Nghiên cứu đặc điểm của hệ thống cung cấp điện trên ô tô và xây dựng các bài thực hành trên mô hình

Ắc quy Để cấp dòng điện cho máy khởi động điện khi cần khởi động động cơ và các phụtải khác của thiết bị điện khi máy phát điện không làm việc hoặc chưa cung cấp nănglượng vào mạng lưới

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Hưng yên, ngày… tháng… năm 2013

Giáo viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Hưng yên, ngày… tháng… năm 2013 Giáo viên phản biện

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

PHẦN I : MỞ ĐẦU 2

1.1 Lý do chọn đề tài và lịch sử vấn đề nghiên cứu 2

1.1.1 Tính cấp thiết của đề tài 2

1.1.2 Ý nghĩa của đề tài 2

1.2 Mục tiêu của đề tài 3

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 3

1.4 Giả thiết khoa học 3

1.5 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

1.5.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 3

1.5.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 3

1.5.3 Phương pháp thống kê mô tả 4

PHẦN II: CƠ SỞ LÝ LUẬN CHỌN ĐỀ TÀI 5

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 5

1.1 Vai trò của hệ thống cung cấp điện 5

1.2 Ắc quy 5

1.3 Máy phát điện xoay chiều ba pha 8

1.3.1 Rôto (phần cảm) 8

1.3.2 Stato (phần ứng) 9

1.3.3 Bộ chỉnh lưu 9

1.3.4 Tiết chế IC ( Bộ điều chỉnh điện ) 11

1.3.5.Các bộ phận khác 16

1.3.6 Nguyên lý làm việc của máy phát điện xoay chiều 16

2.1 Các dạng hỏng, phương pháp bảo dưỡng, sửa chữa ắc quy 18

2.1.1 Các dạng hỏng của ắc quy 18

2.1.2 Phương pháp bảo dưỡng ắc quy 19

2.2 Những hư hỏng thường gặp và phương pháp kiểm tra máy phát 20

2.2.1 Đèn báo nạp không sáng khi bật khóa điện 20

2.2.2 Đèn báo nạp không tắt sau khi động cơ đã nổ 21

2.2.3 Đèn báo nạp thỉnh thoảng sáng khi động cơ làm việc 22

2.3 Quy trình kiểm tra, sửa chữa máy phát điện 22

2.3.1 Quy trình tháo máy phát từ trên xe xuống 22

2.3.2 Tháo chi tiết máy phát 23

2.4 Kiểm tra các chi tiết 26

2.4.1 Kiểm tra điện trở cuộn dây rotor 26

2.4.2 Kiểm tra cách điện cuộn rotor 26

2.4.3 Đo đường kính ngoài và kiểm tra vòng tiếp điện 26

2.4.4 Kiểm tra thông mạch cuộn dây stator 26

2.4.5 Kiểm tra cách điện cuộn stator 27

2.4.6 Kiểm tra các điốt chỉnh lưu 27

2.4.7 Kiểm tra chổi than 27

2.4.8 Kiểm tra vòng bi 28

2.4 9 Kiểm tra tiết chế 28

2.5 Trình tự lắp máy phát 33

2.5.1 Lắp roto 33

2.5.2 Lắp cụm chổi than tiết chế, chỉnh lưu 33

2.5.3 Lắp puly với trục 34

2.5.4 Kiểm tra tổng quát sau khi lắp ráp 34

CHƯƠNG III : XÂY DỰNG CÁC BÀI THỰC HÀNH TRÊN MÔ HÌNH HỆ THỐNG CUNG CẤP NGUỒN TRÊN Ô TÔ 35

3.1 Giới thiệu mô hình 35

3.2 Ý nghĩa thực tiễn của mô hình 39

3.3.Ý nghĩa của các bài thực hành ứng dụng trên mô hình 40

3.4.1 Bài 1: Kiểm tra đánh giá tình trạng làm việc của chi tiết trong máy phát .41 3.4.2 Bài 2:Kiểm tra đánh giá tình trạng hoạt động của dàn điốt 44

