Tính toán hệ thống cung cấp và dây dẫn trên ôtô

Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô MỤC LỤC -1- Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô LỜI NÓI ĐẦU Sau hoàn thành học phần trang bị điện điện tử động ôtô, sinh viên giao nhiệm vụ làm đồ án môn học trang bị điện điện tử động lực Với công nghiệp phát triển ngày đại, nhu cầu lao động sống người nâng cao Vấn đề vận chuyển hàng hóa, lại người nhu cầu cần thiết Ô tô loại phương tiện phát triển phổ biến giới Việt Nam nhằm đáp ứng cho nhu cầu Là sinh viên ngành động lực, việc tìm hiểu trang thiết bị điện phân tích sơ đồ điện vấn đề quan trọng Đồ án môn học trang bị điện điện tử động lực giúp sinh viên nắm bắt hiểu rõ hệ thống điện bố trí ôtô Cũng qua đây, sinh viên có hội để nắm bắt rõ kiến thức mà sau gặp công việc thực tế, nhờ tránh bỡ ngỡ ban đầu Cuối em xin cảm ơn đến thầy Phạm Quốc Thái tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án tiến độ Vì tài liệu tham khảo hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót, nhầm lẫn Do vậy, em mong thầy thông cảm bảo thêm để em hoàn thiện trình học tập Đà Nẵng, tháng 11 năm 2012 Sinh viên Trương Minh Huy -2- Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô Tổng quan hệ thống cung cấp điện ô tô 1.1 Giới thiệu chung Hệ thống cung cấp điện có nhiệm vụ cung cấp lượng điện cho phụ tải với hiệu điện ổn định điều kiện làm việc ôtô máy kéo Để cung cấp lượng cho phụ tải ô tô, cần phải có phận tạo nguồn lượng có ích Nguồn lượng tạo từ mát phát điện ô tô Khi động hoạt động, máy phát cung cấp điện cho phụ tải nạp điện cho acquy Để đảm bảo toàn hệ thống hoạt động cách hiệu quả, an toàn Năng lượng đầu máy phát lượng yêu cầu cho tải điện phải thích hợp với Hệ thống cung cấp điện ôtô bao gồm : + Ăcquy + Máy phát điện + Bộ chỉnh lưu + Bộ điều chỉnh BATTERY E20-1 E20-2 LAMP SENSING R2 RECTIFIER FIELD COIL Df R3 R1 ZD R4 STATOR COIL Tr1 Hình 1.1 Sơ đồ mạch thống cung cấp điện ô tô (chỉnh lưu cầu pha) 1.2 Ăcquy 1.2.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu • Công dụng -3- Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô Trong hệ thống điện ô tô máy kéo, Ăc quy nguồn lượng phụ, dùng để: - Cung cấp lượng cho máy khởi động khởi động động cơ; - Cung cấp lượng cho tất phụ tải khác động không làm việc làm việc số vòng quay nhỏ; - Nếu phụ tải mạch lớn công suất máy phát, Ăc quy với máy phát cung cấp cho phụ tải • Phân loại Ăcquy ô tô máy kéo Ăcquy khởi động, khác Ăcquy dùng cho thiết bị khác + Theo tính chất dung dịch điện phân, Ăc quy chia loại: - Ăc quy a xít: dung dich điện phân axít H2SO4 - Ăc quy kiềm: dung dịch điện phân KOH NaOH So sánh hai loại Ăc quy a xít kiềm Ăc quy a xít có suất điện động ngăn cao (~2V), điện trở nhỏ hơn, nên phóng với dòng lớn độ sụt ít, chất lượng khởi động tốt Ăc quy kiềm có suất điện động ngăn khoảng 1,38V, giá thành cao (2 lần) phải sử dụng loại vật liệu quý bạc, niken, cađimi, điện trở lớn Tuy vậy, Ăc quy kiềm có độ bền học tuổi thọ cao (4 lần), làm việc tin cậy + Các Ăc quy a xít, theo vật liệu vỏ bình chia ra: vỏ êbônít, cao su cứng hay vật liệu tổng hợp khác + Các Ăc quy kiềm, theo vật liệu cấu tạo cực chia