1 sơ lợc hệ thống trang bị điện ô tô Công nghiệp ô tô máy kéo phát triển, kết cấu ô tô máy kéo hoàn thiện, mức độ điện khí hoá, điện tử hoá chúng cao Yêu cầu mặt tiện nghi, tính an toàn chuyển động lớn hệ thống trang thiết bị điện ô tô máy kéo phức tạp đại Nếu nh ô tô máy kéo đầu tiên, trang thiết bị điện hầu nh phận để châm lửa hỗn hợp cháy thô sơ dây đốt, ngày ô tô máy kéo, điện ®· ®ỵc sư dơng ®Ĩ thùc hiƯn rÊt nhiỊu chøc khác nhau, nh: châm lửa hỗn hợp làm việc xi lanh; khởi động động cơ; chiếu sáng báo hiệu nh để đảm bảo làm việc dụng cụ đo, kiểm tra trang thiết bị phụ khác xe Tơng ứng với chức đó, ô tô máy kéo có trang bị hệ thống nh sơ đồ sau: - Hệ thống đánh lửa: gồm phận nh: biến áp đánh lửa, chia điện, cấu điều chỉnh góc đánh lửa sớm, bugi dây cao áp Ngoài hệ thống đánh lửa bán dẫn có thêm hộp đảo mạch bán dẫn - Hệ thống cung cấp điện: gồm ắc quy, máy phát điều chỉnh điện - Hệ thống khởi động: gồm máy khởi động điện, cấu điều khiển, rơ le, công tắc cấu hỗ trợ khởi động khác Mạng điện - Hệ thống kiểm tra theo dõi: gồm đồng hồ báo: áp suất dầu, nhiệt độ nớc, mức nhiên liệu, tốc độ, ; Các cảm biến để chuyển đổi tín hiệu phi điện thành điện truyền đến đồng hồ, đèn cảm biến báo nguy hiểm (khi áp suất dầu tụt giới hạn cho phép, nhiệt độ nớc làm mát cao, ) - Hệ thống chiếu sáng - tín hiệu: gồm loại đèn còi, công tắc, rơ le, cầu chì, - Hệ thống thiết bị phụ: nh Các hệ thống hợp thành hệ thống lau kính, nânghệ thống trang bị gạt nớc thống bạt, nâng kính, điện ô tô máy kéo với hai phần là: nguồncửa xe, quạt, rađiô, cấp) mở điện (hệ thống cung tivi cát sét, phận tiêu thụ điện (các hệ thống khác) máy điều hoà, Trong phận tiêu thụ điện máy khởi động phận tiêu thụ điện mạnh (dòng điện cung cấp ắc quy khëi ®éng cã thĨ tíi 400 600A ®èi với động xăng, 2000A với động diesel điện áp nguồn 24V) Bộ phận tiêu thụ điện thứ hai có vai trò đặc biệt quan trọng nhng lại không đáng kể công suất dòng tiêu thụ hệ thống đánh lửa (khi động làm việc bình thờng, để châm lửa hỗn hợp cháy tia lửa điện cần có lợng Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt khoảng 0,003J đủ) Khâu trung gian nối phận tiêu thụ nguồn điện mạng lới điện, bao gồm: dây dẫn, công tắc, chuyển mạch, cấu bảo hiểm phân phối khác Mạng điện ô tô máy kéo nói chung đợc thực theo sơ ®å mét ®êng dÉn, tøc lµ: chØ cã mét ®êng dẫn nối từ cực nguồn đến tất phận tiêu thụ Cực thứ hai nguồn phận tiêu thụ điện đợc nối với khối lợng kim loại xe, thờng khung vỏ (còn gọi mát) - tức khung vỏ xe đợc dùng làm đờng dẫn thứ hai (hình 1.1) ã M ã ã Nguồn ã ã ã ã Mát - M ã Các phận tiêu thụ điện ã ã ã ã Hình 1.1 Sơ đồ đấu dây ã mạng điện ô tô máy kéo Hệ thống đờng dẫn có u điểm là: cho phép tiết kiệm dây dẫn, giảm đợc tiêu tốn đồng giảm đợc trọng lợng giá thành hệ thống dẫn điện, giảm đợc số lợng chi tiÕt vµ thêi gian nèi ghÐp chóng Tuy vËy, có nhợc điểm là: làm tăng khả chập mạch dây dẫn mát xe Về mặt cực tính, mát đợc nối với cực âm cực dơng nguồn u nhợc điểm hai cách nối vấn đề tranh cÃi Vì cách chọn cực tính mát chủ u phơ thc vµo trun thèng kü tht cđa nhµ chế tạo tính thống hoá sản phẩm Đa số xe thờng gặp mát có cực tính âm, tức đợc nói với cực âm nguồn Trang thiết bị điện ôtô máy kéo trung bình chiếm khoảng 15 25% giá thành ô tô máy kéo khoảng 20 25% số lợng h hỏng chung xe máy xảy trình vận hành Vì thế, bên cạnh biện pháp nâng cao chất lợng chế tạo áp dụng kỹ thuật công nghệ mới, việc nghiên cứu, tìm hiểu trang thiết bị điện, nắm vững nguyên lý làm việc, nguyên tắc vận hành bảo dỡng sửa chữa chúng điều cần thiết để nâng cao độ tin cậy hiệu làm việc ô tô máy kéo Chú ý: - Trên ô tô máy kéo đại nay, phát triển vợt bậc kỹ thuật điện tử, yêu cầu ngày cao an toàn chuyển động, giảm nhẹ điều khiển, giảm mức độ ô nhiễm môi trờng, tiết kiệm nhiên liệu tăng tiện nghi, nên mức độ tự động hoá điện tử hoá ô tô cao - Để phục vụ vấn đề điều khiển tự động, giảm nhẹ điều khiển, tăng an toàn chuyển động tiện nghi, trang thiết bị điện, điện tử không đợc sử dụng giới hạn số hệ thống nh ô tô máy kéo cổ điển mà đà thâm nhập, lan réng sang nhiỊu hƯ thèng kh¸c nh: hƯ thèng trun lùc, hƯ thèng phanh, hƯ thèng treo, hƯ thèng lái, - Để hạn chế mức độ gây ô nhiễm môi trờng khí thải giảm suất tiêu hao nhiên liệu, trang thiết bị điện điện tử đà đợc sử dụng để điều khiển tự động, tối u chế độ làm việc động theo thay đổi yếu tố liên quan - Cùng với phát triển mức độ hoàn thiện mình, trang thiết bị điện điện tử ô tô không tồn dới dạng phận, cụm tơng đối độc lập chức nh trớc mà đà đợc kết hợp lại dới dạng vi mạch tích hợp, đợc xử lý điều khiển thống xử lý trung tâm hay máy tính làm việc theo chơng trình đà đợc xây dựng sẵn - Mặc dù đợc điện tử hoá nhiều hay đợc tích hợp lại mặt kết cấu, Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt nhng nguyên lý làm việc hệ thống