sửa chữa bảo dưỡng hệ thống khởi động và đánh lửa

Để khởi động động cơ, máy khởi động làm quay trục khuỷu thông qua vành răng.Máy khởi động cần phải tạo ra moment lớn từ nguồn điện hạn chế của accu đồng thời phảigọn nhẹ.. Đặc điểm của l

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TỈNH BR-VT KHOA CƠ KHÍ 1

Bài 1: Sửa chữa bảo dưỡng hệ thống khởi động 5

1.Khái quát về hệ thống khởi động

1.Khái quát về accu

2.Cấu tạo

3.Hoạt động của accu

1.Khái quát về máy khởi động

2.Cấu tạo của máy khởi động

3.Hoạt động của máy khởi động

Bài 4: Sửa chữa bảo dưỡng relay khởi động 31

1.Công dung

Bài 5: Sửa chữa bảo dưỡng đánh lửa thường 32

1.Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại

2.cấu tạo của hệ thống đánh lưa

3.nguyên lý đánh lửa

Bài 6: Sửa chữa bảo dưỡng hệ thống đánh lửa có vít điều khiển 35

1.Nhiệm vụ,

2.cấu tạo của hệ thống đánh lưa

3.nguyên lý đánh lửa

Bài 7:Sửachữa bảodưỡng hệ thốngđánh lửa sử dụng cảm biến điện từ 37

1.Đặc điểm

2.Phân loại

3.Sơ đồ nguyên lý đánh lửa

4.kiểm tra sửa chữa 39

Bài 8: Sửa chữa bảo dưỡng cảm biến quang 39

1.Đặc điểm

2.Phân loại

3.Sơ đồ nguyên lý đánh lửa 40

Bài 9: Sửa chữa cảm biến Hall 40

1.Đặc điểm

2.Sơ đồ nguyên lý đánh lửa 41

Bài 10: Sửa chữa bảo dưỡng đánh lửa sớm 41

2.tín hiệu IGT

3.tín hiệu IGF

4.kiểm tra sửa chữa 45

Bài 11:Sửa chữa bảo dưỡng hệ thống đánh lửa không có bộ chia điện 45

1.Đặc điểm của hệ thống đánh lửa không có bộ chia điện

2.kiểu Igniter đặt ngoài

3.kiểu Igniter đặt trong

4.kiểm tra chẩn đoán 46

Bài 12: Sửa chữa bảo dưỡng hệ thống đánh lửa trực tiếp 47

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TỈNH BR-VT KHOA CƠ KHÍ 3

1.Đặc điểm của hệ thống đánh lửa không có bộ chia điện

2.kiểu Igniter đặt ngoài

3.kiểu Igniter đặt trong

4.kiểm tra chẩn đoán 48

Bài 13: Sửa chữa bảo dưỡng ECU 48

1.Nhiệm vụ

2.Các bộ phận bên trong của Ecu

3.Sơ đồ cấu trúc:

4.Phương pháp sửa chữa 50

B ài 14: Sửa chữa bảo dưỡng tín hiệu đầu vào và đầu ra 51

1.Nhi ệm v ụ

2.c ấu tạo và nguyên lý các cảm biến

2.1 cấu tạo và nguyên lý các cảm biến đầu vào

2.2 cấu tạo và nguyên lý các cảm biến đầu ra

3.Phương pháp sửa chữa 55

Bài 15: Phương pháp chẩn đoán 56

1.Nhiệm vụ

2.phương pháp chẩn đoán 57

L ời nói đầu

Giáo trình khởi động và đánh lửa là tài liệu lưu hành nội bộ, phục cho học sinh chuyên

ngành công nghệ ô tô Nội dung xây dựng dựa trên khung chương trình giảng dạy gồm các

bài sau :

Bài 1: Sửa chữa bảo dưỡng hệ thống khởi động Bài 2: Sử a chữa bảo dưỡng Accu

Bài 3: Sửa chữa bảo dưỡng máy khởi động

Bài 4: Sửa chữa bảo dưỡng relay khởi động

Bài 5: Sửa chữa bảo dưỡng đánh lửa thường Bài 6: Sửa chữa bảo dưỡng hệ thống đánh lửa có vít điều khiển Bài 7: Sửachữa bảodưỡng hệ thốngđánh lửa sử dụng cảm biến điện từ

Bài 8: Sửa chữa bảo dưỡng cảm biến quang

Bài 9: Sửa chữa cảm biến Hall Bài 10: Sửa chữa bảo dưỡng đánh lửa sớm Bài 11: Sửa chữa bảo dưỡng hệ thống đánh lửa không có bộ chia điện Bài 12: Sửa chữa bảo dưỡng hệ thống đánh lửa trực tiếp Bài 13: Sửa chữa bảo dưỡng ECU

Bài 14: Sửa chữa bảo dưỡng tín hiệu đầu vào và đầu ra Bài 15: Phương pháp chẩn đoán

