Đề tài khảo sát kỹ thuật hệ thống cung cấp Điện trên xe hyundai i10 2018

Tầm quan trong của hệ thống cung cấp điện trên xe ô tô Hệ thống cung cấp điện trên ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động ổnđịnh và hiệu quả của toàn bộ các hệ thống

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT- HUNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN Ô TÔ

TÊN ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT KỸ THUẬT

HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TRÊN XE Hyundai i10 -2018

Người hướng dẫn : Th.S Đỗ Chí Công Sinh viên :Nguyễn Trung Anh Lớp : cko3-k44 Mã SV :2000191 Hình thức ĐT: Đại học Khóa : 44

Hà Nội, tháng 12/2024

LỜI NÓI ĐẦU

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 vàosản xuất và lắp đặt các linh kiện ô tô Hiện nay thì vấn đề “ Điện và điện tử”trang bị trên ô tô là tiêu chí chính để đánh giá một chiếc xe hơi cao cấp Trải quathời gian học tập tại trường, với những kiến thức đã được trang bị giúp em cóthêm nhiều tự tin và gắn bó hơn với ngành mình đang theo học Đồ án tốt nghiệp

là môn học cuối cùng của mỗi sinh viên để hoàn thành khóa học, nhận thức đượctầm quan trọng đó nên em đã chọn đề tài “Để Khảo sát kỹ thuật hệ thống cungcấp điện trên xe ô tô hãng Hyundai i10 -2018”

Đây là một đề tài rất gần với thực tế sản xuất và sửa chữa các hệ thống điệntrên xe Với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn cùngcác thầy giáo trong bộ môn ô tô, em đã hoàn thành đề tài đúng tiến độ được giao.Tuy nhiên, do kiến thức thực tế còn hạn chế nên mặc dù đã cố gắng hết sứcnhưng đồ án không tránh khỏi sai sót Em rất mong nhận được sự quan tâm, góp

ý kiến của các thầy và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn Với việc thực hiện

đề tài này đã giúp em có thêm nhiều kiến thức thực tế, đây chính là hành trang để

em dễ dàng hơn trong công việc sau này Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chânthành đến các thầy cô trong khoa CNKT Ô tô, thầy Th.s Đỗ Chí Công, cùng cácbạn đã giúp em để hoàn thành đề tài này

Em hy vọng đề tài có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các bạnsinh viên yêu thích nghiên cứu tìm hiểu về ô tô

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

NGUYỄN TRUNG ANH

A.Đặt vấn đề

1 Tổng quan về ngành công nghiệp ô tô và nhu cầu khảo sát

Ngành công nghiệp ô tô ngày nay đang phát triển mạnh mẽ với sự ra đời của nhiều công nghệ hiện đại và tiên tiến Trong đó, hệ thống cung cấp nhiên liệu là một trong những thành phần được chú trọng và cải tiến liên tục Những năm gần đây, các nhà sản xuất ô tô như Hyundai không ngừng nâng cấp hệ thống cung cấp nhiên liệu để tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu, giảm lượng khí thải và cải thiện trải nghiệm người dùng

Với sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp ô tô trên toàn cầu nói chung và trong nước nói riêng, việc nắm bắt và hiểu rõ về các hệ thống cung cấp nhiên liệu trên ô

tô trở nên rất quan trọng Hệ thống này đóng vai trò then chốt trong việc ảnh hưởng đến hiệu suất động cơ và mức tiêu thụ nhiên liệu Nghiên cứu và áp dụng những công nghệ tiên tiến trong hệ thống cung cấp nhiên liệu không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sử dụng màcòn góp phần bảo vệ môi trường, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về phương tiện giao thông tiết kiệm và thân thiện với môi trường

2 Tầm quan trong của hệ thống cung cấp điện trên xe ô tô

Hệ thống cung cấp điện trên ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động ổnđịnh và hiệu quả của toàn bộ các hệ thống và thiết bị trên xe Nó không chỉ cung cấp nănglượng cho các thiết bị cơ bản như đèn, radio, điều hòa mà còn cho các hệ thống phức tạp như hệ thống điều khiển động cơ, hệ thống an toàn và tiện nghi

Hệ thống cung cấp điện giúp khởi động xe bằng cách truyền năng lượng từ ắc quy đến máy khởi động và hệ thống đánh lửa Nếu hệ thống cung cấp điện gặp sự cố, xe sẽ không thể khởi động được Ngoài ra, nó duy trì hoạt động cho các thiết bị an toàn quan trọng như phanh ABS, túi khí và cảm biến cảnh báo va chạm, đảm bảo an toàn cho hành khách

Hệ thống này cũng hỗ trợ các hệ thống điều khiển và quản lý động cơ, giúp tối ưu hiệu suất, tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải

Các hệ thống tiện nghi như điều hòa không khí, hệ thống giải trí và chiếu sáng cũng phụ thuộc vào hệ thống cung cấp điện để vận hành, mang lại sự thoải mái cho người dùng Bên cạnh đó, các hệ thống điều khiển và giám sát thông minh như cảm biến áp suất lốp, định vị GPS và hỗ trợ lái tự động cũng yêu cầu nguồn cung cấp điện ổn định để hoạt độngchính xác Tóm lại, hệ thống cung cấp điện là thành phần then chốt đảm bảo cho mọi hoạtđộng của ô tô, từ việc vận hành động cơ đến đảm bảo an toàn và tiện nghi cho người sử dụng

3 Lý do và mục tiêu của đề tài nghiên cứu

Hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ ô tô Hyundai được lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu vì vai trò quan trọng của nó trong việc đảm bảo sự vận hành ổn định của xe, cũng như tính phức tạp trong quá trình phân tích và bảo dưỡng để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng

Bên cạnh đó, hệ thống cung cấp nhiên liệu còn là một thành phần chịu ảnh hưởng lớn

từ sự phát triển công nghệ, đòi hỏi phải được nghiên cứu và cập nhật thường xuyên để phù hợp với yêu cầu bảo dưỡng và sửa chữa trong thực tế

B MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA ĐỀ TÀI

1 Mục đích đề tài

· Nghiên cứu và phân tích chuyên sâu về hệ thống cung cấp điện trên ô tô Hyundai:

Pin và hệ thống nạp điện: Nghiên cứu các thành phần chính của hệ thống cung cấpđiện, bao gồm ắc quy và máy phát điện Pin đóng vai trò là nguồn cung cấp nănglượng chính khi động cơ tắt, trong khi máy phát điện cung cấp năng lượng cho các hệthống khi xe hoạt động và sạc lại pin

Hệ thống quản lý điện năng: Khảo sát cách thức hệ thống điều chỉnh và phân phối điệnnăng đến các bộ phận khác nhau của xe, đảm bảo cung cấp điện liên tục và ổn địnhcho các hệ thống quan trọng như hệ thống khởi động, điều khiển động cơ, và các thiết

bị điện tử

Hệ thống dây điện và cầu chì: Nghiên cứu cách thức hệ thống dây điện và cầu chìhoạt động để truyền tải và bảo vệ nguồn điện, đồng thời tìm hiểu cách xử lý và bảodưỡng khi gặp các sự cố liên quan đến đường dây

