NGHIÊN cứu máy KHỞI ĐỘNG LOẠI THÔNG THƯỜNG

1.1 CHỨC NĂNG CỦA MÁY KHỞI ĐỘNG ĐIỆN: Otô muốn khởi động được thì đầu tiên phải bằng cách nào đó làm chotrục khuỷu của động cơ ôtô quat được với tốc độ khoảng 6H80vòng/phút.Tương ứng với

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VÈ MÁY KHỞI ĐỘNG ĐIỆN 2

1.3 CÁC LOẠI MÁY KHỞI ĐỘNG ĐIỆN: 41.3.1 Loại giảm tốc: 41.3.2 Máy khởi động loại thông thường : 51.3.3 Máy khởi động loại bánh răng hành tinh: 51.3.4 Máy khởi động PS (Mô tơ giảm tốc hành tinh-rôto đoạn dẫn): 6

CHƯƠNG II: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA MÁY KHỞI ĐỘNG ĐIỆN 7

2.2.1 Sự hoạt động của hệ thống khởi động trên ôtô hộp số thường: 82.2.2 Sự hoạt động của hệ thống khởi động trên ôtô hộp số tự động: 92.3 NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA MÁY KHỞI ĐỘNG LOẠI THƯỜNG: 10

2.3.1 Công tắc đánh lửa ở vị trí khởi động (“ ST “):

3.3.2 Kh

ớp li hợp một chiều: 243.3.3 Cấ

u tạo của khớp li hợp một chiều ( hành trình tự do ) kiểu bi đũa: 243.3.4 Rơl

e cài khớp : 25

CHƯƠNG IV: CÁC HỎNG HÓC THƯỜNG GẶP, CÁCH KIÉM TRA

VÀ PHƯƠNG PHÁP KHẮC PHỤC MÁY KHỞI ĐỘNG 27

4.1 CÁC HỎNG HÓC THƯỜNG GẶP: 27

4.2.1 Cổ góp và chối than của động cơ khởi động: 284.2.2 Trục rôto:

ii

LỜI NÓI ĐẦU

Trên thị trường Việt Nam hiện nay có rất nhiều loại, nhiều kiểu ôtô Sự

đa dạng về chủng loại, đặc biệt là tính hiện đại về kết cấu,

Nhìn chung sự khác biệt của những ôtô mới, hiện đại so với những ôtô truyền

thống của thế hệ trước, ta thấy ngoài việc người ta đã thay thế nhiều chi tiếttrên xe đế đảm bảo chúng có tính bền vững, gọn nhẹ, khả năng và độ tin cậycao trong quá trình khai thác và vận hành, đồng thời thuận tiện và cải thiệntiện nghi cho con người trong quá trình sủ dụng, ở những ôtô mới còn đượctrang bị thêm nhiều thiết bị phục vụ như: máy điều hoà nhiệt độ, rađiôcassette, chống trộm xe,v.v

Các thiết bị điện và hệ thống điều khiến tụ’ động trên ôtô hiện đại thựchiện các chức năng có quan hệ mật thiết và tác động rang buộc lẫn nhau Cácthiết bị điện lắp đặt trên ôtô ngày càng hiện đại, tiện dụng đối với người sửdụng thì hệ thống điều khiển ngày càng phức tạp, thông minh và đa dạng hơn

Trong đồ án môn học này, em nhận nhiệm vụ : “ NGHIÊN cứu MÁY KHỞI ĐỘNG LOẠI THÔNG THƯỜNG ” Đó là loại máy khởi

động được dung phố biến với các dòng xe đời cũ

CHƯƠNGI TỎNG QUAN VÈ MÁY KHỞI ĐỘNG ĐIỆN

Việc khởi động động cơ có lẽ là chức năng quan trọng nhất của hệthống điện ôtô Hệ thống khởi động thực hiện chức năng này bằng cách thayđối năng lượng điện từ ắc quy thành cơ năng của máy khởi động Máykhởi động này chuyển cơ năng qua bánh răng tới bánh đà trên trục khuỷuđộng cơ Trong quá trình quay khởi động , bánh đà quay, hỗn họp không khí

—

nhiên liệu được đưa tới xilanh, được nén và bốc cháy khởi động động cơ Đa

số động cơ yêu cầu tốc độ quay khởi động khoảng 200v/ph

1.1 CHỨC NĂNG CỦA MÁY KHỞI ĐỘNG ĐIỆN:

Otô muốn khởi động được thì đầu tiên phải bằng cách nào đó làm chotrục khuỷu của động cơ ôtô quat được với tốc độ khoảng (6(H80)vòng/phút.Tương ứng với tốc độ này,máy phát điện của ôtô mới phát ra đủnăng lượng điện tạo ra tia lửa điện trên đầu bugi đốt cháy hỗn hợp công táctrong xylanh, lúc đó động cơ ôtô mới bắt đầu sinh công

Đe thực hiện quay trục khuỷu của động cơ ôtô, có thế dùng tay quayhoặc dùng một động cơ điện.Tất cả các thiết bị đi kèm theo động cơ điện đếthực hiện khởi động động cơ ôtô bằng phương pháp điện gọi là hệ thống khởiđộng điện

2

Vành răng

Hình 1-1 Phần máy khởi động được tô màu da cam.

