nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ dạy và hoc môn thực hành điện chuyên ngành ôtô

CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI HỆ THỐNG ĐIỆN Nhiệt độ làm việc: Tùy theo vùng khí hậu, thiết bị điện trên ôtô được chia thành nhiều loại: - Ở vùng lạnh và cực lạnh -400C như Nga, Canada…

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA CƠ KHÍ

-

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC

VỤ DẠY VÀ HOC MÔN THỰC HÀNH ĐIỆN

CHUYÊN NGÀNH ÔTÔ

CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT ÔTÔ

NHA TRANG - 11/2008

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC

VỤ DẠY VÀ HOC MÔN THỰC HÀNH ĐIỆN

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thanh Chung Lớp : CK46 –KTOT Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ôtô Mã ngành :18.02.10 Tên đề tài: Nghiên cứu xây dựng dữ liệu phục vụ dạy và học môn Thực hành điện Ôtô

Số trang: Số chương: Số tài liệu tham khảo:

Hiệnvật:

NHẬN XÉT

Kết luận:

Nha Trang, ngày 26 tháng 11 năm 2008

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

GV Nguyễn Văn Thuần

Họ và tên sinh viên : Nguyễn Thanh Chung Lớp: CK46 –KTOT

Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ôtô Mã ngành :18.02.10 Tên đề tài: Nghiên cứu xây dựng dữ liệu phục vụ dạy và học môn Thực hành điện Ôtô

Số trang Số chương: Số tài liệu tham khảo:

Hiện vật:

NHẬN XÉT

Điểm phản biện :

ĐIỂM CHUNG

Bằng số Bằng chữ

Nha Trang, ngày tháng năm 2008

CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN (Ký và ghi rõ họ tên)

Nha Trang, ngày tháng năm 2008

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký và ghi rõ họ tên)

Hiện nay ôtô vẫn là phương tiện giao thông hàng đầu và ngày càng phát triển mạnh mẽ hơn Đời sống ngày càng phát triển nhu cầu của con người ngày càng cao,

vì vậy, sự đổi mới trong lĩnh vực ôtô ngày càng nhiều Một trong những lĩnh vực đó chính là hệ thống điện trên ôtô

Để nắm bắt kịp với xu thế phát triển công nghệ, và đào tạo những kỹ sư giỏi trong lĩnh vực điện ôtô và vì muốn học hỏi, tìm hiểu sâu về lĩnh vực điện ôtô phục

vụ công việc sau này Em chọn đề tài “Nghiên cứu xây dựng dữ liệu phục vụ dạy

và học môn Thực hành điên chuyên ngành Ôtô”

Nội dung thực hiện:

1 Tổng quan về điện ôtô

2 Phương pháp thu thập dữ liệu và xây dựng bài thực hành

3 Hướng dẫn thực hành theo bài

4 Kết luận và đề xuất

Với kiến thức chuyên môn và trình độ có hạn nên nội dung nghiên cứu không tránh khỏi những sai sót mong quí thầy cô, bạn đồng nghiệp và các độc giả quan tâm thông cảm và đóng góp ý kiến cho em hoàn thiện đề tài hơn

Em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong bộ môn Kỹ thuật Ôtô, các thầy trong khoa Cơ khí và sự giúp đỡ tận tình cả chuyên môn lẫn tinh thần của thầy Nguyễn Văn Thuần Cảm ơn sự giúp đỡ đóng góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp đã giúp em hoàn thành đồ án này

Nha Trang, ngày 26 tháng 11 năm 2008 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thanh Chung

Lời mở đầu

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN ÔTÔ 1

1.1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG ĐIỆN VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN TRÊN ÔTÔ 1

1.2 CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI HỆ THỐNG ĐIỆN 2

1.3 NGUỒN ĐIỆN TRÊN ÔTÔ 3

1.4 CÁC LOẠI PHỤ TẢI ĐIỆN TRÊN ÔTÔ 3

1.5 CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ VÀ ĐIỀU KHIỂN TRUNG GIAN 3

1.6 KÝ HIỆU TRONG SƠ ĐỒ MACH ĐIỆN 3

1.7 DÂY ĐIỆN VÀ BỐI DÂY ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN ÔTÔ 5

1.8 HỆ THỐNG ĐA DẪN TÍN HIỆU VÀ MẠNG VÙNG ĐIỀU KHIỂN 7

Chương 2 THU THẬP DỮ LIỆU XÂY DỰNG CÁC BÀI THỰC HÀNH 8

2.1 PHƯƠNG PHÁP THU THẬP DỮ LIỆU 8

2.2 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 8

2.2.1 Ắcquy 9

2.2.2 Máy phát điện một chiều 12

2.2.3 Máy phát điện xoay chiều 15

2.2.4 Bộ tiết chế 19

2.3 HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG 20

2.3.1 Phân loại 21

2.3.2 Cấu tạo 21

2.4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 25

2.4.1 Phân loại 25

2.4.2 Cấu tạo 26

2.4.3 Hệ thống đánh lửa delco thường 35

2.4.4 Hệ thống đánh lửa bán dẫn 35

2.4.5 Hệ thống đánh lửa năng lượng cao 39

2.4.6 Hệ thống đánh lửa điện tử với bộ phân phối và đánh lửa điện tử sớm 40

2.4.7 Hệ thống đánh lửa không có bộ phân phối ở động cơ V6 40

2.4.8 Hệ thống đánh lửa điện dung (CDI) 41

2.4.9 Hệ thống đánh lửa sớm điện tử (ESA) 41

2.5 HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 43

2.5.2 Cấu tạo 43

2.6 MỘT SỐ CẢM BIẾN TRÊN ÔTÔ 51

2.6.1 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 51

2.6.2 Cảm biến nhiệt độ khí nạp 51

2.6.3 Cảm biến lưu lượng gió 51

2.6.4 Cảm biến vị trí piston ứng dụng trong hệ thống đánh lửa 52

2.6.5 Cảm biến vị trí bướm ga 53

2.6.6 Cảm biến tốc độ động cơ 53

Chương 3 XÂY DỰNG CÁC BÀI THỰC HÀNH 55

3.1 HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 55

3.1.1 Mục đích 55

3.1.2 Nội dung 55

3.2 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 63

3.2.1 Mục đích 63

3.2.2 Nội dung 63

3.3 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ECU 66

3.3.1 Mục đích 66

3.3.2 Nội dung 66

3.4 HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ TCCS 68

3.4.1 Mục đích 68

3.4.2 Nội dung 68

3.5 THỰC HÀNH CHẠY ĐỘNG CƠ TOYOTA 2000 76

3.5.1 Mục đích 76

3.5.2 Nội dung 76

3.6 QUI TRÌNH THÁO, LẮP MÁY KHỞI ĐỘNG 84

3.6.1 Mục đích 84

3.6.2 Nội dung 84

3.7 QUI TRÌNH THÁO, LẮP MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU 87

3.7.1 Mục đích 87

3.7.2 Nội dung 88

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN ÔTÔ

1.1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG ĐIỆN VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN TRÊN ÔTÔ

Ôtô hiện nay được trang bị nhiều chủng loại thiết bị điện và điện tử khác nhau Từng nhóm các thiết bị điện có cấu tạo và tính năng riêng, phục vụ một số

mục đích nhất định tạo thành những hệ thống điện riêng biệt trên ôtô Mạng điện

ôtô thường gồm các hệ thống điện sau:

Hệ thống khởi động: thường gồm ắcquy, máy khởi động điện, các rơle điều

khiển và rơle bảo vệ khởi động Chức năng là truyền cho trục khuỷu động cơ một mômen với một số vòng quay nhất định để khởi động được động cơ