· Khám phá sự tương tác giữa các thành phần trong hệ thống cung cấp điện:

Tương tác giữa pin, máy phát điện và hệ thống điều khiển: Tìm hiểu cách các thànhphần này phối hợp với nhau để cung cấp điện năng cho xe Pin cung cấp năng lượngcho xe khi động cơ chưa khởi động, trong khi máy phát điện đảm bảo nạp lại pin vàcung cấp điện cho các hệ thống khác khi động cơ đang hoạt động

Ảnh hưởng đến hiệu suất xe: Khảo sát cách hệ thống cung cấp điện ảnh hưởng đếncác yếu tố quan trọng như hiệu suất khởi động động cơ, hiệu quả vận hành của hệthống điện tử và sự ổn định của toàn bộ hệ thống

· Phát hiện các lỗi tiềm ẩn và đề xuất biện pháp cải thiện hệ thống:

Chẩn đoán lỗi hệ thống cung cấp điện: Đề tài sẽ nhận diện các lỗi thường gặp như pinhết điện, máy phát hỏng hoặc dây điện bị hư hỏng Qua đó, nghiên cứu sẽ đề xuất cácphương pháp kiểm tra và chẩn đoán chính xác nhằm phát hiện và khắc phục sự cố kịp

thời

Bảo dưỡng và sửa chữa: Đưa ra quy trình bảo dưỡng định kỳ cho hệ thống cung cấpđiện như kiểm tra, vệ sinh các điểm tiếp xúc, kiểm tra điện áp của pin và hiệu quả hoạtđộng của máy phát Đây là những biện pháp quan trọng để đảm bảo hệ thống hoạtđộng ổn định

Cải tiến hệ thống: Đề tài sẽ đề xuất các phương án cải tiến hệ thống cung cấp điệnnhư nâng cấp pin, cải thiện hệ thống quản lý điện năng hoặc sử dụng công nghệ hiệnđại hơn để tăng hiệu quả sử dụng và kéo dài tuổi thọ hệ thống

· Nghiên cứu xu hướng phát triển công nghệ trong hệ thống cung cấp điện:

Dự đoán các thay đổi và cải tiến trong tương lai: Đề tài sẽ xem xét các xu hướngcông nghệ mới như hệ thống quản lý điện năng thông minh, sử dụng pin lithium-ionhoặc các nguồn năng lượng tái tạo trong xe

Ứng dụng công nghệ mới trong ô tô hiện đại: Nghiên cứu sẽ cung cấp cái nhìn vềcách các công nghệ tiên tiến có thể cải tiến hệ thống cung cấp điện, giúp tăng hiệu quảvận hành và giảm thiểu các vấn đề liên quan đến điện năng

· Góp phần giảm thiểu khí thải và bảo vệ môi trường:

Giảm phát thải khí nhà kính: Tối ưu hóa hệ thống cung cấp điện giúp giảm tải chođộng cơ, từ đó giảm lượng khí CO2 phát thải ra môi trường, góp phần vào nỗ lực toàncầu bảo vệ môi trường

Tăng hiệu quả sử dụng năng lượng: Việc sử dụng hệ thống cung cấp điện hiệu quảhơn sẽ giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ, giúp giảm chi phí cho người dùng và bảo vệ tàinguyên thiên nhiên

· Tối ưu hóa hiệu suất hệ thống điện và giảm tiêu thụ năng lượng: Qua việc khảo sát vàphân tích, đề tài hướng tới tối ưu hóa quá trình cung cấp điện, giúp hệ thống hoạt động ổnđịnh, tiết kiệm năng lượng và đảm bảo tuổi thọ cho các thành phần trên xe

Đề xuất các giải pháp cải tiến cho hệ thống cung cấp điện: Từ kết quả khảo sát, đềtài sẽ đưa ra các giải pháp kỹ thuật nhằm cải tiến hệ thống cung cấp điện, bao gồm sửdụng các công nghệ hiện đại hoặc tối ưu hóa các thành phần hiện có để tăng cường hiệuquả sử dụng và bảo vệ môi trường

2 Ý nghĩa đề tài

Ý nghĩa thực tiễn

Đề tài mang lại giá trị thiết thực trong việc bảo trì và sửa chữa hệ thống cung cấp điện trên các dòng xe Hyundai Các kỹ thuật viên và chuyên gia trong ngành có thể sử dụng những kiến thức này để thực hiện chẩn đoán và khắc phục sự cố nhanh chóng, hiệu quả

Đề tài cũng giúp cải thiện quy trình cung cấp điện của xe, từ đó nâng cao hiệu suất làm việc và độ tin cậy của các hệ thống điện tử trên xe

Ý nghĩa về mặt khoa học và công nghệ

Việc nghiên cứu hệ thống cung cấp điện được coi là một bước tiến quan trọng trong việc nắm bắt công nghệ điện tử hiện đại trong ngành công nghiệp ô tô Thông qua đề tài, sinh viên và các nhà nghiên cứu có thể tiếp cận sâu hơn với các công nghệ tiên tiến như máy phát điện, ắc quy và hệ thống quản lý điện năng Kết quả nghiên cứu có thể làm nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo liên quan đến hệ thống điện tử trên ô tô, đặc biệt là trong việc phát triển và cải tiến các giải pháp cung cấp điện hiệu quả

Giúp nâng cao hiểu biết về hệ thống cung cấp điện: Nghiên cứu hệ thống cung cấp điện của Hyundai giúp mở rộng kiến thức về các công nghệ điện tử tiên tiến trong lĩnh vực ô

tô, đặc biệt là trong việc điều khiển và tối ưu hóa hiệu suất sử dụng điện Hệ thống cung cấp điện là một trong những công nghệ tiên tiến giúp đảm bảo xe hoạt động hiệu quả hơn

và giảm tiêu thụ năng lượng

Bên cạnh đó, việc khảo sát đề tài còn góp phần thúc đẩy trong quá trình cải tiến công nghệ ô tô: Đề tài giúp làm sáng tỏ nguyên lý hoạt động và cấu trúc của các thành phần như máy phát điện, ắc quy và các hệ thống điện tử khác Từ đó, nghiên cứu có thể góp phần cải tiến, tối ưu hóa các hệ thống điện trong ngành công nghiệp ô tô, đặc biệt là trongviệc thiết kế và phát triển các hệ thống tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường

Ý nghĩa về kinh tế-xã hội

Đề tài góp phần vào việc nâng cao hiệu quả sử dụng xe ô tô, giúp người tiêu dùng tiết kiệm chi phí vận hành trong quá trình sử dụng xe Ngoài ra, việc giảm tiêu thụ điện năng cũng đồng nghĩa với việc bảo vệ môi trường, giảm ô nhiễm, từ đó mang lại lợi ích lâu dài cho xã hội

Góp phần tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí vận hành: Việc hiểu rõ và tối ưu hóa hệ thống cung cấp điện sẽ giúp cải thiện hiệu suất hoạt động của xe, từ đó giảm tiêu thụ nănglượng Điều này mang lại lợi ích kinh tế trực tiếp cho các cá nhân và doanh nghiệp sở hữuphương tiện, đồng thời giúp các quốc gia tiết kiệm ngoại tệ trong nhập khẩu năng lượng.Giảm tác động môi trường: Các quy định về tiêu chuẩn năng lượng ngày càng nghiêm ngặt, đặc biệt là trong các đô thị lớn Nghiên cứu và tối ưu hóa hệ thống cung cấp điện sẽ

