Đồ án Khai thác hệ thống điện thân xe trên xe Ford Range

Mục tiêu nghiên cứu Trên cơ sở nghiên cứu nội dung lý thuyết nhằm khảo sát và tìm hiểu kếtcấu, hoạt động, đặc điểm của hệ thống điện thân xe được sử dụng trên xeFord Ranger, để giúp cho

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành ô tô thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang phát triển mạnh mẽvới việc ứng dụng ngày càng nhiều những thành tựu công nghệ thông tin vào sảnxuất và lắp đặt các linh kiện ô tô Hiện nay thì vấn đề “điện và điện tử” trang bịtrên ô tô là tiêu chí chính để đánh giá một chiếc xe hơi cao cấp

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

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

được tầm quan trọng đó nên em đã chọn đề tài “Khai thác hệ thống điện thân xe trên ô tô Ford Ranger” Đây là một đề tài rất gần với thực tế sản xuất và sửa chữa

các hệ thống điện trên xe

Với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn cùng cácthầy trong Khoa Ô Tô cũng như các bạn sinh viên, em đã hoàn thành đề tài đúngtiến độ được giao Tuy nhiên, do kiến thức thực tế còn hạn chế và đây là lần đầutiên làm quen với việc nghiên cứu khoa học nên đề tài không tránh khỏi sai sót Emrất mong nhận được sự quan tâm của các thầy và các bạn để đề tài được hoàn thiệnhơn Với việc thực hiện đề tài này đã giúp em có thêm nhiều kiến thức thực tế, đâychính là hành trang để em dễ dàng hơn trong công việc sau này

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Ngày nay, khi mà khoa học kỹ thuật đang phát triển không ngừng thìnhững ứng dụng công nghệ tiên tiến trên ô tô ngày càng nhiều Trong đókhông thể thiếu những thiết bị tiện nghi trên xe, nhu cầu sử dụng xe hơi ngàycàng khắt khe hơn, người ta ngày càng quan tâm đến những chiếc xe đượctrang bị các hệ thống hiện đại, mà trên đó không thể thiếu được các thiết bịđiện, điện tử Ngược trở lại những năm 1950 và sớm hơn nữa, xe hơi chỉđược trang bị ắc quy 6V và bộ sạc điện áp 7V Dĩ nhiên, những chiếc xe cổnày cũng không cần nhiều điện năng ngoài việc đánh lửa hay vài bóng đènthắp sáng Giữa thập kỷ 50, việc chuyển sang hệ thống điện 12V giúp các nhàsản xuất có thể sử dụng các dây điện nhỏ hơn và đồng thời kéo theo việc sinh

ra nhiều tiện nghi dùng điện cho xe hơi Trên những chiếc xe hiện đại ngàynay, ngoài các hệ thống điện chiếu sáng còn rất nhiều các hệ thống điện rấthiện đại phục vụ cho nhu cầu giải trí: hệ thống âm thanh, CD, Radio…, hệthống an toàn trên xe: ABS, hệ thống chống trộm, hệ thống túi khí an toàn, hệthống kiểm soát động cơ,… Các hệ thống hiện đại này đã nâng giá trị của ô

tô lên rất cao và con người không chỉ dừng ở đó, các kỹ sư ô tô còn có nhữngước mơ lớn hơn là làm sao để những chiếc xe thật sự thân thiện với người sửdụng, đến lúc đó khi ngồi trên xe ta sẽ có cảm giác thật sự thoải mái, giảmđến mức tối thiểu các thao tác của người lái xe, mọi hoạt động của xe sẽ đượckiểm soát và điều chỉnh một cách hợp lý nhất

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

Với những ý nghĩa tốt đẹp đó em quyết định chọn đề tài “Khai thác hệ thống điện thân xe trên ô tô Ford Ranger ”, em cũng mong với đề tài này sẽ

là một cuốn tài liệu chung nhất cho công việc sửa chữa các hệ thống điện nóichung và hệ thống điện thân xe nói riêng.

