Khai thác kết cấu, tính năng kỹ thuật và quy trình kiểm tra, chẩn đoán sửa chữa máy phát –máy đề trên xe huyndai i30

MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦUDANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊDANH MỤC TỪ VIẾT TẮTCHƯƠNG I: LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN HÃNG XE1HYUNDAI.11.1. Lịch sử hình thành và phát triển của hãng xe Hyundai.11.2.Giới thiệu chung về dòng xe Hyundai i30.6CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÊN10ÔTÔ102.1.Chức năng của hệ thống điều hòa không khí trên ôtô.102.1.1. Chức năng điều khiển nhiệt độ và tuần hoàn không khí trong xe.102.1.2. Chức năng hút ẩm và lọc gió.122.1.3. Chức năng loại bỏ các chất cản chở tầm nhìn.122.2.Lý thuyết làm lạnh.132.3. Đơn vị đo nhiệt lượng, môi chất lạnh và dầu bôi trơn.152.4. Chu trình làm lạnh cơ bản .192.5. Các cụm chi tiết chính trong hệ thống điện lạnh.192.5.1. Máy nén (Block lạnh).192.5.2. Ly hợp điện từ.202.5.3. Bộ ngưng tụ (Giàn nóng).212.5.4. Bình chứa và tách ẩm (Phin lọc).222.5.5. Van bốc hơi ( Van tiết lưu, van giãn nở).242.5.6. Giàn lạnh.27CHƯƠNG III: HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRÊN XE HYUNDAI i30.293.1.Những thông tin chung.293.1.1.Bảng vấn đề triệu chứng.293.1.2.Đặc tính kỹ thuật.303.1.3.Hướng dẫn sử dụng.313.2.Các bộ phận trong hệ thống.353.2.1.Máy nén.35 3.2.3. Bộ HVAC phía trước.443.2.4. Bộ quạt gió.503.2.5.Lọc gióbên trong cửa nạp không khí.543.2.6. Bộ điều khiển AC(chế độ tự động).573.3. Các cảm biến và cơ cấu chấp hành chính.……..603.3.1. Cảm biến nhiệt độ trong xe .603.3.2. Cảm biến ánh sáng.613.3.3. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.623.3.4. Cảm biến nhiệt độ môi trường.663.3.5. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh.673.3.6. Công tắc áp suất kép.713.3.7. Bộ sưởi PTC.723.3.8. Cơ cấp chấp hành lấy gió vào.753.3.9. Cơ cấu chấp hành điều khiển nhiệt độ.773.3.10. Cơ cấu chấp hành chế độ.80CHƯƠNG IV: KIỂM TRA LỖI CỦA CÁC CƠ CẤU CHẤP HÀNH BẰNG84MÁY QUÉT844.1. Cách đọc mã chẩn đoán.844.2. Chẩn đoán các cơ cấu chấp hành bằng máy chẩn đoán.854.2.1. Cơ cấu chấp hành nhiệt độ.85 4.2.1.1. Những thông tin chung.85 4.2.1.2. Quy trình kiểm tra trên máy quét.874.2.2. Cơ cấu chấp hành nạp.93 4.2.2.1. Những thông tin chung.93 4.2.2.2. Quy trình kiểm tra trên máy quét.944.2.3. Cơ cấu chấp hành chế độ.100 4.2.3.1. Những thông tin chung100 4.2.3.2. Quy trình kiểm tra trên máy quét101KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.TÀI LIỆU THAM KHẢOPHỤ LỤC

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI NÓI ĐẦU 2

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 3

DANH MỤC HÌNH VẼ 4

Chương I: TỔNG QUAN CHUNG MÁY PHÁT MÁY ĐỀ TRÊN ÔTÔ 6

1.1 Lịch sử hình thành và phát triển 6 1.2 Giới thiệu chung về dòng xe Hyundai i30 2010 10 1.3 Hệ thống khởi động trên ôtô 12 1.3.1 Chức năng, phân loại và yêu cầu của hệ thống khởi động trên ô tô 12 1.3.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống khởi động 16 1.4 Máy phát trên ôtô 29 1.4.1 Chức năng và yêu cầu của hệ thống máy phát trên ôtô 29 1.4.2 Cấu tạo của hệ thống máy phát 29 Chương II: HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG – MÁY PHÁT TRÊN DÒNG XE HYUNDAI I30 2010 38

2.1 Máy đề 38 2.1.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy đề 38 2.1.2 Thông số kỹ thuật của máy đề 39 2.1.3 Quy trình kiểm tra – Sửa chữa hệ thống khởi động 39 2.2 Máy phát 58 2.2.1 Cấu tạo của máy phát điện 58 2.2.2 Thông số kỹ thuật của hệ thống nạp 58 2.2.3 Quy trình kiểm tra – Sửa chữa hệ thống máy phát 59 2.3 Kiểm tra – chẩn đoán hệ thống bằng thiết bị chuyên dụng 71 2.3.1 Kiểm tra – Chẩn đoán điện áp của hệ thống 71 2.3.2 Kiểm tra – Chẩn đoán điện áp nạp của hệ thống 76 2.3.3 Phát hiện lỗi cảm biến ắc quy bởi ECU 79 2.3.4 Kiểm tra – Chẩn đoán bugi sấy 81 2.3.5 Kiểm tra – Chẩn đoán bằng thiết bị kiểm tra MCR-570 88 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 95

PHỤ LỤC 2

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

Hệ thống máy đề và máy phát trên xe ô tô có vai trò rất quan trọng, nó giúp khởiđộng động cơ và cung cấp toàn bộ hệ thống điện, phụ tải trên xe và cũng là một phầnkhông thể thiếu trong kết cấu của ôtô Trong thời gian học tập tại trường em đượctrang bị những kiến thức về chuyên ngành và để đánh giá quá trình học tập và rènluyện, em được khoa giao cho nhiệm vụ hoàn thành đồ án tốt nghiệp với nội dung:

“Khai thác kết cấu, tính năng kỹ thuật và quy trình chẩn đoán sửa chữa hệ thống máy phát – máy đề trên xe Hyundai I30” Với kinh nghiệm và kiến thức còn ít nhưng với sự chỉ bảo tận tình của thầy “Trần Văn Thoan” em đã hoàn thành đồ án

với thời gian quy định

Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, dù bản thân đã hết sức cố gắng, cộng với sựgiúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô và bạn bè xong do khả năng, tài liệu và thời giancòn hạn chế nên khó có thể tránh khỏi sai xót Vì vậy em rất mong sự chỉ bảo của thầy

cô và sự góp ý của bạn bè để đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện Qua đây em

cũng xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy “Trần Văn Thoan”

và các thầy trong bộ môn đã tạo điều kiện để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của

mình

Em xin trân trọng cảm ơn!

Hưng Yên, ngày: ……/……/2013 Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Thanh Sơn

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

A/T (Automatic transmission) Hộp số tự động.

CAN ( Controller Area Network) Hệ thống truyền dữ liệu điện tử

DTC (Diagnostic trouble code) Mã chẩn đoán hư hỏng.

DLC (Data link connector) Giắc cắm kết nối dữ liệu.

ECM (Engine control module) Mô đun điều khiển động cơ (Hộp đen).

ECTS (Engine coolant temperaturesensor) Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

EGR (Exhaust gas recirculation) Van luân hồi khí xả.

GDS (General data stream) Dòng dữ liệu chung.

GCU(Glow plug control unit) Hộp điều khiển bugi sấy.

PCM (Powertrain control module) Mô đun điều khiển truyền động.

