Trên những chiếc xe hiện đại ngày nay, ngoài các hệ thống điện chiếu sáng còn rất nhiều các hệ thông điện rất hiện đại phục vụ cho nhu cầu giải trí: Hệ thống âm thanh, CD, Radio..., hệ
Trang 1MỤC LỤC
Trang CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮTT 2-22 S+2EE+2Et2EEE2EE22EE2EE22E12711271711E 21.2 re 5 LỜI NÓI ĐẦU 52-52-2222 22222221222122211221122112211211122111.2112111211 11.1 xe 6
1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 2- 2222 E+2EE2+xz+EE+rrerrxerree 7
2 GIỚI THIỆU VÈ XE FORD RANGER 2- 22¿22+222xcSzxerzrxrerkrerrs § 2.1 THÔNG SÓ KỸ THUẬT CỦA XE FORD RANGER -¿- 5 ccs+¿ § 2.2 GIỚI THIỆU CÁC HỆ THÓNG CƠ BẢN TRÊN XE -2-scsczserxe2 9 2.2.1 Hệ thống nhiên liệu 2-2-2 2E+++E£+EEEEEE+£EEEEEESEErEEErkrerkrrrree 9 2.2.2 Hệ thống khới động 2-22 +E+2EE2Et2EEE2EE271127112712711271711E 1 11 2.2.3 Hệ thống làm mát( 2 2+ 2+ E£+EE+E2EE+EEEEEEEESEEEEEEEE21271.21 1121 cTxe 13 2.2.4 Hệ thống bôi trơn - 2¿©22+SESEEt2Et2E1121127112711271711271711 11 xe 14 2.2.5 Hệ thống lái 22 2-22z+2x22EEEEE2E11211221271111271121121111.111E 11x eye 15 2.2.6 Hệ thống phanh - 2-5 ©2sSE2‡SE9EEEEE2E11211271127112212711271711 11 eTxrxxe 16 2.2.7 Hệ thống treo
3.3.2 Ắc Quy 22- 2222222212221 TE.2212211221.2112112111211212222121121eerree 24
3.3.3 Máy phát điện - 255 222cc 2221122111127 2t ng ccree 27
3.3.3.1 Cấu tạo máy phát điện xoay chiễu - 2 22+s++ +EE++£E+zExerxezrxerreee 27 3.3.3.2 Nguyên lý sinh điện của máy phát điện xoay chiều 3 pha - 28 3.3.3.3 Bộ chỉnh Ïưu - + + xxx k tk St v TT nh TT TH ngư 29
3.3.3.4 Bộ điều chỉnh điện -¿©2c2- t2 2251121112221 E1 EEEEcErrrrrrrrrer 32
3.3.4 Sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp điện trên xe Ford Ranger 34
EE:)0:(0)0cu):(0) cà 35
3.4.1 án ảẳỳỪỪỪỒ 35
Trang 23.4.1.1 Cấu tạo bảng táp lÔ 5-22 S22 SE92EE22E2211211271127112112711 21171111 35 3.4.1.2 Sơ đồ mạch điện bảng táp lô - +22 2+2E£2EE+2E2EEE2EEtEEEerkerrrrrrree 36 3.4.2 Hệ thống mạng MPXL 2-©22+EE22E2EE121522212127171 71.1 re 37 3.4.2.1 Những tín hiệu vào đường truyền dữ liệu tốc độ cao (HS-CAN) trong mạng kết nối bộ điều khiển táp lô - - 2-22 E+2EE+£Et2EEE2EE22E12E122E12711271211E 21.222 crrxe 39 3.4.2.2 Những tín hiệu vào đường truyền dữ liệu tốc độ trung bình (MS-CAN) trong mạng kết nối bộ điều khiển táp lô - 2-22 +22+E2EEE2EE+EEE2EE+2EESEEEtrErzrxrrrerrr 39 3.5 HỆ THÓNG ĐO ĐẠC VÀ KIÊM TRA 2©22¿+22+2E++£x+2EEzxezrxrrrxee 40 3.5.1 Màn hình huỳnh quang chân không (VIFD) - 5x55 sx+cexeeeve+ 41 3.5.1.1 CẤU ta0.ceceecccccscsscsessescssesscsesecssssesessesessesatssansesansecstsuesnsensavansucsusecsevansesaceeees 4I 3.5.1.2 Nguyên lý hoạt động - + St TH nh nh ng rưy 4I 3.5.2 Đồng hồ báo tốc độ động cơ -2- 222222222232 2221 E.EEEEEE.rEe.rrerrrrer 42 3.5.3 Đồng hồ và cảm biến báo tốc độ xe 2: 22+2++2cE+cxtrxrrrxerrrrrk 43 3.5.3.1 Đồng hồ tốc độ xe kiểu cáp mềm . 2-2 ©+++E+Ex++EE+£Exerxezrxrrrxee 43 3.5.3.2 Đồng hồ tốc độ xe loại điện tử chỉ thị bằng kim -. 2-5-2 43 3.5.3.3 Đồng hồ tốc độ xe loại hiển thị bằng só 2+222+s2 z£xezrxrrreee 44 3.5.4 Đồng hồ và cảm biến báo áp suất dầu 2-2 s2 E+x+zx+rxerxerxrrx 46 3.5.5 Đồng hồ và cảm biến báo nhiên liệu - 2-2222 E+£E+£x+zzxerxesrx 48 3.5.5.1 Đồng hồ nhiên liệu kiểu điện trở lưỡng kim 2- 2-22 sz+zz+zxs+2 48 3.5.5.2 Đồng hồ nhiên liệu kiểu cuộn dây chữ thập -2- 2-2 sz+zx+czse2 49 3.5.5.3 Đồng hồ nhiên liệu kiểu hiển thị bằng só - 2-2 2222 sz+£x+czse2 51 3.5.6 Đồng hồ và cảm biến báo nhiệt độ nước làm mát - + 52 3.5.6.1 Đồng hồ nhiệt độ nước làm mát kiểu điện trở lưỡng kim 52 3.5.6.2 Đồng hồ nhiệt độ nước làm mát kiểu hiển thị số - 2-2-5552 53 3.5.7 Các mạch đèn cảnh báo - - 111v ngưng 54 3.5.7.1 Cơ câu báo nguy áp suất nhớt động cơ - 2-2 2 ++s+cxe+x+£xezxerxez 54 3.5.7.2 Cơ cầu báo nguy nhiệt độ nước lám mát động cơ ¿+ +¿ 55
3.6 HỆ THÓNG CHIẾU SÁNG 2-2 +52+SE+E+EE£EESEEEEESEEEEEEE111211E1111 11x 56 3.6.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống chiếu sáng 56
Trang 33.6.2.3 Cầu tạo của bóng đèn 2-22 22 ©2x+2Et221121127112711271711 27171111 57 3.6.3 Các sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng trên xe Ford Ranger 59
3.6.3.1 Đèn đầu xe s01) 59 3.6.3.2 Đèn trần (Interiol IiBÏ1f) - «<3 111 vn ng r rưến 60
3.6.3.3 Đèn hậu (Taillight), đèn báo đỗ xe (parking light) -5 5¿5555+2 61 3.6.3.4 Đèn sương mù phía trước (Front fog ligh†) ¿5-55 +5 + sesxsesx 61 3.7 HỆ THÓNG TÍN HIỆU - 252 E+E2+EE£EE2EEEEESEEEEEEEEEEEEEEEEEEEE1E11 1xx 62 3.7.1 Hệ thống còi 2-22 s2 12x 221121122112111211211121171111211 11.1111 re 63
3.7.1.2 Nguyên lý hoạt động - - + + 1E 332112111 TT ng ri 63 3.7.1.3 Sơ đồ mạch điện còi trên xe Fod Ranger - 2-2 s++ss+>sz+zxezxsez 64 3.7.2 Sơ đồ mạch điện đèn xinhan và đèn báo nguy . - - -5+-s++s=+++ 64 3.7.2.1 Công tắc đèn báo rẽ 2+ ©2s+Sx2E112E122112112711211211211121171E 11 xe 64 3.7.2.2 Công tắc đèn báo nguyy -¿- 2+ ©2++2E+22E22112211271271711271711 21 64 3.7.2.3 Sơ đồ mạch điện đèn xinhan và đèn báo nguy xe Ford Ranger 65 3.7.3 Sơ đồ mạch điện đèn phanh (Brake light) - 5-5552 5+ sss>+ss+e>+exzx+ 66 3.8 HỆ THÓNG AN TOÀN 55c Set E1 3 21121121111211 1121111111111 11111 cxe 67 3.8.1 Hệ thống phanh ABS ( Hệ thống chống bó cứng bánh xe khi phanh) 67 3.8.1.1 Giới thiệu chung về hệ thống phanh ABS 2-2 222 z2 +sz+rx+rxsez 67
3.8.1.2 Chu trình điều khiển của ABS . -22222+22++22ExrErkrrrrrrerrrrrer 67 3.8.1.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các cụm chi 1 68
3.8.1.4 Sơ đồ mạch điện - - 6k ST kềEE KT E1 1111111111111 1111111111111 72 3.8.2 Hệ thống túi khí an (oà1n + 1x vn ng Hy 72
3.8.2.1 Nhiệm vụ túi khí -2¿2+-22++222+222122EE122212271127111271.2211 221.21 re 72
3.8.2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống túi khí . 2- 5222 sz+zx+csse2 73 3.8.2.3 Cầu tạo của một số bộ phận trong hệ thống túi khí -z- s2 73 3.8.2.4 Sơ đồ điều khiển hệ thống túi khí trên xe Ford Rangcr 75 3.9 CÁC HỆ THÓNG PHỤỤ -2 2552 +E9EE‡EESEE£EESEEEEESEEEEEEEEEEE211.1111 11x 76 3.9.1 Hệ thống điều hoà không khí 2 2 2 + E£EE+EEeEE+EEerErrxerrerxrre 76 3.9.1.1 Cấu tạo, nguyên lý hệ thống điều hoà
3.9.1.2 Mạch điện hệ thống điều hoà xe trên xe Ford Ranger
Trang 43.9.2 Hệ thống xông kính phía sau 2 2 2+2 ++EEE££E+£EEeEEztrxrzrxerrerrk 82
3.9.2.2 So dO mach GiG.e eeeccceeccessssessessessessessessessessecsessevsssevsecsevsesseesesseesecseeseseess 82 3.9.3 Hệ thong gat nue va rita Kimbo ecceccecceeeseecssessecsseeseessesssesseesseeseees 83
3.9.3.1 Cấu tạo các bộ phận trong hệ thống gạt nước rửa kính . -‹-+ 83 3.9.3.2 Sơ đồ mách điện hệ thống gạt nước và rửa kính của xe Ford Ranger 85
3.9.4 Hệ thống khoá cửa 2 22S222SESEEE2EE2E12711211271121271 21.1 xe re 87 3.9.4.1 Công tắc điều khiển khóa cửa - ¿22 2©£+2x++E2EE+tExerExrkeerrrrrree 88
EU 0i nề ốốố 4 88 3.9.4.3 So dd mach hé théng khod Ctta ceecessessessesssesessessessessessessessessesseseesseeseeses 89 3.9.5 Hệ thong nding hha Kimbo ccc ecseessesssesssessecssessssssecssecsesssesseesseessesseees 89