1.2 CÁC YÊU CẦU KĨ THUẬT ĐỐI VỚI MÁY KHỞI ĐỘNG ĐIỆN:

Do tính chất, đặc điểm và chức năng của máy khởi động như trên,những yêu cầu kĩ thuật cơ bản đối với máy khởi động điện bao gồm:

+ Ket cấu gọn nhẹ, chắc chắn, làm việc ốn định với độ tin cậy cao

+ Lực kéo tải sinh ra trên trục của máy khởi động phải đảm bảo đủ lớn,tốc độ quay cũng phải đạt tới một trị số nào đó đế cho trục khuỷu của động cơôtô đạt tốc độ quay nhất định

+ Khi động cơ ôtô đã làm việc,phải cắt được khớp truyền động của máykhởi động ra khởi trục khuỷu của động cơ ôtô

+ Có thiết bị điều khiển từ xa khi thực hiện khởi động động cơ ôtô(nútbấm hoặc khóa khởi động) thuận tiện cho người sử dụng

3

nmin phụ thuộc vào loại động co số lượng xylanh có trong động co

và nhiệt độ của động co lúc bắt đầu khởi động.Trị sổ tốc độ đó bằng :

nmin= (4ÍH50) vòng/phút đối vói động co xăng.

nmin= (80^120) vòng/phút đổi vớ động co điêzen

Mc - mômen cản trung bình của động co ôtô trong quá trình khởi động

Mômen cản khởi động của động co ôtô bao gồm mômen cản do lực masát của các chi tiết có chuyển động tưong đổi so với động co ôtô khi khởi

Máy khởi động loại giảm tốc dùng mô to tốc độ cao

Máy khởi động loại giảm tốc làm tăng mô men xoắn bằng cách giảmtốc độ quay của phần ứng lõi mô to nhờ bộ truyền giảm tốc

4

1.3.2 Máy khỏi động loại thông thường :

Hình 1-3 Máy khởi động loại thông thường.

Bánh răng dẫn động chủ động được đặt trên cùng một trục với lõi mô tơ(phần ứng)và quay cùng tốc độ với lõi

Cần dẫn động được nối với thanh đây của công tắc tù’ đấy bánh răng

Hình 1-4 Máy khỏi động loại bánh răng hành tỉnh

Máy khởi động loại bánh răng hành tinh dùng bộ truyền hành tinh đếgiảm tốc độ quay của lõi (phần ứng) của mô tơ

1.3.4 Máy khởi động PS (Mô tơ giảm tốc hành tinh-rôto đoạn dẫn):

Hình 1-5 Máy khỏi động PS

6

CHƯƠNG II

CÁU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA MÁY KHỞI ĐỘNG

ĐIỆN

2.1 CÁU TẠO CHUNG CỦA MÁY KHỞI ĐỘNG ĐIỆN:

Ta tìm hiếu loại thông thường:

Máy khởi động thông thường bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình2-1 Bánh răng chủ động trên trục của phần ứng động cơ và quay cùng tốcđộ.Một lõi hút trong công tắc tù' (solenoid) được nổi với nạng gài Khi kích

Hình 2-2 Sơ đồ bố trí của hệ thống khỏi động điện trên ôtô.

2.2 SỤ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG:

2.2.1 Sự hoạt động của hệ thống khởi động trên ôtô hộp số thường: IGSW

Motor đê

Rờle cài khớp

Hình 2-3 Sơ đồ hệ thống khởi động điện trên ôtô hộp số thường.

+ Có một dòng thường trực tù' accu đến máy khởi động tại chân 30.

+ Khi xoay công tắc máy START, nếu tài xế quên không đạp Ambrayathì không có dòng tới máy khởi động

2.2.2 Sự hoạt động của hệ thống khỏi động trên ôtô hộp số tự động:

Hình 2-4 Sơ đồ hệ thống khỏi động điện trên ôtô hộp số tự động.