M/T

MIL

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1 1 Logo Hãng Hyundai 6

Hình 1 2 Logo mà Hyundai gắn trên Genesis 6

Hình 1.3: Hyundai Sonata 2008 7

Hình 1.4: Hyundai SantaFe 2007 8

Hình 1.5: Hyundai Genesis Coupe 2009 8

Hình 1.6: Hyundai Elantra Touring 2009 9

Hình 1.7: Hyundai i30 10

Hình 1.8: Nội thất xe hyundai i30 11

Hình 1.9: Sơ đồ mạch khởi động 12

Hình 1.10: Phân loại máy khởi động 13

Hình 1.11: Loại bánh răng giảm tốc 13

Hình 1.12: Loại bánh răng đồng trục 14

Hình 1.13: Loại bánh răng hành tinh 14

Hình 1.14: Khung dây trong từ trường 16

Hình 1.15: Chiều của đường sức từ 16

Hình 1.16: Lực từ sinh ra trên khung dây 16

Hình 1.17: Cấu tạo thực tế của động cơ máy khởi động 17

Hình 1.18: Dây quấn trong rotor 17

Hình 1.19: Dòng điện trong rotor 18

Hình 1.20: Các kiểu đấu dây 18

Hình 1.21: Cấu tạo chung máy đề 19

Hình 1.22: Mô tơ khởi động 19

Hình 1.23: Công tắc từ 20

Hình 1.24: Phần ứng và ổ bi 21

Hình 1.25: Phần cảm 21

Hình 1.26: Chổi than và giá đỡ chổi than 21

Hình 1.27: Bánh răng bendix và trục xoắn ốc 22

Hình 1.28: Cấu tạo ly hợp máy đề 23

Hình 1.29: Hoạt động của ly hợp khởi động (Khi khởi động) 23

Hình 1.30: Hoạt động của ly hợp khởi động (Sau khi khởi động) 24

Hình 1.31: Sơ đồ nguyên lí làm việc của máy đề 24

Hình 1.32: Cấu tạo chi tiết bản cực và khối bản cực 26

Hình 1.33: Quá trình phóng điện 28

Hình 1.34: Quá trình nạp điện 28

Hình 1.35: Sơ đồ chung của hệ thống máy phát trên ô tô 29

Hình 1.36: Mạch từ của máy pha điện rôto nam châm tròn 30

Hình 1.37: Cấu tạo Stator 31

Hình 1.38: Các kiểu đấu dây 31

Hình 1.39: Stator của máy phát điện xoay chiều 32

Hình 1.40: Rotor máy phát điện xoay chiều kích thích bằng điện từ 32

Hình 1.41: Bộ chỉnh lưu dùng 6 diode 33

Hình 1.42: Nguyên lý chỉnh lưu của máy phát điện xoay chiều 3 pha 34

Hình 1.43: Bộ chỉnh lưu dùng 8 diode 35

Hình 1.44: Bộ chỉnh lưu dùng 14 diode 35

Hình 1.45: Bộ chỉnh lưu dùng 9 diode 35

Hình 1.46: Kết cấu máy phát kích thích một phía 36

Hình 1.47: Kết cấu máy phát kích thích hai phía 36

Hình 2 1: Cấu tạo máy đề 38

Hình 2 2: Sơ đồ bố trí chạy thử nghiệm máy đề 56

Hình 2 3: Cấu tạo máy phát 58

Hình 2 4: Vị trí lắp đặt máy phát điện 71

Hình 2 5: Sơ đồ mạch chẩn đoán 72

Hình 2 6: Dữ liệu trên máy quét mã lỗi 72

Hình 2 7: Dữ liệu điện áp ắc quy ở chế độ chờ sau khi hâm nóng động cơ lên 73

Hình 2 8: Sơ đồ chẩn đoán điện áp trong mạch 74

Hình 2 9: Sơ đồ mạch chẩn đoán kết nối đầu B+ của máy phát 75

Hình 2 10: Sơ đồ mạch và tín hiệu chẩn đoán 77

Hình 2 11: Sơ đồ mạch kiểm tra điện áp ECM 78

Hình 2 12: Vị trí lắp đặt cảm biến ắc quy 79

Hình 2 13: Cảm biến ắc quy truyền tín hiệu sóng dao động LIN lúc không tải 80

Hình 2 14: Kết quả kiểm tra 80

Hình 2 15: Vị trí đèn báo rơle bugi sấy 81

Hình 2 16: Sơ đồ mạch chẩn đoán bugi sấy 83

Hình 2 17: Dữ liệu hiện tại của bugi sấy 83

Hình 2 18: Sơ đồ kiểm tra thông mạch nối mát 84

Hình 2 19: Sơ đồ mạch chẩn đoán điện áp trong mạch bugi sấy 85

Hình 2 20: Sơ đồ chẩn đoán mạch điều khiển 86

Hình 2 21: Sơ đồ chẩn đoán mạch phản hồi 87

Chương I: TỔNG QUAN CHUNG MÁY PHÁT MÁY ĐỀ TRÊN ÔTÔ 1.1 Lịch sử hình thành và phát triển.

Hyundai Motor Company - thuộc Hyundai Kia Automotive Group - là hãng sảnxuất ôtô lớn nhất Hàn Quốc và đứng thứ 5 thế giới về doanh số bán hàng năm Đặt trụ

sở chính ở Seoul, Hyndai điều hành nhà máy sản xuất ôtô lớn nhất thế giới tại Ulsanvới công suất lên tới 1.6 triệu xe/năm Biếu tượng logo của Hyundai, chữ “H” đượcviết cách điệu, tượng trưng cho hình ảnh công ty và khách hàng đang bắt tay nhau.Trong tiếng Hàn, Hyundai có nghĩa là “hiện đại”

Hình 1 1 Logo Hãng Hyundai

Năm 1947, Chung Ju-yung đã sáng lập ra Công ty xây dựng và cơ khí Hyundai.Phải đến năm 1967, Công ty ôtô Hyundai mới được thành lập Năm 1968, Hyundaihợp tác với Ford Motor Company cho ra đời model đầu tiên của công ty là Cortina.Pony, chiếc xe Hàn Quốc đầu tiên xuất xưởng vào năm 1975, được thiết kế bởiGiorgio Giugiaro theo phong cách Ý, với công nghệ dẫn động do Mitsubishi Motorscung cấp Những năm sau đó, sản phẩm của Hyndai được xuất khẩu sang Ecuado vànhanh chóng tiếp cận thị trường các nước Benelux(Belgium, Netherlands,

và Luxembourg) Năm 1991, Hyundai đã mở đường độc quyền công nghệ cho mìnhkhi phát triển thành công động cơ xăng, I4 Alpha và có hộp truyền động

Hình 1 2 Logo mà Hyundai gắn trên Genesis.

Đến năm 1986, xe của Hyundai bắt đầu được bán tại Mỹ như một thương hiệutoàn cầu Một năm sau, Chung Ju Yung quyết định trao quyền lãnh đạo Hyndai Motorcho con trai mình là Chung Mong Koo Hyundai Motor Group, công ty mẹ củaHyundai đã đầu tư rất nhiều vào việc phát triển chất lượng, mẫu mã, tăng cường sảnxuất và nghiên cứu dài hạn cho ngành ôtô nói riêng Tập đoàn đã tăng thời gian bảohành lên tới 10 năm hay 160.000 km đối với xe bán tại Mỹ, đồng thời phát động chiếndịch marketing quy mô lớn.