4 TÍNH TOÁN VÀ KIÊM TRA CÔNG SUÁT MÁY PHÁT -: 92 4.1 SƠ ĐÔ CÁC TẢI CÔNG SUÁT ĐIỆN TRÊN Ô TÔ . -2¿ 5+2 92 4.2 TÍNH TOÁN CÔNG SUÁT TIÊU THỤ THEO CÁC CHÉ ĐỘ TẢI 93 4.2.1 Chế độ tái hoạt động liên tục - 2: 2 2 +Et+EE+EEeEE+Exerxerxerrerrrrk 93 4.2.2 Chế độ tải hoạt động không liên tục 2 2++2 ++£zz+zx+zzxerxesrx 93
5 CHAN DOAN HU HONG VA CACH KHAC PHUC . 95 5.1 CAC HU HONG VA CACH KHAC PHUC TRONG HE THONG CUNG CAP 95 5.1.1 Đèn bao nạp hoạt động không bình thường ¿555555 <+s<++ 95 5.1.2 Ác quy yếu, hết điện ¿2 2 +Sz+SE£E2 E212 121121111211211121 1122 xe 96 5.1.3 Ác quy bị map qua mute cece eeccecssecsecsseessesssessecssceseeesesssecetessesseeeseeases 96 5.1.4 Tiéng On khac thuomg oo eee cee ceccecscecsecsseesesssessecesessessesssesatessesseeeseesees 96 5.2 CÁC HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC TRONG HỆ THÓNG CHIẾU JJveNn 97 5.3 CÁC HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHAC PHỤC TRONG HỆ THÓNG TÍN HIỆU 98
6 KẾT LUẬN .-22-S2222SS222EE222E22127152112711211211211121121121 111.1 99 TÀI LIỆU THAM KHAO o.oo cccccccccccecscsssesssessscssesssesssessesssessessseessessesasesseesseessees 100
Trang 5CAC Ki HIEU VA VIET TAT
APM (Amplifier) — Bo khuyét dai
A/C (Air Conditioning) — Diéu hoa không khí
ACC (Accessories) - Thiét bi phụ
ABS (Anti-Lock Brake System) — Hé théng chéng ham cimg banh xe khi phanh CMP (Camshaft Position Sensor) — Cam biến vị trí trục cam
CKP (Crankshaft Position Sensor) — Cảm biến vị trí trục khuyu
CPU (Central Processing Unit) — Bo xw ly trung tâm
CAN (Cotroller Area Network) - Điều khiển dữ liệu theo vùng
F (Front) — Phia truéc
GEN (Generator) — May phat dién
HI (High) —- Mức cao
HS-CAN - Đường truyền dữ liệu mạng CAN tốc độ cao
INT (Intermittent) — Gian doan
LO (Low) — Mtre thap
MPX (Multiplex) - Các phương thức truyền dữ liệu
MS-CAN - Đường truyền dữ liệu mạng CAN tốc độ trung bình
MIN (Minute) — Phút
M — Mortor
PCM (Powertrain Control Module) - Bộ diéu khién động cơ
R (Rear) —- Phía sau
ST (Start) - Khởi động
SAS (Sophisticated Air Bag Sensor) — Bộ cảm biến và điều khiển túi khí VSS (Vehicle Speed Sensor) — Cam biến tốc độ bánh xe
Trang 6LỜI 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 vào sản 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 qua thời gian học tập tại trường, với những kiến thức đã được trang bị giúp
em có thêm 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 đề hoàn thành khóa học, nhận thức được tầm
quan trọng đó nên em đã chọn đề tài “Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Ranger”
Đây là một đề tài rất gần với thực tế sản xuất và sửa chữa các hệ thống điện trên xe
Với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn cùng các thầy
giáo trong bộ môn Ô tô & MCT và các bạn sinh viên, em đã hoàn thành đề tài đúng
tiến độ được giao Tuy nhiên, do kiến thức thực tế còn hạn chế và đây là lần đầu tiên làm quen với việc nghiên cứu khoa học nên đề tài không tránh khỏi sai sót Em rất
mong nhận được sự quan tâm của các thầy và các bạn đề để 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 chân thanh dén thay PHAM QUOC THAI va các thầy giáo trong khoa Cơ khí Giao Thông đã giúp em hoàn thành đề tài một cách tốt nhat
Da Nang, ngay 25 thang 05 nam 2010
Sinh viên thực hiện:
Trần Huy Anh
Trang 71 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐÈ TÀI
Ngày nay, khi mà khoa học kỹ thuật đang phát triển như vũ bảo thì những ứng dụng công nghệ tiên tiến trên ô tô ngày càng nhiều Trong đó không thể thiếu những thiết bị tiện nghi trên xe, nhu cầu sử dụng xe hơi ngày càng khắt khe hơn người ta ngày càng quan tâm đến những chiếc xe được trang bị các hệ thống hiện đại, mà trên
đó không thể thiếu được các thiết bị điện, điện tử Ngược trở lại những năm 1950 và sớm hơn nữa, xe hơi chỉ được trang bị ắc quy 6V và bộ sạc điện áp 7V Dĩ nhiên,
những chiếc xe cổ này cũng không cần nhiều điện năng ngoài việc đánh lửa hay vài bóng đèn thắp sáng Giữa thập kỷ 50, việc chuyền sang hệ thống điện 12V mang lại giúp các nhà sản xuất có thể sử dụng các dây điện nhỏ hơn và đồng thời kéo theo việc sinh ra nhiều tiện nghi dùng điện cho xe hơi Trên những chiếc xe hiện đại ngày nay,
ngoài các hệ thống điện chiếu sáng còn rất nhiều các hệ thông điện rất hiện đại phục
vụ cho nhu cầu giải trí: Hệ thống âm thanh, CD, Radio , hệ thống an toàn trên xe:
ABS, hệ thống chống trộm, hệ thống túi khí an toàn, hệ thống kiểm soát động cơ, Các hệ thống hiện đại này đã nâng giá trị của ô tô lên rất cao và con người không chỉ dừng ở đó, các kỹ sư ô tô còn có những ước mơ lớn hơn là làm sao để những chiếc
xe thật sự thân thiện với người sử dụng, đến lúc đó khi ngồi trên xe ta sẽ có cảm giác
thật sự thoải mái, giảm đến mức tối thiểu các thao tác của người lái xe, mọi hoạt động của xe sẽ được kiểm soát và điều chỉnh một cách hợp lý nhất
Để có được những chiếc xe hiện đại và tiện nghi như vậy cần rất nhiều các thiết
bị điều khiển, những thiết bị này có thể đã được lập trình sẵn hoặc không Tuy nhiên chúng cùng có một đặc điểm chung là phải sử dụng nguồn điện trên ô tô, nguồn điện này được cung cấp bởi ắc quy và máy phát
Với những ý nghĩa tốt đẹp đó em quyết định chọn đề tài “Kháo sát hệ thống điện thân xe Ford Ranger ”, em cũng mong với đề tài này sẽ là một cuốn tài liệu chung nhất cho công việc sửa chữa các hệ thống điện nói chung và hệ thống điện thân
Xe nói riêng
Trong đề tài này em tập trung vào tìm hiểu các kết cấu, nguyên lý làm việc và tìm hiểu các sơ đồ mạch điện của các hệ thống điện bó trí trên xe Từ đó phân tích, chẩn đoán các đạng hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục hư hỏng
Trang 82 GIỚI THIỆU VẺ XE FORD RANGER
2.1 THÔNG SÓ KỸ THUẬT CỦA XE FORD RANGER
Hình 2.1 Các kích thước cơ bản của xe Ford Ranger
Bang 2.1 Thông số kỹ thuật của xe Ford Ranger
Trang 912 | Cong suất cực đại KW/vong/phut 80 / 3500
13 | Mô men xoắn cực đại Nm/vong/phut 268 / 2000
Hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel có nhiệm vụ chính sau:
- Chứa nhiên liệu dự trữ đảm bảo cho động cơ hoạt động liên tục trong một khoảng
thời gian quy định;
- Lọc sạch nước và tạp chat ban trong nhiên liệu;
- Lượng nhiên liệu cấp cho mỗi chu trình phù hợp với chế độ làm việc của động cơ;
- Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào xy lanh theo trình tự làm việc của động cơ Tổng quan hệ thống nhiên liệu động cơ WL TURBO
e Kha nang làm việc được cải tiến:
- Nhiên liệu được phun vào kết hợp việc tăng áp động cơ đã làm tăng mômen xoắn
trung bình của động cơ
- Động cơ diesel tăng áp có làm mát khí nạp làm tăng công suất động cơ
- Tăng tính tiện lợi
- Việc kết hợp lọc nhiên liệu với bơm mỗi nhiên liệu đã làm đơn giản hoá quá trình lắng lọc nước, cặn bản
- Đối với các nước xứ lạnh bộ phận sấy nhiên liệu có tác dụng chống làm đông nhiên liệu, gây tắc lọc khi nhiệt độ môi trường bên ngoài hạ xuống thấp.
