Thiết kế hệ thống cung cấp điện xe du lịch 5 chỗ 1,153 tấn

Trên những chiếc xe hiện đại ngày nay, ngoài các hệ thống điện chiếu sáng còn rất nhiều các hệ thống điện rất hiện đại phục vụ cho nhu cầu giải trí: Hệ thống âm thanh, CD, Radio…, hệ thố

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 4

1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI: 5

2 TỔNG QUAN: 6

2.1 Tổng quan về hệ thống cung cấp điện trên ô tô: 6

2.1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu: 6

2.1.1.1 Công dụng hệ thống cung cấp điện: 6

2.1.1.2 Yêu cầu hệ thống cung cấp điện: 6

2.1.1.3 Phân loại: 6

2.1.2 Những thông số cơ bản hệ thống cung cấp điện 7

2.1.3 Các bộ phận cơ bản của hệ thống cung cấp điện: 8

2.1.3.1 Máy phát điện: 8

2.1.3.2 Ắc quy: 14

2.1.3.4 Bộ chỉnh lưu: 21

2.2 Giới thiệu chung về xe tham khảo: 22

2.2.1 Giới thiệu chung về xe Ford Focus 1.6L MT(Z6): 22

2.2.2 Sơ đồ tổng thể và thông số kỹ thuật của xe Ford Focus 1.6L MT: 23

2.2.3 Các hệ thống cơ bản trên xe Ford Focus 1.6L MT: 24

2.2.3.1 Động cơ: 24

2.2.3.1.1.Hệ thống khởi động: 26

2.2.3.1.2 Hệ thống đánh lửa: 29

2.2.3.2 Hệ thống truyền lực: 30

2.2.3.3 Hệ thống treo: 31

2.2.3.4 Hệ thống lái: 32

2.2.3.5 Hệ thống phanh: 33

3 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CUNG CẤP: 34

3.1 Phân tích chọn phương án thiết kế: 34

3.2 Tính toán hệ thống cung cấp: 36

3.2.1 Tính toán công suất máy phát: 36

3.2.1.1 Tính công suất tiêu thụ của các phụ tải hoạt động liên tục: 37

3.2.1.2 Tính toán công suất tiêu thụ cần thiết cho tấc cả các phụ tải hoạt động không liên tục (gián đoạn): 37

3.2.2 Tính toán dây dẫn của mạch phụ tải: 41

3.2.2.1 Mục đích của việc tính toán dây dẫn: 41

3.2.2.2 Cơ sở tính toán: 41

3.2.2.3 Tính toán mạch điện đèn pha-cốt: 43

3.2.2.4 Tính toán mạch điện đèn sương mù: 44

3.2.2.5 Tính toán mạch còi điện: 45

3.3 Kết cấu các cụm chi tiết của hệ thống cung cấp thiết kế: 46

3.3.1 Máy phát điện xoay chiều: 46

3.3.2 Ắc quy: 49

4 CÁC MẠCH PHỤ TẢI CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG CUNG CẤP: 51

4.1 Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu: 51

4.1.1 Hệ thống chiếu sáng : 51

4.1.1.1 Cấu tạo bóng đèn: 51

4.1.1.2.Mạch điện hệ thống Đèn pha - cốt: 52

4.1.1.3 Mạch điện đèn bảng số : 53

4.1.1.4 Mạch điện đèn sương mù: 54

4.1.1.5 Mạch điện đèn trong xe: 55

4.1.2 Hệ thống tín hiệu: 57

4.1.2.1 Mạch điện của đèn báo rẽ: 57

4.1.2.2 Mạch điện của đèn phanh/đèn dừng: 59

4.1.2.3 Mạch điện đèn vị trí và đèn đậu xe: 60

4.1.2.4 Hệ thống còi: 61

4.2 Hệ thống thông tin và hiển thi trên xe: 62

4.2.1 Hệ thống thông tin: 63

4.2.1.1 Hệ thống mạng CAN (Controller Area Network) 63

4.2.1.2 Những tín hiệu vào đường truyền dữ liệu tốc độ cao (HS-CAN) trong mạng kết nối bộ điều khiển táp lô: 64

4.2.1.3 Những tín hiệu vào đường truyền dữ liệu tốc độ trung bình (MS-CAN) trong mạng kết nối bộ điều khiển táp lô: 65

4.2.2 Hệ thống hiển thị: 66

4.2.2.1 Đồng hồ hiển thị số và cảm biến báo tốc độ xe: 66

4.2.2.2 Đồng hồ tốc độ động cơ hiển thị số: 68

4.2.2.3 Đồng hồ nhiên liệu điện tử: 68

4.2.2.4 Đồng hồ nhiệt độ nước làm mát kiểu hiển thị số: 69

4.2.2.5 Đồng hồ áp suất dầu kiểu nhiệt điện (lưỡng kim): 70

4.3 Hệ thống an toàn: 71

4.3.1 Hệ thống túi khí an toàn: 71

4.3.2 Hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS: 72

4.4 CÁC HỆ THỐNG PHỤ: 74

4.4.1 Hệ thống gạt nước rửa kính: 74

4.4.2 Hệ thống nâng hạ kính 76

4.4.3 Hệ thống khóa cửa: 76

4.4.4 Hệ thống sấy kính: 78

4.4.5 Hệ thống điều hòa: 79

5 CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC: 80

5.1 Các hư hỏng và biện pháp khắc phục trong hệ thống cung cấp: 80

5.1.1 Đèn báo nạp hoạt động không bình thường: 80

5.1.2 Ắc quy: 81

5.1.2 Ắc quy yếu, hết điện: 81

5.1.2.2 Ắc quy bị nạp quá mức: 81

5.1.3 Tiếng ồn khác thường trong hệ thông cung cấp: 81

5.1.4 Máy phát: 82

5.1.4.1 Những hư hỏng thương gặp: 82

5.1.4.2 Kiểm tra khắc phục phần cơ: 82

5.1.4.4 Kiểm tra sức phát điện sau khi lắp: 83

5.2 Các hư hỏng và biện pháp khắc phục trong hệ thống chiếu sáng: 83

5.3 Các hư hỏng và biện pháp khắc phục trong hệ thống tín hiệu: 84

KẾT LUẬN: 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT

DOHC (Double Overhead Camshafts): Hai trục cam bố trí phía trên xylanh Vi-VCT (Variable Cam Timing): Hệ thống tự động điều chỉnh góc đóng mở xupap thông minh

IC (Integrated Circuit): Mạch tích hợp

A/C (Air Conditioning): Điều hoà không khí

ABS (Anti-Lock Brake System): Hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh CAN (Cotroller Area Network): Điều khiển dữ liệu theo vùng

