SỞ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI ĐỒNG THÁPTRƯỜNG TRUNG CẤP THÁP MƯỜI GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống khởi động đánh lửa NGHỀ: Kỹ thuật máy nông nghiệp TRÌNH ĐỘ:
Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống khởi động
Sơ đồ và nguyên lý làm việc của mạch điện hệ thống khởi động
Hệ thống khởi động thường dùng trên ô tô là hệ thống khởi động điện, gồm có các thành phần chính là động cơ điện một chiều, rơ le điều khiển, khoá điện, ắc quy và cơ cấu truyền động cơ khí Sơ đồ cấu tạo như ở hình 1.
Nguyên tắc hoạt động của hệ thống khởi động có thể chia ra làm hai giai đoạn: khi đóng khóa điện và khi ngắt khóa điện, tương ứng với hai hình vẽ mô tả là hình 1-1 và hình 1-2.
- Khi đóng khoá điện: dòng điện đi từ cực dương của ắc quy qua cầu chì, qua khoá điện, qua rơ le điện từ , ra "mass" và về lại cực âm của ắc quy Dòng điện này khi đi qua rơ le điện từ sẽ điều khiển đóng cụm tiếp điểm A ở bên trong nó Khi cụm tiếp điểm A đóng sẽ nối kín mạch điện từ cực dương của ắc quy qua tiếp điểm của rơ le, qua cực dương của động cơ điện, qua cực âm của máy khởi động, ra "mass" và về lại cực âm của ắc quy Dòng điện này sẽ làm cho máy khởi động quay Ngoài ra, rơ le điện từ khi điều khiển đóng tiếp điểm nó cũng điều khiển kéo bánh răng chủ động trên trục quay theo rô to nhập vào vành răng lớn lắp trên bánh đà của động cơ nên khi máy khởi
Hình 1-1: Sơ đồ hệ thống khởi động ắc quy cầu chì khoá điện rơ le điện từ máy khởi động
Vành răng trên bánh đà ắc quy ắc quy khóa điện đĩa tiếp xúc điện cực lõi sắt của rơ le điện từ chổi than stato rôto trục răng xoắn bánh răng chủ động ly hợp vành răng bánh đà cụm tiếp điểm A
Đặc điểm sai hỏng và phương pháp kiểm tra sửa chữa
- Máy khởi động không quay trong khi rơ le điện từ vẫn đóng (nghe tiếng ''cạch''). Nguyên nhân có thể là: Chổi than mòn hết, hoặc các đầu nối tiếp xúc không tốt, hoặc các ổ bạc bị mòn quá giới hạn cho phép.
- Máy khởi động quay yếu.
Nguyên nhân có thể là: Cổ góp bऀn, hoặc các ổ bạc mòn nhiểu.
- Máy khởi động quay nhanh nhưng không kéo động cơ quay.
Nguyên nhân có thể là: Cần liên động hư hỏng, hoặc điều chỉnh sai khoảng cách giữa bánh răng trên máy khởi động và vành răng trên bánh đà động cơ, hoặc li hợp một chiều bị hư hỏng.
- Máy khởi động khi làm việc phát ra tiếng kêu Nguyên nhân có thể là: bánh răng mòn hoặc vỡ răng, hoặc các ổ bạc bị khô mỡ bôi trơn.
- Máy khởi động quay theo động cơ Nguyên nhân có thể là: rơ le điện từ hư hỏng, hoặc là cơ cấu liên động hư hỏng, hoặc ly hợp một chiều bị hư hỏng.
- Bậc khóa khởi động nhưng rơ le điện từ không đóng (không nghe tiếng "cạch"). Nguyên nhân: Mạch điện điều khiển máy khởi động không thông do đứt cầu chì, hoặc hư khóa điện hoặc đứt dây dẫn điện Ngoài ra trường hợp này cần xem bình ắc quy, có thể bình ắc quy đã hết điện.
2.2 Phương pháp kiểm tra, sửa chữa:
- Kiểm tra tình trạng tiếp xúc tốt của các đầu nối máy khởi động bằng mắt thường hoặc bằng một ôm kế Nếu có hư hỏng thì nối lại thật chắc chắn.
- Kiểm tra chổi than và cổ góp bằng mắt thường Nếu chổi than mòn hết thì thay thế chổi than đúng tiêu chuऀn, nếu cổ góp bऀn hoặc cháy rỗ thì lau chùi sạch bằng giấy nhám thật mịn.
- Các ổ bạc khô mỡ thì tra lại mỡ.
Khi ổ bạc mòn hỏng, hư hỏng cơ cấu liên động, hư hỏng bánh răng hoặc hư hỏng ly hợp một chiều, cần thay thế các chi tiết bộ phận khác đúng loại.
Quy trình kiểm tra sửa chữa
Khi ngắt khoá điện: nếu động cơ đã nổ, lái xe ngắt khoá điện, dòng điện qua rơ le điện từ mất nên không còn lực điện từ, một lò xo bên trong rơ le điện từ sẽ điều khiển ngắt tiếp điểm và tách bánh răng chủ động trên máy khởi động ra khỏi vành răng lớn trên bánh đà của động cơ Khi tiếp điểm của rơ le ngắt, không có dòng điện chạy qua máy khởi động nên máy khởi động ngừng quay Bộ ly hợp có tác dụng bảo vệ quá tải và ngăn không cho máy khởi động quay theo động cơ
3.1 Quy trình tháo lắp, bảo dưỡng và sửa chữa máy khởi động:
Khi tháo đầu nối dây dẫn điện, quá trình sẽ bắt đầu với việc tháo ắc quy, sau đó là cụm tiếp điểm A Tiếp theo, bạn sẽ tháo khóa điện, đĩa tiếp xúc, điện cực, lò xo, chổi than, stato và rôto Cuối cùng, bạn sẽ tháo trục răng, xoắn bánh răng chủ động, ly hợp vành răng, bánh đà, bánh răng trung gian, bánh răng giảm tốc.
+ Tháo 2 bu lông liên kết rơ le điện từ với thân máy khởi động và sau đó tháo rời rơ le điện từ ra khỏi máy khởi động.
+ Tháo nắp đậy chổi than cổ góp và tháo rời chổi than ra khỏi giá đỡ.
+ Tháo 2 bu lông liên kết dọc thân, tháo rời sta to cùng giá đỡ chổi than ra khỏi rô to và cơ cấu liên động.
+ Tháo rời cơ cấu liên động, ly hợp một chiều và bánh răng máy khởi động.
- Quy trình lắp: Ngược lại với quy trình tháo.
- Tháo và kiểm tra cơ cấu điều khiển, rô to, sta to và cơ cấu khởi động.
- Lắp và điều chỉnh: Khe hở đầu trục với bánh răng khởi động.
- Tháo và kiểm tra cơ cấu điều khiển, rô to, sta to và cơ cấu khởi động.
- Sửa chữa: lỗ lắp bạc, trục rô to, cổ góp, đĩa đồng, các đầu cực, cần dẫn động và khớp một chiều của máy khởi động.
- Lắp và điều chỉnh khe hở đầu trục với bánh răng khởi động.
Thực hành kiểm tra sửa chữa
- Kiểm tra tình trạng tiếp xúc tốt của các đầu nối may khởi động bằng mắt thường hoặc bằng một ôm kế Nếu có hư hỏng thì nối lại thật chắc chắn.
- Kiểm tra mức độ cháy rổ của tiếp điểm, nếu có cháy rổ thì mài sạch bằng giấy nhám mịn, nếu tiếp điểm mòn nhiều thì thay tiếp điểm mới cùng loại Chú ý: khi thay tiếp điểm phải bảo đãm cách điện tốt với trục liên kết giữa tiếp điểm với lõi sắt từ của rơ le.
- Kiểm tra độ đàn hồi của lò xo bằng tay.
- Kiểm tra độ mòn của tiếp điểm bằng mắt.
- Kiểm tra độ cách điện bằng ôm kế.
- Kiểm tra tình trạng tiếp xúc tốt của các đầu nối may khởi động bằng mắt thường hoặc bằng một ôm kế Nếu có hư hỏng thì nối lại thật chắc chắn.
- Kiểm tra chổi than và cổ góp bằng mắt thường Nếu chổi than mòn hết thì thay thế chổi than đúng tiêu chuऀn, nếu cổ góp bऀn thì chùi sạch bằng giấy nhám thật mịn.
- Dùng thước cặp để kiểm tra độ mòn của các ổ bạc.
- Các ổ bạc khô mỡ thì tra lại mỡ.
Khi ổ bạc bị mòn, hỏng hóc cơ cấu liên động, bánh răng hoặc ly hợp một chiều hư hỏng, biện pháp khắc phục là thay thế các chi tiết, bộ phận của ổ bạc đã hư hỏng bằng các chi tiết, bộ phận mới đúng loại.
1 Trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống khởi động
2 Trình bày những hư hỏng thường gặp của hệ thống khởi động và phương pháp khắc phục sửa chữa
Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống đánh lửa
Sơ đồ và nguyên lý làm việc của mạch điện hệ thống đánh lửa
+ Hệ thống đánh lửa thường
Hệ thống đánh lửa bằng ắc quy gồm có các thành phần chính là ắc quy 1, cầu chì 2, khoá điện 3, điện trở phụ 4, bô bin cao áp 5, bộ chia điện (đen cô) 6 và bu gi
7 Sơ đồ cấu tạo như ở hình vẽ 1:
2 Nguyên tắc hoạt động: Để dễ tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của hệ thống đánh lửa bằng ắc quy ta
Hình 2-1: Sơ đồ cấu tạo hệ thống đánh lửa bằng ắc quy
Hình 2-2: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống đánh lửa bằng ắc quy.
Khi hoạt động, khoá điện 2 đóng lại (bật ON), động cơ quay sẽ kéo trục bộ chia điện (đen cô) quay theo, cam ngắt điện 7 sẽ điều khiển đóng mở tiếp điểm 8, rô tô quay sẽ phân phối dòng điện cao áp đến mỗi bugi theo thứ tự nổ của xi lanh của động cơ.
Nguyên tắc hoạt động của hệ thống đánh lửa bằng ắc quy có thể chia ra làm hai giai đoạn:
- Giai đoạn 1, tiếp điểm 8 ở vị trí đóng (hình 3): Khi đóng khoá điện 2, đồng thời tiếp điểm 8 ở vị trí đóng, dòng điện đi từ cực dương của ắc quy 1 qua khoá điện 2, qua điện trở phụ 3, qua cực dương (+) của bô bin cao áp 4, qua cuộn dây sơ cấp (W1) 5, qua cực âm (-) của bô bin cao áp, qua tiếp điểm 8, ra mass và về lại cực âm của ắc quy Dòng điện này được gọi là dòng điện sơ cấp I1 Có hai mạch rẽ nhánh đối với mạch điện của dòng điện sơ cấp là mạch rẽ nhánh qua cuộn dây thứ cấp (W2) 6 và qua tụ điện 9 Tuy nhiên do đặc điểm của mạch thứ cấp là có các khe hở trong bu gi và trong đầu chia điện nên trong trường hợp này không có dòng điện chạy trong mạch rẽ này Tương tự, mạch rẽ qua tụ điện cũng xem như không dẫn dòng điện một chiều Dòng điện sơ cấp I1 sẽ tăng nhanh từ 0 đến một giá trị
1 Ắc quy; 2 Khoá điện; 3 Điện trở phụ; 4 Bô bi cao áp;
5 Cuộn dây sơ cấp (W 1 ); 6 Cuộn dây thứ cấp (W 2 );
7 Cam ngắt điện; 8 Tiếp điểm; 9 Tụ điện; 10 Bugi; 11 Rôto
8 Việc tăng dòng điện sơ cấp I1 sẽ làm từ trường trong bô bin cao áp 4 biến thiên, theo nguyên lý cảm ứng điện từ, cuộn sơ cấp W1 và thứ cấp W2 sẽ xuất hiện suất điện động tự cảm và cảm ứng (hổ cảm) Tuy nhiên, trong giai đoạn này do tốc độ tăng dòng điện sơ cấp I1 chưa đủ lớn nên suất điện động cảm ứng trên cuộn dây thứ cấp W2 chưa đạt đến điện áp đánh lửa.
Hình 2-3: Trường hợp tiếp điểm 8 đóng.
- Giai đoạn 2, tiếp điểm 8 ở vị trí mở (hình 4): Khi xi lanh của động cơ ở thời điểm cuối nén đầu nổ, cam ngắt điện 7 sẽ điều khiển tiếp điểm 8 mở ra, dòng điện sơ cấp I1 mất đi đột ngột, từ trường trong bô bin cao áp 4 biến thiên (giảm đi) với tốc độ cao làm cảm ứng trong cuộn thứ cấp một suất điện động với điện áp từ
20 đến 30kV Thông qua đường dây dẫn điện cao áp và đầu chia điện mà điện áp thứ cấp này sẽ tạo ra dòng điện thứ cấp I2 được đưa đến bugi của xi lanh cần đánh lửa để bật tia lửa điện đốt cháy hoà khí trong xi lanh Trong giai đoạn tiếp điểm 8 chớm mở sẽ phát sinh tia lửa điện có thể làm cháy rỗ tiếp điểm, tụ điện 9 mắc song song với tiếp điểm 8 sẽ có khả năng dập tắt tia lửa điện này để bảo vệ tiếp điểm.
I 1 tốc độ động cơ Đây là loại điện trở nhiệt dương, khi nhiệt độ tăng thì điện trở của nó sẽ tăng theo.
Hình 2-4: Trường hợp tiếp điểm 8 mở.
Hình 2-5: Đường đặc tính dòng điện sơ cấp theo tốc độ động cơ.
Khi động cơ làm việc ở tốc độ thấp, thời gian đóng tiếp điểm dài, dòng điện sơ cấp I1 tăng cao và ngược lại Do đó cường độ tia lửa điện tạo ra ở bugi sẽ giảm đi ở tốc độ cao, trong khi đó ở tốc độ thấp dòng điện sơ cấp có thể tăng cao quá mức sẽ làm nóng bô bin cao áp dẫn đến giảm tuổi thọ và tổn hao năng lượng Khi có mắc thêm điện trở phụ, ở tốc độ thấp, dòng điện sơ cấp lớn sẽ gây toả nhiệt lớn trên điện trở phụ làm điện trở của nó tăng lên để hạn chế lại sự tăng quá mức của dòng điện sơ cấp và ngược lại Nhờ vậy mà dòng điện sơ cấp có xu hướng ổn định
2 không có điện trở phụ có điện trở phụ
Hình 2-6: Bộ điều chỉnh góc đánh lửa sớm chân không A và ly tâm B-C.
Hình 2-7: Cấu tạo của một số chi tiết bộ phận khác của hệ thống đánh lửa. Trong quá trình hoạt động, góc đánh lửa sớm của động cơ yêu cầu phải thay đổi theo từng chế độ công tác Do đó trên bộ chia điện (đen cô) có thiết kế 3 bộ
Cơ cấu cam và tiếp điểm
Bộ điều chỉnh góc đánh lửa sớm ốc tan được điều chỉnh một lần trước khi nổ máy, tùy thuộc vào loại nhiên liệu sử dụng của động cơ Bộ điều chỉnh góc đánh lửa sớm chân không được kết nối với đường ống nạp của động cơ sau bướm ga, giúp tăng góc đánh lửa sớm ở chế độ không tải của động cơ Cả hai bộ điều chỉnh này đều góp phần kiểm soát thời điểm đánh lửa lý tưởng cho động cơ.
Bộ điều chỉnh góc đánh lửa sớm ly tâm sử dụng 2 quả văng ly tâm, khi tốc độ động cơ càng cao thì bộ ly tâm sẽ làm tăng thêm góc đánh lửa sớm cho động cơ (hình 2-
6) Cấu tạo của một số chi tiết bộ phận khác của hệ thống đánh lửa như ở hình 2-7.
+ Hệ thống đánh lửa bán dẫn
Hệ thống đánh lửa điện tử không tiếp điểm bao gồm các thành phần sau: ắc quy cung cấp nguồn điện, cầu chì bảo vệ hệ thống khỏi quá tải, khóa điện điều khiển nguồn điện, bộ điện tử xử lý tín hiệu đánh lửa, điện trở phụ ổn định dòng điện và cuộn dây cao áp tạo ra dòng điện cao thế cho bugi đánh lửa Các thành phần này kết nối với nhau để tạo thành một hệ thống đánh lửa hiệu quả và đáng tin cậy, giúp động cơ khởi động và hoạt động ổn định.
6, bộ chia điện (đen cô) 7 và bu gi 8 Sơ đồ cấu tạo như ở hình vẽ 2-8:
Hình 2-8: Sơ đồ cấu tạo hệ thống đánh lửa bằng điện tử không có tiếp điểm
2 Nguyên tắc hoạt động: Đối với hệ thống đánh lửa bằng ắc quy, khả năng của tiếp điểm chỉ cho dòng
8 làm hạn chế công suất đánh lửa của hệ thống Còn đối với hệ thống đánh lửa bằng điện tử có tiếp điểm tuy tuổi thọ của tiếp điểm và công suất đánh lửa có cao hơn nhưng vẫn cần phải quan tâm bảo dưỡng tiếp điểm Vì vậy người ta đã nghiên cứu thiết kế cải tiến hệ thống đánh lửa thành kiểu điện tử không có tiếp điểm Khi đó việc đóng ngắt dòng điện sơ cấp I1 được thực hiện nhờ bộ điện tử và một cảm biến gắn vào bộ chia điện dùng để điểu khiển thời điểm đánh lửa tương tự như cơ cấu cam ngắt điện và tiếp điểm Bộ cảm biến thường được sử dụng gồm có các loại như cảm biến điện từ, cảm biến quang, cảm biến Hall Sơ đồ nguyên lý của hệ thống đánh lửa bằng điện tử không có tiếp điểm như ở hình 15, ở đây mạch điện tử
4 đã được vẽ đơn giản hoá.
1 Ắc quy; 2 Khoá điện; 3 Điện trở phụ; 4 Bộ điện tử; 5 Bô bi cao áp;
Hình 2-9: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống đánh lửa bằng điện tử không có tiếp điểm. Khi hoạt động, khoá điện 2 đóng lại (bật ON), động cơ quay sẽ kéo trục bộ chia điện (đen cô) quay theo, nam châm vĩnh cữu 8 kết hợp với rôto tín hiệu 9 sẽ tạo ra các xung từ trường tác dụng lên cuộn dây điện từ 10 làm cảm ứng ra suất điện động điều khiển bộ điện tử 4 đóng ngắt dòng điện sơ cấp I1 của mạch điện đánh lửa, rô tô chia điện 12 quay sẽ phân phối dòng điện cao áp đến mỗi bugi theo thứ tự nổ của các xi lanh của động cơ Nguyên tắc hoạt động của hệ thống đánh lửa bằng điện tử không có tiếp điểm có thể chia ra làm hai giai đoạn:
- Giai đoạn 1, răng của rôto tín hiệu không trùng với cuộn dây điện từ (hình 16): Trong giai đoạn này từ trường đi qua cuộn dây điện từ 10 trong bộ cảm biến không thay đổi nên không có suất điện động cảm ứng trong cuộn dây điện từ 10, cuộn dây điện từ 10 được xem như một đoạn dây dẫn điện Khi đóng khoá điện 2, với cách phân cực cho bộ điện tử 4 như sơ đồ mạch điện sẽ cho phép dòng điện đi từ chân B ra mass, lúc này dòng điện sơ cấp I1 sẽ đi từ cực dương (+) của ắc quy 1 qua khoá điện 2, qua điện trở phụ 4, qua cực dương (+) của bô bin cao áp 5, qua cuộn dây sơ cấp (W1) 6, qua cực âm (-) của bô bin cao áp, qua bộ điện tử 4, ra mass và về lại cực âm (-) của ắc quy.
Hình 1-10: Trường hợp răng rôto tín hiệu lệch khỏi cuộn dây điện từ. Tương tự như trong mạch đánh lửa bằng ắc quy, trong giai đoạn này do tốc độ tăng dòng điện sơ cấp I1 chưa đủ lớn nên suất điện động cảm ứng trên cuộn dây thứ cấp W2 chưa đạt đến điện áp đánh lửa Tương tự như hệ thống đánh lửa bằng điện tử có tiếp điểm, dòng điện sơ cấp I1 trong hệ thống này đi qua bộ điện tử 4 có thể lớn hơn 4 ampe nên công suất đánh lửa của hệ thống này có thể nâng cao hơn so với hệ thống đánh lửa bằng ắc quy Ngoài ra hệ thống này còn có ưu điểm hơn là không có cơ cấu điều khiển tín hiệu đánh lửa bằng cơ khí (cam và tiếp điểm) nên không cần phải bảo dưỡng định kỳ Dòng điện I0 có công dụng là phân cực tính cho các linh kiện bên trong bộ điện tử 4 và còn được gọi là dòng nuôi mạch điện tử.
- Giai đoạn 2, răng của rôto tín hiệu trùng với cuộn dây điện từ (hình 10):