Trang 10e Tính ồn định ở chế độ không tải được cải tiến:
- Nhờ thiết bị điều khiển không tải nhanh nên tốc độ động cơ được duy tri ồn định
Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu déng co WL TURBO
1 Cảm biến vị trí thanh răng; 2 Đường dâu hôi; 3 Van ngăn hao phí; 4 Turbo tăng dp: 5 Bau air; 6 Dây điện tới module điều khiển; 7 Module điều khiển; 8 Van hôi
lưu khí thải; 9 Van điện từ hồi lưu khi thải 10 Van chân không; II Cảm biến nhiệt
độ nước làm mát động cơ; 12 Két làm mát; 13 Lồ thông gió động cơ; 14 Bugi sấy nóng; 15 Vòi phun nhiên liệu; l6 Cảm biến vị trí trục khuỷu; 17 Ông xã; I8 Van khoá nhiên liệu; 19 Cơ cấu chấp hành điều khiển chạy không tải nhanh 2; 20 Bơm phun nhiên liệu; 21 Cơ cấu chấp hành điều khiển chạy không tải nhanh 1; 22 Van điện từ điều khiển chạy không tải nhanh 2; 23 Bình chứa nhiên liệu; 24 Van điện từ
điều khiển chạy không tải nhanh 1; 25 Bộ lọc nhiên liệu; 26 Công tắc không tải.
Trang 112.2.2 Hệ thống khới động
2.2.2.1 Công dụng
Hệ thống khởi động có nhiệm vụ cung cấp một nguồn năng lượng bên ngoài, quay
động cơ đên một tốc độ tôi thiêu nào đó đê dam bảo nhiên liệu đưa vào động cơ có thê đốt cháy được và sau đó động cơ có thê tự làm việc được Tôc độ tôi thiêu đó gọi là tôc độ khởi động của động cơ (nụa)
Đối với động cơ xăng tốc độ khởi động cần phải đảm bảo tạo được độ chân không cần thiết trong đường nạp đề hỗn hợp hoà trộn tốt và chuyên động đủ nhanh đề giảm hiện tượng ngưng tụ hơi nhiên liệu Tốc độ khởi động của động cơ xăng thường nằm trong khoảng 35+50 (v/ph) Trong khi đó, động cơ Diezel cần tốc độ khởi động
lớn hơn để đảm bảo cho nhiên liệu tự bốc cháy được cần phải có một nhiệt độ đủ lớn ở
cuối kỳ nén ,tốc độ khởi động của động cơ diesel vào khoảng 100+200 (v/ph)
2.2.2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống khởi động điện
Hầu hết trên ô tô đều trang bị hệ thống khởi động bằng động cơ điện một chièu
2 4/3
Hình 2.3 Sơ đô nguyên lý hệ thông khởi động
1 Ac quy; 2 Máy khởi động; 3 Lò xo; 4 Khớp truyền động; 5 Cần gạt; 6 Lõi Solennoid; 7 Cuộn hút; 8 Cuộn giữ; 9 Đĩa tiếp điện; 10 Tiếp điểm; 11 Cầu
chì; 12 Rơle máy khởi động; 13 Công tắc máy khởi động
ll
Trang 12Khi bật công tắc máy khởi động ở vị trí Star (13) có dòng điện từ (+) Ắc quy —> Cau chi (1 1) > Role (12) — Vao đồng thời cuộn kéo (7) và cuộn giữ (8) Dòng điện
từ ắc quy chạy qua cuộn giữ về mát trực tiếp, đồng thời cũng chạy qua cuộn kéo về mát trong máy khởi động Cả hai cuộn cùng tạo từ trường mạnh hút lõi thép qua phía phải áp đĩa tiếp điện vào hai tiếp điểm đóng mạch cho dòng điện chạy trực tiếp từ (+)
ắc quy vào roto máy khởi động làm quay máy khởi động
Công dụng của cuộn kéo là tạo thêm từ trường đủ mạnh vào lúc đầu để đây
bánh răng khớp truyền động cài vào vành răng bánh đà, áp đĩa tiếp điện vào hai tiếp điểm Khi đĩa tiếp điện đã áp vào hai tiếp điểm thì điện (+) ắc quy đặt vào cá hai đầu dây của cuộn kéo nên không có dòng điện qua cuộn này Cuộn giữ vẫn tiếp tục tạo từ trường duy trì đĩa tiếp điện áp vào hai tiếp điểm đóng mạch cho máy khởi động 2.2.2.3 Sơ đồ mạch điện hệ thông khởi động
12
Trang 13tuổi thọ của chỉ tiết máy, giảm độ nhớt dầu bôi trơn, tăng tổn thất do ma sát Hệ thống
làm mát có nhiệm vụ thực hiện quá trình truyền nhiệt từ khí cháy qua thành buồng cháy rồi truyền đến môi chất làm mát để đảm bảo nhiệt độ làm việc của động cơ
Hình 2.5 Hệ thống làm mát xe động cơ WL Turbo
1 Nắp máy; 2 Khối xy lanh; 3 Tua bin tăng áp; 4 Lõi giàn sưởi; 5 Giải nhiệt dầu nhớt;
6 Bơm nước làm mát; 7 Van hằng nhiệt; 8 Két nước; 9 Bình đựng nước làm mat
Động cơ WL TURBO có hệ thống làm mát bằng nước, tuần hoàn cưỡng bức, gồm: két nước, áo nước, bơm nước, van hằng nhiệt, quạt gió, nắp máy và các đường ống dẫn Bơm nước kiểu ly tâm được dẫn động bằng day đai từ trục khuỷu, Nhiệt độ làm việc của van hằng nhiệt là (80° + 84°).Lam mat réi đến bơm Như vậy nước sẽ được tuần hoàn cưỡng bức trong quá trình làm việc của động cơ
Nguyên lý hoạt động: Nước từ bình chứa nước, qua két làm mát, được dẫn vào bơm nước, đi vào làm mát động cơ Trong thời gian chạy ám máy, nhiệt độ động cơ nhỏ hơn nhiệt
độ làm việc của van hằng nhiệt (80°+ 84°) thì nước sẽ không qua két làm mát mà đi thắng đến bơm nước rồi đi vào động cơ Khi nhiệt độ động cơ lớn hơn nhiệt độ làm việc của van hằng nhiệt thì van sẽ mở ra và cho nước từ động cơ qua két
13
Trang 142.2.4 Hệ thống bôi trơn
Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ đưa dầu đến bôi trơn các bề mặt ma sát, làm giảm tồn
thất ma sát, làm mát ô trục, tây rửa các bề mặt ma sát Loại dầu sử dụng trên động cơ là dầu
SEA 10W-30
Hình 2.6 Sơ đồ hệ thống bôi trơn động cơ WL Turbo
1 Cácte dâu; 2 Lọc dầu; 3 Bơm dâu; 4 Đường phụ; 5 Đường dẫu chính; 6 Lồ bôi trơn; 7 Ô trục chính; 8 Trục khuyu; 9 Bạc lót đầu to thanh truyền; 10 Công tắc áp
suất dâu; 11 Cửa điều chỉnh; 12 Trục cò mồ; 13 Vòi phun dau; 14 Piston; 15
Trục cân bằng; 16 Bơm chân không; 17 Tuốc bô tăng áp; 18 Bánh răng điều phối
Hệ thống bôi trơn gồm có: bơm dầu loại bánh răng, lọc dầu, cácte, đường ống dẫn dầu, két làm mát dầu và van an toàn
Hệ thống bôi trơn động cơ WL TURBO kiểu cưỡng bức cácte ướt và vung toé, dùng đề đưa dầu đi bôi trơn các bề mặt ma sát và làm mát các chỉ tiết Dầu từ cácte được hút bằng bơm, qua bau lọc vào đường dầu dọc trong thân máy vào trục khuỷu lên trục cam Từ trục khuÿu dầu chảy vào các bạc thanh truyền theo lỗ phun lên vách xi
lanh, từ trục cam dầu chảy vào các bạc trục cam rồi theo các đường dẫn tự chảy xuống
cácte Ngoài ra, trên đường đầu chính có đường ống dẫn dầu đến bộ tuabin tăng áp để
bôi trơn 6 đỡ trục tuabin
14
Trang 152.2.5 Hệ thống lái
Hệ thống lái của xe Ford Ranger là hệ thống lái có trợ lực Cầu tạo của hệ thống
lái bao gồm: vành tay lái, trục lái, các đăng truyền động, cơ cấu lái, bộ trợ lực thuỷ lực
và dẫn động lái Trên xe Ford Ranger người ta bố trí cơ cấu lái và bộ trợ lực lái riêng thành hai cụm như trên sơ đồ (hình 2.7)
Hình 2.7 Hệ thông lái xe Ford Ranger
1 Bình chưa dâu trợ lực lái; 2 Bơm dâu trợ lực;