Ý nghĩa về đào tạo và học tập

Đề tài là một tài liệu hữu ích cho sinh viên ngành kỹ thuật ô tô, giúp họ có cái nhìn chi tiết và toàn diện hơn về hệ thống cung cấp điện của xe ô tô Qua đó, sinh viên có thể áp dụng kiến thức đã học vào thực tế, nâng cao tay nghề và khả năng làm việc sau khi tốt nghiệp

C ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

·Thu thập thông tin về các hệ thống điều khiển Đối tượng nghiên cứu

Hệ thống thống điện điều hệ thống nhiên liệu đông cơ ô tô hãng Hyundai

·Phương pháp nghiên cứu

Trong quá trình làm, tìm hiểu và nghiên cứu đề tài em đã sử dụng một số phươngpháp nghiên cứu sau

 Phương pháp thu thập tài liệu :

thu thập và tra cứu tìa liệu,giáo trình kỹ thuật, dự trên sạch vở và đặc biết đó chính

là các cuốn cẩm nang bảo dưỡng, khái thác sửa chữa của hãng hyundai

tra cứu và trong lọc thông các thông tin chính xác, đầy đủ ở trên mạng internet, cáctrang website trong nước và ngoài nước Để có thể tìm hiểu và chắt lọc các thông tin cầnthiết và đáng tin cậy

Tham khảo ý kiến cùng nhận xét từ các giảng viên trong ngành cơ ký ô tô Đặc biệttrong đó phải kể đến các Thầy trong khoa ô tô trường đại học công nghiệp Việt Hung, cácxưởng sửa chữa và cả những người có kinh nghiệm lâu năm về việc sữa chữa, sử dụng vàbảo quản xe

điện điều khiển nhiên liệu của xe Hyundai tại xưởng, trung tâm bảo dưỡng

So sánh hệ thống điện điều khiển nhiên liệu của Hyundai với các hệ thống tương tựtrên các hãng xe khác, nhằm đánh giá sự khác biệt về công nghệ, hiệu quả và tính năngcủa các hãng khác như Toyota, Honda, và Kia

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP

ĐIỆN.

1.1 Nhiệm vụ của hệ thống điện.

Hệ thống cung cấp điện tạo ra nguồn điện một chiều cấp cho các thiết bị đểđảm bảo toàn và tiện nghi khi hoạt động Hệ thống cung cấp điện sử dụng sựquay vòng của động cơ để phát sinh ra điện Nó không những cung cấp điện chonhững hệ thống và các thiết bị khác mà còn nạp điện cho ắc quy trong lúc động

cơ đang hoạt động

Hình 1.1 Hệ thống cung cấp điện trên ô tô.

1 Máy phát 2 Ắc quy 3 Đèn báo nạp 4 Khóa điện

Hệ thống cung cấp điện gồm những thiết bị chính như trên:

- Máy phát điện dùng để cung cấp dòng điện một chiều cấp cho các thiết bị dùng trên xe và nạp điện cho ắc quy tích điện

- Ắc quy dự trữ, cung cấp điện cho máy khởi động và các phụ tải khi máy phát chưa làm việc

- Đèn báo nạp cảnh báo cho người lái xe khi hệ thống gặp sự cố

- Khóa điện đóng, ngắt dòng điện trong hệ thống

Hình 1 1 Sơ đồ hệ thống cung cấp điện tổng quát

Phụ tải trên ô tô có thể chia làm 3 loại: tải thường trực là những phụ tải liên tục hoạt độngkhi xe đang chạy, tải gián đoạn trong thời gian dài và tải gián đoạn trong thời gian ngắn

Hình 1 2 Sơ đồ phụ tải trên ô tô 1.1.1Các bộ phận chính của hệ thống cung cấp điện

1 Ắc quy

a Nhiệm vụ

Ắc quy trong ô tô thường được gọi là ắc quy khởi động để phân biệt với loại ắc quy sử

dụng ở các lãnh vực khác Ắc quy khởi động trong hệ thống điện thực hiện chức năng củamột thiết bị chuyển đổi hóa năng thành điện năng và ngược lại Đa số ắc quy khởi động làloại ắc quy chì – axit Đặc điểm của loại ắc quy nêu trên là có thể tạo ra dòng điện có cường độ lớn, trong khoảng thời gian ngắn (5-10s), có khả năng cung cấp dòng điện lớn (200-800A) mà độ sụt thế bên trong nhỏ, thích hợp để cung cấp điện cho máy khởi động

để khởi động động cơ

Ắc quy khởi động còn cung cấp điện cho các tải điện quan trọng khác trong hệ thống điện, cung cấp từng phần hoặc toàn bộ trong trường hợp động cơ chưa làm việc hoặc đã làm việc mà máy phát điện chưa phát đủ công suất (động cơ đang làm việc ở chế độ số vòng quay thấp): cung cấp điện cho đèn đậu (parking lights), radio cassette, CD, các bộ nhớ (đồng hồ hợp điều khiển), hệ thống báo động…

Ngoài ra, ắc quy còn đóng vai trò bộ lọc và ổn định điện thế trong hệ thống điện ô tô khi điện áp máy phát dao động

Điện áp cung cấp của ắc quy là 6V, 12V hoặc 24V Điện áp ắc quy thường là 12V đối với

xe con, xe du lịch hoặc 24V cho xe tải Muốn điện áp cao hơn ta đấu nối tiếp các ắc quy 12V lại với nhau

Ắc quy cung cấp điện khi:

- Động cơ ngừng hoạt động: Điện từ bình ắc quy được sử dụng để chiếu sáng, dùng cho

các thiết bị điện phụ, hoặc là các thiết bị điện khác khi động cơ không hoạt động

- Động cơ khởi động: Điện từ bình ắc quy được dùng cho máy khởi động và cung cấp

dòng điện cho hệ thống đánh lửa trong suốt thời gian động cơ đang khởi động Việc khởi động xe là chức năng quan trọng nhất của ắc quy

- Động cơ đang hoạt động: Điện từ bình ắc quy có thể cần thiết để hỗ trợ cho hệ thống

nạp khi nhu cầu về tải điện trên xe vượt qua khả năng của hệ thống nạp Cả ắc quy và máy phát đều cấp điện khi tải trên ô tô lớn

b Yêu cầu

Ắc quy trên ô tô có các yêu cầu cơ bản sau đây:

- Có cường độ điện phóng lớn, đủ cho máy khởi động điện (máy đề) hoạt động;

- Có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ chăm sóc, bảo dưỡng;

- Phóng nạp tuần hoàn có hiệu suất cao

c Phân loại ắc quy

Trong công nghiệp nói chung hiện nay sử dụng nhiều loại bình điện như:

Ắc quy thường dùng để khởi động động cơ ô tô là ắc quy chì còn gọi là ắc quy axit Đặc điểm của ắc quy này là kích thước tương đối nhỏ nhưng có khả năng cung cấp dòng điện lớn trong thời gian ngắn (200 đến 500 ampe trong 5 đến 10 giây), độ sụt thế bên trong ít.

