Đồ Án hệ thống khởi Động trên oto toyota innova v2 0

Hệ thống khởi động trên ô tô hay còn gọi là thiết bị khởi động (starter), có vai trò quan trọng giúp động cơ đốt trong của xe có thể bắt đầu hoạt động. Hệ thống này hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi năng lượng hoá học lưu trữ trong pin thành điện năng và sau đó thành năng lượng cơ học trong động cơ. Để khởi động động cơ đốt trong thì trục khuỷu phải được quay với một tốc độ nhất định (ở động cơ xăng là 50 - 100 vòng/ phút) trong một vài lần bắn cho đến khi động cơ chạy bằng công suất. Có thể nhận định rằng, hệ thống khởi động đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc giúp xe có thể “lăn bánh”

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ HỮU NGHỊ

KHOA CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT Ô TÔ

ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TOÁN

ĐỀ TÀI

HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN XE TOYOTA INNOVA

V2.0

Giáo viên : THs.Ngô Quang Tạo

Khóa : K11

THÀNH PHỐ HÀ NỘI – NĂM 2023

Mục lục

Lời Mở Đầu 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG 5

1.1 Lịch sử và sự phát triển của hệ thống khởi động 5

1.2 Vai trò, sơ đồ, nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại của hệ thống khởi động 6

1.3 Hệ thống khởi động trên xe TOYOTA INNOVA V2.0 10

CHƯƠNG 2: CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN XE TOYOTA INNOVA V2.0 15

2.1 Sơ đồ, nguyên lý làm việc của máy khởi động loại giảm tốc 15

2.2 Hoạt động của hệ thống khởi động 17

2.3 Các chế độ làm việc của máy khởi động: 20

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Chương 1TỔNG QUAN HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG

Hình 1.2.1 Vị trí làm việc máy khởi động

7

Hình 1.2.2 Sơ đồ tổng quan hệ thống khởi động

8

Hình 1.2.3 Sơ đồ mạch khởi động

9

Hình 1.2.5 phân loại máy khởi động

10

Hình 1.3.1.1 sơ đồ nguyên lý chế độ hút vào

11

Hình 1.3.1.2 sơ đồ nguyên lý chế độ giữ

11

Hình 1.3.1.3 sơ đồ nguyên lý chế độ nhả về

12

Hình 1.3.2 Loại giảm tốc

12

Hình 1.3.3 Loại bánh răng đồng trục

13

Hình 1.3.4 Loại bánh răng hành tinh

14

Chương 2CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN XE TOYOTA

INNOVA V2.0

Hình 2.1.2 sơ đồ máy khởi động loại giảm tốc

15

Hình 2.1.1.2 kết cấu máy khởi động (máy đề)

16

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống máy khởi động

17

Lời Mở Đầu.

Theo xu hương phát triển toàn cầu hoá, nền kinh tế ViệtNam đang tiến sang một thời kì mới thời kỳ Công nghiệp hóa,hiện đại hoá đất nước gắn liền với việc mở rộng quan hệ hợptác kinh tế với các nước trong khu vực và trên toàn thế giới.Sựchuyển đổi này đã ảnh hưởng rõ rệt đến hoạt động kinh tếcũng như những hoạt động khác của xã hội.Trong nhiều nămgần đây cùng với sự phát triển của kinh tế,khoa học kỹ thuật

và nhu cầu của con người tốc độ gia tăng số lượng và chủngloại ô tô ở nước ta khá nhanh Nhằm thỏa mãn càng nhiềunhu cầu về giao thông vận tải và thị hiếu của con người.Nhiều hệ thống trang thiết bị cũ kỹ trên ô tô đã dần được thaythế bởi các hệ thống kết cấu hiện đại Tuy vậy chúng ta cũnggặp không ít khó khăn trong việc khai thác sử dụng và làmquen với các hệ thống đó Hơn nữa khi công nghệ sản xuất ô

tô liên tục được nâng lên theo xu thế cạnh tranh kéo theo sựthay đổi cơ bản trong công nghệ sửa chữa thì một số thóiquen trong sử dụng, sửa chữa cũng không còn thích hợp.Chuyển từ việc sửa chữa chi tiết sang sửa chữa thay thế Do

