Nghiên cứu hệ thống khởi động trên xe Toyota Yaris 2009

i NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Hưng yên, ngày…..tháng…..năm 2023 Giảng viên hướng dẫn ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN 1 ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Hưng yên, ngày…tháng….năm 2023 Giảng viên phản biện 1 iii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN 2 ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Hưng yên, ngày…tháng….năm 2023 Giảng viên phản biện 2 iv MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN................................................ i NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN 1 ...............................................ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN 2 ..............................................iii MỤC LỤC............................................................................................................ iv DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................. vi DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................. vii MỞ ĐẦU............................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ............................................................ 2 1.1. Cơ sở lý luận đề tài và lịch sử vấn đề nghiên cứu. ........................................ 2 1.1.1. Tính cấp thiết của đề tài. ............................................................................. 2 1.1.2. Mục tiêu đề tài............................................................................................. 3 1.1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................... 3 1.1.4. Ý nghĩa, nhiệm vụ của đề tài....................................................................... 3 1.2. Các phương pháp nghiên cứu......................................................................... 4 1.2.1. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn. ............................................................ 4 1.2.2. Phương án nghiên cứu tài liệu..................................................................... 4 1.2.3. Phương pháp thống kê mô tả....................................................................... 5 1.3 Vai trò, sơ đồ, nhiệm vụ, phân loại hệ thống khởi động................................. 5 1.4 Sự hoạt động của hệ thống khởi động:............................................................ 6 1.4.1 Sự hoạt động của hệ thống khởi động trên ôtô hộp số thường: ................... 7 1.4.2. Sự hoạt động của hệ thống khởi động trên ôtô hộp số tự động: ................. 8 1.4.3 Nhiệm vụ:..................................................................................................... 9 1.4.4. Phân loại:..................................................................................................... 9 1.5. Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống khởi động. ...................................... 12 1.5.1 Các biện pháp cải thiện đặc tính làm việc của hệ thống khởi động trên ôtô........................................................................................................................ 13 1.5.2 Dùng bugi có hệ thống sấy. ...................................................................... 13 1.5.3 Phương pháp đổi nối tiếp điện áp trong quá trình khởi động .................... 14 1.6. Phân tích kết cấu máy khởi động loại giảm tốc. .......................................... 14 1.6.1 Công tắc từ < Rơle gài khớp>.................................................................... 14 1.6.2. Phần ứng và ổ bi........................................................................................ 17 1.6.3. Phần Cảm. ................................................................................................. 17 1.6.4. Chổi than và giá đỡ chổi than. .................................................................. 18 1.6.5. Hộp số giảm tốc. ....................................................................................... 19 1.6.6. Ly hợp một chiều ...................................................................................... 19 1.6.7. Bánh răng bendix và trục xoắn ốc............................................................. 20 1.6.8. Động cơ điện khởi động........................................................................... 21 1.7. Nguyên lý hoạt động của máy khởi động loại giảm tốc: ............................. 22 1.7.1 Nguyên lý tạo ra mô men:.......................................................................... 22 1.7.2 Nguyên lý quay liên tục. ............................................................................ 24 1.7.3. Lý thuyết trong động cơ điện thực tế........................................................ 25 1.8. Hệ thống khởi động...................................................................................... 26 v 1.8.1 Các chế độ làm việc của máy khởi động: .................................................. 28 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH KIỂM TRA,SỬA CHỮA VÀ CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN XE TOYOTA YARIS 2009.............................. 29 2.1 Xe cơ sở......................................................................................................... 29 2.2. Hư hỏng thường gặp.................................................................................... 30 2.3 Máy Khởi Động ............................................................................................ 32 2.3.1 Tháo máy khởi động: ................................................................................. 32 2.3.2. Quy trình kiểm tra ..................................................................................... 35 2.3.3. Quy Trình lắp máy khởi động................................................................... 44 2.4 Kiểm tra relay máy khởi động ...................................................................... 