Trong đề tài này em tập trung vào tìm hiểu các kết cấu, nguyên lýlàm việc và tìm hiểu các sơ đồ mạch điện của các hệ thống điện bố trí trên

xe Từ đó phân tích, chẩn đoán các dạng hư hỏng thường gặp và biện phápkhắc phục hư hỏng

1.1 Mục tiêu nghiên cứu

Trên cơ sở nghiên cứu nội dung lý thuyết nhằm khảo sát và tìm hiểu kếtcấu, hoạt động, đặc điểm của hệ thống điện thân xe được sử dụng trên xeFord Ranger, để giúp cho sinh viên trong việc học tập, cũng như nhữngngười muốn tìm hiểu về hệ thống điện thân xe có được các kiến thức cơ bảnnhất về chúng Dựa vào việc nghiên cứu lý thuyết, từ đó giúp cho sinh viêntrong thực tập sửa chữa, cũng như công việc bảo dưỡng trên các hệ thốngthực tế được dễ dàng hơn

1.2 Phương pháp nghiên cứu

Với mục đích là nghiên cứu trên cơ sở lý thuyết về hệ thống điện thân

xe để phục vụ cho mục đích học tập, nên phương pháp nghiên cứu chính ởđây là phương pháp tham khảo các tài liệu về hệ thống điện thân xe, kếthợp với việc dịch thuật tài liệu dựa trên các nguồn tài liệu liên quan đếnlĩnh vực nghiên cứu của đề tài, tiến hành chọn lọc, phân tích, và hệ thốnghóa, giải thích bản chất của các chi tiết trên hệ thống, từ đó giúp người đọcnắm được một cách có hệ thống về cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt độngcủa hệ thống điện thân xe Ford Ranger

1.3 Phạm vi nghiên cứu

Hiện nay, dòng xe Ford Ranger đang được sử dụng rộng rãi trên khắpthế giới Do thời gian và kinh nghiệm thực tế có hạn, tôi thực hiện đề tài chỉnghiên cứu, giới thiệu hệ thống điện thân xe trên ô tô Ford Ranger, trình bàynhững đặc điểm riêng biệt về cấu tạo, các sơ đồ mạch điện và nguyên lý hoạtđộng của hệ thống này Tuy Ford Ranger có rất nhiều đời và nhiều dòng xe,nhưng nhìn chung nguyên lý cơ bản của chúng cũng khá giống nhau

1.4 Giới thiệu về xe Ford Ranger

1.4.1 Giới thiệu chung

Có mặt tại hơn 180 quốc gia trên toàn thế giới, Ford Ranger – đỉnh cao của xebán tải là thành quả tuyệt vời từ tâm huyết của các kỹ sư Ford toàn cầu Ranger rađời khi trải qua hơn 30,000 cuộc thử nghiệm về các chi tiết bằng sự hỗ trợ của máytính hiện đại trong giai đoạn thiết kế và chế tạo

Tất cả điều đó tạo nên phong cách riêng biệt và đáp ứng trọn vẹn mọi yêu cầukhắt khe về chức năng của một chiếc xe bán tải

1.4.1.1 Thiết kế đa năng đầy cảm hứng

Phong cách thiết kế Kinetic mang đến cho chiếc xe Ford Ranger rắn rỏi vớinhững đường nét khí động học hoàn hảo và tinh tế, giúp xe vận hành an toàn vàtiết kiệm nhiên liệu vượt trội Ngoài ra Ranger mới còn lớn hơn rất nhiều so vớicác thế hệ trước nhờ thùng xe lớn hơn 19%, chiều dài cơ sở dài hơn 7%

Hình 1.1: Nội thất xe Ford Ranger

1.4.1.2 Công nghệ an toàn thông minh vượt trội

Ford đã đạt được những bước tiến dài trong việc đảm bảo Ranger không chỉ

vận hành tốt, thiết kế bắt mắt mà còn là một chiếc xe an toàn Ford Ranger đượctrang bị 6 túi khí, hệ thống cân bằng điện tử ESP với 7 chế độ kiểm soát như: kiểmsoát chống trượt xe, kiểm soát chống lắc rơ-moóc, hỗ trợ khởi hành ngang dốc,

kiểm soát giảm thiểu lật xe, hệ thống chống bó cứng phanh ABS và hỗ trợ phanhkhẩn cấp Ranger không chỉ đa năng mà còn an toàn.