Hình 1.3: Hyundai Sonata 2008

Trong cuộc khảo sát về chất lượng xe hơi của tổ chức J.D Power andAssociates năm 2004, Hyundai đã vượt qua nhiều đối thủ tiếng tăm và giữ vị trí thứ 2.Hiện nay Hyundai nằm trong top 100 thương hiệu ôtô lớn nhất thế giới Từ năm 2002Hyundai cũng là một trong những nhà tài trợ chính thức cho giải World Cup của FIFA.Năm 2006, chính phủ Hàn Quốc đã mở cuộc điều tra về những hoạt động của Chủ tịchChung Mong Koo và phát hiện ông đã có hành vi tham ô Kết quả, ngày 28/4/2006ông Chung bị bắt giữ vì đã biển thủ 100 tỉ won (tương đương với 106 triệu đô) và ôngKim Dong-jin được bổ nhiệm giữ chức Chủ tịch kiêm Giám đốc điều hành công ty

Sự xuất hiện của model midsize SUV Santa Fe năm 2007 đã đem đến cho

Hyundai thành công vang dội và giành giải thưởng “2007 Top Safety Pick” của IIHS

Hình 1.4: Hyundai SantaFe 2007

Hàn Quốc do tham vọng mở rộng thị trường cũng như ảnh hưởng của cuộckhủng hoảng tài chính Châu Á, Hyundai đã mua lại được công ty đối thủ Kia Motors.Năm 2000, Hyundai thiết lập mối quan hệ liên minh chiến lược với DaimlerChrysler.Kết quả của liên minh này là sự ra đời của Daimler–Hyundai Truck Corporation vàonăm 2001 Tuy nhiên, đến năm 2004, DaimlerChrysler đã rút lợi tức của mình khỏicông ty bằng cách bán 10,5% vốn cổ phần để lấy 900 triệu USD Hyundai tiếp tục đầu

tư vào các xưởng sản xuất đặt tại Bắc Mỹ, Trung Quốc, Pakistan, Ấn Độ, Thổ Nhĩ Kìcũng như các trung tâm nghiên cứu và phát triển ở Châu Âu, Bắc Mỹ, và Nhật Bản

Hình 1.5: Hyundai Genesis Coupe 2009

Năm 2004, doanh thu của Hyundai tại thị trường trong nước lên tới 57,2 tỉ USD

và trở thành công ty ôtô lớn thứ hai Hàn Quốc Doanh số bán trên toàn thế giới củahãng trong năm 2005 là 2.533.695 xe, tăng 11% so với cùng kì năm ngoái Mục tiêunăm 2006 của Hyndai là doanh số toàn cầu đạt 2,7 triệu xe Những chiếc xe mangthương hiệu Hyundai được bán tại 193 quốc gia thông qua 5.000 đại lý và showroom.Theo nghiên cứu mới đây của Automotive News về doanh số toàn cầu của các hãng thìHyundai xếp thứ 6, vượt qua cả Nissan, Honda và nhiều thương hiệu nổi tiếng khácvới

3.715.096 xe trong năm 2005

Hình 1.6: Hyundai Elantra Touring 2009

Sức mạnh thương hiệu của Hyundai ngày càng lớn khi đứng thứ 72 trong danhsách Các thương hiệu tốt nhất thế giới năm 2007 theo khảo sát của Interbrand and

BusinessWeek với trị giá thương hiệu ước tính là 4,5 tỉ USD Để được người tiêu ưachuộng, Hyundai đã phải nỗ lực không ngừng trong việc nghiên cứu cải tiến chấtlượng sản phẩm và những thành công đạt được là kết quả tất yếu của những nỗ lựcnày

1.2 Giới thiệu chung về dòng xe Hyundai i30 2010.

Hyundai i30 là một chiếc xe gia đình nhỏ được sản xuất bởi nhà sản xuất ôtô

Hàn Quốc Công ty Hyundai Motor từ năm 2007 Hyundai i30 là chiếc xe đầu tiênkhai sinh ra phân khúc i-series của Hyundai, sau đó là sự suất hiện lần lượt của i10, i20

và mới nhất là i40 tất cả đều là những mẫu Hatchback,toàn bộ gia đình i-series củaHyundai đều sử hữu thiết kế “điêu khắc dòng chảy” (fluidic sculpture) Ấn tượng đầu

tên với ngoại thất Xe Hyundai i30 gợi nhớ đến “người anh em” Kia Cee’d Với chiều

rộng 1.775 mm và cao 1.480 mm cùng thiết kế đèn trước và lưới tản nhiệt góc cạnhgiúp cho i30 khá “hoành tráng” khi nhìn trực diện

Hình 1.8: Nội thất xe hyundai i30

Bên trong xe, Hyundai i30 mới vẫn tuân thủ ngôn ngữ thiết kế dòng chảy, vớicác dải inox tạo hình chạy dài trên tableau, bảng điều khiển và từng cánh cửa Đó làchưa kể các chi tiết nhỏ cũng được trau chuốt, như viền mặt đồng hồ chính, nẹp haibên tay lái và cả các đường nẹp cửa sổ… Xe được trang bị hệ thống điều hòa tự độnghai vùng, cửa gió phía sau cùng bộ lọc khí i-on Nội thất ghế da có khả năng gập linhhoạt giúp mở rộng khoang hành lý, ghế lái điều chỉnh điện, vô-lăng điều chỉnh đahướng, cảm biến mưa, hệ thống âm thanh 6 loa với có các phím điều khiển âm thanhtích hợp trên vô-lăng

Bố trí bảng điều khiển chính được tô điểm bằng các đường nẹp bằng inox XeHyundai i30 có hệ thống điều hòa hai vùng độc lập, hộp số tự động 6 cấp, cùng hệ

thống phanh đĩa cho cả bốn bánh, có hỗ trợ chức năng chống bó cứng phanh (ABS)

Bảng thông số kỹ thuật:

Kích thước tổng thế (DxRxC)(mm) 4.330 x 1.780 x 1.480

Công suất cực đại(ml/v.ph) 130/6.300

Dung tích bình nhiên liệu (l) 53

Động cơ

Khả năng tăng tốc từ 0 - 100 Km/h(giây) 7,2

Khả năng tăng tốc từ 60 - 100 Km/h(giây) 4,4

1.3 Hệ thống khởi động trên ôtô

1.3.1 Chức năng, phân loại và yêu cầu của hệ thống khởi động trên ô tô.

 Chức năng

Hệ thống khởi động trên ô tô có chức năng khởi động động cơ bằng cách kéo động

cơ quay với tốc độ cần thiết, đảm bảo cho động cơ có thể tạo hòa khí và nén hòa khíđến nhiệt độ thích hợp để quá trình cháy hòa khí và sinh công diễn ra

Tốc độ vòng quay khởi động tối thiểu của động cơ xăng khoảng 50-100 v/p và củađộng cơ diesel khoảng 100- 200 v/p

Hình 1.9: Sơ đồ mạch khởi động.

 Phân loại:

Hiện nay hệ thống khởi động thường sử dụng 3 loại máy khởi động :

- Loại giảm tốc: loại R và loại RA

- Loại bánh răng đồng trục: loại G và loại GA

- Loại bánh răng hành tinh: loại D

Hình 1.10: Phân loại máy khởi động.

+ Loại giảm tốc

Hình 1.11: Loại bánh răng giảm tốc.