đó trong quá trình khác thác nhất thiết phải sử dụng kỹ thuậtchuẩn đoán

Trên thị trường Việt Nam hiện nay đã xuất hiện nhiềuchủng loại xe khác nhau của các hãng nhưToyota,Camry,Honda,Mekong Auto, Isuzu Mỗi hãng xe khácnhau có công nghệ sản xuất khác nhau,thậm chí cùng 1 hãng

xe ở những dòng xe khác nhau cũng có cấu tạo và kỹ thuậtchuẩn đoán khác nhau Do vậy để làm tốt công tác quản lýchất lượng ô tô, có thể quyết định nhanh chóng các tác động

kỹ thuật tiếp sau, cần thiết phải nắm vững kỹ thuật chuẩnđoán trên ô tô ngày nay.Chuẩn đoán trên ô tô là một công tácphức tạp cần đòi hỏi người tiến hành phải nắm được kết cấucụ thể Cũng để giúp cho các sinh viên của trường ĐH côngnghệ và quản lý Hữu Nghị có thể tìm hiểu sâu hơn vấn đề nàygiảng viên của khoa CN kỹ thuật ô tô đã giao cho em tìm hiểu

đề án môn học “Nghiên cứu hệ thống khởi động trên xeTOYOTA”

Do thời gian, điều kiện nghiên cứ và trình độ còn nhiềuhạn chế nên đồ án môn học của em không tránh khỏi nhữngthiếu sót.Em rất mong nhân được sự giúp đỡ của các thấy côgiáo và bạn đọc

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG

1.1 Lịch sử và sự phát triển của hệ thống khởi động

Lịch sử phát triển của hệ thống khởi động trên xe ô tô có thểđược chia thành các giai đoạn chính:

Đầu thế kỷ 20: Ban đầu, các xe ô tô khởi động bằng tay bằngcách quay tay kích hoạt động cơ bằng cách nén không khí vànhiên liệu trong xi lanh Điều này yêu cầu người lái xe phải cósức khỏe và sức mạnh đủ để vặn càng lâu càng tốt Khởi đầuđòi hỏi cơ hội và sự thận trọng, và có nguy cơ gây chấnthương cho người vặn

Nửa đầu thế kỷ 20: Thành công của khởi động bằng tay cổđiển đã dẫn đến sự phát triển của hệ thống khởi động bằngđộng cơ điện Điều này bắt đầu từ những năm 1910 và tiếptục phát triển trong thập kỷ sau đó Hệ thống khởi động bằngđộng cơ điện sử dụng nguồn điện từ một pin hoặc bình điện,giúpngiảm bớt công sức và nỗ lực cần thiết để khởi động xe.Thập kỷ 1940: Hệ thống giảm xóc khởi động là sự tiến bộ tiếptheo trong lịch sử khởi động ô tô Hệ thống này cung cấp khởiđộng tự động bằng cách sử dụng một bộ giảm xóc đặc biệtđược tạo ra từ năng lượng các bánh xe xe ô tô khi nó dichuyển Khi người lái vặn chìa khóa khởi động, một bộ phậncủa hệ thống giảm xóc sẽ được truyền công suất và khởi độngđộng cơ

Thập kỷ 1960: Vào những năm 1960, hệ thống khởi độngbằng động cơ chính xác để sử dụng một động cơ điện ngắnngày thay vì bình điện hay pin Điều này tăng cường hiệu suất

khởi động và giảm những bất tiện của việc thay thế và bảodưỡng nguồn điện truyền thống.