3 Trục lái; 4 Thanh kéo; 5 Cơ cấu lái; 6 Thanh
ngang; 7 Đòn dẫn hướng
Phương án bố trí này có ưu điểm: Kết kấu cơ cấu lái nhỏ gọn; dễ bố trí bộ trợ lực lái; tăng tính thống nhất sản phẩm; giảm tải trọng tác dụng lên các chỉ tiết của hệ thống lái
Nhược điểm: Kết cầu kém cứng vững, chiều dài các đường ống lớn dẫn đến tăng khả năng đao động các bánh xe dẫn hướng
Bộ trợ lực thuỷ lực có nhiệm vụ làm giảm bớt lực điều khiển của người lái, làm
giảm bớt các lực va đập sinh ra do đường xấu truyền lên vô lăng Bộ trợ lực còn làm tăng tính an toàn khi có một bánh xe dẫn hướng bị nổ Vì lúc đó người lái đủ sức giữ tay lái cho xe chuyên động thắng và vừa thực hiện phanh ngặt
15
Trang 16Bơm trợ lực lái là loại bơm cánh gạt, được đặt trên thân động cơ và được truyền
động từ trục khuỷu động cơ thông qua dây đai
Bộ trợ lực thuỷ lực có nhiệm vụ làm giảm nhẹ lực điều khiển của người lái, làm
giảm bớt các lực va đập sinh ra do đường xấu truyền lên vô lăng Bộ trợ lực còn làm tăng tính an toàn khi có một bánh xe dẫn hướng bị nổ Vì lúc đó người lái đủ sức giữ tay lái cho xe chuyên động thắng và vừa thực hiện phanh ngặt
2.2.6 Hệ thống phanh
Hình 2.8 Hệ thong phanh xe Ford Ranger
1 Van chia; 2 Tang trồng; 3 Đĩa phanh trước; 4 Xy lanh chính;
5 Cơ cẩu trợ lực
Xe Ford Ranger được trang bị hệ thống phanh với cơ cấu phanh bánh trước là
cơ cầu phanh đĩa và cơ cấu phanh sau là tang trống Dẫn động phanh thủy lực với trợ lực chân không Phanh tay là phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau
Để đảm bảo an toàn và tính ổn định khi phanh trên xe có trang bị hệ thống ABS (Anti Lock Brake Systems)
2.2.7 Hệ thống treo
Hệ thống treo nói chung, gồm có ba bộ phận chính là: bộ phận đàn hồi, bộ phận
dẫn hướng và bộ phận giảm chấn Mỗi bộ phận đảm nhận một chức năng và nhiệm vụ
riêng biệt
16
Trang 17- Bộ phận đàn hồi: dùng đề tiếp nhận và truyền các tải trọng thắng đứng, làm giảm
va đập, giảm tải trọng động tác dụng lên khung vỏ và hệ thống chuyển động, đảm bảo
độ êm dịu cần thiết cho ô tô máy kéo khi chuyền động
- Bộ phận dẫn hướng: dùng để tiếp nhận và truyền lên khung các lực dọc, ngang cũng như các mômen phản lực và mômen phanh tác dụng lên bánh xe Động học của
bộ phận dẫn hướng xác định đặc tính dịch chuyển tương đối của bánh xe đối với khung vỏ
- Bộ phận giảm chấn: cùng với ma sát trong hệ thống treo, có nhiệm vụ tạo lực cản,
dập tắt các dao động của phần được treo và không được treo, biến cơ năng của dao động thành nhiệt năng tiêu tán ra môi trường xung quanh
Ngoài ba bộ phận chính trên, trong hệ thống treo của các xe du lịch, xe khách
và một số xe vận tải, còn có thêm một bộ phận phụ nữa là bộ phận ồn định ngang Bộ
phận này có nhiệm vụ giảm độ nghiêng và các dao động lắc ngang của thùng xe
2.2.7.1 Hệ thong treo trước
Hệ thống treo trước lap trén xe Ford Ranger 1a hé théng treo déc lập, bộ phận đàn hồi dùng thanh xoắn kép; có ống giảm chan
- Hình 2.9 Hệ thống treo trước xe Ford Ranger
1 Ông giảm chấn; 2 Dâm sau; 3 Thanh xoắn; 4 Đòn trên; 5 Đòn dưới; 6
Dâm trước; 7 Thanh ôn định ngang
17
Trang 18- Ưu điểm: Kết cấu đơn giản; khối lượng phần tử không được treo nhỏ; tải trọng phân bố lên khung tốt hơn
- Nhược điểm: Chế tạo khó khăn hơn; bố trí lên xe khó khăn hơn do thanh xoắn thường có chiều dài lớn
2.2.7.2 Hệ thống treo sau
Hệ thống treo sau lắp trên xe Ford Ranger là hệ thống treo phụ thuộc, bộ phận đàn hồi dùng lá nhíp; có Ống giảm chắn
Hình 2.10 Hệ thống treo sau xe Ford Ranger
1 Lá nhíp 2 Ông giảm chan
- Ưu điểm: Kết cấu và chế tạo đơn giản; sửa chữa bảo dưỡng dễ dàng
- Nhược điểm: Trọng lượng lớn, tốn nhiều kim loại hơn tất cả các cơ cấu đàn hồi
khác; thời gian phục vụ ngắn
3 KHẢO SÁT HỆ THÓNG ĐIỆN THÂN XE FORD RANGER
3.1 TONG QUAN
Công nghiệp ôtô - máy kéo ngày càng phát triển, kết cấu ôtô máy kéo ngày
càng hoàn thiện thì mức độ tự động hóa, điện tử hóa của chúng ngày càng cao Yêu
cầu về mặt tiện nghi, về tính an toàn của chuyền động càng lớn thì hệ thống trang thiết
bị điện trên ôtô - máy kéo ngày càng phức tạp và hiện đại
18
Trang 19Nếu như trên những ôtô - máy kéo đầu tiên các trang thiết bị điện hầu như không có gì ngoài bộ phận đề châm lửa hỗn hợp cháy rất thô sơ bằng dây đốt, thì ngày nay trên ôtô - máy kéo, điện năng đã được sử dụng đề thực hiện rất nhiều chức năng trên các hệ thống sau:
- Hệ thống cung cấp điện (Charging system): Bao gém 4c quy, máy phát điện, các
bộ điều chỉnh điện
- Hệ thống khởi động (Starting system): Bao gồm máy khởi động (động cơ điện), các rơle điều khiển và các rơle bảo vệ khởi động Ngoài ra, đối với động cơ Diesel còn trang
bị thêm hệ thống xông máy
- Hệ thống chiếu sang va tin hiéu (lighting and signal system): Gồm các đèn chiếu
sáng, đèn tín hiệu, còi, các công tắc và các rơle
- Hệ thống đo đạc và kiểm tra (Gauging system): Bao gồm các đồng hồ trên bảng
Taplô (đồng hồ tốc độ động cơ, đồng hồ tốc độ xe, đồng hồ đo nhiên liệu, đồng hồ đo nhiệt độ nước làm mát) và các đèn báo hiệu
- Hệ thống điều khiển ôtô (Vehicle control system): Gồm hệ thống điều khiển
phanh chống hãm cứng (ABS), hộp số tự động, hệ thống lái, hệ thống treo, hệ thống truyền lực, hệ thống gối đệm
- Hệ thống điều hoà nhiệt độ (Air conditioning system): Bao gồm máy nén, giàn
nóng, giàn lạnh, lọc ga, van tiết lưu và các thiết bị điều khiển hỗ trợ khác
- Hệ thống các thiết bị phụ: Bao gồm quạt gió, hệ thông gạt nước rửa kính, nâng hạ kính, đóng mở cửa xe, radio, tivi, hệ thống chống trộm, hệ thống nâng hạ ghế i
Các hệ thống trên hợp thành một hệ thống nhát, là hệ thống điện trên ôtô máy kéo, với hai phần chính: Nguồn điện (hệ thống cung cấp điện) và các bộ phận tiêu thụ điện (các hệ thống khác)
- Nguồn điện trên ôtô: Là nguồn một chiều được cung cấp bởi ắcquy nếu động cơ chưa làm việc (hoặc làm việc ở số vòng quay nhỏ), hoặc bởi máy phát nếu động cơ làm việc ở số vòng quay trung bình và lớn Đề tiết kiệm dây dẫn, thuận tiện khi lắp đặt sửa chữa, ., trên đa số các xe người ta sử dụng thân sườn xe làm dây dẫn chung Vì
vậy, đầu âm của nguồn điện được nối trực tiếp ra thân xe