2 Máy phát

Máy phát điện xoay chiều đóng vai trò chính trong hệ thống nạp Máy phát điện xoay chiều có 3 chức năng: Tạo ra dòng điện, chỉnh lưu thành dòng điện một chiều và điều chỉnh điện áp

- Phát điện: Việc truyền chuyển động quay của động cơ tới puli thông qua đai chữ V

sẽ làm quay rotor máy phát và do đó tạo ra dòng điện xoay chiều trong cuộn dây stato

- Chỉnh lưu dòng điện: Vì dòng điện được tạo ra trong cuộn dây stato là dòng điện

xoay chiều nên nó không sử dụng được cho các thiết bị điện một chiều được lắp trên xe

Để sử dụng được dòng điện xoay chiều này người ta sử dụng bộ chỉnh lưu để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều

- Điều chỉnh điện áp: Bộ điều chỉnh điện áp IC điều chỉnh điện áp sinh ra để có điện

áp ổn định ngay cả khi tốc độ máy phát hoặc cường độ dòng điện trong mạch thay đổi

* Cấu tạo một số loại máy phát

a Máy phát kích từ bằng nam châm vĩnh cửu

Phần lớn máy phát điện xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu đang được

sử dụng đều có rotor là nam châm quay Mạch từ của máy phát này khác nhau chủ yếu ở kết cấu của rotor và có thể chia làm bốn loại chính: rotor nam châm tròn, rotor nam châm hình sao với má cực hoặc không má cực, rotor hình móng và rotor nam châm xếp Đơn

giản nhất là loại rotor nam châm tròn

Ưu điểm của loại này là chế tạo đơn giản, còn nhược điểm là hiệu suất mạch từ rất

thấp Rotor loại này chỉ ứng dụng trong các máy phát điện công suất không quá 100VA (thường cho xe đạp và xe gắn máy) Khả năng làm việc như máy phát điện 2 pha

Hình 1.4 Mạch từ của máy pha điện rotor nam châm tròn

1 Nam châm vĩnh cửu; 2 Cực từ thép; 3 Cuộn dây stator

b Máy phát kích từ kiểu điện từ không có vòng tiếp điện

Vòng tiếp xúc và chổi than làm hạn chế tuổi thọ của máy phát Nếu bỏ đi vòng tiếp xúc và chổi thì tuổi thọ của máy phát sẽ tăng lên và chỉ phụ thuộc vào sự mài mòn của các

ổ đỡ và sự lão hóa của lớp vỏ cách điện của các cuộn dây Các máy phát không có chổi than gọi là máy phát không tiếp điểm (không có vòng tiếp điện) Các loại máy phát này rất cần thiết cho ô tô và máy kéo làm việc ở vùng đầm lầy hoặc nhiều bụi

Dưới đây là các sơ đồ kết cấu của máy phát kiểu điện từ không có vòng tiếp điện:

Hình 1 5 Kết cấu máy phát kiểu điện từ không có vòng tiếp điện

1 Cuộn kích; 2 Ống lót; 3 Trục; 4 Rotor; 5 Lõi thép stator; 6-Nắp bằng thép từ;

7-Cuộn pha; 8- Nắp nhôm; A,B,C- Đầu các pha; a,b,c- Cuối các pha.

Chế độ làm việc của ô tô luôn luôn thay đổi có ảnh trực tiếp đến chế độ làmviệc của hệ thống cung cấp điện do xuất phát từ điều kiện luôn phải đảm bảocác phụ tải làm việc bình thường hệ thống cung cấp điện phải đảm bảo các yêucầu sau :

+ Đảm bảo độ tin cậy tối đa của hệ thống, điều chỉnh tự động trong mọi điều kiện sử dụng của ô tô

+ Đảm bảo nạp điện tốt cho ắc quy và đảm bảo khởi động động cơ ôtô dễ dàngvới độ tin cậy cao

+ Kết cấu đơn giản và hoàn toàn tự động làm việc ở mọi chế độ

+ Chăm sóc và bảo dưỡng kỹ thuật ít nhất trong quá trình sử dụng

+ Có độ bền cơ khí cao đảm bảo chịu rung và chịu sóc tốt

+ Đảm bảo thời hạn phục vụ lâu dài

1.2 Phân loại hệ thống cung cấp điện.

Theo các xe khác nhau dùng loại máy phát khác nhau ta có cách phân loại:

+ Hệ thống cung cấp dùng máy phát điện xoay chiều

+ Hệ thống cung cấp điện dùng máy phát một chiều

Theo điện áp cung cấp ta có thể phân loại sau:

+ Hệ thống cung cấp điện dùng máy phát 12V

+ Hệ thống cung cấp dùng máy phát điện 24V

1.2.1 Đặc tính của máy phát

điện a, Đặc tính không tải.

Là những đường cong đặc trưng cho mối quan hệ giữa điện áp của máyphát và dòng điện kích thích : Umf= f(lk) khi số vòng quay không đổi Nmf= const

và dòng điện tải Lmf= 0

Đặc tính không tải được xác định từ phương trình phụ thuộc của sức điệnđộng máy phát vào số vòng quay Vì dòng điện kích từ và từ thông tương ứng (ởkhe hở không khí) phụ thuộc vào số vòng quay của máy phát điện, nên sức điệnđộng không tải tỉ lệ thuận với số vòng quay của máy phát điện Do đó đặc tính

không tải của máy phát điện gồm những đường cong tương ứng với những sốvòng quay khác nhau:

Hình 1.6 Đặc tính không tải ứng với số vòng quay.

Theo đặc tính ta xác định được hệ số đặc trưng số vòng quay của máy phát:

𝐾𝑛= 𝑛𝑚𝑎𝑥/𝑛𝑚𝑖𝑛=8-10Sức điện động pha được xác định bởi:

𝐸 = 4.k.𝜔𝜙.n 𝜙.p/60Trong đó: k: hệ số phụ thuộc vào kết cấu máy phát

(k=1,1 đối với máy phát điện xoay chiều )

𝜔: số vòng dây quấn trên một cuộn dây pha.

: từ thông đi qua khe hở giữa rotor và stator

b, Đường đặc tính ngoài.

Là những đường cong đặc trưng cho mối quan hệ giữa điện áp máy phát điện sau chỉnh lưu và dòng điện tải𝑈𝑚𝑓 = f(𝐼𝑚𝑓 ), ứng với từng số vòng quay nhất định và một cường độdòng điện kích thích đã định

Đặc tính ngoài của máy phát có thể xác định khi máy phát tự kích thíchhoặc khi kích thích nhờ nguồn điện ắc quy

Nguyên nhân giảm thế hiệu khi dòng điện tải tăng là: do độ sụt thế trên điện trởthuần và cảm kháng của cuộn dây phần ứng, do ảnh hưởng của phản từ phần ứnglàm giảm từ thông  và do độ sụt thế ở mạch chỉnh lưu

Hình 1.7 Đặc tính ngoài ứng với số vòng quay.

