Chơng 4 Hệ THốNG khởi động

Chơng Hệ THốNG khởi động 4.1 Nhiệm vụ, yêu cầu phân loại 4.1.1 Nhiệm vụ Hệ thống khởi động (HTKĐ) làm nhiệm vụ quay trục khuỷu động cơ, đạt tới tốc độ định, để từ động làm việc tự lập đợc Tốc độ phải đảm bảo hoà trộn đợc nhiên liệu (xăng điêzen) với không khí, tạo thành hỗn hợp công tác xy lanh động hỗn hợp bén lửa, cháy, dãn nở sinh công - Tốc độ quay nhỏ với động xăng: 40 ữ 50 (v/p) - Tốc độ quay nhỏ với động điêzen: 80 ữ 120 (v/p) Tốc độ quay nhỏ nhất, tơng ứng với trạng thái nhiệt độ động khởi động ( với tốc độ động phải làm việc tự lập đợc sau lần khởi động, thời gian kéo dài lần khởi động không 10s động xăng không 15s động diesel, khoảng thời gian cách lần khởi động liên tiếp không dới phút) Trị số tốc độ quay nhỏ phụ thuộc vào loại động cơ, số xi lanh động nhiệt độ động lúc bắt đầu khởi động 4.1.2 Yêu cầu - Mô men khởi động phải lớn để thắng mô men cản động ( Mô men cản khởi động động baogồm mô men cản ma sát chi tiết có chuyển động tơng đối động khởi độngvà mô men cản khí nén hỗn hợp công tác xi lanh Trị số mô men cản phụ thuộc vào loại động cơ, số xi lanh nhiệt độ động khởi động); đảm bảo dẫn động trục khuỷu động quay đạt tốc độ vòng quay khởi động - Cơ cấu truyền lực phải không bị trợt, nhng động làm việc phải cắt đợc truyền động ngợc từ trục khuỷu động sang máy khởi động; làm việc êm dịu tiếng kêu - Cơ cấu điều khiển khởi động phải kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, dễ bố trí, dễ sử dụng - Tuổi thọ, độ tin cậy cao, phải chăm sóc, bảo dỡng, giá thành hạ 4.1.3 Phân loại Để khởi động, sử dụng nhiều phơng pháp làm quay trục khuỷu động cơ: - Khởi động trực tiếp : quay tay, đạp chân, trôi dốc, kéo - Khởi động khí nén: Dùng không khí nén cao áp tác động vào đỉnh piston kỳ hút( thờng dùng cho máy tĩnh , tàu thủy ) - Khởi động máy lai: Dùng động nhỏ (động xăng kỳ, đánh lửa manhêtô) để kéo quay động điêzen cỡ lớn ( thờng dùng máy xây dựng) - Khởi động điện: Dùng ắc quy máy khởi động để quay trục khuỷu động Hệ thống khởi động đợc ứng dụng rộng rãi ô tô, xe máy 94 Theo phơng pháp điều khiển, HTKĐ điện lại đợc phân làm hai loại sau: + Máy khởi động điều khiển trực tiếp: Ngời sử dụng phải trực tiếp tác dụng lực để đóng tiếp điểm cấu điều khiển + Máy khởi động điều khiển gián tiếp: Nhờ lực điện từ để đóng tiếp điểm đa bánh máy khởi động ăn khớp với vành bánh đà 4.2 Hệ thống khởi động điện 4.2.1 Sơ đồ khối hệ thống khởi động điện điều khiển gián tiếp Trên ô tô thờng sử dụng HTKĐ điện, điều khiển gián tiếp rơ le điện từ, hình 4.1 giới thiệu sơ đồ khối HTKĐ này, cấu tạo gồm phận nh : ắc quy để cấp điện cho cuộn dây rơ le động điện; khoá điện ( có nấc: OFF, ON, ST); rơ le kéo (solenoid) để đa bánh khởi động ăn khớp vành bánh đà, đồng thời đóng điện từ ắc quy vào động điện chiều; động điện chiều để biến điện thành năng; khớp truyền lực để truyền mô men từ rô to động điện đến bánh đà Nguyên lý làm việc sơ đồ nh sau: Khi đóng khoá khởi động (ST), có dòng điện ắc quy: (+) ắc quy cuộn dây rơ le mát (- ) ắc quy Dòng điện qua cuộn dây rơ le, hút tiếp điểm rơ le đóng, cho dòng điện lớn (120 ữ 1600A) từ ắc quy đến thẳng động điện: (+) ắc quy tiếp điểm rơ le động điện mát (- ) ắc quy, làm quay rô to Mô men xoắn rô to qua khớp truyền lực đến bánh đà, làm quay trục khuỷu động cơ, để khởi động Khi khởi động, xoay chìa khoá vị trí ON, cắt