- Các bộ phận tiêu thụ điện (phụ tải điện): Trong các bộ phận tiêu thụ điện thì máy khởi động là bộ phận tiêu thụ điện mạnh nhất (dòng điện cung cấp bởi ăcquy khi khởi
19
Trang 20động có thể lên đến 400+600 (A) đối với động cơ xăng, hoặc 2000 (A) déi với động cơ diesel) Phụ tải điện được chia làm các loại cơ bản sau:
+ Phụ tải làm việc liên tục: Bơm nhiên liệu, kim phun nhiên liệu,
+ Phụ tải làm việc không liên tục: Gồm các đèn pha, đèn cốt, đèn kích thước,
+ Phụ tải làm việc trong khoảng thời gian ngắn: Gồm các đèn báo rẽ, đèn phanh,
mô tơ gạt nước lau kính, còi, máy khởi động, hệ thống xông máy,
- Mạng lưới điện: Là khâu trung gian nối giữa phụ tải và nguồn điện, bao gồm: Các dây dẫn, các bộ chuyền mạch, công tắc, các thiết bị bảo vệ và phân phối khác nhau
Cùng với sự phát triển vượt bậc của kỹ thuật điện tử và điều khiển tự động, các
trang thiết bị điện, điện tử trên các ôtô - máy kéo hiện đại hiện nay không tồn tại dưới các bộ phận, các cụm tương đối độc lập về chức năng như trước mà được kết hợp lại
thành các vi mạch tích hợp, được xử lý và điều khiển thống nhất bởi một bộ xử lý
trung tâm, làm việc theo các chương trình đã được dựng sẵn
3.2 MỘT SÓ KÝ HIỆU TRONG HỆ THÓNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬ TRÊN XE FORD
Một linh kiện bán dẫn mà chỉ cho
1 —14— Diodes phép lưu lượng dòng đi qua một
phương hướng
Diode chỉ cho dòng điện chạy qua một
hướng Nhưng với Diode zener thì khi
2 ie Diodes zener điện áp lớn hơn điện áp định mức thì nó
cho dòng điện chạy theo hướng ngược
Trang 21Là một sợi chì mỏng mà khi dòng điện
có cường độ cao qua nó thì nó sẻ tự
Bie một bóng người ta có thê dùng một sợi
, Phát hiện những tín hiệu xung từ sự
quay doi tuong
Năng lượng điện chuyền hóa bên
Bs ẹ trong Là nơi cung cấp dòng điện
Là công cu dé kết nối,có thể dùng thay
có ren mà chỉ có khoá Khi có dòng điện di qua là nguyên
11 € > bong dén lên và phát sáng nhân làm cho các sợi đối nóng
21
Trang 22Sau khi có dòng chạy qua thì nó phát sáng chỉ có điều không có
Normally Closed diéu khién cac dong
Là một cô máy chuyền điện năng
thành co năng Sinh mômen quay
Normally Closed
+_L
Normally Open hay thường mở Cuộn dây tạo ra
ToT
Là một linh kiện có giá trị điện trở
16 WA- Dién tro không đổi Khi đặt trong một hiệu điện
thế thì nó giảm điên áp
, Là một điện trở có giá trị điện trở
Có thê thay đôi được
, Là một điện trở mà giá trị của nó có
thê thay đôi được khi thay đôi nhiệt độ
Một thiết bị tao ra âm thanh khi có dao
động điện
20 Diode phát - | Là một loại diode phát sáng khi có dòng
quang (LED) | điện chạy qua
22
Trang 2321
22
3.3 HE THONG CUNG CAP
3.3.1 Chức năng của hệ thống cung cấp
Là một linh kiện bán dẫn Giống như
rơle điện tử, điều khiển thông qua điện
ap co so
Là một thiết bị sinh nhiệt khi có dòng
Xe được trang bị rất nhiều thiết bị điện đề lái xe được an toàn và thuận tiện.Xe
cần sử dụng điện không chỉ khi đang chạy mà cả khi dừng.Vì vậy, xe có ắc quy để cung cấp điện và hệ thống nạp để tạo ra nguồn cung cấp điện khi động cơ đang nỗ máy.Hệ thống nạp cung cấp điện cho tất cả các thiết bị điện và đề nạp điện cho ắc qui
Hệ thống cung cấp bao gồm các thiết bị chính sau đây: Ắc quy; máy phát điện
; bộ chỉnh lưu (đặt trong máy phát); bộ điều chỉnh điện (đặt trong máy phát); Đèn báo
Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống cung cấp điện tổng quát
23
Trang 243.3.2 Ác Quy
Để cung cấp điện cho các vật dùng điện khi động cơ không làm việc, người ta
sử dụng nguồn điện hóa học một chiều gọi là ắc quy Trong ắc quy, hóa năng biến thành điện năng
Có nhiều phương pháp đề phân loại ắc quy , tuy nhiên trên ô tô hiện nay thường
sử dụng hai loại chính là ắc quy nước và ắc quy khô, việc sử dụng ắc quy khô trên ô
tô có tính ưu việt hơn hẳn so với ắc quynước Tuy nhiên nếu so sánh hai ắc quy có cùng dung lượng như nhau thì ắc quy nước có thời gian đề máy và tuổi thọ cao hơn Theo tính chất dung dịch điện phân, ắcquy nước được chia ra các loại:
+ Ắc quy axít: dung dich điện phân là axít HạSO¿
+ Ac quy kiềm: dung dịch điện phân là KOH hoặc NaOH
So sánh hai loại ắc quy axít và kiềm thì ắc quy axít có suất điện động mỗi ngăn cao hơn (~2V), điện trở trong nhỏ hơn, nên khi phóng với dòng lớn độ sụt thế ít, chất lượng khởi động tốt hơn Ac quy kiềm có suất điện động mỗi ngăn khoảng 1,38V, giá thành cao hơn (2+3 lần) đo phải sử dụng các loại vật liệu quý hiếm như bạc, niken,
cađimi, điện trở trong lớn hơn
Tuy vậy, ắc quy kiềm có độ bền cơ học và tuôi thọ cao hơn (4+5 lần), làm việc tin cậy hơn
Trên đa số ô tô hiện nay đều sử dụng ắc quy axit
Trong do: I,- Dong dién phong (A); t;- Thời gian phóng (h)
Điện dung nạp Q,): là điện lượng mà ắc quy tiếp nhận được trong quá trình nạp [5]
Trong đó: I„- Dòng điện nạp (A); tạ- Thời gian nạp (h)
Do có các tổn hao trong quá trình nạp, nên điện dung nạp thường phải lớn hơn điện dung phong 10+15%
24
Trang 25Cấu tạo của ắc quy:
Điện cực „
Tâm Thuỷ Tinh
Vỏ ắc quy Bản cực
Vien giữ Tắm ngăn Hình 3.2 Cấu tạo bình ắc quy axít
Để tạo được một bình ắc quy có thế hiệu (6, 12 hay 24V) người ta mắc nối tiếp
các khối ắcquy đơn lại với nhau thành bình ắc quy vì mỗi bình ắc quy đơn chỉ cho suất điện động (~2V) Trên ô tô hiện nay thường sử dụng ắc quy 12 (Vì)
+ Vỏ bình: có dạng hình hộp chữ nhật, làm bằng nhựa êbônít, cao su cứng hay chất
đẻo chịu a xít và được chia thành các ngăn tương ứng với số lượng các ắc quy đơn cần thiết Trong các ngăn đó được đặt các khối bản cực Dưới đáy vỏ bình có các gan doc hình lăng trụ để đỡ các khối bản cực Khoảng trống dưới đáy giữa các gân dùng để chứa các chất kết tủa, các chất tác dụng bong ra từ các bản cực, đề chúng không làm chập (ngắn mạch) các bản cực khác dấu
+ Khối bản cực: Bao gồm các bản cực dương và âm đặt xen kẽ nhau, giữa chúng có các tắm ngăn cách điện Mỗi bản cực gồm có phần cốt hình mắt cáo và các chất tác dụng trát trên nó Phần trên của cốt có tai 3 (hình 3-2) để nối các bản cực cùng tên với nhau thành phân khối bản cực Phần dưới của cốt có các chân đề tựa lên các gân ở đáy bình Các chân được bố trí so le đề tránh chập mạch qua sóng đỡ