Điện trở toàn phần của pha trong cuộn statorZ=√(𝑅2 + 𝑋 2 𝑙 )

𝑍 = √(𝑅 2  + (2 n p L: 60) 2 )Trong đó : R: điện trở thuần của pha

XL: trở kháng của pha

L: độ cảm của cuộn pha

Giá trị của R𝜙 phụ thuộc vào số vòng quay n, vì vậy khi tăng lên thì độ cong của điện áp: Umf tăng lên

c, Đặc tính điều chỉnh.

Là đường cong đặc trưng cho quan hệ phụ thuộc dòng điện kích thích vào dòng điện tải Lkt= f(Lmf),, khi thế hiệu máy phát điện Ud có giá trị không đổi

d, Đặc tính điều chỉnh theo số vòng quay.

Là những đường cong đặc trưng cho quan hệ phụ thuộc dòng điện kíchthích vào số vòng quay, ứng với thế hiệu sau chỉnh lưu không đổi Ucl= const,

và ứng

với những chế độ tải nhất định (Lmf= 0 ; (Lmf= 0,5(Ldm; Lmf= Ldm)

Thường thường từ đặc tính điều chỉnh theo số vòng quay người ta xác địnhđược khoảng thay đổi của dòng điện kích thích ,khi dòng điện tải thay đổi và vớiđiều kiện Ucl = const Vấn đề này lại liên quan đến việc tính toán thiết kế bộ điềuchỉnh điện

e, Đặc tính tải.

Là đường cong đặc trưng cho quan hệ phụ thuộc giữa thế hiệu máy phátđiện sau chỉnh lưu và dòng điện kích thích Ucl= f(Lkt) ứng với dòng điện tảikhông đổi

Lmf= const

Ngoài ra do yêu cầu phải tự động điều chỉnh thế hiệu của máy phát điệntrong điều kiện số vòng quay luôn luôn thay đổi, nên máy phát điện của ôtô cònđặc trưng bởi những đặc tính sau:

f, Đặc tính tải theo số vòng quay.

Đặc tính tải theo số vòng quay là những đường cong đặc trưng cho quan hệgiữa dòng điện tải và số vòng quay:

If= f(n); Uf= Udm; Lk= const

Ở tốc độ cao ,dòng điện phát ra tăng chậm và giá trị cực đại của nó khôngvượt quá giá trị cực đại đã định, tức là máy phát có tính năng tự hạn chế dòngđiện.

Hình 1.8 Đặc tính tải theo số vòng quay

Các máy phát điện có đặc tính tự kiềm chế dòng điện, tất nhiên không cầnđến rơ le tự hạn chế dòng điện

Đặc tính tự kiềm chế dòng điện có được là nhờ tính toán chọn số vòng dâycủa cuộn dây stator và cuộn dây kích thích sao cho có thể giảm được số vòngquay ban đầu ở chế độ không tải như ban đầu.Trong trường hợp này khi số vòngquay của máy phát điện tăng và tất nhiên tần số của dòng điện xoay chiều cũngtăng sẽ dẫn đến tăng độ sụt thế bên trong của máy phát

Độ sụt thế này tỉ lệ bình phương số vòng dây trong một pha vì vậy tuy

n tăng nhưng Imf tăng chậm và không vượt quá giá trị cực đại đã cho

CHƯƠNG II KHẢO SÁT KỸ THUẬT HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TRÊN

XE Hyundai i10-2018

2.1 Tổng quan về xe Hyundai i10-2018

Hình 2.1: xe Hyundai i10-2018

Xe Hyundai Grand i10 là mẫu hatchback thuộc phân khúc A, ra mắt lần đầu tại Ấn Độ

và rất được ưa chuộng ở các thị trường châu Á, đặc biệt là Việt Nam, nhờ vào kích thước nhỏ gọn và tính linh hoạt cao, phù hợp với giao thông đô thị Hyundai Grand i10 xuất hiện phổ biến trên đường phố Việt Nam như một lựa chọn đáng tin cậy cho cả cá nhân và dịch vụ vận chuyển

Hyundai Grand i10 2018 được trang bị động cơ xăng Kappa MPI, dung tích 1.0L hoặc

1.2L, 4 xy-lanh thẳng hàng, 16 van DOHC Động cơ được trang bị công nghệ van biến thiên thông minh Dual VVT, giúp tối ưu hóa thời điểm đóng mở của van nạp và van xả, giúp xe vận hành mượt mà và tiết kiệm nhiên liệu Phiên bản 1.0L có công suất tối đa 66

mã lực tại 5.500 vòng/phút và mô-men xoắn cực đại 94 Nm tại 3.500 vòng/phút, trong khiphiên bản 1.2L có công suất tối đa 87 mã lực tại 6.000 vòng/phút và mô-men xoắn cực đại 120 Nm tại 4.000 vòng/phút

Hyundai Grand i10 2020 sử dụng động cơ Kappa 1.2, công suất tối đa 85 mã lực và mômen xoắn cực đại 119 Nm Hộp số có thể là 4 cấp hoặc 5 cấp tùy theo phiên bản

Hệ dẫn động cầu trước giúp xe có lực kéo tốt hơn, bánh trước được phân bổ nhiều lựcđẩy Điều này mang lại trải nghiệm lái xe ổn định và linh hoạt.

Bảng 1 : thông số kỹ thuật xe Hyundai i10-2018

hatchback) hoặc 3.995 x 1.660 x 1.505 mm (phiên bản sedan)

thiên kép (DOHC), 12 van

Dung tích bình nhiên liệu 43 lít

Phanh sau: Phanh tang trống

Hệ thống an toàn phanh: ABS (chống bó cứng phanh), EBD (phân phối lực phanh điện tử) (tùy phiên bản)

cho bản cao cấp

2.2.Hệ thống cung cấp điện của xe Hyundai i10 2018

Hệ thống cung cấp tạo ra nguồn điện một chiều cấp cho các thiết bị để đảmbảo an toàn và tiện nghi khi hoạt động Hệ thống cung cấp điện sử dụng sự quayvòng của động cơ để phát sinh ra điện Nó không những cung cấp điện chonhững hệ thống và các thiết bị khác mà còn nạp điện cho ắc quy trong lúc động

cơ đang hoạt động

Hình 2.2 Hệ thống cung cấp điện trên ô tô.

1.Máy phát 2 Ắc quy 3 Đèn báo nạp 4 Khóa điện.