Hệ thống cung cấp điện: thường gồm ắcquy, bộ tiết chế, máy phát điện, các

rơle và đèn báo nạp Chức năng: khi động cơ quay dẫn động máy phát quay, nạp điện cho ắcquy trên ôtô, nguồn điện trên ắcquy đảm bảo cung ứng điện cho toàn bộ phụ tải trên ôtô

Hệ thống đánh lửa: thường gồm ắcquy, công tắc máy, bộ chia điện, biến áp

đánh lửa (bôbin), hộp điều khiển đánh lửa (ECU), bugi Chức năng: hệ thống đánh lửa trên động cơ có nhiệm vụ biến nguồn điện có điện thế thấp (12V hoặc 24V) thành các xung điện thế cao (từ 15000-40000V) Các xung này sẽ phân bố đến các bugi tạo tia lửa điện cao thế đốt cháy hòa khí

Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu: thường gồm các đèn chiếu sáng, các đèn

tín hiêu, còi, các công tắc, các rơle Chức năng: dùng để chiếu sáng trong ôtô hoặc trong đêm tối, báo hiệu bằng âm thanh và ánh sáng, báo kích thước xe, khuôn khổ

xe, báo dừng khi phanh, khi lùi …

Hệ thống đo đạc và kiểm tra: Chủ yếu là đồng hồ báo và các đèn báo gồm

có: đồng hồ tốc độ động cơ, đồng hồ đo tốc độ xe, đo nhiên liệu, nhiệt độ nước làm mát…Chức năng của nó là cung cấp thông tin về trạng thái làm việc của các hệ thống chính trên ôtô

Hệ thống điều khiển động cơ: Gồm hệ thống điều khiển xăng, lửa, góc phối

cam, ga tự động Ngoài ra trên các động cơ diesel ngày nay thường sử dụng hệ thống điều khiển nhiên liệu bằng điện tử (EDC: electronic diesel control hoặc common rail)

Hệ thống điều khiển ôtô: thường gồm hệ thống điều khiển phanh chống

Nguyễn Thanh Chung CK46-KTOT

hãm cứngABS (antilock brake sytem), hộp số tự động, tay lái, gối hơi, lực kéo

Hệ thống điều hòa nhiệt độ: Bao gồm máy nén, giàn nóng, lọc ga, van tiết

lưu, giàn lạnh, và các chi tiết điều khiển như rơle, hộp điều khiển, công tắc A/C, thermostar Nếu hệ thống này được điều khiển bằng máy tính sẽ gọi là hệ thống tự động điều hòa khí hậu

Hệ thống phụ:

- Hệ thống gạt nước và rửa kính;

- Hệ thống điều khiển cửa xe;

- Hệ thống túi khí;

- Hệ thống đo đạc và kiểm tra;

- Hệ thống điều khiển kính chiếu hậu;

- Hệ thống định vị

1.2 CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI HỆ THỐNG ĐIỆN

Nhiệt độ làm việc: Tùy theo vùng khí hậu, thiết bị điện trên ôtô được chia

thành nhiều loại:

- Ở vùng lạnh và cực lạnh (-400C) như Nga, Canada…

- Ở vùng khí hậu ôn đới (200C) như Nhật Bản, Mỹ, Châu Âu…

- Vùng nhiệt đới như Việt Nam, các nước Đông Nam Á, châu Phi…

- Loại đặc biệt thường dùng cho các xe quân sự (sử dụng cho mọi vùng khí hậu)

Sự rung xóc: Các bộ phận trên ôtô phải chịu sự rung xóc với tần số từ 50

đến 250 Hz, chịu được lực với gia tốc 150 m/s2

Điện áp: Các thiết bị điện trên ôtô phải chịu được xung điện áp cao với biên

độ lên đến vài trăm volt

Độ ẩm: Các thiết bị điện phải chịu được độ ẩm cao thường có ở các nước nhiệt đới

Độ bền: Tất cả các hệ thống điện trên ôtô phải hoạt động được tốt trong khoảng 0,91,25 Uđịnh mức (Uđm=14V hoặc 28V) ít nhất trong thời gian bảo hành của

xe

Nhiễu điện từ: Các thiết bị điện và điện tử phải chịu được nhiễu điện từ xuất

phát từ hệ thống đánh lửa hoặc các nguồn khác

1.3 NGUỒN ĐIỆN TRÊN ÔTÔ

Nguồn điện trên ôtô là nguồn một chiều được cung cấp bởi ắcquy, nếu động

cơ chưa làm việc hoặc bởi máy phát nếu động cơ đã làm việc Để 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 được nối trực tiếp ra thân xe

1.4 CÁC LOẠI PHỤ TẢI ĐIỆN TRÊN ÔTÔ

Các loại phụ tải có thể đ ược mắc song song và có thể chia làm 3 loại:

- Phụ tải làm việc liên tục như bơm nhiên liệu, hệ thống đánh lửa, kim phu n

- Phụ tải làm việc không liên tục như đèn pha, đèn kích thước, đèn báo trên tableau…

- Phụ tải làm việc trong khoảng thời gian ngắn như đèn báo rẽ, đèn sương

mù, còi, còi lùi, quạt điều hòa nhiệt độ, quạt làm mát động cơ, …

1.5 CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ VÀ ĐIỀU KHIỂN TRUNG GIAN

Các phụ tải điện trên xe hầu hết được mắc qua cầu chì Tùy theo tải, cầu chì

có giá trị thay đổi từ 530A Dây chảy là những cầu chì lớn hơn 40A được mắc ở các mạch chính của các phụ tải điện lớn hoặc chung cho các cầu chì cùng nhóm làm việc thường có giá trị khoảng 40120A Ngoài ra, để bảo vệ mạch điện trong trường hợp bị chập mạch, trên hệ thống điện trên ôtô người ta sử dụng bộ ngắt mạch khi quá dòng (CB-circuit breaker)

Để các phụ tải điện làm việc, mạch điện nối phụ tải phải kín Thông thường, phải có các công tắc đóng mở trên mạch Công tắc trong mạch điện trên xe có nhiều dạng: thường đóng, thường mở, hoặc phối hợp có thể tác động thay đổi trạng thái đóng mở bằng cách nhấn, xoay, mở bằng chìa khóa Trạng thái của công tắc có thể thay đổi các yếu tố như: áp suất, nhiệt đô…

Trong các ôtô hiện đại, để tăng độ bền và giảm kích thước của công tắc, người ta thường đấu dây qua rơle Rơle có thể được phân loại theo dạng tiếp điểm: thường đóng, thường mở, hoặc phối hợp- rơle kép

1.6 KÝ HIỆU TRONG SƠ ĐỒ MACH ĐIỆN

Bảng 1.1 Các ký hiệu trong mạch điện ôtô

Nguyễn Thanh Chung CK46-KTOT

Mồi thuốc Còi

Bôbin Cái ngắt mạch(CB)

Điốt

Điốt Zenner Bóng đèn

Cảm biến điện từ trong bộ chia điện Cầu chì

Dây chảy(cầu chì chính)

Nối mass (thân xe) Động cơ điện

Đồng hồ hiện số Đồng hồ lọai kim Nối mass (thân xe)

Rơle thường đóng (NC-normally closed)

Rơle thường mở (NC-normally opened)

Rơle kép (Changeover relay)