loại: - Sắt - Niken (Fe - Ni); - Cađimi - Niken (Cd - Ni); - Bạc - kẽm (Ag - Zn) Ngoài Ăc quy phân loại theo hiệu, theo dung lượng, theo vật liệu cách, • Yêu cầu Các Ăcquy dùng ô tô máy kéo có nhiệm vụ quan trọng cung cấp lượng cho máy khởi động khởi động động cơ, với dòng tiêu thụ lớn từ 400 600A, chí có trường hợp tới 2000A, Ăc quy ô tô máy kéo trước hết phải đảm bảo yêu cầu: -4- Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô - Phải có khả thời gian ngắn từ 10 S, cung cấp dòng phóng lớn (tương ứng với dòng khởi động) mà sau trạng thái kỹ thuật chúng không thay đổi; - Có điện trở nhỏ, để phóng với dòng lớn độ sụt bé, đảm bảo khởi động dễ dàng động điều kiện sử dụng Các Ăcquy có đặc điểm gọi Ăcquy khởi động Ngoài Ăcquy phải: - Có điện dung lớn với khối lượng kích thước tương đối bé; - Có điện ổn định, tượng tự phóng điện không đáng kể; - Làm việc tin cậy nhiệt độ môi trường dao động giới hạn rộng; - Phục hồi nhanh chóng điện dung nạp điều kiện sử dụng khác nhau; - Đơn giản bảo dưỡng sửa chữa; - Có độ bền học cao, chịu rung sóc, thời hạn phục vụ lớn giá thành rẻ 1.1.2 Ăc quy axit + Cấu tạo Vỏ bình : Có dạng hình hộp chữ nhật, làm nhựa êbônít, cao su cứng hay chất dẻo chịu a xít chia thành ngăn tương ứng với số lượng ắc quy đơn cần thiết Trong ngăn đặt khối cực Dưới đáy vỏ bình có gân dọc hình lăng trụ để đỡ khối cực Khoảng trống đáy gân dùng để chứa chất kết tủa, chất tác dụng bong từ cực, để chúng không làm chập (ngắn mạch) cực khác dấu Khối cực : bao gồm cực dương âm đặt xen kẽ nhau, chúng có ngăn cách điện Mỗi cực gồm có phần cốt hình mắt cáo chất tác dụng trát Phần cốt có tai để nối cực tên với thành phân khối cực Phần cốt có chân để tựa lên gân đáy bình Các chân bố trí so le để tránh chập mạch qua sống đỡ -5- Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô Hình 1.2 Cấu tạo chung Acquy 1- Cọc bình; 2- Thanh nối ; 3- Hộc bình ; 4- Bản cực; 5- Dung dịch 6- Tấm chắn ; 7- Vỏ ; 8- Ngăn bình; 9- Nắp ; 10- Nút thông Nắp, nút, cầu nối : Để làm kín ắc quy, ngăn đậy nắp riêng chế tạo từ nhựa êbônít hay chất dẻo (hình 2.42) Trên nắp có ba lỗ: hai lỗ hai bên để luồn đầu cực khối cực Còn lỗ để đổ kiểm tra dung dịch điện phân Trong hai lỗ bên có ép ống lót chì Để làm kín chỗ nối ghép nắp vỏ bình người ta dùng nhựa bitum + Nguyên lý làm việc Ăcquy gồm hai cực chì đặt bình làm vật liệu cách điện chịu a xít Khi đổ vào bình dung dịch điện phân hỗn hợp a xít H 2SO4 nước cất cực chì bị ô xy hoá tác dụng a xít Trên bề mặt chúng tạo thành lớp sun phát chì PbSO có màu xám nhạt Nồng độ dung dịch điện phân lúc giảm lượng a xít tham gia phản ứng với chì để tạo thành muối Quanh điện cực dung dịch loãng, có nước nguyên chất, phân ly thành ion H+ OH- Nếu nối cực ắc quy với máy phát hay nguồn điện chiều đó, tác dụng điện áp nguồn, điện tử theo mạch chuyển động đến cực âm ắc quy dung dịch ion mang điện chuyển động đén điện cực trái dấu với -6- Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc Acquy axit - Tại cực âm: ion dương hoá trị (Pb 2+) nhận điện tử trở thành chì nguyên chất, ion H+ SO42- kết hợp tạo thành a xít, tức viết: PbSO4 (Pb2+ + SO42-) + 2e + 2H+ > Pb + H2SO4 - Tại cực