dòng điện vào rơ le, cắt dòng điện vào động điện 4.2.2 Cấu taọ, nguyên lý làm việc cụm chi tiết hệ thống khởi động điện, điều khiển gián tiếp Trong HTKĐ điện điều khiển gián tiếp ô tô, cụm chi tiết máy khởi động, gồm phận nh hình 4.2 Máy khởi động gồm phận chính: Động điện a) Nhiệm vụ Thờng dùng động điện chiều, kích từ nối tiếp, điện áp 12V 24V, công suất từ ữ (KW) Nhiệm vụ động điện là: biến điện ắc quy thành năng, làm quay trục khuỷu động để khởi động b) Cấu tạo * phần tĩnh (stato) Gồm phận nh hình 4.3: 95 - Vỏ máy thép dẫn từ, mặt có lắp cực từ, mặt có cọc bắt dây - Cực từ: thờng có cực từ lắp đối (P = 2); cực từ gồm: + Má cực: hình móng ngựa, ghép từ nhiều thép kỹ thuật điện mỏng để giảm dòng Fucô Má cực bắt vít vào mặt vỏ máy + Cuộn dây cực từ: dây đồng, thờng có tiết diện lớn, hình chữ nhật Các cuộn dây quấn nối tiếp, song song hay hỗn hợp Mỗi cuộn đợc quấn xếp lên (từ ữ 12 vòng), vòng có giấy cách điện sơn cách điện Bên cuộn có quấn vải tẩm sơn cách điện nhựa cách điện Một đầu dây nối với cọc bắt dây vỏ, đầu nối với chổi than dơng * Phần động (rô to) Rô to có cấu tạo tơng tự máy phát điện chiều, gồm phận chính: lõi thép, cuộn dây, trục ( đầu có rãnh xoắn để lắp khớp truyền lực), cổ góp điện Cấu tạo rô to đợc giới thiệu hình 4.4 + Dây quấn rô to: Là dây đồng, thờng có tiết diện lớn, hình chữa nhật, đợc quấn kiểu sóng Các đầu dây đợc hàn với phiến đồng cổ góp Trên rãnh lõi thép có chứa khoảng 1ữ vòng dây + Cổ góp: Để biến dòng chiều ắc quy thành dòng xoay chiều vòng dây rô to, sinh mô men làm rô to quay Cổ góp làm phiến đồng tiết diện lớn, ghép lại với Giữa phiến đồng có lớp mica cách điện Đầu phiến đồng đợc hàn với đầu dây phần ứng * Các phận khác: - Chổi than: Để đa dòng điện ắc quy vào rô to, thờng có chổi than (2 chổi dơng, chổi âm đặt đối diện nhau), hỗn hợp 80 ữ 90% đồng 10 ữ 20% grafit, chổi than có dây nối điện - Lò xo giá đỡ chổi than: Có tác dụng đỡ, dẫn hớng, giữ chổi than luôn tiếp xúc tốt với cổ góp c) Nguyên lý làm việc động điện - Theo nguyên lý lực điện từ: Khi cho dòng điện chiều vào khung dây abcd, đặt từ trờng nam châm Các đoạn dây dẫn ab cd chịu tác dụng lực điện từ (F), xác định theo quy tắc bàn tay trái Các lực từ (F) tạo thành mô men, làm quay khung dây abcd theo chiều kim đồng hồ Khi khung dây quay đợc 1/2 vòng đầu, chiều dòng điện chuyển thành dcba, chiều dòng điện dây dẫn đối diện với cực N, S giữ nguyên không đổi, nên chiều mô men không đổi khung dây tiếp tục quay theo chiều cũ Vì mô men khung dây tạo nhỏ, tốc độ quay lại không đều, không ổn định, nên 96 động điện chiều, thực tế khung dây rôto nhiều vòng dây tạo nên hai nửa vòng tiếp điện đợc phát triển thành cổ góp điện - Nguyên lý làm việc động điện chiều máy khởi động nh sau: dòng điện từ (+) ắc quy cọc bắt dây vỏ máy cuộn dây stato (cuộn dây má cực biến thành cực từ nam châm điện N-S ) chổi than (+) phiến đồng cổ góp vòng dây rô to phiến đồng khác cổ góp chổi than (-) mát (-) ắc quy Do vòng dây rô to mang dòng điện, đặt từ trờng stato, sinh ngẫu lực, làm rô to quay d) Đặc tính chế độ làm việc động điện chiều kích từ nối tiếp * Đặc tính động điện Ta có công thức tính sức điện động cuộn dây rô to, mô men công suất điện từ nh sau: Eu = PN 60 a M dt = n = k e n PN a (4.1) I kd = k I kd (4.2) Pdt = M dt = Eu I kd (4.3) Trong đó: E - sức điện động phần ứng động cơ; Mđt- mô men điện từ động cơ; Pđt- công suất điện từ động cơ; - từ thông cực kích từ; n- tốc độ rô to; ke- hệ số s.