Loa

Công tắc thường mở

Công tắc thường đóng

Điện trở Điện trở nhiều nấc

Biến trở Nhiệt điện trở

Công tắc lưỡi gà (cảm biến tốc độ ) Đoạn dây nối

Solenoid Công tắc kép

Không nối Nối

1.7 DÂY ĐIỆN VÀ BỐI DÂY ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN ÔTÔ

Ký hiệu màu và ký hiệu số

Bảng 1.2 Ký hiệu màu dây hệ châu Âu

Màu Ký hiệu Đường dẫn

Xám /Đỏ Gr/Rt Đèn kích thước phải

Đen/Vàng Sw/Ge Đánh lửa

Đen/ Trắng/Xanh lá Sw/Ws/Gn Đèn báo rẽ

Đen/Trắng Sw/Ws Báo rẽ trái

Đen/Xanh lá Sw/Gn Báo rẽ phải

Xanh lá nhạt LGn Âm bôbin

4 Dây cao áp 55 Đèn sương mù

15 Dương công tắc máy 56 Đèn đầu

30 Dương ắcquy 56a/56b Đèn pha/ Đèn cốt

31 Mass 58 Đèn kích thước

49 Ngõ vào cục chớp 61 Báo sạc

49a Ngõ ra cục chớp 85,86 Cuộn dây rơle

50 Điều khiển đề 87 Tiếp điểm rơle

53 Gạt nước

Tính toán chọn dây

Các hư hỏng trong hệ thống điện ôtô ngày nay chủ yếu bắt nguồn từ dây dẫn

vì đa số các linh kiện bán dẫn được chế tạo với độ bền khá cao Ôtô càng hiện đại,

số dây dẫn càng nhiều thì xác xuất hư hỏng càng lớn

Công tắc máy

Công tắc tác động bằng cam

Nguyễn Thanh Chung CK46-KTOT

Dây dẫn trong ôtô thường là dây đồng có bọc chất cách điện là nhựa PVC Chất cách điện không những có điện trở lớn 1012 (/mm) mà còn phải chịu được xăng dầu nhớt và nhiệt độ cao

Thông thường tiết diện dây dẫn phụ thuộc vào cường độ dòng điện chạy trong dây Điều này phụ thuộc vào nhà chế tạo vì lý do kinh tế Dây dẫn càng lớn thì độ sụt áp trên đường dây càng nhỏ, nhưng dây sẽ nặng điều này sẽ làm tăng chi phí sản xuất Bảng sau cho thấy độ sụt áp của một số hệ thống điện trên ôtô và mức

S



trong đó, U: độ sụt áp cho phép trên đường dây (bảng 1.3)

l: chiều dài dây dẫn (mm) I: cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn (A)

: 0,0178.mm2/m điện trở suất của đồng

Để có độ uốn tốt và bền, dây dẫn trên xe được bện bởi các sợi đồng có kích thước nhỏ Các cỡ dây điện sử dụng trên ôtô được giới thiệu trên bảng 1.5

Bảng 1.5 Các cỡ dây điện và nơi sử dụng

Cỡ dây

Số sợi/ đường kính

Tiết diện (mm 2 )

Dòng điện liên tục

(A)

Ứng dụng

9/0,3 0,6 5,75 Đèn kích thước, đèn đuôi 14/0,25 0,7 6 Radio, CD, đèn trần

14/0,3 1 8,75 Hệ thống đánh lửa

28/0,3 2 17,5 Đèn đầu, xông kính

65/0,3 5,9 45 Dây dẫn cấp điện chính 120/0,3 8,5 60 Dây sạc

Khi đấu dây hệ thống điện ôtô ngoài tuân theo các qui luật về màu, cần tuân theo các qui tắc sau:

- Chiều dài dây giữa các điểm nối càng ngắn càng tốt

- Các mối nối giữa các đầu dây cần phải hàn

- Số mối nối càng ít càng tốt

- Dây ở vùng động cơ cần phải cách nhiệt

- Bảo vệ bằng cao su những chổ băng qua khung xe

1.8 HỆ THỐNG ĐA DẪN TÍN HIỆU V À MẠNG VÙNG ĐIỀU KHIỂN (CAN-controller area networks)

Ứng dụng điện và điện tử trên ôtô ngày càng nhiều thì mức độ phức tạp của

hệ thống dây dẫn ngày càng tăng Vì vậy mức độ hỏng hóc do dây dẫn ngày càng nghiêm trọng Trên một số loại xe, số dây dẫn trong bối dây lên đến 1200 và cứ sau

10 năm thì số dây tăng lên gấp đôi

Để giải quyết vấn đề trên cần có một máy tính điều khiển tất cả hệ thống, tuy nhiên, giá thành sẽ cao và số lượng không nhiều Cách thứ hai là dùng một đường truyền dữ liệu chung giúp trao đổi thông tin giữa các hộp điều khiển và tín hiệu của các cảm biến có thể dùng chung Tất cả các dữ liệu có thể truyền trên một dây và số dây trên xe sẽ giảm xuống còn 3! Một dây dương, một dây âm và một dây tín hiệu

Ý tưởng này được Lucas bắt đầu thử nghiệm từ những năm 70 và vài năm trở lại đây xuất hiện trên một số xe Song song với hệ thống đa tín hiệu, BOSH đã triển khai hệ thống mạng vùng điều khiển (CAN) trên xe Mercedes

Có 3 lĩnh vực ứng dụng của mạng CAN trên ôtô:

- Mạng dùng cho các ECU trên xe

- Điện thân xe và hệ thống tiện nghi trên xe

- Các thiết bị viễn thông

Trong hệ thống mạng CAN được trang bị một số chức năng tìm lỗi Chúng bao gồm tín hiệu kiểm tra ở khung dữ liệu và trong bộ theo dõi, trong đó, mỗi bộ truyền sẽ nhận lại tín hiệu mà nó chuyển, và do đó có thể phát hiện bất cứ sai lệch nào

Tiêu chuẩn ISO được áp dụng cho việc truyền thông tin bằng mạng CAN trên ôtô:

- ISO 11 519-2 dùng cho các ứng dụng đến 125 kBit/s

- ISO 11 898 cho các ứng dụng trên 125 kBit/s

Nguyễn Thanh Chung CK46-KTOT

Chương 2

THU THẬP DỮ LIỆU XÂY DỰNG CÁC BÀI THỰC HÀNH

2.1 PHƯƠNG PHÁP THU THẬP DỮ LIỆU

Để xây dựng các bài thực hành phục vụ dạy và học có hiệu quả cao điều cần thiết phải tạo cho sinh viên một nền lý thuyết vững chắc Sinh viên nắm rõ lý thuyết thì tất yếu thực hành sẽ dễ dàng, tiếp thu nhanh

Các phương pháp thu thập dữ liệu xây dựng bài thực hành bao gồm:

- Thu thập qua sách vở qua kinh nghiệm của những người đi trước và thầy cô giảng dạy;

- Qua đợt thực tập tổng hợp thực tế;

- Qua các mẩu tin và bài viết trên Internet, báo, tạp chí;

- Qua các bảng catalog của các hãng xe;

- Thực hành trên mô hình lấy kết quả;

- Tài liệu kỹ thuật của một số loại xe

Thông tin thu thập được có sự chọn lọc và phong cách diễn đạt riêng, có sự công nhận của giáo viên hướng dẫn về tính xác thực đúng kỹ thuật, nguồn tài liệu đáng tin cậy chính xác Thông tin thu thập thiết thực có ứng dụng cao trong khi thực hành ở xưởng và mở rộng cho sinh viên tham khảo Hình ảnh được chọn lọc thực tế trên các mô hình

2.2 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

H.2.1 Sơ đồ chung của hệ thống cung cấp điện trên ôtô

Hệ thống cung cấp điện thường gồm: ắcquy, máy phát điện, bộ điều chỉnh điện…

2.2.1 Ắcquy

Định nghĩa

Ắcquy là một thiết bị điện hóa, dùng để biến đổi năng lượng dưới dạng điện năng thành hóa năng (khi nạp) và ngược lại biến hóa năng thành điện năng (khi phóng)