dương: ion dương hoá trị (Pb 2+) cho điện tử, bị ô xy hoá thành ion hoá trị (Pb 4+) kết hợp với ion OH - tạo thành ô xýt chì PbO nước đây, ion H + SO42- kết hợp tạo thành a xít làm tăng nồng độ dung dịch, tức viết: PbSO4 (Pb2+ + SO42-) - 2e + 4OH- + 2H+ > PbO2 + 2H2O + H2SO4 Quá trình trình nạp ắc quy Sau nạp no, phản ứng biến đổi hoá học kết thúc cực dương trở thành ô xýt chì có màu nâu thẫm, cực âm chì nguyên chất có màu ghi đá Lúc nồng độ dung dich không tăng lên tiếp tục nạp xảy tượng phân giải (điện phân) nước thành hyđrô ô xy bay khỏi dung dịch dạng bọt khí tương -7- Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô tự nước sôi, gọi tượng "sôi" Đó dấu hiệu chứng tỏ ắc quy nạp no hoàn toàn Hình 1.4 Sơ đồ trình điện hóa xảy nạp Phương trình phản ứng chung cho trình điện hoá xảy ắc quy nạp có dạng: 2PbSO4 + 2H2O > PbO2 + Pb + 2H2SO4 Sau nạp no, cực ắc quy xuất hiệu ≈2V Nếu nối ắc quy (đã nạp) với phụ tải ắc quy phóng điện cung cấp lượng cho phụ tải xảy trình điện hoá ngược lại: - Dòng điện mạch từ cực dương sang cực âm; - Các cực biến đổi dần thành PbSO4 - Nồng độ dung dịch loãng dần thành nước -8- Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô Hình 1.5 Sơ đồ trình điện hóa xảy phóng Khi phản ứng hoá học kết thúc, ắc quy phóng hết dòng điện triệt tiêu Để ắc quy tiếp tục làm việc cần phải nạp lại Như vậy, ắc quy biến đổi lượng có tính thuận nghịch + Dung dịch điện phân Trong ắc quy a xít, dung dịch điện phân dung dịch H 2SO4 pha chế từ a xít nguyên chất nước cất theo nồng độ quy định phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, mùa vật liệu ngăn (thường dao động khoảng 1,25 1,31 g/cm ắc quy nạp no) Nồng độ cao làm cháy hỏng ngăn, chóng rụng cực, ắc quy dễ bị sunphát hoá làm giảm tuổi thọ điện dung Nồng độ thấp suất điện động ắc quy giảm dung dịch dễ bị đóng băng nhiệt độ thấp Khi pha chế dung dịch cần ý: - Không dùng a xít có thành phần tạp chất cao nước nước cất Vì dùng làm tăng trình tự phóng điện ắc quy, cực chóng bị sunphát hoá giảm điện dung; - Các dụng cụ pha chế phải chịu a xít; -9- Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô - Để đảm bảo an toàn pha chế, tuyệt đối không đổ nước vào axít đặc mà phải đổ từ từ axít vào nước khuấy 1.3 Máy phát điện 1.3.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu * Công dụng Máy phát nguồn điện ô tô máy kéo, có nhiệm vụ: - Cung cấp điện cho tất phụ tải; - Nạp điện cho ắc quy số vòng quay trung bình lớn động * Phân loại Máy phát ô tô máy kéo, theo tính chất dòng điện phát chia làm hai loại chính: + Máy phát điện chiều + Máy phát điện xoay chiều Máy phát điện chiều, theo tính chất điều chỉnh chia ra: + Loại điều chỉnh (bằng chổi điện thứ ba) + Loại điều chỉnh (bằng điều chỉnh điện kèm theo) Các máy phát điện chiều loại điều chỉnh có kết cấu đơn giản, có khả hạn chế tự động điều chỉnh dòng điện máy phát theo số vòng quay Tuy có nhiều nhược điểm như: - Phải luôn nối mạch điện với ắc quy chúng làm việc - Cản trở việc điều chỉnh hiệu máy phát - Làm giảm tuổi thọ ắc quy Do loại máy phát thấy Vì đề cập đến loại máy phát điều chỉnh - 10 - Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô E = U + I ­ R ­ = U (1 + I­ R­ ) = U (1 + β) U Trong đó: E = CEnΦ - Suất điện động máy phát; Ở đây: CE - Hằng số kết cấu máy phát; n - Số vòng quay phần ứng; Φ - Từ thông máy phát U - Thế hiệu máy phát (trên hai đầu cuộn dây phần ứng); Iư, Rư - Dòng điện điện trở cuộn dây phần ứng Đối với máy phát xoay chiều Iư giá trị trung bình dòng chỉnh lưu; β= I­ R­ U U= Ta có: - Hệ số phụ tải máy phát E n = C Eφ (1 + β) (1 + β) Từ phương trình ta thấy rằng: - Khi tốc độ phụ tải máy phát thay đổi hiệu máy phát điều chỉnh (giữ không đổi) cách thay đổi từ thông Φ, tức thay đổi dòng điện kích thích máy phát - Dòng điện tải máy phát Imf ≈ Iư = (U/Rft) (ở Rft - tổng trở tất phụ tải) Biểu thức cho thấy rằng: phụ tải số vòng quay máy phát thay đổi, việc điều chỉnh dòng điện máy phát quy việc thay đổi dòng kích thích nó, tương tự cách điều chỉnh hiệu Để thay đổi dòng điện kích thích dùng hai phương pháp: - 16 - Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô - Thay đổi giá trị điện trở phụ mắc nối tiếp với cuộn dây kích thích - Thay đổi thời gian cắt nối điện trở phụ vào mạch kích thích giá trị điện trở phụ không đổi: Rf = const để thay đổi giá trị hiệu dụng Hình 1.7 Phương pháp thay đổi giá trị g kích thích a-Điện trở phụ có giá trị thay đổi; b- Điện trở phụ có giá trị không đổi Phương pháp thứ hai đơn giản dễ thực điều chỉnh tự động, nên sử dụng rộng rãi ĐCĐ Để thực điều chỉnh tự động hiệu dòng điện máy phát, hệ thống điều chỉnh cần phải có số phận chức liên kết với Cơ cấu đo gồm phận cảm biến: theo dõi hiệu máy phát phận định trị: ấn định giá trị hiệu định mức máy phát 1.4.3 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh điện - Khi Umf < Uổn định : diod ổn áp VD1 chưa bị đánh thủng nên dòng điện chạy qua cường độ dòng điện qua BE1 gần không Điện áp - 17 - Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô đặt lên mối nối BE transitor không, làm cho VT1 đóng Lúc : điện trở VT1 lớn nhiều so với R3 nên cực B VT2 nối với âm nguồn qua R3 làm cho VT2 mở dòng điện kích thích có chiều : (+)MF → R0 → VD2 →VT2 → Wkt → mát → (-)MF - Khi Umf > Uổn định : diod ổn áp VD1 bị đánh thủng, lúc có dòng điện chạy qua gây sụt áp R1 làm cho UBE1 tăng lên (>0) dẫn đến VT1 mở Vì VT1 mở nên điện trở VT1 giảm dần, cực B VT2 nối với dương nguồn thông qua VT1, UBE2 lúc xấp xỉ không (VT2 dẫn) Khi VT2 dẫn, R0 nối vào mạch kích thích lam I kt giảm xuống Umf giảm theo Umf giảm đến nhỏ Uôđ lại làm cho VT2 mở cho dòng kích thích qua lại làm cho Umf tăng lên Quá trình lặp lặp lại theo chu kỳ đảm bảo cho Umf ≈ Uôđ 1.5 Bộ chỉnh lưu 1.5.1 Nhiệm vụ Bộ chỉnh lưu có nhiệm vụ biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện chiều Bộ chỉnh lưu áp dụng làm nguồn điện áp chiều; làm nguồn điện chiều có điều khiển cấp cho thiết bị mạ, thiết bị hàn chiều ; nguồn điện cho truyền động động điện chiều, nguồn cung cấp cho mạch kích từ máy điện chiều máy điện đồng Bộ chỉnh lưu dùng để chuyển đổi điện xoay chiều thành dạng chiều để truyền tải xa 1.5.2 Một số dạng chỉnh lưu thường dùng a/ Bộ chỉnh lưu diod - 18 - Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô Hình 1.9 Bộ chỉnh lưu diod Để biến đổi dòng điện xoay chiều máy phát