đ.đ động cơ; k- hệ số cấu tạo động cơ; P- số đôi cực từ; N- số dây dẫn cuộn rô to; a- số mạch nhánh song song cuộn dây phần ứng; - tốc độ góc động cơ; Ikđ - dòng điện khởi động - Cờng độ dòng điện lớn mà máy khởi động tiêu thụ bị hãm chặt ( n = 0), ứng với lúc bánh vào ăn khớp: I h max = E0 U ch raq + Rd + Rkd Trong đó: E0- s.đ.đ tĩnh ắc quy; (4.4) U ch - sụt áp tiếp giáp chổi than, cổ góp (1ữ2,5V); raq- điện trở ắc quy; Rd- điện trở dây nối ắc quy, đầu bắt dây; Rkđ- điện trở cuộn dây động điện 97 Thay (4.4) vào (4.3) qua phép biến đổi, ta có công suất điện từ cực đại: Pđt max= (E0 - U ch ) Ih max (4.5) Qua kết tính toán, ngời ta vẽ đợc đồ thị đặc tính điện động điện chiều kích từ nối tiếp ( hình 4.6 ) Từ đồ thị ta có nhận xét sau: + Đờng cong biểu diễn công suất điện từ (Pđt) có dạng parabôn đối xứng qua giá trị cực đại Ih max /2 + Khi dòng khởi động tăng, mô men quay máy khởi động tăng, tốc độ giảm chế độ không tải, tốc độ rô to đạt cực đại ( nmax) + Khi dòng khởi động tăng: sụt áp ắc quy, dây dẫn, động điện tăng, làm điện áp đặt lên máy khởi động (Ukđ) giảm + Khi nhiệt độ môi trờng giảm, điện trở ắc quy tăng, độ sụt áp ắc quy tăng, làm cho đại lợng: Mđt- mô men điện từ động cơ; P đt- công suất điện từ động cơ; n- tốc độ rô to; Uaq- điện áp ắc quy; Ihmax giảm Hình 4.6 Đặc tính động điện máy khởi động ( đờng nét đậm ứng với nhiệt độ môi trờng +200c; nét đứt ứng với -200c) Mđt- mô men điện từ động cơ; Pđt- công suất điện từ động cơ; n- tốc độ rô to; Uaq- điện áp ắc quy; Ukđ- điện áp động điện; U dt - độ sụt áp động điện; 1- điểm tính dòng khởi động -200c; 2- điểm tính dòng khởi động +200c * Các chế độ làm việc động điện Có hai chế độ làm việc động điện: - Chế độ hãm chặt: ứng với I h max Mđt max n = ( lúc máy khởi động đóng mạch, bánh đà quay); Mđt max đợc gọi mô men khởi động (Mkđ), hay mô men ban đầu (Mbđ) - Chế độ không tải: động ô tô nổ làm việc biệt lập, lúc mô men cản trục động điện không đáng kể, tốc độ quay rô to cực đại ( n0= nmax), ứng với I0 Các chế độ dùng để thử nghiệm máy khởi động sau sửa chữa thay + Những h hỏng khí (ổ lắp chặt, khó quay) làm tăng công suất, dẫn đến tăng I 0, n0 lại giảm + Những h hỏng điện ( chạm, chập cuộn dây) làm giảm M kđ Uaq ứng với Ih max quy định Khớp truyền lực a) Nhiệm vụ phân loại: * Nhiệm vụ: 98 - Truyền mô men quay rô to động điện chiều sang trục khuỷu động ô tô cần khởi động Tỉ số truyền bánh máy khởi động vành bánh đà: i = 15 ữ 20 ( bánh máy khởi động có từ ữ 11 răng); rô to quay với tốc độ 2000 ữ3000 v/p, thông qua khớp truyền lực làm trục khuỷu quay từ 100 ữ 200 v/p, đủ để khởi động động - Ngắt mô men truyền ngợc động ô tô làm việc biệt lập Khi động ô tô làm việc, tốc độ trục khuỷu vào khoảng 3000 ữ 4000 v/p, làm rô to động điện quay theo với tốc độ khoảng 30.000 ữ 40.000 v/p Với tốc độ này, vòng dây rô to xổ ra, ổ đỡ trục cháy hỏng, khớp truyền lực phải cắt mô men truyền từ bánh đà sang rô to * Phân loại: Khớp truyền lực có nhiều loại - Loại quán tính: Nhờ lực quán tính để đa bánh vào ăn khớp khớp - Loại khí cỡng bức: dùng nạng gạt, đũa đẩyđa cỡng bánh vào ăn khớp khớp; loại lại phân ra: loại dùng bi đũa ( ô tô con), loại dùng đĩa ma sát, loại dùng rãnh xoắn(ô tô tải, khách) - Loại hỗn hợp: bánh vào khớp cỡng bức, khớp