Motor khởi động bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình vẽ dưới Đó là kiểu của

bộ khởi động có sự kết hợp, tốc độ motor cao và sự điều chỉnh của bánh răng giảm tốc.Toàn bộ motor nhỏ hơn và nhẹ hơn motor khởi động thông thường, nó vận hành ở tốc

độ cao hơn Bánh răng giảm tốc chuyển mô men xoắn tới bánh răng chủ động ở 1/4đến 1/3 tốc độ motor Bánh răng chủ động quay nhanh hơn bánh răng trên bộ khởiđộng thông thường và mô men xoắn lớn hơn rất nhiều (công suất khởi động)

Bánh răng giảm tốc được gắn trên một vài trục như bánh răng chủ động

Và khác với bộ khởi động thông thường, công tắc từ đẩy trực tiếp bánh răng chủ động(không qua cần dẫn động) tới ăn khớp với vòng răng bánh đà

Động cơ điện nhỏ gọn với tốc độ cao được sử dụng để quay hộp số giảm tốc, nhưvậy sẽ làm tăng momen khởi động

Công tắc từ chỉ để đẩy bánh răng bendix gây ra

+ Loại bánh răng đồng trục

Hình 1.12: Loại bánh răng đồng trục.

Motor khởi động thông thường bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình vẽ Bánhrăng chủ động trên trục của phần ứng động cơ và quay cùng tốc độ Một lõi hút trongcông tắc từ (solenoid) được nối với nạng gài Khi kích hoạt nam châm điện thì nạnggài sẽ đẩy bánh răng chủ động khớp với vành răng bánh đà

Khi động cơ bắt đầu khởi động khớp ly hợp một chiều ngắt nối bánh răng chủđộng ngăn cản mô men động cơ làm hỏng motor khởi động

Công suất đầu ra là 0.8, 0.9 và 1KW Trong hầu hết trường hợp thay thế bộ khởiđộng cho motor cũ bằng motor có bánh răng giảm tốc

Bánh răng dendix được lắp ở cuối của trục rotor

Lực của công tắc từ đẩy bánh răng bendix nhờ đòn dẫn hướng

Sử dụng chủ yếu trên xe nhỏ

+ Loại bánh răng hành tinh

Hình 1.13: Loại bánh răng hành tinh.

Bánh răng hành tinh cũng dùng để giảm tốc nhằm tăng momen quay.

Trục rotor sẽ truyền lực qua bánh răng hành tinh đến bánh răng bendix Nhờ trọnglượng nhỏ, momen lớn, ít tiếng ồn Nên được sử dụng ở nhiều loại xe nhỏ đến trungbình

 Yêu cầu

Do tính chất, đặc điểm và chức năng nhiệm vụ của hệ thống khởi động như đãtrình bày ở trên, những yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống khởi động điện bao gồm:

- Kết cấu gọn nhẹ, chắc chắn, làm việc ổn định với độ tin cậy cao

- Lực kéo tái sinh ra trên trục của máy khởi động phải đảm bảo đủ lớn, tốc độ quaycũng phải phải đạt tới trị số nào đó để cho trục khuỷu của động cơ ôtô quay nhất định

- Khi động cơ ôtô đã làm việc, phải cắt được khớp truyền động của hệ thống khởiđộng ra khỏi trục khuỷu của động cơ ôtô

- Có thiết bị điều khiển từ xa khi thực hiện khởi động động cơ ôtô (nút nhấn hoặccông tắc khởi động) thuận tiện cho người sử dụng

- Công suất tối thiểu của máy đề trong hệ thống khởi động điện được tính theo côngthức sau:

Pkt = nmin Mc

Trong đó:

+ nmin: tốc độ quay nhỏ nhất tương ứng với trạng thái nhiệt độ của động cơ ôtô khikhởi động, vòng/ phút (với trị số tốc độ này, động cơ ôtô phải tự động làm việc đượcsau ít nhất hai lần khởỉ động, thời gian khởi động kéo dài không quá 10s đối với động

cơ xăng và không quá 15s đối với động cơ diezen, khoảng thời gian cách giữa hai lầnkhởi động liên tiếp không quá 60s) Trị số nmin phụ thuộc vào loại động cơ, số lượngxilanh trong động cơ và nhiệt độ của động cơ ôtô lúc bắt đầu khởi động, trị số tốc độ

đó bằng:

nmin =(40-50) vòng đối với động cơ xăng

nmin =(80-120) vòng/ phút đối với động cơ diezen

Mc – mômen cản trung bình của động cơ ôtô trong quá trình khởi động, N.m

Mômen cản khởi động của động cơ ôtô bao gồm cản do lực ma sát của các chi tiết

có truyền động tương đối so với động cơ ôtô khi khởi động gây ra mômen cản khí nénhỗn hợp công tác trong xilanh của động cơ ôtô, trị số của Mc phụ thuộc vào loại động

cơ, số lượng xilanh có trong động cơ và nhiệt độ động cơ khi khởi động

1.3.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống khởi động.

a Nguyên lý tạo ra mômen.

Đường sức từ sinh ra giữa cực bắc và cực nam của nam châm Nó đi từ cực bắc đến cực nam Khi đặt một nam châm khác ở giữa hai cực từ, sự hút và đẩy của hai nam châm làm cho nam châm đặt giữa quay xung quanh tâm của nó (Hình 1.14)

Hình 1.14: Khung dây trong từ trường Hình 1.15: Chiều của đường sức từ.

Mỗi đường sức từ không thể cắt ngang qua đường sức từ khác Nó dường nhưtrở nên ngắn hơn và cố đẩy những đường sức từ gần nó ra xa Đó là nguyên nhân làmcho nam châm ở giữa quay theo chiều kim đồng hồ Trong động cơ thực tế, phần giữa

là khung dây Giả sử, chúng ta có một khung dây quấn như trên (Hình 1.15) Khi dòngđiện chạy xuyên qua khung dây, từ thông sẽ xuyên qua khung dây Chiều của đườngsức từ sinh ra trên khung dây được xác định bằng qui tắc vặn nút chai Khi chiều của

từ trường trùng nhau, đường sức từ trở nên mạnh hơn (dày hơn) Khi chiều của từtrường đối ngược, thì đường sức từ trở nên yếu đi (thưa hơn) Bản chất của đường sức

từ thường trở nên ngắn đi và cố đẩy những đường sức từ khác ra xa nó tạo ra lực Lựcsinh ra trên khung dây cung cấp năng lượng làm quay động cơ điện

Hình 1.16: Lực từ sinh ra trên khung dây.

Đặt hai đầu khung dây lên điểm tựa để nó có thể quay Tuy nhiên, nó chỉ có thểtiếp tục quay khi lực sinh ra theo chiều cũ Bằng cách gắn cổ góp và chổi than vàokhung dây, dòng điện chạy qua dây dẫn từ sau đến trước phía cực bắc, trong khi dòngđiện chạy từ trước ra sau phía cực nam và duy trì như vậy Điều đó làm nam châm tiếptục quay

b Hoạt động trong thực tế.

Để ứng dụng lý thuyết này trong thực tế, trước tiên, người ta phải quấn nhiềukhung dây để tăng từ thông từ đó sinh ra mômen lớn Tiếp theo, người ta đặt một lõithép bên trong các khung dây cũng nhằm tăng từ thông và tạo ra mômen lớn Thay vì

sử dụng nam châm vĩnh cửu, người ta có thể dùng nam châm điện làm phẩn cảm.Quan hệ giữa cực từ của nam châm và dòng điện chạy qua nó có thể dùng qui tắcbàn tay phải để giải thích Hướng tất cả bốn ngón tay, trừ ngón tay cái của bàn tay phảitheo chiều của dòng điện đi qua cuộn dây Khi đó, ngón cái sẽ chỉ chiều của cực bắc

Để tốc độ động cơ quay cao và quay êm, người ta dùng nhiều khung dây Từ những lýthuyết trên, người ta thiết kế nên máy khởi động trong thực tế

Hình 1.17: Cấu tạo thực tế của động cơ máy khởi động.

dương đến âm qua các khung dây mắc nối tiếp Nếu nhìn từ phía bánh răng bendix, thìdòng điện có chiều như (Hình 1.19) Khi đó, chiều của dòng điện chạy qua các khungdây trong cùng một phần tư rôto là như nhau Và nhờ thế chiều của từ trường sinh ra ởmỗi khung sẽ không đổi khi cổ góp quay.