25
Trang 26
Hình 3.3 Cầu tạo của bản cực và khối bản cực
a Phân cốt; b Nửa khối bản Cực; C Khói ban cực và tắm cách; d Tắm cách
Côt được đúc từ hợp kim chông ôxy hoá, gôm: 92:93% chì và 7z8% ăngtimon(Sb) Cốt của các bản cực dương còn cho thêm 0,1+0,2% Asen (As) Ăngtimon và Asen có tác dụng làm tăng độ bền cơ học, giảm ôxy hoá cho cốt, ngoài ra còn làm tăng tính đúc của hợp kim
Chất tác dụng trên bản cực âm được chế tạo từ bột chì và dung dịch a xít
H;SO/¿, ngoài ra để tăng độ xốp, giảm khả năng co và hoá cứng bản cực người ta còn cho thêm 2+3% chất nở Đề làm chất nở có thê sử dụng các chất hữu cơ hoạt tính bề
mặt hỗn hop voi sun phat bari BaSO¿ như các muối humát chế tạo từ than bùn, bồ
hóng, chất thuộc da
Chat tác dụng trên bản cực dương: Được chế tạo từ minium chì PbạO¿, monoxit
chi PbO va dung dich a xít HạSO¿ Ngoài ra, để tăng độ bền người ta còn cho thêm sợi polipropilen
Các phân khối bản cực và tắm ngăn được lắp ráp lại tạo thành khối bản cực Số
bản cực âm thường lớn hơn số bản cực dương một bản đề đặt các bản cực dương vào
giữa các bản cực âm, đảm bảo cho các bản cực dương làm việc đều cả hai mặt đề tránh
cong vênh và bong rơi chất tác dụng
+ Tấm ngăn là những lá mỏng chế tạo từ vật liệu xốp chịu axit như: mipo, miplát, bông thuỷ tỉnh hay kết hợp giữa bông thuỷ tỉnh với miplát hoặc gỗ Các tắm ngăn thường có một mặt nhẫn và một mặt hình sóng, lồi lõm Mặt nhẫn đặt hướng về phía
26
Trang 27bản cực âm, còn mặt hình sóng hướng về phía bản cực dương đề tạo điều kiện cho dung dịch điện phân dễ luân chuyền đến bản cực dương và lưu thông tốt hơn
+ Ngoài ra còn một số các chỉ tiết khác như: nút, nắp, cầu nói, ống thông hơi 3.3.3 Máy phát điện
Máy phát là nguồn điện chính trên ô tô máy kéo (ở số vòng quay trung bình và
lớn của động cơ), nó có nhiệm vụ:
- Cung cấp điện cho tất cả các phụ tải
- Nap điện cho ắc quy
= Trên hầu hết các ô tô hiện đại ngày nay người ta đều sử dụng loại máy phát xoay chiều 3 pha kích thích kiểu điện từ
3.3.3.1 Cấu tạo máy phát điện xoay chiều
Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều kich thích kiểu điện từ loại có vòng tiếp điện gồm những bộ phận chính là: rô to, stato, puli, cánh quạt, bộ chỉnh lưu, bộ điều
chỉnh điện, quạt, chổi than và vòng tiếp điểm
Hình 3.4 Cấu tạo máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ
1 Quạt làm mát; 2 Bộ chính lưu; 3 Vòng tiếp điện; 4 Bộ điều chỉnh
điện và chối than; 5.Rotor; 6 Stato; 7.V6; 8 Puli
“ R6to: Gdm hai chim cue hinh mong lap then trên trục Giữa các chùm cực có
các cuộn dây kích thích đặt trên trục qua ống lót bằng thép Các đầu của cuộn dây kích thích được nối với các vòng tiếp điện gắn trên trục máy phát Trục của rôto được đặt
27
Trang 28trên các ổ bi lắp trong các nắp bằng hợp kim nhôm Trên nắp, phía vòng tiếp điện còn bắt giá đỡ chổi điện Một chổi điện được nói với vỏ máy phát, chổi còn lại nối với đầu
ra cách điện với vỏ Trên trục còn lắp cánh quạt và puli dẫn động
Cực Tử Cuén day rotor
Hình 3.5 Rotor và các chỉ tiết chính cua rotor
“> Stato: Là khối thép từ ghép từ các lá thép điện kỹ thuật, phía trong có xẻ rãnh phân bó đều đề đặt cuộn dây phần ứng
Lõi stator
Stator Cugn day stator
Hình 3.6 Stator và các chi tiét chinh cia stator
3.3.3.2 Nguyên lý sinh điện của máy phát điện xoay chiều 3 pha
F- san
——>
a)
Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý sinh điện
a Sơ đồ nguyên lý; b Dòng điện xoay chiều I pha trong một chu kỳ
28
Trang 29Khi nam châm quay trong cuộn đây, điện áp sẽ sinh ra giữa 2 đầu cuộn đây Điện áp này sẽ sinh ra một dòng điện xoay chiều
Mối liên hệ giữa dòng điện sinh ra trong cuộn dây và vị trí của nam châm được chỉ ra trong hình 3.7 Dòng điện lớn nhất được sinh ra khi cực N và cực S của nam
châm gần với cuộn dây nhất Tuy nhiên, chiều đòng điện ở mỗi nửa vòng quay của
nam châm lại ngược nhau
Dựa trên nguyên lý trên và dé sinh ra dòng điện một cách hiệu quả hơn, máy phát điện trên ô tô dùng 3 cuộn dây bó trí lệch nhau một góc 120” trên stator
Hình 3.8 Sơ đô nguyên lý dòng điện xoay chiều 3 pha
Mãi cuộn A, B, C được đặt chênh nhau 120° Khi nam châm quay giữa chúng
dòng điện xoay chiều được sinh ra trong mỗi cuộn dây Dòng điện bao gồm 3 dòng xoay chiều được gọi là “dòng xoay chiều 3 pha”
3.3.3.3 Bộ chỉnh lưu
Các thiết bị điện trên xe đều yêu cầu dòng điện một chiều để hoạt động và ắc quy cần dòng điện một chiều đề nạp Trên ôtô hiện đại đều sử dụng máy phát điện xoay chiều 3 pha nên muốn sử dụng dòng điện này cần phải biến đổi thành dòng một chiều Việc biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng một chiều gọi là “chỉnh lưu” Trên ôtô thường sử dụng bộ chỉnh lưu cầu 3 pha Biện pháp đơn giản nhất để chỉnh lưu
dòng điện là sử dụng các diod
Diod là một vật liệu bán dẫn nó chỉ cho phép dòng điện đi qua theo một chiều,
cấu tạo bởi chất bán dẫn Silic hoặc Gecmani có pha thêm một số chất đề tăng cường
electron tự do
29
Trang 30Điện áp tức thời trên các pha A, B, C theo [6] là :
Ua= Um.sin ot; Ug = Um.sin(@t — 27/3); Uc = Um.sin( at + 27/3)
la cac diode dương (D¡, Dạ, D;), có các catod được nối với nhau Nhóm dưới còn gọi
30
Trang 31la cac diode 4m (D2, Dạ, Dạ) các anode được nối với nhau
Khi rôto quay một vòng, trong các cuộn dây Stato dòng điện được sinh ra trong mỗi cuộn dây này đựơc chỉ ra từ (0) tới (2z)
e Tr0> : cuộn đây C có điện áp dương nhát, cuộn dây B có điện áp âm nhất
Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây C tới cuộn dây B
Cun day C > Diém 3 > Diode Ds—> Tai Diode D4 Diém 2 Cuộn dây B
« Từ : > 5 cuộn day A có điện áp dương nhát, cuộn dây B có điện áp âm nhát
Vi vay dong điện chạy theo hướng từ cuộn dây A tới cuộn dây B
Cuộn dây A —>Điểm 1 —> Diode Dị —> Tải —>Diode Dạ —>Điềm 2—> Cuộn dây B
« Từ 5 > a cuộn dây A có điện áp dương nhất, cuộn dây C có điện áp âm nhát
Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây A tới cuộn dây C
Cuộn dây A —› Điểm I—› Diode Dị—> Tải—> Diode Dạ —› Điểm 3 —› Cuộn dây C