chức trang thiết bị điện điện tử ô tô máy kéo nói chung không thay đổi Vì vậy, giới hạn khối l ợng thời gian nên giáo trình nghiên cứu hệ thống trang thiết bị điện điện tử ô tô dới dạng hệ thống tơng đối độc lập chức nh ô tô cổ điển Các hệ thống tích hợp, chức đại nh hệ thống điều khiển tự động động cơ, hệ thống phun nhiên liệu điều khiển điện tử, hệ thống tự động điều khiển ly hợp hộp số, điều chỉnh ®é cøng hÖ thèng treo, hÖ thèng chèng h·m cøng bánh xe phanh, đợc nghiên cứu chi tiết giáo trình riêng Cách tiếp cận nh giúp cho ngời học không nắm đợc kiến thức cốt lõi, hiểu đợc nguyên lý làm việc hệ thống trang thiết bị điện ô tô để dễ dàng phân tích nắm bắt hệ thống đại phức tạp mà thấy đợc lịch sử phát triển nh trình hoàn thiện đại hoá trang thiết bị điện điện tử ô tô Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Ngun Hoµng ViƯt HƯ thèng cung cấp Hệ thống cung cấp điện ô tô có sơ đồ nh hình 2.1: sơ đồ a dùng với máy phát điện chiều, sơ đồ b- dùng víi m¸y ph¸t xoay chiỊu cã chØnh l u b¸n dẫn Đến phụ tải Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống cung cấp với máy phát điện chiều 1- Máy phát; 2- Bộ ắc quy; 3- Đồng hồ am pe; 4- Bộ điều chỉnh điện Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống cung cấp với máy phát điện xoay chiều 1- Máy phát; 2- Bộ điều chỉnh điện; 3- Khoá điện; 4- Đồng hồ am pe; 5- Phụ tải Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt Hai sơ đồ có cách nối dây khác nhng bao gồm hai nguồn lợng ắc quy máy phát mắc song song Tuỳ thuộc vào giá trị phụ tải chế độ làm việc ô tô máy kéo, mà ắc quy, máy phát riêng biệt đồng thời hai cung cấp lợng cho phận tiêu thụ (phụ tải) Ngoài ra, hệ thống cung cấp có: - Bộ điều chỉnh điện (BĐCĐ) làm nhiệm vụ: phân phối chế độ làm việc ắc quy máy phát; hạn chế ổn định hiệu máy phát để đảm bảo an toàn cho trang thiết bị điện xe; hạn chế dòng điện máy phát để đảm bảo an toàn cho cuộn dây - Dụng cụ đo, kiểm tra: ampe kế đèn tín hiệu cho phép kiểm tra làm việc ắc quy thông qua gía trị dòng phóng nạp - Công tắc cắt mát: dùng để cắt cực âm ắc quy với mát ô tô máy kéo không làm việc 2.1 ắc quy 2.1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 2.1.1.1 Công dụng: Trong hệ thống điện ô tô máy kéo, ắc quy nguồn lợng phụ, dùng để: - Cung cấp lợng cho máy khởi động khởi động động cơ; - Cung cấp lợng cho tất phụ tải khác động không làm việc làm việc số vòng quay nhỏ; - Nếu phụ tải mạch lớn công suất máy phát, ắc quy với máy phát cung cấp cho phụ tải 2.1.1.2 Phân loại: ắc quy ô tô máy kéo ắc quy khởi động, khác ắc quy dùng cho thiết bị khác + Theo tính chất dung dịch điện phân, ắc quy đợc chia loại: - ắc quy a xít: dung dich điện phân a xít H2SO4 - ắc quy kiềm: dung dịch điện phân KOH NaOH So sánh hai loại ắc quy a xít kiềm ắc quy a xít có suất điện động ngăn cao (~2V), điện trở nhỏ hơn, nên phóng với dòng lớn độ sụt ít, chất lợng khởi động tốt ắc quy kiềm có suất điện động ngăn khoảng 1,38V, giá thành cao (2 lần) phải sử dụng loại vật liệu quý nh bạc, niken, cađimi, điện trở lớn Tuy vậy, ắc quy kiềm có độ bền học tuổi thọ cao (4 lần), làm việc tin cậy + Các ắc quy a xít, theo vật liệu vỏ bình chia ra: vỏ êbônít, cao su cứng hay vật liệu tổng hợp khác + Các ắc quy kiềm, theo vật liệu cấu tạo cực chia loại: - Sắt - Niken (Fe - Ni); - Cađimi - Niken (Cd - Ni); - B¹c - kÏm (Ag - Zn) Ngoài ắc quy phân loại theo hiệu, theo dung lợng, theo vật liệu cách, 2.1.1.3 Yêu cầu: Các ắc quy dùng ô tô máy kéo có nhiệm vụ quan trọng cung cấp lợng cho máy khởi động khởi động động cơ, với dòng tiêu thụ lớn tõ 400 600A, thËm chÝ cã trêng hỵp tíi 2000A, ắc quy ô tô máy kéo trớc hết phải đảm bảo yêu cầu: - Phải có khả thời gian ngắn từ 10 S, cung cấp dòng phóng lớn (tơng ứng với dòng khởi động) mà sau trạng thái kỹ thuật chúng hầu nh không thay đổi; - Có điện trở nhỏ, để phóng với dòng lớn độ sụt bé, Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt đảm bảo khởi động dễ dàng động điều kiện sử dụng Các ắc quy có đặc điểm đợc gọi ắc quy khởi động Ngoài ắc quy phải: - Có điện dung lớn với khối lợng kích thớc tơng đối bé; - Có điện ổn định, tợng tự phóng điện không đáng kể; - Làm việc tin cậy nhiệt độ môi trờng dao động giới hạn rộng; - Phục hồi nhanh chóng điện dung đợc nạp điều kiện sử dụng khác nhau; - Đơn giản bảo dỡng sửa chữa; - Có độ bền học cao, chịu đợc rung sóc, thời hạn phục vụ lớn giá thành rẻ 2.1.2 ắc quy axít 2.1.2.1 Nguyên lý làm việc trình điện hoá ắc quy Nguyên lý làm việc ắc quy dựa sở tợng phân cực điện cực điện phân Sơ đồ nguyên lý ắc quy a xít đơn giản nh hình 2.3 ắc quy gồm hai cực chì đặt bình làm vật liệu cách điện chịu a xít Khi đổ vào bình dung dịch điện phân hỗn hợp a xít H 2SO4 nớc cất cực chì bị ô xy hoá dới tác dụng a xít Trên bề mặt chúng tạo thành lớp sun phát chì PbSO4 có màu xám nhạt Nồng độ dung