nhờ quán tính b) Khớp truyền lực khí cỡng kiểu bi đũa * Cấu tạo: Khớp truyền lực khí cỡng kiểu bi đũa, đợc sử dụng ô tô du lịch ô tô tải nhỏ Kết cấu khớp gồm phận nh hình 4.7 - ống chủ động (8) có đầu to đầu nhỏ: Đầu to (mặt cắt A-A) có rãnh hình nêm, rãnh đặt bi đũa (10) Cốc chụp (13) lò xo (14) đẩy viên bi đũa phía rãnh hẹp Đầu nhỏ (1), đợc lắp rãnh xoắn với trục rô to động điện Trên đầu nhỏ có nạng gạt (5) để gạt cỡng khớp chuyển động rãnh xoắn trục rô to - ống bị động (11): quay trơn trục rô to nhờ bạc đồng Bánh khởi động(12) đợc gắn với ống bị động * Nguyên lý làm việc: Khi rô to động điện quay, thông qua rãnh xoắn làm ống chủ động (8) quay theo (chiều mũi tên hình vẽ) Lúc này, bánh khởi động vào ăn khớp với bánh đà, nên ống bị động (11) bị hãm chặt Các viên bi đũa (10) bị kẹt vào phía rãnh hẹp, nối cứng ống chủ động với ống bị động Do ma sát mà ống bị động phải quay theo ống chủ động Mô men khởi động đợc truyền từ: trục rô to ống chủ động bi đũa 99 ống bị động bánh máy khởi động vành bánh đà trục khuỷu động ô tô; làm quay trục khuỷu để khởi động động Khi động ô tô làm việc biệt lập, tốc độ quay trục khuỷu động khoảng 3000 ữ 4000 v/p, làm tốc độ quay ống bị động tăng vọt (30.000 ữ 40.000 v/p) Lúc này, viên bi đũa ép lò xo (14) để hắt phía rãnh rộng, tách ống bị động chủ động ra, không cho rô to động điện quay theo trục khuỷu động ô tô Cơ cấu điều khiển khởi động a) Nhiệm vụ, phân loại * Nhiệm vụ: - Đẩy bánh chủ động (bánh máy khởi động) ăn khớp với vành bánh đà động ô tô để khởi động; tách bánh khởi động - Đóng, cắt dòng điện lớn (120 ữ 1600A) từ ắc quy đến động điện * Phân loại: Có hai loại cấu điều khiển trực tiếp gián tiếp - Điều khiển trực tiếp: Ngời sử dụng dùng tay chân tác động trực tiếp để đa bánh ăn khớp đóng điện từ ắc quy vào động điện + u điểm phơng pháp là: đơn giản, gọn + Nhợc điểm là: Gây vất vả cho ngời sử dụng; khó bố trí động đặt xa ngời lái - Điều khiển gián tiếp: Ngời sử dụng việc xoay chìa khoá điện ấn nút khởi động, rơ le điện từ đa bánh ăn khớp đóng điện ắc quy vào động điện + uv điểm phơng pháp là: điều khiển nhẹ nhàng, độ nhạy cao; bố trí dễ dàng động đặt xa ngời lái Trên ô tô chủ yếu sử dụng phơng pháp + Nhợc điểm là: Kết cấu phức tạp có phận trung gian b) Cơ cấu điều khiển trực tiếp máy khởi động * Cấu tạo cấu điều khiển trực tiếp máy khởi động đợc giới thiệu hình 4.8 gồm có phận sau: Vỏ hộp điều khiển (11) bắt vỏ máy khởi động, có nắp đậy kín Trong hộp có: trục (6) đợc gối hai đầu lên vỏ (11) cách điện với vỏ, dịch chuyển dọc trục Trên trục (6) lắp hai đĩa (3) (5) đồng, hai đĩa cách điện với trục Các cực (2) (14) để nối mạch điện từ ắc quy đến máy khởi động Cực (4) (12) để loại trừ điện trở phụ bô bin khởi động Bình thờng cực cách điện Cần điều khiển (10) đầu ăn khớp với nạng gạt khớp truyền lực, đầu liên hệ với bàn đạp Trên cần (10) có chốt quay (9), chốt đẩy (7), đai ốc (8) Chốt (7) có khoảng cách định với trục (6) * Nguyên lý làm việc: Khi ngời lái tác dụng vào bàn đạp ( buồng lái), cần (10) chuyển động làm chốt (7) tác dụng vào trục (6) đuôi cần (10) đẩy bánh máy khởi động ăn khớp với bánh đà Khi bánh ăn khớp xong đĩa (3) tiếp xúc cực 14; đĩa (5) tiếp xúc cực 12 Dòng điện lớn vào máy khởi động để khởi động động cơ, điện trở phụ đợc loại khỏi mạch đánh lửa c) Cơ cấu điều khiển gián tiếp máy khởi động 100 Đây hình thức điều khiển