3.4.3 Bài 3: Đấu nối sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp điện trên mô hình 47

3.4.4 Bài 4: Kiểm tra sự hoạt động không bình thường của máy phát dựa vào các PAN có trên mô hình 51

3.4.5 Bài 5: Thí nghiệm kiểm tra sự phụ thuộc của điện áp vào tỉ số truyền trên mô hình 53

PHẦN IV: KẾT LUẬN 54

Hình 1.1: Cấu tạo ắc quy axit chì 5

Hình 1.2: Quá trình nạp điện cho ắc quy 6

Hình 1.3: Qúa trình phóng điện của ắc quy 7

Hình 1.4: Máy phát điện tháo rời 8

Hình 1.5: Cấu tạo rôto 8

Hình 1.6: Stator 9

Hình 1.8: Sơ đồ nguyên lý của bộ chỉnh lưu 10

Hình 1.9: Sơ đồ nắn dòng 3 pha cả chu kì 10

Hình 1.10: Cấu tạo của tiết chế 11

Hình 1.11: Khi khoá điện ON 12

Hình 1.12: Khi máy phát đang phát điện 12

Hình 1.13: Khi điện áp máy phát cao hơn điện áp hiệu chỉnh 13

Hình 1.14: Khi Rotor bị đứt 13

Hình 1.15: Khi Rotor bị ngắn mạch 14

Hình 1.16: Khi cực S bị ngắt 14

Hình 1.17:Khi cực B bị ngắt 15

Hình 1.18: Khi chân F nối mát 15

Hình 1.19: Các bộ phận khác của máy phát điện xoay chiều 16

Hình 1.20: Nguyên lý máy phát ba pha trên ô tô sau một chu kỳ 16

Hình 2.1: Tháo dây cudoa 22

Hình 2.2: Tháo rắc kết nối 23

Hình 2.3: Tháo máy phát ra khỏi động cơ 23

Hình 2.4: Tháo Puli 23

Hình 2.5: Tháo nắp sau máy phát 24

Hình 2.6: Tháo vòng kẹp chổi than 24

Hình 2.7: Tháo tiết chế vi mạch 24

Hình 2.8: Tháo bộ chỉnh lưu 25

Hình 2.9: Tháo nắp sau 25

Hình 2.10: Tháo rotor 25

Hình 2.11: Kiểm tra Rotor 26

Hình 2.12: Kiểm tra vòng tiếp điện 26

Hình 2.13: Kiểm tra thông mạch Stator 26

Hình 2.14: Kiểm tra cách điện Stator 27

Hình 2.15: Kiểm tra điốt chỉnh lưu 27

Hình 2.16: Kiểm tra chổi than 27

Hình 2.17: Kiểm tra ổ bi 28

Hình 2.18: Hoạt động của M.IC khi cuộc rôto bị đứt 29

Hình 2.19: Hoạt động của M.IC khi cuộn rôto bị chập 29

Hình 2.20: Hoạt động của M.IC khi cực S bị ngắt 30

Hình 2.21: Hoạt động của M.IC khi cực B bị ngắt 30

Hình 2.22: Hoạt động của M.IC khi cực F và E ngắn mạch 31

Hình 2.23: Kiểm tra thông mạch giữa B và F 31

Hình 2.24: Kiểm tra thông mạch giữa F và E 32

Hình 2.25: Kiểm tra tiết chế 32

Hình 2.26: Lắp roto 33

Hình 2.27: Lắp nắp sau 33

Hình 2.28: Lắp chổi than tiết chế, chỉnh lưu 33

Hình 3.1: Tổng quan về mô hình 35

Hình 3.2: Mặt chính của mô hình 36

Hình 3.3: Máy phát điện và máy lai 37

Hình 3.4: Vôn kế và ampe kế 37

Hình 3.5: Đèn báo khóa điện, khóa điện, hộp cầu chì, cọc 30, cọc 31 38

Hình 3.6: Đèn báo nạp và đèn báo nguồn mô tơ kéo 38

Hình 3.7: Actomat và máy phát bị cắt 38

Hình 3.8: Dàn điốt, tiết chế, các PAN ngắt và phụ tải 39

Hình 3.9: Máy phát điện và chân máy phát 41

Hình 3.10: Kiểm tra thông mạch Rôto 42

Hình 3.11: Kiểm tra chạm mát Rôto 42

Hình 3.12: Kiểm tra thông mạch giữa các cuộn dây Stator 43

Hình 3.13: Kiểm tra sự chạm mát của các cuộn dây của Stator 43

Hình 3.14: Dàn điốt 44

Hình 3.15: Kiểm tra điốt thuận điện trở thuận 45

Hình 3.16: Kiểm tra điốt thuận điện trở nghịch 45

Hình 3.18: Kiểm tra đi ốt nghịch điện trở ngược 46 Hình 3.19: Máy phát 47 Hình 3.20: Dàn điốt và tiết chế 48 Hình 3.21: Mô hình đấu nối sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp điện trên mô hình

50

Hình 3.22: Các PAN hư hỏng 51

Hình.3.23: Vị trí tiến hành thí nghiệm 53

LỜI NÓI ĐẦU

Ôtô hiện nay có một vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của nền kinh tế quốcdân, nó được dùng để vận chuyển hành khách, hàng hoá và nhiều công việc khác…Nhờ sự phát triển của khoa học kỹ thuật và xu thế giao lưu, hội nhập quốc tế trong lĩnhvực sản xuất và đời sống, giao thông vận tải đã và đang là một ngành kinh tế kỹ thuậtcần được ưu tiên của mỗi quốc gia

Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật và công nghệ, ngành ôtô đã

có những tiến bộ vượt bậc về thành tựu kỹ thuật mới như: Điều khiển điện tử và kỹthuật bán dẫn cũng như các phương pháp tính toán hiện đại… đều được áp dụng trongngành ôtô Khả năng cải tiến, hoàn thiện và nâng cao để đáp ứng với mục tiêu chủ yếu

về tăng năng suất, vận tốc, tải trọng có ích, tăng tính kinh tế, nhiên liệu, giảm cường

độ lao động cho người lái, tăng tiện nghi sử dụng cho hành khách Các loại xe ôtô hiện

có ở nước ta rất đa dạng về chủng loại phong phú về chất lượng do nhiều nước chế tạo.Trong đó các loại xe này rất tiện lợi, nó vừa mang tính việt dã vừa có thể đi trên cáccon đường địa hình và có thể chở được hang hoá với khối lượng lớn

Hệ thống cung cấp điện có vai trò rất quan trọng, nó cung cấp toàn bộ hệ thốngđiện, phụ tải trên xe và cũng là một phần không thể thiếu trong kết cấu của ôtô Trongthời gian học tập tại trường chúng em được trang bị những kiến thức về chuyên ngành

và để đánh giá quá trình học tập và rèn luyện, chúng em được khoa giao cho nhiệm vụ

hoàn thành đồ án môn học với nội dung: “Nghiên cứu đặc điểm của hệ thống cung cấp điện trên ô tô và xây dựng các bài thực hành trên mô hình” Với kinh nghiệm và

kiến thức còn ít nhưng với sự chỉ bảo tận tình của thầy ThS: Bùi Hà Trung chúng em

đã hoàn thành đồ án với thời gian quy định

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy ThS: Bùi Hà Trung

cùng các thầy trong bộ môn đã tạo điều kiện để em hoàn thành đồ án

Em xin chân thành cảm ơn!