+ Có một dòng thường trực đến máy khởi động tại chân 30

+ Khi xoay công tắc đến vị trí START,nếu tài xế quên không trả sổ về

N hoặc p thì không có dòng xuống máy khởi động.Neu hệ thống chống trộm

2.3 NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA MÁY KHỞI ĐỘNG LOẠI THƯỜNG: 2.3.1 Công tắc đánh lửa ỏ’ vị trí khỏi động (“ ST “):

Phần

2.3.2 Bánh răng và vành răng bánh đà được ăn khớp:

cuộn giữ , cuộn hút

ắc quy

Công tắcmáyCọc 30

Bảntiếp

Cuộnkíchtừ

Phần

2.3.3 Công tắc đánh lửa ở vị trí mở “ON” :

cuộn giữ cuộn hút

+ Dòng điện không lưu động lâu ở cực “50” , nhưng phần dư bộ chuyển

mạch chính đóng cấp dòng điện dòng từ cực “ c ” qua cuộn hút tới cuộn giữ

+ Từ trường trong hai cuộn dây bị cắt và cần đấy (lõi hút) được kéotrở lại bằng lò xo hồi vị

12

CHƯƠNG III

PHÂN TÍCH KẾT CÁU CỦA MỘT SÓ CHI TIẾT CHÍNH

TRONG MÁY KHỞI ĐỘNG

3.1 ĐỘNG Cơ ĐIỆN KHỞI ĐỘNG:

Động cơ điện dùng trong hệ thống khởi động là động cơ điện một

Hình 3-1 Cấu tạo của động cơ điện.

Hình 3-2 Cấu tạo phần cảm

• Chức năng: tạo ra từ truờng cần thiết cho động cơ điện.Là chỗ bố

• Câu tạo: gôm có

3.1.3 Chổi than và giá đỡ chỗi than:

Hình 3-4 Cấu tạo chổi than và giá đõ’ chổi than.

+ cho phép dòng điện chay qua phần ứng theo một

chiều

+ giữ ổn định lực ép chổi than

+ giá đỡ chối than

Hình 3-5 Nguyên lí tạo ra từ trường trong động cơ điện khỏi động

Mỗi đường sức từ không thể cắt ngang qua đường sức từ khác Nódường như trở nên ngắn hơn và cố đẩy những đường sức từ gần nó ra xa Đó

là nguyên nhân làm cho nam châm ở giữa quay theo chiều kim đồng hồ

Hình 3-6 Khung dây trong từ trường.

Khi dòng điện chạy xuyên qua khung dây, tù' thông sẽ xuyên quakhung dây.Chiều của đường sức tù' sinh ra được xác định bằng qui tắc vặn núttrai.Khi chiều của tù' trường trùng nhau, đường sức tù' trở nên mạnh hơn ( dàyhơn ) Khi chiều của từ trường đối ngược, thì đường sức từ trở nên yếu đi (

Hình 3-7 Đường sức từ.

16

Bản chất của đường sức tù’ thường trở nên ngắn đi và cố đẩy nhữngđường sức từ khác ra xa nó và tạo ra lực Lực sinh ra trên khung dây cungcấp năng lượng làm quay động cơ điện.

Đặt hai đầu khung dây lên điếm tựa đế nó có thế quay.Tuy nhiên nó chỉ

có thể tiếp tục quay khi lực sinh ra theo chiều cũ

Hình 3-8.

Hoạt động thực tế: để ứng dụng lý thuyết trên tong thực tế, trước tiên,người ta phải quấn nhiều khung dây đế tăng tù' thông tù' đó sinh ra mômenlớn.Tiếp tjeo, người ta đặt một lõi thép bên trong các khung dây cũng nhằmtăng từ thông và tạo ra mômen lớn

Thay vì sử dụng nam châm vĩnh cửu, người ta sử dụng nam châm điệnlàm phần cảm

Quan hệ giữa cực từ của nam châm và dòng điện chạy qua nó có thểdùng qui tắc bàn tay phải đẻ giải thích Hướng tất cả bốn ngón tay, trừ ngóntay cái của bàn tay phải theo chiều của dòng điện đi qua cuộn dây Khi đó,

khung dầy phan ứngMột phin cố góp

Hình 3-9 Một số chi tiết của động cơ điện thực tế.

Cuộn dây phần ứng được quấn như hình trên Hai đầu của hai khungdây cạnh nhau được hàn với cùng một phiến đồng trên cố góp Dòng điệnchạy tù’ chối than dương đến âm qua các khung dây mắc nối tiếp Neu nhìn tù'

Hình 3-10.