HI (High): Mức cao

HS-CAN: Đường truyền dữ liệu mạng CAN tốc độ cao

INT (Intermittent): Gián đoạn

LO (Low): Mức thấp

MPX (Multiplex): Các phương thức truyền dữ liệu

MS-CAN : Đường truyền dữ liệu mạng CAN tốc độ trung bình

PCM (Powertrain Control Module): Bộ điều khiển điện tử

ST (Start): Khởi động

BATT (Battery): Chân dương bình

STP (Stop): Tín hiệu công tắc đèn phanh

W (Warning): Chân đèn cảnh báo ABS

PKB ( Parking brake): Tín hiệu phanh tay và tín hiệu báo mức dầu thắng

IG (Igniton): Chân dương sau công tắc máy

FR+ (Front right): Chân dương cảm biến tốc độ trước phải

FR- (Front right): Chân âm cảm biến tốc độ trước phải

FL+ (Front left): Chân dương cảm biến tốc độ trước trái

FL- (Front left): Chân âm cảm biến tốc độ trước trái

RR+ (Rear right): Chân dương cảm biến tốc độ sau phải

RR- (Rear right): Chân âm cảm biến tốc độ sau phải

RL+ (Rear left): Chân dương cảm biến tốc độ sau trái

RL- (Rear left): Chân âm cảm biến tốc độ sau trái

R- ( Relay): Chân âm điều khiển rơle

MR ( Motor relay): Chân điều khiển rơle bơm

SR (Solenoid relay): Chân điều khiển rơle cuộn dây bộ chấp hành

SAT (Solenoid actuator test): Chân kiểm tra bộ chấp hành

MT (Motor test): Chân kiểm tra bơm

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành ô tô thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang phát triển mạnh mẽ với việc ứng dụng ngày càng nhiều những thành tựu công nghệ điện-điện tử vào sản xuất

và lắp đặt các linh kiện ô tô, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành điện tử thì ngành ô tô cũng có những sự vươn lên mạnh mẽ Hàng loạt các thiết bị công nghệ ra đời nhằm phục vụ cho con người ngày càng được tốt hơn,… Bên cạnh đó lĩnh vực ô

tô cũng được thừa hưởng không ít những thành tựu Song song với sự phát triển đó là

sự đòi hỏi cao về khả năng đáp ứng của các hệ thống Trong đó, nguồn năng lượng cung cấp cho các hệ thống điện đóng một vai trò quan trọng

Hiện nay thì vấn đề “điện và điện tử” trang bị trên ô tô là tiêu chí chính để đánh giá một chiếc xe hơi cao cấp

Trải qua thời gian học tập tại trường, với những kiến thức đã được trang bị giúp em

có thêm nhiều tự tin và gắn bó hơn với ngành mình đang theo học Đồ án tốt nghiệp là môn học cuối cùng của mỗi sinh viên để hoàn thành khóa học, nhận thức được tầm

quan trọng đó nên em đã chọn đề tài “Thiết kế hệ thống cung cấp điện xe du lịch 5 chỗ 1,153 tấn” Đây là một đề tài rất gần với thực tế sản xuất và sửa chữa các hệ

thống điện trên xe

Với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn cùng các thầy giáo trong bộ môn Ô tô và máy công trình và các bạn sinh viên, em đã hoàn thành đề tài đúng tiến độ được giao Tuy nhiên, do kiến thức thực tế còn hạn chế và đây là lần đầu tiên làm quen với việc nghiên cứu khoa học nên đề tài không tránh khỏi sai sót

Em rất mong nhận được sự quan tâm của các thầy và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn Với việc thực hiện đề tài này đã giúp em có thêm nhiều kiến thức thực tế, đây chính là hành trang để em dễ dàng hơn trong công việc sau này

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy NGUYỄN VIỆT HẢI và các thầy giáo trong khoa Cơ Khí Giao Thông đã giúp em hoàn thành đề tài một cách tốt nhất

Đà Nẵng, ngày 07 tháng 03 năm 2012

Sinh viên thực hiện:

Lê Như Thành

1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI:

Ngày nay, khi mà khoa học kỹ thuật đang phát triển như vũ bảo thì những ứng dụng công nghệ tiên tiến trên ô tô ngày càng nhiều Trong đó không thể thiếu những thiết bị tiện nghi trên xe, nhu cầu sử dụng xe hơi ngày càng khắt khe hơn người ta ngày càng quan tâm đến những chiếc xe được trang bị các hệ thống hiện đại, mà trên

đó không thể thiếu được các thiết bị điện, điện tử

Trên những chiếc xe hiện đại ngày nay, ngoài các hệ thống điện chiếu sáng còn rất nhiều các hệ thống điện rất hiện đại phục vụ cho nhu cầu giải trí: Hệ thống âm thanh, CD, Radio…, hệ thống an toàn trên xe: ABS, hệ thống chống trộm, hệ thống túi khí an toàn, hệ thống kiểm soát động cơ,…Các hệ thống hiện đại này đã nâng giá trị của ô tô lên rất cao và con người không chỉ dừng ở đó, các kỹ sư ô tô còn có những ước mơ lớn hơn là làm sao để những chiếc xe thật sự thân thiện với người sử dụng, đến lúc đó khi ngồi trên xe ta sẽ có cảm giác thật sự thoải mái, giảm đến mức tối thiểu các thao tác của người lái xe, mọi hoạt động của xe sẽ được kiểm soát và điều chỉnh một cách hợp lý nhất

Để có được những chiếc xe hiện đại và tiện nghi như vậy cần rất nhiều các thiết bị điều khiển, những thiết bị này có thể đã được lập trình sẵn hoặc không Tuy nhiên chúng cùng có một đặc điểm chung là phải sử dụng nguồn điện trên ô tô, nguồn điện này được cung cấp bởi ắc quy và máy phát

Với những mục đích đó em quyết định chọn đề tài “Thiết kế hệ thống cung cấp điện xe du lịch 5 chỗ 1,153 tấn”; Với đề tài này sẽ là một cuốn tài liệu chung nhất

cho công việc sửa chữa các hệ thống điện nói chung và hệ thống cung cấp điện trên

xe nói riêng

Đề tài này em tập trung vào tìm hiểu các kết cấu, nguyên lý làm việc và tìm hiểu các sơ đồ mạch điện của các hệ thống điện bố trí trên xe Từ đó em thiết kế hệ thống cung cấp điện một cách hợp lý, và từ đó phân tích, chẩn đoán các dạng hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục hư hỏng

2 TỔNG QUAN:

2.1 Tổng quan về hệ thống cung cấp điện trên ô tô:

2.1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu:

2.1.1.1 Công dụng hệ thống cung cấp điện:

Hệ thống cung cấp điện có nhiệm vụ cung cấp điện năng cho các phụ tải với một thế hiệu ổn định ở mọi điều kiện làm việc của ô tô máy kéo

Để cung cấp năng lượng cho các phụ tải trên ô tô, cần phải có bộ phận tạo ra nguồn năng lượng có ích Nguồn năng lượng này được tạo ra từ máy phát điện trên ô

tô Khi động cơ hoạt động, máy phát cung cấp điện cho các phụ tải và nạp điện cho

ắc quy Để đảm bảo toàn bộ hệ thống hoạt động một cách hiệu quả, an toàn

2.1.1.2 Yêu cầu hệ thống cung cấp điện:

- Hệ thống cung cấp điện phải cung cấp năng lượng điện cho các phụ tải với một hiệu điện thế ổn định ở mọi điều kiện làm việc của ô tô, máy kéo

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

- Máy phát phải có kích thước nhỏ gọn, nhẹ, giá thành thấp và tuổi thọ cao

- Có độ bền cao trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm lớn, có thể làm việc ở những vùng có nhiều bụi bẩn, dầu nhớt và độ rung động lớn

- Ít chăm sóc và bảo dưỡng…

2.1.1.3 Phân loại:

Hệ thống cung cấp điện trên ô tô thường có hai dạng sơ đồ thông dụng như sau:

- Hệ thống cung cấp với máy phát điện một chiều, có kết cấu đơn giản, công suất nhỏ, không đáp ứng để bố trí trên ô tô hiện nay

- Hệ thống cung cấp với máy phát điện xoay chiều

Hình 1 - 1 Sơ đồ hệ thống cung cấp với máy phát điện xoay chiều

1- Máy phát; 2- Bộ điều chỉnh điện; 3- Khóa điện; 4- Đồng hồ ampe; 5- Phụ tải Ngoài ra, trong hệ thống cung cấp còn có:

- Bộ điều chỉnh điện làm nhiệm vụ: phân phối chế độ làm việc giữa ắc quy và máy phát; hạn chế và ổn định thế hiệu của máy phát để đảm bảo an toàn cho các trang thiết bị điện trên xe; hạn chế dòng điện của máy phát để đảm bảo an toàn cho các cuộn dây của nó

- Dụng cụ đo, kiểm tra: có thể là ampe kế hoặc đèn tín hiệu cho phép kiểm tra sự làm việc của ắc quy thông qua gía trị dòng phóng hoặc nạp của nó

- Công tắc cắt mát: dùng để cắt cực âm của ắc quy với mát khi ô tô máy kéo không làm việc

2.1.2 Những thông số cơ bản hệ thống cung cấp điện

- Điện áp định mức: Phải bảo đảm Uđm = 14V đối với những xe sử dụng hệ thống điện 12V, Uđm = 28V đối với những xe sử dụng hệ thống điện 24V

- Công suất máy phát: Phải đảm bảo cung cấp điện cho tất cả các phụ tải điện trên

xe hoạt động Thông thường, công suất của các máy phát trên ô tô hiện nay vào khoảng Pmf = 700 – 1500W

- Dòng điện cực đại: Là dòng điện lớn nhất mà máy phát có thể cung cấp

Thông thường Imax = 70 – 140A

- Tốc độ cực tiểu và tốc độ cực đại của máy phát: nmax, nmin phụ thuộc vào tốc độ của động cơ đốt trong

n n i

Trong đó:

Máy phát là nguồn điện chính trên ô tô máy kéo, nó có nhiệm vụ:

- Cung cấp điện cho tất cả các phụ tải

- Nạp điện cho ắc quy ở các số vòng quay trung bình và lớn của động cơ

 Phân loại:

- Máy phát trên ô tô máy kéo, theo tính chất dòng điện phát ra có thể chia làm hai loại chính:

+ Máy phát điện một chiều

+ Máy phát điện xoay chiều

- Máy phát điện một chiều, theo tính chất điều chỉnh chia ra:

+ Loại điều chỉnh trong (bằng chổi điện thứ ba)

+ Loại điều chỉnh ngoài (bằng bộ điều chỉnh điện kèm theo)

 Các máy phát điện một chiều loại điều chỉnh trong có kết cấu đơn giản, có khả năng hạn chế và tự động điều chỉnh dòng điện máy phát theo số vòng quay Tuy vậy

nó có nhiều nhược điểm như:

 Phải luôn luôn nối mạch điện với ắc quy chúng mới làm việc được

 Cản trở việc điều chỉnh thế hiệu của máy phát

 Làm giảm tuổi thọ của ắc quy

- Máy phát điện xoay chiều, theo phương pháp kích thích chia ra:

+ Loại kích thích bằng nam châm vĩnh cửu

+ Loại kích thích kiểu điện từ (bằng nam châm điện)

- Kích thước và trọng lượng nhỏ, giá thành thấp

Kết cấu, điều chỉnh, bảo dưỡng và sửa chữa đơn giản

So với máy phát một chiều thì máy phát xoay chiều có nhiều ưu điểm hơn, vì nó không có vòng đổi điện và cuộn dây rô to đơn giản hơn, làm việc ổn định và công suất lớn

b Máy phát xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu:

Máy phát nam châm vĩnh cửu có nhiều ưu điểm hơn hẳn các máy phát kích thích kiểu điện từ như: làm việc tin cậy, kết cấu đơn giản, không có cuộn dây quay, hiệu suất cao, ít nóng, mức nhiễu xạ vô tuyến thấp

Nhưng chúng cũng có một số nhược điểm quan trọng là: khó điều chỉnh thế hiệu, công suất hạn chế, giá thành cao, trọng lượng lớn hơn loại kích thích kiểu điện từ cùng công suất Ngoài ra từ thông của nó còn phụ thuộc nhiều vào chất lượng hợp kim và kim loại chế tạo nam châm

 Đặc điểm cấu tạo:

Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu gồm hai phần chính là rôto và stato

- Rôto: Phần lớn các máy phát đang được sử dụng hiện nay đều có nam châm

quay, tức nam châm là rôto và sử dụng phổ biến nhất là:

+ Rôto nam châm hình móng ngựa (hình 1- 2), ra đời khi xuất hiện các vật liệu từ mới có lực từ kháng lớn, cho phép chế tạo các nam châm mạnh, cân bằng động tốt

Hình 1- 2 Rôto nam châm hình móng ngựa

Nam châm có dạng hình trụ rỗng được nạp từ theo chiều trục Hai đầu của nó đặt hai tấm bích bằng thép ít các bon, có các vấu cực nhô ra như những chiếc móng Các móng cực của hai bích được bố trí xen kẽ nhau Do chịu ảnh hưởng của hai cực từ khác dấu ở hai mặt đầu của nam châm, nên các móng cực của mỗi tấm bích cũng mang cực tính của cực từ tiếp xúc với nó Như vậy các móng của hai tấm bích trở thành những cực khác tên xen kẽ nhau của rôto

Để tránh mất mát từ, thường thường trục rôto được chế tạo bằng thép không dẫn

từ hay nam châm được đặt lên trục qua một ống lót không dẫn từ

 Rôto hình móng có những ưu điểm:

- Nạp từ có thể tiến hành sau lắp ghép

- Từ trường phân bố đều, cân bằng động tốt

- Tốc độ vòng có thể cho phép tới 100 m/s và cao hơn

- Có thể lắp đồng thời một số nam châm nhỏ hơn lên trục theo phương án

đặc biệt để đảm bảo từ thông tổng cần thiết Do đó giảm được kích thước đường kính của nam châm hoặc tăng công suất của máy phát

 Stato: của máy phát là một khối thép từ hình trụ rỗng, ghép từ các lá thép điện kỹ thuật được cách điện với nhau bằng sơn cách điện để giảm dòng fucô Mặt trong của stato có các vấu cực để quấn các cuộn dây phần ứng (hình 1- 3)

Hình 1- 3 Hệ thống từ của máy phát với nam châm hình sao

1- Stato; 2- Roto-nam châm

c Máy phát xoay chiều kích thích kiểu điện từ:

Máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ dùng cho ô tô máy kéo có hai loại:

- Loại có vòng tiếp điện

- Loại không có vòng tiếp điện

 Đặc điểm cấu tạo:

 Loại có vòng tiếp điện

Cấu tạo của máy phát điện loại có vòng tiếp điện gồm những bộ phận chính là: rôto, stato, các nắp, puli, cánh quạt và bộ chỉnh lưu (bộ chỉnh lưư có thể tính hoặc không tính vào thành phần cấu tạo của máy phát, tuỳ theo nó được đặt trong máy

phát hay riêng biệt bên ngoài)

Hình 1- 4 Máy phát xoay chiều kích thích kiểu điện từ 1- Stato và cuộn dây; 2- Rô to; 3- Cuộn kích thích; 4- Quạt gió; 5- Puly; 6, 7- Nắp máy phát; 8- Bộ chỉnh lưu; 9- Vòng tiếp điện; 10- Chổi than và giá đỡ

Hình 1- 5 Cấu tạo máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ

1- Nắp sau; 2- Bộ chỉnh lưu; 3- Stator; 4- Rotor; 5- Tấm chắn; 6- Ổ bi; 7- Nắp trước;

8- Puly

 Stator (phần ứng):

Hình 1- 6 Cấu tạo Stator

1- Cọc dương; 2- Diode chỉnh lưu; 3- Cuộn stator; 4- Ba đầu cuộn dây stator; 5- Rãnh lắp cuộn dây; 6- Bọc cách điện; 7- Khối thép từ; 8- Cọc trung tính