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TỈNH BR-VT KHOA CƠ KHÍ 5Bài 1: HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG

1 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG

Vì động cơ đốt trong không thể tự khởi động nên cần phải có một ngoại lực để khởiđộng nó Để khởi động động cơ, máy khởi động làm quay trục khuỷu thông qua vành răng.Máy khởi động cần phải tạo ra moment lớn từ nguồn điện hạn chế của accu đồng thời phảigọn nhẹ Vì lí do này người ta dùng motor điện một chiều trong máy khởi động Để khởiđộng động cơ thì trục khuỷu phải quay nhanh hơn tốc độ quay tối thiểu Tốc độ quay tốithiểu để khởi động động cơ khác nhau tuỳ theo cấu trúc động cơ và tình trạng hoạt động,thường từ 40 - 60 vòng/ phút đối với động cơ xăng và từ 80 - 100 vòng/phút đối với động cơdiesel

2.Sơ đồ hệ thống khởi động:

2.1.ACCU:

Accu trong ô tô thường được gọi là accu khởi động để phân biệt với loại accu sử dụng

ở các lĩnh vực khác Accu khởi động trong hệ thống điện thực hiện chức năng của một thiết

bị chuyển đổi hóa năng thành điện năng và ngược lại Đa số accu khởi động là loại accu chì

– axit Đặc điểm của loại accu nêu trên là có thể tạo ra dòng điện có cường độ lớn, trong

khoảng thời gian ngắn (510s)s), có khả năng cung cấp dòng điện lớn (200800A) mà độ sụt thế bên trong nhỏ, thích hợp để cung cấp điện cho máy khởi động để khởi động động

cơô

2.2.relay, cầu chì:

Re lay cầu chì dung bảo vệ máy khởi động

Hình 1 Accu khởi động

Hình 2 Accu và hệ thống điện

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TỈNH BR-VT KHOA CƠ KHÍ 7

- Máy khởi động này sử dụng các nam châm vĩnh cửu đặt trong cuộn cảm

- Cơ cấu đĩng ngắt hoạt động giống như máy khởi động loại bánh răng hành tinh

Bài 2: SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG ACCU

1 Khái quát về accu

1.1Cơng dụng accu

Dùng khởi động cơ ở một tốc độ tối thiểu

tạo ra moment lớn để quay động cơ

Accu khởi động cịn cung cấp điện cho các tải điện

quan trọng khác trong hệ thống điện, cung cấp từng phần

hoặc tồn bộ trong trường hợp động cơ chưa làm việc

hoặc đã làm việc mà máy phát điện chưa phát đủ cơng

suất (động cơ đang làm việc ở chế độ số vịng quay

thấp): cung cấp điện cho đèn đậu (parking lights), radio

cassette, CD, các bộ nhớ (đồng hồ, hộp điều khiển…),

hệ thống báo động…

Ngồi ra, accu cịn đĩng vai trị bộ lọc và ổn định

điện thế trong hệ thống điện ơ tơ khi điện áp máy phát dao động.

Điện áp cung cấp của accu là 6V, 12V hoặc 24V Điện áp accu thường là 12V đối với xe du lịch hoặc 24V cho xe tải Muốn điện

áp cao hơn ta đấu nối tiếp các accu 12V lại

với nhau.

Accu cung cấp điện khi:

 Động cơ ngừng hoạt động: Điện từ bình

accu được sử dụng để chiếu sáng, dùng

cho các thiết bị điện phụ, hoặc là các

thiết bị điện khác khi động cơ khơng

hoạt động

 Động cơ khởi động: Điện từ bình accu

được dùng cho máy khởi động và cung

cấp dịng điện cho hệ thống đánh lửa

trong suốt thời gian động cơ đang khởi động Việc khởi động xe là chức năng quantrọng nhất của accu

 Động cơ đang hoạt động: Điện từ bình accu cĩ thể cần thiết để hỗ trợ cho hệ thống

nạp khi nhu cầu về tải điện trên xe vượt qua khả năng của hệ thống nạp Cả accu và máy phát đều cấp điện khi nhu cầu địi hỏi cao

.2 Cấu tạo accu

Một bình accu trên ô tô bao gồm một dung dịch acid sunfuric loãng và các bản cực âm,dương Khi các bản cực được làm từ chì hoặc vật liệu có nguồn gốc từ chì thì nó được gọi làaccu chì-acid Một bình accu được chia thành nhiều ngăn (accu trên ô tô thường có 6 ngăn), mỗi một ngăn có nhiều bản cực, tất cả được nhúng trong dung dịch điện phân.