48 2.5. Relay cắt acc................................................................................................. 48 2.5.1 Quy trình tháo ............................................................................................ 49 2.5.2 Kiểm tra...................................................................................................... 51 2.5.3 Quy trình lắp .............................................................................................. 51 2.6. Relay đánh lửa.............................................................................................. 53 2.6.1 Quy trình tháo ............................................................................................ 53 2.6.2 Kiểm tra...................................................................................................... 54 2.6.3 Quy trình lắp .............................................................................................. 55 2.7 Khóa điện ...................................................................................................... 56 2.7.1 Quy trình tháo ............................................................................................ 57 2.7.2 Kiểm tra...................................................................................................... 58 2.7.3 Quy trình lắp .............................................................................................. 59 2.8 Relay tổ hợp .................................................................................................. 60 2.8.1. Quy trình tháo ........................................................................................... 60 2.8.2 Kiểm tra...................................................................................................... 61 2.8.3 Quy trình lắp .............................................................................................. 62 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH .............................................................. 63 3.1. Thiết kế và xây dựng khung......................................................................... 63 3.2. Lựa chọn và kiểm tra các chi tiết trên mô hình............................................ 65 3.2.1. Lựa chọn các chi tiết trên mô hình............................................................ 65 3.2.2. Kiểm tra các chi tiết .................................................................................. 67 3.3. Thiết kế mặt panel và cụm máy khởi động.................................................. 69 3.3.1. Thiết kế mặt panel..................................................................................... 69 3.3.2. Cụm máy khởi động.................................................................................. 71 3.4. Mô hình hoàn thiện ...................................................................................... 72 3.5. Hoạt động của mô hình. ............................................................................... 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................. 74 1.Kết Luận........................................................................................................... 74 2.Kiến nghị.......................................................................................................... 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 75 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật xe..................................................................................29 Bảng 2.2 Các hư hỏng thường gặp............................................................................30 Bảng 2.3 Quy trình tháo máy khởi động...................................................................32 Bảng 2.4 Quy trình lắp máy khởi động.....................................................................44 Bảng2.5 Quy trình tháo relay cắt acc ........................................................................49 Bảng 2.6 Quy trình lắp relay cắt acc .........................................................................51 Bảng 2.7 Quy trình tháo relay đánh lửa ....................................................................53 Bảng 2.8 Quy trình lắp relay đánh lửa .....................................................................55 Bảng 2.9 Quy trình tháo khóa điện ...........................................................................57 Bảng 2.10 Điện trở tiêu chuẩn của khóa điện ..........................................................58 Bảng 2.11 Quy trình lắp khóa điện ..........................................................................59 Bảng 2.12 Quy trình tháo relay tổ hợp.....................................................................60 Bảng 2.13 Điện trở tiêu chuẩn của relay IG2............................................................61 Bảng 2.14 Quy trình lắp relay tổ hợp........................................................................62 Bảng 31. Các chi tiết sử dụng trên mô hình.............................................................65 vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Vị trí làm việc máy khởi động .....................................................................6 Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống khởi động điện trên ôtô hộp số thường. .............................7 Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống khởi động điện trên ôtô hộp số tự động. ............................8 Hình 1.4 Phân loại máy khởi động.............................................................................9 Hình 1.5 Loại giảm tốc..............................................................................................10 Hình 1.6 Loại bánh răng đồng trục ..........................................................................11 Hình 1.7 Loại bánh răng hành tinh. .........................................................................11 Hình 1.8 Công tắc từ .................................................................................................15 Hình 1.9 Giai đoạn 1 .................................................................................................15 Hình1.10 Giai đoạn 2 ................................................................................................16 Hình 1.11 Giai đoạn 3 ...............................................................................................16 Hình 1.12 Phần ứng và ổ bi.......................................................................................17 Hình 1.13 Phần Cảm ................................................................................................18 Hình 1.14 Chổi than và giá đỡ chổi than .................................................................18 Hình 1.15 Hộp số giảm tốc .......................................................................................19 Hình 1.16 Ly hợp một chiều ....................................................................................19 Hình 1.18 Chiều đường sức từ .................................................................................22 Hình 1.19 Các đường sức từ ....................................................................................23 Hình 1.20 Khung dây trong từ trường......................................................................23 Hình 1.21 Đường sức từ trong khung dây................................................................23 Hình 1.22 Nguyên lý quay ........................................................................................24 Hình 1.23 Cổ góp, chổi than ....................................................................................24 Hình 1.24 Tăng mômen.............................................................................................25 Hình 1.26 Dùng nam châm điện ...............................................................................25 Hình 2.1 Xe Toyota Yaris 2009 ................................................................................29 Hình 2.2 Thực hiện phép thử kéo..............................................................................35 Hình 2.3 Tiến hành thử giữ. ......................................................................................36 Hình 2.4 Kiểm tra sự hồi về của bành răng...............................................................36 Hình 2.5 Tiến hành thử hoạt động không tải ............................................................37 Hình 2.6 Kiểm trả hở mạch cổ góp ...........................................................................37 Hình 2.7 Kiểm tra mát cổ góp...................................................................................38 Hình 2.8 Kiểm tra độ đảo cổ góp ..............................................................................38 Hình 2.9 Kiểm tra đường kính cổ góp ......................................................................39 viii Hình 2.10 Kiểm tra phần rãnh...................................................................................39 Hình 2.11 Kiểm tra điện trở giữa cực C và dây dẫn chổi than stato.........................40 Hình 2.12 Kiểm tra điện trở giữa dây chổi than và càng máy khởi động.................40 Hình 2.13 Kiểm tra chổi than....................................................................................41 Hình 2.14 Kiểm tra giá đỡ chổi than.........................................................................41 Hình 2.15 Kiểm tra cụm ly hợp.................................................................................42 Hình 2.16 Kiểm tra công tăc từ.................................................................................42 Hình 2.17 Kiểm tra hở mạch cuộn kéo .....................................................................43 Hình 2.18 Kiểm tra hở mạch cuộn kéo .....................................................................43 Hình 2.19 Kiểm tra relay máy khởi động .................................................................48 Hình 2.20 Relay cắt acc ............................................................................................48 Hinh2.21 Kiểm tra relay cắt acc................................................................................51 Hình 2.22 Relay đánh lửa..........................................................................................53 Hình 2.23 Kiểm tra relay đánh lửa............................................................................54 Hình 2.24 Khóa điện .................................................................................................56 Hình 2.25 Kiểm tra khóa điện...................................................................................58 Hình 2.26 Relay tổ hợp .............................................................................................60 Hình 3.1. Mẫu khung tiêu chuẩn...............................................................................64 Hình 3.2. Hàn,cắt và dựng khung mô hình ...............................................................64 Hình 3.3. Sơn và hoàn thiện khung...........................................................................65 Hình 3.4. Kiểm tra cụm giắc ECU ............................................................................68 Hình 3.5. Thiết kế đặt vị trí cá chi tiết trên AutoCAD..............................................69 Hình 3.6. Khoan, lắp chân giắc và đi dây các chi tiết...............................................69 Hình 3.7. Lắp đặt cụm bobin đánh lửa và giàn phun nhiên liệu ...............................70 Hình 3.8. Lắp các cảm biến, test bobin đánh lửa và giàn phun nhiên liệu ...............70 Hình 3.9. Lắp đặt ECU và cụm bánh răng tín hiệu G, NE........................................70 Hình 3.10. Panel sau khi lắp đặt nốt các cảm biến và chi tiết...................................71 Hình 3.11. Khung giá đỡ máy khởi động, máy phát điện .........................................71 Hình 3.12. Cụm khởi động và máy phát khi đã lắp lên khung .................................72 Hình 3.13. Hoàn thiện và lắp các các chi tiết lên mô hình........................................72 1 MỞ ĐẦU Ô tô hiện nay có một vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân, nó được dung để vận chuyển hành khách, hàng hóa và nhiều công việc khác. Nhờ sự phát triển của khoa học kỹ thuật và xu thế giao lưu, hội nhập quốc tế trong nhiều lĩnh vực sản xuất và đời sống, giao thông vận tải đã và đang là một ngành kinh tế kỹ thuật cần được ưu tiên của mỗi quốc gia. Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật và công nghệ, ngành ô tô đã có những tiến bộ vượt bậc về thành tựu kỹ thuật mới như: Điều khiển điện tử và kỹ thuật bán dẫn cũng như các phương pháp tính toán hiện đại đều được áp dụng trong ngành ô tô. Khả năng cải tiến, hoàn thiện và nâng cao để đáp ứng với mục tiêu chủ yếu về tăng năng suất, vận tốc, tại trọng có ích, tăng tính kinh tế, nhiên liệu, giảm cường độ lao động cho người lái, tăng tiện nghi sử dụng cho hành khách. Các loại xe ô tô hiện có ở nước ta rất đa dạng về chủng loại, phong phú về chất lượng do nhiều nước chế tạo. Trong đó các loại xe này rất tiện lợi, nó vừa mang tính việt dã vừa có thể đi trên các con đường địa hình và có thể chở được hàng hóa với khối lượng lớn. Trong thời gian học tập tại trường chúng em được trang bị những kiến thức về chuyên ngành để đánh giá quá trình học tập và rèn luyện, chúng em được khoa giao cho nhiệm vụ hoàn thành đồ án tốt nghiệp với nội dung: “Nghiên cứu hệ thống khởi động trên xe Toyota Yaris 2009”. Với kinh nghiệm và kiến thức còn ít nhưng được sự chỉ bảo tận tình của thầy Ths.Bùi Hà Trung em đã hoàn thành đồ án với thời gian quy định. Trong quá trình làm đồ án, dù bản than đã cố gắng, cộng với sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô và bạn bè xong do khả năng, tài liệu và thời gian còn có hạn chế nên khó có thể tránh khỏi sai xót. Qua đây em cũng xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy Ths.Bùi Hà Trung và các thầy, cô trong bộ môn đã tạo điều kiện để em hoàn thiện đồ án. Hưng Yên, ngày……..tháng…… năm 2023 Sinh viên thực hiện Hùng Bùi Mạnh Hùng 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1. Cơ sở lý luận đề tài và lịch sử vấn đề nghiên cứu. 1.1.1. Tính cấp thiết của đề tài. Ngành ô tô thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang phát triển mạnh mẽ với việc ứng dụng ngày càng nhiều những thành tựu công nghệ thông tin vào sản xuất và lắp đặt các linh kiện ô tô. Hệ thống khởi động trên ô tô là một bộ phận không thể thiếu trên một chiếc xe ô tô,. Hiện nay, cuộc cách mạng 4.0 đang diễn ra mạnh mẽ. Để đáp ứng được yêu cầu của cuộc cách mạng 4.0 nói chung cũng như cuộc cách mạng xanh của ngành công nghiệp ô tô nói riêng người kỹ sư phải được đào tạo một cách có khoa học, có hệ thống đáp ứng được nhu cầu xã hội hiện nay. Do đó, nhiệm vụ của các trường kỹ thuật là phải đào tạo cho học sinh, sinh viên có trình độ tay nghề cần thiết để đáp ứng nhu cầu công nghiệp ô tô hiện nay. Điều đó đòi hỏi người kỹ thuật phải có trình độ hiểu biết học hỏi sáng tạo để bắt kịp khoa học tiên tiến hiện đại, nắm bắt được những thay đổi về đặc tính kỹ thuật của từng loại xe dòng xe, đời xe…có thể chuẩn đoán hư hỏng và đưa ra phương án sửa chữa tối ưu. Vì vậy người kỹ thuật viên trước đó phải được đào tạo với một phương trình đào tạo tiên tiến, hiện đại cung cấp đầy đủ kiến thức lý thuyết cũng như thực hành. Trên thực tế trong các trường đại học, cao đẳng kỹ thuật của nước ta hiện nay thì trang thiết bị cho học sinh, sinh viên thực hành còn thiếu thốn rất nhiều. Các kiến thức mới có tính khoa học kỹ thuật cao còn chưa được khai thác đưa vào thực tế giảng dạy, các bài tập hướng dẫn thực hành, thực tập còn thiếu thốn. Vì vậy mà người kỹ sư, kỹ thuật viên gặp nhiều khó khăn trong quá trình nâng cao tay nghề, trình độ hiểu biết, tiếp xúc với những kiến thức, thiết bị tiên tiến hiện đại trong thực tế còn nhiều hạn chế.Từ những lý do trên có thể thấy đề tài: “Nghiên cứu hệ thống khởi động trên xe Toyota Yaris 2009” là rất cấp thiết, có ý nghĩa cao trong thực tiễn. 3 1.1.2. Mục tiêu đề tài. Từ nhiệm vụ chính của đề tài đặt ra là nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình hệ thống khởi động nội dung nghiên cứu của đề tài được thực hiện với các mục đích sau: − Phân tích kết cấu, nguyên tắc hoạt động của hình hệ thống khởi động trên xe Toyota. − Đánh giá kết quả thực tế, đề xuất phương án xây dựng hình hệ thống khởi động. − Với mục đích thiết kế mô hình phục vụ cho việc giảng dạy, nghiên cứu nên mô hình ngoài việc phải thể hiện được tính thực tế của hệ thống thông minh còn phải có tính sư phạm và tính thẩm mỹ. 1.1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. − Đối tượng nghiên cứu là hệ thống khởi động trên xe Toyota Yaris 2009 (động cơ 2NZFE). − Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu hệ thống khởi động trên xe Toyota Yaris 2009, từ đó làm nền tản cho nghiên cứu và ứng dụng rộng hơn. Tình hình, thực trạng về sự phát triển của khoa học kỹ thuật tiên tiến nhưng trong thực tế các trang thiết bị cho học sinh, sinh viên thực hành về: Hệ thống khóa và mở cửa trên xe còn thiếu thốn nhiều. Các kiến thức mới có tính khoa học kỹ thuật cao còn chưa được khai thác và đưa vào nội dung giảng dạy, nghiên cứu, học tập còn chưa được chú trọng quan tâm. Hệ thống bài tập, tài liệu nghiên cứu, tài liệu tham khảo về “Hệ thống khởi động” phục vụ cho học tập và nghiên cứu cũng như ứng dụng trong thực tế chưa nhiều. 1.1.4. Ý nghĩa, nhiệm vụ của đề tài. • Ý nghĩa đề tài: − Đề tài giúp sinh viên có thể củng cố kiến thức, tổng hợp và nâng cao kiến thức chuyên ngành cũng như kiến thức ngoài thực tế, xã hội. − Đề tài khi được hoàn thành cũng sẽ là nguồn tài liệu tham khảo cho các bạn học sinh, sinh viên muốn tra cứu tìm hiểu về hệ thống khởi động của ô tô. 4 − Hoàn thành đề tài đã giúp cho chúng em được hiểu biết sâu hơn về hệ thống khởi động trên ô tô và hơn thế là giúp cho chúng em làm quen hơn về nghiên cứu để có thể phụ cho công việc sau này. • Nhiệm vụ: − Nghiên cứu tổng quan về hệ thống khởi động trên ô tô. − Thiết kế, xây dựng mô hình hệ thống điện động cơ trên ô tô. − Phân tích, đánh giá kết quả. 1.2. Các phương pháp nghiên cứu 1.2.1. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn. a) Khái niệm: Là phương pháp trực tiếp tác động vào đối tượng trong thực tiễn làm bộc lộ bản chất và các quy luật vận động của đối tượng. b) Các bước thực hiện: Bước 1: Quan sát, tìm hiểu thông số kết cấu “Hệ khởi động trên xe ôtô”. Bước 2: Chọn linh kiện và vật liệu. Bước 3: Kiểm tra và chạy thử. Bước 4: Lắp ráp và hoàn thiện mô hình. 1.2.2. Phương án nghiên cứu tài liệu. a) Khái niệm: Là phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứu các văn bản, tài liệu đã có sẵn bằng các thao tác tư duy logic để rút ra kết luận khoa học cần thiết. b) Các bước thực hiện: Bước 1: Thu thập, tìm tòi các tài liệu về hệ thống khởi động trên xe. Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống chặt chẽ theo từng bước, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cơ sở và bản chất nhất định. 5 Bước 3: Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu nói về “Hệ thống khởi động trên xe ô tô Toyota Yariss 2009 ”, phân tích kết cấu, nguyên lý làm việc một cách khoa học. Bước 4: Tổng hợp kết quả đã phân tích được, hệ thống hóa các kiến thức liên quan tạo ra một hệ thống lý thuyết đầy đủ và sâu sắc. 1.2.3. Phương pháp thống kê mô tả. a) Khái niệm: Là phương pháp tổng hợp kết quả nghiên cứu thực tiễn và nghiên cứu tài liệu để đưa ra kết luận chính xác, khoa học. b) Các bước thực hiện: Từ thực tiễn nghiên cứu các tài liệu, lý thuyết đưa ra hệ thống bài tập thực hành, bảo dưỡng, sửa chữa, khắc phục hư hỏng của hệ thống khởi động trên xe ôtô. 1.3 Vai trò, sơ đồ, nhiệm vụ, phân loại hệ thống khởi động. 1.3.1. Vai trò. Hệ thống khởi động đóng vai trò quan trọng nhất trong hệ thống điện ôtô.Hệ thống khởi động sử dụng năng lượng từ bình acquy và chuyển năng lượng này thành cơ năng quay máy khởi động. Máy khởi động truyền cơ năng này cho bánh đà trên trục khuỷu động cơ thông qua việc gài khớp. Chuyển động của bánh đà làm hỗn hợp khí nhiên liệu được hút vào bên trong xylanh, được nén và đốt cháy để quay động cơ. Hầu hết các động cơ đòi hỏi tốc độ quay khoảng 200rpm. Khi bạn khởi động, động cơ nó không thể tự quay với công suất của nó. Trước khi tia lửa điện xuất hiện ta phải dùng lực từ bên ngoài để làm quay động cơ. Máy khởi động thực hiện công việc này. Máy khởi động sẽ ngừng hoạt động khi động cơ đã nổ Có hai hệ thống khởi động khác nhau được dùng trên xe.Cả hai hệ thống này đều có mạch điện riêng…một mạch điều khiển và một mạch motor.Một hệ thống có motor khởi động riêng. Hệ thống này được dùng trên hầu hết các dòng xe đời cũ. Loại còn lại có motor khởi động giảm tốc. Hệ thống này được dùng 6 trên hầu hết các dòng xe hiện nay. Một công tắc từ công suất lớn hay Solenoid sẽ đóng mở motor. Cả hai hệ thống được điều khiển bởi công tắc máy và được bảo vệ qua cầu chì.Trên một số dòng xe, một rơrle khởi động đựơc dùng để khởi động mạch điều khiển.Trên xe hộp số tự động có một công tắc khởi động trung gian ngăn trường hợp khởi động xe khi đang cài số.Trên xe hộp số thường có công tắc ly hợp ngăn trường hợp khởi động xe mà không đạp ly hợp.Trên các dòng xe đặc biệt có công tắc an toàn cho phép xe khởi động trên đường đồi dốc mà không cần đạp ly hợp. Hình 1.1 Vị trí làm việc máy khởi động 1.4 Sự hoạt động của hệ thống khởi động: Máy khởi động thông thường bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình 21. Bánh răng chủ động trên trục của phần ứng động cơ và quay cùng tốc độ.Một lõi hút trong công tắc từ (solenoid) được nối với nạng gài. Khi kích hoạt nam châm điện thì nạng gài sẽ đẩy bánh răng chủ động khớp với vành răng bánh đà. Khi 7 động cơ bắt đầu khởi động khớp ly hợp một chiều ngắt nối bánh răng chủ động ngăn cản mô men động cơ làm hỏng motor khởi động. Đó là kiểu của bộ khởi động đã được sử dụng hầu hết ở năm 1975 và trên những xe đời cũ. Công suất đầu ra là 0.8, 0.9 và 1KW. 1.4.1 Sự hoạt động của hệ thống khởi động trên ôtô hộp số thường: Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống khởi động điện trên ôtô hộp số thường. − Có một dòng thường trực từ accu đến máy khởi động tại chân 30. − Khi xoay công tắc máy START, nếu tài xế quên không đạp Ambraya thì không có dòng tới máy khởi động. − Khi công tắc máy START dòng điện đi từ bình > cầu chì > IGSW –> rờle đề > chân 50 của máy khởi động > mass. − Tùy vào dòng xe khác nhau,cầu chì có thể là loại 80A,90A hoặc 100A. 8 1.4.2. Sự hoạt động của hệ thống khởi động trên ôtô hộp số tự động: Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống khởi động điện trên ôtô hộp số tự động. Có một dòng thường trực đến máy khởi động tại chân 30. Khi xoay công tắc đến vị trí START,nếu tài xế quên không trả số về N hoặc P thì không có dòng xuống máy khởi động.Nếu hệ thống chống trộm được bật thì cũng không có dòng xuống máy khởi động. Khi hệ thống chống trộm không làm việc,và vị trí số đang ở N hoặc P thì khi công tăc ở vị trí START sẽ có dòng đi từ bình > cầu chì > IGSW > công tắc số NP > chân 50 > mass. Hệ thống khởi động bao gồm : máy khởi động (động cơ điện), ắc quy và mạch khởi động ( trong mạch khởi động gồm có dây nối từ ăc quy đến máy khởi động ), rơle kéo đóng máy khởi động và công tắc ( khoá) khởi động. Sơ đồ khối của hệ thống được minh hoạ trên hình. 9 1.4.3 Nhiệm vụ: Hệ thống khởi động trên ô tô có nhiệm vụ khởi động động cơ bằng cách kéo động cơ quay với tốc độ cần thiết, đảm bảo cho động cơ có thể tạo hòa khí và nén hòa khí đến nhiệt độ thích hợp để quá trình cháy hòa khí và sinh công diễn ra. Tốc độ vòng quay khởi động tối thiểu của động cơ xăng khoảng 50100 vp và của động cơ diesel khoảng 100 200 vp. 1.4.4. Phân loại: Hiện nay hệ thống khởi động thường sử dụng 3 loại máy khởi động (Hình 1.4): Hình 1.4 Phân loại máy khởi động. − Loại giảm tốc: loại R và loại RA. − Loại bánh răng đồng trục ; loại G và loại GA. − Loại bánh răng hành tinh: loại P. 10 ❖ Loại giảm tốc : Hình 1.5 Loại giảm tốc Motor khởi động bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình vẽ dưới. Đó là kiểu của bộ khởi