dịch điện phân lúc giảm lợng a xít đà tham gia phản ứng với chì để tạo thành muối Quanh điện cực dung dịch loÃng, hầu nh có nớc nguyên chất, phân ly thành ion H+ OH- Nếu nối cực ắc quy nh với máy phát hay nguồn điện chiều đó, dới tác dụng điện áp nguồn, điện tử theo mạch chuyển động đến cực âm ắc quy dung dịch ion mang điện chuyển động đén điện cực trái dấu với - Tại cực âm: ion dơng hoá trị (Pb2+) nhận điện tử trở thành chì nguyên chất, ion H+ SO42- kết hợp tạo thành a xít, tøc lµ cã thĨ viÕt: PbSO4 (Pb2+ + SO42-) + 2e + 2H+ > Pb + H2SO4 - T¹i cực dơng: ion dơng hoá trị (Pb2+) cho điện tử, bị ô xy hoá thành ion hoá trị (Pb4+) kết hợp với ion OH- tạo thành ô xýt chì PbO2 nớc đây, ion H+ SO42- kết hợp tạo thành a xít làm tăng nồng độ dung dịch, tức cã thÓ viÕt: PbSO4 (Pb2+ + SO42-) - 2e + 4OH- + 2H+ > PbO2 + 2H2O + H2SO4 Quá trình trình nạp ắc quy Sau nạp no, phản ứng biến đổi hoá học kết thúc cực dơng trở thành ô xýt chì có màu nâu thẫm, cực âm chì nguyên chất có màu ghi đá Lúc nồng độ dung dich không tăng lên tiếp tục nạp xảy tợng phân giải (điện phân) nớc thành hyđrô ô xy bay khỏi dung dịch dới dạng bọt khí tơng tự nh nớc sôi, gọi tợng "sôi" Đó dấu hiệu chứng tỏ ắc quy đà đợc nạp no hoàn toàn Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc ắc quy a xít Cấu tạo; b- Quá trình nạp; c- Nối với phụ tải; d- Quá trình phóng; 1- Dung dịch điện phân; 2- Các cực chì; 3- Vỏ bình; 4Công tắc; 5- Máy phát chiều; 6- Đèn Phơng trình phản ứng chung cho trình điện hoá xảy ắc quy n¹p cã d¹ng: 2PbSO4 + 2H2O¹p > PbO2 + Pb + 2H2SO4 Các phản ứng biểu diễn dới dạng sơ đồ nh hình 2.4a Sau nạp no, cực ¾c quy xt hiƯn mét thÕ hiƯu ≈2V NÕu b©y nối ắc quy (đà đợc nạp) với phụ tải ắc quy phóng điện cung cấp lợng cho phụ tải xảy trình điện hoá ngợc lại: - Dòng điện mạch từ cực dơng sang cực âm; - Các cực biến đổi dần thành PbSO4; - Nồng độ dung dịch loÃng dần thành nớc Khi phản ứng hoá học kết thúc, ắc quy phóng hết dòng điện triệt tiêu Để ắc quy tiếp tục làm việc cần phải nạp lại Nh vậy, ắc quy biến đổi lợng có tính thuận nghịch Sơ đồ trình điện hoá xảy phóng đợc biểu diễn hình 2.4b Bản cực âm Dung dịch điện phân Bản cực dơng Bản cực âm Dung dịch điện phân Bản cực dơng Sản phẩm trớc nạp Quá trình ion hoá Quá trình nạp Sản phẩm trớc phóng Kết sau nạp Quá trình ion hoá Quá trình tạo dòng Hình 2.4a Sơ đồ qúa trình điện hoá xảy nạp ắc quy a xít Trang bị điện Sản phẩm điện tử sau phóng ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt Hình 2.4b Sơ đồ qúa trình điện hoá xảy phóng ắc quy 2.1.2.2 Cấu tạo ắc quy Mỗi ắc quy đơn giản nh mô tả có điện dung nhỏ hiệu hạn chế Không phụ thuộc vào kích thớc, ắc quy đơn cho hiệu trung bình tối đa khoảng 2V Vì thế, để tạo đợc nguồn điện có điện dung lớn ngời ta phải tăng kích thớc cách chế tạo cực dới dạng khối: gồm nhiều âm dơng bố trí xen kẽ ghép lại thành Còn để nhận đợc điện áp cần thiết (6, 12 hay 24V) ngời ta mắc nối tiếp khối ắc quy đơn lại với thành bình ắc quy Do kết cấu bình ¾c quy thùc tÕ gåm nh÷ng bé phËn nh hình 2.5 2.6 a Vỏ bình: có dạng hình hộp chữ nhật, làm nhựa ê bô nít, cao su cứng hay chất dẻo chịu a xít đợc chia thành ngăn tơng ứng với số lợng ắc quy đơn cần thiết Hình 2.5 Cấu tạo bình ắc quy a xít 1- Bản cực âm; 2- Tấm cách; 3- Bản cực dơng; 4- Khối cực; 5- Cầu nối cực tên; 6- Đầu ra; 7- Cực dơng; 8- Vỏ bình; 9- Đệm làm kín; 10- Nút; 11- Nắp; 12- Cầu nối ngăn; 13Trong ngăn đợc Lỗ thông hơi;bản cực (hình 2.6) Dới đáy vỏ bình có đặt khối 14- Cực âm gân dọc hình lăng trụ để đỡ khối cực Khoảng trống dới đáy gân dùng để chứa chất kết tủa, chất tác dụng bong từ cực, để chúng không làm chập (ngắn mạch) cực khác dấu Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt b Khối cực (hình 2.7): bao gồm cực dơng âm đặt xen kẽ nhau, chúng có ngăn cách điện Hình 2.6 Kết cấu bình ắc quy a xít 1- Nhựa (bi tum) làm kín; 2ống lót chì; 3- Đầu cực; 4- Nút; 5Cầu nối; 6- Nắp; 7- Một ngăn bình; 8- Tấm cách; 9- Các cực Hình 2.7 Cấu tạo cực khối cực a- Phần cốt; b- Nửa khối cực; c- Khối cực cách; d- Tấm cách Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt Mỗi cực gồm có phần cốt hình mắt cáo chất tác dụng trát Phần cốt có tai (3 hình 2.7) để nối cực tên với thành phân khối cực Phần dới cốt có chân để tựa lên gân đáy bình Các chân đợc bố trí so le để tránh chập mạch qua sống đỡ Cốt đợc đúc từ hợp kim chống ô xy hoá, gồm: 92 93% chì 8% ăng ti mon (Sb) Cốt cực dơng cho thêm 0,1 0,2% Asen (As) ăng ti mon Asen có tác dụng làm tăng độ bền học, giảm ô xy hoá cho cốt, làm tăng tính đúc hợp kim Chất tác dụng cực âm đợc chế tạo từ bột chì dung dịch a xít H2SO4, để tăng độ xốp, giảm khả co hoá cứng cực ngời ta cho thêm 3% chất nở Để làm chất nở sử dụng chất hữu hoạt tính bề mặt hỗn hợp với sun phát bari BaSO nh muối humát chế tạo từ than bùn, bồ hóng, chất thuộc da