Hệ thống cung cấp điện gồm những thiết bị chính như trên:

- Máy phát điện dùng để cung cấp dòng điện một chiều cấp cho các thiết bị dùng trên xe và nạp điện cho ắc quy tích điện

- Ắc quy dữ trữ, cung cấp điện cho máy khởi động và các phụ tải khi máy phát chưa làm việc

- Đèn báo nạp cảnh báo cho người lái xe khi hệ thống gặp sự cố

- Khóa điện đóng, ngắt dòng điện trong hệ thống

Nguyên lý hoạt động của hệ thống Hyundai i10 Grand 1.2 AT 2018

Hình2.3 Sơ đồ hệ thống sạc của động cơ Hyundai i10 Grand 1.2 AT 2018

Hệ thống sạc trong ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp và duy trì nguồn điệncho toàn bộ hệ thống điện của xe Nhiệm vụ chính của nó là sạc đầy ắc quy và cung cấp

đủ điện cho các thiết bị sử dụng điện trên xe khi động cơ hoạt động Sơ đồ hệ thống sạc của động cơ Hyundai i10 Grand 1.2 AT 2018 thể hiện các thành phần chính bao gồm: ắc quy, máy phát điện, cảm biến ắc quy, vi điều khiển (MICOM), và hệ thống truyền thông CAN và LIN

1 Khởi động hệ thống

Khi người lái xoay chìa khóa sang vị trí ON hoặc START, ắc quy cung cấp điện cho toàn

bộ hệ thống điều khiển trên xe Các thành phần quan trọng như MICOM và cụm đồng hồ bắt đầu hoạt động Ắc quy sẽ cung cấp năng lượng cho động cơ khởi động và các hệ thống điện phụ trợ

2 Hoạt động của máy phát điện

Sau khi động cơ khởi động, máy phát điện được kích hoạt, sử dụng năng lượng cơ học từ động cơ để tạo ra dòng điện xoay chiều (AC) Dòng điện này được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều (DC) thông qua bộ chỉnh lưu (Rectifier), sau đó được sử dụng để sạc ắc quy và cung cấp điện cho các thiết bị trên xe

3 Giám sát và điều chỉnh dòng sạc

Cảm biến ắc quy liên tục theo dõi các thông số của ắc quy như điện áp, dòng điện và nhiệt

độ Dữ liệu này được gửi qua hệ thống truyền thông LIN đến MICOM

MICOM sẽ xử lý và điều chỉnh dòng sạc vào ắc quy dựa trên dữ liệu từ cảm biến Nếu phát hiện tình trạng quá sạc hoặc sạc không đủ, MICOM sẽ điều chỉnh dòng sạc hoặc ngừng quá trình sạc để bảo vệ ắc quy

4 Truyền thông và cảnh báo

MICOM sử dụng hệ thống C-CAN để truyền thông tin về quá trình sạc đến các bộ phận như cụm đồng hồ và hộp điều khiển động cơ (ECM)

Trên cụm đồng hồ, thông tin về trạng thái sạc của ắc quy sẽ được hiển thị Nếu có sự cố trong quá trình sạc (như sạc quá mức hoặc thiếu sạc), đèn báo sạc (CHARGE) sẽ sáng lên

để cảnh báo người lái

5 Hoàn tất quá trình sạc

Khi động cơ dừng, máy phát điện ngừng hoạt động Ắc quy sẽ tiếp tục cung cấp điện cho các hệ thống thiết yếu như hệ thống chiếu sáng hoặc an ninh MICOM tiếp tục giám sát

và điều chỉnh dòng sạc cho đến khi hệ thống tắt hoàn toàn hoặc ắc quy đã đầy

Bảo vệ và an toàn trong hệ thống

Hệ thống sạc được thiết kế với nhiều biện pháp bảo vệ để đảm bảo an toàn và hiệu quả:Cầu chì: Được lắp đặt tại các vị trí quan trọng nhằm bảo vệ hệ thống khỏi tình trạng quá tải điện

MICOM: Đảm bảo quá trình sạc luôn được điều chỉnh hợp lý, tránh tình trạng quá tải hay sạc không đúng cách

Đèn cảnh báo: Cảnh báo người lái khi có sự cố trong hệ thống sạc thông qua đèn báo sạc trên cụm đồng hồ

Tóm tắt nguyên lý hoạt động:

Khởi động: Khi xe bật ON, ắc quy cấp nguồn và máy phát điện bắt đầu sản xuất điện sau khi động cơ chạy

Máy phát điện: Máy phát điện tạo ra dòng điện DC, sạc cho ắc quy và cung cấp điện cho các thiết bị trên xe.

Giám sát và điều chỉnh: Cảm biến ắc quy theo dõi trạng thái của ắc quy và gửi dữ liệu đếnMICOM để điều chỉnh quá trình sạc

Cảnh báo: MICOM sử dụng C-CAN để truyền thông tin và cảnh báo người lái nếu có lỗi.Kết thúc quá trình sạc: Khi động cơ ngừng, máy phát điện dừng và ắc quy tiếp tục cung cấp điện

Hệ thống sạc của động cơ Hyundai i10 Grand 1.2 AT 2018 hoạt động thông minh và hiệuquả nhờ sự kết hợp giữa các thành phần điều khiển hiện đại như MICOM và hệ thống truyền thông CAN, LIN Quá trình sạc được giám sát chặt chẽ từ lúc khởi động cho đến khi động cơ ngừng hoạt động, giúp đảm bảo ắc quy luôn được sạc đúng cách và các hệ thống điện trên xe luôn có đủ nguồn cung cấp

Hệ thống cung cấp điện trong ô tô là một phần không thể thiếu và quan trọng trong các xehơi hiện đại, đảm bảo sự vận hành liên tục của các thiết bị điện trên xe cũng như duy trì hoạt động ổn định của động cơ Việc nghiên cứu cấu tạo chi tiết và nguyên lý hoạt động của hệ thống này không chỉ giúp ta hiểu rõ vai trò của từng thành phần mà còn giúp tối ưuhóa quá trình bảo dưỡng, sửa chữa, và cải tiến hệ thống nhằm tăng độ tin cậy và hiệu quả vận hành của xe.Hệ thống cung cấp điện trong ô tô có từng thành phần chính bao gồm: ắcquy, máy phát điện, mô tơ khởi động, bộ điều chỉnh điện áp, bộ chỉnh lưu, hệ thống dây dẫn và cầu chì, các rơ le và bộ điều khiển, và các thiết bị tiêu thụ điện

Hình 2.4.cấu tạo hệ thống 2.3.Ắc Quy.

Về cơ bản, ắc quy được xem như một nguồn điện thứ cấp, hoạt động dựavào quá trình chuyển hóa năng lượng thành điện năng và cung cấp cho các thiết bịtrên xe Khi máy phát điện không được sạc đầy đủ (động cơ dừng) hoặc không đủkhả năng đáp ứng yêu cầu cho các thiết bị điện trên xe, ắc quy sẽ giữ vai trò cungcấp dòng điện

trong suốt thời gian đó.Ăc quy ô tô đóng vai trò dự trữ và cung cấp điện năng cho xe

 Cấu tạo ắc quy axit chì.

Hình 2.5 Cấu tạo ắc quy axit chì.

Ắc quy có nhiệm vụ cung cấp điện năng cho hệ thống đánh lửa, hệ thốnkhởi động các bộ phận tiêu thụ điện khác khi động cơ chưa hoạt động hay hoạtđộng có số vòng quay nhỏ, hoặc cùng với máy phát cung cấp điện năng cho phụtải trong trường hợp tải vượt quá khả năng cung cấp của máy phát điện với yêucầu:

- Có cường độ phóng lớn,đủ cho máy khởi động điện (máy đề) hoạt động

- Có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ chăm sóc

- Phóng nạp tuần hoàn có hiệu suất cao

Ắc quy có cấu tạo gồm những phần chính sau:

• Vỏ bình.