động có sự kết hợp, tốc độ motor cao và sự điều chỉnh của bánh răng giảm tốc. Toàn bộ motor nhỏ hơn và nhẹ hơn motor khởi động thông thường, nó vận hành ở tốc độ cao hơn. Bánh răng giảm tốc chuyển mô men xoắn tới bánh răng chủ động ở 14 đến 13 tốc độ motor. Bánh răng chủ động quay nhanh hơn bánh răng trên bộ khởi động thông thường và mô men xoắn lớn hơn rất nhiều (công suất khởi động). Bánh răng giảm tốc được gắn trên một vài trục như bánh răng chủ động.Và khác với bộ khởi động thông thường, công tắc từ đẩy trực tiếp bánh răng chủ động(không qua cần dẫn động) tới ăn khớp với vòng răng bánh đà. Động cơ điện nhỏ gọn với tốc độ cao được sử dụng để quay hộp số giảm tốc, như vậy sẽ làm tăng momen khởi động. Công tắc từ chỉ để đẩy bánh răng bendix gây ra. Được sử dụng rộng dãi trên xe nhỏ gọn và nhẹ. ❖ Loại bánh răng đồng trục: Motor khởi động thông thường bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình vẽ. Bánh răng chủ động trên trục của phần ứng động cơ và quay cùng tốc độ. Một lõi hút trong công tắc từ(solenoid) được nối với nạng gài. Khi kích hoạt nam châm điện thì nạng gài sẽ đẩy bánh răng chủ động khớp với vành răng bánh đà. 11 Khi động cơ bắt đầu khởi động khớp ly hợp một chiều ngắt nối bánh răng chủ động ngăn cản mô men động cơ làm hỏng motor khởi động. Công suất đầu ra là 0.8, 0.9 và 1KW. Trong hầu hết trường hợp thay thế bộ khởi động cho motor cũ bằng motor có bánh răng giảm tốc. Bánh răng bendix được lắp ở cuối của truc rotor. Lực của công tắc từ đẩy bánh răng bendix nhờ đòn dẫn hướng. Sử dụng chủ yếu trên xe nhỏ. Hình 1.6 Loại bánh răng đồng trục ❖ Loại bánh răng hành tinh: Hình 1.7 Loại bánh răng hành tinh. 12 Bánh răng hành tinh cũng dùng để giảm tốc nhằm tăng momen quay. Trục rotor sẽ truyền lực qua bánh răng hành tinh đến bánh răng bendix. Nhờ trọng lượng nhỏ momen lớn, ít tiếng ồn. Nên được sử dụng ở nhiều loại xe nhỏ đến trung bình. 1.5. Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống khởi động. Do tính chất, đặc điểm và chức năng nhiệm vụ của hệ thống khởi động như đã trình bày ở trên, những yêu cầu kỹ thuật cơ bản đối với hệ thống khởi động điện bao gồm: a) Kết cấu gọn nhẹ, chắc chắn làm việc ổn định với độ tin cậy cao. b) Lực kéo tái sinh ra trên trục của máy khởi động phải đảm bảo đủ lớn, tốc độ quay cũng phải đạt tới trị số nào đó để cho trục khuỷu của động cơ ôtô quay nhất định. c) Khi động cơ ôtô đã làm việc, phải cắt được khớp truyền động của hệ thống khởi động ra khỏi trục khuỷu của động cơ ôtô d) Có thiết bị điều khiển từ xa khi thực hiện khởi động động cơ ôtô ( nút nhấn hoặc công tắc khởi động) thuận tiện cho người sử dụng. Công suất tối thiểu của máy khởi động trong hệ thống khởi động điện được tính theo công thức sau: Pkđ = Mc.Π.nmin30 (w) Trong đó nmin tốc độ quay nhỏ nhất tương ứng với trạng thái nhiệt đọ của động cơ ôtô khi khởi động, vong phút ( với trị số tốc độ này, động cơ ôtô phải tự động làm việc được sau ít nhất hai lần khởỉ động, thời gian khởi động kéo dài khôngo quá 10s đối với động cơ xăng và không quá 15s đối với động cơ diezen, khoảng thời gian cách giữa hai lần khởi động liên tiếp không quá 60s). trị số nmin phụ thuộc vào loại động cơ, số lượng xilanh cáo trong động cơ và nhiệt độ của động cơ ôtô lúc bắt đầu khởi động. trị số tốc độ đó bằng: − nmin =(4050) vòng đối với động cơ xăng. − nmin =(80120) v òng phút đối với động cơ diezen. Mc – mômen cản trung bình của động cơ ôtô trong quá trình khởi động, N.m. 13 Mômen cản khởi động của động cơ ôtô bao gồm cản do lực ma sát của các chi tiết có truyển động tương đối so với động cơ ôtô khi khởi động gây ra mômen cản khí nén hỗn hợp công tác trong xilanh của động cơ ôtô. trị số của Mc phụ thuộc vào loại động cơ, số lượng xilanh có trong động cơ và nhiệt độ động cơ khi khởi động. 1.5.1 Các biện pháp cải thiện đặc tính làm việc của hệ thống khởi động trên ôtô. 1.5.2 Dùng bugi có hệ thống sấy. Hiệu quả làm việc của hệ thống khởi động phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ của động cơ ôtô khi khởi động. Ở nhiệt độ thấp, việc khởi động động cơ rất khó khăn do các nguyên nhân sau: − Độ nhớt của dầu bôi trơn lớn, làm tăng trị số mômen cản (Mc) đặt trên trục động cơ khởi động. − Độ nhớt của nhiên liệu tăng lên, làm giảm khả năng bay hơi để hoà trộn với không khí trong quá trình hình thành hỗn hợp công tác trong xilanh của động cơ ôtô, làn tăng trị số tốc độ thấp nhất khi khởi động(nmin) − Giảm trị số áo suất và nhiệt độ trong xilanh của động cơ ôtô ở chu kỳ nén, ảnh hưởng xấu đến khả năng bén lửa, cháy và giãn nở sinh công của hỗn hợp công tác. − Dung lượng phóng điện của ắc quy ở nhiệt độ thấp giảm. Để cải thiện đặc tính làm việc của hệ thống khởi động ngưởi ta sử dụng nhiều biện pháp khác nhay hỗ trợ cho qua trình khởi động khi nhiệt độ môi trường thấp. một trong những biện pháp trên được áp dụng rộng rãi là dùng bugi có bộ phận sấy. Bugi có bộ phận sấy gồm 1 lõi làm bằng vật liệu gốm (sứ) chịu nhiệt, bên ngoài lõi có quấn dây điện trở, ống bọc ngoà có phủ 1 lớp chất cách điện và chịu nhiệt. Bugi có bộ phận sấy được lắp vào trong buồng đốt( trong xilanh của động cơ ôtô), có chức năng sấy nóng không khí trong xilanh tạo điều kiện thuận lợi cho việc bốc hơi, hoà trộn của nhiên liệu với không khí trong quá trình hình thành hỗp hợp công tác(đối với động cơ xăng), cong đối với động cơ điêzen tạo 14 điều kiện thuận lợi cho việc bộc hơi, hoà trộn và bốc cháy cuả nhiên liệu khi vòi phun nhiên liệu vào buồng đốt. Để điều kiển thời gian sấy cần thiết của bugi, có thể sử dụng phương pháp đơn giản ( phương pháp điều kiển bằng tay) hoặc phương pháp điều kiển dùng mạch định thời gian sấy. 1.5.3 Phương pháp đổi nối tiếp điện áp trong quá trình khởi động Dòng điện khi khởi động rất lớn, vì vậy tổn thất điện áp trên đường dây nối từ ắc quy đến máy khởi động, trong ắc quy và máy khởi động là đánh kể, nên ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của hệ thống khởi động. một trong những biện pháp giảm tổn thất điện áp trên các bộ phận trên trong hệ thống khởi động là