phổ biến hầu hết loại ô tô Nó ứng dụng lực điện từ, để đa cấu bánh dịch chuyển trục máy khởi động, thay cho sức ngời đóng mạch điện từ ắc quy đến máy khởi động * Cấu tạo: gồm phận đợc giới thiệu hình 4.9 - Solenoid ( rơ le điện từ có lõi thép động): Bên ống thép từ, quấn hai cuộn dây chiều: cuộn giữ (Wg) đợc trực tiếp nối mát, cuộn hút (Wh) nối mát qua cuộn dây động điện Trong lòng ống thép lõi thép, dịch chuyển dọc ống thép Một đầu lõi thép gắn đĩa đồng (tiếp điểm động), đầu nối với nạng gạt khớp truyền lực - Nút khởi động (3), đợc thay rơ le điện từ có cặp tiếp điểm mở * Nguyên lý: Khi khởi động, bật (2) sau ấn nút (3) (hoặc xoay chìa khoá điện vị trí START), có dòng điện qua cuộn (Wh) (Wg) (lúc đĩa đĩa cha tiếp xúc) Dòng điện có tác dụng tạo lực từ hoá hút lõi thép từ, dịch chuyển sang phải (theo chiều hình vẽ) Đầu trái lõi thép, thông qua nạng gạt, đa khớp truyền lực (trong có bánh khởi động) ăn khớp với vành bánh đà Đồng thời, đầu phải lõi thép đóng tiếp điểm (7), (8) Khi (7) (8) tiếp xúc, mạch động điện đợc nối: (+) ắc quy (8) (7) Wkt cuộn rô to M (-) ắc quy; cuộn Wh bị nối tắt, dòng qua Wg (3 ữ A) đủ giữ tiếp điểm đóng, nhờ tiết kiệm đợc điện ắc quy, làm thuận lợi cho trình khởi động Dòng điện qua Wh có trị số lớn ( 30 ữ 45 A), cho dòng điện tiếp tục qua mạch Wkt động điện, làm cho trục động điện xoay góc nhỏ, tạo điều kiện cho bánh khởi động tự lựa tốt trình vào ăn khớp với bánh đà 4.2.3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động xe TOYOTA Máy khởi động loại thông thờng Hình 4.10 Sơ đồ HTKĐ xe TOYOTA loại thông thờng a) Cấu tạo Hệ thống khởi động điện điều khiển gián tiếp, với máy khởi động loại thông thờng, gồm phận nh hình 4.10: ắc quy để cấp điện cho cuộn dây rơ le động điện; cầu chì để bảo vệ mạch điện khởi động; khoá điện, công tắc khởi động để đóng, cắt dòng điện ắc quy đến cuộn dây rơ le; máy khởi động gồm: rơ le kéo (solenoid) để đa bánh khởi động ăn khớp vành bánh đà, đồng thời đóng điện từ ắc quy vào động điện chiều; động điện chiều để biến điện thành năng; khớp truyền lực để truyền mô men từ rô to động điện đến bánh đà b) Nguyên lý làm việc Khi khoá điện vị trí START ( xe hộp số tự động A/T công tắc khởi động trung gian phải đóng, nghĩa cần số số Mo hay vị trí đỗ xe), có dòng điện đi: từ cực (+) ắc quy khoá điện cực 50 vào rơ le máy khởi động chia hai nhánh: 101 * Nhánh 1: qua cuộn dây Wg M (-) ắc quy, với dòng điện từ 3ữ (A) * Nhánh 2: qua cuộn dây Wh Wkt rô to M (-) ắc quy, với dòng điện từ 30 ữ 40(A) Khi dòng điện vào cuộn dây Wh Wg tạo từ trờng mạnh, hút lõi thép phía trái ( chiều hình vẽ), thông qua nạng gạt, đa khớp truyền lực bánh khởi động ăn khớp với bánh đà, đồng thời tiếp điểm đóng cực (30) với cuộn dây động điện Lúc dòng điện lớn từ (+) ắc quy cực 30 tiếp điểm cực C Wkt rô to M (-) ắc quy, làm quay rô to máy khởi động, thông qua khớp truyền lực, làm quay trục khuỷu động để khởi động Khi khởi động, khoá địên ON, dòng điện không vào cuộn W h Wg nữa, lõi thép tiếp điểm trở vị trí ban đầu nhờ lực đẩy lò xo hồi vị, đồng thời bánh máy khởi động đợc tách khỏi vành bánh đà, kết thúc khởi động Máy khởi động loại giảm tốc a) Cấu tạo Máy khởi động loại giảm tốc ( gọi máy khởi động hai tầng), có công suất từ 1.0 ữ 2.7 kw đợc sử dụng xe Toyota Hiace; Land cruiser động xăng điêzen Cấu tạo máy khởi động loại đợc giới thiệu hình 4.10, gồm phận chính: - Một công tắc từ (solenoid) tơng tự loại thông thờng, khác không dùng nạng gạt, mà dùng đũa đẩy, lò xo viên bi cầu để đẩy khớp truyền lực, đa bánh khởi động ăn khớp với vành bánh đà - Một mô tơ (động điện) cao tốc có kích thớc nhỏ gọn, sinh mô men xoắn lớn loại thông thờng, có kích thớc khối lợng 1.Bánh chủ động; Vỏ; Cuộn cảm; Phần ứng;5 Lò xo chổi than; 6.Chổi than; Piston; 8.Công tắc từ; Khớp truyền lực; 10 Bánh khởi động - Các bánh giảm tốc: bánh chủ động, bánh phụ để giảm tốc độ mô tơ khoảng ữ lần truyền mô men đến bánh khởi động - Một ly hợp khởi động ( khớp truyền lực) loại khí cỡng biểu bi đũa ( rãnh đặt hai viên bi đũa ) b) Nguyên lý làm việc : Sơ đồ nguyên lý làm việc máy khởi động giảm tốc đợc giới thiệu hình 4.12 Hình 4.12 Sơ đồ nguyên lý HTKĐ dùng máy khởi động giảm tốc *Khi khoá điện vị trí START : 102 - Khi xoay khoá điện sang vị trí START, dòng điện từ ắc quy qua cực 50, đến cuộn giữ cuộn kéo Sau đó, từ cuộn kéo, dòng điện qua cực C, đến cuộn cảm cuộn ứng Lúc tốc độ quay mô tơ thấp, sụt áp cuộn kéo, làm dòng điện đến cuộn cảm cuộn ứng mô tơ nhỏ Các cuộn giữ cuộn kéo tạo từ trờng đẩy piston sang trái, ép lò xo hồi vị lại, làm bánh khởi động dịch sang trái đến ăn khớp với vành bánh đà Tốc độ mô tơ giai đoạn thấp, làm cho bánh ăn khớp êm.Then hoa xoắn giúp cho bánh vành ăn khớp êm Dòng điện nh sau : ắc qui Khoá điện Cực 50 cảm Phần ứng Mát Cuộn giữ Mát Cuộn kéo Cực C Cuộn - Khi công tắc từ then hoa xoắn đẩy bánh vào vị trí ăn khớp hoàn toàn với vành bánh đà, đĩa tiếp xúc gắn piston đóng công tắc cách nối tắt cực 30 cực C Dòng điện có cờng độ lớn chạy qua mô tơ khởi động, làm mô tơ quay với mô men lớn hơn.Then hoa xoắn giúp cho bánh chủ động ăn khớp chắn với vành bánh đà Cùng lúc đó, điện đầu cuộn kéo nhau, nên dòng điện chạy qua lực từ cuộn giữ giữ piston vị trí Dòng điện nh sau : ắc qui Mát Khoá điện Cực 50 Cuộn giữ Mát Cực 30 Đĩa tiếp xúc Cực C Cuộn cảm Phần ứng * Khoá điện vị trí ON : - Xoay khoá điện trở lại vị trí ON từ vị trí STAR, cắt điện áp cấp cho cực 50 Nếu công tắc bị giữ vị trí đóng, có dòng điện chạy từ cực C đến cuộn kéo qua cuộn giữ, dòng điện nh sau : ắc qui, Cực 30, Đĩa tiếp xúc, Cực C Cuộn kéo Cuộn giữ Mát Cuộn cảm Phần ứng Mát Do dòng điện qua hai cuộn dây ngợc chiều nhau, nên lực từ sinh hai cuộn dây khử lẫn nhau, tạo điều kiện để lò xo ngắt công tắc (tách cực C cực 30), đồng thời hồi vị bánh khởi động vị trí ban đầu, kết thúc khởi động 103 - Phần ứng mô tơ khởi động kiểu giảm tốc có quán tính nhỏ kiểu thông thờng, nên ma sát nhanh chóng làm dừng lại.Vì vậy, kiểu mô tơ khởi động không cần cấu phanh nh loại thông thờng Máy khởi động giảm tốc kiểu hành tinh a) Cấu tạo Loại sử dụng bánh hành tinh để giảm tốc độ quay phần ứng giống nh kiểu giảm tốc,và bánh chủ động ăn khớp với vành bánh đà, qua cần gạt giống nh kiểu thông thờng ( Hình 4.13) Nguyên lý làm việc a) Cơ cấu giảm tốc độ : - Việc giảm tốc độ phần ứng đợc thực bánh hành tinh bánh ăn khớp - Khi trục phần ứng quay, bánh hành tinh quay theo chiều ngợc lại có xu hớng làm bánh ăn khớp quay Nhng bánh ăn khớp cố định, nên bánh hành tinh buộc phải quay bên bánh ăn khớp Do bánh hành tinh đợc gắn trục, nên bánh hành tinh quay, làm trục bánh hành tinh quay theo - Tỉ số truyền bánh trục phần ứng, bánh hành tinh bánh 11 :15 : 43 Kết tỉ số giảm tốc xấp xỉ 5, giảm tốc độ quay