sang dòng điện chiều, ta dùng chỉnh lưu diode, diode 14 diode Đối với máy phát có công suất lớn (P > 1000 W), xuất sóng đa hài bậc thành phần hiệu điện pha ảnh hưởng từ trường cuộn pha lên cuộn kích làm giảm công suất máy phát b/ Bộ chỉnh lưu 8diod Hình 1.10 Bộ chỉnh lưu 8diod Vì 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% Trong số máy - 19 - Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô phát, người ta sử dụng diode nhỏ (diode trio) mắc từ pha để cung cấp cho cuộn kích đồng thời đóng ngắt đèn báo nạp c/ Bộ chỉnh lưu 14 diod Hình 1.11 Bộ chỉnh lưu 14 diod Acquy; Cuộn kích (G); Cuộn dây stator; Diode chỉnh lưu (+); Diode chỉnh lưu (-); Diode trio; Các diode công suất; Diode chỉnh lưu dòng trung hòa; Tụ điện; 10 Đầu cuối cuộn dây máy phát (W) + Hoạt động chỉnh lưu Trên hình 1.12 sơ đồ máy phát chỉnh lưu pha có nắn dòng mắc theo sơ đồ nắn dòng nửa chu kỳ, pha Các cuộn dây stator đấu dạng Với kiểu mắc quan hệ điện áp cường độ dòng điện dây pha là: Un = UΦ In = IΦ Ta giả thiết tải máy phát điện trở Điện áp tức thời pha A, B, C là: UA = Umsinωt UB = Umsin(ωt - 2π/3) UC = Umsin(ωt + 2π/3) - 20 - Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô Trong đó: Um : điện áp cực đại pha ω = 2πf = 2π.n.p/ 60 vận tốc góc Ta giả thiết diode mắc hướng thuận có điện trở Rt vô bé (Rt = 0) hướng ngược lớn (Rn = ∞) Trên sơ đồ chỉnh lưu pha có diode; diode nhóm hay gọi diode dương (D1, D3, D5), có catod nối với nhau; Nhóm gọi diode âm (D2, D4, D6) có anode nối với Ở hướng dẫn điện, diode nhóm dẫn điện anode có điện cao hơn, nhóm diode dẫn có điện thấp Vì vậy, thời điểm có diode hoạt động, diode cực tính dương (phía trên) diode cực tính âm (phía dưới) Mỗi diode cho dòng điện qua 1/3 chu kỳ (T/3) A D1 D3 D5 Ua R Ub Uc D2 D4 D6 B C C Hình 1.12 Sơ đồ chỉnh lưu máy phát pha điện áp sau chỉnh lưu - 21 - Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô Điện dây máy phát đưa lên chỉnh lưu Điện áp chỉnh lưu xác định tung độ nằm đường cong (hình 1.12) điện áp pha UA, UB, UC Vì vậy, điện áp chỉnh lưu tức thời Umf thay đổi tần số xung động điện áp chỉnh lưu lớn tần số điện áp pha lần 1.6 Kết luận - Sau trình tìm hiểu chung hệ thống cung cấp, tìm hiểu cấu tạo nguyên lý làm việc phận hệ thống cung cấp, phân tích ưu, nhược điểm loại Ta đến việc chọn hệ thống cung cấp vẽ sơ đồ mạch điện hệ thống sau: + Loại máy phát mà ta chọn máy phát điện xoay chiều pha kích thích kiểu điện từ + Hệ thống sử dụng chỉnh lưu cầu pha + Bộ điều chỉnh điện sử dụng điều chỉnh bán dẫn vòng tiếp điện - Sau sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp chọn: Dht Khóa di?n R1 D4 D5 D6 T1 Rf T2 D0 D1 D2 D3 R2 Rt R3 R4 Wkt Dbv Hình 1.13 Sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp ô tô - Nguyên lý làm việc hệ thống: Khi đóng công tắc điện ắc quy cung cấp điện áp cho máy khởi động làm khởi động động Động làm việc kéo máy phát quay tạo dòng điện xoay chiều ba pha, nhờ có chỉnh lưu cầu ba pha biến dòng điện xoay chiều máy phát thành dòng chiều cung cấp cho phụ tải nạp lại điện cho ắc quy Máy - 22 - Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô phát điện ô tô làm việc điều kiện số vòng