Hưng Yên, Ngày 12 Tháng 08 Năm 2013

Sinh viên thực hiện

Đinh Văn Thanh

PHẦN I : MỞ ĐẦU 1.1 Lý do chọn đề tài và lịch sử vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm gần đây với sự phát triển không ngừng về khoa học kỹ thuậtcủa nhân loại đã bước lên một tầm cao mới, rất nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật đã

và đang được phục vụ cho nhu cầu của con người Là một quốc gia có nền kinh tếđang phát triển, nước ta đã và đang có những cải cách mới để thúc đẩy nền kinh tế.Việc tiếp nhận các thành tựu khoa học tiên tiến của thế giới được nhà nước hết sứcquan tâm, với mục đích đưa đất nước từ nền nông nghiệp lạc hậu sang một nước côngnghiệp phát triển, có nền kinh tế phát triển cao Trong các ngành công nghiệp thìngành công nghiệp ô tô cũng rất được quan tâm Với sự phát triển của nhiều hãng ô tôvới công nghệ ngày càng cao cùng với nhu cầu sử dụng ô tô ngày càng nhiều Ô tô đốivới người dân Việt Nam không chỉ là phương tiện đi lại mà cũng là một tài sản lớn đốivới cá nhân, gia đình, các cơ quan và doanh nghiệp Trong những năm gần đây sự pháttriển ngành ô tô có những bước tiến rõ rệt Hiện nay ô tô được trang bị rất nhiều trangthiết bị hiện đại phục vụ cho nhu cầu của con người, do đó rất phong phú về kết cấuđòi hỏi người kỹ thuật viên, người bảo dưỡng sửa chữa phải có kinh nghiệm sâu vềcấu tạo, các đặc tính, nguyên lý vận hành trong tất cả các hệ thống Để đáp ứng nhucầu của xã hội hiện nay nhiệm vụ của các trường kỹ thuật đào tạo những người trình

độ về kiến thức, tay nghề để đáp ứng được nhu cầu mà xã hội đặt ra Là một sinh viêntheo ngành ô tô càng phải trang bị một cách đầy đủ những kiến thức về chuyên ngành

1.1.2 Ý nghĩa của đề tài

Đề tài giúp cho sinh viên năm cuối khi sắp tốt nghiệp có thể củng có kiến thức,tổng hợp và nâng cao kiến thức chuyên ngành cũng như kiến thức ngoài thực tế, xã hộicủa sinh viên Đề tài giúp cho sinh viên biết cách tìm hiểu và tổng hợp tài liệu, tự xâydựng mô hình tự đưa ra những bài thực hành trên mô hình mình làm , giúp cho sinhviên có ý thức tự học, tự nghiên cứu về lĩnh vực chuyên ngành

Những kết quả thu được sau khi hoàn thành đề tài giúp cho sinh viên hiểu rõ, sâuhơn về kết cấu, nguyên lý làm việc và những hư hỏng cũng như phương pháp kiểm trasửa chữa hệ thống cung cấp điện trên ô tô thông qua mô hình và các bài thí nghiệmthực hành trên mô hình

1.2 Mục tiêu của đề tài

- Tìm hiểu về đặc điểm, cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống cung cấp điệntrên ô tô

- Kiểm tra sữa chữa các thiết bị trên mô hình

- Xây dựng các bài thực hành trên mô hình hệ thống cung điện trên ô tô

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

- Đối tượng nghiên cứu: Quy trình tháo lắp, kiểm tra hư hỏng sửa chữa hệ thốngcung cấp điện

- Phạm vi nghiên cứu của đề tài: máy phát điện Toyota Camry.

1.4 Giả thiết khoa học

Hệ thống cung cấp điện dựa trên các loại động cơ vẫn còn là nội dung mới mẻđối với học sinh, sinh viên Những bộ phận cải tiến của hệ thống cung cấp điện được

sử dụng trên ôtô được đưa vào nội dung giảng dạy, nghiên cứu, học tập còn chưa đượcchú trọng, quan tâm Hệ thống các tài liệu nghiên cứu, tài liệu tham khảo về máy điệnphục vụ cho học tập, nghiên cứu cũng như ứng dụng trong thực tế còn chưa nhiều

1.5 Nhiệm vụ nghiên cứu

1.5.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

a Khái niệm: Là phương án trực tiếp tác động vào đối tượng trong thực tiễn để làm

bộc lộ bản chất và quy luật vận động của đối tượng

b Các bước thực hiện:

Bước 1: Quan sát mô hình

Bước 2: Lập phương án đưa ra các bài thực hành, thì nghiệm , kết nối, kiểm tra,chuẩn đoán hư hỏng của hệ thống cung cấp điện trên mô hình

Bước 3: Ghi chép lại những kết quả thu được, làm tài liệu học tập sau này

1.5.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu

a Khái niệm: Là phương án nghiên cứu, thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên

cứu các văn bản, tài liệu đã có sẵn và các thao tác tư duy logic để rút ra các kết luậnkhoa học cần thiết

b Các bước thực hiện.

