Nghiên ứu biên soạn giáo trình điện tử họ phần hệ thống điện ơ bản trên ô tô hiện đại

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN QUANG NGHIỆM NGHIÊN CỨU BIÊN SOẠN GIÁO TRÌNH ĐIỆN TỬ HỌC PHẦN ĐIỆN CƠ BẢN TRÊN Ô TÔ HIỆN ĐẠI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS ĐÀM HOÀNG PHÚC Hà Nội – 2014 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131913451000000 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đề tài nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn TS Đàm Hồng Phúc Đề tài thực mơn Ơ tơ Xe chuyên dụng, Viện khí động lực, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Các số liệu, kết trình bày luận văn hồn tồn trung thực Hà Nội, ngày 20 tháng năm 2014 Học viên Nguyễn Quang Nghiệm LỜI CẢM ƠN Với tư cách tác giả luận văn này, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Đàm Hồng Phúc, thầy hướng dẫn tơi tận tình chu đáo chun mơn để tơi hoàn thành luận văn Đồng thời xin chân thành cảm ơn thầy, cô bạn đồng nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện sở vật chất suốt thời gian học tập làm luận văn Cuối xin gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè, người động viên chia sẻ với nhiều suốt thời gian tham gia học làm luận văn Học viên Nguyễn Quang Nghiệm LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, ngành ôtô ngày phát triển Khởi đầu từ ôtô thô sơ nghành công nghiệp ôtô có phát triển vượt bậc nhằm đáp ứng yêu người Những ôtô ngày trở nên đẹp hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn…để theo kịp với xu thời đại Để có điều cơng tác giáo dục đào tạo ngày trọng Trên giới việc sử dụng giảng điện tử giảng dạy phổ biến Tuy nhiên nước ta việc ứng dụng giảng điện tử cịn hạn chế Vì mong muốn xây dựng hệ thống giảng điện tử chuyên ngành ô tô Do thời gian có hạn nên tơi thực đề tài “Nghiên cứu biên soạn giáo trình điện tử học phần hệ thống điện ô tô đại” Mặc dù cố gắng kiến thức thời gian có hạn nên luận văn khó tránh khỏi vài sai sót, em mong nhận bảo thêm thầy Em xin chân thành cảm ơn thầy Đàm Hoàng Phúc hướng dẫn, bảo nhiệt tình tơi thời gian thực luận văn Hà Nội, ngày 20 / /2014 Học viên Nguyễn Quang Nghiệm MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỀU .16 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 17 PHẦN A: PHƯƠNG PHÁP LUẬN XÂY DỰNG BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ .18 CHƯƠNG : CƠ SỞ XÂY DỰNG BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ 18 1.NHỮNG CƠ SỞ LÝ LUẬN SƯ PHẠM .18 1.1 Mục tiêu giáo dục đào tạo 18 1.2 Quan điểm gio dục, đào tạo 18 CƠ SỞ SƯ PHẠM ĐỂ XÂY DỰNG VÀ BIÊN SOẠN NỘI DUNG BÀI GIẢNG 19 2.1 Theo yêu cầu xã hội 19 2.2 Theo mục tiêu đào tạo 19 2.3 Tính thống 20 2.4 Vị trí giảng 21 2.5 Đối tượng học 22 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VỀ BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ 23 1.TỔNG QUAN VỀ BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ 23 1.1 Tổng quan giảng điện tử 23 1.2 Những ưu điểm giảng điện tử (BGĐT) 24 KẾT CẤU BÀI GIẢNG 26 2.1.Triển khai khối kiến thức chuyên ngành ô tô 26 2.2 Khung nội dung giảng 29 2.3 Tổ chức giảng máy tính 30 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 3.1 Thu thập xử lý