quay, phụ tải chế độ nhiệt thay đổi giới hạn rộng Khi Umf < Uôd: điốt ổn áp Do chưa bị đánh thủng nên dòng chạy qua  UEB1 =  T1 đóng Lúc này: R(T1) >> R3  B T2 nối với cực âm qua R3  T2 mở  chio dòng kích thích qua theo mạch: (+)MF  Đht  T2  Wkt  Mát  (-)MF Khi Umf > Uôd: điốt ổn áp Do bị đánh thủng  có dòng chạy qua gây Sụt áp R1  UEB1 tăng lên (>0)  T1 mở  R(T1) giảm  nối cực gốc B2 với cực dương (+)  UEB2 =  T2 đóng  Rf nối vào mạch kích thích làm Ikt giảm xuống Umf giảm theo Umf giảm < Uôd lại làm T2 mở cho dòng kích thích qua  Umf lại tăng lên Quá trình lặp lại theo chu kỳ, đảm bảo cho Umf ≈ Uôd Tính toán lựa chọn công suất máy phát Công suất tổng máy phát xác định từ công suất cung cấp cho tải liên tục tải gián đoạn ô tô ∑ Công suất tổng: P = P1 + P2 [W] Với P1: Công suất cung cấp cho tải hoạt động liên tục P1 = ∑ Pi P2: Công suất cung cấp cho tải hoạt động gián đoạn Pj : Công suất tải gián đoạn λ j : Hệ số sử dụng tải gián đoạn P2= ∑ Pj × λ j Bảng 1: Các phụ tải hoạt động liên tục - 23 - Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô Tải điện hoạt động liên tục Công suất( W) Hệ thống đánh lửa 25 Bơm nhiên liệu 65 Hệ thống phun nhiên liệu 100 Hệ thống điều khiển 120 Tổng công suất P1 (W) 310 Suy tổng công suất phụ tải hoạt động liện tục: P1= 25+65+100+120= 310 [W] Ta khảo sát với xe du lịch chạy đường cao tốc Khi ta chọn hệ số sử dung hệ thống điện xe sau Bảng : Tính toán công suất tiêu thụ cần thiết cho tấc phụ tải hoạt động gián đoạn ST Phụ tải hoạt động gián Giá trị thực T đoạn (W) Radio 35 0,3 10,5 Đèn báo Taplô 50 0,9 45 Đèn kích thước 4x12 0,5 24 Đèn đỗ xe 4x4 0,2 3,2 Đèn cốt 2x55 0,5 55 Đèn pha 2x60 0,2 24 Đèn biển số 4x10 0,5 20 Đèn báo rẽ 4x21 0,3 25,2 Đèn stop 2x21 0,4 16,8 10 Đèn trần 0,5 2,5 11 Motor nâng / hạ kính 4x30 0,2 24 - 24 - Hệ số sử dụng λ Công suất tương đương (W) Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô 12 Quạt điều hòa nhiệt độ 2x80 0,5 80 13 Sấy kính 120 0,1 12 14 Motor rửa kính 60 0,1 15 Còi 40 0,2 16 Đèn sương mù 2x40 0,1 17 Đèn lùi 2x24 0,1 4,8 18 Motor gạt nước mưa 75 0,2 15 19 Motor khởi động 900 0,1 90 20 Quạt làm mát động 2x120 0,9 216 21 Mồi thuốc 90 0,1 22 Motor bơm ABS 90 0,2 18 Tổng công suất tiêu thụ phụ tải hoạt động không liên tục P2( W) Có tổng công suất phụ tải gián đoạn: P2 = 717 [W] Suy tổng công suất làm việc máy phát: P ∑ = P1 + P2 = 310 + 717 = 1027[W] Cường độ dòng điện yêu cầu máy máy phát: It = P∑ 1027 = = 85,58 Ung 12 [A] Cường độ dòng điện định mức máy phát: I đm = It η - 25 - 717 Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô Với η I đm = => hiệu suất máy phát, chọn I t 85,58 = = 106,98 η 0,8 η = 0.8 [A] Vậy cần chọn máy phát có công suất Iđm ≥ 106,98 [A] Theo catalog máy phát ta chọn loại 1L8Z10346CBRM(6G) dựa theo catalog hãng FORD đưa ra, U = 12V, I = 110A - 26 - Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô Tính toán lựa chọn dây dẫn Các hư hỏng hệ thống điện ô tô ngày chủ yếu bắt nguồn từ dây dẫn, đa số linh kiện bán dẫn chế tạo với độ bền cao Ô tô đại số dây dẫn nhiều xác suất hư hỏng cao Dây dẫn ô tô thường dây đồng có bọc chất cách điện nhựa PVC So với dây điện dùng nhà dây dẫn