Bước 1: Thu thập, tìm tòi các tài liệu về hệ thống cung cấp điện trên ôtô toyota.Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống logic chặt chẽ theotừng bước, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cơ sở bản chất nhất định.Bước 3: Đọc nghiên cứu, phân tích các tài liệu nói về hệ thống cung cấp điện,phân tích kết cấu nguyên lý làm việc một cách khoa học

Bước 4: Tổng hợp kết quả đã phân tích được, hệ thống hoá lại những kiến thứctạo ra những bài thí nghiệm thực hành đa dạng

1.5.3 Phương pháp thống kê mô tả

a Khái niệm: Là phương án tổng hợp kết quả nghiên cứu thực tiễn và nghiên cứu tài

liệu để đưa ra kết luận chính xác, khoa học

PHẦN II: CƠ SỞ LÝ LUẬN CHỌN ĐỀ TÀI CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

1.1 Vai trò của hệ thống cung cấp điện

Ôtô được trang bị một số hệ thống và thiết bị điện để đảm bảo và tiện nghi sửdụng.Chúng cần điện năng không những trong suốt thời gian hoạt động mà cả khiđộng cơ đã dừng Vì thế, chúng cần cả ắc quy và nguồn điện một chiều như nguồnnăng lượng

Một hệ thống cung cấp điện được trang bị trên xe cung cấp nguồn một chiều chonhững hệ thống và thiết bị điện vừa nêu Tuy nhiên, ắc quy sẽ phóng điện khi động cơdừng và cuối cùng sẽ dần hết điện

Hệ thống cung cấp điện sử dụng sự quay vòng của động cơ để sinh ra điện Nókhông những cũng cấp điện năng cho những hệ thống và các thiết bị điện khác mà cònnạp điện cho ắc quy trong lúc động cơ hoạt động

1.2 Ắc quy

Để cấp dòng điện cho máy khởi động điện khi cần khởi động động cơ và các phụtải khác của thiết bị điện khi máy phát điện không làm việc hoặc chưa cung cấp nănglượng vào mạng lưới điện (Thí dụ khi động cơ làm việc ở chế độ không tải)

Khi công suất của máy phát lớn hơn công suất của các phụ tải thì máy phát sẽ cungcấp năng lượng cho phụ tải và nạp điện cho ắc quy vì thế ắc quy được duy trì dòngmột chiều và cung cấp cho phụ tải khi cần

Hình 1.2: Quá trình nạp điện cho ắc quy

a, Quá trình nạp điện

Khi ắc quy được lắp ráp xong người ta đổ dung dịch axit Sunfuaric vào các ngănbình thì trên các bản cực sẽ sinh ra một lớp mỏng chì sunfat (PbS04) vì chì oxit tácdụng với axit Sunfuaric cho phản ứng: Pb0 + H2S04  PbS04 + H20

Đem nối nguồn điện một chiều vào hai đầu cực của ắc quy thì dòng điện mộtchiều sẽ được khép kín mạch qua ắc quy và dòng điện đó đi theo chiều:

Cực dương nguồn một chiều  đến đầu cực 1 ắc quy  Chùm bản cực 1

qua dung dịch điện phân chùm bản cực 2 đầu cực 2 của ắc quy cực âmnguồn một chiều

Dòng điện sẽ làm cho dung dịch điện phân phân ly: H2S04  2H+ + S04

2-Cation H+ theo dòng điện đi về phía chùm bản cực nối với âm nguồn và tạo raphản ứng tại đó: 2H+ + PbS04  H2S04 + Pb

Các anion S042- chạy về phía chùm bản cực nối với cực dương nguồn điện tạo raphản ứng tại đó: PbS04 + 2H20 + S042-  Pb02 + 2 H2S04 + 2e

Kết quả là ở chùm bản cực được nối với cực dương của nguồn điện có chì đi oxit( Pb02), ở chùm bản cực kia có chì (Pb) Như vậy hai loại chùm cực đã có sự khácnhau về cực tính Từ các phản ứng hoá học trên ta thấy quá trình nạp điện đã tạo ralượng axit sunfuaric bổ xung vào dung dịch đồng thời cũng trong quá trình nạp điệndòng điện còn phân tích ra trong dung dịch điện phân khí Hydro (H2) và oxy (02) lượngkhí này sủi lên như bọt nước và bay đi, do đó nồng độ của dung dịch điện phân trongquá trình nạp điện sẽ tăng dần lên

ắc quy được coi là nạp điện khi thấy dung dịch sủi bọt nhiều gọi đó là hiện tượng sôi.Lúc đó quá trình nạp đã hoàn thành

b, Quá trình phóng điện

Nối hai cực của ắc quy đã được nạp với một phụ tải chẳng hạn bóng đèn thì nănglượng điện đã được tích trữ trong ắc quy sẽ phóng qua tải làm cho bóng đèn sáng,dòng điện của ắc quy sẽ đi theo chiều:

Cực dương của ắc quy(đầu cực đã nối với cực dương của nguồn nạp) tải (bóngđèn) cực âm của ắc quy dung dịch điện phân  cực dương của ắc quy.