 Rôto: gồm hai chùm cực hình móng lắp then trên trục Giữa các chùm cực có

cuộn dây kích thích 3 đặt trên trục qua ống lót bằng thép Các đầu của cuộn dây kích thích được nối với các vòng tiếp điện 9 gắn trên trục máy phát Trục của rôto được đặt trên các ổ bi lắp trong các nắp 6 và 7 bằng hợp kim nhôm

Hình 1- 7 Các chi tiết chính của rôto máy phát

1 và 2- Các nửa rô to trái và phải; 3- Cuộn kích thích; 4- Các má cực; 5- Đầu ra cuộn kích thích; 6- Then; 7- Đai ốc và vòng đệm; 8- Trục lắp vòng tiếp điện; 9- Các vòng

tiếp điện; 10- Các đầu dây dẫn

Trên nắp, phía vòng tiếp điện còn bắt giá đỡ chổi điện 10 Một chổi điện được nối với vỏ máy phát, chổi còn lại nối với đầu ra cách điện với vỏ

Trên trục còn lắp cánh quạt 4 và puli dẫn động 5

 Stato (hình 1- 8): là khối thép từ ghép từ các lá thép điện kỹ thuật, phía trong có

xe rãnh phân bố đều để đặt cuộn dây phần ứng (tương tự stato của máy phát kích thích bằng châm vĩnh cửu)

Hình 1- 8 Stato và cuộn dây của máy phát điện xoay chiều

1- Khối thép từ; 2- Cuộn dây 3 pha Thế hiệu máy phát có thể được chỉnh lưu một phần hay toàn bộ

 Loại không có vòng tiếp điện (hình1- 9)

Về những phần kết cấu chính, máy phát điện loại không có vòng tiếp điện nói chung không có gì khác so với loại có vòng tiếp điện Nó chỉ khác ở chỗ: với mục đích tăng tuổi thọ và độ tin cậy của máy phát, người ta loại bỏ các vòng tiếp điện và chổi điện hay hư hỏng, bằng cách cho các cuộn dây kích thích đứng yên

Do những ưu điểm trên, máy phát điện loại này được sử dụng ngày càng nhiều trên các ô tô làm việc trong điều kiện nặng nhọc và trên các máy kéo nông nghiệp

Hình 1- 9 Sơ đồ các máy xoay chiều không có vòng tiếp điện

1- Stato; 2- Vòng không dẫn từ ; 3- Cuộn kích thích cố định ;4, 5- Các móng cực;

6- Đĩa lắp cuộn kích thích

2.1.3.2 Ắc quy:

a Công dụng, phân loại, yêu cầu:

 Công dụng:

Trong hệ thống điện ô tô máy kéo, ắc quy là nguồn năng lượng phụ, dùng để:

- Cung cấp năng lượng cho máy khởi động khi khởi động động cơ

- Cung cấp năng lượng cho tất cả các phụ tải khác khi động cơ không làm việc hoặc làm việc ở số vòng quay nhỏ;

- Nếu phụ tải mạch ngoài lớn hơn công suất của máy phát, thì ắc quy sẽ cùng với máy phát cung cấp cho các phụ tải

 Phân loại:

Ắc quy ô tô máy kéo là ắc quy khởi động, khác các ắc quy dùng cho các thiết bị khác

+ Theo tính chất dung dịch điện phân, ắc quy được chia ra các loại:

- Ắc quy a xít: dung dich điện phân là a xít H2SO4

- Ắc quy kiềm: dung dịch điện phân là KOH hoặc NaOH

+ Các ắc quy a xít, theo vật liệu vỏ bình chia ra: vỏ bằng êbônít, cao su cứng hay các vật liệu tổng hợp khác

+ Các ắc quy kiềm, theo vật liệu chế tạo bản cực chia ra các loại:

- Có điện trở trong nhỏ, để khi phóng với dòng lớn độ sụt thế sẽ bé, đảm bảo có thể khởi động dễ dàng động cơ trong mọi điều kiện sử dụng

- Các ắc quy có những đặc điểm trên được gọi là ắc quy khởi động

Ngoài ra ắc quy còn phải:

- Có điện dung lớn với khối lượng và kích thước tương đối bé

- Có điện thế ổn định, hiện tượng tự phóng điện không đáng kể

- Làm việc tin cậy khi nhiệt độ môi trường dao động trong giới hạn rộng

- Phục hồi nhanh chóng điện dung khi được nạp trong các điều kiện sử dụng khác nhau

- Đơn giản trong bảo dưỡng và sửa chữa

- Có độ bền cơ học cao, chịu được rung sóc, thời hạn phục vụ lớn, giá thành rẻ

b Ắc quy axít:

 Cấu tạo của ắc quy:

Kết cấu của một bình ắc quy trong thực tế gồm những bộ phận như:

+ Vỏ bình: có dạng hình hộp chữ nhật, làm bằng nhựa ê bô nít, cao su cứng hay

chất dẻo chịu a xít và được chia thành các ngăn tương ứng với số lượng các ắc quy đơn cần thiết

Hình 1-10 Cấu tạo bình ắc quy a xít

1- Bản cực âm; 2- Tấm cách; 3- Bản cực dương; 4- Khối bản cực; 5- Cầu nối các bản cực cùng tên; 6- Đầu ra; 7- Cực dương; 8- Vỏ bình; 9- Đệm làm kín; 10- Nút; 11-

Nắp; 12- Cầu nối các ngăn; 13- Lỗ thông hơi; 14- Cực âm

Trong các ngăn đó được đặt các khối bản cực, dưới đáy vỏ bình có các gân dọc hình lăng trụ để đỡ các khối bản cực Khoảng trống dưới đáy giữa các gân dùng để chứa các chất kết tủa, các chất tác dụng bong ra từ các bản cực, để chúng không làm chập (ngắn mạch) các bản cực khác dấu (hình 1- 11)

Cốt được đúc từ hợp kim chống ô xy hoá

Chất tác dụng trên bản cực âm được chế tạo từ bột chì và dung dịch axít H2SO4, ngoài ra để tăng độ xốp, giảm khả năng co và hoá cứng bản cực người ta còn cho thêm 23% chất nở

Độ xốp của chất tác dụng cho phép làm tăng diện tích bề mặt làm việc thực tế của bản cực lên hàng trăm lần so với bề mặt hình học Do đó tăng được điện dung của ắc quy

Chất tác dụng trên bản cực dương: được chế tạo từ minium chì Pb3O4, monoxít chì PbO và dung dịch a xít H2SO4 Ngoài ra, để tăng độ bền người ta còn cho thêm sợi polipropilen

+ Tấm ngăn là những lá mỏng chế tạo từ vật liệu xốp chịu a xít như: mipo,

miplát, bông thuỷ tinh hay kết hợp giữa bông thuỷ tinh với miplát hoặc gỗ Các tấm ngăn thường có một mặt nhẵn và một mặt hình sóng, lồi lõm

Các khối bản cực và tấm ngăn được đặt vào các ngăn tương ứng trong vỏ Phía trên các tấm ngăn có đặt một tấm bảo vệ bằng êbônít hay chất dẻo đục lỗ để bảo vệ

mép trên của tấm ngăn khỏi hư hỏng cơ học khi đo nhiệt độ, đo mức và nồng độ dung dịch điện phân

Hình 1- 12 Kết cấu bản cực, nửa khối và khối bản cực (ắc quy đơn)

+ Nắp, nút, cầu nối:

Để làm kín ắc quy, mỗi ngăn của nó được đậy bằng một nắp riêng chế tạo từ nhựa êbônít hay chất dẻo Trên nắp có ba lỗ: hai lỗ hai bên để luồn các đầu cực của khối bản cực ra ngoài Còn lỗ giữa để đổ và kiểm tra dung dịch điện phân và có nút đậy vặn bằng ren, trên nút có các lỗ nhỏ để thông hơi

Để dung dich diện phân khỏi sóng ra ngoài khi sử dụng, trên nút có tấm chắn 2 Các ngăn ắc quy được hàn nối tiếp với nhau bằng các cầu nối bằng chì Để làm kín những chỗ nối ghép giữa nắp và vỏ bình người ta dùng nhựa bitum

 Nguyên lý nạp và phóng điện của ắc quy:

Trong ắc quy thường xảy ra hai quá trình hóa học thuận nghịch đặc trưng là quá trình 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 sunfurit bị hấp thụ để tạo thành sunfat chì, còn nước được tạo ra, do đó nồng độ dung dịch H2SO4 giảm

 Quá trình phóng điện của ắc quy:

Bản cực âm Dung dịch

điện phân

Bản cực dương

 Quá trình nạp điện ắc quy:

điện phân

dương Chất đượïc tạo ra cuối

quá trình phóng

-Các máy phát điện ô tô máy kéo làm việc trong điều kiện số vòng quay, phụ tải

và chế độ nhiệt luôn luôn thay đổi trong một giới hạn rộng Vì thế, để đảm bảo cho các trang thiết bị điện trên ô tô máy kéo làm việc được bình thường và bảo đảm an toàn cho máy phát, thì phải có bộ điều chỉnh điện để:

- Điều chỉnh thế hiệu và hạn chế cường độ dòng điện của máy phát

- Phân phối chế độ làm việc giữa ắc quy và máy phát điện (một chiều) hoặc nối ngắt mạch giữa ắc quy và máy phát (xoay chiều)

Tuỳ theo loại máy phát sử dụng trên ô tô mà bộ điều chỉnh điện kèm theo nó có thể gồm có một hay một số bộ phận sau đây:

- Rơ le điều chỉnh thế hiệu

- Rơ le đóng mạch:

Đối với máy phát xoay chiều trên ô tô hiện nay bộ điều chỉnh điện lúc này chỉ cần

có rơ le điều chỉnh thế hiệu và rơ le đóng mạch

 Phân loại

- Theo nguyên lý làm việc bộ điều chỉnh điện được chia ra các loại:

+ Loại rung

+ Loại bán dẫn có tiếp điểm điều khiển

+ Loại bán dẫn không có tiếp điểm điều khiển

 Yêu cầu

Bộ điều chỉnh điện cần đáp ứng những yêu cầu sau:

- Điều chỉnh chính xác

- Làm việc tin cậy, ổn định, chịu rung xóc tốt và tuổi thọ cao

- Kết cấu, điều chỉnh, bảo dưỡng và sửa chữa đơn giản

- Giá thành rẻ

b Rơ le điều chỉnh thế hiệu:

- Khi tốc độ và phụ tải của máy phát thay đổi thì thế hiệu của máy phát chỉ có thể điều chỉnh (giữ không đổi) bằng cách thay đổi từ thông , tức là thay đổi dòng điện kích thích của máy phát

- Dòng điện tải của máy phát Imf  Iw = (U/Rft) (ở đây Rft - tổng trở của tất cả các phụ tải) Biểu thức này cũng cho thấy rằng: khi phụ tải và số vòng quay của máy phát thay đổi, việc điều chỉnh dòng điện máy phát cũng quy về việc thay đổi dòng kích thích của nó, tương tự như cách điều chỉnh thế hiệu

 Để thay đổi dòng điện kích thích có thể dùng hai phương pháp:

- Thay đổi giá trị điện trở phụ mắc nối tiếp với cuộn dây kích thích

- Thay đổi thời gian cắt và nối điện trở phụ vào mạch kích thích khi giá trị điện trở phụ không đổi: Rf = const để thay đổi giá trị hiệu dụng của nó

Phương pháp thứ hai đơn giản hơn và dễ thực hiện điều chỉnh tự động, nên nó được sử dụng rộng rãi trong các bộ bộ điều chỉnh hiện nay

Để thực hiện điều chỉnh tự động thế hiệu và dòng điện máy phát, hệ thống điều chỉnh cần phải có một số bộ phận chức năng liên kết với nhau

Cơ cấu đó gồm bộ phận cảm biến: theo dõi thế hiệu của máy phát và bộ phận định trị, ấn định giá trị thế hiệu định mức của máy phát

 Phổ biến nhất hiên nay là sơ đồ dùng điện trở gia tốc (hình 1- 13)

Hình 1- 13 Sơ đồ kết cấu rơ le điều chỉnh thế hiệu với điện trở gia tốc

Trong sơ đồ này: một đầu của cuộn dây từ hoá không được nối trực tiếp với cực thứ hai của máy phát mà được nối vào một điểm của điện trở phụ và điện trở gia tốc Với cách nối như vậy, khi tiếp điểm KK' đóng, thế hiệu đặt lên cuộn dây từ hoá

sẽ được xác định theo biểu thức:

UU(đ) = Umf - iURgt, vì Rgt nhỏ nên:

iU.Rgt  0 và UU(đ)  Umf Khi KK' bắt đầu mở, do hiện tượng tự cảm > dòng kích thích vẫn giữ nguyên giá trị và hướng Dòng điện này chạy qua điện trở gia tốc (vì KK' mở) cùng với dòng

iU, làm tăng độ sụt thế trên nó và làm giảm thế hiệu đặt lên cuộn từ hoá:

UU(m) = Umf - (Ikt+iU)Rgt

So sánh hai biểu thức trên ta thấy rằng:

- Vào thời điểm tiếp điểm mở, thế hiệu trên cuộn dây từ hoá giảm đột ngột một lượng với bước nhảy UU=Ikt.Rgt

- Phụ thuộc vào giá trị của Ikt và Rgt nó không chỉ thay đổi về giá trị mà còn có thể thay đổi cả về dấu (khi UU>Umf)

Sự giảm đột ngột UU gây ra sự giảm đột ngột dòng iU và lực hút điện từ của cuộn dây và lõi thép Do đó, tiếp điểm dưới tác dụng của lực lò xo sẽ đóng lại nhanh hơn

Khi tiếp điểm đóng, thế hiệu đặt lên cuộn dây từ hoá tăng nhanh lên bằng thế hiệu máy phát nên tiếp điểm lại mở ra ngay Như vậy khi có điện trở gia tốc, tần số đóng

mở tiếp điểm tăng lên

c Rơ le đóng mạch :

Về cấu tạo : nó chỉ có một cuộn dây từ hoá chính Wđg Về đặc điểm làm việc thì

nó không làm việc tự động mà được điều khiển bằng khoá điện nối mạch đánh lửa Khi dùng rơ le này lúc đóng mạch điện với công suất lớn thì nó hạn chế dòng phóng

ở các tiếp điểm, và bảo vệ tiếp điểm

2.1.3.4 Bộ chỉnh lưu:

 Nhiệm vụ:

Bộ chỉnh lưu có nhiệm vụ biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều Bộ chỉnh lưu được áp dụng làm nguồn điện áp một chiều điều khiển cấp cho các thiết bị mạ, thiết bị hàn một chiều ; nguồn điện cho các truyền động động cơ điện một chiều, nguồn cung cấp cho mạch kích từ của máy điện một chiều hoặc máy điện đồng bộ Bộ chỉnh lưu còn dùng để chuyển đổi điện xoay chiều thành dạng một chiều

để truyền tải đi xa

 Một số bộ chỉnh lưu thường dung:

Bộ chỉnh lưu 8 diod

Hình 1– 14 Sơ đồ bộ chỉnh lưu 8 diod

Để biến đổi dòng điện xoay chiều của máy phát sang dòng điện một chiều,

ta dùng 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 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- 15) 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- 15 Đường đặc tính dòng điện có 2 diod ở điểm trung hòa

2.2 Giới thiệu chung về xe tham khảo:

2.2.1 Giới thiệu chung về xe Ford Focus 1.6L MT(Z6):

Dòng xe Ford Focus gồm có 5 dòng xe:

- Ford Focus 1.6L MT (Z6) 4 cửa

- Ford Focus 1.8L MT 4 cửa

- Ford Focus 1.8L AT 5 cửa

- Ford Focus 2.0L AT Ghia 4 cửa

- Ford Focus 2.0L AT Sport 5 cửa

- Mặc dù có các dòng xe khác nhau về số cửa nhưng các trang thiết bị trên xe dòng 1.8L và 2.0L giống nhau, còn dòng 1.6L có ít tiện nghi hơn nhưng vẫn đẩm bảo yêu cầu khắc khe của người sử dụng

- Trên các dòng xe ngoài những hệ thống chính, trên các dòng xe đều trang bị những hệ thống hiện đại và tiện nghi như:

- Hệ thống an toàn gồm: Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS); Hệ thống phân phối lực phanh điện tử (EBD); Hệ thống cân bằng điện tử (ESP); Hệ thống túi khí an toàn cho người lái và ghế bên phía trước; Hệ thống cảnh báo lùi; Hệ thống điều hòa;

…

2.2.2 Sơ đồ tổng thể và thông số kỹ thuật của xe Ford Focus 1.6L MT:

Ford

24604488

Bảng 2- 1 Thông số kỹ thuật kích thước xe

xi Hệ thống làm mát: theo kiểu tuần hoàn cưỡng bức: Tức là để việc tuần hoàn của nước làm mát được nhanh hơn, thì dùng bơm nước

- Hệ thống bôi trơn cưỡng bức các te ướt

- Hệ thống nhiên liệu phun xăng điện tử

Hình 2- 2 Hình tổng thể của động cơ 1.6L DOHC Bảng 2- 2 Thông số kỹ thuật của động cơ

8 Hệ thống nhiên liệu (Xăng) PFI (Theo trình tự)

9 Công suất cực đại động cơ KW/rpm 77/6000

13 Hệ thống đánh lửa Bô bin đặt trên bugi

15 Phương pháp làm mát Bằng nước tuần hoàn một vòng kín

16 Phương pháp bôi trơn Cưỡng bức cácte ướt

2.2.3.1.1 Hệ thống khởi động:

Hệ thống khởi động có nhiệm vụ cung cấp một nguồn năng lượng bên ngoài,

quay động cơ đến một tốc độ tối thiểu nào đó để đảm bảo nhiên liệu đưa vào động cơ

có thể đốt cháy được và sau đó động cơ tự làm việc được Tốc độ tối thiểu đó gọi là tốc độ khởi động của động cơ (nkd)

Đối với động cơ xăng tốc độ khởi động thường nằm trong khoảng 35÷50 (v/ph) Trong khi đó, động cơ Diezel cần tốc độ khởi động lớn hơn, vào khoảng 100÷200 (v/ph)

a Cấu tạo hệ thống khởi động:

Hầu hết trên ô tô đều trang bị hệ thống khởi động bằng động cơ điện một chiều

b Nguyên lý hoạt động: Khi bật công tắc máy khởi động ở vị trí Star (13) có dòng

điện từ (+) Ắc quy  Cầu chì (11)  Rơle (12)  cuộn kéo (7) và cuộn giữ (8) Dòng điện từ ắc quy chạy qua cuộn giữ về mát trực tiếp, đồng thời cũng chạy qua cuộn kéo về mát trong máy khởi động Cả hai cuộn cùng tạo từ trường mạnh hút lõi thép qua phía phải làm dịch chuyển cần (5), đẩy khớp truyền (4) sang trái và đồng thời khi lõi thép dịch chuyển áp đĩa tiếp điện (9) vào hai tiếp điểm đóng mạch cho

1

2

109

1112

13

87

6

5

Hình 2- 3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động

1- Ắc quy; 2- Máy khởi động; 3- Lò xo; 4- Khớp truyền động; 5- Cần gạt; 6- Lõi Solennoid; 7- Cuộn hút; 8- Cuộn giữ; 9- Đĩa tiếp điện; 10- Tiếp điểm; 11-

Cầu chì; 12- Rơle máy khởi động; 13- Công tắc máy khởi động

dòng điện chạy trực tiếp từ (+) ắc quy vào rô to máy khởi động làm quay máy khởi động

Sau khi động cơ đã được khởi động, tốc độ vòng của vành răng bánh đà và bánh răng khớp truyền động (4) lớn hơn tốc độ rô to máy khởi động lúc này thông qua khớp một chiều bánh răng khớp truyền động sẽ quay trơn với bánh đà

Tắc công tắc máy khởi động ở vị trí Star (13), thì không dòng điện đi trong mạch máy khởi ngắt máy khởi động ngưng hoạt động đồng thời bánh răng khớp truyền động (4) ra khớp thông qua lò xo (3)

- Công dụng của cuộn hút là tạo thêm từ trường đủ mạnh vào lúc đầu cộng với cuộn giữ để đẩy bánh răng khớp truyền động cài vào vành răng bánh đà, áp đĩa tiếp điện vào hai tiếp điểm Khi đĩa tiếp điện đã áp vào hai tiếp điểm thì điện (+) ắc quy đặt vào cả hai đầu dây của cuộn kéo nên không có dòng điện qua cuộn này Cuộn giữ vẫn tiếp tục tạo từ trường duy trì đĩa tiếp điện áp vào hai tiếp điểm đóng mạch cho máy khởi động Khi ra khớp cuộn giữ ngược lực tạo điều kiện đĩa tiếp điện mở ra nhanh

Hệ thống khởi động điện bao gồm ba bộ phận chính là: Động cơ điện một chiều; Khớp truyền động và cơ cấu điều khiển

+ Động cơ điện: Dùng để biến điện năng của ắc quy thành cơ năng quay trục khuỷu động cơ

Cấu tạo của động cơ điện: Các cuộn dây phần ứng và kích thích của nó thường có tiết diện chữ nhật, kích thước lớn hơn khá nhiều và số vòng dây ít hơn so với các

cuộn dây của máy phát Bởi vì khi khởi động động cơ, máy khởi động (động cơ điện)

tiêu thụ một dòng rất lớn, khoảng: 600 ÷ 800 (A)

+ Khớp truyền động dùng để:

Nối trục của máy khởi động với vành răng bánh đà khi khởi động

Tách chúng ra ngay sau khi động cơ đã nổ

Việc tách trục máy khởi động ra khỏi vành răng bánh đà cần phải được thực hiện

tự động để tránh trường hợp máy khởi động bị động cơ nổ kéo theo với số vòng quay lớn gây hư hỏng

c Mạch điện của hệ thống khởi động:

Hình 2- 4 Sơ đồ mạch điện của hệ thống khởi động của động cơ 1.6L DOHC 1- Công tắc khởi động (Ignition switch); 2- Cầu chì; 3- Ắc quy; 4- Máy phát điện; 5- Máy khởi động; 6- Hệ thống điều khiển động cơ PCM (Powertrain control module);