Hình 3 Cấu tạo accu

2.1 Cấu tạo của một ngăn

Cơ sở cho hoạt động của accu là các ngăn của accu Các bản cực âm và bản cực dương được nối riêng rẽ với nhau Các nhóm bản cực âm và bản cực dương này được đặt xen kẽ với nhau và ngăn cách bằng các tấm ngăn có lỗ thông nhỏ Kết hợp với nhau, các bản cực

và tấm ngăn tạo nên một ngăn của accu Việc kết nối bản cực theo cách này tăng bề mặt tiếpxúc giữa vật liệu hoạt tính và chất điện phân Điều đó cho phép cung cấp một lượng điện nhiều hơn Mặt khác dung lượng của bình accu tăng lên vì diện tích bề mặt tăng lên Càng nhiều diện tích bề mặt đồng nghĩa với việc accu cung cấp điện nhiều hơn

Hình 4 Cấu tạo một accu đơn

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TỈNH BR-VT KHOA CƠ KHÍ 9

2.1.1 Bản cực

Bản cực accu được cấu trúc từ một khung sườn làm bằng hợp kim chì có chứaAntimony hay Canxi Khung sườn này là một lưới phẳng, mỏng Lưới tạo nên khung cầnthiết để dán vật liệu hoạt tính lên nó, cả ở bản cực âm và bản cực dương Vật liệu hoạt tínhđược dán lên ở bản cực dương là chì oxide (PbO2) và ở bản cực âm là chì xốp (Pb)

Hình 7 Vỏ accu Hình 8 Nắp thông hơi Hình 9.Dãy nắp thông hơi

2.3 Nắp thông hơi

Nắp thông hơi chụp trên các lỗ để thêm dung dịch điện phân Nắp thông hơi được thiết

kế để hơi acid ngưng tụ và rơi trở lại accu và cho phép hydrogene bay hơi

2.4 Cọc accu

Có 3 loại cọc bình accu được sử dụng, loại đỉnh, loại cạnh và loại L Loại trên đỉnh

thông dụng nhất trên ô tô Loại này có cọc được vát xiêng Loại cạnh là loại đặc trưng của hãng General Motors, loại L được dùng trên tàu thuỷ

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TỈNH BR-VT KHOA CƠ KHÍ 11

3.1 Hoạt động của một ngăn

Hai kim loại không giống nhau đặt trong dung dịch acid sẽ sinh ra hiệu điện thế giữahai cực Cực dương làm bằng chì oxide PbO2, cực âm làm bằng chì Pb Dung dịch điệnphân là hỗn hợp acid sunfuric và nước Chúng tạo nên một phần tử của ngăn

Hình 14 Hoạt động accu Hình 15 Quá trình phóng, nạp Hình 16 Điện áp accu

Accu chứa điện ở dạng hoá năng Thông qua phản ứng hoá học, accu sinh ra và giảiphóng điện vì các nhu cầu của hệ thống điện và các thiết bị điện Khi accu mất đi hoá năngtrong quá trình này, accu cần được nạp điện lại bằng máy phát Bằng dòng điện ngược điqua accu, quá trình hoá học được phục hồi, vì vậy nạp cho bình accu Chu trình phóng nạpđược lặp lại liên tục và được gọi là chu trình của accu

Mỗi một ngăn có điện áp xấp xỉ 2.1V không xét đến kích cỡ và số lượng các bản cực.Accu trên ô tô có 6 ngăn nối tiếp với nhau, sinh ra điện áp 12.6 V

3.2 Các quá trình điện hóa trong accu

Trong accu 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:

2e-

Chất ban đầu Pb 2H 2 SO 4 + 2H 2 O PbO 2

Quá trình ion hóa SO 4 - - , SO 4 - - ,4H + 4OH - Pb ++++

-Chất được tạo ra PbSO 4

4H 2 O -2H 2 O 2H 2 O

3.3 Thông số accu chì-axit

3.3.1 Sức điện động của accu

Sức điện động của accu phụ thuộc chủ yếu vào sự chênh lệch điện thế giữa hai tấm bảncực khi không có dòng điện ngoài

- Sức điện động trong một ngăn

e a = + - - (V)

- Nếu accu có n ngăn E a = n.e a

Sức điện động còn phụ thuộc vào nồng độ dung dịch, trong thực tế có thể xác định theocông thức thực nghiệm:

E 0s) = 0s),85 + 25 oC

E 0s) : sức điện động tĩnh của accu đơn (tính bằng volt)

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TỈNH BR-VT KHOA CƠ KHÍ 13

: nồng độ của dung dịch điện phân được tính bằng (g/cm 3 ) quy về + 25oC

25 oC = đo – 0s),0s)0s)0s)7(25 – t)

t : nhiệt độ dung dịch lúc đo.

đo : nồng độ dung dịch lúc đo.

3.3.2 Hiệu điện thế của accu

R a - điện trở trong của accu.