Quá trình phóng điện của ắc quy phản ứng hoá học xảy ra trong ắc quy như sau:

Tại cực dương: Pb02 + 2H+ + H2S04 + 2e  PbS04 + 2H20

Tại cực âm: Pb + S042-  PbS04 + 2e

Như vậy khi ắc quy phóng điện, chì sunfat lại được hình thành ở hai chùm bảngcực, làm cho các bảng cực dần đần trở lại giống nhau, còn dung dịch axxit bị phântích thành cation 2H+ và anion S042-, đồng thời quá trình phóng điện cũng tạo ra nướctrong dung dịch, do đó nồng độ của dung dịch giảm dần và sức điện động của ắc quycũng giảm dần

Hình 1.3: Qúa trình phóng điện của ắc quy

1.3 Máy phát điện xoay chiều ba pha

Hình 1.4: Máy phát điện tháo rời

1.3.1 Rôto (phần cảm)

Hình 1.5: Cấu tạo rôto

- Là bộ phận tạo từ trường của máy điện xoay chiều gồm có: hai má cực bọcngoài làm bằng thép từ, các cuộn dây cực từ và vang khuyên tiếp điện dựa vào hìnhdạng cực từ khác nhau chia làm hai loại

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

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

- Phần rỗng bên trong lá khung từ trên khung cuốn các vòng dây kích từ hai đầucủa cuộn dây này được hàm vòng tiếp điện và cách điện với trục Khi cho dòng điện đivào, vòng dây kích từ sẽ tạo ra từ thông hướng trục Một khối của máy là cực N, cònkhối khác là cực S, từ thông kép kín qua các vấu cực của rôto gồm có các phần từthông chính và từ thông tán

- Khi được cấp điện vào cuộn dây phần cảm thì các cực từ bị từ hoá trở thànhnam châm điện với các cực từ xen kẽ nhau

Cuộn dây stator có thể mắc theo hai cách:

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

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

1.3.3 Bộ chỉnh lưu

Hình 1.7: Cấu tạo của bộ chỉnh lưu

Nhìn vào hình vẽ trên ta thấy bộ chỉnh lưu gồm có cực (cực ra) , cánh tản nhiệt,điốt và giá đỡ có cấu trúc hai lớp để cái thiện khả năng bức xạ nhiệt đồng thời giúp chokích thước của bộ nắn dòng nhỏ lại Bộ gồm có 6 điốt ( hoặc 8 điốt với các điốt ở điểmtrung tính )

Hình 1.8: Sơ đồ nguyên lý của bộ chỉnh lưu

Khi rôto quay một vòng , trong các cuộn dây Stato dòng điện được sinh ra trongmỗi cuộn dây này được chỉ ra từ (a) tới (f) trong hình 3 Ở vị trí (a), dòng điện có chiềudương được tạo ra ở cuộn dây III và dòng điện có chiều âm được được tạo ra ở cuộndây II Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây II tới cuộn dây III

Dòng điện này chạy vào tải qua điốt 3 và sau đó trở về cuộn dây II qua điốt 5 Ởthời điểm này cường độ dòng điện ở cuộn dây I bằng 0 Vì vậy không có dòng điệnchạy trong cuộn dây I

Bằng cách giải thích tương tự từ các vị trí (b) tới (f) dòng điện xoay chiều đượcchỉnh lưu bằng cách cho qua 2 điốt và dòng điện tới các phụ tải được duy trì ở một giátrị không đổi

Một số loại chỉnh lưu thông dụng.

Hình 1.9: Sơ đồ nắn dòng 3 pha cả chu kì

1.3.4 Tiết chế IC ( Bộ điều chỉnh điện )

a, Cấu tạo

Hình 1.10: Cấu tạo của tiết chế

Bộ tiết chế có cấu tạo chủ yếu gồm có IC lai , cánh tản nhiệt và giắc nối Việc sửdụng IC làm cho tiết chế có kích thước nhỏ gọn

b, Phân loại

Loại nhận biết ắc quy : Loại tiết chế này nhận biết điện áp ắc quy thông qua cực

S (cực nhận biết điện áp ắc quy ) và điều chỉnh điện áp ra theo đúng qui định

Loại nhận biết máy phát : Loại tiết chế này xác định điện áp bên trong của máy

phát và điều chỉnh điện áp ra theo đúng qui định

c Chức năng

- Điều chỉnh điện áp

- Cảnh báo khi máy phát không phát điện và tình trạng nạp không bình thường

- Cảnh báo bằng cách bật sáng đèn báo nạp khi có những sự cố như: đứt mạchhoặc ngắn mạch các cuộn dây rôto, cực S bị ngắt, cực B bị ngắt, điện áp tăng vọt quálớn

d, Các chế độ hoạt động của tiết chế

* Hoạt động bình thường

-Khi khoá điện ở vị trí ON và động cơ tắt máy.

Hình 1.11: Khi khoá điện ON

Khi bật khoá điện lên vị trí ON, điện áp ắc qui được đặt vào cực IG Kết quả làmạch M.IC bị kích hoạt và Transistor Tr1 được mở ra làm cho dòng kích từ chạy trongcuộn dây rotor Ở trạng thái này dòng điện chưa được tạo ra do vậy bộ tiết chế làmgiảm sự phóng điện của ắc qui đến mức có thể bằng cách đóng ngắt Transistor Tr1ngắt quãng Ở thời điểm này điện áp ở cực P = 0 và mạch M.IC sẽ xác định trạng tháinày và truyền tín hiệu tới Transistor Tr2 để bật đèn báo nạp

-Khi máy phát đang phát điện (điện áp thấp hơn điện áp điều chỉnh).