Nhò' sự bố trí các khung dây trong phần cảm và phần ứng mà sinh ra

tay trái: đế ngón tay cái bàn tay trái thắng góc với mặt bàn tay.hướng cả bốnngón tay theo chiều dòng điện.Khi đó, ngón cái sẽ chỉ chiều lực từ.

Động cơ điện một chiều được chia làm 3 loại tùy theo phương pháp nối

dây:

+ Loại mắc nối tiếp: phát ra mômen lớn nhất khi bắt đầu quay, được

Hình 3-11.

+ Loại mắc song song: ít dao động về tốc độ, giống như loại dùng nam

Mic Sony Sony

Hình 3-12.

+ Loại mắc hỗn hợp: có cả đặc điểm của hai loại trên Thường đượcdùng đế khởi động động cơ lớn

Còng l.uAcquyPhàn

Ị Cuộn kích

Hình 3-13.

Động cơ điện một chiều kích tù' nối tiếp có mômen khởi động lớn song

có nhược điểm là tốc độ không tải (coo) quá lớn, ảnh hưởng đến độ bền và

19

mômen khởi động không lớn bằng so với động cơ điện một chiều kích tù' nối

tiếp nhưng trị số không tải bé hơn

Khi hệ thống khởi động làm việc, dòng điện khởi động có trị số rất lớn(tù' 150 đến 300 ampe đối với động cơ của xe du lịch, với các động cơ trên xe

truyền đuợc công suất từ động cơ điện khởi động sang động cơ ôtô, tránh tốn

thất điện áp trên đường dây nối từ ắcquy đến động cơ điện khởi động và ở cácchỗ tiếp xúc, yêu cầu điện trở của động cơ điện khởi động phải đủ nhỏ(khoảng 0,02 £2), sụt áp ở vùng tiếp xúc giữa chổi than và cố góp của động cơ

TYPICAL SOLENOIO 8CHEMATIC

Hình 3-14 Cấu tạo công tắc từ.

+Chức năng: kéo và đẩy bánh răng bendix ra nhờ tay gạt khi đề.Có tácdụng như công tắc đóng mở dòng điện cho động cơ điện

+cấu tạo gôm: cuộn giữ, cuộn hút, lò xo hoàn lực, lò xo dẫn động, tiếpđiếm chính,piston

+Đặc điểm: cuộn hút có kích thước lớn nên sinh ra lực từ lớn hơn cuộngiữ.Cuộn hút và cuộn giữ có chiều và số vòng quay như nhau

KHỚP TRUYỀN ĐỘNG:

khởi động ), số răng của bánh răng này thường chọn tù' 9 đếnl 1 răng Đế hạn

chế kích thước của vành bánh răng bánh đà đối với một sổ động cơ điện khởiđộng công suất lớn thường có them bộ truyền bánh răng trung gian.Bộ truyềnnày có thế là một cặp bánh răng trụ hoặc bộ truyền bánh răng hành trình

Khớp truyền động là cơ cấu truyền mômen từ động cơ điện của máykhởi động đến vành bánh răng bánh đà của động cơ ôtô.Với tỉ số truyền trênbánh răng của máy khởi động phải quay 10 hoặc 20 vòng đế kéo vành bánhrăng bánh đà quay được một vòng Khi hoạt động, tốc độ của rôto động cơđiện đạt trị số trong khoảng (2000 -ỉ- 3000 ) vòng/phút sẽ kéo trục khuỷu củađộng cơ ôtô quay khoảng 200 vong/phút đủ cho động cơ ôtô khởi động được

Sau khi động cơ đã nổ, số vòng quay độc lập của nó có thể lên đến (

3000 -ỉ- 4000 ) vòng/phút.Neu lúc này bánh răng của động cơ điện trong máykhởi động còn ăn khớp với vành bánh răng bánh đà, rô to của động cơ điệntrong máy khởi động sẽ bị cuốn theo với vận tốc (30000 -ỉ- 40000 )vòng/phút.Với tốc độ lớn như vậy, lực li tâm do nó tạo ra cực mạnh sẽ làmbung tất ca dây quấn ra khỏi rãnh của rôto và phá hỏng cổ góp của động cơđiện trong máy khỏ' động

Khớp truyền động trong máy khởi động có các nhiệm vụ sau:

động cơ ôtô

21

Hình 3-15 Cơ cấu truyền động kiểu văng ra.

1 - Nắp đậy; 2- cổ góp của động cơ; 3- roto; 4- Khối cực từ và cuộn dây kích

từ; 5- Dâyquấn của roto; 6- Nắp đậy bánh răng; 7- Bánh răng của khớp truyền động; 8-

Lò xo;

9-vỏ máy khởi động; 10- Chối than; 11- Trục roto

Hình 3-16 Cơ cấu truyền động kiếu văng vào.