Phân loại

Ắcquy được sử dụng trên ôtô bao gồm hai loại là ắcquy kiềm và ắcquy axít Các bình ắcquy kiềm phần lớn để cung cấp năng lượng điện cho các hệ thống điện thoại, tín hiệu, ánh sáng dự phòng các thiết bị vô tuyến điện Trên các ôtô - máy kéo phần lớn sử dụng loại ắcquy axít - chì

Cấu tạo

- Ắcquy axit – chì

Ắcquy axít - chì gồm hai nhóm bản cực nhúng trong một dung dịch điện

phân axít sunfuric loãng (H2SO4) tạo thành hai nhóm bản cực dương và âm như hình H.2.2

Các tấm cực dương số 10 được cấu tạo bởi chất kết tinh chì ôxít (PbO2), có màu nâu sẫm gồm những hạt nhỏ li ti rất xốp để cho điện dịch thấm vào các bản cực được dễ dàng, chúng được ghép với nhau thành khối cực dương

Các tấm cực âm số 11 được cấu tạo bởi chì xốp nguyên chất (Pb) có màu

xám và được ghép lại với nhau thành khối cực âm Bên trong các tấm cực là khung

H.2.2 Cấu tạo bình ắcquy axit-chì 1- Cực âm 2- Nút thông hơi 3- Mắt kiểm tra 4- Cực dương

5- Dung dịch 6- Ngăn ắcqui 7- Bản cực 8- Nắp

9- Tấm cách 10- Tấm cực dương 11- Tấm cực âm 12- Khung lưới

13- Thanh nối

Nguyễn Thanh Chung CK46-KTOT

lưới số 12, đúc bằng hợp kim chì và antimoan, có độ cứng vững và tính chống ăn

mòn cao

Tấm cách điện 9 nằm xen giữa tấm âm và tấm dương để cách điện giữa

chúng, đồng thời có tác dụng giữ và đỡ chất tác dụng (Pb, PbO2) khỏi rơi rả Cầu

nối 13 liên kết các tấm cực cùng tên lại với nhau để tạo thành khối cực Toàn bộ hai

khối cực và các tấm ngăn cách cùng đầu nối được đặt trong từng ngăn riêng biệt của ắcquy

Các tấm dương được nối với cực có dấu cộng (+), còn các tấm âm được nối với cực có dấu trừ (-) Các tấm cực (+) nằm giữa các tấm (-), vì thế các tấm cực âm thường nhiều hơn các tấm cực dương một tấm nhằm để sử dụng các bản cực dương triệt để hơn và giảm bớt cong vênh cho các bản cực dương ở hai bên khi dòng điện phóng hoặc nạp quá lớn

Vỏ bình được làm bằng nhựa êbônít hay chất dẻo chịu nhiệt, trong vỏ thường được chia ra làm ba hay sáu ngăn Mỗi ngăn có một chùm cực âm và một chùm cực

dương lồng xen kẽ nhau Đáy ngăn có đúc gân lồi số 14 để đỡ các khối cực và để

khi bột chì rụng xuống nhiều không làm chập mạch giữa các bản cực

Phía trên khối cực có đặt một tấm chắn bằng nhựa phòng khi có vật dẫn điện theo lỗ nạp dung dịch vào gây đoản mạch giữa bản cực dương và âm Trên mặt bình

có lỗ 2 dùng để đổ điện dịch và có lỗ nhỏ dùng để thông hơi

Chất lỏng trong bình ắcquy là dung dịch axit sunfuaric (H2SO4) loãng

- Ắcquy kiềm

H.2.3 Cấu tạo ắcquy sắt- niken Ắcquy kiềm là loại ắcquy mà dung dịch điện phân được dùng là dung dịch

kiềm KOH hoặc NaOH Cấu tạo ắcquy kiềm cũng giống như cấu tạo của ắcquy axit

- chì (H.2.3)

Tùy thuộc vào cấu tạo của bản cực, người ta chia ắcquy kiềm thành ba loại:

- Loại ắcquy sắt – niken: Bản cực được chế tạo bằng sắt (Fe) và niken (Ni);

- Loại ắcquy cadimi - niken: Bản cực được chế tạo bằng cadimi (Cd) và (Ni);

- Loại ắcquy bạc – kẽm: Bản cực được chế tạo bằng bạc (Ag) và kẽm (Zn)

Ký hiệu ắcquy

Theo tiêu chuẩn Việt Nam chẳng hạn như 3-OT-70-NT-TCVN:

3 : Số ngăn hay số hộc bình;

OT : Bình dùng cho ôtô máy kéo;

70 : Dung lượng định mức là 70 ampe giờ;

NT : Tấm ngăn kép làm bằng nhựa xốp và bông thủy tinh;

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

Một số ứng dụng mới trong ắcquy

Để tiện lợi trong việc sử dụng, tiết kiệm nhiên liệu và nhu cầu của người sử dụng trên ôtô hiện nay ứng dụng các công nghệ mới cho ắcquy như nối 2 ắcquy để tăng dung lượng hay dùng cảm biến ắcquy IBS để đo điện thế, dòng điện và điều khiển đóng ngắt máy phát cấp điện cho ắcquy

H.2.4 Ký hiệu ắcquy 1- Dung lượng ắcquy 2- Chiều rộng và chiều cao

3- Chiều dài 4- Vị trí cực âm

Nguyễn Thanh Chung CK46-KTOT

H.2.5 Kết cấu của máy phát điện một chiều 1-Vỏ, 2-Phần ứng điện, 3-Cọc nối dây, 4-Cổ góp , 5-Nắp phía cổ góp

6-Nắp trước, 7,8 - Khối cực và cuộn cảm, 9-Chổi than

2.2.2 Máy phát điện một chiều

Cấu tạo

Máy phát điện một chiều bao gồm các phần cơ bản như H.2.5

- Phần tĩnh stato

Vỏ: Là một ống thép gia công mặt trong, các khối cực gắn cứng vào vỏ nhờ

vít Khối cực dùng làm lõi quấn các cuộn cảm và trở thành cực bắc nam khi có dòng điện kích thích chạy qua Vỏ có nhiệm vụ làm cầu nối mạch cho từ trường lưu thông giữa các khối cực Máy phát điện thường có hai khối cực cách nhau 0

180 hay

4 khối cực cách nhau 900

H.2.6 Mạch từ lưu thông trong vỏ máy phát điện DC loại 4 khối cực và 2 khối cực

Cuộn cảm điện: Các cuộn cảm điện được quấn bằng dây cách điện thành

khung dây, sau đó bọc vải thép Các cuộn cảm được đấu nối tiếp nhau, khi có điện kích thích chạy qua, các khối cực tạo từ trường H.2.6 trình bày mạch từ lưu thông

trong vỏ máy phát DC loại 2 và 4 khối cực

Sau khi cắt dòng điện kích thích các khối cực vẫn còn lưu lại một ít từ trường

do tính từ sót Đối với máy phát điện mới chế tạo hay mới phục hồi cần phải mồi

điện ắcquy để tạo từ trường trước khi đem sử dụng

Nắp máy phát điện DC: Trên máy phát điện một chiều có hai nắp máy, nắp

trước và nắp sau Mỗi nắp có vòng bi đỡ trục phần ứng điện Mặt trong nắp sau là nơi gắn giá đỡ chổi than Vành ngoài có bố trí chén chứa dầu bôi trơn, trên một vài loại ôtô nắp còn làm nơi gắn bơm thủy lực