Vỏ bình được đúc thành khối và chế tạo bằng nhựa Ebonit, cao su cứng haybằng nhựa tổng hợp, nhựa Asphan topec… Phía trong chia thành ngăn kín riêngbiệt Dưới đáy các ngăn có các sống để đỡ các bản cực tạo thành khoảng trống vàcác bản cực và tránh hiện tượng chập mạch Vỏ bền, chắc không bị axit ăn mòn

và chịu được nhiệt độ cao

Dưới đáy bình người ta chia làm 2 đường gờ gọi là yên đỡ bản cực Mụcđích của yên đỡ bản cực là cho các bản cực tỳ lên đó tránh bị ngắn mạch khitrong dung dịch có cặn bẩn chì lắng đọng.

Hình 2.6 Vỏ Ắc quy.

• Nắp thông hơi.

Hình 2.7 Nắp thông hơi

Nắp thông hơi chụp trên các lỗ để thêm dung dịch điện phân Nắp thông hơiđược thiết kế để hơi axit ngưng tụ và rơi trở lại accu và cho phép hydrogen bayhơi.

Dãy nắp thông hơi

Hầu hết các ắcquy ngày nay thiết kế một dãy nắp thông hơi để có thể chụpcho nhiều ngăn Dãy nắp thông hơi được thiết kế để hơi axit ngưng tụ và rơi trởlại ắc quy và cho phép hydrogen bay hơi

• Bản cực.

Bản cực làm bằng hợp kim chì và Antimon, trên bề mặt bản cực có gắn cácXương dọc và ngang để tăng độ cứng vững cho bản cực và tạo ra các ô cho bảnchì bám chắc trên cực Hai bề mặt của bản cực được chát bột chì Bản cực dươngtrát đầy bột chì Pb𝑂2 còn bản cực dương trát đầy bột chì xốp Pb Sau khi trát và

ép chất tác dụng người ta ngâm các bản cực vào dung dịch𝐻2 𝑆𝑂4 Chùm bản cựcdương và chùm bản cực âm được lồng xen kẽ vào nhau giữa chúng là lớp cách.Trong một ngăn số bản cực dương nhiều hơn sô bản cực âm một tấm, mục đích

là để bản cực dương làm việc ở cả hai phía

Hình 2.8 Cấu tạo lá cách.

• Kí hiệu trên cọc ắc quy.

Ký hiệu trên cọc Ắc quy để nhận biết cực dương hay âm Thông thường, kýhiệu "+" để chỉ cực dương, "-" để chỉ cực âm Đôi khi, các ký hiệu "POS" và

"NEG" cũng được sử dụng để ký hiệu cực dương và cực âm Trên loại ắc quy cócọc là loại đỉnh, đầu của cọc dương thường lớn hơn cực âm, mục đích để dễ phânbiệt và còn ký hiệu bằng màu sắc “đỏ” để chỉ dương, “đen” để chỉ âm

• Đầu kẹp ắc quy.

Đầu kẹp cáp của Ắc quy có thể làm bằng thép hoặc chì tuỳ thuộc vào nhà chế tạo

Hình 2.9 Ký hiệu cọc Ắc quy.

• Dung dịch điện phân.

Dung dịch điện phân dùng trong ắc quy thường là hỗn hợp của axitsunfuaric nguyên chất và nước cất Nồng độ pha chế thay đổi phụ thuộc vào khíhậu và vật liệu tấm ngăn Thông thường 1,21g/cm3 – 1,31g/cm3 ở 15 độ C.Nồng độ dung dịch quá cao sẽ làm cho các tấm ngăn mau hỏng(đặc biệt là cáctấm ngăn bằng gỗ) Nếu nhiệt độ nước điện tích tăng hay giảm với mức 15 độ Cthì phải chỉnh lại số đọc mới nơi tỷ trọng kế Ví dụ cao hơn 10 độ C ta cộng thêm0,0007 g/cm3 Nếu thấp hơn 15 độ C thì cứ 10 độ C ta trừ bớt đi 0,0007g/cm3

Khi ắc quy nạp

đầy, thành phần dung dịch điện phân là 38%(𝐻2 𝑆𝑂4) tính theo trọng lượng hoặc27% tính theo thể tích.

2 3.1 Phân loại ắc quy ô tô.

Bên cạnh việc biết được khái niệm ắc quy ô tô là gì, ta cũng nên biết phân loại

Ắc quy ô tô được chia ra 2 loại chính (ắc quy khô và ắc quy nước) Mỗi loại đều

sở hữu những đặc tính, ưu - nhược điểm riêng Tùy theo nhu cầu sử dụng, ngườidùng có thể cân nhắc lựa chọn giữa 2 loại ắc quy này

a Ắc quy khô.

Ắc quy khô là loại ắc quy có cấu tạo khép kín và không cần thêm nước định

kỳ Về cơ bản, bên trong ắc quy không khô hoàn toàn mà vẫn chứa axit H2SO4 ởdạng gel

Ưu điểm:

 Tiện lợi, không cần phải thêm nước định kỳ

 Độ bền cao, tuổi thọ lâu dài

 Khả năng phục hồi điện áp nhanh chóng sau khi cung cấp một dòng điện lớn

 An toàn, sạch sẽ, những phần kim loại xung quanh không bị ăn mòn bởi

axit Nhược điểm:

 Tình trạng ắc quy hết điện đột ngột Vì vậy, người dùng cần chuẩn bị sẵn phương

án trong tình huống này

 Giá thành cao hơn ắc quy nước

Hình 2.12 Ắc quy khô

Ắc quy khô có độ bền cao và tuổi thọ sử dụng lâu

dài

b Ắc quy nước.

Đây là loại ắc quy có sử dụng chất lỏng bên trong (dung dịch H2SO4 có nồng

độ phù hợp), kết hợp với lá chì và kim loại xen kẽ nhau

Ưu điểm:

 Có dòng điện knhỏe hơn ắc quy khô, khi không sử dụng trong thời gian dài vẫn

có thể hồi điện

 Cấu tạo đơn giản, dễ dàng tháo ra để sử dụng cho những thiết bị điện khác

 Giá thành rẻ hơn ắc quy

khô Nhược điểm:

 Cần phải nạp điện định kỳ

 Axit H2SO4 có tính ăn mòn cao, dễ gây gỉ sét và có mùi khó chịu

 Có tuổi thọ thấp hơn dòng ắc quy khô

Hình 2.13 Ắc quy nước có chứa dung dịch H2SO4 bên trong.

2.4 Máy Phát Điện.

Máy phát điện là một trong ba bộ phận chính làm nhiệm vụ cung cấp nănglượng điện cho xe Cụ thể, hệ thống cung cấp điện trên xe được tạo thành từ máyphát điện, ắc quy và bộ phận điều chỉnh điện áp Ba bộ phận này sẽ tạo ra, cungcấp và điều chỉnh nguồn năng lượng điện phù hợp cho quá trình vận hành của ôtô

Máy phát điện ô tô là chuyển đổi cơ năng thành điện năng, trong đó nguồn

cơ năng có thể là động cơ đốt trong, tua bin nước, tua bin gió,… Thiết bị thườngđược gắn ở gần động cơ xe và được dẫn động bởi trục khuỷu

a Chức năng máy phát điện trên xe.