tài liệu 31 TINH ỨNG DỤNG CỦA BÀI GIẢNG 33 4.1 Cách sử dụng giảng 33 4.2 Đối tượng giảng dạy 35 4.3 Khả cập nhật 35 PHẦN B: NỘI DUNG BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ 36 CHƯƠNG 1: CƠ BẢN VỀ ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬ 36 BÀI 1: CƠ BẢN VỀ ĐIỆN 36 KHÁI QUÁT VỀ DÒNG ĐIỆN 36 1.1 Khái quát 36 1.2 Các chức điện 36 1.3 Ba yếu tố điện .37 CƠNG SUẤT DỊNG ĐIỆN 37 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU (AC) 38 DÒNG ĐIỆN MỘT CHIỀU (DC) 38 NGUYÊN LÍ VỀ PHÁT ĐIỆN 38 5.1 Cảm ứng điện từ 38 5.2.Chiều dòng điện 39 5.3 Nguyên lí máy phát điện .40 5.4 Hiệu ứng tự cảm 40 5.5 Hiệu ứng cảm ứng tương hỗ 41 BÀI 2: CƠ BẢN VỀ ĐIỆN TỬ 42 CHẤT BÁN DẪN 42 1.1 Đặt vấn đề 42 1.2 Chất bán dẫn 43 DIODE 44 2.1.Cấu tạo chung 44 2.2 Nguyên lý hoạt động Diode 45 2.3 Các loại Diode 46 3.TRANSISTOR 51 3.1 Các transistor thường 51 3.2.Transistor quang 54 IC (Mạch tích hợp) 54 ĐIỆN TRỞ 56 5.1 Cấu tạo 56 5.2 Đọc giá trịđiện trở 57 5.4 Điện trở nhiệt (Thermistor) 60 TỤ ĐIỆN 61 6.1 Cấu tạo 61 6.2 Nguyên lý hoạt động 62 6.3 Cách ghi đọc giá trị tụ điện 62 6.4 Phân loại tụ điện 64 6.5 Các đặc điểm tích điện tụ điện 65 BÀI 3: CÁC MẠCH LOGIC 66 KHÁI QUÁT MẠCH LOGIC .66 CỔNG NOT .66 3.CỔNG OR 67 CỔNG NOR 68 CỔNG AND .68 CỔNG NAND 69 BỘ SO 69 BÀI 4: CƠNG TẮC, RELAY, CẦU CHÌ TRÊN Ô TÔ 70 CÔNG TẮC .70 1.1.Công tắc xoay 70 1.2 Công tắc ấn, công tắc bập bnh ê 70 1.3 Công tắc cần, công tắc phát nhiệt độ 71 1.4 Cơng tắc phát dịng điện, cơng tắc vận hnh thay đổi mức dầu 71 RELAY ( RƠ LE) 71 2.1 Loại thường mở 73 2.2 Loại thường đóng 73 2.3 Loại tiếp điểm 73 2.4 Loại chuyên dùng 73 CẦU CHÌ 74 3.1.Cách đọc giá trị tải cực đại 75 3.2 Cầu chì tự nhảy 76 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG NẠP ĐIỆN 76 BÀI 5: BÌNH ẮC QUY KHỞI ĐỘNG 76 KHÁI QUÁT VỀ BÌNH ẮC QUY TRÊN Ô TÔ 77 1.1 Cơng dụng bình ắc quy tô 77 1.2 Phân loại ắc quy 78 CẤU TẠO ẮC QUY 78 2.1 Cấu tạo ngăn 79 2.2 Vỏ ắc quy 81 2.3 Nắp thông 81 2.4 Cực ắc quy 81 2.5 Cửa xem tỷ trọng 82 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BÌNH ẮC QUY .83 3.1 Hoạt động ngăn 83 3.2 Các q trình điện hóa ắc quy 83 3.3 Thơng số ắc quy chì-axit 84 BÀI 6: MÁY PHÁT ĐIỆN TRÊN Ô TÔ 85 KHÁI QUÁT 85 1.1 Vai trò hệ thống cung cấp điện 85 1.2 Cấu trúc hệ thống cung cấp điện 86 1.3 Chức máy phát điện 87 1.4 Nguyên lí máy phát điện 88 CẤU TRÚC MÁY PHÁT ĐIỆN .90 2.1 Máy phát điện kích từ nam châm điện có vịng tiếp điện 90 2.2 Các loại máy phát khác 93 ĐIỆN ÁP CHỈNH LƯU BỞI LƯU BỞI MÁY PHÁT 95 3.1 Dòng điện xoay chiều pha 95 3.2 Bộ chỉnh lưu 96 3 Máy phát điện có điện áp điểm trung hồ 98 BÀI : BỘ TIẾT CHẾ TRÊN Ô TÔ 100 SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐIỀU CHỈNH DÒNG ĐIỆN PHÁT 100 NGUYÊN LÝ ĐIỀU CHỈNH 100 2.1.Tự điều khiển dòng điện cực đại 101 BỘ TIẾT CHẾ LOẠI TIẾP ĐIỂM RUNG 101 3.1.Cấu tạo 101 3.2 Nguyên lý hoạt động 102 BỘ TIẾT CHẾ LOẠI VI MẠCH 104 5.1 Cấu tạo tiết chễ vi mạch 104 5.2 Các loại tiết chế vi mạch 105 5.3 Chức tiết chế vi mạch 106 5.4 Các đặc tính tiết chế vi mạch 106 5.5 Nguyên lý hoạt động tiết chế vi mạch 107 CHƯƠNG HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG 113 BÀI MÁY KHỞI ĐỘNG TRÊN Ô TÔ 113 KHÁI QUÁT VỀ MÁY