7- Relay khởi động

 Nguyên lý hoạt động: Khi bật công tắc khởi động (1) đến vị trí 3 (start) có dòng điện từ ắc quy đến rơ le (7) về mass, làm cho rơ le máy khởi động đóng lúc náy có dòng điện đi qua máy khởi động làm cho máy khởi quay

2.2.3.1.2 Hệ thống đánh lửa:

 Động cơ 1.6L DOHC sử dụng hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS) :

+ Không có bộ chia điện, bô bin đặt trên đỉnh bugi Do đó, gần như không còn dây cao áp và giảm được năng lượng tổn thất

+ Cực dương của bugi chế tạo bằng hợp kim “iridium alloy” và cực âm mạ bạch kim + Bên trong mỗi một bô bin có một transistor điều khiển nguồn

Bộ điều khiển điện tử (PCM) nhận tín hiệu từ các cảm biến: cảm biến vị trí cam, cảm biến vi trí trục khuỷu, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, Từ đó, tính toán và đưa ra tín hiệu điện điều khiển đánh lửa tối ưu cho từng bobin

Battery Junction Box (BJB)

7 8

3

4 5

1

2

6

Hình 2- 5 Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa động cơ 1.6L DOHC

1- Bô bin xylanh số 1; 2- Bô bin xylanh số 2; 3- Bô bin xylanh số 3; 4- Bô bin xylanh số 4; 5- Tụ điện; 6,9- Hệ thống điều khiển động cơ PCM (Powertrain control module); 7- Cảm biến vị trí trục khuỷu; 8- Cảm biến vị trí trục cam; 10-

2.2.3.2 Hệ thống truyền lực:

- Hệ thống truyền lực trên xe Ford Focus 1.6L MT (Z6) gồm có: Động cơ, ly hợp, hộp số, fbán trục,truyền lực chính, bộ vi sai được đặt trước và nằm ngang

- Moay ơ và bánh xe trước chủ động

- Ly hợp: Sử dụng ly hợp cơ khí, loại một đĩa, lò so lá

- Hộp số sử dụng trên xe là hộp số sàng, gồm có 5 số tiến và một số lùi

Bảng 2- 3 Thông số kỹ thuật của hộp số:

- Truyền lực chính gồm có một bánh răng trên trục sơ cấp hộp số và bánh răng truyền lực chính loại răng nghiêng

- Vi sai gồm có hai bánh răng bán trục và hai bánh răng vi sai

Hình 2- 6 Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực trên Ford Focus 1.6L MT (Z6) 1- Hộp số ngang và ly hợp; 2- Động cơ; 3- Bán trục; 4- Moay ơ, cầu xe; 5- Bánh xe;

6- Bộ vi sai

2.2.3.3 Hệ thống treo:

 Hệ thống treo trước:

Hệ thống treo trước kiểu Macpherson với thanh cân bằng làm tăng độ chắc chắn,

độ êm và độ bám đường, giúp điều khiển xe dễ dàng và thoải mái hơn hai tay đòn đỡ phía dưới có hình chữ ‘L’, được lắp ghép với dầm ngang thông qua hai bạc lót bằng cao su không cần phải bảo dưỡng

Bộ phận tạo xung cho cảm biến tốc độ bánh xe (Wss) của hệ thống phanh ABS được lắp ghép với vòng bi moay ơ trước

Bộ phận hướng loại đòn-ống: là biến thể của loại hai đòn có chiều dài giống nhau

có chiều dài thanh đòn phía trên l2= 0, loại này có động học xấu hơn, được sử dụng trên xe khách, xe du lịch, loại bộ phận hướng này có thể kết hợp làm giảm chấn

Hình 2- 7 Cơ cấu treo trước xe Ford Focus

2.2.3.4 Hệ thống lái:

Hệ thống lái xe Ford Focus 1.6L MT (Z6) là hệ thống lái có trợ lực Cấu tạo của

hệ thống lái bao gồm: vành tay lái, trục lái, các đăng truyền động, cơ cấu lái, bộ trợ

lực thuỷ lực và dẫn động lái

Bộ trợ lực thuỷ lực làm giảm bớt lực điều khiển, làm giảm bớt các lực va đập sinh

ra do đường xấu truyền lên vô lăng Bộ trợ lực còn làm tăng tính an toàn khi có một

bánh xe dẫn hướng bị nổ

Bơm trợ lực lái là loại bơm cánh gạt, được đặt trên thân động cơ và được dẫn

động bằng đai dẫn động của xe

Tay lái có thể điều chỉnh theo 4 hướng: gật gù và xa-gần đến vị trí thích hợp làm

tăng sự thoải mái cho người lái

Cơ cấu lái là loại bánh răng - thanh răng Loại này có kết cấu nhỏ gọn, tỷ số

truyền nhỏ, độ nhạy cao, chế tạo đơn giản và hiệu suất cao

5 6 7

8 9

10

11

13 14 15 16 18

23 24

20 22

21

Hình 2- 9 Sơ đồ hệ thống lái Ford Focus 1.6L MT (Z6)

1- Đai ốc hãm; 2- Khớp cầu; 3- Đòn quay đứng; 4- Đai ốc dầu; 5- Đường dầu từ bơm

đến; 6- Đường dầu hồi về bình chứa; 7- Hộp điều khiển lái; 8- Vô lăng; 9- Trục lái;

10- Trục các đăng; 11- Khớp các đăng; 12- Đai ốc định vị trục van điều khiển; 13-

Cơ cấu lái; 14- Gân tăng cứng; 15- Đường dầu nối giữa khoang phải xy lanh với van

xoay; 16- Đường dầu nối giữa khoang trái xy lanh với van xoay; 17- Xy lanh trợ lực;

18- Đai ốc dầu; 19- Thanh kéo ngang; 20- Thanh kéo bên; 21- Đai ốc hãm; 22- Bánh

Phanh tay là phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau

Để đảm bảo an toàn và tính ổn định khi phanh trên xe có trang bị hệ thống ABS (Anti Lock Brake Systems) Tín hiệu vào và tín hiệu ra của ABS đưa lên đường truyền dữ liệu mạng CAN tốc độ cao đến PCM

Thiết bị của hệ thống ABS gồm: cảm biến lắp trên bánh xe (ghi nhận tình trạng hoạt động); bộ xử lý điện tử và thiết bị điều áp (đảm nhiệm thay đổi áp suất trong piston phanh) Kiểu ABS hiệu quả nhất có thể tự động điều chỉnh áp suất dầu phanh trên từng cụm bánh, số cảm biến đo vận tốc góc, module áp suất, đường điều khiển

bằng số bánh xe

Hình 2- 10 Sơ đồ hệ thống phanh trên xe Ford Focus 1.6L MT (Z6) có sử dụng ABS

1, 2 - Cảm biến tốc độ bánh xe trước; 3 - Cảm biến tốc độ bánh xe sau; 4 - PCM;

5 - Xy lanh chính

 Kết cấu phanh đĩa:

Hình 2- 11 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa 1- Đĩa phanh; 2- Chốt dẫn hướng; 3- Piston; 4- Xylanh; 5- Bu lông xả khí; 6- Vòng

làm kín; 7- Chụp bụi; 8- Má kẹp; 9- Má phanh;10- Rãnh thông gió

3 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CUNG CẤP:

3.1 Phân tích chọn phương án thiết kế:

Hệ thống cung cấp điện trên ô tô có nhiệm vụ cung cấp năng lượng điện cho các phụ tải với một hiệu điện thế ổn định ở mọi điều kiện làm việc trong thời gian dài của

ô tô máy kéo

Với một chiếc ô tô hiện đại như ngày nay, các hệ thống điện trên ô tô đều có công suất lớn, với nhiều nhiều hệ thống hiện đại và tiện nghi để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của người sử dụng