Động cơ khởi động và tốc độ máy phát tăng lên, mạch M.IC mở Transistor Tr1

để cho dòng kích từ đi qua và do đó điện áp ngay lập tức được tạo ra Ở thời điểm nàynếu điện áp ở cực B lớn hơn điện áp ắc qui, thì dòng điện sẽ đi vào ắc qui để nạp vàcung cấp cho các thiết bị điện Kết quả là điện áp ở cực P tăng lên Do đó mạch M.ICxác định trạng thái phát điện đã được thực hiện và truyền tín hiệu đóng Transistor Tr2

để tắt đèn báo nạp

Hình 1.12: Khi máy phát đang phát điện

-Khi máy phát đang phát điện (điện áp cao hơn điện áp điều chỉnh).

Hình 1.13: Khi điện áp máy phát cao hơn điện áp hiệu chỉnh

Nếu Transistor Tr1 tiếp tục mở, điện áp ở cực B tăng lên Sau đó điện áp ở cực Svượt quá điện áp điều chỉnh, mạch M.IC xác định tình trạng này và đóng TransistorTr1 Kết quả là dòng kích từ qua cuộn dây rotor giảm, điện áp ở cực B (điện áp đượctạo ra) giảm xuống Sau đó nếu điện áp ở cực S giảm xuống tới giá trị điều chỉnh thìmạch M.IC sẽ xác định tình trạng này và mở Transistor Tr1 Do đó dòng kích từ củacuộn dây rotor tăng lên và điện áp ở cực B cũng tăng lên Bộ tiết chế vi mạch giữ chođiện áp ở cực S (điện áp ở cực ắc qui) ổn định (điện áp điều chỉnh) bằng cách lặp đilặp lại các quá trình trên Diode D1 hấp thụ sức điện động ngược sinh ra trên cuộnrotor do đóng mở transistor Tr1

* Hoạt động không bình thường

-Khi cuộn dây Rotor bị đứt.

Khi máy phát quay, nếu cuộn dây Rotor bị đứt thì máy phát không phát ra điện

và điện áp ở cực P = 0.Khi mạch M.IC xác định được tình trạng này này mở TransistorTr2 để bật đèn báo nạp cho biết hiện tượng không bình thường này

Hình 1.14: Khi Rotor bị đứt

-Khi cuộn dây Rotor bị chập (ngắn mạch).

Hình 1.15: Khi Rotor bị ngắn mạch

Khi máy phát quay nếu cuộn dây rotor bị chập điện áp ở cực B được đặt trực tiếpvào cực F và dòng điện trong mạch sẽ rất lớn Khi mạch M.IC xác định đựơc tìnhtrạng này nó sẽ đóng Transistor Tr1 để bảo vệ và đồng thời mở Transistor Tr2 để bậtđèn báo nạp để cảnh báo vì tình trạng không bình thường này

-Khi cực S bị ngắt.

Khi máy phát quay, nếu cực S ở tình trạng bị hở mạch thì mạch M.IC sẽ xác địnhkhi không có tín hiệu đầu vào từ cực S do đó mở Transistor Tr2 để bật đèn báo nạp.Đồng thời trong mạch M.IC, cực B sẽ làm việc thay thế cho cực S để điều chỉnhTransistor Tr1 do đó điện áp ở cực B đựơc điều chỉnh để ngăn chặn sự tăng điện ápkhông bình thường ở cực B

Hình 1.16: Khi cực S bị ngắt

-Khi cực B bị ngắt.

Khi máy phát quay, nếu cực B ở tình trạng bị hở mạch, thì ắc qui sẽ không đượcnạp và điện áp ắc qui (điện áp ở cựcS) sẽ giảm dần.Khi điện áp ở cực S giảm, bộ tiếtchế vi mạch làm tăng dòng kích từ để tăng dòng điện tạo ra Kết quả là điện áp ở cực Btăng lên.Tuy nhiên mạch M.IC điều chỉnh dòng kích từ sao cho điện áp ở cực B khôngvượt quá 20 V để bảo vệ máy phát và bộ tiết chế vi mạch.Khi điện áp ở cực S thấp (11tới 13 V) mạch M.IC sẽ điều chỉnh để bật đèn báo nạp và điều chỉnh dòng kích từ saocho điện áp ở cực B giảm đồng thời bảo vệ máy phát và bộ tiết chế vi mạch

Hình 1.17:Khi cực B bị ngắt -Khi có sự ngắn mạch giữa cực F và cực E.

Khi máy phát quay, nếu có sự ngắn mạch giữa cực F và cực E thì điện áp ở cực B

sẽ được nối thông với mát từ cực E qua cuộn dây rotor mà không qua cực transistorTr1 Kết quả là điện áp ra của máy phát trở lên rất lớn vì dòng kích từ không được điềukhiển bởi transistor, điện áp ở cực S sẽ vượt điện áp điều chỉnh Mạch M.IC xác địnhđược cực này và mở transistor Tr2 để bật đèn báo nạp để chỉ ra sự không bình thườngnày

Hình 1.18: Khi chân F nối mát

1.3.5.Các bộ phận khác

Chổi than, lò xo, vòng kẹp chổi than, vòng tiếp điện, nắp trước, nắp sau, quạt gió