chất khác, Độ xốp chất tác dụng cho phép làm tăng diện tích bề mặt làm việc thực tế cực lên hàng trăm lần so với bề mặt hình học Do tăng đợc điện dung ắc quy Chất tác dụng cực dơng: đợc chế tạo từ minium chì Pb3O4, monoxít chì PbO dung dịch a xít H 2SO4 Ngoài ra, để tăng độ bền ngời ta cho thêm sợi polipropilen Các cực sau trát đầy chất tác dụng đợc ép lại, sấy khô tạo cực cách: ngâm vào dung dịch a xít H 2SO4 loÃng, nạp dòng điện nhỏ Sau nạp, chất tác dụng cực dơng biến thành ô xýt chì PbO màu nâu thẫm, cực âm chì Pb màu ghi đá Sau cực đợc sấy khô lắp ráp thành khối: - Các cực tên đợc hàn với theo số lợng xác định tạo thành phân khối cực Khe hở cực phân khối phải đủ chứa cực khác loại ngăn; - Các phân khối cực ngăn đợc lắp ráp lại tạo thành khối cực Số cực âm thờng lớn số cực dơng để đặt cực dơng vào cực âm, đảm bảo cho cực dơng làm việc hai mặt để tránh cong vênh bong rơi chất tác dụng; - Các cực dơng đợc làm dày cực âm mọt chút để đảm bảo độ bền giảm điện trở Vì nạp qua strình ô xy hoá xảy cực dơng mÃnh liệt Các cực âm làm mỏng chì chất tác dụng có độ dẫn điện lớn, độ bền cao hơn, bị ô xy hoá Ngoài cực âm hai đầu làm việc mặt làm mỏng nữa; - Giữa cực đợc đặt ngăn cáhc điện để tránh chập cực, đồng thời ngăn có tác dụng đỡ, giữ cho chất tác dụng cực bớt bị bong rơi trình sử dụng ắc quy Tấm ngăn mỏng chế tạo từ vật liệu xốp chịu a xít nh: mipo, miplát, thuỷ tinh hay kết hợp thuỷ tinh với miplát gỗ Các ngăn thờng có mặt nhẵn mặt hình sóng, lồi lõm Mặt nhẵn đặt hớng phía cực âm, mặt hình sóng hớng phía cực dơng để tạo điều kiện cho dung dịch điện phân dễ luân chuyển đến cực dơng lu thông tốt Các khối cực ngăn đợc đặt vào ngăn tơng ứng vỏ Phía ngăn có đặt bảo vệ êbônít hay chất dẻo đục lỗ để bảo vệ mép ngăn khỏi h hỏng học đo nhiệt độ, đo mức nồng độ dung dịch điện phân 10 Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt Hình 2.8 Kết cấu nửa khối khối cực - Góc phần t bên phải: biểu diễn quan hệ IK=f(UEK) với IB tham số; transitor: Trên ®Ỉc tÝnh cã thĨ thÊy vïng øng víi chế độ làm việc + Vùng vùng dẫn: lúc tiếp giáp Emitơ-Bazơ mở (UEB > 0), tiếp giáp Koléctơ-Bazơ đóng (UKB < 0) Vùng đợc sử dụng transitor làm việc chế độ khuyếch đại; + Vùng vùng ngắt (khoá): tiếp giáp Emitơ-Bazơ đóng (UEB < 0), tiếp giáp Koléctơ-Bazơ đóng (UKB < 0); + Vïng lµ vïng b·o hoµ: sù tăng IB lúc không làm thay đổi rõ rệt IK > transitor mở hết: tiếp giáp Emitơ-Bazơ mở (U EB > 0), tiếp giáp Koléctơ-Bazơ mở (UKB > 0); - Góc phần t phía bên trái: biểu diễn quan hệ I K=f(IB), độ dốc đặc tính hệ số khuyếch đại dòng (KI=tg); - Góc phần t phía dới bên trái: đặc tính vào cđa transitor, biĨu diƠn quan hƯ IB=f(UEB) Tû lƯ xÝch hình 5.15 không cho phép biểu diễn đặc tính vùng khoá nên vùng đợc vẽ tách riêng với tỷ lệ xích lớn nh hình 5.16: + Khi tiếp giáp E-B đóng (UEB < 0), dòng ngợc hầu nh không phụ thuộc vào gía trị UEB Các thông số transitor tơng tự nh điốt, bao gồm: - Dòng điện góp định mức: dòng I K cho phép liên tục qua tiếp giáp EK (mạch góp); - Điện áp UEK cực đại cho phép ([UEKmax]); - Dòng điện cực gốc cực đại cho phép: [IBmax]; - Nhiết độ làm viƯc lín nhÊt cho phÐp: [tOC] Ký hiƯu quy íc transitor (theo Liên xô cũ): - Chữ hay chữ số thứ vật liệu chế tạo; - Chữ thứ hai tên linh kiện: T - Transitor; - Chữ số công dụng hay đặc tính điện (tra theo bảng), nh: công suất, tần số làm việc, ; - Chữ số thứ t loại A hay B Trên hình 5.17 kết cấu thùc tÕ cđa transitor P4-B H×nh 5.17 Transitor P4-B 1- Cực kolectơ; 2- Đệm đồng; 3Kolectơ (Ge); 4- Thân; 5- Nắp chụp; 6- Emitơ; 7- Bazơ; 8- ống kim loại; 9- Thủy tinh cách điện; 10- Cực emitơ; 11- Cực bazơ 126 Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt 5.2.3 Thirixtor: Hình 5.18 Sơ đồ Thirixtor a- Cấu trúc lớp; b- Sơ đồ ghép transitor tơng đơng khiển, V Điện áp điện cực điều Hình 5.19 Sơ đồ cấu tạo, ký hiệu quy ớc đặc tínhvôn ampe thirixtor Hình 5.20 Đặc tính điều khiển Thirixtor Dòng điện cực điều khiển, mA 127 Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt 5.3 Cắt nối dòng điện transitor 5.3.1 Các sơ đồ điều khiển 5.3.1.1 Sơ đồ cắt nối điều khiển má vít học: a b ) ) Hình 5.21 Sơ đồ cắt nối dòng điện dùng transitor điều khiển má vít học Sơ đồ cắt đồ cắt nối;điện dùng transitor điềuơng ứng a- Sơ nối dòng b- Đặc tính vôn-ampe t khiển má vít học (KK') nh hình 5.21a Hình 5.21b đặc tính vôn-ampe transitor đặc tính tải biểu diễn quan hệ dòng điện qua điện trở tải R t vµ thÕ hiƯu UEK cđa transitor, tøc lµ It = f(UEK), đây: I t = I K = U ng − U EK Rt sau: S¬ ®å lµm viƯc nh + Khi tiÕp ®iĨm ®iỊu khiĨn KK' ®ãng: UEB=0 > IB=0 > Transitor (T) đóng Điểm làm việc lúc điểm D - giao đặc tính tải đặc tính Vôn-Ampe transitor + Khi tiÕp ®iĨm KK' më: UEB>0 > Transitor (T) mở > IB tăng lên > Điểm làm việc dịch chuyển đặc tính tải đến giá trị lớn dòng IK tơng ứng với IB=IBmo (điểm M) Sự tăng IB không làm tăng IK IK bị giới hạn điện trở tải Rt, đó: I K = I Kbh = U ng − U EKm Rt ≈ U ng Rt ; I Bmo = I Kbh Ki Hai điểm D M xác định trạng thái biên transitor: đóng mở hoàn toàn 5.3.1.2 Sơ đồ cắt nối tiếp điểm điều khiển: Sơ đồ cắt nối tiếp điểm điều khiển nh hình 5.22 128 Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt Hình 5.22 Sơ đồ cắt nối tiếp điểm điều khiển Bé ph¸t lƯnh PL cã nhiƯm vơ ph¸t tÝn hiệu đa vào cực gốc B1 để điều khiển T1 đóng mở Có nhiều loại phát lệnh khác nhau, nh: quang điện, từ điện, hỗ cảm ) Thông dụng phát lệnh loại máy phát xoay chiều pha rÊt nhá, tÝn hiÖu lÊy tõ stator Do tín hiệu phát nhỏ nên thờng phải qua số tầng trung gian để khuyếch đại tín hiệu Khi rôto PL quay: hai đầu cuộn dây stator xuất suất điện động xoay chiều làm thay đổi ®iÖn thÕ ë cùc B1: - Khi UE1B1 > > T1 më > RT1 (gi¶m) UE2B2 ≈ > T2 ®ãng - Khi UE1B1 < > T1 ®ãng > RT1 (tăng) >> R1 > UE2B2 > > T2 mở cho dòng làm việc chạy qua điện trở tải Rt Trong sơ đồ, T1 có vai trò khuyếch đại tín hiệu điều khiển transitor T2 Transitor T1 + Bộ PL có vai trò giống nh má vít học KK' 5.3.2 Các biện pháp đảm bảo cho transitor đóng tích cực làm việc bình thờng nhiệt độ tăng: Điều kiện làm việc tốt transitor chế độ khoá điện chuyển tiếp nhanh chóng dứt khoát hai trạng thái khoá mở (bÃo hoà), điều kiện đó: công suất tiêu tán transitor nhỏ Dòng điện chạy qua tiếp giáp koléctơ transitor không phụ thuộc điện áp đặt lên tiếp giáp Emitơ-Bazơ (U EB) mà phụ thuộc vào số lợng phần tử tải điện không xuất tiếp giáp koléctơ khuyếhc tán điện tích từ Emitơ vào Bazơ Những phần tử tải điện không xuất tiếp giáp koléctơ, tạo nên dòng ngợc koléctơ IKng, khuyếch tán điện tích từ E sang B - tạo nên dòng koléctơ ban đầu IK0 = Ki.IEB(kht) Đây dòng không điều khiển đợc, giá trị chúng chủ yếu phụ thuộc nhiệt độ tăng theo tăng nhiệt độ với quy luật hàm mũ điều kiện nhiệt độ thấp, tổng dòng không điều khiển qua tiếp giáp koléctơ là: IK(tO)= IKng + Ki.IEB(kht) nhỏ, nên UEB=0 hầu nh dòng qua transitor > transitor đóng hoàn toàn Tuy nhiệt độ tăng, dòng IKng dòng IEB(kht) tăng nhanh làm tăng dòng IK(tO) qua tiếp giáp koléctơ transitor trạng thái đóng (tức UEB=0) > làm cho transitor không đảm bảo cắt hoàn toàn dòng cực góp > tức đóng không chặt hay không tích cực Hơn nữa, dòng gây tiêu tán công suất phụ đốt nóng thêm transitor > làm cho dòng điều khiển tăng lớn hơn, đến lúc đạt giá trị tơng đơng với dòng qua transitor mở > đốt nóng mạnh transitor làm transitor bị đánh thủng nhiệt gây h hỏng Để khắc phục tợng đó, đảm bảo cho transitor làm việc bình thờng trạng thái khoá, cần phải loại trừ hoàn toàn dòng qua tiếp giáp Emitơ theo hớng thuận (dòng khuyếch tán) hay chắn tạo nên dòng khoá nhỏ qua Emitơ theo hớng ngợc Muốn phải làm cho Bazơ dơng Emitơ transitor đóng Để đạt đợc điều đó, sơ đồ ngời ta thờng sử dụng biện pháp trình bày dới 5.3.2.1 Hồi tiếp điện trở: Để đảm bảo cho transitor đóng tích cực, ngời ta dùng thêm điện trở Rht mắc nối tiếp cực dơng nguồn cực E (hình 5.23a) R ht mắc nh làm cho cực B có điện dơng so víi cùc E tiÕp ®iĨm KK' ®ãng, 129 Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Ngun Hoµng ViƯt tøc lµ lµm cho UEB < Phơng pháp có nhợc là:tiếp sụt ápđiện trở (a)R ht không ổn định, Hình 5.23 Các sơ đồ hồi độ hai đầu làm việc dòng IK qua luôn thay đổi điốt (b) 5.3.2.2 Hồi tiếp điốt: Hình 5.23b sơ đồ hồi tiếp điốt Đặc tính phi tuyến điốt cho phép đảm bảo yêu cầu điện trở nhỏ dòng qua lớn ngợc lại (điện trở động), nên độ sụt áp điốt U const Nhờ khắc phục đợc nhợc điểm sơ đồ dùng Rht 130 Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt 5.3.2.3 Dùng biến áp xung: Sơ đồ dùng biến áp xung đảm bảo cho transitor đóng tích cực nh hình 5.24 Hình 5.24 Sơ đồ dùng biến áp xung để đảm bảo cho transitor đóng tích cực biến áp xung - Khi tiếp điểm KK' đóng: có dòng IB qua cuộn dây W1 - Khi tiếp điểm KK' mở: dòng IB giảm > tạo nên SĐĐ cảm ứng cuộn W2 Xung cảm ứng có chiều (+) ë B vµ (-) ë E > lµm transitor đóng tích cực Điện trở R1 đợc mắc song song với W2 để đảm bảo nhận đợc xung áp thích hợp 5.3.3 Bảo vệ transitor Khi dùng transitor cắt nối dòng điện qua cuộn dây, nh cuộn dây kích thích máy phát, cuộn dây có hệ số tự cảm lớn, nên cắt dòng xuất suất điện động tự cảm lớn (hàng trăm vôn), có khả gây áp làm hỏng transitor Ngoài sơ đồ điều chỉnh điện áp, cực máy phát bị chạm mát (cuộn W kt bị ngắn mạch), transitor bị hỏng dòng điện tăng lớn Do sơ đồ phải có biện pháp bảo vệ an toàn cho transitor Các biện pháp thờng dùng đợc trình bày phần dới 5.3.3.1 Dùng điốt nắn dòng: Hình 5.25 Bảo vệ transitor điốt nắn dòng Trên hình 5.25 sơ đồ bảo vệ transitor điốt nắn dòng Điốt đợc mắc song song với cuộn dây tải (ví dụ: cuộn kích thích) để xuất suất điện độgn tự cảm nối tắt cuộn dây > dập tắt SĐĐ tự cảm > không