Với máy phát DC hai chổi than, có một giá đỡ chổi than cách mát cho chổi than dương, giá đỡ còn lại tiếp mát cho chổi than âm Loại 4 chổi than có hai giá đỡ đối diện cách mát, hai giá kia tiếp mát Nắp phải được cố định trên vỏ nhờ chốt định vị

Chổi than: Chổi than được chế tạo từ hỗn hợp graphít, đồng và một số phụ

chất giảm điện trở và giảm mức mài mòn Chổi than tỳ lên cổ góp điện, được đặt nghiêng một góc 0

26 - 0

28 (H.2.7) đối với chiều hướng kính cổ góp điện nhằm mục đích giảm tia lửa hồ quang Một lò xo luôn luôn ấn chổi than tiếp xúc tốt với cổ góp điện để hứng dòng điện một chiều ra tiêu thụ

- Phần ứng (rotor) gồm: trục, lõi, các cuộn dây ứng điện và cổ góp điện

Lõi phần ứng điện: Dùng để dẫn từ và gá lắp dây quấn phần ứng Nó được

chế tạo từ những tấm thép kỹ thuật điện, sơn cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do đòng điện xoáy gây nên Trên mỗi lá thép có dập hình dạng rãnh để đặt dây quấn phần ứng, các lá thép phần ứng được ép cứng trên trục của rotor, do đó khi trục của rotor quay sẽ làm tất cả các chi tiết phần ứng quay theo

H.2.7 Bố trí chổi than trên cổ góp điện

A-Ổ tựa chổi than, 1-Lò xo 2-Chổi than

Nguyễn Thanh Chung CK46-KTOT

H.2.8 Kết cấu phần ứng điện

hợp của rất nhiều khung dây quấn bằng đồng có tiết diện dẹp hình chữ nhật Trong các rãnh có lót lớp cách điện, mỗi rãnh có hai dây, những đầu mối dây hàn vào cổ góp điện Cách quấn dây phần ứng điện phải đạt yêu cầu kỹ thuật là hai nhánh của mỗi khung dây phải luôn luôn đặt dưới hai khối cực khác tên Phần ứng điện máy phát của động cơ ôtô thường được quấn theo hai cách: quấn xếp và quấn sóng (H.2.9) Quấn sóng có hai nhánh của vòng dây được bố trí cách nhau 900(H.2.9.b)

Cổ góp điện: Công dụng của cổ góp điện là đổi dòng điện xoay chiều trong các

cuộn đây ứng điện thành dòng điện một chiều và nhờ chổi than đưa ra ngoài cung cấp cho phụ tải Cổ góp gồm nhiều phiến đồng dạng mang cá, ghép xen kẽ với tấm mica cách điện Cổ góp điện có thể chế tạo theo hai cách: lắp ghép hay ép nhựa thành một khối liền rồi gắn chặt tr ên trục phần ứng điện H.2.10 tr ình bày kết cấu cổ góp điện

H.2.9 Kỹ thuật quấn dây phần ứng điện

a Quấn xếp b Quấn sóng

Phân loại

- Máy phát điện một chiều hệ A: lấy mát bên ngoài;

- Máy phát điện một chiều hệ B: lấy mát bên trong;

- Máy phát một chiều có khối cực trung gian;

- Máy phát điện một chiều có cuộn phản từ;

- Máy phát điện một chiều có hai mạch kích từ song song;

- Máy phát điện một chiều 3 chổi than;

- Máy phát điện một chiều có 4 chổi than 4 khối cực

2.2.3 Máy phát điện xoay chiều

Phân loại

Phân theo kích thích Loại kích thích bằng nam châm vĩnh cửu

Loại kích thích kiểu điện từ gồm 2 loại

- Loại vòng tiếp điện

- Loại không có vòng tiếp điện Phân theo số pha Máy phát điện xoay chiều một pha

Máy phát điện xoay chiều 3 pha

Phân theo hệ thống khởi

động máy phát

Máy phát điện giật nổ Máy phát điện đề điện Phân theo nhiên liệu dùng

cho máy phát

Máy phát dùng nhiên liệu xăng Máy phát dùng dầu

Cấu tạo

- Máy phát điện xoay chiều có vòng tiếp điện

Máy phát điện xoay chiều có cấu tạo tương tự như máy phát điện một chiều cũng gồm: stato, rotor, và những bộ phận khác như bánh đai truyền động, cánh quạt

H.2.10 Kết cấu cổ góp điện a-Lắp ghép b-Ép nhựa cách điện

1- Lõi đồng, 2- Ống lót, 3- Vành chêm, 4,5- Lớp cách điện, 6-Nhựa cách điện, 7-Khe mica

Nguyễn Thanh Chung CK46-KTOT

làm mát Nó không có cổ góp nhưng lại có thêm bộ phận chỉnh lưu

Phần cảm điện (rotor): Gồm hai má cực bọc ngoài cuộn cảm và gắn cứng trên

trục Mỗi má cực gồm có các vấu cực Hai vòng thau cách điện nhau và cách mát với

trục, làm nhiệm vụ dẫn điện từ ắcquy kích t ừ cuộn cảm qua hai chổi than t iếp điện

H.2.11 Kết cấu của máy phát điện xoay chiều 1-Nắp sau 2-Bộ chỉnh lưu 3-Điốt phát 5-Bộ điều chỉnh điện áp và các chổi than tiếp điện 4-Điốt kích từ 6-Phần ứng stato 7-Phần cảm rotor 8-Quạt 9-Buli 10-Chân gắn

H.2.12 Chi tiết tháo rời của một máy phát điện xoay chiều 1- Phần cảm điện rotor; 2,3,4,5- Cụm lắp ráp phần bi trước; 6- Vỏ trước; 7,8- Cánh quạt và vòng chêm; 9- Buli; 10,11- Ốc siết và rônđen hãm; 12- Vít cực nối điện; 13- Cầu điốt chỉnh lưu; 14- Bộ tiết chế điện áp; 15- Cụm chổi than; 16,18- Vít giữ và ống cách điện; 17- Phần ứng điện stato; 19- Tụ lọc; 20- Ba điốt nắn điện kích từ; 21,22,23- Vỏ sau và vòng bi

H.2.13 Kết cấu phần cảm điện của máy phát xoay chiều

Khi ta bật công tắc máy, điện ắcquy vào kích từ cuộn cảm, các vấu cực của rotor trở thành các từ cực Bắc Nam xen kẽ nhau

H.2.14 Cuộn kích từ khi đấu nguồn một chiều

Phần ứng điện:

H.2.15 Bố trí các cuộn dây ứng điện trong phần ứng stato a- Hình chiếu đứng của stato, b-Sơ đồ cuộn dây stato, c-Stato hoàn chỉnh

Nguyễn Thanh Chung CK46-KTOT

Gồm nhiều lá thép kỹ thuật ghép lại, mặt trong có 18 rãnh xếp các cuộn dây ứng điện Cuộn dây ứng điện stato gồ m ba pha, mỗi pha có 6 cuộn dây riêng biệt Cuộn dây pha của stato đấu với nhau theo h ình Y (H.2.16) hay Δ (H.2.17)

H.2.16 Ba cuộn dây ứng điện stato đấu theo hình Y được nối với bộ điốt nắn điện Điện áp phát xoay chiều trong ba cuộn dây ứng được thể hiện ở các hình 1,2,3,4,5 và 6