Hình 1.19: Các bộ phận khác của máy phát điện xoay chiều

1 Puly 3 Nắp trước 5.Chổi than và giá đỡ

2 Quạt gió 4 Nắp sau

1.3.6 Nguyên lý làm việc của máy phát điện xoay chiều

Khi động cơ hoạt động nhờ dẫn động dây đai kéo máy phát quay Cuộn dây kíchthích đã được cấp điện từ acquy Rôto quay làm từ thông biến thiên trong cuộn dâykích thích dẫn tới hai chùm cực từ trở thành hai cực của nam châm, các cực này xếpxen kẽ nhau nên đường sức từ đi từ cực này sang cực khác nối tiếp nhau quay bêntrong phần ứng (stato) Làm phần ứng cảm ứng một suất điện động đưa ra ngoài qua

bộ chỉnh lưu thành dòng một chiều, dòng điện này được ổn định nhờ bộ tiết chế và đưa

ra ngoài cấp cho các phụ tải, nạp điện cho ắc quy

Các cuộn dây ba pha Stato của máy phát điện xoay chiều được phân bố đều trongcác rãnh mặt trong của Stato theo một quy luật nhất định các pha cách nhau 120o

a, Điện cảm ứng trên một khung dây b, Dòng điện xoay chiều ba pha

Hình 1.20: Nguyên lý máy phát ba pha trên ô tô sau một chu kỳ

Nếu cho rôto quay sẽ làm cho các vòng dây điện của Stato cắt các từ trường( theo hướng vuông góc) theo định luật cảm ứng điện từ trên các vòng dây sẽ xuất hiệnmột suất điện động cảm ứng, theo công thức ta có suất điện động ở mỗi pha là E= 4,44KW.§ W Фo

Trong đó: KW: là hệ số của cuộn dây cảm ứng

§: là tần số của suất điện động §= P.N/60W: tổng số vòng dây trong một pha cuộn dây phần ứng

Фo : từ thông giữa khe hở Stato và RôtoP: số đôi cực từ máy phát

- Như vậy tại ba đầu dây ra của ba cuộn dây phần ứng sẽ có dòng điện xoay chiều

ba pha dạng hình sin, có tần số như nhau, biên độ như nhau với góc lệch pha là 120o

2.1 Các dạng hỏng, phương pháp bảo dưỡng, sửa chữa ắc quy

- Nồng độ dung dịch điện phân quá cao

- Tầm bản cực không được ngâm kín trong dung dịch

- Ắc quy tự phóng điện ở dòng điện cục bộ

b, Các tấm cực âm và dương chạm nhau

* Biểu hiện

- Ắc quy tự phóng điện trong thời gian ngắn

- Khi nạp, điện áp tăng chậm Nhưng khi nạp điện áp tăng chậm nhưng khi thôinạp điện áp giảm nhanh, sủi bọt khí nhiều khi bắt đầu nạp

- Dung lượng ắc quy giảm

- Tấm bản cực bị ngắn mạch làm cho một phần chất hoạt tính nở ra

- Nạp với dòng điện một chiều

- Khe hở giữa hai tấm bản cực quá lớn

- Phóng điện với dòng điện quá lớn với thời gian dài

* Tác hại

- Các tấm kẽm bị nén chặt dễ bị rách thủng gây hiện tượng ngắn mạch, điện áp vàdung lượng ắc quy giảm.

- Các tấm bản cực bị chai cứng

- Các cọc bắt dây bị ôxy hoá làm tăng điện trở gây sụp áp và dung lượng ắc quygiảm

- Vỏ bình bị nứt vỡ do va chạm hoặc do nạp điện lỗ thông hơi bị tắc

2.1.2 Phương pháp bảo dưỡng ắc quy

* Bảo dưỡng cấp 1

Tiến hành sau 2 đến 3 ngày xe chạy, với ắc quy không sử dụng thì tiến hành sao

10 đến 15 ngày Nội dung công việc như sau:

- Làm sạch và lau khô toàn bộ bề mặt và xung quanh ắc quy

- Quan sát bên ngoài vỏ bình để phát hiện các rạn nứt nếu có

- Thông lại các chỗ thông hơi ở nút bình Khi thông phải tháo từng nút ra dùngque thông ngược từ trong ra

- Kiểm tra siết chặt đai ốc nhằm đảm bảo ắc quy không bị xô đẩy nứt vỡ khi xechạy

- Kiểm tra các đầu cực ắc quy nếu bị ôxy hoá thì đánh sạch Dùng Clê 10 tháođầu dây nối cực ắc quy làm sạch lớp ôxy bằng dẻ sau dùng nước ấm rửa sạch

Chú ý: Không để nước bẩn bám vào trong bình Nếu đầu cực bị ôxy hoá thì dùng giấygiáp đánh sạch, sau đó lắp và siết chặt

- Kiểm tra mức dung dịch điện phân nếu thiếu đổ thêm nước cất bằng cách tháotất cả nút bình, dùng ống thuỷ tinh hoặc ống nhựa cho nước vào từng ngăn Khôngđược dùng nước máy do các tạp chất trong nước sẽ làm giảm tính năng và tuổi thọ ắcquy

* Bảo dưỡng cấp 2

Thực hiện khi ôtô chạy được 1000 đến 1200 km hoặc ắc quy để trong kho không

sử dụng 1 tháng Ngoài những công việc bảo dưỡng cấp 1 phải làm thêm

- Kiểm tra tỷ trọng dung dịch điện phân

- Kiểm tra khả năng phóng nạp bằng phóng điện thế

2.2 Những hư hỏng thường gặp và phương pháp kiểm tra máy phát

2.2.1 Đèn báo nạp không sáng khi bật khóa điện

- Kiểm tra cầu chì: Kiểm tra xem cầu chì có bị cháy hay tiếp xúc kém trong mạchđèn báo nạp