1.4.1.3 Công suất tăng – xăng dầu giảm

Đi đến nơi về đến chốn là rất tốt, nhưng còn tốt hơn nữa khi bạn có thể hoànthành công việc hiệu quả hơn nhờ mức tiết kiệm nhiên liệu đáng mơ ước với FordRanger Khẳng định sự bền bỉ đáng tin cậy với mức nhiên liệu 8.1 L/ 100km vàkhả năng lội nước 800mm Với động cơ TDCi thế hệ mới mang tính cách mạngtrong công nghệ chế tạo máy, Ranger mang đến sức mạnh vô địch đồng thời đápứng mọi tiêu chuẩn khắt khe về một động cơ “xanh”, bảo vệ môi trường và cònnhiều hơn nữa là bảo vệ túi tiền của bạn

1.4.2 Khả năng công nghệ

1.4.2.1 Ford Ranger đang tiến bước trên con đường phát triển công nghệ

Với thiết kế hướng tới người lái, Ford Ranger hoàn toàn mới đã giúp những chuẩnmực của xe bán tải được nâng lên tầm cao mới, được trang bị các công nghệ hiện đại,trở thành chiếc xe hiệu quả và thú vị nhất trong các dòng xe bán tải đồng cấp

1.4.2.2 Ford Ranger - Tiêu chuẩn mới trong ngành công nghệ ô tô

Công nghệ được sử dụng trong Ranger hoàn toàn mới đã được xác định làtiêu chuẩn mới nhất trong các dòng xe cùng đẳng cấp Dẫn đầu là hệ thống cânbằng xe bằng điện tử ESP, hệ thống này giúp kiểm soát chặt chẽ và nâng cao tính

an toàn trên đường và cả những địa hình hiểm trở với các tính năng như hệ thốngkiểm soát độ lắc, hỗ trợ khởi hành ngang dốc, kiểm soát độ bám đường theo tảitrọng khi xuống dốc,…

1.4.2.3 Hình thức mạnh mẽ, vận hành êm ái

Xe tải cần mạnh mẽ Những đường nét và tính năng đơn giản của các bộ phậnbên trong chiếc Ford Ranger lấy cảm hứng từ đồng hồ G-Shock của Casio và thiết

kế đặc biệt dành riêng của các dụng cụ tối ưu năng lượng Kết quả là thiết kế bêntrong xe Ranger thật rộng rãi cho việc sử dụng với hơn 20 hộc chứa giúp cất giữmọi đồ vật cần thiết đúng chỗ và thật sự an toàn khi đi đường Thậm chí máy tínhcũng vừa vặn trong hộc chứa bên trong của Ranger và được sạc điện bởi ổ cắm12V nằm ở khoang điều khiển trung tâm.

1.4.2.4 Tính năng thông minh

Ranger được trang bị hệ thống điều hòa hai vùng khí hậu Bên cạnh đó,khoang điều khiển trung tâm kết nối với thiết bị điều khiển nhiệt độ để trở thành 1

tủ lạnh mini để giữ thức ăn tươi và thức uống luôn mát lạnh Ngoài ra là bộ ghếngồi điều chỉnh theo lực nặng, một máy tính lắp sẵn, thiết bị điều khiển tốc độ và

âm thanh ngay trên tay lái Ranger

Hình 1.2: Hệ thống điều hòa hai vùng khí hậu

1.4.2.5 Kế thừa tính năng an toàn của Ford

Người sử dụng xe Ford nói chung và Ranger nói riêng hoàn toàn tự tin khicầm lái, kể cả khi tiến hoặc lùi xe Ranger hoàn toàn mới mang đến thiết bị cảm

biến hỗ trợ đậu xe từ phía sau, camera quan sát và thiết bị cảm biến gạt mưa có thể

tự động bật/tắt và điều chỉnh theo sự thay đổi của thời tiết

1.4.2.6 Điều khiển bằng giọng nói và hơn thế nữa

Ranger hoàn toàn mới được trang bị công nghệ kết nối và giải trí hiện đạinhất, điều khiển bằng giọng nói và Bluetooth, gọi điện thoại trong công việc, liênlạc với gia đình, chọn thể loại nhạc yêu thích, thậm chí là điều chỉnh điều hòa màkhông cần phải rời tay lái hay ngừng quan sát đường đi, giúp xe bán tải trở nênthông minh và tinh tế đến bất ngờ