nâng trị số điện áp cấp cho máy khởi động khi khởi động. Nguyên tắc chung của biện pháp này là: ở chế độ bình thường, các thiết bị điện trên xe được cung cấp nguồn điện có trị số điện áp bằng 12V(đối với xe mà hệ thống cung cáp điện có điện áp định mức 12V). Khi khởi động, riêng hệ thống khởi động được cung cấp nguồn điện có trị số điện áp bằng 24V ( hoặc cao hơn) trong khi đó các phụ tải điện khác vẫn được cung cấp nguồn có trị số điện áp bằng 12V 1.6. Phân tích kết cấu máy khởi động loại giảm tốc. 1.6.1 Công tắc từ < Rơle gài khớp> Rơle kéo có hai cuộn dây: Cuộn dây hút 11(Wh) và cuộn dây giữ tác động và cặp tiếp điểm 5 đóng, lúc này cả hai cuộn dây trên đều có dòng điện chảy qua, từ thông sinh ra trong hai cuộn dây đó tác dụng cùng chiều và có tác dụng hút lõi thép 13. Lúc này đĩa tiếp xúc bằng đồng 8 chưa nối các tiếp điểm 7, 9 và 10 cho nên phần ứng 15(M) và cuộn dây kích từ 16(WKT) được đấu với ắcquy thông qua cuộn dây hút 11(Wh) trong trường hợp này tương ứng với K1 kín còn K2 hở, vì vậy trị số điện áp đặt lên động cơ không lớn sẽ làm cho trục động cơ xoay đi một góc nhỏ tạo điều kiện cho bánh răng khởi động cơ thể tự lựa tốt hơn trong quá trình đi vào ăn khớp với vành bánh răng bánh đà. Khi tiếp điểm 910 kín, trong trường hợp này tương ứng với K1 và K2 đều kín, cuộn dây hút 11 (Wh) bị nối tắt, động cơ điện khởi động được nối trực tiếp với ácquy, điện áp đặt lên động cơ khởi động bằng trị số định mức, làm cho qúa trình khởi động thực hiện được một cách dễ dàng. 15 Hình 1.8 Công tắc từ 1. Cuộn hút 5. Trục lõi. 2. Cuộn giữ 6. Lõi. 3. Bi thép 7. Lò xo dẫn động. 4. Lò xo hoàn lực 8. Tiếp điểm chính. Công tắc từ có chức năng là kéo và đẩy bánh răng bendix ra khi đề, nó có tác dụng như công tắc đóng mở dòng điện cho động cơ điện. Khi khởi động động cơ công tắc từ thực hiện theo 3 bước: 1. Hút 2. Giữ 3. Hồi vị. • Giai đoạn 1: Hút.(Hình 1.2) Hình 1.9 Giai đoạn 1 Khi khoá điện ở vị trí Star lõi của công tắc từ được hút bởi sức từ động của cuộn hút và cuộn giữ. 16 Công tắc ở vị trí Star → Dòng điện qua cuộn hút và cuộn giữ→ Cuộn hút và cuộn giữ sinh từ→ Lõi bị hút vào→ Tiếp điểm chính đóng→ Bắt đầu quay. • Giai đoạn 2: Giữ. (Hình1.3) Hình1.10 Giai đoạn 2 Khi tiếp điểm chính đóng, động cơ điện quay để khởi động động cơ. Khi tiếp điểm chính đóng lõi được giữ bằng sức từ động của cuộn giữ. Tiếp điểm chính đóng →Cuộn hút bị ngắt điện→ Chỉ có cuộn giữ làm việc→ Động cơ điện quay→ Động cơ khởi động. • Giai đoạn 3: Hồi vị.(Hình 1.4) Hình 1.11 Giai đoạn 3 Khi động cơ đã nổ, trả công tắc máy về vị trí off. Lõi trả về làm tiếp điểm hở ra, máy khởi động ngừng quay. 17 Công tắc từ khởi động ở vị trí off→ Cuộn hút và cuộn giữ có dòng điện→ Lực từ của hai cuộn khử nhau→ Lõi trở về nhờ lò xo hoàn lực→ Tiếp điểm chính hở→ Ngừng quay < kết thúc>. 1.6.2. Phần ứng và ổ bi. Hình 1.12 Phần ứng và ổ bi 1. Ổ bi 2. Cổ góp 3. Lõi phần ứng 4. Khung dây phần ứng. Phần ứng và ổ bi có chức năng sinh ra mô men đồng thời giữ cho đông cơ điện ở tốc độ cao. 1.6.3. Phần Cảm. Phần cảm có chức năng tạo ra từ trường cần thiết cho động cơ điện và là chỗ bố trí cuộn dây kích từ, lõi cực của nó đồng thời là nơi đi qua của đường Cả cực và lõi cực được chế tạo bằng lõi sắt, nghĩa là chúng dễ dàng dẫn từ. Có 3 kiểu đấu dây cuộn kích: Nối tiếp, song song và hỗn hợp. 18 Hình 1.13 Phần Cảm 1. Phần cảm 2. Chổi tha 3. Lõi cực 4. Cuộn dây kích từ 1.6.4. Chổi than và giá đỡ chổi than. Hình 1.14 Chổi than và giá đỡ chổi than 1. Giá đỡ chổi than 2. Lõ xo chổi than 3. Chổi than 4. Khung nối mass Chổi than và giá đỡ chổi than cho phép dòng điện chạy qua phần ứng một chiều, đồng thời giữ ổn định lõi ép chổi than Chổi than được chế tạo bằng hợp kim đồng và cacbon . Cho phép dẫn nhiệt tốt và chống mòn. Lực của lò xo chổi than ép chổi than ngăn roto quay quá nhanh. 19 Làm roto ngừng ngay khi ngắt đề. 1.6.5. Hộp số giảm tốc. Hộp số giảm tốc làm nhiệm vụ truyền mô men của mô tơ và giảm tốc độ của chúng để tăng mômen Tỷ số truyền của hộp số giảm tốc từ 13 ÷ 14. Có ly hợp một chiều được lắp bên trong. Hình 1.15 Hộp số giảm tốc 1. Bánh răng phần ứng 2. Bánh răng phần trung gian 3. Ổ lăn 4. Bánh răng ly hợp 5. Bánh răng ly hợp. 1.6.6. Ly hợp một chiều Hình 1.16 Ly hợp một chiều 1. Bánh răng ly hợp 2. Bi đũa. 2. 3. Lò xo ly hợp. 4. Chốt trục. 20 Khi động cơ đang khởi động, một áp lực lớn đặt lên mặt tiếp xúc lên răng của bánh răng bendix và vòng răng bánh đà. Một khi động cơ đã nổ, hoạt động của bộ ly hợp quá tốc < ly hợp một chiều >. Làm bánh đà quay trơn bánh răng bendix và momen từ bánh đà của động cơ không thể truyền đến máy khởi động. Áp suất trên bề mặt răng của bánh răng trở nên nhỏ hơn, cho phép bánh răng bendix dễ ra khớp với bánh đà Ly hợp một chiều truyền momen quay của động cơ điện đến động cơ quay bánh răng bendix. Ngăn chặn sự truyền ngược lại khi động cơ đã nổ. Bi đũa được đặt bên trong hộp truyền động, cho phép bánh răng bendix quay trơn theo chỉ một chiều. 1.6.7. Bánh răng bendix và trục xoắn ốc Hình 1.17 Bánh răng bendix và trục xoắn ốc Bánh răng bendix và trục xoắn ốc truyền momen của khởi động cho động cơ. Đưa bánh răng bendix ăn khớp với vòng răng bánh đà. Giúp bánh răng bendix vào khớp và ra khớp. Bánh răng bendix được vát mặt để dễ vào khớp với vòng răng bánh đà. Trục xoắn chuyền lực quay của động cơ điện thành lực đẩy bánh răng. Tỉ số truyền của cặp bánh răng: Bánh răng của máy khởi động và vành bánh răng bánh đà của động cơ ôtô thường chọn bằng( i=918). Để tránh hiện tượng cắt chân răng ở bánh răng của bánh răng này thường chọn từ 9 đến 11 răng. Để hạn chế kích thước của vành bánh răng bánh đà đối với một số động cơ điện khởi 21 động công suất lớn thường có thêm bộ truyền bánh răng trung gian. Bộ truyền này có thề là một cặp bánh răng trụ hoặc bộ truyền bánh răng hành trình. Khớp truyền động là cơ cấu truyền mômen từ động cơ điện của máy khởi động (MKĐ) đến vành bánh răng bánh đà của động cơ ôtô. Với tỷ số truyền trên bánh răng của MKĐ phải quay 10 hoặc 20 vòng để kéo vành bánh răng bánh đà quay được 1 vòng. Khi hoạt