điện ô tô dẫn điện cách điện tốt Chất cách điện bọc dây đồng có điện trở lớn (1012Ω/mm) mà phải chịu xăng dầu, nhớt, nước nhiệt độ cao, dây dẫn chạy qua nắp máy ( hệ thống phun xăng đánh lửa ) Ở nước nhiệt đới Việt Nam, trình lão hóa dây nhanh, hậu lớp cách điện bắt đầu bong gây nên tình trạng chập mạch điện Thông thường tiết diện dây dẫn phụ thuộc vào cường độ dòng điện chạy dây Tuy nhiên điều, lại ảnh hưởng không đến nhà chế tạo lý kinh tế Dây dẫn có kích thước lớn độ sụt áp đường dây nhỏ dây dẫn nặng Điều lại tăng chi phí phải mua thêm ngyên vật liệu Vì mà nhà sản xuất cần phải có so đo hai yếu tố vừa nêu Bảng sau cho ta thấy độ sụt áp dây dẫn số hệ thống điện ô tô mức cho phép Nhìn chung , độ sụt áp cho phép đường dây thường nhỏ 10% điện áp định mức Đối với hệ thống 24V giá trị phải nhân đôi Tiết diện dây dẫn thường tính theo công thức : S= I ρ l ∆U - 27 - Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô Trong : I : cường độ dòng điện chạy dây tính Ampere ρ = 0,0178 Ω.mm2/m điện trở suất đồng S : tiết diện dây dẫn l : chiều dài dây dẫn - Dòng điện dây dẫn đèn pha : Pp Ip = U = 60 =5 12 (A) Dây dẫn dùng cho đèn pha: 5.0, 0178.1,3 = 0, 29 0, (mm2) Sp = - Dòng điện dây dẫn đèn cốt : Ic = Pc 55 = = 4,58 U 12 (A) Dây dẫn dùng cho đèn cốt: 4,58.0, 0178.1,3 = 0, 27 0, (mm2) Sp = - Dòng điện dây dẫn còi : I co = Pco 40 = = 3,33 U 12 (A) Dây dẫn dùng cho còi : - 28 - Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô 3,33.0, 0178.1, = 0,1 0,8 (mm2) Sc = - Dòng điện dây dẫn môtơ gạt mưa : Im = Pm 75 = = 6, 25 U 12 (A) Dây dẫn dùng cho môtơ gạt mưa : 6, 25.0, 0178.1,3 = 0,18 0,8 (mm2) Sm = - Dòng điện dây dẫn sấy kính phía sau : Is = Ps 120 = = 10 U 12 (A) Dây dẫn dùng cho sấy kính phía sau : 10.0, 0178.4, = 0,935 0,8 (mm2) Ss = Phụ tải Công suất P (W) Chiều dài dây dẫn (mm) Stínhtoán (mm2) Đèn pha 60 1,3 0,29 Đèn cốt 55 1,3 0,27 Còi 40 1,4 0,1 Môtơ gạt mưa 75 1,3 0,18 Sấy kính phía sau 120 4,2 0,935 - 29 - Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT, Trang bị điện điện tử ô tô, Bộ môn Ô tô Máy công trình – Khoa Cơ khí Giao thông – Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng [2] Th.S PHẠM QUỐC THÁI, Trang bị điện điện tử động đốt trong, Khoa Cơ khí Giao thông – Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng - 30 - [...]... - 25 - 717 Tính toán hệ thống cung cấp và dây dẫn trên ôtô Với η I đm = => là hiệu suất của máy phát, chọn I t 85,58 = = 106,98 η 0,8 η = 0.8 [A] Vậy cần chọn máy phát có công suất Iđm ≥ 106,98 [A] Theo catalog máy phát ta chọn loại 1L8Z10346CBRM(6G) dựa theo các catalog của hãng FORD đưa ra, U = 12V, I = 110A - 26 - Tính toán hệ thống cung cấp và dây dẫn trên ôtô 3 Tính toán lựa chọn dây dẫn Các hư... Đối với hệ thống 24V thì các giá trị trên phải nhân đôi Tiết diện của dây dẫn thường được tính theo công thức : S= I ρ l ∆U - 27 - Tính toán hệ thống cung cấp và dây dẫn trên ôtô Trong đó : I : cường độ dòng điện chạy trong dây tính bằng Ampere ρ = 0,0178 Ω.mm2/m điện trở suất của đồng S : tiết diện dây dẫn l : chiều dài dây dẫn - Dòng điện trong dây dẫn đèn pha : Pp Ip = U = 60 =5 12 (A) Dây dẫn dùng... Dòng điện trong dây dẫn