Trong vòng 10 năm kể từ khi là chiếc xe bán tải hai cầu đầu tiên ra mắt, FordRanger đã qua 5 lần thay đổi, với hơn một vạn xe bán ra Mẫu xe này chiếm khoảng25% thị phần bán tải tại Việt Nam, hiện nay con số này dần tăng lên đến 50%

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ XE FORD RANGER

2.1 Thông số kỹ thuật của xe Ford Ranger

Bảng 2.a: Thông số kỹ thuật của xe Ford Ranger

KÍCH THƯỚC XE [1]

11 Đường kính xy lanh x Hành

12 Công suất cực đại KW/vòng/phút 80 / 3500

13 Mô men xoắn cực đại Nm/vòng/phút 268 / 2000

2.2 Giới thiệu về hệ thống điện thân xe

2.2.1 Hệ thống cung cấp điện

Hệ thống cung cấp điện trên ô tô gồm máy phát và ắc quy

Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống cung cấp điện trên ô tô

2.2.1.1 Ắc quy

Là nguồn điện một chiều dùng để cung cấp điện cho ô tô khi không hoạtđộng hoặc khi khởi động

Hình 2.3: Ăc quy ô tô

Đối với động cơ xăng tốc độ khởi động cần phải đảm bảo tạo được độchân không cần thiết trong đường nạp để hỗn hợp hoà trộn tốt và chuyểnđộng đủ nhanh để giảm hiện tượng ngưng tụ hơi nhiên liệu Tốc độ khởiđộng của động cơ xăng thường nằm trong khoảng 35÷50 (v/ph) Trong khi

đó, động cơ Diezel cần tốc độ khởi động lớn hơn để đảm bảo cho nhiênliệu tự bốc cháy được cần phải có một nhiệt độ đủ lớn ở cuối kỳ nén ,tốc

độ khởi động của động cơ diesel vào khoảng 100÷200 (v/ph)

2.2.2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống khởi động điện

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

Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động.

1 Ắc quy; 2 Máy khởi động; 3 Lò xo; 4 Khớp truyền động; 5 Cần gạt; 6 Lõi Solennoid; 7 Cuộn hút; 8 Cuộn giữ; 9 Đĩa tiếp điện; 10 Tiếp điểm; 11 Cầu chì; 12 Rơle máy khởi động; 13 Công tắc máy khởi động.

Khi bật công tắc máy khởi động ở vị trí Star (13) có dòng điện từ (+) Ắc quy

 Cầu chì (11)  Rơle (12)  Vào đồng thời cuộn kéo (7) và cuộn giữ (8) Dòngđiện từ ắc quy chạy qua cuộn giữ về mát trực tiếp, đồng thời cũng chạy qua cuộnkéo về mát trong máy khởi động Cả hai cuộn cùng tạo từ trường mạnh hút lõi thépqua phía phải áp đĩa tiếp điện vào hai tiếp điểm đóng mạch cho dòng điện chạytrực tiếp từ (+) ắc quy vào roto máy khởi động làm quay máy khởi động

Công dụng của cuộn kéo là tạo thêm từ trường đủ mạnh vào lúc đầu đểđẩy bánh răng khớp truyền động cài vào vành răng bánh đà, áp đĩa tiếp điệnvào hai tiếp điểm Khi đĩa tiếp điện đã áp vào hai tiếp điểm thì điện (+) ắcquy đặt vào cả hai đầu dây của cuộn kéo nên không có dòng điện qua cuộnnày Cuộn giữ vẫn tiếp tục tạo từ trường duy trì đĩa tiếp điện áp vào hai tiếpđiểm đóng mạch cho máy khởi động