cho dòng tự cảm chạy qua transitor Điốt đợc mắc ngợc với chiều thuận transitor, nên transitor mở điốt không cho dòng qua 5.3.3.2 Dùng điốt ổn áp: 131 Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt Hình 5.26 Sơ đồ bảo vệ transitor điốt ổn áp Bảo vệ transitor đốt ổn áp (hình 5.26) thờng đợc dùng mạch đánh lửa E1tc > 100V Điốt ổn áp đợc chọn cho Etc đạt giá trị nguy hiểm bị đánh thủng, không cho điện áp vợt giới hạn cho phép Do điốt ổn áp phải mắc ngợc chiều với Etc, tức chiều với nguồn nên phải dùng thêm điốt nắn dòng Đ C lắp theo chiều ngợc lại để không cho dòng qua mạch điốt ổn áp theo chiều thuận 5.3.3.3 Dùng rơ le bảo vệ: Để bảo vệ transitor khỏi bị h hỏng dòng điện tăng giới hạn cho phép trờng hợp cực máy phát bị chạm mát ngời ta dùng rơle bảo vệ lắp nh sơ đồ hình 5.27 Hình 5.27 Bảo vệ transitor rơle bảo vệ phát; Rơle bảo vệ gồm có cuộn dây: - Cuộn Wnt: mắc nối tiếp mạch kích thích máy - Cuộn phụ Wng: quấn ngợc chiều với cuộn Wnt mắc song song với cuộn kích thích máy phát; - Cuộ giữ Wg: quấn cïng chiỊu víi cn Wnt, m¾c song song víi ngn điện qua cặp tiếp điểm thờng mở K2K'2 rơle bảo vệ Khi máy phát điều chỉnh làm việc bình thờng, cực máy phát không bị chạm mát, có dòng qua cuộn dây Wnt Wng: (+)MF > Đht > T (hc Rf) > Wnt > W (-)MF kt Lúc dòng qua cuộn Wg tiÕp ®iĨn K2W2' ®ang më K Khi cùc Ш cđa máy phát bị chạm mát, cuộn Wng Wkt bị ngắn ng mạch nên dòng qua chúng Còn dòng qua transitor W nt tăng lên làm tăng lực điện từ rơle: F = FWnt > Flx nên K2K2' đóng > làm transitor đóng nối mạch cuộn Wg Transitor đóng làm giảm dòng qua cuộn W nt, nhng lực điện từ rơle lúc F = FWnt + FWg lớn lực lò xo nên K 2K2' đóng tợng chạm mát đợc khắc phục thôi, bảo vệ cho transitor khỏi bị dòng 5.4 Các điều chỉnh điện áp bán dẫn Các điều chỉnh điện áp loại rung có u điểm: kết cấu đơn giản, giá thành rẻ, hiệu suất cao Tuy chúng có nhợc điểm quan trọng là: điều chỉnh phức tạp, nhạy cảm với rung động bụi bẩn, tiếp điểm dễ bị ôxyhoá, chóng 132 Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt mòn rỗ đặc biệt cắt nối dòng đoện có giá trị lớn Nếu dùng biện pháp để khắc phục (nh phân nhánh mạch kích thích, dùng điều chỉnh điện áp hai nấc, ) làm phức tạp kết cấu, tăng giá thành giảm ®é tin cËy V× thÕ hiƯn cã xu híng dùng điều chỉnh điện áp bán dẫn thay cho điều chỉnh loại rung Các BĐC có hai loại có tiếp điểm tiếp điểm Trong BĐC bán dẫn có tiếp điểm tiếp điểm làmv iệc kiểu rung, nhng dòng qua tiếp điểm trờng hợp dòng điều khiển, nhỏ nhiều so với dòng kích thích máy phát Vì giảm đợc tia lửa, tăng tuổi thọ độ tin cậy làm viƯc cđa tiÕp ®iĨm Tuy vËy kÕt cÊu cđa BĐC có lò xo, nên độ tin cậy làm việc thấp lực đàn hồi lò xo thay đổi trình làm việc đòi hỏi phải điều chỉnh định kỳ Các BĐC bán dẫn không tiếp điểm tiếp điểm lò xo nên có độ tin cậy cao, chịu rung sóc tốt không cần thiết phải điều chỉnh định kỳ trình vận hành 5.4.1 Các sơ ®å ®iỊu chØnh ®iƯn ¸p b¸n dÉn dïng transitor: 5.4.1.1 Các sơ đồ điều chỉnh điện áp bán dẫn có tiếp điểm: Sơ đồ nguyên lý BĐC điện áp bán dẫn có tiếp điểm (với hai cách nối cuộn dây kích thích khác nhau) nh hình 5.28 Cuộn dây kích thích máy phát đợc nối mạch koléctơ (hình 5.28a) nh mạch emitơ transitor (hình 5.28b) Công suất mở tiếp điểm hai cách nối xấp xỉ nh Tuy hợp lý nối cuộn kích thích mạch emitơ Bởi nối cực âm máy phát với mát không cần phải cáhc điện vỏ BĐC với transitor Và nh vậy, vỏ BĐC sử dụng nh dẫn nhiệt để điều kiện làm mát transitor tốt Trên hình 5.29a sơ đồ cấu tạo BĐC điện áp bán dẫn đơn giản dùng với máy phát xoay chiều Bộ điều chỉnh gồm: transitor (T) với điện trở tạo thiên áp (RB) rơle điện từ với cặp tiếp điểm KK' Nguyên lý làm việc BĐC nh sau: + Khi Umf < Uđm: KK' mở FWU < Flx Cực gốc B T lúc đợc nối với cực ©m cđa ngn qua R B, ®ã xt hiƯn dòng điều khiển (dòng cực gốc) IB chạy theo mạch: (+)Bộ nắn dòng > E > B > RB > Mát > (-) Bộ nắn dòng Transitor lúc mở > cho dòng kích thích chạy qua: (+)Bộ nắn dòng > E > K > Wkt > (-) Bé n¾n dòng Hình 5.28 Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh điện áp bán dẫn có tiếp điểm a- Cuộn kích thích nối mạch Kolectơ; b- Trong mạch Emitơ 133 Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt Hình 5.29 Sơ đồ điều chỉnh điện áp bán dẫn có tiếp điểm với máy phát xoay chiều a- Sơ đồ đơn giản; b- Sơ đồ hoàn thiện + Khi Umf > Uđm: FWU > Flx > KK' bị hút đóng lại, nối hai cực E B với Dòng IB lúc làm transitor đóng dòng kích thích phải chạy qua Rf nên giá trị giảm xuống làm Umf giảm theo Umf giảm làm FWU < Flx nên KK' mở Quá trình tiếp diễn theo chu kỳ đảm bảo cho Umf Uđm Trong BĐC điện áp bán dẫn có tiếp điểm, dòng qua tiếp điểm rơle sử dụng để điều khiển transitor có giá trị nhỏ (không vợt 0,2A) nên tiếp điểm làm việc tia lửa sinh giảm tuổi thọ tiếp điểm tăng lên Để giảm biên độ dao động điện áp điều chỉnh ảnh