đèn cốt : Ic = Pc 55 = = 4,58 U 12 (A) Dây dẫn dùng cho đèn cốt: 4,58.0, 0178.1,3 = 0, 27 0, 4 (mm2) Sp = - Dòng điện trong dây dẫn còi : I co = Pco 40 = = 3,33 U 12 (A) Dây dẫn dùng cho còi : - 28 - Tính toán hệ thống cung cấp và dây dẫn trên ôtô 3,33.0, 0178.1, 4 = 0,1 0,8 (mm2) Sc = - Dòng điện trong dây dẫn môtơ gạt mưa : Im = Pm 75 = = 6, 25 U 12 (A) Dây dẫn dùng cho môtơ... từ công suất cung cấp cho các tải liên tục và tải gián đoạn trên ô tô ∑ Công suất tổng: P = P1 + P2 [W] Với P1: Công suất cung cấp cho tải hoạt động liên tục P1 = ∑ Pi P2: Công suất cung cấp cho tải hoạt động gián đoạn Pj : Công suất tải gián đoạn λ j : Hệ số sử dụng của tải gián đoạn P2= ∑ Pj × λ j Bảng 1: Các phụ tải hoạt động liên tục - 23 - Tính toán hệ thống cung cấp và dây dẫn trên ôtô Tải điện... hỏng trong hệ thống điện ô tô ngày nay chủ yếu bắt nguồn từ dây dẫn, vì đa số các linh kiện bán dẫn được chế tạo với độ bền khá cao Ô tô càng hiện đại thì số dây dẫn càng nhiều và xác suất hư hỏng càng cao Dây dẫn trên ô tô thường là dây đồng có bọc chất cách điện là nhựa PVC So với dây điện dùng trong nhà thì dây dẫn điện trên ô tô dẫn điện và cách điện tốt hơn Chất cách điện bọc ngoài dây đồng không... Sm = - Dòng điện trong dây dẫn sấy kính phía sau : Is = Ps 120 = = 10 U 12 (A) Dây dẫn dùng cho sấy kính phía sau : 10.0, 0178.4, 2 = 0,935 0,8 (mm2) Ss = Phụ tải Công suất P (W) Chiều dài dây dẫn (mm) Stínhtoán (mm2) Đèn pha 60 1,3 0,29 Đèn cốt 55 1,3 0,27 Còi 40 1,4 0,1 Môtơ gạt mưa 75 1,3 0,18 Sấy kính phía sau 120 4,2 0,935 - 29 - Tính toán hệ thống cung cấp và dây dẫn trên ôtô TÀI LIỆU THAM KHẢO... luận - Sau một quá trình tìm hiểu chung về hệ thống cung cấp, tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý làm việc từng bộ phận của hệ thống cung cấp, cũng như phân tích các ưu, nhược điểm của từng loại Ta đi đến việc chọn hệ thống cung cấp và vẽ sơ đồ mạch điện của hệ thống như sau: + Loại máy phát mà ta chọn là máy phát điện xoay chiều 3 pha kích thích kiểu điện từ + Hệ thống sử dụng bộ chỉnh lưu cầu 3 pha + Bộ... 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 ôtô 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; - 13 - Tính toán hệ thống cung cấp và dây dẫn trên ôtô - Phân phối chế độ làm việc giữa ắc quy và máy phát... 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 1.4.2 Nguyên lý điều chỉnh thế hiệu và hạn chế dòng điện Từ phương trình cân bằng mạch điện của máy phát, bỏ qua trở kháng của phần ứng và độ rơi thế trên bộ chỉnh lưu (đối với máy phát xoay chiều): - 15 - Tính toán hệ thống cung cấp và dây dẫn trên ôtô E = U + I ­ R ­ = U (1 + I­... diode mắc từ dây trung hoà để tận dụng sóng đa hài bậc 3, làm tăng công suất máy phát khoảng 10 – 15% Trong một số máy - 19 - Tính toán hệ thống cung cấp và dây dẫn trên ôtô 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 c/ Bộ chỉnh lưu 14 diod Hình 1.11 Bộ chỉnh lưu 14 diod 1 Acquy; 2 Cuộn kích (G); 3 Cuộn dây stator; 4 ... thầy thông cảm bảo thêm để em hoàn thiện trình học tập Đà Nẵng, tháng 11 năm 2012 Sinh viên Trương Minh Huy -2- Tính toán hệ thống cung cấp dây dẫn ôtô Tổng quan hệ thống cung cấp điện ô tô 1.1 Giới