1 - Rơle kéo; 2- Trục roto; 3,4- bánh răng và khớp truyền động; 5- vỏ; 6- cầu nối điện; 7-

Đai che cửa sổ chổi than

Khóp truyền động đưa bánh răng của động cơ điện khởi động ăn khớpvới vành bánh răng bánh đà khi khởi động và tách nó ra khi động cơ ôtô đãnổnhờ cần gạt khớp li họp điện từ.Tùy thuộc vào cấu tạo của khớp li hợp

Ông bị động có ren xoắn 4 lắp trên trục 9 và liên kết cơ khí với đầu chủđộng 1 nhờ lò xo 2 và hai ốc hãm 3, 5.Vít hãm 3 bắt chặt ống chủ động lvàotrục của rô to 9.

Khi công tắc (khóa ) khởi động đóng, rôto của động cơ khởi độngquay, do quán tính của đổi trọng 10 không cho bánh răng 7 quay theo nên nóphải tiến theo rãnh xoắn để tiến vào ăn khớp với vành bánh răng bánh đà, khibánh răng 7 tiến sát đến ống chặn 6 thì dừng lại và bắt đầu truyền mômen kéovành bánh răng bánh đà quay

Sau khi động cơ ôtô đã khởi động được, tốc độ vòng quay của trục

23

hơn ống bị động 4, cho nên nó sẽ chuyển động theo đường ren trở về vị trí cũ

và dừng lại nhờ chốt hãm và lò xo 8

Lò xo 2 làm việc ở chế độ xoắn đế truyền mômen rất lớn kéo vànhbánh răng bánh đà quay, ngoài ra nó còn có nhiệm vụ làm giảm chấn động vađập khi các bánh răng bắt đầu vào ăn khớp với nhau

Ưu điếm của khóp truyền động quán tính là có kết cấu đơn giản, giáthành hạ nhưng các bánh răng phải chịu một lực va đập lớn khi vào ăn khớpvới nhau, cho nên loại này chỉ dùng cho những máy khởi động có công suấtkhông quá 1,2 HP

11

Hình 3-18 Cấu tạo khóp li họp một chiều.

1- ống lót; 2,6- vòng khoá; 3- vòng chặn; 4- lò xo; 5- khớp chặn; 7- lò xo giảm

chấn; vòng của bi đũa; 9- vỏ; 10- bi đũa; 11 - mayo của bánh răng; 12- bánh răng

8-Khóp truyền động một chiều có thể di chuyển theo rãnh xoắn của trụcmáy khởi động Mayơ 8 đuợc lắp trên ống lót 1 có rãnh xoắn bên trong Mayơ

8 có bốn rãnh hình nêm, trong các rãnh đó có bi đũa 10, các thỏi bi đũa bị épvào phần hẹp của rãnh bằng con đội 13và lò xo 14 Bánh răng khởi động 12được lắp đồng tâm với mayơ 11

Khi đóng nguồn cấp cho máy khởi động, mômen được truyền từ ổnglót 1 đến mayơ của bánh răng truyền động 11 bằng các bi đũa 10 Khi đó cácthoi bi đũa bị ép chặt giữa mayơ 11 và vòng bi 8 Khi động cơ ôtô đã khởiđộng được , mayơ của bánh răng khởi động trở thành bị động ( vành bánhrăng bánh đà sẽ trở thành chủ động ) , các thỏi bi đũa không bị ép chặt nữa (được quay tụ’ do) và khóp truyền động trượt ra cắt li họp

Hình 3-19 Sơ đồ của rơle cài khớp.

Rơle kéo có hai cuộn dây : cuộn hút 11 (W h) và cuộn dây giữ 12 (W g) Khi công tắc ( khóa ) khởi động 3 (K) đóng, rơle khởi động tác động và cặptiếp điểm 5 đóng Lúc này, cả hai cuộn dây trên đều có dòng điện chạy qua, từthông sinh ra trong hai cuộn dây đó tác dụng cùng chiều và có tác dụng hút lõithép 13 Lúc này đĩa tiếp xúc bằng đồng 8 chưa nối các tiếp điểm 7, 9, và 10cho ncn phần ứng 15 ( M ) và cuộn dây kích từ 16 (Wkt) được đấu với ăcquy

thông qua cuộn hút 11 (Wh), trong trường họp này tương ứng với KI kín còn

K2 hở, vì vậy trị sổ điện áp đặt lên động cơ không lớn sẽ làm cho trục động cơ