3.3.3 Điện trở trong accu

R aq = R điện cực + R bản cực + R tấm ngăn + R dung dịch Điện trở trong accu phụ thuộc chủ yếu vào điện trở của điện cực và dung dịch Pb và

PbO 2 đều có độ dẫn điện tốt hơn PbSO 4 Khi nồng độ dung dịch điện phân tăng, sự có mặt

của các ion H + và SO 42- cũng làm giảm điện trở dung dịch Vì vậy điện trở trong của accu tăng khi bị phóng điện và giảm khi nạp Điện trở trong của accu cũng phụ thuộc vào nhiệt

độ môi trường Khi nhiệt độ thấp, các ion sẽ dịch chuyển chậm trong dung dịch nên điện trởtăng

3.3.4 Dung lượng của accu

Lượng điện năng mà accu cung cấp cho phụ tải trong giới hạn phóng điện cho phép được gọi là dung lượng của accu

Q = I p t p (A.h)

Như vậy dung lượng của accu là đại lượng biến đổi phụ thuộc vào chế độ phóng điện

Người ta còn đưa ra khái niệm dung lượng định mức của accu Q 5 , Q 10s) , Q 20s) mang tính quy ước ứng với một chế độ phóng điện nhất định như chế độ 5 giờ, 10 giờ, 20 giờ phóng điện ở

nhiệt độ +30s) o C

Các yếu tố ảnh hưởng tới dung lượng của accu:

 Khối lượng và diện tích chất tác dụng trên bản cực

 Dung dịch điện phân

 Dòng điện phóng

 Nhiệt độ môi trường

 Thời gian sử dụng

Dung lượng của accu phụ thuộc lớn vào dòng phóng Phóng dòng càng lớn thì dung

lượng càng giảm, tuân theo định luật Peukert.

Ip n t

p = const

Trong đó:

n là hằng số tùy thuộc vào loại accu (n = 1,4 đối với accu chì)

4 Kiểm tra và bảo dưỡng accu

3.1 Kiểm tra bằng mắt

1 Kiểm tra nứt vỏ và gãy cọc accu Điều đó có thể làm rò rỉ dung dịch điện phân Nếu

bị, thay bình accu

2 Kiểm tra đứt cáp hay mối nối và thay thế nếu cần thiết

3 Kiểm tra sự ăn mòn ở cọc accu, chất bẩn và acid trên mặt accu Nếu các cọc bị ăn mòn nghiêm trọng phải sử sụng chổi kim loại

4 Kiểm tra giá giữ accu và siết lại khi cần

5 Kiểm tra mực dung dịch điện phân trong accu Nhìn từ bên ngoài hay mở nắp Thêmvào nước cất khi cần, đừng đổ tràn

6 Kiểm tra dung dịch điện phân có bị mờ hay biến màu không, nguyên nhân là do quá nạp và dao động Thay thế bình accu nếu đúng vậy

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TỈNH BR-VT KHOA CƠ KHÍ 15

Hình 19 Kiểm tra điện áp hở mạch

1 Bật đèn đầu lên pha trong vài phút để loại bỏ nạp bề mặt

2 Tắt đèn đầu và nối đồng hồ qua hai cực của bình accu

3 Đọc giá trị điện áp Một bình accu được nạp đầy có giá trị 12.6 V Ngược lại một bình accu đã hỏng điện áp là 12V

3.3 Kiểm tra khả năng chịu tải nặng của accu

Khi kiểm tra tình trạng sạc của bình accu, không cho chúng ta biết được khả năng cungcấp dòng khi khởi động động cơ Kiểm tra khả năng chịu tải nặng của accu cho chúng tabiết khả năng phân phối dòng điện của accu

Trước khi kiểm tra tải nặng phải xác định dung lượng bình accu Dung lượng bình accu ghi trên nhãn bình Nó có thể biểu diễn bằng CCA (Cold Cranking Amps) hay AH (Amp-Hour)

Qui trình kiểm tra khả năng chịu tải nặng:

1 Lắp đặt bộ thử tải

2 Tăng tải lên bằng núm điều khiển đến khoảng gấp 3 lần AH hay một nửa CCA

3 Duy trì tải không quá 15s, ghi nhận giá trị điện áp

4 Nếu điện áp đọc được là

 9.6V hay cao hơn, bình accu còn tốt

Hình 20 Đo điện áp hở mạch

Hình 21 Kiểm tra khả năng chịu tải nặng

Hình 23 Kiểm tra dòng ký sinh

Hình 2 Máy khởi động loại giảm tốc

Hình 3 Máy khởi động loại đồng trục

 9.5V hay thấp hơn, bình accu có khiếm khuyết và

cần thay thế

Bài 3: SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG MÁY

KHỞI ĐỘNG

1 KHÁI QUÁT VỀ MÁY KHỞI ĐỘNG

1.1 Công dụng máy khởi động

Vì động cơ đốt trong không thể tự khởi động nên cần phải

có một ngoại lực để khởi động nó Để khởi động động cơ, máy

khởi động làm quay trục khuỷu thông qua vành răng Máy khởi

động cần phải tạo ra moment lớn từ nguồn điện hạn chế của

accu đồng thời phải gọn nhẹ Vì lí do này người ta dùng motor

điện một chiều trong máy khởi động Để khởi động

động cơ thì trục khuỷu phải quay nhanh hơn tốc độ quay

tối thiểu Tốc độ quay tối thiểu để khởi động động cơ

khác nhau tuỳ theo cấu trúc động cơ và tình trạng hoạt

động, thường từ 40 - 60 vòng/ phút đối với động cơ

xăng và từ 80 - 100 vòng/phút đối với động cơ diesel

1.2 Các loại máy khởi động

1.2.1 Loại giảm tốc

- Máy khởi động loại giảm tốc dùng motor tốc độ

cao

- Máy khởi động loại giảm tốc làm tăng moment

xoắn bằng cách giảm tốc độ quay của phần ứng

lõi motor nhờ bộ truyền giảm tốc

- Piston của công tắc từ đẩy trực tiếp bánh răng

chủ động đặt trên cùng một trục với nó vào ăn

khớp với vành răng

1.2.2 Máy khởi động loại đồng trục

- Bánh răng bendix được đặt trên cùng một trục

với lõi motor (phần ứng) và quay cùng tốc độ

với lõi

- Cần dẫn động được nối với thanh đẩy của công

tắc từ đẩy bánh răng chủ động và làm cho nó ăn

khớp với vành răng

1.2.3 Máy khởi động loại bánh răng hành tinh

- Máy khởi động loại bánh răng hành tinh

dùng bộ truyền hành tinh để giảm tốc độ

quay của lõi (phần ứng) của motor

- Bánh răng bendix ăn khớp với vành răng

thông qua cần dẫn động giống như trường

hợp máy khởi động đồng trục

1.2.4 Máy khởi động PS (Motor giảm tốc hành

Hình 4 Máy khởi động loại bánh răng hành tinh

Hình 6 Lực sinh ra giữa các nam châm

Hình 7 Khung dây trong từ trường

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TỈNH BR-VT KHOA CƠ KHÍ 17

tinh-rotor thanh dẫn)

- Máy khởi động này sử dụng các nam châm vĩnh cửu đặt trong cuộn cảm

- Cơ cấu đóng ngắt hoạt động giống như máy khởi động loại bánh răng hành tinh

Hình 5 Máy khởi động loại PS

1.3 Nguyên lý của máy khởi động

1.3.1 nguyên lý tạo ra moment

Đường sức từ sinh ra giữa cực bắc và cực nam của nam châm Nó đi từ cực bắc đến cực

Trong động cơ thực tế, phần giữa là khung dây Giả sử, chúng ta có một khung dây quấnnhư trên Hình 7 Khi dòng điện chạy xuyên qua khung dây, từ thông sẽ xuyên qua khungdây.

Chiều của đường sức 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 từ trường đối ngược, thì đường sức từ trở nên yếu đi (thưa hơn)

Hình 9 Đường sức của khung dây và nam châm

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 Lực sinh ra trên khung dây cung cấp năng lượng làm quay động cơ điện

Đặt hai đầu khung dây lên điểm tựa để nó có thể quay Tuy nhiên, nó chỉ có thể tiếp tục

quay khi lực sinh ra theo chiều cũ

Bằng cách gắn cổ góp và chổi than vào khung dây, dòng điện chạy qua dây dẫn từ sau đến trước phía cực bắc, trong khi dòng điện chạy từ trước ra sau phía cực nam và duy trì như vậy Điều đó làm nam châm tiếp tục quay

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 tắc bàn tayphải để giải thích Hướng tất cả bốn ngón tay, trừ ngón tay cái của bàn tay phải theo chiềucủa 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 lý thuyết trên, người ta thiết kế nên máy khởi động trong thực tế

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TỈNH BR-VT KHOA CƠ KHÍ 19

Hình 15 Cấu tạo thực tế của động cơ máy khởi động

Hình 16 Dây quấn trong rotor

Cuộn dây phần ứng được quấn như Hình 16 Hai đầu của hai khung dây cạnh nhau được hàn với cùng một phiến đồng trên cổ góp Dòng điện chạy từ chổi than dương dến âm qua các khung dâu mắc nối tiếp

Nếu nhìn từ phía bánh răng bendix, thì dòng điện có chiều như Hình 17

Khi đó, chiều của dòng điện chạy qua các khung dây trong cùng một phần tư rotor là như nhau Và nhờ thế chiều của từ trường sinh ra ở mỗi khung sẽ không đổi khi cổ góp quay

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 theo qui luật bàn tay trái

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

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

máy khởi động

- Loại mắc song song: Ít dao động về tốc độ, giống như loại dùng nam châm vình cửu.