động, tốc độ của rôto động cơ điện đạt trị số trong khoảng(20003000) vòngphút sẽ kéo trục khuỷu của động cơ ôtô quay khoảng 200 vòng phút đủ cho động cơ ôtô khởi động được. Sau khi động cơ đã nổ, số vòng quay độc lập của nó có thể lên đến (3000 4000) vòng phút. Nếu lúc này bánh răng của động cơ điện trong MKĐ còn ăn khớp với vành bánh răng bánh đà, rôto của động cơ điện trong MKĐ sẽ bị cuốn theo với vận tốc (30004000) vòng phút. Với tốc độ lớn như vậy, lực li tâm do nó tạo ra cực mạnh sẽ làm bung tất cả dây quấn ra khỏi rãnh của rôto và phá hỏng cổ góp của động cơ điện trong MKĐ. Khớp truyền động cơ trong MKĐ có các nhiệm vụ sau: − Truyền mômen của MKĐ làm quay vành bánh răng bánh đà động cơ ôtô. Bảo vệ MKĐ bằng cách tách rôto của động cơ điện khỏi động ra khỏi vành bánh răng bánh đà khi động cơ ôtô đã nổ được. Cơ cấu truyền động được được thiết kế theo hai kiểu: Kiểu văng ra: Khi khởi động, bánh răng của khớp truyền động sẽ văng từ trong rôto ra ngoài để ăn khớp với vành bánh răng bánh đac của đông cơ ôtô. 1.6.8. Động cơ điện khởi động. Động cơ dùng trong hệ thống khởi động là động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp hoặc hỗn hợp. Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp có mômen khởi động lớn song có nhược điểm là tốc độ không tải(ω0) quá lớn, ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ làm việc của động cơ. Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp tuy mômen khởi động không lớn bằng so với động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp nhưng trị số tốc độ không tải bé hơn. 22 Khi hệ thống khời động làm việc, dòng điện khởi động có trị số rất lớn( từ 150 đến 300 A đối với động cơ của xe du lịch, với động cơ trên xe vận tải dòng điện khởi động có thể đạt tới 16001800). Để đảm bảo truyền được công suất từ động cơ điện khởi động sang động cơ ô tô, tránh tổn thất điện áp trên đường dây nối từ ácquy đến động cơ điện khởi động và ở các chỗ tiếp xúc, yêu cầu điện trở của động cơ điện khởi động và ở các chỗ tiếp xúc, yêu cầu điện trở của động cơ điện khởi động phải đủ nhỏ( khoảng 0,02Ω), sụt áp ở vùng tiếp xúc giữa chổi than va cổ góp của động cơ điện khởi động cho phép trong khoảng(1,52)V. Các chổi than tiếp điện của động cơ khởi động thường làm bằng đồng đỏ. Công suất điện từ của động cơ điện khởi động được tính theo công thức sau: Trong đó : − P2—công suất cơ cần thiết để khởi động động cơ ôtô, W. − _ Hiệu suất của động cơ điện khởi động. Trị số này thường lấy bằng (0,850,88). 1.7. Nguyên lý hoạt động của máy khởi động loại giảm tốc: Nguyên lý hoạt động của máy khởi động dựa trên các nguyên lý sau: − Nguyên lý tạo ra mô men − Nguyên lý quay liên tục − Lý thuyết trong động cơ điện 1.7.1 Nguyên lý tạo ra mô men: Đường sức từ sinh ra giữa cực bắc và cực nam của nam châm.Nó đi từ cực bắc đến cực nam.Khi đặt một nam châm khác ở giữa hai cực từ, sự hút và sự đẩy của hai nam châm làm cho nam châm đặt giữa quay quanh tâm của nó. Hình 1.18 Chiều đường sức từ 23 Mỗi đường sức từ không thể cắt ngang qua đường sức khác.Nó dường như trở thành ngắn hơn và cố đẩy những đưòng sức gần nó ra xa. Đó là nguyên nhân làm nam châm ở giữa quay theo chiều kim đồng hồ. Hình 1.19 Các đường sức từ Trong động cơ điện thực tế phần giữa là khung dây. Hình 1.20 Khung dây trong từ trường Khi dòng chạy xuyên qua khung dây từ thông sẽ bao quanh khung dây. Hình 1.21 Đường sức từ trong khung dây Khi chiều của từ trường trùng nhau, đường sức từ trở nên mạnh hơn . 24 Khi chiều của từ trường đối ngược thì đường sức từ trở nên yếu đi . Những đường sức cùng chiều trở nên dày, trong khi những đường sức ngược chiều trở nên mỏng. Lực sinh ra trong khung dây cung cấp năng lượng làm quay động cơ điện. 1.7.2 Nguyên lý quay liên tục. Đặt hai đầu khung dây lên điểm tựa để nó có thể quay. Tuy nhiên khung dây chỉ tiếp tục quay khi lực sinh ra theo chiều cũ. Hình 1.22 Nguyên lý quay Khi khung dây có gắn cổ góp và chổi than được quay, dòng điện chạy qua dây dẫn từ sau đến trước phía cực bắc của nam châm.Trong khi dòng chạy từ trước ra sau phía cực nam của nam châm. Điều đó làm khung dây tiếp tục quay. Hình 1.23 Cổ góp, chổi than 25 1.7.3. Lý thuyết trong động cơ điện thực tế. Hình 1.24 Tăng mômen Trước tiên ta phải quấn nhiều khung để tăng từ thông để sinh ra momen lớn. Tiếp theo ta đặt một lõi sắt bên trong các khung dây cũng nhằm tăng từ thông để tạo ra momen lớn. Hình 1.25 Tăng từ thông Thay vì sử dụng nam châm vĩnh cửu, ta có thể dùng nam châm điện. Để tốc độ của động cơ điện quay cao và quay êm người ta thường dùng nhiều khung dây. Hình 1.26 Dùng nam châm điện 26 1.8. Hệ thống khởi động. Hình 1.27 : Sơ đồ nguyên lý của hệ thống máy khởi động 1. Máy phát điện 9. Tiếp điểm 2. Bộ tiết chế 10. Tiếp điểm 3. Công tắc khởi động 11. Cuộn dây hút của Rơle 4. Rơle khởi động 12. Cuộn dây giữ của Rơle 5. Tiếp điểm 13. Lõi thép của rơle kéo 6. Biến áp đánh lửa 14.Bánh răng ăn khớp 7. Tiếp điểm 15. Phần ứng của ĐC điện khởi động 8. Đĩa tiếp điện bằng đồng 16. Cuộn dây kích từ − Nguyên lý làm việc HTKĐ Khi quay chìa khoá trong ổ khoá khởi động ( công tắc ) 3 sang bên phải (hoặc nhấn nút khởi động nếu có trên ôtô), cuộn hút của rơle khởi động 4 có điện, rơle kkởi động tác động cặp tiếp điểm 5 của nó đóng lại. Khi đó cuộn dây hút 11, cuộn dây kích từ 16 và phần ứng 15 của động cơ điện khởi động được cấp điện theo mạch từ cực dương ắcquy (+A) →cặp tiếp điểm 5 của rơle khởi động → cuộn hút 11 của rơle → cuộn dây kích từ 16 của động cơ điện khởi động → phần ứng 15 của động cơ điện khởi động→ mát ( vỏ máuy ). Còn cuộn dây 27 giữ 12 của rơle kéo đựơc cấp nguồn theo mạch từ dương cực ắc quy (+A )→cặp tiếp điểm 5 của rơle khởi động →cuộn giư 12 của rơle kéo → mát máy ( vỏ máy ). Trong trường hợp này, từ thông sinh ra trong cuộn hút 11 và trong cuộn giữ 12 tác dụng cùng chiều nhau, lực điện từ của rơle kéo sẽ kéolõi thép 13 chuyển động sang bên trái, cánh ta

Nghiên cứu hệ thống khởi động trên xe Toyota Yaris 2009

Thông tin tài liệu

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan