tiểu luận môn học thực tập hệ thống điện điện tử ô tô khai thác hệ thống cung cấp điện ô tô

LỜI CẢM ƠN Trong những năm gần đây, với sự phát triển không ngừng của công nghệ, hệthống điện điện tử ô tô đã đóng vai trò vô cùng quan trọng và trở thành một trongnhững yếu tố quyết địn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG

Khoa: Công Nghệ Ôtô

TIỂU LUẬN MÔN HỌC

THỰC TẬP HỆ THỐNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Ô TÔ Chủ đề 1: KHAI THÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Ô TÔ

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Ngọc Khuê Họ và Tên: Lê Ngọc Quốc Nam MSSV: 20160028

Lớp: 23OT01 Nhóm: 01

Bình Dương, ngày 04 tháng 05 năm 2023

2 Yêu cầu kỹ thuật 3

3 Sơ đồ chung mô tả hệ thống cung cấp điện trên ô tô 4

CHƯƠNG 2: ẮC QUY A XIT 8

1 Chức năng nhiệm vụ của ắc quy trong hệ thống điện ô tô 8

2 Cấu tạo và nguyên lý ắc quy a xít – chì 9

3 Các phương pháp nạp điện cho ắc quy 11

4 Những hư hỏng thường gặp đối với ắc quy a xít – chì 15

5 Chăm sóc, bảo dưỡng ắc quy a xít – chì 16

CHƯƠNG 3: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU TRÊN Ô TÔ 17

1 Chức năng nhiệm vụ của máy phát điện trên ô tô 17

2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy phát điện 18

3 Quy trình tháo,lắp và kiểm tra sửa chữa máy phát điện 22

KẾT LUẬN 24

TÀI LIỆU THAM KHẢO 25

LỜI CẢM ƠN

Trong những năm gần đây, với sự phát triển không ngừng của công nghệ, hệthống điện điện tử ô tô đã đóng vai trò vô cùng quan trọng và trở thành một trongnhững yếu tố quyết định đến sự ăn toàn, hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu của một chiếcxe ô tô.

Trong khuôn khổ của môn học Thực tập hệ thống điện điện tử ô tô , em đã có cơhội được trang bị những kiến thức cơ bản về các thành phần của hệ thống điện ô tô, từđó tiếp cận với các hệ thống điện điện tử trên một số dòng xe khác nhau và thực hànhkiểm tra, sửa chữa các sự cố điện trên xe ô tô

Quá trình thực tập, em nhận ra sự quan trọng của việc nắm vững kiến thức cơ bảnvề hệ thống điện đối với các kỹ thuật viên ô tô và đặc biệt là điều chỉnh cà sửa chữa hệthống đó 1 cách chính xác, an toàn.

Với kinh nghiệm cà kiến thức tích lũy được trong quá trình thực tập, em hy vọngđây sẽ là nền tảng giúp em phát triển bản thân để trở thành một kỷ thuật viên ô tô giỏivà nâng cao chất lượng đc cung cấp tới khách hàng Trong tiểu luận này, em sẻ trìnhbày lại quá trình thực tập khai thác hệ thống cung cấp điện trên ô tô, kiến thức đã họcđược và kinh nghiệm cũng như những khó khăn gặp phải trong quá trình thực tập Emsẻ cố gắng trình bày sao cho nội dung được rỏ ràng và đầy đủ theo những gì mình đãhọc được.

Em xin gữi lời cảm ơn chân thành đến thầy Đỗ Ngọc Khuê đã dạy cho em nhữngkiến thức về hệ thống điện điện tử ô tô, nhờ sự hướng đẫn tận tình và am hiểu của thầy,những kiến thức và kinh nghiệm em học được từ thầy rất hữu ích giúp em hiểu rỏ hơnvề hệ thống điện điện tử ô tô và còn trong công việc sau này của em.

Một lần nữa, em xin cảm ơn thầy rất nhiều.

Khi động cơ chưa làm việc hoặc làm việc ở tốc độ vòng quay thấp, điện áp máyphát nhỏ hơn sđđ của ắc quy, nguồn cấp cho các phụ tải là ắc quy Tuy nhiên lúc nàysẽ không có dòng điện phóng từ ắc quy sang máy phát vì trong bộ tiết chế có khâungăn chặn dòng điện ngược, nó đóng vai trò như một khóa điện tử, chỉ cho phép dòngđiện đi theo chiều từ máy phát sang ắc quy mà không cho phép dòng điện đi theochiều ngược lại.

Hệ thống điện trên ô tô là một hệ thống khép kín, trong đó có đầy đủ các khâucủa một hệ thống điện nói chung, bao gồm:

- Nguồn điện tạo ra điện năng.- Truyền tải điện.

- Hộ tiêu thụ điện.

a Nguồn điện trên ô tô là nguồn điện một chiều điện áp thấp.

- 12VDC trên ô tô du lịch và xe tải nhỏ.- 24VDC trên các xe tải lớn.

- 48 ÷ 60VDC trên các xe chạy điện.

b Truyền tải điện:

Trên ô tô thường sử dụng hệ thống điện một dây dẫn nối từ cực dương củanguồn tới phụ tải điện Để khép kín mạch điện người ta dùng ngay phần vỏ kim loạicủa các thiết bị, khung xe làm dây dẫn thứ hai để nối với cực âm của nguồn Phần vỏkim loại của các thiết bị và khung xe được gọi là “mass”.

c Phụ tải điện:

Trên ô tô bao gồm tất cả các thiết bị tiêu thụ điện như: máy khởi động, đènchiếu sáng, còi điện, các thiết bị tiện nghi… Tính chất của các phụ tải điện trên ô tôrất đa dạng: phụ tải thuần trở (bóng đèn chiếu sáng), phụ tải có tính thuần cảm (cáccuộn dây điện từ, biến áp đánh lửa), phụ tải có tính thuần dung (các tụ điện trong hệthống đánh lửa, ắc quy)…

d Môi trường làm việc:

Môi trường làm việc của các trang bị điện trên ô tô rất khắc nghiệt: nhiệt độcao, đặc biệt là các thiết bị lắp trong khoang bố trí động cơ nổ Môi trường có nhiềubụi và độ ẩm cao Trong quá trình ô tô chuyển động đi kèm theo là hiện tượng rungxóc, ảnh hưởng xấu đối với sự làm việc của các thiết bị điện.

2 Yêu cầu kỷ thuật

-Điện áp: hệ thống cung cấp điện trên ô tô đóng vai trò quan trọng trong việcxác định điện áp tối thiểu cho các thiết bị điện điện tử và phụ kiện trên xe.

-Dòng điện: phải đảm bảo đủ để các phụ kiện các thiết bị hoạt động một cáchổn định và hiệu quả.

-Tin cậy: hệ thống cung cấp điện trên ô tô phải tin cậy để đảm bảo hoạt độngbền bỉ và ổn định trong mọi điều kiện.

-Hiệu suất: hệ thống cung cấp điện trên ô tô phải có hiệu suất cao để đảm bảotiết kiệm năng lượng và giảm thiểu tác động đến môi trường.

-Bảo vệ: phải được bảo vệ bởi các thiết bị bảo vệ để giảm thiểu tác động runglắc, sự cố điện quá tải, ngắn mạch hoặc lỗi.

-Khả năng thích ứng: thích ứng với các yêu cầu tăng cường điện năng do sử

dụng các thiết bị phụ kiện lớn hơn, như nâng cấp hệ thống âm thanh hoặc đèn.-Nhiễu điện từ: Các thiết bị điện và điện tử phải chịu được nhiễu điện từ xuấtphát từ hệ thống đánh lửa hoặc các nguồn khác.

-Nhiệt độ làm việc: Tuỳ theo vùng khí hậu, thiết bị điện trên ô tô được chia ralàm nhiều loại:

· Ở vùng lạnh và cực lạnh (-40°C) như ở Nga, Canada.· Ôn đới (20°C) ở Nhật Bản, Mỹ, châu Âu …

· Nhiệt đới (Việt nam, các nước Đông Nam Á , châu Phi…).

· Loại đặc biệt thường dùng cho các xe quân sự (Sử dụng cho tất cả mọi vùngkhí hậu).

Khi thiết kế hệ thống cung cấp điện trên ô tô, cần đảm bảo rằng tất cả các thànhphần đều được kết nối chính xác và có đủ nguồn điện Hệ thống cung cấp điện cũngcần được thiết kế để đảm bảo an toàn với các quy dịnh định sẳn Ngoài ra, các yếu tốnhư trọng lượng, độ tin cậy và hiệu suất cũng phải được xem sét trong quá trình thiếtkế hệ thống điện điện tử ô tô.

3 Sơ đồ chung mô tả hệ thống cũng cấp điện trên ô tô.

a Máy phát điện.

Máy phát điện giúp tạo ra dòng điện cung cấp cho ắc quy và toàn bộ hệ thống,thiết bị điện trên xe Máy phát điện có 3 nhiệm vụ chính: phát điện, biến dòng điệnxoay chiều thành một chiều, chỉnh điện áp đầu ra Tương ứng với các nhiệm vụ này,máy phát điện cũng có 3 bộ phận chính: phát điện, chỉnh lưu và hiệu chỉnh điện áp.

Hoạt động của máy phát điện ô tô dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ: Máyphát được dẫn động bởi trục khuỷu động cơ Khi động cơ hoạt động, trục khuỷu quaysẽ dẫn động nam châm điện trong máy phát quay theo Từ đó tạo ra từ trường tácđộng lên cuộn dây ứng điện bên trong stator làm phát sinh ra dòng điện.

a Ắc Quy

Ắc quy (accu) ô tô có nhiệm vụ lưu trữ nguồn điện từ máy phát điện và cungcấp ngược lại giúp xe khởi động cũng như duy trì hoạt động của các thiết bị điện khixe không nổ máy, máy phát điện chưa hoạt động Bên cạnh đó, ắc quy còn hỗ trợ cấpđiện cho một số thiết bị trong trường hợp sử dụng dòng vượt quá dòng định mức chophép của máy phát.

Trong điều kiện lý tưởng, tuổi thọ của đa số bình ắc quy ô tô ở mức 100.000 kmhoặc 4 – 5 năm Tuy nhiên khi sử dụng thực tế, tuổi thọ ắc quy thường tầm 2 – 4 nămtuỳ vào thói quen sử dụng xe, chế độ bảo dưỡng, nhiệt độ… Người dùng nên lưu ýkiểm tra, bảo dưỡng và thay thế ắc quy định kỳ.

b Máy khởi động.

Máy khởi động (còn gọi là máy đề, bộ đề hay củ đề) có nhiệm vụ làm quay trụckhuỷu động cơ để khởi động động cơ ô tô Bởi muốn động cơ khởi động thì trụckhuỷu phải quay đến một tốc độ nhất định.

Cấu tạo máy khởi động ô tô gồm có một motor điện một chiều Khi người láibật chìa khoá xe/nhấn nút khởi động, ắc quy sẽ cấp điện, motor hoạt động làm quaytrục khuỷu động cơ Thông thường để nổ máy xe, trục khuỷu phải quay từ 40 – 60vòng/phút với xe máy xăng, 80 – 100 vòng/phút với xe máy dầu.

c Dây điện.

Dây điện giúp kết nối và truyền tải dòng điện từ máy phát hay ắc quy đến toànbộ hệ thống điện trên ô tô Với mỗi hệ thống, thiết bị điện, dây dẫn sẽ có màu sắc, kýhiệu khác nhau để dễ dàng phân biệt khi cần kiểm tra, sửa chữa.

d Relay và cầu chì.

Relay (rơ-le) là một loại công tắc giúp tự động đóng ngắt mạch điện điều khiển,điều khiển hoạt động của mạch điện động lực Còn cầu chì có nhiệm vụ tự động đóngngắt dòng điện trên hệ thống dây dẫn khi xảy ra hiện tượng quá dòng Cả hai thiết bịnày đều nhằm bảo vệ an toàn cho hệ thống điện trên xe ô tô.

Nhà sản xuất thường bố trí relay và cầu chì chung với nhau thành cụm nằmtrong hộp cầu chì Đa phần xe ô tô có hai hộp cầu chì Một là hộp cầu chì động cơnằm ở bên dưới nắp capo, gần ắc quy xe Cái còn lại là hộp cầu chì điện thân xe nằmở dưới taplo xe, trong khoang nội thất.

CHƯƠNG 2 : ẮC QUY A XÍT

1 Chức năng nhiệm vụ của ắc quy trong hệ thống điện ô tô.

Trong hệ thống điện tử của ô tô, ắc quy có chức năng chính là cung cấp nguồn điện cho các thiết bị điện tử khác trên xe Cụ thể, ắc quy được sử dụng để cung cấp nguồn điện cho hệ thống đánh lửa, động cơ khởi động và các thiết bị khác như đồng hồ đo tốc độ, đồng hồ đo nhiên liệu, bộ định tuyến GPS, ắc quy còn có chức năng giữ cho hệ thống điện tử được hoạt động ổn định trong quá trình động cơ khởi động

Ắc quy là nguồn điện hóa học được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau

- Cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ điện trên xe khi động cơ không làm việchoặc khi điện áp máy phát chưa đạt giá trị định mức đồng thời làm nguồn kích từ chomáy phát và cấp cho hệ thống đánh lửa.

- Quá trình làm việc của xe có thể xảy ra trường hợp các thiết bị điện cùng làmviệc một lúc, tổng công suất tiêu thụ lớn hơn công suất máy phát thì khi đó ắc quy sẽlà nguồn điện cùng máy phát để cung cấp.

Hiện nay trên ô tô thường sử dụng ắc quy a xít - chì Loại này có điện trở trongnhỏ nên có khả năng phóng với dòng điện lớn giúp cho việc khởi động động cơ bằngđộng cơ điện một chiều.

Do đó, ắc quy là một bộ phận rất quan trọng của hệ thống điện tử trên ô tô vàcần được bảo trì định kỳ để đảm bảo hoạt động ổn định.

2 Cấu tạo và nguyên lý ắc quy a xít – chì.a.Cấu tạo

Hình 1.1a: Cấu tạo ắc quy kiểu cũ1 Vỏ bình; 2 Tấm cực âm; 3 Đầu cựccủa một nhóm; 4 Các cầu nối; Nắp; 5

6 Các cầu nối; 7 Tấm cực dương

* Vỏ ắc quy:

Làm bằng nhựa có độ bền cao và thường là nhựa trong suốt, vỏ bình bên ngoàiloại này có 2 vạch, một vạch màu đỏ chỉ mức dung dịch tối da (Upper Level) và vạchcòn lại chỉ mức dung dịch tới thiểu (Lower Level) Bình được chia làm 3 hoặc 6ngăn, đáy bình có các sống để đỡ các bản cực âm và dương, khoảng trống giữa cácsống là nơi chứa các chất hoạt tính rụng xuống để không làm nối tắt giữa các bản cực.

* Bản cực:

Xương bản cực (lưới) được làm từ hợp kim chì antimoan hoặc hợp kim chì canxi để tăng độ cứng của bản cực, để giảm hiện tượng tự phóng điện và giảm việcbổ sung nước Ngày nay, các nhà sản xuất đã giảm lượng antimoan trong bản cựchoặc thay thế chúng bằng kim loại khác ví dụ như canxi Để tăng dung lượng củabình ắc quy thì nhà sản xuất đã đưa bản cực âm chát vào chì nguyên chất (Pb), cònchát peôxit chì (PbO ) vào bản dương là chất có độ bền và độ xốp cao Các bản cực2

-cùng dấu hàn thành chùm cực.

Hình 1.1b: Cấu tạo ắc quy kiểu mới

1 Nắp; 2 Cực âm; 3 Cầu nối; 4 Cực dương; 5 Vách ngăn; 6 Tấm cựcdương; 7 Tấm cực âm; 8 Tấm cách

- Chất tác dụng: dùng bột Pb + HSO + 2 3% bột nở trát lên cả hai mặt cốt

tấm bản cực Hiện nay thường dùng 2 loại chất khác nhau:

+ Bản dương: Dùng bột chì Pb + d H SO + 2 3% bột nở2

+ Bản âm: Dùng bột ô xít chì Pb2O3, PbO + d H SO + 2 3% bột nở2 24 Sau đó ép phẳng, sấy khô, nạp phân cực rồi rửa sạch, lắp ghép hoặc bảo quản Saukhi nạp phân cực thì bản dương có màu nâu đỏ, bản âm có màu xanh xám.

Số bản cực cùng dấu được hàn thành một chùm bản cực, số lượng bảncực nhiều hay ít phụ thuộc vào dung lượng của ắc quy cần chế tạo Hai chùm bản cựckhác dấu được đặt xen kẽ và ngược chiều nhau tao thành một ngăn ắc quy Số bảncực âm bao giờ cũng nhiều hơn cực dương một bản.

* Tấm cách: Để cách điện 2 tấm bản cực trái dấu chống chạm chập đồng thờilà chỗ tựa cho chất tác dụng khỏi bị rơi rụng Yêu cầu tấm cách phải xốp cho dungdịch dễ khuyếch tán, cách điện, chịu được a xít Vật liệu dùng phổ biến là ê bô nít,bông, thuỷ tinh, gỗ, mi pô lat.

* Cầu nối đầu cực: Được đúc bằng chì và hàn với nhau.

* Dung dịch: Pha chế từ nước cất và H SO theo tỷ lệ phụ thuộc vào từng vùng,24

miền sử dụng Sau khi pha chế đổ vào bình cao hơn tấm bảo vệ 10 15 mm.

Ắc quy axít chì được chia thành hai loại: Ắc quy axit-chì hở (FLA) và ắc quyaxit-chì kín (SLA hoặc VRLA)

Ắc quy axit chì hở khí (FLA): Khí bên trong bình ắc quy có thể thoát rangoài được, gồm ắc quy hở khí dạng ngập nước phải bảo dưỡng và ắc quy hở khíkhông phải bảo dưỡng.

Ắc quy axit chì kín khí (SLA hoặc VRLA): Khí bên trong bình ắc quy khôngthể thoát ra ngoài, gồm ắc quy khô tấm hút AGM và ắc quy khô gel.

3 Các phương pháp nạp điện cho ắc quy.

Có 2 phương pháp nạp cơ bản: là nạp với dòng điện không đổi và nạp với điệnáp không đổi Ngoài ra có thể áp dụng phương pháp nạp nhanh nhờ tổ hợp haiphương pháp cơ bản trên.

Các nguồn nạp là máy phát điện một chiều hoặc thiết bị chỉnh lưu (chỉnh lưucông suất lớn và chỉnh lưu có điều khiển).

* Phương pháp nạp với dòng không đổi:

- Dòng nạp được giữ không đổi trong suốt quá trình nạp (nạp 1 nấc) hoặc thayđổi 1 lần (nạp 2 nấc, áp dụng khi cần rút ngắn thời gian: lúc đầu I > I đến khinạpđm

Ungăn = 2,4V thì giảm I ) Thông thường I = 0,1Q hoặc chọn theo giá trị cho trongnạpnạp

hướng dẫn sử dụng.

- Để giữ I = const có thể sử dụng biến trở nạp mắc nối tiếp với ắc quy hoặcnạp

điều chỉnh Unguồn (bằng tay hay tự động) để giữ cho dòng không đổi nhờ các mạch bándẫn có điều khiển.

- Các ắc quy được chia thành các nhóm, các ắc quy cùng 1 nhóm phải có cùngdung lượng và được mắc nối tiếp nhau.

- Số lượng ắc quy trong 1 nhóm cũng như số lượng nhóm có thể nạp đồng thờiphụ thuộc vào điện áp và công suất nguồn nạp:

Số bình n = Umaxnguồn/Ucuối (U =2,7.m)cuối

m: số ngăn ắc quy

- Số nhóm mắc song song K = Pnguồn/(Unguồn nạpI )+ Trường hợp I được điều chỉnh bằng biến trở:

R = (Unguồn- Ub0n)/Inạp ; U = 2mb0

Công suất của biến trở được chọn theo điều kiện: P = Ir 2nạpR

+ Trường hợp dùng các bộ chỉnh lưu tự động làm nguồn nạp có thể không cầnthêm biến trở điều chỉnh khi thỏa mãn 3 điều kiện:

1) Các ắc quy trong các nhóm phải giống nhau.2) Số lượng ắc quy trong mỗi nhóm bằng nhau.

3) Mức độ phóng của ắc quy trong các nhóm khác nhau quá 10 15%Không thỏa mãn: có thể sử dụng biến trở để điều chỉnh dòng ở từng nhóm.- Quá trình nạp nhiệt độ dung dịch tăng lên (không để tăng quá 45 C, nếu quá0

thì giảm I đi một nửa hoặc ngừng chờ nhiệt độ hạ 30 C - 35nạp 0 0C)

+ Ở giai đoạn đầu, cứ sau 2 3 giờ phải đo U, nồng độ, nhiệt độ dung dịch một lần.+ Ở giai đoạn cuối đo sau từng giờ Nếu có ngăn bđ kém (U cao và nồng độnạp

thấp hơn) thì phải tách ra nạp riêng để tránh quá nạp cho các bđ khác trong nhóm.Ở cuối quá trình nạp, nồng độ dd quy về 25 C, có thể phải hiệu chỉnh nồng độ0

(1,27 g/cm ) bằng cách đổ thêm nước cất hoặc axit 1,4 g/cm 33

- Ưu nhược điểm: áp dụng phổ biến hơn các phương pháp khác vì cho phépchọn tùy ý I thích hợp với từng loại ắc quy Tuy nhiên thời gian nạp dài và phảinạp

thường xuyên theo dõi điều chỉnh Inạp

* Phương pháp nạp với điện áp không đổi:

- Unguồn được giữ không đổi trong suốt quá trình nạp (tính toán để U ngăn lànạp

2,4V, tức là: Unguồn = 2,4m).

- Các ắc quy có cùng cấp điện áp được mắc song song với nhau Số nhánh song