Hiện đại: Ngày nay, hầu hết các ô tô được trang bị hệ thốngkhởi động bằng động cơ điện Các khởi động viên điện (startermotor) được sử dụng để vận hành hoạt động khởi động, vànguồn điện được cung cấp bởi hệ thống điện của xe ô tô.Ngoài ra, một số xe mới nhất đã sử dụng các công nghệ tiêntiến như khởi động bằng nút bấm, khởi động bằng điều khiển

từ xa, hoặc hệ thống khởi động và dừng động cơ tự động(start-stop system) để tăng tính tiết kiệm nhiên liệu và giảmlượng khí thải

1.2 Vai trò, sơ đồ, nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại của hệ thống khởi động

1.2.1 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 từbình accu và chuyển năng lượng này thành cơ năng quay máykhởi động Máy khởi động truyền cơ năng này cho bánh đàtrên trục khuỷu động cơ thông qua việc gài khớp Chuyểnđộng của bánh đà làm hỗn hợp khí nhiên liệu được hút vàobên trong xylanh, được nén và đốt cháy để quay động cơ Hầuhết các động cơ đòi hỏi tốc độ quay khoảng 200rpm

- Khi bạn khởi động động cơ nó không thể tự quay vớicông suất của nó Trước khi tia lửa điện xuất hiện ta phải dùnglực từ bên ngoài để làm quay động cơ Máy khởi động thựchiện công việc này Máy khởi động sẽ ngừng hoạt động khiđộng cơ đã nổ

- Có hai hệ thống khởi động khác nhau được dùng trênxe.Cả hai hệ thống này đều có mạch điện riêng…một mạchđiều khiển và một mạch motor Một hệ thống có motor khởiđộng riêng Hệ thống này được dùng trên hầu hết các dòng xeđời cũ Loại còn lại có motor khởi động giảm tốc Hệ thốngnày được dùng trên hầu hết các dòng xe hiện nay.Một côngtắc từ công suất lớn hay Solenoid sẽ đóng mở motor.Nó làthành phần của cả hai mạch điều khiển và mạch motor.

- Cả hai hệ thống được điều khiển bởi công tắc máy vàđược bảo vệ qua cầu chì.Trên một số dòng xe, một rơrle khởiđộng đựơc dùng để khởi động mạch điều khiển.Trên xe hộp số

tự động có một công tắc khởi động trung gian ngăn trườnghợp khởi động xe khi đang cài số.Trên xe hộp số thường cócông 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 1.2.1 Vị trí làm việc máy khởi động.1.2.2 Sơ đồ tổng quan hệ thống khởi động:

Hình 1.2.2 Sơ đồ tổng quan hệ thống khởi động

Hệ thống khởi động bao gồm : máy khởi động (động cơ điện),

ắc quy và mạch khởi động ( trong mạch khởi động gồm códây nối từ ăc quy đến máy khởi động ), rơle kéo đóng máykhởi động và công tắc ( khoá) khởi động Sơ đồ khối của hệthống được minh hoạ trên hình 1.2.2

1.2.3 Nhiệm vụ

Hệ thống khởi động trên ô tô có nhiệm vụ khởi động động cơbằng cách kéo động cơ quay với tốc độ cần thiết, đảm bảocho động cơ có thể tạo hòa khí và nén hòa khí đến nhiệt độthích hợp để quá trình cháy hòa khí và sinh công diễn ra

Tốc độ vòng quay khởi động tối thiểu của động cơ xăngkhoảng 50-100 v/p và của động cơ diesel khoảng 100- 200 v/p

Hình 1.2.3 Sơ đồ mạch khởi động1.2.4 Yêu cầu

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 cơbản 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 phải đạt tới trị số nào đó đểcho 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

-Loại bánh răng hành tinh: loại D

1.3 Hệ thống khởi động trên xe TOYOTA INNOVA V2.0

1.3.1 Sơ đồ nguyên lý và nguyên lý làm việc

1.3.1.1 Chế độ hút vào

Hình 1.3.1.1 sơ đồ nguyên lý chế độ hút vào

Khi bật khóa điện vị trí START, dòng điện của ắc quy vàocuộn giữ và cuộn kéo Sau đó dòng điện đi từ cuộn kéo tớiphần ứng thông qua cuộn cảm làm quay phần ứng với tốc độthấp Việc tạo ra lực điện từ trong các cuộn giữ và cuộn kéolàm từ hóa lõi cực và do vậy piston của công tắc từ bị kéo vàolõi cực của nam châm điện Nhờ sự kéo này mà bánh răng dẫnđộng khởi động dễ bị đẩy ra và ăn khớp với vành răng bánh