Với tải có công suất lớn như vậy cho nên cần có hệ thống cung cấp nguồn năng lượng lớn và ổn định ở mọi chế độ, hiện nay trên ô tô có các nguồn cung cấp năng lượng điện chủ yếu là Ắc quy và Máy phát

 Ắc quy là không thể tái tạo lại năng lượng điện để cung cấp cho các phụ tải trên ô

tô máy kéo trong thời gian dài, mặc dù ắc quy có dòng phóng lớn, độ sụt thế tương đối bé và điện thế ổn định, như vậy trên ô tô máy kéo ắc quy chỉ là nguồn năng lượng phụ Nhưng ắc quy là một bộ phận không thể thiếu trong hệ thống cung cấp điện trên

ô tô Trong hệ thống điện ô tô, ắc quy là nguồn năng lượng dùng để:

- Cung cấp năng lượng cho máy khởi động khi khởi động động cơ

- Cung cấp năng lượng cho tất cả các phụ tải khác khi động cơ không làm việc hoặc làm việc ở số vòng quay nhỏ

- Nếu phụ tải mạch ngoài lớn hơn công suất của máy phát, thì ắc quy sẽ cùng với máy phát cung cấp cho các phụ tải

 Máy phát điện: Là nguồn cung cấp năng lượng điện cho tất cả các phụ tải và nạp

điện cho ắc quy trên ô tô máy kéo khi động cơ hoạt động ở số vòng quay trung bình

và lớn, lúc này nạp điện cho ắc quy và cung cấp cho tải

+ Máy phát điện gồm có máy phát điện một chiều và máy phát điện xoay chiều:

 Máy phát điện một chiều: Các máy phát điện một chiều điều có kết cấu đơn giản,

có khả năng hạn chế và tự động điều chỉnh dòng điện máy phát theo số vòng quay Tuy vậy nó có nhiều nhược điểm như:

Phải luôn luôn nối mạch điện với ắc quy chúng mới làm việc được, công suất nhỏ

Cản trở việc điều chỉnh thế hiệu của máy phát

Làm giảm tuổi thọ của ắc quy

Do đó loại máy phát này hiện nay không còn dùng trên ô tô máy kéo

 Máy phát điện xoay chiều: Có công suất lớn, có kết cấu đơn giản, có dòng điện ra

ổn định ở số vòng quay nhỏ - trung bình và lớn

Làm việc tin cậy, hiệu suất cao, ít nóng, mức nhiễu xạ vô tuyến thấp

Chịu được rung sóc bụi bẩn và làm việc tin cậy trong môi trường có nhiệt độ cao,

có nhiều hơi dầu mỡ nhiên liệu

Tuổi thọ cao

Kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhỏ, giá thành thấp

 Trên hầu hết các ô tô hiện đại ngày nay người ta đều sử dụng loại máy phát xoay chiều 3 pha kích thích kiểu điện từ

Qua những phân tích ở trên ta chọn loại máy phát điện xoay chiều 3 pha kích thích điện từ có vòng tiếp điện và sơ đồ hệ thống cung cấp của hệ thống cung cấp

Hình 3- 1 Sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp 1- Ắc quy; 2- Cầu chì; 3- Máy khởi động; 4- Bộ chỉnh lưu; 5- Máy phát; 6- Tiết

chế; 7- Bộ điều khiển điện tử PCM; 8- Hộp cầu chì

 Nguyên lý hoạt động:

Khi bật công tắc máy động cơ chưa hoạt động hay hoạt động với tốc độ nhỏ, máy phát chưa cấp điện lúc náy có dòng điện chạy trong mạch là: (+) ắc quy → công tắc máy → cầu chì → đến cuộn kích từ máy phát và bộ điều khiển điện tử PCM → Hộp cầu chì → các phụ tải → mass để cung cấp cho các phụ tải

Khi động cơ hoạt động với tốc độ trung bình và lớn máy phát sẽ cung cấp điện cho các phụ tải và nạp cho ắc quy, có dòng điện đi như sau: Máy phát → chỉnh lưu

→ tiết chế → bộ điều khiển điện tử PCM → hộp cầu chì cung cấp cho các phụ tải và nạp điện cho ắc quy → mass

3.2 Tính toán hệ thống cung cấp:

3.2.1 Tính toán công suất máy phát:

Công suất tổng của máy phát được xác định từ công suất cung cấp cho các tải liên tục và tải gián đoạn trên ô tô

3.2.1.1 Tính công suất tiêu thụ của các phụ tải hoạt động liên tục:

Ở chế độ tải hoạt động liên tục thì hệ số sử dụng của mỗi tải là:  = 100 % Công suất tiêu thụ của các phụ tải hoạt động liên tục được xác định bằng tổng công suất của các phụ tải đó

Bảng 3-1 Công suất tiêu thụ của các phụ tải hoạt động liên tục

STT Tải điện hoạt động liên tục Đơn vị Giá trị

Bảng 3- 2 Phân tích hệ số sử dụng đối với các phụ tải hoạt động gián đoạn: STT

1 Radio, Cát sét

Dùng rất ít chỉ sử dụng khi xe đi vào các khu vực bắt buộc bật Radio để nghe sự chỉ dẫn của khu vực đó và nghe radio Cát sét cũng ít khi sử dụng

0,5

4 Đèn dừng Dùng khi xe dừng và đổ trong thời gian ngắn 0,1

5 Đèn cốt Dùng khi xe đi vào ban đêm, các hầm đường bộ

6 Đèn pha

Dùng khi muốn vượt qua xe khác vào ban đêm, khi đi trên đường không có đèn chiếu sáng hai bên để tăng khả năng chiếu sáng giúp cho lái xe

dễ quan sát

0,5

7 Đèn biển số Dùng vào ban đêm và nó hoạt động cùng với đèn

8 Đèn báo rẽ Dùng khi xe muốn thay đổi hướng di chuyển khi

10 Đèn trần Dùng khi xe đi ban đêm, vào đường hầm, khi trời

11 Motor điều

khiển kính

Dùng khi máy điều hòa trong xe bị hỏng tạm thời, khi cần lấy vật nào đó ở phía ngoài xe mà không cần mở cửa xe

15 Còi Dùng khi muốn vượt qua đám đông, cảnh báo

qua các ngã rẽ, vượt qua xe khác 0,1

16 Đèn sương mù Dùng khi xe đi vào bang đêm - ngày ở những

Bảng 3-3 Gía trị phụ tải hoạt động gián đoạn

STT Phụ tải hoạt động gián

đoạn

Giá trị thực (W)

Hệ số sử dụng



Công suất tương đương (W)

11 Motor điều khiển kính 4x40 0,15 24

Tổng công suất tiệu thụ của các phụ tải hoạt động không liên tục

P2 ( W)

531

Có tổng công suất của phụ tải gián đoạn: P2 = 531[W]

Suy ra tổng công suất làm việc của máy phát:

P = P1 + P2 = 450+ 531 = 981 [W]

Cường độ dòng điện yêu cầu của máy phát:

1,7014

P

Trong đó:

It- Cường độ dòng điện yêu cầu

P - Tổng công suất tiêu thụ của các phụ tải trên xe

Uđm - Điện áp định mức, Uđm = 14 (V)

Cường độ dòng điện định mức của máy phát:



t đm

1,70

I

Vậy khi có Iđm ta chọn máy phát trên xe là K1(→)14V/50-80A

Trong đó:

K1 : Stator (OD) mô tả vấu cực của máy phát có lắp rắp diode nhỏ gọn

(→) : Chiều quay của máy phát quay theo chiều quay của đồng hồ

14V : Điện áp phát ra của máy phát