Hình 1.19: Dòng điện trong rotor.

Nhờ sự bố trí các khung dây trong phần cảm và phần ứng mà sinh ra lực từ làm quay phần ứng Rotor quay theo chiều kim đồng hồ và tuân theo qui tắc bàn tay trái Động cơ điện một chiều được chia làm 3 loại tùy theo phương pháp đấu dây

- Loại mắc nối tiếp: Mômen phát ra lớn nhất khi bắt đầu quay, được dùng chủ yếu

c Cấu tạo và nguyên lí làm việc của máy đề.

 Cấu tạo máy đề.

+ Truyền mô men của máy đề đến bánh đà động cơ để quay động cơ ôtô

+ Bảo vệ máy đề bằng cách tách bánh răng máy đề ra khỏi bánh đà ngay saukhi động cơ đã khởi động

1 Vỏ khớp truyền động Hình 1.21: Cấu tạo chung máy đề.

* Mô tơ khởi động.

Rôto : trục, khối thép từ, cuộn dây phần ứng

Stato : vỏ, các má cực, các cuộn dây kích từ

6.Cuộn dây cảm điện.

7.Chổi than tiếp điện.

8 Giá đỡ chổi than.

Hình 1.22: Mô tơ khởi động.

Mô tơ dùng trong hệ thống khởi động là động cơ điện một chiều kích từ nối tiếphoặc hỗn hợp Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp có mômen khởi động lớn song

có nhược điểm là tốc độ không tải (ω0) quá lớn, ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ làmviệc của động cơ Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp tuy mômen khởi độngkhông lớn bằng so với động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp nhưng trị số tốc độkhông tải bé hơn

Khi hệ thống khời động làm việc, dòng điện khởi động có trị số rất lớn (từ 150 đến300A đối với động cơ của xe du lịch, với động cơ trên xe vận tải dòng điện khởi động

có thể đạt tới 1600-1800A) Để đảm bảo truyền được công suất từ động cơ điện khởiđộng sang động cơ ô tô, tránh tổn thất điện áp trên đường dây nối từ ắc quy đến động

cơ điện khởi động và ở các chỗ tiếp xúc, yêu cầu điện trở của động cơ điện khởi động

và ở các chỗ tiếp xúc, yêu cầu điện trở của động cơ điện khởi động phải đủ nhỏ(khoảng 0,02§), sụt áp ở vùng tiếp xúc giữa chổi than và cổ góp của động cơ điệnkhởi động cho phép trong khoảng (1,5-2)V Các chổi than tiếp điện của động cơ khởiđộng thường làm bằng đồng đỏ

Công suất điện từ của động cơ điện khởi động được tính theo công thức sau:

Trong đó :

- P2: Công suất cơ cần thiết để khởi động động cơ ôtô (W)

- : Hiệu suất của động cơ điện khởi động Trị số này thường lấy bằng (0,85-0,88)

* Công tắc từ ( Rơle gài khớp).

Rơle kéo có hai cuộn dây: Cuộn

dây hút Wh và cuộn dây giữ tác

động và cặp tiếp điểm đóng, lúc này

cả hai cuộn dây trên đều có dòng

điện chảy qua, từ thông sinh ra

trong hai cuộn dây đó tác dụng cùng

chiều và có tác dụng hút lõi thép

Hình 1.23: Công tắc từ.

Lúc này đĩa tiếp xúc bằng đồng chưa nối các tiếp điểm cho nên phần ứng và cuộndây kích từ WKT được đấu với ắc quy thông qua cuộn dây hút Wh Vì vậy trị số điện ápđặt lên động cơ không lớn sẽ làm cho trục động cơ xoay đi một góc nhỏ tạo điều kiệncho bánh răng khởi động cơ thể tự lựa tốt hơn trong quá trình đi vào ăn khớp với vành

bánh răng bánh đà Khi tiếp điểm chính đóng, cuộn dây hút Wh bị nối tắt, động cơ điệnkhởi động được nối trực tiếp với ắc quy, điện áp đặt lên động cơ khởi động bằng trị sốđịnh mức, làm cho qúa trình khởi động thực hiện được một cách dễ dàng Khi khởiđộng động cơ công tắc từ thực hiện theo 3 bước: Hút, Giữ, Hồi vị.

Có 3 kiểu đấu dây cuộn kích: Nối tiếp, song song và hỗn hợp

* Chổi than và giá đỡ chổi than.

1 Giá đỡ chổi than

2 Khung nối mát.

3 Lò xo chổi than.

4 Chổi than.

Hình 1.26: Chổi than và giá đỡ chổi than.

Chổi than và giá đỡ chổi than cho phép dòng điện chạy qua phần ứng mộtchiều, đồng thời giữ ổn định lõi ép chổi than Chổi than được chế tạo bằng hợp kimđồng và cacbon (60÷70% Cu) Cho phép dẫn nhiệt tốt và chống mòn Lực của lò xochổi than ép chổi than ngăn rôto quay quá nhanh Làm rôto ngừng ngay khi ngắt đề

* Bánh răng bendix và trục xoắn ốc.

Hình 1.27: Bánh răng bendix và trục xoắn ốc.

Bánh răng bendix và trục xoắn ốc có các tác dụng như:

- Bánh răng bendix và trục xoắn ốc truyền mômen của máy khởi động cho độngcơ

- Đưa bánh răng bendix ăn khớp với vòng răng bánh đà

- Giúp bánh răng bendix vào khớp và ra khớp

- Bánh răng bendix được vát mặt để dễ vào khớp với vòng răng bánh đà

- Trục xoắn chuyền lực quay của động cơ điện thành lực đẩy bánh răng

Tỉ số truyền của cặp bánh răng: Bánh răng của máy khởi động và vành bánh răngbánh đà của động cơ ôtô thường chọn bằng (i = 9~18) Để tránh hiện tượng cắt chânrăng ở bánh răng của bánh răng này thường chọn từ 9 đến 11 răng Để hạn chế kíchthước của vành răng bánh đà đối với một số động cơ điện khởi động công suất lớnthường có thêm bộ truyền bánh răng trung gian Bộ truyền này có thề là một cặp bánhrăng trụ hoặc bộ truyền bánh răng hành trình

Khớp truyền động là cơ cấu truyền mômen từ động cơ điện của máy đề đến vànhbánh răng bánh đà của động cơ ôtô Với tỷ số truyền trên bánh răng của máy đề phảiquay 10 hoặc 20 vòng để kéo vành bánh răng bánh đà quay được 1 vòng Khi hoạtđộng, tốc độ của rôto động cơ điện đạt trị số trong khoảng (2000÷3000) vòng/phút sẽkéo trục khuỷu của động cơ ôtô quay khoảng 200 vòng/phút đủ cho động cơ ôtô khởiđộng được