- Loại mắc hỗn hợp: Có cả đặc điểm của hai loại trên, thường dùng để khởi động động cơ

Hình 17 Dòng điện trong rotor

Hình 22 Công tắc từ

lớn

Hình 19 Các kiểu đấu dây

2 CẤU TẠO MÁY KHỞI ĐỘNG

Hình 21 Các bộ phận của máy khởi động

4 Chổi than và giá đỡ chổi than

5 Bộ truyền bánh răng giảm tốc

6 Li hợp khởi động

7 Bánh răng bendix và then xoắn

2.2 Cấu tạo

2.2.1 Công tắc từ

Công tắc từ hoạt động như là một công

tắc chính của dòng điện chạy tới motor và

điều khiển bánh răng bendix bằng cách đẩy nó vào ăn khớp với vành răng khi bắt đầu khởiđộng và kéo nó ra sau khi khởi động Cuộn hút được quấn bằng dây có đường kính lớn hơncuộn giữ và lực điện từ của nó tạo ra lớn hơn lực điện từ được tạo ra bởi cuộn giữ

2.2.2 Phần ứng và ổ bi cầu

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TỈNH BR-VT KHOA CƠ KHÍ 21

Phần ứng tạo ra lực làm quay motor và ổ bi cầu đỡ cho lõi (phần ứng) quay ở tốc độ cao

2.2.4 Chổi than và giá đỡ chổi than

Chổi than được tì vào cổ góp của phần ứng bởi các lò xo để cho dòng điện đi từ cuộndây tới phần ứng theo một chiều nhất định Chổi than được làm từ hỗn hợp đồng-cácbonnên nó có tính dẫn điện tốt và khả năng chịu mài mòn lớn Các lò xo chổi than nén vào cổgóp phần ứng và làm cho phần ứng dừng lại ngay sau khi máy khởi động bị ngắt

Nếu các lò xo chổi than bị yếu đi hoặc các chổi than bị mòn có thể làm cho tiếp điểmđiện giữa chổi than và cổ góp không đủ để dẫn điện Điều này làm cho điện trở ở chỗ tiếpxúc tăng lên làm giảm dòng điện cung cấp cho motor và dẫn đến giảm moment

Hình 25 Chổi than và giá đỡ chổi than Hình 26 Bộ truyền giảm tốc

2.2.5 Bộ truyền giảm tốc

Bộ truyền giảm tốc truyền lực quay của motor tới bánh răng bendix và làm tăng

moment xoắn bằng cách làm chậm tốc độ của motor

Bộ truyền giảm tốc làm giảm tốc độ quay của motor với tỉ số là 1/3 -1/4 và nó có một li hợp khởi động ở bên trong

2.2.7 Bánh răng khởi động chủ động và then xoắn

Bánh răng bendix và vành răng truyền lực quay từ máy khởi động tới động cơ nhờ sự ănkhớp an toàn giữa chúng Bánh răng bendix được vát mép để ăn khớp được dễ dàng Thenxoắn chuyển lực quay vòng của motor thành lực đẩy bánh răng bendix, trợ giúp cho việc ănkhớp và ngắt sự ăn khớp của bánh răng bendix với vành răng

3 HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY KHỞI ĐỘNG

3.1 Công tắc từ

3.1.1 Khái quát

Công tắc từ có hai chức năng:

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TỈNH BR-VT KHOA CƠ KHÍ 23

- Đóng ngắt motor

- Ăn khớp và ngắt bánh răng bendix với vành răng

Công tắc từ này cũng hoạt động theo ba bước khi máy khởi động hoạt động: Hút vào, Giữ, Hồi về (nhả về)

Một số hư hỏng:

- Nếu có hở mạch trong cuộn hút, thì nó không thể hút được piston và do đó máy khởi động không thể khởi động được (không có tiếng kêu hoạt động của công tắc từ)

- Nếu công tắc chính tiếp xúc kém, thì dòng điện đi đến cuộn cảm và phần ứng rất khó khăn

và tốc độ của máy khởi động giảm xuống

- Nếu có hở mạch trong cuộn giữ, thì nó không thể giữ được piston và có thể làm cho piston

đi vào nhảy ra một cách liên tục

từ trong các cuộn giữ và cuộn hút sẽ làm từ hoá các lõi cực và do vậy piston của công tắc từ

bị hút vào lõi cực của nam châm điện Nhờ sự hút này mà bánh răng bendix bị đẩy ra và ăn khớp với vành răng bánh đà đồng thời đĩa tiếp xúc sẽ bật công tắc chính lên

Để duy trì điện áp kích hoạt công tắc từ, một số xe có relay khởi động đặt giữa khoá điện vàcông tắc từ