đà đồng thời đĩa tiếp xúc sẽ bật công tắc chính lên

1.3.1.2 Chế độ giữ

Hình 1.3.1.2 sơ đồ nguyên lý chế độ giữ

Khi công tắc chính bật lên thì không có dòng điện chạyqua cuộn giữ cuộc cảm và cuộn ứng nhận trực tiếp dòng điện

từ ắc quy Cuộn dây phần ứng sau đó bắt đầu quay với vậntốc cao và động cơ được khởi động Ở thời điểm này pistonđược giữ nguyên tại vị trí chỉ nhờ lực điện từ của cuộn giữ vìkhông có lực điện từ chạy qua cuộn hút

1.3.2 Loại giảm tốc

Hình 1.3.2 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 độmotor cao và sự điều chỉnh của bánh răng giảm tốc Toàn bộmotor nhỏ hơn và nhẹ hơn motor khởi động thông thường, nóvận hành ở tốc độ cao hơn Bánh răng giảm tốc chuyển mômen xoắn tới bánh răng chủ động ở 1/4 đến 1/3 tốc độ motor.Bánh răng chủ động quay nhanh hơn bánh răng trên bộ khởiđộng thông thường và mô men xoắn lớn hơn rất nhiều (côngsuất khởi động)

Bánh răng giảm tốc được gắn trên một vài trục nhưbánh răng chủ động Và khác với bộ khởi động thôngthường, công tắc từ đẩy trực tiếp bánh răng chủ động(khôngqua cần dẫn động) tới ăn khớp với vòng răng bánh đà

Động cơ điện nhỏ gọn với tốc độ cao được sử dụng để quayhộp 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

1.3.3 Loại bánh răng đồng trục

Hình 1.3.3 Loại bánh răng đồng trụcMotor khởi động thông thường bao gồm các thành phần đượcchỉ rõ hình vẽ Bánh răng chủ động trên trục của phần ứngđộng cơ và quay cùng tốc độ Một lõi hút trong công tắctừ(solenoid) được nối với nạng gài Khi kích hoạt nam châmđiện thì nạng gài sẽ đẩy bánh răng chủ động khớp với vànhrăng bánh đà

Khi động cơ bắt đầu khởi động khớp ly hợp một chiều ngắt nốibánh răng chủ động ngăn cản mô men động cơ làm hỏngmotor khởi động

Công suất đầu ra là 0.8, 0.9 và 1KW Trong hầu hết trường hợpthay thế bộ khởi động cho motor cũ bằng motor có bánh rănggiảm tốc

Bánh răng dendix được lắp ở cuối của truc rotor

Lực của công tắc từ đẩy bánh răng bendix nhờ đòn dẫnhướng.

Sử dụng chủ yếu trên xe nhỏ

1.3.4 Loại bánh răng hành tinh

Hình 1.3.4 Loại bánh răng hành tinh

Bánh răng hành tinh cũng dùng để giảm tốc nhằm tăngmomen quay

Trục rotor sẽ truyền lực qua bánh răng hành tinh đến bánhrăng bendix

Nhờ trọng lượng nhỏ momen lớn, ít tiếng ồn Nên được sửdụng ở nhiều loại xe nhỏ đến trung bình

CHƯƠNG 2: CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN XE TOYOTA INNOVA V2.0

2.1 Sơ đồ, nguyên lý làm việc của máy khởi động loại giảm tốc

2.1.1 Sơ đồ

Máy khởi động loại giảm tốc bao gồm: Công tắc từ < rơ legài khớp>, phần ứng và ổ bi, phần cảm, chổi than và giá đỡchổi than, hộp số giảm tốc, ly hợp một chiều, banh răngbendix và trục xoắn ốc

Hình 2.1.2 sơ đồ máy khởi động loại giảm tốc

2.1.2 nguyên lý làm việc

Hệ thống khởi động loại giảm tốc hoạt động dựa trên nguyên

lý của bánh răng hành tinh Khi người lái nhấn nút khởi động,động cơ sẽ truyền động cho bánh răng hành tinh thông qua

hệ thống truyền động Bánh răng hành tinh sẽ giảm tốc độquay của động cơ và truyền động cho hệ thống khởi động