Sau khi động cơ đã nổ, số vòng quay độc lập của nó có thể lên đến (3000~4000)vòng/phút Nếu lúc này bánh răng của động cơ điện trong máy đề còn ăn khớp với

vành bánh răng bánh đà, rôto của động cơ điện trong máy đề sẽ bị cuốn theo với vậntốc (3000~4000) vòng/ phút Với tốc độ lớn như vậy, lực li tâm do nó tạo ra cực mạnh

sẽ làm bung tất cả dây quấn ra khỏi rãnh của rôto và phá hỏng cổ góp của động cơ điệntrong máy đề

Khớp truyền động cơ trong máy đề có các nhiệm vụ sau:

+ Truyền mômen của máy đề làm quay vành bánh răng bánh đà động cơ ôtô.+ Bảo vệ máy đề bằng cách tách rôto của động cơ điện khỏi động ra khỏi vànhbánh răng bánh đà khi động cơ ôtô đã nổ được Cơ cấu truyền động được được thiết kếtheo hai kiểu:

- Kiểu văng ra

Khi bánh răng li hợp (bên ngoài) quay nhanh hơn trục then (bên trong) thì con lăn

li hợp bị đẩy vào chỗ hẹp của rãnh và do đó lực quay của bánh răng li hợp được truyềntới trục then

Hình 1.29: Hoạt động của ly hợp khởi động (Khi khởi động).

+ Sau khi khởi động động cơ

Khi trục then (bên trong) quay nhanh hơn bánh răng li hợp (bên ngoài), thì con lăn

li hợp bị đẩy ra chỗ rộng của rãnh làm cho bánh răng li hợp quay không tải

Hình 1.30: Hoạt động của ly hợp khởi động (Sau khi khởi động).

Khớp truyền động là cơ cấu truyền mômen từ động cơ điện của máy khởi độngđến bánh đà của động cơ Nhưng khi động cơ đã làm việc nếu bánh răng của khớptruyền động vẫn ăn khớp với bánh đà của động cơ thì rôto sẽ bị cuốn theo với vận tốcrất lớn Tốc độ này sẽ tạo ra một lực li tâm cực mạnh làm bung tất cả các dây ra khỏirãnh rôto và phá hủy cổ góp

Do vậy khớp truyền động ngoài làm nhiệm vụ truyền mômen nó còn làm nhiệm vụtách rôto ra khỏi bánh đà

Sơ đồ nguyên lí làm việc của máy đề.

Hình 1.31: Sơ đồ nguyên lí làm việc của máy đề.

Khi bật khóa điện ở nấc khởi động điện từ ắc quy chạy qua cuộn giữ (HC) về mát.Đồng thời cũng chạy qua cuộn hút (PC) và qua cuộn kích từ đến cổ góp về mát trongmáy đề

Cả hai cuộn cùng tạo từ trường mạnh hút lõi thép qua phía phải áp đĩa tiếp diệnvào hai cọc bắt dây, điện áp ắc quy sẽ truyền qua đĩa tiếp điện cho máy khởi động làmviệc Khi buông khóa điện hai cuộn dây hút và giữ mất từ trường, lõi thép và đĩa tiếpđiện được lò xo hồi vị kéo về vị trí ban đầu cắt mạch, máy khởi động dừng hoạt động

Công dụng của cuộn kéo là tạo thêm từ trường đủ mạnh vào lúc đầu để đẩy bánhrăng khớp truyền động cài vào vành răng bánh đà, áp đĩa tiếp điện vào hai cọc bắt dâysau đó nó ngắt dòng điện qua chính nó để tiết kiệm điện năng của ắc quy.

Khi đĩa tiếp điện đã áp vào hai cọc bắt dây, điện dương ắc quy đặt vào cả hai đầucuộn hút, nên không có dòng diện chạy qua cuộn này Cuộn giữ tiếp tục tạo từ trườngduy trì đĩa tiếp điện áp vào cọc bắt dây đóng mạch cho máy đề tiếp tục quay

Khi động cơ đã tự khởi động được, nhưng người lái xe chưa đưa khoá điện khỏinấc khởi động, nhờ có khớp truyền động một chiều mà mô men quay từ trục khuỷukhông truyền ngược vào rôto Vì vậy, mặc dù lúc này bánh răng máy đề vẫn ăn khớpvới vành răng bánh đà nhưng tốc độ quay của trục khuỷu và tốc độ quay của rôto vàkhác nhau, máy đề sẽ được bảo vệ an toàn

Khi người lái tắt khoá điện, các cuộn dây hút, cuộn dây giữ của rơle khởi động sẽmất điện, nên lõi thép không được từ hoá, lò xo giãn ra trở về vị trí ban đầu mang theolõi thép tách các điểm ra Đồng thời bánh răng máy đề, cùng với khớp truyền độngmộy chiều tách khỏi vành răng bánh đà

 Ắc quy chì axit.

 Cấu tạo chung của ắc quy

-Ắc quy chì axit bao gồm:

+ Vỏ bình

+ Nắp bình

+ Bản cực

+ Tấm ngăn

+ Dung dịch điện phân

Đây là nguồn cung cấp điện khi động cơ tắt máy Nó cung cấp điện cho các thiết bịđiện để khởi động động cơ hoặc khi máy phát không phát điện Tuy nhiên dòng điệntạo ra bởi máy phát và được nạp cho ắc quy ngay lập tức khi động cơ bắt đầu nổ máy

* Vỏ bình:

Vỏ bình được đúc một khối và chế tạo bằng nhựa êbônít, cao su cứng hay bằngtổng hợp nhựa axphantơpec…Phía trong chia thành ngăn kín riêng biệt Dưới đáy mỗingăn có 4 sống đỡ các bản cực (plaques) tạo thành khoảng trống giữa đáy bình và cácbản cực tránh tình trạng chập mạch Vỏ phải bền chắc không bị axit ăn mòn, chịu đượcnhiệt độ

* Bản cực:

Bản cực hay lá chì còn gọi là plaque được cấu tạo bằng cách trát đầy chất tácdụng ( bột chì ) lên cốt khung lưới

Cốt đúc bằng hợp kim chì và stibi (Sb) [ 87~95 % Pb và 5~13 % Sb] Cốt khunglưới có nhiệm vụ làm nơi bám bột chì và phân bố dòng điện đều trên bản cực Bản cựcDương trát đầy bột Oxit chì PbO2, bản Âm trát chì xốp Pb Sau khi trát và ép chất tácdụng, người ta ngâm các bản cực vào dung dịch Axít sulfuric loãng và nạp dòng điệnnhỏ Sau quá trình tạo cực này chất tác dụng nơi bản Dương hoàn toàn trở thành PbO2màu nâu, bản Âm thành chì xốp Pb màu xám đen Độ dày bản Dương khoảng (2,05-2,50)mm, âm (1,80-2,05)mm.

Hình 1.32: Cấu tạo chi tiết bản cực và khối bản cực.

Sau đó các bản cực được đem sấy khô và hàn thành từng nhóm bản cực: nhóm bảndương và nhóm bản âm Nhóm bản âm nhiều hơn nhóm bản dương một bản

Trong các phần tử ắc quy tấm ngăn có hai nhiệm vụ:

- Không cho các bản âm dương đụng nhau gây chập mạch

- Giữ và đỡ chất tác dụng tức bột chì khỏi rơi rả

- Các tấm ngăn phải cách điện tốt, phải xốp để cho nước điện tích lưu thông tự doquanh các bản cực Tấm ngăn được chế tạo bằng êbônít xốp, gỗ hóa học, cao su xốp,bông thủy tinh ghép với gỗ…

- Tấm ngăn dạng hình chữ nhật dầy khoảng 1,5 - 2,4 ly, có một mặt phẳng dầy về bản

âm, mặt dợn sóng dầy về bản dương

* Nắp, nút và cầu nối: Nắp đậy hộc bình có lỗ đổ và kiểm tra nước điện tích Nút

bảo vệ không cho nước điện tích sánh ra ngoài và ngăn tạp chất rơi vào bình Trongquá trình hoạt động của ắc quy nước điện tích bị hao dần dưới hình thức bốc hơi hay

ga (khí Hyđro và Oxy) Do đó nắp có lỗ thông hơi từ trong bình ra ngoài Cầu nối lànhững thanh chì có sức tải điện lớn, nối tiếp các hộc bình với nhau.