Tr 27 -, a cuộn dây B có điện áp dương nhất, cuộn dây C có điện áp âm nhất
Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây B tới cuộn dây C
Cuộn dây B —› Điểm 2—> Diode Dạ—> Tải > Diode Dg > Diém 3 > Cudn day C
e Tr a > = cuộn dây B có điện áp dương nhất, cuộn day A có điện áp âm nhất Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây B tới cuộn dây A
Cuộn dây B—> Điểm 2—> Diode Dạ—> Tải—> Diode D2 > Diém 1-> Cuộn dây A
e Từ 2 > a cuộn dây C có điện áp dương nhất, cuộn dây A có điện áp âm nhất Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây C tới cuộn dây A
Cuộn dây C —› Điểm 3—> Diode Dạ—> Tải —>› Diode D; —› Điểm 1 > Cudn day A
e Tr 4 — 2z cuộn dây C có điện áp đương nhất, cuộn day B có điện áp âm nhất Vì vậy đòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây C tới cuộn dây B
Cuộn dây C —› Điểm 3 —› Diode D;—› Tải —> Diode Dạ —› Điểm 2—› Cuộn dây B
Khi rôto quay các vòng tiếp theomột vòng, dòng điện được sinh ra trong mỗi
cuộn dây đựơc lặp lại theo chu trình trên
31
Trang 32Ta nhận thấy dòng điện sau khi được nắn (chỉnh lưu) thành dòng một chiều vẫn còn nhấp nhô, vì vậy trên ô tô thường sử dụng các bộ lọc (tụ điện, cuộn cảm) nắn điện sao cho dòng điện ra đến tải gần với dạng đường thắng
3.3.3.4 Bộ điều chỉnh điện
Khi điều chỉnh điện áp và cường độ dòng điện của máy phát trong các hệ thông cung cấp điện thì đối tượng điều chỉnh là máy phát và ắc quy Hoạt động đồng thời của máy phát cùng ắc quy xảy ra khi có sự thay đổi vận tốc quay của phần ứng (rotor) của
máy phát, của tải và của nhiệt độ trong phạm vi rộng Để các bộ phận tiếp nhận điện
năng làm việc bình thường thì điện thế của lưới điện phải không đổi Vì vậy cần phải
phát Tất cả các chức năng này ở hệ thống cung cấp điện cho ôtô, máy kéo được thực
hiện tự động nhờ bộ điều chỉnh điện
Điện áp của máy phát được xác định như sau [Š]:
_ Œ;.Ó
Trong d6: Umer - Dién ap ra cua may phat (V); n - Tốc độ của may phat (v/ph);
$ - Từ thông cực ttr (Wb); Cp - Hé số phụ thuộc kết cấu mạch từ; B - Hệ số tải
Từ biểu thức 3.8 ta thấy: điện áp ra của máy phát phụ thuộc vào tốc độ máy phát (tức là phụ thuộc vào tốc độ động cơ) và phụ thuộc vào tải
Trên ôtô, tốc độ động cơ thay đổi trong một phạm vi rộng từ 500 - 700 (v/ph) ở
tốc độ cầm chừng và đến khoảng 5000 + 6500 (v/ph) ở tốc độ cao —> tốc độ máy phát
thay đổi Ngoài ra, các phụ tải sử dụng trên xe như: đèn, hệ thống điều hòa, gạt nước
mưa luôn thay đổi (tức là 8 luôn thay đồi) —> Làm cho U„ thay đồi
= Để Uạ¿ ôn định cần phải sử dụng bộ điều chỉnh Từ biều thức (3-8) ta thay
để U„r= Uam cần phải điều chỉnh ¿, tức là điều chỉnh dòng kích từ
Các ôtô hiện đại ngày nay người ta thường sử dụng loại bộ điều chỉnh điện áp
32
Trang 33ban dan IC (Intergrated Circuit) vi nhiing uu điểm nổi bật của nó so với các loại bộ
điều chỉnh điện áp cơ khí Khi sử dụng bộ điều chỉnh điện áp cơ khí có hai nhược điểm quan trọng là tính trễ và đặc tính nhiệt độ của nó, tính trễ gây ra sự sụt áp, khi tiếp điểm cơ khí làm việc ở tốc cao với dòng lớn sẽ sinh nhiệt lớn làm tiếp điểm nhanh
mòn và phải thường xuyên bảo dưỡng Ưu điểm của bộ điều chỉnh bán dẫn IC là:
- Điện áp điều chỉnh ổn định, biên độ đao động nhỏ
- Dải điện áp ra hẹp hơn và ít thay đôi theo thời gian
- Chịu được rung động và có độ bền cao do không có các chỉ tiết chuyền động
Hình 3.10 Sơ đồ mạch bộ điều chỉnh bán dẫn IC
Vai trò các thành phần của bộ điều chỉnh điện:
- IC: Theo dõi điện áp ra và điều khiển dòng kích, đèn báo sạc và tải ở đầu dây L
- TRI: Điều chỉnh dòng điện qua cuộn dây kích từ
- TR2: Điều khiển nguồn cung cấp cho tải được nồi với cực L
- TR3: Điều khiển tắt mở đèn báo sạc
- DI: Diode hút lực điện từ của cuộn dây kích từ
- Chân IG: Nhận biết công tắc máy bật và chuyền thành tín hiệu đến bộ điều chỉnh
- Chân B: Nhận biết điện áp ra của máy phát (khi có sự có)
- Chân F: Điều khiển dòng qua cuộn kích từ
- Chân S: Nhận biết điện áp ắc quy và truyền tín hiệu đến bộ điều chỉnh
- Chân L: Nối mass cho đèn báo sạc (khi TR3 mỏ), cung cấp điện cho tải (khi TR2 mở)
- Chân P: Nhận biết tình trạng phát điện và đưa tín hiệu đến bộ điều chỉnh
33
Trang 34- Chân E: Nối mass cho bộ điều chỉnh điện
Nguyên lý hoạt động:
- Khi công tắc máy bật, động cơ chưa hoạt động, máy phát điện không phát điện,
IC nhận biết 0 (V) tại đầu P Nó điều khiển con TRI tự đóng ngắt liên tục làm giảm dòng qua cuộn dây kích từ đề ắc quy không bị phóng hết điện.Đồng thời nó điều khiển TR3 dẫn khiến dòng qua đèn báo sạc và đèn báo sạc sáng
- Khi máy phát điện quay và phát điện điện áp tại đầu P sẽ làm IC điều khiển khoá TR3-—>Đèn báo sạc tắt, lúc này TR2 đóng > cé dong qua tải
- Khi điện áp 6 chan S tăng vượt qua điện áp hiệu chỉnh (động cơ đang hoạt động)
IC điều khiển TRI ngắt —› điện áp ở đầu S giảm xuống Dòng qua cuộn kích giảm làm
sinh ra sức điện động tự cảm trong cuộn kích từ có thể đánh thủng TRI nên sử dụng
diode D1 giảm nó
- Khi điện áp ở đầu S giảm xuống dưới điện áp hiệu chỉnh (động cơ đang hoạt động) IC nhận biết được và điều khiển TRI1 dẫn làm tăng dòng qua cuộn dây kích từ
— điện áp hiệu chỉnh lại tăng lên
Việc đóng, ngắt dòng qua cuộn kích từ được thực hiện nhiều lần trong một thời
gian ngắn làm cho điện áp ra của máy phát ồn định
3.3.4 Sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp điện trên xe Ford Ranger
Main 80A BIW(E) LWŒ)
MAIN FUSE BLOCK
Trang 35Khi động cơ chưa làm việc hoặc làm việc ở số vòng quay nhỏ (Umf< Uaq) thì
toàn bộ các phụ tai su dung điện của ắc quy, Khi đông cơ làm việc ở số vòng quay
trung bình và lớn ->máy phát là nguồn điện cung cấp cho tất cả các phụ tải và nạp điện cho ắc quy
3.4 HỆ THÓNG THÔNG TIN
Hệ thống thông tin trên xe bao gồm các bảng đồng hồ (tableau), màn hình và các đèn báo giúp tài xế và người sửa chữa biết được thông tin về tình trạng hoạt động của các hệ thống chính trong xe
1 Đồng hô đô tốc độ động cơ; 2 Đèn cảnh báo xin rẽ trái; 3 Đồng hỗ đo tốc độ xe;
4 Đèn cảnh báo xin rẽ phải; 5 Đồng hỗ bảo mức nhiên liệu; 6 Đồng hô báo nhiệt độ nước làm mát; 7 Đèn báo xông kinh phía sau; 8 Đèn báo xông máy; 9 Đèn cảnh
báo hệ thống túi khí; 10 Dèn cảnh báo nhiên liệu sắp hết; 11 Đèn báo lọc nhiên liệu
bị bản, nghẹt; 12 Bộ đo hành trình; 13.Đèn báo khoá vì sai; 14 Đèn báo khoá cau;
15 Đèn báo co cura chua dong chat;16.Dén canh báo hệ thong ABS; 17 Đèn báo
phanh tay; 18.Dén canh bao áp suất nhớt thấp: 19.Đèn báo sạc; 20 Đèn bao dang
bật đèn pha
35
Trang 363.4.1.2 Sơ đồ mạch điện bảng táp lô:
Trang 373.4.2 Hệ thống mạng MPX
Trong những nắm gần đây với sự phát triển đột phá của công nghệ ECU và cảm
biến đã gắn kết nhiều thông tin rất hiện đại vào trong hoạt động của xe Tuy nhiên sự
gia tăng trọng lượng của xe do các thiết bị điện, điện tử đã trở thành gánh nặng cho công nghệ xe hơi Đề giải quyết vấn đề này các nhà sản xuất đã phát triển hệ thống mạng MPX
Hệ thống mạng MPX là phương thức thông tin liên lạc, nó truyền hay nhận hai hay nhiều dữ liệu chỉ trên một đường truyền Vì vậy nó đã giải quyết được vấn đề giảm bớt số lượng dây điện Bằng cách chia sẻ thông tin sẽ giảm được các bộ phận như công tắc, bộ chấp hành
MPX (Truyền thông tin nối tiếp)
Hình 3.14 Sơ đồ truyền thông tin của MPX và phương pháp thường
Trong hệ thống mạng MPX sử dụng các phương pháp truyền dữ liệu như: BEAN,
CAN, LIN, AVC-LIN
Trên xe Ranger áp dụng hệ thống mạng CAN đề kết nói giữa các bộ điều khiển
nhằm làm tăng khả năng giao tiếp, trao đổi thông tin cho một số lượng lớn các bộ điều
khiến trang bị trên xe
Đường truyền dữ liệu mạng CAN gồm hai dây xoắn với nhau thành một cặp Việc truyền dữ liệu diễn ra bằng cách cấp điện áp High (+) và Low (-) đến hai đường dây để gửi một tín hiệu (truyền dẫn bằng điện áp vi sai)
37
Trang 38
Hình 3.15 Kết cấu dây xoắn và sơ đồ truyền tín hiệu
Điện áp chênh lệch tạo ra giữa hai dây được phát hiện dưới dạng tín hiệu dữ liệu, nó có đặc điểm là không thể bị ảnh hưởng bởi nhiễu bên ngoài Vì giả sử khi có nhiễu thì phần nhiễu trên dây High và dây Low sẽ khử lẫn nhau
Việc truyền và phát tín hiệu có thể thực hiện từ một ECU hoặc nhiều ECU đến
một hoặc nhiều ECU khác, nếu vài ECU cùng truyền dữ liệu một lúc, việc truyền dữ
liệu bị dừng lại và bắt đầu truyền lại với dữ liệu có mức ưu tiên cao nhất
Có rất nhiều bộ điều khiển (module) đều có khả năng truyền và chia sẻ thông
tin nhận được từ các cảm biến cho nhau, việc này được thực hiện một cách chính xác
và thuận lợi nhờ tính ưu việt của mạng CAN
Hệ thống mạng CAN sử dụng hai đường truyền dữ liệu đó là:
+ Đường truyền dữ liệu CAN tốc độ cao (HS-CAN) hoạt động với tốc độ đường truyền là 500 kB
38
Trang 39+ Đường truyền dữ liệu CAN tốc độ trung bình (MS-CAN) hoạt động với tốc độ đường truyền là 125 kB
3.4.2.1 Những tín hiệu vào đường truyền dữ liệu tốc độ cao (HS-CAN) trong mạng kết nối bộ điều khiển táp lô
+ Tốc độ xe từ bộ cảm biến tốc độ bánh xe đến bộ điều khiển ABS, đến PCM qua cổng giao tiếp (Gateway) và đồng hồ tốc độ xe trên bang tap 16
+ PCM điều khiến nạp cho máy phát điện, đến ăcquy qua công giao tiếp đến đèn cảnh báo
+ Thông tin từ cảm biến trục khuyu (CKP) đến bộ điều khiển PCM qua cổng giao tiếp đến đồng hồ báo tốc độ động cơ trên bảng táp lô
+ Thông tin từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECT) đến bộ điều khiển PCM qua cổng giao tiếp đến màn hình thông tin trung tâm
+ PCM qua cổng giao tiếp đến đèn báo lỗi
+ PCM qua cong giao tiếp đèn cảnh báo hệ thống điều khiển động cơ hoặc màn hình thông tin trung tâm
+ PCM qua công giao tiếp đến đèn cảnh báo áp suất dầu bôi trơn động cơ
+ Bộ điều khiển ABS qua cổng giao tiếp đến đèn cảnh báo ABS
+ Bộ điều khiển ABS qua công giao tiếp đến đèn cảnh báo hệ thống cân bằng xe 3.4.2.2 Những tín hiệu vào đường truyền dữ liệu tốc độ trung bình (MS-CAN) trong mạng kết nói bộ điều khiển tap lô
+ Bộ điều khiển túi khí SAS đến bảng táp lô, đến đèn cảnh báo hệ thống túi khí có lỗi + Bộ điều khiến túi khí SAS vào bảng táp lô, đến đèn cảnh báo dây đai an toàn + Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ môi trường, đến bộ điều khiển vào bảng táp lô đến đèn cảnh báo mặt đường có nước đóng băng
+ Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ môi trường, đến bộ điều khiển vào bảng táp lô — màn hình thông tin trung tâm
+ Công tắc đèn trước, đến bộ điều khiển vào bảng táp lô đến đèn cảnh báo đèn pha trước
+ Công tắc đèn xin đường đến bộ điều khiên, vào bảng táp lô, đến đèn cảnh báo hệ thống đèn xin đường
39
Trang 40+ Công tắc đèn pha, đến bộ điều khiển vào bảng táp lô đến đèn cảnh báo đang sử dụng đèn pha
+ Công tắc điều khiển cửa, đến bộ điều khiển, vào bảng táp lô đến đèn cảnh báo cửa xe đang mở hoặc hiên thị trên màn hình thông tin trung tâm
+ Công tắc điều khiển ga tự động, vào bộ điều khiển ga tự động, vào bảng táp lô đến đèn cảnh báo hệ thống điều khiển ga tự động
+ Bộ báo mức dầu phanh, đến bộ điều khiển, đến bảng táp lô, đèn cảnh báo mức
dầu phanh thấp
3.5 HE THONG DO DAC VA KIEM TRA
Hệ thống đo đạc và kiểm tra bao gồm các đồng hồ, màn hình và các đèn cảnh báo thường nằm trên bảng táp lô nhằm giúp người lái xe đễ dàng xác định được tình
trạng hoạt động của các hệ thống chính trong xe
Các đèn cảnh báo được sử dụng để cảnh báo các thông số quá mức, các chức năng của các thiết bị điện và sự hoạt động không bình thường của các hệ thông Thông thường trên bảng táp lô có lắp các đèn sau: Đèn báo áp suất dầu thấp; Đèn báo ăcquy phóng điện; Đèn báo pha; Đèn báo xinhan; Đèn báo cảnh báo (đèn báo nguy); Đèn báo
mức xăng thấp; Đèn báo hệ thống phanh; Đèn báo mở cửa
Các đồng hồ gồm có hai loại: đồng hồ hiển thị bằng kim và đồng hồ hiền thị
bằng số
Với loại đồng hồ hiển thị bằng kim có thể là loại cơ khí hoặc loại điện tử dẫn động kim Loại hiển thị bằng kim (dẫn động cơ khí) có độ chính xác thấp do khả năng
chịu được rung động kém và có độ trễ cơ khí
Loại hiển thị bằng số có nhiều ưu điểm như: dễ xem, độ chính xác cao, độ tin
cậy cao do hiền thị số không có các chi tiết chuyên động
Màn hình hiển thị số trong mỗi đồng hồ thường dùng một VFD (màn hình huỳnh quang chân không), một vài diod đèn LED phát sáng hoặc một LCD (màn hình tỉnh thể lỏng)
40