Hình 2.14 Máy Phát.

Động cơ chỉ cung cấp năng lượng cơ học, không tạo ra điện Vì vậy, cần phải

có một nguồn điện để cung cấp năng lượng cho tất cả các thiết bị điện trên xe.Máy phát điện ô tô có khả năng tạo ra năng lượng liên tục, đảm bảo mọi hoạt độngcho các thiết bị điện trên xe, có thể kể đến như: tạo ra nguồn điện cắm sạc chocác thiết bị khác, duy trì hoạt động của hệ thống điều khiển, cho phép sạc ắc quytrong suốt quá trình xe chuyển động,

Cấu tạo chi tiết của máy phát điện ô tô gồm các bộ phận sau:

b Cấu tạo máy phát điện ô tô.

- Đi-ốt: Chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành một chiều, cho phép dòng điện

đi theo một hướng từ máy phát điện sang ắc quy

- Bộ điều chỉnh điện áp: Có tác dụng giúp duy trì điện áp ở mức ổn định, ngăn

chặn sự gia tăng đột ngột của dòng điện tạo ra.

- Chổi than và cổ góp: Có tác dụng giảm điện trở và điện trở tiếp xúc, từ đó duy

trì độ ổn định của nguồn điện tạo ra Đồng thời, bộ phận này còn có khả năng hạnchế sự bào mòn

- Quạt làm mát: Nằm ở bên trong hoặc bên ngoài của máy phát điện, máy làm

mát nhằm đảm bảo sự an toàn cho các bộ phận Quạt giúp tản nhiệt, ngăn chặn

sự nóng lên quá mức dẫn đến hư hỏng hoặc cháy nổ

Hình 2.16 Cấu tạo máy phát.

2.4.1 Nguyên lý phát điện của máy phát điện.

- Khi cung cấp điện cho cuộn dây kích từ trong rôto thì sẽ tạo ra các cực từ xen

kẽ ở hai chùm vấu cực Như vậy sẽ tạo ra từ thông khép kín qua vấu cực của rôto

và khung từ của Stato

Các cuộn dây ba pha Stato của máy phát điện xoay chiều được phân bố đều trong cácrãnh mặt trong của Stato theo một quy luật nhất định các pha cách nhau

a) Từ trường rôto tạo ra b) Điện cảm ứng trên một khung dây.

c) Dòng điện xoay chiều ba pha.

Hình 2.17 Nguyên lý máy phát ba pha trên ô tô sau một chu kỳ 2.4.2.Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các phần tử trong máy phát điện.

Máy pháy điện xoay chiều gồm các bộ phận chính sau: Rôto( phần cảm), Stato( phầnứng), bộ chỉnh lưu, ngoài ra còn có nắp trước và nắp sau, bộ điều chỉnh điện( tiết chế)

a, Rôto ( Phần cảm).

Hình2.18 Cấu tạo rôto

- Là bộ phận tạo từ trường của máy điện xoay chiều gồm có: hai má cực bọc

ngoài làm bằng thép từ, các cuộn dây cực từ và vang khuyên tiếp điện dựa vàohình dạng cực từ khác nhau chia làm hai loại.

- Dạng móng và dạng lõi, máy điện xoay chiều phần nhiều dùng cực từ dạng móng

- Mỗi khối cực móng đều có một số cực từ có hình móng giống nhau, được chếtạo bằng sắt non sau đó ép chặt với trục và bao cuộn dây phần ứng

- Phần rỗng bên trong lá khung từ trên khung quấn các vòng dây kích từ hai đầucủa cuộn dây này được hàm vòng tiếp điện và cách điện với trục Khi cho dòngđiện đi vào, vòng dây kích từ sẽ tạo ra từ thông hướng trục Một khối của máy làcực N, còn khối khác là cực S, từ thông khép kín qua các vấu cực của rôto gồm

- Cách mắc kiểu hình sao: cho ra điện thế cao, được sử dụng phổ biến.

- Cách mắc kiểu tam giác: cho ra dòng điện lớn

Hình 2.20 Stato mắc hình sao

Hình2.21 Stato mắc hình tam giác

Cuộn dây stator gồm 3 cuộn dây riêng biệt Trong cách mắc hình sao, đầu chung của 3 cuộn dây được nối thành đầu trung hòa

c, Bộ chỉnh lưu

Hình 2.22 Bộ chỉnh lưu Rectifier của máy phát điện xoay chiều.

Hình 2.23 Các kiểu bộ chỉnh lưu.

Các đi ốt công suất được ép cứng vào trong các rế tản nhiệt của bộ chỉnh lưu

Đặc điểm của đi ốt là: nếu cực (+) của điôt có điện áp lớn hơn so với cực (-) thì đi ốt sẽthông điện, ngược lại sẽ bị chặn

Hình 2.24 Sơ đồ nguyên lý làm việc của bộ chỉnh lưu.

Khi rôto quay một vòng , trong các cuộn dây Stato dòng điện được sinh ratrong mỗi cuộn dây này được chỉ ra từ (a) tới (f) Ở vị trí (a), dòng điện có chiềudương được tạo ra ở cuộn dây III và dòng điện có chiều âm được được tạo ra ởcuộn dây II Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây II tới cuộn dây III

Dòng điện này chạy vào tải qua điốt 3 và sau đó trở về cuộn dây II qua điốt

5 Ở thời điểm này cường độ dòng điện ở cuộn dây I bằng 0 Vì vậy không códòng điện chạy trong cuộn dây I

Bằng cách giải thích tương tự từ các vị trí (b) tới (f) dòng điện xoay chiềuđược chỉnh lưu bằng cách cho qua 2 điốt và dòng điện tới các phụ tải được duytrì ở một giá trị không đổi

Điốt được sử dụng để chỉnh lưu sẽ sinh ra nhiệt khi có dòng điện đi qua Tuy nhiên vì các phần tử của điốt lại chịu nhiệt kém (chất bán dẫn) nên việcnung nóng điốt sẽ làm giảm khả năng chỉnh lưu Vì vậy cần phải bố trí các cánhtản nhiệt để diện tích tản nhiệt được tăng lên tới mức có thể

• Điện áp điểm trung hoà.

Hình 2.25 Điện áp điểm trung hoà

Máy phát điện xoay chiều thông thường dùng 6 diode để chỉnh lưu dòngđiện xoay chiều 3 pha (AC) thành dòng điện một chiều (DC)

Điện áp ra tại điểm trung hoà là nguồn cung cấp điện cho rơle đèn báo nạp Có thể thấyđiện áp trung bình của điểm trung hoà bằng 1/2 điện áp ra một chiều Trong khi dòngđiện ra đi qua máy phát, điện áp tại điểm trung hoà phần lớn là dòng điện một chiềunhưng nó cũng có một phần là dòng điện xoay chiều Phần dòng điện xoay chiều nàyđược tạo ra mỗi pha Khi tốc độ của máy phát vượt quá 2000 tới 3000 vòng/phút thì giátrị cực đại của phần dòng điện xoay chiều vượt quá điện áp ra của dòng điện một chiều