* Dung dịch điện phân:

Nước điện tích hay dung dịch điện phân là dung dich Axit sunfuric nguyên chất

và nước cất Nồng độ pha chế thay đổi tuỳ thuộc vào khí hậu và vật liệu của các tấmngăn, thông thường trong khoảng 1,21 g/cm3 đến 1,31 g/cm3 ở nhiệt độ 15oC Nếunồng độ dung dịch quá cao, các tấm ngăn sẽ mau hỏng các bản cực chóng bị rã bột vàsunfat hoá làm điện dung giảm nhanh

Sunfat hoá là hiện tượng những tinh thể sunfat chì PbSO4 màu trắng kết tinhtrên bề mặt các bản cực âm và dương Lớp tinh thể này cứng và có điện trở cao

Khi chưa được nạp đầy điện, thành phần nước điện tích có khoảng 38% nước Axitsunfuríc (H2SO4) tính theo trọng lượng, hoặc 27% tính theo thể tích

 Quá trình điện hóa của ắc quy axit:

Trong ắc quy thường xảy ra hai quá trình hóa học thuận nghịch đặc trưng là quátrình nạp và phóng điện, và được thể hiện dưới dạng phương trình sau:

PbO2 + Pb + 2H2SO4  2PbSO4 + 2H2O Trong quá trình phóng điện, hai bản cực từ PbO2 và Pb biến thành PbSO4 Như vậy

khi phóng điện, axit sunfuric bị hấp thụ để tạo thành sunfat chì, còn nước được tạo ra,

do đó, nồng độ dung dịch H2SO4 giảm.

Sự thay đổi nồng độ dung dịch điện phân trong quá trình phóng và nạp là một trongnhững dấu hiệu để xác định mức phóng điện của ắc quy trong sử dụng

Sau khi phóng hết điện, chất tác dụng ở các bản cực dương và âm đều trở thành

sunfat chì (PbSO4) Trong dung dịch điện phân có nước được hình thành nên nống độ

dung dịch điệp phân sẽ giảm

1.4 Máy phát trên ôtô.

1.4.1 Chức năng và yêu cầu của hệ thống máy phát trên ôtô.

 Chức năng của hệ thống máy phát

- Xe được trang bị rất nhiều thiết bị điện để lái xe được an toàn và thuận tiện

Hình 1.35: Sơ đồ chung của hệ thống máy phát trên ô tô.

- Xe cần sử dụng điện không chỉ khi đang chạy mà cả khi dừng

- Ắc quy cung cấp điện áp để khởi động động cơ, và cung cấp điện áp cho các thiết

bị tiêu thụ điện trên xe khi động cơ không hoạt động

- Hệ thống nạp cung cấp điện cho tất cả các thiết bị điện và để nạp điện cho ắc quy.Yêu cầu của hệ thống máy phát

- Có khả năng khởi động được động cơ, độ sụt thế nhỏ

- Phải cung cấp điện áp ổn định

- Chịu được rung, xóc, và nhiệt độ của môi trường (nhiệt độ môi trường tốt nhấtcho ắc quy 300C-350C)

- Máy phát phải luôn tạo ra một điện áp ổn định (13,8V - 14,2V đối với hệ thốngđiện 14V) trong mọi chế độ làm việc của phụ tải

- Máy phát phải có cấu trúc và kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhỏ, giá thànhthấp và tuổi thọ cao

- Máy phát cũng phải có độ bền cao trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm lớn, có thểlàm việc ở những vùng có nhiều bụi bẩn, dầu nhớt và độ rung động lớn

- Ít chăm sóc và bảo dưỡng

1.4.2 Cấu tạo của hệ thống máy phát.

Hệ thống máy phát chủ yếu bao gồm các thiết bị sau đây:

- Máy phát điện

- Bộ điều áp (đặt ngay trong máy phát)

- Đèn báo nạp

- Khoá điện

a Máy phát điện xoay chiều Máy phát điện xoay chiều là nguồn năng lượng chính

trên ôtô Nó có nhiệm vụ cung cấp điện cho các phụ tải và nạp điện cho ắc quy trong lúc ôtô làm việc ở ngững chế độ nhất định

* Máy phát kích từ bằng nam châm vĩnh cửu:

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

sử dụng đều có rotor là nam châm quay Mạch từ của máy phát này khác nhau chủ yếu

ở kết cấu của rotor và có thể chia làm bốn loại chính: rotor nam châm tròn, rotor namchâm hình sao với má cực hoặc không má cực, rotor hình móng và rotor nam châmxếp Đơn giản nhất là loại rotor nam châm tròn

Ưu điểm của loại này là chế tạo đơn giản, còn nhược điểm là hiệu suất mạch từ rấtthấp Rotor loại này chỉ ứng dụng trong các máy phát điện công suất không quá100VA (thường cho xe đạp và xe gắn máy) Khả năng làm việc như máy phát điện 2pha

1 Nam châm vĩnh cửu.

2 Cực từ thép.

3 Cuộn dây stator.

Hình 1.36: Mạch từ của máy pha điện rôto nam châm tròn.

* Máy phát kích từ kiểu điện từ loại có có vòng tiếp điện (có chổi than):

Máy phát điện loại này gồm có 3 phần chính là stator, rotor và bộ chỉnh lưu

 Stator (Phần ứng):

Hình 1.37: Cấu tạo Stator.

Gồm khối thép từ được lắp ghép bằng các lá thép ghép lại với nhau, phía trong có

xẻ rãnh đều để xếp các cuộn dây satator Cuộn dây stator có 3 pha mắc theo kiểu hìnhsao, hoặc theo kiểu hình tam giác

Mỗi pha gồm 6 cuộn dây con đấu nối tiếp nhau, các đầu pha được bắt vào bộchỉnh lưu Các cuộn dây được giữ chặt trong rãnh nhờ miếng chêm và cách điện vớikhối thép bằng các tông cách điện

Cuộn stator đấu kiểu saoUd= ; I=I

Hình 1.38: Các kiểu đấu dây.

1 Khối thép từ stator.

2 Cuộn dây.

3 Pha stator.

a Bố trí chung b Sơ đồ cuộn dây ba pha mắc theo hình sao.

Hình 1.39: Stator của máy phát điện xoay chiều.

hàn vào các vòng tiếp điện (Hình 1.40).

Khi có dòng điện một chiều (khoảng 3A7A) đi qua cuộn dây kích thích Wkt thìcuộn dây và ống thép dẫn từ trở thành một nam châm điện mà hai đầu ống thép là hai

từ cực khác dấu Dưới ảnh hưởng của các từ cực, các móng trở thành các cực của củanam châm tên cực xen kẽ nhau như hình vẽ Trục rotor được đỡ bằng hai ổ bi đặt ởnắp trước và nắp sau Ở phần đuôi của trục rotor một số máy phát có lắp thêm chânkhông hoặc bơm dầu cho bộ trợ lực lái

* Bộ chỉnh lưu:

Thường sử dụng diode silic để chỉnh lưu, trong bộ chỉnh lưu thông thường dùng 6diode, các diode được lắp trên tấm tản nhiệt làm bằng hợp kim nhôm.