hởng nhiệt độ đến giá trị nh đến làm việc transitor, để bảo vệ transitor khỏi h hỏng áp, ngời ta dùng sơ đồ phức tạp nh hình 5.29b có thêm số linh kiện Rgt (điện trở gia tốc), Rbt (điện trở bù nhiệt), Đht (điốt hồi tiếp đảm bảo cho transitor đóng tích cực), Đbv (điốt bảo vệ) 5.4.1.2 Các sơ đồ điều chỉnh điện áp bán dẫn tiếp điểm: Sơ đồ BĐC điện áp bán dẫn không tiếp điểm nh hình 5.30 Hình 5.30 Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh điện áp bán dẫn không tiếp điểm Cấu tạo BĐC đo; II- Cơ cấu ®iỊu chØnh I- C¬ cÊu gåm: - Transitor T2: ®Ĩ cắt nối dòng kích thích máy phát; - Transitor T1 R3: để điều khiển làm việc T2; - ĐO, R1 R2: làm nhiệm vụ phận cảm biến, thay rơle điện từ để điều khiển T1; - R4 Đht: mạch hồi tiếp T2 đóng tích cực; 134 Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt - Đbv: để bảo vệ T2 khỏi Etc sinh cuộn kích thích Nguyên lý làm việc: + Khi Umf < Uôđ: điốt ổn áp Đo cha bị đánh thủng nên dòng chạy qua > UEB1 = > T1 đóng Lúc này: R(T1) >> R3 > B T2 đợc nối víi cùc ©m qua R3 > T2 më > cho dòng kích thích qua theo mạch: (+)MF > §ht > T2 > Wkt > Mát > (-)MF + Khi Umf > Uôđ: điốt ổn áp Đo bị đánh thủng > có dòng chạy qua gây sụt áp R1 > UEB1 tăng lên (>0) > T1 mở > R(T1) gi¶m > nèi cùc gèc B2 víi cùc d¬ng (+) > UEB2 ≈ > T2 đóng > R f đợc nối vào mạch kích thích làm Ikt giảm xuống Umf giảm theo Umf giảm < Uôđ lại làm T2 mở cho dòng kích thích qua > Umf lại tăng lên Quá trình lặp lại nh theo chu kỳ, đảm abro cho Umf Uôđ 5.4.2 Sơ đồ số điều chỉnh điện áp bán dẫn thông dụng 5.4.2.1 Bộ điều chỉnh điện áp bán dẫn có tiếp điểm PP-362: Bộ điều chỉnh điện áp bán dẫn có tiếp điểm PP362 (làm việc với máy phát G250 xe GAZ-53, GAZ-66 máy kéo MTZ-50, ) có sơ đồ nh hình 5.31 Cấu tạo BĐC gồm hai phần: - Hình điều chỉnh điệnđiều chỉnh điểm áp bán Phần 5.31 Sơ đồ áp có tiếp điện điều khiển; - Phần dẫn có tiếp điểm PP-362 rơle bảo vệ transitor Vai trò linh chúng đà đợc nghiên cứu phần trớc Cặp tiếp điểm K1K1' cắt nối dòng điều khiển transitor có giá trị < 0,4A, transitor cắt nối dòng kích thích với Iktmax = 3,5A Nguyên lý làm việc: + Khi n < nbđ: Umf < Uđm nên K1K1' cha đóng > transitor T mở cho dòng Ikt qua theo mạch: (+)MF > Kđ > §ht > E > K > Wnt > Wkt > (-)MF Ikt lín (do điện trở mạch kích thích nhỏ) làm tăng Umf + Khi n > nbđ: Umf > Uđm nên K1K1' ®ãng l¹i > UEB < > transitor T đóng tích cực > Rf đợc nối vào mạch kích thích > Ikt giảm xuống > Umf giảm theo Dòng kích thích lúc chạy theo mạch: (+)MF > Kđ > Đht > Rgt > Rf > Wnt > Wkt > (-)MF Khi Umf < U®m > K1K1' lại mở ra, trình điều chỉnh lặp lại theo 135 Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt chu kỳ đảm bảo cho Umf Uđm + Khi đầu (+) cuộn kích thích bị chạm mát: Wkt Wng bị ngắn mạch > Rơle bảo vệ làm việc để bảo vệ cho transitor khỏi h hỏng bị dòng Trên hình 5.32 cấu tạo BĐC điện áp PP-362 5.4.2.2 Bộ điều chỉnh điện áp bán dẫn không tiếp điểm PP-350: Bộ 5.32 Bộ điều chỉnh điện áp điểm PP-350 (làm Hình điều chỉnh điện áp bán dẫn bán dẫntiếp tiếp điểm PP-362 việc với máy phátPH- Bộ điều chỉnh điện P3- GAZ-24, ZIL-130, UAZ, ) có sơ đồ xoay chiều G250 áp; xe Rơle bảo vệ; PO- Cuộn nối tiếp; nh hình 5.33 Cuộn ngợc; YO- Cuộn giữ; OB- Cuọn kích thích BOCấu tạo điều chỉnh gồm: - Transitor T3: để cắt nối dòng kích thích; - Điốt hồi tiếp Đht1: làm nhiệm vụ hồi tiếp, đảm bảo cho T3 đóng đợc tích cực; - Điốt bảo vệ Đbv: dùng để bảo vệ T3 khỏi bị hỏng Etc sinh ë Wkt; - Transitor T1: ®Ĩ ®iỊu khiĨn sù làm việc T2 T3; - Điện trở R5 điốt ổn áp ĐO: phận cảm biến để điều khiển làm việc T1; - Điện trở R4, R3 cuộn cản W C: mạch phân áp, WC có tác dụng san xung điện áp điều chỉnh để đảm bảo an toàn cho thiết bị tiêu thụ điện 136 Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt Hình 5.33 Sơ đồ điều chỉnh điện áp bán dẫn không tiếp điểm PP-350 Đặc điểm khác biệt điều chỉnh PP-350 là: có thêm cấu gia tốc (để tăng tần số cắt nối transitor, tăng độ ổn định điện áp điều chỉnh), gồm: transitor trung gian T2 tụ điện C mắc song song với điện trở R6 Cơ cấu tác dụng nh sau: T2 mở tụ C đợc nạp > đa điện áp âm đến điểm a làm điốt ĐO bị đánh thủng nhanh > T1 më nhanh > lµm T2 vµ T3 nhanh chãng đóng lại - Điện trở R1 mắc song song với R4 qua khoá điện: dùng để điều chỉnh giá trị điện áp máy phát theo mùa đáp ứng yêu cầu nạp ắc quy: vào mùa đông (nhiệt độ thấp) Un cần tăng lớn vào mùa hè Khi đóng khoá điện BK R1 đợc nối song song với R4 nên điện trở tơng đơng mạch giảm tăng đợc Uđc - Điện trở nhiệt Rt mắc nối tiếp với điện trở hạn chế R2: dùng để điều khiển làm việc ĐO nhiệt độ môi trờng thay đổi, đảm bảo chế độ nạp yêu cầu cho ắc quy Khi nhiệt độ tăng từ 0OC đến 100OC, điện trở Rt giảm từ 30 70 lần > làm tăng dòng qua R1 R4 > tăng độ rơi chúng > tăng điện áp đặt lên điốt ĐO > ĐO bị đánh thủng Umf thấp hơn, tO giảm ngợc lại Bộ điều chỉnh PP-350 có chất lợng vận hành tốt Tuy vậy, việc sử dụng nhiều transitor, điốt linh kiện phụ khác, nh: điện trở nhiệt, cuộn cản, tụ, làm tăng độ phức tạp sơ đồ, giảm độ tin cậy tăng giá thành BĐC 5.5 Hệ thống đánh lửa bán dẫn Khuynh hớng tăng tỷ số nén , số vòng quay n số xi lanh động Z để tăng công suất, đòi hỏi phải tăng U hệ thống đánh lửa Mà muốn phải tăng giá trị dòng sơ cấp I1 Hệ thống đánh lửa thờng không đảm bảo đợc yêu cầu này, vì: - Tăng n Z làm giảm thời gian t đg dẫn đến giảm I1ng giảm U2; - Tăng I1ng làm giảm tuổi thọ độ tin cậy làm việc tiếp điểm Vì xuất hệ thống đánh lửa hoàn thiện đáp ứng đợc yêu cầu hệ thống ®¸nh lưa b¸n dÉn HƯ thèng ®¸nh lưa b¸n dÉn có hai loại loại có tiếp điểm tiếp điểm 137 Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt 5.5.1 Hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm 5.5.1.1 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc: + Sơ đồ cấu tạo: hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm nh hình 5.34, gồm: nguồn (ắc quy) 1; phận tạo xung (cặp tiếp điểm) mắc mạch Bazơ transitor 6; biến áp đánh lửa 3; điện trở phụ công tắc khởi động 4; khoá điện 5; transitor Cuộn dây sơ cấp W1 biến áp đánh lửa mắc mạch Emitơ transitor Hình 5.34 Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp Sơ đồ khác sơ đồđiểm hệ thống đánh lửa thờng tụ điện C mà có transitorắc quy; 2- sơ cấp dòng I E dòng quaáp đánh lửa; 41- Bộ Dòng Tiếp điểm (cặp má vít); 3- Biếp tiếp điểm dòng cực gốc IB tạo thiên áp cho transitor Lúc UEB > nên IB > transitor mở cho dòng IK qua Nh vậy, qua W1 cã ba dßng: I1 = I0 + IB + IK (7 8)A Dòng biến thiên theo quy luật tơng tự I1 hệ thống đánh lửa thờng Nhng tốc độ biến thiên nhanh L1 nhỏ (cuộn W1 nhỏ hơn) Tổng hai dòng I0 + IB = (0,7 0,9)A - Khi KK' më: I0 vµ IB mÊt đột ngột, làm cảm ứng W 2' SĐĐ tự cảm E2tc' làm cho UEB < đảm bảo cho transitor khoá nhanh khoá chặt Khi transitor khoá, dòng I1 đột ngột gây W mét st ®iƯn ®éng cao thÕ E2=(20.000 30.000)V, trun qua chia điện đến bugi để tạo tia lửa điện 5.5.2 Hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm: Trong hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm, thời điểm đánh lửa đợc điều khiển cảm biến đặc biệt có liên hệ khí với trục khuỷu động Các cảm biến chia hai loại: - Cảm biến thông số; - Cảm biến phát điện Trong cảm biến thông số tín hiệu đợc tạo thành cách thay đổi thông số mạch điện nh: điện trở, điện cảm, hỗ cảm, điện dung, Trong cảm biến phát điện tín hiệu giá trị suất điện động cảm biến tạo Một yêu cầu quan trọng cảm biến không tiếp điểm 139 Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt phải đảm bảo độ tin cậy làm việc số vòng quay thấp trục khuỷu Phổ biến cảm biến phát điện với nam châm quay (hình 5.35a, b, c) Vì chúng có độ tin cậy cao, kết cấu đơn giản, dễ chế tạo Cảm biến gồm cuộn dây cố định lắp stato nam châm vĩnh cửu (rôto 1) nối cứng với trục khuỷu động Số đôi cực nam châm bàng số xi lanh động Trong số sơ đồ, ngời ta sử dụng cảm biến dạng chuyển mạch (hình 5.35d, e) Trong trờng hợp này, nam châm cuộn dây bố trí cố định (là stato) với mạch từ chung, rôto làm vật liệu dẫn từ dùng để cắt nối mạch từ nam châm Do tín hiệu cảm biến phát nhỏ, số vòng quay thấp nên thờng phải dùng vài tầng transitor để khuyếch đại tín hiệu Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm nh hình 3.56 Cấu tạo hƯ thèng gåm: - Bé ¾c quy 1; - Bé cảm biến (phát lệnh) lắp chia điện; - Biến áp đánh lửa 3; - Bộ cắt nối bán dẫn I hộp điện trở phụ II; - Bộ chia điện (không thể hình vẽ); - Transitor T3: đóng tích cực nhờ nửa kỳ điện áp dơng phát lệnh; - Transitor T2 đóng tích cực nhờ Đ2 R1 (mạch hồi tiếp); - Transitor T1 đóng tích cực nhờ biến áp xung Để đảm bảo chất lợng đánh lửa khởi động (lúc độ dốc tín hiệu không đủ lớn) , sơ đồ có mạch liên hệ ngợc (hồi tiếp) qua R3 C2 từ cực góp K T1 đến cực gốc T3 Hình 5.35 Sơ đồ kết cấu cảm biến điều khiển thời điểm đánh lửa 1- Rôto; 2- Stato 140 Trang bị điện điện tử ôtô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt Hình 5.36 Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm 1- Nguồn; 2- Bộ phát lệnh; 3- Biến áp đánh lửa; 4- Công tắc khởi động; ... sử phát triển nh trình hoàn thiện đại hoá trang thiết bị điện điện tử ô tô Trang bị điện điện tử ? ?tô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng ViÖt HÖ thèng cung cÊp HÖ thèng cung cấp điện ô tô có sơ đồ nh hình... dù đợc điện tử hoá nhiều hay đợc tích hợp lại mặt kết cấu, Trang bị điện điện tử ? ?tô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt nhng nguyên lý làm việc hệ thống chức trang thiết bị điện điện tử ô tô máy... không đáng kể, nên điện trở dung dịch điện phân yếu tố định làm tăng điện trở ắc quy nhiệt độ thấp 14 Trang bị điện điện tử ? ?tô Biên soạn : TS Nguyễn Hoàng Việt Điện trở suất, Điện dẫn suất, N