Qua quá trình này, hệ thống khởi động sẽ tạo ra lực đủ mạnh

để khởi động động cơ một cách nhanh chóng và ổn định

Hình 2.1.1.2 kết cấu máy khởi động (máy đề)

2.2 Hoạt động của hệ thống khởi động.

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống máy khởi động

Rơle kéo

Rơle kéo

điện khởi động

 Đĩa tiếp điện bằng đồng  16 Cuộn dây kích từ

Nguyên lý làm việc HTKĐKhi quay chìa khoá trong ổ khoá khởi động ( công tắc ) 3 sangbên phải (hoặc nhấn nút khởi động nếu có trên ôtô), cuộn hútcủa rơle khởi động 4 có điện, rơle kkởi động tác động cặptiếp điểm 5 của nó đóng lại Khi đó cuộn dây hút 11, cuộn dâykích từ 16 và phần ứng 15 của động cơ điện khởi động đượccấp 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 cơđiện khởi động→ mát ( vỏ máuy ) Còn cuộn dây giữ 12 củarơle kéo đựơc cấp nguồn theo mạch từ dương cực ắc quy(+A )→cặp tiếp điểm 5 của rơle khởi động →cuộn giư 12 củarơle kéo → mát máy ( vỏ máy ) Trong trường hợp này, từthông sinh ra trong cuộn hút 11 và trong cuộn giữ 12 tácdụng cùng chiều nhau, lực điện từ của rơle kéo sẽ kéolõi thép

13 chuyển động sang bên trái, cánh tay đòn sẽ làm cho bánhrăng khởi động 14 ăn khớp với bánh răng bánh đà động cơôtô Khi bánh răng đã ăn khới với bánh đà của động cơ lõithép 13 đẩy đĩa tiếp xúc 8 sang trái làm cho tiếp điểm 7, 9, 10kín kết quả là cuộn dây hút 11 của rơle khởi động bị ngănmạch phần ưng 15 của cuộn dây kích từ của động cơ khởiđộng được đấu điện trực tiếp với ắc quy ( dòng điện không điqua cuộn hút 11 của rơle khởi động ) theo mạch : từ dươngcực ắc quy( +A)→ cặp tiếp điểm 9, 10 của rơle kéo → cuộndây kích từ 16 của động cơ điện khởi động → phần ứng 15của động cơ điện khởi động → mát ( vỏ máy ) Sau khi khởiđộng máy phát 1 phát ra điện dòng điện trong cuộn dâyộn

dây 4 của rơle khởi động giảm xuống , vì điện ấp đặt lên cuộndây 4 của rơle khởi động trong trường hợp này bằng:

URKĐ = Uaq - Ump

Trong đó: URKĐ - điện áp đặt lên cuộn dây 4 của rơle khởiđộng, V

Uaq - điện áp của bình ácquy, V

Ump- điện áp phát ra của máy phát điện, V

Vì vậy, rơle khởi động không tác động, cặp tiếo điểm 5 của nó

ra dẫn đến cuộng đay giữ 12 của rơle kéo khoong được cấpđiện, Từ thông tác dụng lên lõi thép 13 giảm xuống đột ngột

và dưới lực kéo của lò xo hồi làm cho lõi thép 13 di chuyễnsang bên phải( về vị trí ban đầu) Các tiếp điểm 7, 9 và 10 hở

ra, cắt nguồn cấp cho động cơ điện khởi động (phần cảm ứng

15 và cuộn dây kích từ 10 của động cơ điện khở động bị cắtđiện)

Tiếp điểm 7 dùng để ngắn mạch điện trở phụ đấu nối tiếp vớicuộn dây so cấp của biên áp đánh lửa khi khởi động động cơôtô

Thực hiện khởi động động cơ

Khi động cơ đã nổ thì tốc độ của nó tăng lên Nếu người láichưa kịp ngắt công tắc khởi động 2 thì bánh đà quay nhanhhơn lúc được bánh răng khởi động kéo và vành răng bánh đàtrở thành chủ động dẫn động bánh răng khởi động quay theovới tốc độ nhanh hơn tốc độ của ly hợp 11 Do đó ly hợp trượt

và cho phép bánh răng khởi động quay trơn không ảnh hưởngđến máy khởi động