Ba diode dương có cực tính ở thân là catốt ép chặt lên tấm tản nhiệt, tấm tản nhiệtnày phải cách mát với vỏ máy phát và trên tấm tản có lắp cọc dương (B)

Ba diode âm có cực tính ở thân là anốt được ép trên cùng một tấm tản nhiệt và lắptiếp mát với vỏ máy phát

Các diode âm, diode dương được đấu nối tiếp nhau và nối với các đầu dây pha như hình vẽ

Hình 1.41: Bộ chỉnh lưu dùng 6 diode.

- Nguyên lý chỉnh lưu:

Sơ đồ trên trình bày nguyên lý chỉnh lưu của máy phát xoay chiều 3 pha đấu sao.Khi rotor quay từ thông xuyên qua các cuộn dây stator lệch nhau 1200 do đó sức điệnđộng sinh ra cũng lệch nhau 1200 Quá trình chỉnh lưu được mô tả như sau:

Giả sử khi rotor quay ở vị trí  = 300 Điện áp trên fIII dương nhất, áp trên fII âmnên có dòng điện chỉnh lưu như hình a

Hình 1.42: Nguyên lý chỉnh lưu của máy phát điện xoay chiều 3 pha.

Ở vị trí  = 300  600 Điện áp trên fI dương nhất, áp trên fII âm nên có dòng điệnchỉnh lưu như hình b

Ở vị trí  = 1800 Điện áp trên fII dương nhất, áp trên fIII âm nên có dòng điệnchỉnh lưu như hình c

Như vậy dòng điện qua R lúc nào cũng theo 1 chiều và điện áp chỉnh lưu (Uc1)vẫn còn dạng nhấp nhô như đồ thị

Để biến đổi dòng điện xoay chiều của máy phát sang dòng điện một chiều, tadùng bộ chỉnh lưu 6 diode, 8 diode hoặc 14 diode Đối với máy phát có công suất lớn(P > 1000 W), sự xuất hiện sóng đa hài bậc 3 trong thành phần của hiệu điện thế pha

do ảnh hưởng của từ trường các cuộn pha lên cuộn kích làm giảm công suất máy phát

Hình 1.43: Bộ chỉnh lưu dùng 8 diode.

Vì vậy người ta sử dụng cặp diode mắc từ dây trung hoà để tận dụng sóng đa hài

bậc 3, làm tăng công suất máy phát khoảng (10 – 15)% (Hình 1.44)

Hình 1.44: Bộ chỉnh lưu dùng 14 diode.

Trong một số máy phát, người ta còn sử dụng 3 diode nhỏ (diode trio) mắc từ các pha để cung cấp cho cuộn kích đồng thời đóng ngắt đèn báo nạp (Hình 1.45).

Hình 1.45: Bộ chỉnh lưu dùng 9 diode.

* Máy phát kích từ kiểu điện từ không có vòng tiếp điện:

 Cơ sở lý thuyết và nguyên lý hoạt động.

Vòng tiếp xúc và chổi than làm hạn chế tuổi thọ của máy phát Nếu bỏ đi vòngtiếp xúc và chổi thì tuổi thọ của máy phát sẽ tăng lên và chỉ phụ thuộc vào sự mài mòncủa các ổ đỡ và sự lão hóa của lớp vỏ cách điện của các cuộn dây Các máy phát không

có chổi than gọi là máy phát không tiếp điểm (không có vòng tiếp điện) Các loại máyphát này rất cần thiết cho ôtô và máy kéo làm việc ở vùng đầm lầy hoặc nhiều bụi

 Kết cấu máy phát cảm ứng.

Dưới đây là các sơ đồ kết cấu của máy phát cảm ứng kích thích dọc trục: kích

thích một phía (Hình 1.46) và hai phía (Hình 1.47).

A,B,C Đầu các pha

a,b,c Cuối các pha Hình 1.46: Kết cấu máy phát kích thích một phía.

Hình 1.47: Kết cấu máy phát kích thích hai phía.

Rotor: gồm trục 3 có đĩa hình sao có 6 cực, chế tạo từ vật liệu sắt từ Trục rotorđược đỡ trên hai ổ bi đặt ở nắp trước và nắp sau

Stator: Được làm từ các tấm thép kỹ thuật điện có 9 rãnh phân bố đều nhau Cácrãnh của phần ứng dạng hở Tại các rãnh của phần ứng có cuộn dây ba pha 7 Các

cuộn dây ở một pha được mắc nối tiếp nhau, còn chính các pha được đấu dạng tamgiác.

Nắp đậy 6 được chế từ vật liệu từ tính, còn nắp kia từ hợp kim nhôm Ở máy phátkích thích hai phía thì cả 2 nắp làm từ vật liệu sắt từ

Cuộn dây kích thích: Được bố trí trên ống lót dạng mặt bích 2 Các ống lót nàyđượclắp trên trục 3 có khe hở giữa chúng là  = 0,15  0,30 mm Cuộn kích thích sẽtạo nên từ thông trong mạch từ Khi rotor quay thì từ thông này sẽ trở thành không đổi

về trị số và chiều Từ thông sẽ được khép mạch khi đi qua khe hở giữa ống lót 2 vàtrục 3, theo trục 3, qua đĩa 4, qua khe hở công tác rotor và stator 5, qua nắp từ 6 và ốnglót 2

Đường đi và hướng của từ thông được thể hiện bởi đường gạch và các mũi tên Dokhi trục rotor quay thì từ thông chỉ thay đổi về trị số tại các răng của rotor và cụmstator, nên các đoạn này của mạch từ được chế tạo từ các tấm sắt từ mềm chiều dày(0,5-1)mm Từ thông tại các nắp đậy, ống lót, trục sẽ hầu như không thay đổi Vì vậy,chúng được chế tạo từ thép lá sắt từ mềm có chiều dày (1225)mm

Chương II: HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG – MÁY PHÁT TRÊN DÒNG XE

HYUNDAI I30 2010.

2.1 Máy đề

2.1.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy đề.

a Cấu tạo máy đề.

Hình 2.1: Cấu tạo máy đề.

b Nguyên lý hoạt động.

Khi bật khoá điện sang nấc START, dòng điện sinh ra trong công tắc từ sẽ tạo ralực từ đẩy trục pitông cùng với cụm ly hợp ăn khớp với vành răng bánh đà, làm quayđộng cơ

Để bảo vệ máy đề khỏi bị hỏng hóc bởi số vòng quay cao khi động cơ đã nổ người

ta bố trí cụm ly hợp loại một chiều có các con lăn

Ngoài ra, trên xe còn sử dụng công tắc an toàn (inhibitor switch A/T) Công tắcnày chỉ cho phép nối mạch khởi động khi tay số ở vị trí N, P

2.1.2 Thông số kỹ thuật của máy đề.

2.1.3 Quy trình kiểm tra – Sửa chữa hệ thống khởi động.

a Kiểm tra – Chẩn đoán hư hỏng chung của hệ thống.

- Nạp điện hoặc thay ắc quy mới

- Sửa chữa hoặc thay cáp mới

- Sửa chữa hoặc thay cáp mới

- Sửa chữa lại máy đề Nếu hỏng quá nặng thì thay mới

3 Máy đề tiếp tục

chạy

- Bộ khởi động động cơhỏng

- Bộ chuyển đổi đánh lửa hỏng

-Thay thế