Hình 30 Hút vào Hình 31 Giữ

3.1.2.2 Giữ

Khi công tắc chính được bật lên, thì không có dòng điện chạy qua cuộn hút vì hai đầucuộn hút bị đẳng áp, cuộn cảm và cuộn ứng nhận trực tiếp dòng điện từ accu Cuộn dâyphần ứng sau đó bắt đầu quay với vận tốc cao và động cơ được khởi động Ở thời điểm nàypiston được giữ nguyên tại vị trí chỉ nhờ lực điện từ của cuộn giữ vì không có dòng điệnchạy qua cuộn hút

3.1.2.3 Nhả (hồi về)

Hình 32 Hồi về

Khi khoá điện được xoay từ vị trí START sang vị trí ON, tại thời điểm này, tiếp điểm chínhvẫn còn đóng, dòng điện đi từ phía công tắc chính tới cuộn hút rồi qua cuộn giữ Đặc điểmcấu tạo của cuộn hút và cuộn giữ là có cùng số vòng dây quấn và quấn cùng chiều Ở thờiđiểm này, dòng điện qua cuộn hút bị đảo chiều, lực điện từ được tạo ra bởi cuộn hút và cuộngiữ triệt tiêu lẫn nhau nên không giữ được piston Do đó piston bị đẩy trở lại nhờ lò xo hồi

về và công tắc chính bị ngắt làm cho máy khởi động dừng lại

3.2 Ly hợp máy khởi động

Hình 35 Hoạt động của ly hợp khởi động

(Sau khi khởi động)

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TỈNH BR-VT KHOA CƠ KHÍ 25

Hình 33 Cấu tạo ly hợp máy khởi động

3.2.1 Hoạt động

3.2.1.1 Khi khởi động

Khi bánh răng li hợp (bên ngoài) quay nhanh hơn trục then (bên trong) thì con lăn lihợp bị đẩy vào chỗ hẹp của rãnh và do đó lực quay của bánh răng li hợp được truyền tới trụcthen

Hình 34 Hoạt động của ly hợp khởi động

(Khi khởi động)

3.2.1.2 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

3.2.2 Cơ cấu ăn khớp và nhả

3.2.2.1 Công dụng

Cơ cấu ăn khớp / nhả có hai chức năng

- Ăn khớp bánh răng bendix với vành răng bánh đà

- Ngắt sự ăn khớp giữa bánh răng bendix với vành răng bánh đà.

3.2.2.2 Cơ cấu ăn khớp

Hình 37 Hoạt động ăn khớp Hình 38 Hoạt động nhả khớp

Các mặt đầu của bánh răng bendix và vành răng đi vào ăn khớp với nhau nhờ tác độnghút của công tắc từ và ép lò xo dẫn động lại Sau đó tiếp điểm chính được bật lên và lựcquay của phần ứng tăng lên Một phần lực quay được chuyển thành lực đẩy bánh răngbendix nhờ then xoắn Nói cách khác bánh răng bendix được đưa vào ăn khớp với vành răngbánh đà nhờ lực hút của công tắc từ, lực quay của phần ứng và lực đẩy của then xoắn

Bánh răng bendix và vành răng được vát mép để việc ăn khớp được dễ dàng

3.2.2.3 Cơ cấu nhả khớp

Khi bánh răng bendix làm quay vành răng thì xuất hiện áp lực cao trên bề mặt răngcủa hai bánh răng Khi tốc độ quay của động cơ (vành răng) trở nên cao hơn so với bánhrăng bendix khi khởi động động cơ, nên vành răng làm quay bánh răng bendix Một phầncủa lực quay này được chuyển thành lực đẩy dọc trục nhờ then xoắn để ngắt sự ăn khớpgiữa bánh răng bendix và vành răng

Cơ cấu ly hợp máy khởi động ngăn không cho lực quay của động cơ truyền tới bánhrăng bendix từ vành răng bánh đà Kết quả là áp lực giữa các bề mặt răng của hai bánh rănggiảm xuống và bánh răng bendix được kéo ra khỏi sự ăn khớp một cách dễ dàng Vì lực hútcủa công tắc từ bị mất đi nên lò xo hồi về đang bị nén sẽ đẩy bánh răng bendix về vị trí cũ

và hai bánh răng sẽ không còn ăn khớp nữa

5 KIỂM TRA, SỬA CHỮA

5.1 Tháo rã máy khởi động

5.1.1 Tháo động cơ điện

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TỈNH BR-VT KHOA CƠ KHÍ 27

Hình 47 Tháo rã động cơ điện

5.1.2 Tháo rã công tắc từ

Hình 48 Tháo rã công tắc từ

5.1.3 Tháo bánh răng bendix

Hình 41 Tháo rã bánh răng bendix

5.2 Kiểm tra từng chi tiết

5.2.1 Kiểm tra Rotor

5.2.1.1Kiểm tra chạm mạch các khung dây rotor

Đặt rotor lên máy kiểm tra chạm mạch, đặt lưỡi cưa song song với lõi và quay rotor

bằng tay Nếu khung dây bị chạm mạch thì sẽ làm cho lưỡi cưa hút xuống.