bánh chủ động khoảng 1/5 so với tốc độ ban đầu làm tăng mô men xoắn bánh chủ động b.Thiết bị giảm chấn: - Bánh ăn khớp thờng cố định, nhng có mô men lớn tác dụng lên mô tơ bánh quay để giải phóng mô men vợt quá,tránh làm hỏng phần ứng chi tiết khác - Bánh ăn khớp ăn khớp với đĩa ly hợp đĩa ly hợp bị đẩy đệm lò xo Nếu bánh phải chịu mô men lớn, đĩa ly hợp thắng lực đẩy lò xo quay, làm cho bánh ăn khớp quay.Vì vậy, mô men vợt mức bị hấp thụ 4.2.4 Hỗ trợ bảo vệ khởi động Để khởi động ô tô đợc đễ dàng điều kiện, ngời ta bố trí phận hỗ trợ cho khởi động nh: Đổi điện áp ắc quy; sấy nóng khí nạp khởi động lạnh động điêzenMột số xe bố trí phận khoá khởi động: không cho khởi động động làm việc, tay số hộp số cha vị trí Mo Đổi điện áp ắc quy 104 Trên số xe tải, máy khởi động dùng điện áp 24V, máy phát điện phụ tải khác lại dùng điện áp 12V, phải sử dụng đổi điện áp ắc quy 12V/24V (Hình 4.14) Trong sơ đồ có: hai bình ắc quy mắc song song nhau, ắc quy1 nối mát qua tiếp điểm K4 cầu chì S2 , ắc quy nối mát trực tiếp Cuộn W h , Wg, tiếp điểm K5 rơ le kéo lắp vỏ máy khởi động Máy khởi động kích từ nối tiếp, với cuộn kích từ (WKT) Các tiếp điểm K1 , K2 , K3 , K4 đợc điều khiển solenoid (RLĐK) đổi điện áp Nguyên lý làm việc nh sau: Bình thờng, khoá điện khởi động K trang thái mở, cặp tiếp điểm K3 , K4 trạng thái đóng; K1, K2 mở Lúc ắc quy nối song song với Các cuộn dây Wh Wg rơ le kéo cha có dòng điện, tiếp điểm K5 mở Khi đóng khoá K, có dòng điện vào RLĐK, lực từ hoá củag RLĐK mở tiếp điểm K3 , K4 đóng tiếp điểm K1, K2 Qua K1 hai ắc quy đợc mắc nối tiếp nhau, qua cầu chì S1r tiếp điểm K2 điện áp 24 V đợc cấp cho cuộn dây rơ le kéo, làm đóng tiếp điểm K5 rơ le kéo, động điện khởi động đợc cung cấp điện áp 24 V Các phụ tải khác hệ thống, đợc nối với cực dơng ắc quy nên chúng đợc cung cấp điện áp 12 V, khởi động Sấy nóng không khí nạp: Với động điêzen, đặc điểm nén không khí hoà khí tự cháy, nên khởi động lạnh (nhiệt độ môi trờng động thấp) hoà khí khó cháy, phải sấy nóng khí nạp để động dễ khởi động Thờng dùng phơng pháp sấy nóng - Sấy nóng đờng ống nạp: Dùng vòi phun phụ bu gi đánh lửa lắp đờng ống nạp động Khi khởi động lạnh (nhiệt độ trời < 0c), bu gi bật lửa đốt cháy nhiên liệu điêzen phun vòi phun bơm tay Ngọn lửa bị hút vào xi lanh, nung nóng xi lanh không khí nạp - Sử dụng bu gi sấy: Bu gi sấy nóng (hình 4.15) gồm: lõi (1) vật liệu gốm chịu nhiệt, bên có quấn dây điện trở (2) ( làm crôm, d = 1,6 ữ mm, điện áp ữ 12V, dòng điện 30 ữ 50A, nhiệt độ xấp xỉ 10000c); ống bọc (3) phủ chất cách điện chịu nhiệt Bu gi sấy đợc lắp vào buồng cháy xy lanh, để sấy nóng không khí xy lanh, tạo điều kiện thuận lợi cho việc bốc hơi, hoà trộn bốc cháy nhiên liệu đợc vòi phun phun vào buồng cháy Để điều khiển thời gian sấy cần thiết, sử dụng phơng pháp đơn giản (điều khiển tay ) phơng pháp điều khiển mạch định thời gian sấy Mạch điều khiển bu gi sấy nóng đơn giản đợc trình bày hình 4.16 Công tắc khởi động có hai nấc: nấc sấy G nấc khởi động ST Rơ le điều khiển bu gi sấy có cuộn 105 dây W1, W2 tiếp điểm K1, K2 Khi khoá khởi động đặt vào vị trí sấy, dòng điện qua W1 tạo lực từ hoá, hút tiếp điểm K1đóng Dòng điện từ: (+) ắc quy B K1 G đèn báo sấy bu gi sấy M (-) ắc quy, thực trình sấy nóng, lúc đèn báo sấy sáng Thời gian sấy kéo dài khoảng 15 giây Khi bật công tắc khởi động nấc ST, lúc rơ le sấy có dòng