Ohm I U R 1. 3 Công suất Công suất điện thể lượng công thiết bị điện thực giây Công suất đo Watt (W), 1W lượng công nhận điện áp V đặt vào điện trở phụ tải tạo dịng điện 1A giây Cơng suất... sau: 10 12 15 18 22 27 33 39 43 47 51 56 68 75 82 91 Bảng Các giá trị điện trở Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tơ Ví dụ: Có điện trở: ; 10 ; 10 0 ; 1K 1, 5 ; 15 ; 15 0 ; 1, 5K... Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô - P: Công suất, đơn vị : W - I: Dòng điện, đơn vị : A - U: Điện áp, đơn vị : V Ví dụ: Nếu đặt 5A dòng điện thời gian giây, điện áp 12 V, thiết bị điện thực