Khung dây bị chạm là hiện tượng các lớp cách điện bị bong ra làm các khung dây chạmnhau điều này sẽ làm thành một mạch kín

Trong một rotor, các khung dây được quấn ở rìa ngoài của rotor Nhờ cấu tạo của máykiểm tra, số đường sức đi vào lõi rotor bằng số đường sức đi ra Do vậy trên các khung dâysinh ra sức điện động thuận và sức điện động ngược, tổng của chúng bằng không nên không

có dòng điện đi qua khung Nếu có các khung bị chạm, một mạch kín hình thành làm mấttrạng thái cân bằng, tạo dòng điện chạy qua khung Từ trường của dòng này sẽ hút lưỡi cưadính vào rotor

Hình 42 Hiện tượng chạm mạch Hình 43 Kiểm tra chạm mạch

5.2.1.2 Kiểm tra thông mạch cuộn rotor

Đo điện trở lớp cách điện từ cổ góp đến lõi rotor

Hình 44 Kiểm tra thông mạch rotor Hình 45 Kiểm tra cổ góp

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TỈNH BR-VT KHOA CƠ KHÍ 29

5.2.1.3 Kiểm tra cổ góp

Sử dụng thước kẹp để đo đường kính ngoài của cổ góp Mài nhẵn bề mặt ngoài của cổ góp nếu có lồi lõm

Kiểm tra độ mòn của cổ góp:

Đặt rotor lên khối chữ V, dùng tay quay rotor, đọc giá trị so kế

5.2.1.4 Kiểm tra ổ bi

Dùng tay quay ổ bi, lắng nghe và cảm nhận tiếng kêu và sự đảo

Hình 47 Kiểm tra thông mạch stator Hình 48 Kiểm tra cách điện stator

5.2.2 Kiểm tra stator

5.2.2.1 Kiểm tra thông mạch cuộn Stator

Dùng VOM kiểm tra thông mạch cuộn stator

5.2.2.2 Kiểm tra cách điện stator

Đo cách điện của stator bằng cách đo điện trở từ chổi than đến vỏ máy khởi động

Hình 49 Kiểm tra chổi than Hình 50 Kiểm tra giá giữ chổi than

5.2.3 Kiểm tra chổi than

Sử dụng thước kẹp đo chiều dài dọc tâm chổi than Thay mới chổi than nếu kết quả đo nhỏ hơn giới hạn, kiểm tra vị trí nứt, vỡ và thay thế nếu cần thiết

Kiểm tra cách điện giá giữ chổi than:

Đo điện trở cách điện giữa chổi than dương và chổi than âm trên giá giữ chổi than

Kiểm tra lò xo của chổi than:

Nhìn bằng mắt kiểm tra lò xo không bị yếu hoặc rỉ sét

5.2.4 Kiểm tra ly hợp

Nhìn bằng mắt xem bánh răng có bị hỏng hoặc mòn Quay bằng tay để kiểm tra ly hợp chỉquay theo một chiều

Hình 50 Kiểm tra giá giữ chổi than Hình 51 Kiểm tra li hợp

5.2.5 Kiểm tra cuộn hút, cuộn giữ

5.2.5.1 Thử chế độ hút

Công tắc từ còn tốt nếu bánh răng bendix bật ra khi dây 3 được nối

Hình 52 Kiểm tra cuộn hút, cuộn giữ

Hình 54 Kiểm tra điện áp accu

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TỈNH BR-VT KHOA CƠ KHÍ 31

5.4 Kiểm tra điện áp

5.4.1 Kiểm tra điện áp của accu

Khi máy khởi động hoạt động điện áp ở cực của

accu giảm xuống do cường độ dòng điện ở trong mạch

lớn Thậm chí ngay cả khi điện áp accu bình thường

trước khi động cơ khởi động, mà máy không thể khởi

động bình thường trừ khi một lượng điện áp accu nhất

định tồn tại khi máy khởi động bắt đầu làm việc Do

đó cần phải đo điện áp cực của accu sau đây khi động

cơ đang quay khởi động

Thực hiện theo các bước sau:

- Bật khoá điện đón vị trí START và tiến hành đo

điện áp giữa các cực của accu

- Điện áp tiêu chuẩn: 9.6 V hoặc cao hơn

- Nếu điện áp đo được thấp hơn 9.6 V thì phải

thay thế accu

- Nếu máy khởi động không hoạt động hoặc quay chậm, thì trước hết phải kiểm tra xem

accu có bình thường không

- Thậm chí ngay cả khi điện áp ở cực của

accu đo được là bình thường, thì nếu các

cực của accu bị mòn hoặc rỉ cũng có thể

làm cho việc khởi động khó khăn vì điện

trở tăng lên làm giảm điện áp đặt vào

motor khởi động khi bật khoá điện đón vị