2.2.2.3 Sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động

2.2.3 Hệ thống chiếu sâng tín hiệu

Hệ thống chiếu sâng – tín hiệu trín ô tô lă một phương tiện cần thiết giúp tăi

xế có thể nhìn thấy trong điều kiện tầm nhìn hạn chế, dùng để bâo câc tình huốngdịch chuyển để mọi người xung quanh nhận biết Ngoăi chức năng trín, hệ thốngcòn hiển thị câc thông số hoạt động của câc hệ thống trín ô tô đến tăi xế thông quabảng tablo vă soi sâng không gian trong xe

2.2.3.1 Hệ thống chiếu sâng

1/ Nhiệm vụ, yíu cầu vă phđn loại hệ thống chiếu sâng

+ Nhiệm vụ: hệ thống chiếu sâng nhằm đảm bảo đều kiện lăm việc cho ngườilâi ô tô nhất lă văo ban đím vă đảm bảo an toăn giao thông

+ Yíu cầu: hệ thống chiếu sâng phải đảm bảo hai yíu cầu cơ bản:

Một lă có cường độ sâng lớn vă phù hợp với điều kiện vận hănh của xe

Hai lă không lăm lóa mắt tăi xế xe chạy ngược chiều

+ Phđn loại: Theo đặc điểm của phđn bố chùm ânh sâng người ta phđn thănh 2loại hệ thống chiếu sâng:

* Hệ thống chiếu sâng theo Chđu Đu

* Hệ thống chiếu sâng theo Chđu Mỹ

Hình 2.6: Sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động xe Ford

Ranger.

B (E)

ON KEY 1 40A Main 80A

B/Y

ON KEY2 60A

ON ACC

OFF OFF

ST B/Y

B/W (F)

B/Y (F)

B/Y (E) M

Máy khởi độ ng

B(E)

ENGINE SIWTCH MAIN FUSE BLOCK

2/ Thông số cơ bản và các chức năng của hệ thống chiếu sáng

Bảng 2.b: Các thông số của hệ thống chiếu sáng

Chế độ chiếu sáng Khoảng chiếu

Các chức năng của hệ thống chiếu sáng

Hệ thống chiếu sáng là một tổ hợp gồm nhiều loại đèn có chức năng khác nhau:+ Đèn kích thước trước và sau xe (Front side & Rear light): được sử dụngthường xuyên, đặc biệt là vào ban đêm nhằm giúp cho tài xế xe phía sau biết đượckích thước và khoảng cách của xe đi trước

+ Đèn đầu (Headlight): đây là đèn lái chính, dùng để chiếu sáng khônggian phía trước xe giúp tài xế có thể nhìn thấy trong đêm tối hay trong điềukiện tầm nhìn hạn chế

+ Đèn sương mù (Fog light): trong điều kiện sương mù, nếu sử dụng đèn phachính có thể tạo ra vùng ánh sáng chói phía trước gây trở ngại cho các xe đối diện

và người đi đường Vì vậy người ta sử dụng đèn sương mù để giải quyết vấn đềtrên Các đèn sương mù thường chỉ sử dụng ở các nước có nhiều sương mù

+ Đèn trong xe (interior light): gồm nhiều đèn có công suất nhỏ, ở các vị tríkhác nhau trong xe với mục đích tăng tính tiện nghi và thẩm mỹ cho nội thất xe hơi.+ Đèn bảng số (Licence plate lllumination): đèn này phải có ánh sáng trắng nhằm soi

rõ bảng số xe, đèn này phải được bật sáng cùng lúc với đèn pha hay cốt và đèn đậu xe.+ Đèn lùi (back-up light): đèn này được chiếu sáng khi xe gài số lùi, nhằmbáo hiệu cho các xe khác và người đi đường

2.2.3.2 Hệ thống tín hiệu

Hệ thống tín hiệu bao gồm hệ thống còi điện, hệ thống báo rẽ và báo nguy, hệthống đèn phanh và hệ thống báo sự cố hệ thống đèn tín hiệu Ngoài ra, còn có hệthống đèn kích thước, bao gồm các đèn kích thước được lắp sau xe, trước xe, bênhông xe, trên nắp cabin để chỉ báo chiều rộng, chiều dài và chiều cao xe

- Đưa không khí sạch vào trong xe.