điện qua W , tiếp điểm K2 đóng lại ( K1 mở ra) Qua tiếp điểm K2 , có dòng điện tới bu gi sấy mà không qua đèn báo sấy Đồng thời lúc rơ le khởi động làm việc để cấp dòng điện cho cuộn dây rơ le kéo, thực trình khởi động động Thời gian sấy không nên lâu 20 giây Phanh phần ứng Cố gắng khởi động động lần thứ hai, bánh chủ động quay quán tính, làm không ăn khớp đợc với vành bánh đà Để ngăn cản tợng này, mô tô khởi động kiểu thông thờng đợc trang bị cấu phanh, có cấu tạo nh hình vẽ 4.17 Khi lò xo hồi vị đặt công tắc từ kéo bánh chủ động, lò xo phanh kéo phần ứng ép vào giá đỡ chổi than Do giá chổi than đợc gắn cố định với khung đuôi cổ góp, nên phần ứng nhanh chóng dừng lại Bảo vệ khởi động: Hệ thống khởi động số xe có trang bị thêm rơ le bảo vệ khởi động PB1 rơ le điều khiển PC 24 Rơ le bảo vệ PB1 có ba công dụng: - Khoá giữ không cho khởi động bất thờng lúc động hoạt động - Điều khiển tắt máy khởi động - Điều khiển đèn báo nạp điện máy phát điện xoay chiều Hình 4.18 giới thiệu sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động có trang bị rơ le bảo vệ PB1 dùng chung với máy phát điện xoay chiều Hình 4.18 Sơ đồ hệ thống khởi động có trang bị rơ le bảo vệ PB1 dùng chung với máy phát điện xoay chiều Nguyên lý làm việc : - Trạng thái bình thờng, tiếp điểm KK đóng: Khoá công tắc đợc vặn nấc một, đầu AM nối với đầu K khoá công tắc Dòng điện ắc quy chạy qua bóng đèn báo nạp, đến điểm a, đến tiếp điểm KK mát Đèn báo nạp sáng, báo hiệu máy phát điện xoay chiều cha phát điện - Giai đoạn khởi động: Khoá công tắc đợc vặn đến nấc hai, đầu AM đợc nối với đầu CT ổ khoá công tắc Sẽ có dòng điện chạy vào cuộn dây Wđk rơ le PC 24 theo mạch: Từ đầu CT điểm K Cuộn Wđk đầu R điểm a KK Mát Rơ le PC 24 đóng mạch cho điện ắc quy chạy từ đầu đến đầu cho solenoid hoạt động, điều khiển MKĐ quay Trong lúc này, dòng điện phân nhánh từ đầu K điểm PC điện trở R cuộn Wf điểm a KK mát Cuộn Wf tạo lực phản từ cân với lực từ hoá ban đầu cuộn Wc 106 Khi máy khởi động kéo trục khuỷu, máy phát điện phát dòng điện yếu Dòng điện chạy qua chỉnh lu rơ le PB1 nắn thành điện chiều, cung cấp cho cuộn Wc Từ trờng cuộn Wc lúc đợc cân cuộn phản từ Wf nên KK đóng, trình khởi động tiếp tục Khi động nổ đợc, vòng quay tự lập trục khuỷu tăng lên, dòng điện phát mạnh thêm, điện áp máy phát tăng đến khoảng 10V, lực từ hoá cuộn Wc đủ mạnh để kéo tiếp điểm KK mở, làm cho đèn báo nạp tắt, báo hiệu có nạp điện, đồng thời mạch điện PC 24 bị cắt, nên thực việc tự động tắt máy khởi động, lái xe cha ngắt khoá điện Xe chạy, muốn khởi động bất thờng không đợc, KK rơ le Pb1 mở * Hiện nay, sử dụng rơ le bảo vệ khởi động kiểu trên, phức tạp Ngời ta thờng khoá khởi động, để tránh cố bất thờng, nh khởi động phải cắt ly hợp; đạp phanh; số Mo 107 ... ắc quy; (4. 4) U ch - sụt áp tiếp giáp chổi than, cổ góp (1ữ2,5V); raq- điện trở ắc quy; Rd- điện trở dây nối ắc quy, đầu bắt dây; Rkđ- điện trở cuộn dây động điện 97 Thay (4. 4) vào (4. 3) qua... Đổi điện áp ắc quy 1 04 Trên số xe tải, máy khởi động dùng điện áp 24V, máy phát điện phụ tải khác lại dùng điện áp 12V, phải sử dụng đổi điện áp ắc quy 12V/24V (Hình 4. 14) Trong sơ đồ có: hai... vành bánh đà 4. 2 Hệ thống khởi động điện 4. 2.1 Sơ đồ khối hệ thống khởi động điện điều khiển gián tiếp Trên ô tô thờng sử dụng HTKĐ điện, điều khiển gián tiếp rơ le điện từ, hình 4. 1 giới thiệu