H.2.17 Ba cuộn dây ứng điện đấu theo hình Δ được nối với bộ điốt chỉnh lưu

Các hình 1,2,3,4,5 và 6 cho thấy chiều điện phát trong ba cuộn dây

Bộ nắn điện (bộ chỉnh lưu): Bộ chỉnh lưu (H.2.18) gồm hai rế tản nhiệt, các

điốt được ép cứng trên hai rế này Ba điốt dương được gắn trên rế có ghi dấu dương (+) Ba điốt âm dược gắn trên rế ghi dấu âm (-) Trong máy phát điện xoay chiều,

bộ nắn điện có công dụng nắn đổi dòng điện phát xoay chiều thành dòng điện một chiều để nạp vào ắcquy

- Máy phát điện xoay chiều kiểu điện từ loại không có vòng tiếp điện

Để tăng tuổi thọ và độ tin cậy của máy phát điện xoay chiều, người ta mong muốn bỏ các vòng tiếp điện, chổi điện và làm cuộn kích từ kích thích đứng yên Khi

đó tuổi thọ của máy phát chỉ còn bị hạn chế bởi độ mòn của các ổ bi và sự già hóa của chất cách điện

Dạng này thích hợp khi sử dụng ở những điều kiện làm việc đặc biệt khó khăn, ở các máy kéo vận chuyển, các máy kéo canh tác nông nghiệp và trên các ôtô đặc biệt

- Kiểu hai rơle

Bộ tiết chế điện tử không có tiếp điểm rung

Cấu tạo

Cấu tạo của bộ tiết chế bán dẫn có thể chia làm hai phần:

- Phần đo điện áp phát ra của máy phát gồm có tranzito Tl, điốt ổn áp Đ1, cuộn kháng CK, các điện trở Rl, R2, R3, R4, R5 và Rt

H.2.18 Bộ chỉnh lưu của máy phát điện xoay chiều,

các điốt được ép cứng vào rế tản nhiệt của bộ chỉnh lưu

a - Đế gắn các điốt âm b- Nắp gắn các điốt dương

Nguyễn Thanh Chung CK46-KTOT

- Phần khuyếch đại tín hiệu đo gồm tranzito T2 và T3, các điện trở R6, R7 và

2.3 HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG

H.2.20 Sơ đồ đấu dây hệ thống khởi động điện trên ôtô

1-Solenoid; 2-Cuộn dây kéo; 3-Cuộn dây giữ; 4-Càng cua; 5-Vành răng bánh đà 6-Ly hợp một chiều của khớp truyền động; 7-Máy khởi động; 8-Công tắc máy 9-Bình ắcquy chì-axít ; 10-Chốt quay; 11- Lò xo hồi vị

Trục rotor nơi phía cổ góp điện gối lên bạc thau đóng cứng trong nắp máy

H.2.21 Hình cắt máy khởi động điện 1-cuộn dây giữ 2-cuộn dây kéo 3-lò xo hồi 4-cần gạt

5-lò xo cài răng 6-ly hợp một chiều 7-bánh răng 8-Trục

9-vòng chận 10-ốc siết dây cáp 11-tiếp điện 12-đĩa tiếp điện

13-solenoid 14-nắp phía cổ góp điện 15-cổ góp điện

16-ổ giữ chổi than 17-khối cực 18-rotor 19-vỏ dẫn từ 20-cuộn cảm

Nguyễn Thanh Chung CK46-KTOT

khởi động Nắp còn là nơi gắn các giá đỡ chổi than và lò xo Lò xo ấn chổi than luôn tỳ vào cổ góp điện đúng áp suất cần thiết để tiếp điện cho máy khởi động Nắp được cố định với vỏ nhờ chốt định vị và vít xiết

H.2.22 Vỏ của máy khởi động

- Rotor (H.2.23)

Được cấu tạo bằng cách ép chặt nhiều lá thép kỹ thuật dày từ (0.5 – 1)mm trên trục tạo thành lõi Trên lõi có nhiều rãnh dọc để quấn dây Rotor gối lên hai bạc thau và quay giữa các khối cực với khoảng cách ít nhất để giảm bớt hao mất từ

trường

Dây quấn trong rotor máy khởi động là các thanh đồng tiết diện dẹp chữ nhật Mỗi rãnh có hai dây quấn và được quấn sóng, hai nhánh của vòng dây được đặt cách nhau 900 Hai đầu mối khung dây được hàn vào hai phiến đồng cách nhau

900, sau khi quấn song mỗi phiến đồng cổ góp điện có hai cuộn dây hàn vào Cổ góp điện gồm nhiều miếng đồng thau ghép quanh trục, giữa các miếng đồng với nhau và với trục được cách điện nhờ mica

- Stato (cuộn cảm)

H.2.24 Sơ đồ khối của cuộn cảm H.2.25 Sơ đồ đấu dây của cuộn cảm

1-cuộn cảm 2-vấu cực

3- rotor 4-chổi than

H.2.23 Cấu tạo rotor

Các cuộn dây cảm điện có nhiệm vụ tạo từ trường chính cho các khối cực,

quấn bằng dây dẹt tiết diện lớn quanh các khối cực từ (4-10)vòng Dây phải lớn vì

mỗi lần hoạt động máy khởi động tiêu thụ trên 200Ampe Các cuộn kề nhau được cuốn ngược chiều để tuần tự tạo cực bắc nam khác tên

Vỏ có nhiệm vụ làm cầu nối liên lạc mạch từ giữa các khối cực Các cuộn cảm được đấu nối tiếp với rotor, cuộn đầu liên lạc với ốc cách điện nơi vỏ, cuộn cuối nối với các chổi than dương

- Chổi than

Chổi than được làm bằng bột than và bột đồng hoặc thiếc, đồng với graphit, được ép đúc thành khối dưới áp suất cao Mỗi chổi than dính liền với dây nối điện Máy khởi động thường có 4 chổi than, 2 chổi than âm và hai chổi than dương

H.2.26 Các loại chổi than và giá đỡ chổi than

Solenoid

Hai cuộn giữ và hút được quấn quanh lõi thép Cuộn dây kéo lớn hơn cuộn dây giữ, dòng điện chạy trong cuộn dây kéo khoảng (30-40)A còn dòng chạy trong cuộn giữ khoảng (3-4)A Cuộn kéo được quấn nối tiếp giữa ắcquy và máy khởi

H.2.28 Sơ đồ đấu dây solenoid H.2.27 Sơ đồ cấu tạo solenoid

1-lõi thép; 2-lò xo hồi vị; 3-thân solenoid 4-đĩa tiếp điểm; 5-ốc tiếp điện; 6-phần đuôi

Nguyễn Thanh Chung CK46-KTOT

động, cuộn giữ được nối rẽ giữa ắcquy về mát Đầu l õi thép có dính đĩa tiếp điện đối diện với hai cọc bắt dây liên lạc ắcquy và máy khởi động, đầu kia của lõi thép từ được nối dài

để điều khiển cần gạt c ài và tách khớp truyền động với vành răng bánh đà

Khớp truyền động

- Khái niệm

Khớp truyền động là cơ cấu truyền mômen từ động cơ điện của máy khởi động đến bánh đà của động cơ ôtô Tỷ số truyền động trong khoảng 1/10 – 1/20, có nghĩa là bánh răng máy khởi động phải quay 10 hay 20 vòng để kéo bánh đà quay một vòng Khi hoạt động, tốc độ của rotor từ 2000-3000 vòng/phút sẽ dẫn động trục khuỷu quay khoảng 200-300 vòng/phút đủ cho động cơ khởi động

Sau khi động cơ đã nổ được, số vòng quay tự lập lớn từ 3000-4000 vòng/phút Nếu lúc này khớp truyền động vẫn còn dính với bánh đà, rotor sẽ bị cuốn theo nó Tốc độ lớn này sẽ tạo lực ly tâm cực mạnh sẽ làm bung tất cả dây ra khỏi rãnh rotor và phá hỏng cổ góp