KHỞI ĐỘNG 113 1.1 Công dụng máy khởi động 113 1.2 Các loại máy khởi động 113 1.3 Nguyên lý máy khởi động 115 Đặc tính motor khởi động chiều 119 CẤU TẠO MÁY KHỞI ĐỘNG 120 2.1 Các phận máy khởi động 120 2.2 Cấu tạo .120 HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY KHỞI ĐỘNG .123 3.1 Công tắc từ 123 3.2 Ly hợp máy khởi động 125 CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG .128 BÀI 9: HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ 128 KHÁI QUÁT 128 1.1 Hệ thống đèn đầu 128 1.2 Hệ thống đèn hậu 129 1.3 Đèn sương mù 129 1.4 Hệ thống cảnh báo đèn phía sau 129 1.5 Hệ thống DRL (Đèn chạy ban ngày - Daytime Runing Light) 129 1.6 Hệ thống chuông nhắc nhở bật đèn - hệ thống tự động tắt đèn 130 1.7 Hệ thống điều khiển đèn tự động 130 1.8 Hệ thống điều khiển góc độ chiếu sáng đèn đầu 131 1.9 Hệ thống đèn đầu cao áp 131 1.10 Hệ thống chiếu sáng vào xe 132 BÓNG ĐÈN 133 2.1 Bóng đèn dây tóc 133 2.2 Bóng đèn halogen 133 2.3 Bóng đèn cao áp 134 GƯƠNG PHẢN CHIẾU (CHÓA ĐÈN) 136 HỆ THỐNG ĐÈN HẬU 137 2.1 Loại nối trực tiếp 137 2.2 Loại có relay đèn hậu 137 HỆ THỐNG ĐÈN ĐẦU 138 5.2 Sơ đồ công tắc điều khiển đèn loại dương chờ 139 5.3 Sơ đồ công tắc điều khiển đèn loại âm chờ 140 HỆ THỐNG ĐÈN CHẠY BAN NGÀY 141 6.1 Loại mạch giảm cường độ làm việc đèn nhờ điện trở 141 6.2 Loại giảm cường độ nhờ mắc nối tiếp đèn đầu với 142 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐÈN TỰ ĐỘNG .143 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GÓC ĐỘ CHIẾU SÁNG ĐÈN ĐẦU .144 8.1 Cấu tạo 144 8.2 Nguyên lý hoạt động 145 HỆ THỐNG ĐÈN ĐẦU LOẠI PHÓNG ĐIỆN 146 9.1 ECU điều khiển đèn (ECU cho đèn đầu loại phóng điện/Cao áp) 146 9.2 Chức bảo vệ an toàn 147 10 HỆ THỐNG ĐÈN SƯƠNG MÙ PHÍA TRƯỚC VÀ PHÍA SAU 147 10.1 Nguyên lý hoạt động đèn sương mù phía trước 147 10.2 Nguyên lý hoạt động đèn sương mù phía sau 148 11 HỆ THỐNG NHẮC NHỞ VÀ CẢNH BÁO .149 11.1 Hệ thống cảnh báo đèn phía sau 149 11.2 Hệ thống chuông nhắc nhở đèn - hệ thống tắt đèn tự động 150 11.3 Hệ thống chiếu sáng lên xe 151 KẾT LUẬN .153 TÀI LIỆU THAM KHẢO .154 PHỤ LỤC .155 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hiệu Tên hình vẽ Trang Hình A 2.1 Ba cấp độ tổ chức thực Elearning 23 Hình A 2.2 Giao diện phần mềm TEAM 21 TOYOTA 26 Hình A 2.3 Kết cấu khung nội dung chương 29 Hình A.2.4 Kết cấu khung nội dung giảng chương 30 Hình A.2.5 Kết cấu khung nội dung 30 Hình A.2.6 Giao diện thư mục chứa giảng máy tính 31 Hình A.2.7 Phần mềm giảng có tên E-Learning 33 Hình A.2.8 Trang bắt đầu chương trình E-Learning 33 Hình A.2.9 Trang chọn chương trình 34 Hình A.2.10 Trang chọn nội dung 34 Hình A.2.11 Hình thành phần trang giảng 35 Hình B.1.1 Hình minh họa dịng điện chạy mạch 36 Hình B.1.2 Đồ thị dịng điện xoay chiều 38 Hình B.1.3 Đồ thị dịng điện chiều 38 Hình B.1.4 Hiện tượng cảm ứng điện từ 39 Hình B.1.5 Quy tắc bàn tay phải 39 Hình B.1.6 Nguyên lý máy phát điện xoay chiều 40 Hình B.1.7 Hiệu ứng tự cảm 40 Hình B.1.8 Hiệu ứng tương hỗ 41 Hình B.1.9 Điện tử ứng dụng điện tử tơ 42 Hình B.1.10 Điện trở vật liệu 43 Hình B.1.11 Chất bán dẫn loại N 44 Hình B.1.12 Chất bán dẫn loại P 44 Hình B.1.13 Các loại diode thực tế 45 Hình B.1.14 Cấu tạo hoạt động diode 45