- Kiểm tra các giắc cắm của tiết chế có bị lỏng hay tiếp xúc kém không

- Kiểm tra máy phát: Kiểm tra xem có sự ngắn mạch trong các Điốt dương củamáy phát Nếu chỉ một Điốt dương bị ngắn mạch thì, dòng điện sẽ chạy từ cực B của

Ắc quy qua cực N của Điốt hỏng Dòng điện này sẽ làm cho rơ le tiết chế hoạt độnghút đóng tiếp điểm do đó đèn báo nạp không sáng

- Kiểm tra đèn báo nạp: Kiểm tra xem đèn báo nạp có bị cháy không Nếu nối đấtchân L của giắc Nếu đèn báo nạp sáng tiết chế hỏng, nếu đèn báo nạp không sáng thìhoặc bóng đèn cháy hoặc dây điện hỏng

Kiểm tra giắc nối của

2.2.2 Đèn báo nạp không tắt sau khi động cơ đã nổ

Hiện tượng này chỉ có thể xảy ra khi máy phát không phát ra điện hoặc điện ápđầu ra của máy phát quá cao

- Kiểm tra xem đai dẫn động có bị trùng không

- Kiểm tra cầu chì IG xem có bị cháy hay tiếp xúc kém không

- Đo điện áp tại cực B của máy phát: Điện áp quy định 13,8-14,8V

- Đo điện áp tại cực F: Nếu có điện áp tức là cuộn Rô to bị đứt hoặc chổi thantiếp xúc kém

Điều chỉnh, thay thế

Kiểm tra điện áp cực B

của máy phát

Kiểm tra tiết chế

2.2.3 Đèn báo nạp thỉnh thoảng sáng khi động cơ làm việc

Hiện tượng này xảy ra khi điện áp phát ra của máy phát là không ổn định

- Kiểm tra xem giắc nối có bị lỏng hay tiếp xúc kém không bằng cách: Đập nhẹlên giắc cắm nếu thấy đèn báo nạp nhấp nháy thì chứng tỏ sự tiếp xúc của giắc là kémdẫn đến máy phát sẽ không phát ra được điện áp tiêu chuẩn và đèn báo nạp sáng

- Kiểm tra tiết chế: Kiểm tra điện áp tại cực B của máy phát nếu điện áp đo đượcquá lớn thì phải thay tiết chế, còn nếu điện áp đo được quá nhỏ thì phải tiến hành kiểmtra máy phát

2.3 Quy trình kiểm tra, sửa chữa máy phát điện

2.3.1 Quy trình tháo máy phát từ trên xe xuống

a Tháo máy phát từ trên xe xuống

Khi máy phát còn trên xe, các bulong cố định máy phát và các đầu dây nối vớimáy phát còn nguyên tại vị trí Vì thế chúng ta phải tháo toàn bộ những phần kết nốinày để tháo máy phát xuống Ta thực hiện lần lượt những bước sau:

Bước 1 : Tháo dây cudoa dẫn động từ trục

khuỷ động cơ tới máy phát

Tháo quạt gió làm mát đầu trục cơ, sau đó

tháo nắp che bảo vệ đai và buly, nới buly căng đai

để đai trùng ra và nhấc dây đai ra

Hình 2.1: Tháo dây cudoa

Bước 2 : Tháo rắc kết nối và cực +B ra khỏi máy phát

Kiểm tra máy phát

Tốt

Tốt

Không tốt

Không tốt

Dùng clê 10 để tháo cực +B sau khi tháo

xong đai ốc lấy dây ra rồi ta lắp gá luân đai ốc

cùng đệm vào cọc (+) của máy phát luân để tránh

rơi mất.Tháo rắc kết nối chú ý bấm vào khớp để

nó lún sâu hẳn vào so với vỏ và lắc nhẹ về hai

phía để rắc lỏng rần rồi rút rắc ra

Hình 2.2: Tháo rắc kết nối

Bước 3 : Tháo hai bulông bắt chặt máy phát với thân máy

Dùng khẩu lục giác 14 nới đều cả 2 bulong,

khi đã lỏng rồi một tay đỡ lấy máy phát lắc nhẹ,

tránh hiện tượng trọng lượng của máy phát tì

xuống làm cho nặng zen dẫn đến cháy zen giữa

than động cơ và máy phát

Hình 2.3: Tháo máy phát ra khỏi động cơ

2.3.2 Tháo chi tiết máy phát

Sau khi tháo máy phát ra khỏi động cơ, chúng ta tiến hành làm vệ sinh sơ bộ bênngoài của máy phát để chuẩn bị cho bước tiếp theo là tháo chi tiết máy phát và kiểmtra tình trạng kĩ thuật của từng bộ phận và chi tiết của máy phát và cụm tiết chế vàchỉnh lưu Để tháo chi tiết máy phát ta thực hiện trình tự các bước như sau :

2.3.2.1 Tháo cụm pully máy phát

Dùng máy siết hơi tháo đai ốc Dùng giẻ giữ chặt puli không cho nó xoay.

Hình 2.4: Tháo Puli

2.3.2.2 Tháo nắp sau máy phát

Tháo đai ốc và phiến cách điện ra khỏi chân B Tháo 3 đai ốc và chân mát, sau đó

Hình 2.5: Tháo nắp sau máy phát

2.3.2.3.Tháo rã vòng kẹp chổi than

Tháo 2 con vít và lấy vòng kẹp chổi than ra ngoài

Hình 2.6: Tháo vòng kẹp chổi than