- Phân loại

Khớp truyền động kiểu quán tính Loại văng ra (Outboard drive)

Loại văng vào (Inboard drive) Khớp truyền động điều khiển nhờ solenoid Kiểu ly hợp một chiều

- Cấu tạo

H.2.29 Sơ đồ kết cấu và hình dạng chung của khớp truyền động

1-ống chủ động hàn ghép; 2-lò xo và cốc chụp; 3-bi đũa 4-vành bị động và bánh răng 5-bao thép 6-đệm hai nửa

từ phía mặt bên để lò xo và các cốc chụp lò xo 2, vành bị động 4 liền với bánh răng của khớp truyền động và bên trong có lắp bạc đồng 8 để cho các bánh răng có thể tựa lên trục của rotor và quay trơn trên trục Ống chủ động và vành bị động 4 rời nhau và được lắp hờ vào nhau nhờ bao thép mỏng 5

Đệm hai nửa 6 và 4 bi cùng cụm lò xo và cốc chụp lò xo 2 Các viên bi 3 nằm tự do trong các rãnh giữa ống chủ động và vành bị động Trên mặt ngoài của ống nhỏ phần chủ động có lắp lò xo 9, khớp gài 10 gồm hai nửa và vòng hãm 11

Với kết cấu như vậy nếu ta giữ chặt bánh răng và vành 4 lại rồi quay ống chủ

động theo chiều quay như trên hình H.2.29 (tức là ứng với lúc bánh răng của khớp

đã mắc với bánh đà và máy khởi động bắt đầu quay lúc bắt đầu khởi động) thì viên

bi sẽ lăn trên mặt của ống 4 rồi bị kẹt vào chỗ nông hơn giữa 1 và 4, gắn cứng hai phần chủ động và bị động lại với nhau Muốn quay ống 1 nữa phải thắng lực cản bánh răng và cả khớp truyền động lúc đó quay như một khối liền

Nếu ống chủ động quay với một tốc độ nào đó, còn vành bị động quay với

một tốc độ lớn hơn (ứng với trường hợp khi máy đã nổ nhưng khớp truyền động

chưa được tách khỏi răng của bánh đà) thì các viên bi sẽ bị hất ra khỏi vị trí kẹt về

phía lò xo và cốc chụp lò xo Ở đây các viên bi không thể bị kẹt nên chúng nằm tự

do trong khoảng rãnh, đảm bảo cho ống chủ động vẫn quay với tốc độ của mình và vành bị động quay với tốc độ riêng, không phụ thuộc nhau

Rơle

Trong lúc khởi động máy khởi động cần nguồn điện lớn, nếu ắcquy làm việc liên tục khi ôtô đứng yên như vậy bình sẽ yếu và khởi động khó khăn Nếu có một bình ắcquy khác nối với bình ắcquy chính lúc khởi động thì việc khởi động sẽ dễ dàng Vì vậy người ta dùng cơ cấu đấu nối điện hai ắcquy khi khởi động

Ngoài ra, trên ôtô người ta còn trang bị thêm thiết bị để bảo vệ máy khởi động không làm việc khi ôtô đang chạy hoặc động cơ đã nổ máy Thiết bị này chính

là rơle bảo vệ khởi động

2.4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA

2.4.1 Phân loại

Trong máy xăng, hệ thống đánh lửa (HTĐL)tạo ra tia lửa điện trong buông đốt ở cuối thời kỳ nén, vào thời điểm xác định, để đốt cháy hỗn hợp xăng - không khí Tuỳ loại máy xăng, ta thường gặp các loại HTĐL sau đây:

Nguyễn Thanh Chung CK46-KTOT

Theo phương pháp tích luỹ năng

lượng

- HTĐL điện cảm

- HTĐL điện dung Theo cách bố trí điện cao áp - HTĐL có Delco

- HTĐL không có Delco Theo phương pháp điều khiển

bằng cảm biến

- HTĐL sử dụng vít lửa

- HTĐL sử dụng cảm biến điện từ

Loại nam châm đứng yên

Loại nam châm quay

- Điều chỉnh kỹ thuật số

2.4.2 Cấu tạo

H.2.30 Các bộ phận cơ bản của hệ thống đánh lửa

Một hệ thống đánh lửa có bộ chia điện (tiêu biểu) thông thường gồm: bình ắcquy, công tắc đánh lửa, cuộn dây đánh lửa, bộ chia điện, các bugi, hệ thống dây

điện và các cáp điện nối các bộ phận trên (Các hệ thống đánh lửa điện tử còn có

thêm module đánh lửa)

Ắcquy cấu tạo của ắcquy được tìm hiểu trong phần 2.2.1

Công tắc đánh lửa

H.2.31 Công tắc đánh lửa dạng xoay

Biến áp đánh lửa (Bôbin)

H.2.32 Biến áp đánh lửa

Đó là một loại biến áp xung, biến điện áp thấp ắcquy thành điện áp cao hàng ngàn volt cần thiết để phóng tia lửa điện qua khe hở ở giữa hai cực bugi Trong một

số hệ thống đánh lửa điện tử, điện áp này có thể lên đến 47.000 volt hoặc cao hơn

Biến áp đánh lửa có hai cuộn dây Cuộn dây sơ cấp có khoảng 200 vòng dây đường kính lớn, và cuộn dây thứ cấp có khoảng 20.000 vòng đường kính nhỏ quấn trong nhiều lớp cách điện, được nối với mạch thứ cấp

Các cuộn dây được quấn quanh một lõi thép từ trong một vỏ thép nhẹ Lõi thép từ gồm những tấm thép mỏng ghép cách điện với nhau (để giảm bớt ảnh hưởng của dòng fuco) Trước đây cuộn dây đánh lửa có cuộn dây sơ cấp quấn trên một lõi thép và cuộn thứ cấp quấn trên cuộn sơ cấp

Nguyễn Thanh Chung CK46-KTOT

Các cuộn dây đánh lửa hiện nay có cuộn dây sơ cấp quấn ngoài cuộn dây thứ cấp, đó là kiểu sơ cấp ngoài Cuộn dây được lắp trong một vỏ kim loại có nắp che bằng vật liệu cách điện đúc khuôn, chứa cả đầu cực sơ cấp và thứ cấp Các cuộn dây nói chung được ngâm trong dầu và bịt kín (kín không khí) Dầu cho phép tải nhiệt nhanh, cách điện tăng và giảm khả năng hỏng cách điện

Các tiếp điểm

Bộ phận này lắp trên tấm ngắt trong bộ phân phối dùng để mở và đóng mạch

sơ cấp Các tiếp điểm này được mở bằng cam ngắt ở đỉnh của trục bộ phân phối Cam này có số thùy bằng số xylanh trong động cơ Khi cam quay, các tiếp điểm đóng và mở như một công tắc cơ khí để đóng và ngắt mạch sơ cấp

H.2.33 Hình dạng vùng tiếp xúc của tiếp điểm Một tiếp điểm cố định lắp trên tấm tiếp mát của bộ ngắt Một điểm khác gắn

ở đầu một cần di động có cách điện Cần này quay tới và lui trên trục cố định khi các thùy cam đẩy khối cao su để mở các tiếp điểm Lò xo gắn với cần di động sẽ đóng các tiếp điểm này Hình dạng của vùng tiếp xúc điểm (H.2.33) ảnh hưởng đến chất lượng đánh lửa của động cơ

Tụ điện

H.2.34 Cấu tạo tụ điện

Tụ điện được làm bởi hai hoặc nhiều tấm lá thiếc dài cách nhiệt bằng một lớp cách điện ở dạng giấy tráng sáp ong Cả cụm quấn quanh một trục, được bao kín bằng một lớp vỏ kim loại nhỏ Một lá thiết nối với vỏ, lá kia nối ra đầu cực nhô ra khỏi nắp cách điện trên vỏ và nối với một điểm cố định ở bộ chia điện Điện không qua tụ vì không nối trực tiếp giữa các cực

Bộ phân phối đánh lửa (Bộ chia điện hay Delco) (H.2.35)

Bộ chia điện thường gồm giá đỡ, tấm đỡ bộ ngắt điện (mâm chia điện) trên

đó lắp các tiếp điểm, trục dẫn có cam ngắt, các bộ đánh lửa sớm, con quay chia điện

mạch thứ cấp nối cực trung tâm của nắp bộ chia điện với cuộn dây đánh lửa

- Rotor

Rotor chia điện làm bằng vật liệu cách điện lắp sao cho nó quay cùng với cam chia điện Đầu cực rotor là một chổi than được bọc một màng ngăn như ôxít chì hoặc nhôm để ngăn chặn tiếng ồn đánh lửa, cũng như giảm nhiễu radio Đầu điện cực rotor phủ lớp vật liệu chịu nhiệt có thể bị oxy hóa bởi sự phóng điện, nhưng thực tế là kết quả của lớp chịu lửa

Nguyễn Thanh Chung CK46-KTOT

H.2.36 Cấu tạo rotor

Để đáp ứng yêu cầu đốt cháy hoàn toàn hòa khí và thời gian thời điểm đánh lửa chuẩn trong mọi chế độ của động cơ Trên bộ chia điện có các bộ phận điều khiển đánh lửa sớm gồm: bộ điều khiển đánh lửa sớm kiểu chân không, và bộ điều khiển đánh lửa sớm kiểu ly tâm

- Bộ điều khiển đánh lửa sớm kiểu ly tâm (H.2.37)

Bộ này điều chỉnh thời điểm đánh lửa dựa vào tốc độ động cơ, gồm: một cam ngắt đánh lửa sớm như một phần của trục bộ chia điện, một cặp quả văng, hai lò xo

và tấm đế của quả văng lắp với cam bộ chia điện

Các bộ chia điện hiện nay bộ điều chỉnh đánh lửa sớm đặt ở phía trên cam ngắt mạch điện trong con quay chia điện Khối lượng ly tâm lắp vào chốt đỡ trên trục của bộ chia điện Cam và đĩa cam được vít vào nhau trên đỉnh của bộ chia điện sao cho vị trí tương đối chúng có thể thay đổi theo hướng quay

H.2.37 Cấu tạo bộ điều chỉnh đánh lửa sớm kiểu ly tâm

- Bộ điều khiển đánh lửa sớm kiểu chân không

H.2.38 Kết cấu của bộ đánh lửa sớm kiểu chân không 1,5 Vỏ 2 Đầu nối đến cacbuarator 3 Màng 4 Lò xo 6 Cần kéo

Bộ điều khiển đánh lửa sớm kiểu chân không điều chỉnh thời điểm đánh lửa dựa vào sự thay đổi chân không trong đường ống nạp dưới sự thay đổi tải của động

cơ và theo đó làm sớm thời điểm đánh lửa

Cấu tạo như hình H.2.38 gồm: màng bơm, lò xo màng bơm, cần nối, và tiếp điểm

bộ chia điện (đĩa tiếp điểm, ti ếp điểm, đĩa tĩnh…) Bộ điều c hỉnh thời điểm đánh lửa này chia ra buồng chân không và buồng không khí bởi màng bơm Khi độ chân không trong đường ống nạp tác dụng lên buồng chân không, cần nối được kéo Do móc của cần nối

được nối với chốt trên đĩa tiếp điểm, đĩa tiếp điểm qu ay ngược chiều kim đồng hồ

Hầu hết các bộ chia điện đều có hai bộ đánh lửa sớm kiểu ly tâm và chân không, một số chỉ có kiểu chân không sử dụng chân không ở cổ hút và eo cổ hút

- Bộ điều chỉnh thời điểm đánh lửa chân không kép

H.2.39 Kết cấu bộ điều khiển đánh lửa chân không kép

Nguyễn Thanh Chung CK46-KTOT

Một vài động cơ có thiết bị kiểm soát khí thải dùng bộ điều chỉnh bằng chân không kép Loại này điều chỉnh thời điểm một chút khi động cơ chạy không tải, để

bù lại thực tế của hệ thống điều khiển khí thải làm giảm mức độ đậm của hỗn hợp khí - nhiên liệu tại thời điểm đó, để giảm lượng khí cácbua trong khí xả

- Bộ điều chỉnh đánh lửa sớm kiểu ly tâm và chân không kết hợp

Có những chế độ làm việc của động cơ, cả hai cơ cấu đánh lửa sớm tự động cùng phối hợp hoạt động Đánh lửa sớm ly tâm xảy ra ở tốc độ cao hơn tốc độ cầm chừng Tuỳ thuộc vào độ chân không trong cổ góp nạp, đánh lửa sớm bằng chân không cũng có thể xảy ra Đường cong đánh lửa sớm tổng hợp ở hình sau, là kết quả đánh lửa sớm ly tâm và đánh lửa sớm bằng chân không

H.2.40 Đường đặc tính thể hiện mối quan hệ giữa tốc độ động cơ và góc đánh lửa

Ở tốc độ 64 km/h, có đánh lửa sớm ly tâm 15o Đánh lửa sớm bằng chân không có thể bổ sung đến 15o ở thời điểm van tiết lưu mở một phần Sự kết hợp này tạo ra đánh lửa sớm cực đại 30 o(15 + 15) H.2.40 trình bày mối quan hệ giữa tốc độ động cơ và góc đánh lửa Dựa vào đường đặc tính này ta có thể xác định được góc đánh lửa sớm ở một số thời điểm tương ứng với bộ điều chỉnh loại này

- Bộ chọn chỉ số ốc tan (H.2.41)

Tốc độ cháy hỗn hợp khí - nhiên liệu, (tốc độ lan truyền ngọn lửa) khác nhau phụ thuộc vào loại xăng (tỷ lệ ốc tan của nó) Để sử dụng lực đẩy trong xylanh hiệu quả nhất, thì thời điểm đánh lửa phải được điều chỉnh theo chỉ số ốc tan của xăng

- Nếu dùng xăng có trị số ốc tan thấp, thì điểm đánh lửa của xăng thấp hơn so với khi dùng xăng bình thường, thời gian khi bugi đánh lửa và đốt cháy ngắn, tốc độ cháy cao

Áp suất cháy cực đại xảy ra sớm

- Nếu dùng xăng có trị số ốc tan cao, điểm đánh lửa của xăng cao hơn so với xăng chuẩn ban đầu, thời gian lúc đánh lửa đến đốt cháy dài, tốc độ cháy thấp Do đó áp suất

cháy cực đại xảy ra quá muộn

H.2.41 Bộ điều chỉnh trị số ốc tan

Xoay núm bộ chọn trị số ốc tan để thay đổi vị trí móc so với cần màng Kết quả là

vị trí đặt tấm tiếp điểm tương đối so với cam bộ chia điện cũng thay đổi, làm thay đổi đặc tính điều khiển thời điểm đánh lửa kiểu chân không Bộ chọn trị số ốc tan thực hiện việc tinh chỉnh thời điểm đánh lửa bởi sự thay đổi đặc tính bộ điều chỉnh đánh lửa kiểu chân không theo giá trị ốc tan của xăng

âm đến cực mát Khe hở càng lớn, điện áp phóng cần thiết càng cao