- Duy trì nhiệt độ không khí trong xe ở một nhiệt độ thích hợp

2/ Phân loại

Phân loại theo vị trí của hệ thống trên xe:

- Kiểu đặt phía trước: giàn lạnh được đặt gần bảng đồng hồ, bảng điều khiển của xe

- Kiểu kép (giàn lạnh đặt trước và sau xe): kiểu kép cho năng suất lạnh caohơn và nhiệt độ đồng đều ở mọi nơi trong xe vì không khí lạnh được thổi từ phíatrước ra phía sau xe

- Kiểu kép treo trần: kiểu này thường sử dụng cho xe khách Hệ thống lạnhđược đặt phía trước kết hợp với giàn lạnh treo trên trần, kiểu này cũng cho năngsuất lạnh cao và không khí lạnh đồng đều

Phân loại theo phương pháp điều khiển: có hai loại:

- Hệ thống lạnh với phương pháp điều khiển bằng tay

Với phương pháp này cho phép điều khiển bằng tay các công tắc nhiệt vànhiệt độ ngõ ra bằng cần gạt Ngoài ra còn có cần gạt hoặc công tắc điều khiển tốc

độ quạt, điều khiển lượng gió và hướng gió

- Hệ thống điều hòa không khí với phương pháp điều khiển tự động

3/ Yêu cầu

- Không khí trong khoang hành khách phải lạnh

- Không khí phải sạch

- Không khí lạnh phải được lan truyền khắp khoang hành khách

- Không khí lạnh khô (không có độ ẩm)

2.2.4.2 Hệ thống xông kính

1/ Những lợi ích của hệ thống sấy kính lái

Trong khi không thể ngăn chặn các yếu tố môi trường xảy ra, tuyết vàbăng có thể được loại bỏ bởi hệ thống sấy kính lái Việc thổi luồng không khívào bên trong kính có thể có hiệu quả, nếu không khí ấm áp Nhưng có thể mấtnhiều thời gian để làm nóng trong thời tiết giá lạnh Thông thường, bạn sẽkhông muốn chờ đợi lâu để bắt đầu lái xe.

Theo các chuyên gia tư vấn kinh nghiệm lái xe ô tô, ngay cả khi nhiệt độ bênngoài không đến mức đóng băng, bên trong cửa sổ có thể bị mờ do tình trạng thờitiết ẩm ướt Giống với băng và tuyết, kính lái bị mờ sẽ cản trở tầm nhìn và khiếnviệc lái xe trở nên không an toàn

Gần như tất cả cửa sổ phía sau trên xe ô tô đều được trang bị hệ thống sấykính lái cũng như trên một số chiếc xe tải Lưới điện trên cửa sổ phía sau cómột lớp điện mỏng chạy qua Thiết bị này sẽ khiến nhiệt độ tăng và làm ấmkính Nhiệt độ tăng sẽ giúp tan một lượng nhỏ nước đá và tuyết cũng như giúpcửa sổ phía sau hết bị mờ

Các chuyên gia tư vấn kinh nghiệm xe hơi cho biết một số cửa sổ bên thân xe,gương điện tử cùng kính chắn gió cũng đang được trang bị lưới điện với cùng tínhchất Trong khi lưới điện của cửa sổ phía sau có thể nhìn thấy bằng mắt thường(đường ngang dài trên kính); lưới điện trên cửa sổ bên, kính chắn gió và gươngđiện hầu như không thể nhìn thấy

2/ Nguyên lý hoạt động của hệ thống sấy kính lái

Hệ thống sấy kính lái hoạt động bằng nút bấm hoặc công tắc và sử dụng đồng

hồ bấm giờ để tắt nhiệt sau một khoảng thời gian nhất định Thông thường, hệthống này hoạt động từ 10 đến 15 phút

Hệ thống sấy kính lái phía sau sẽ ngừng hoạt động, nếu điện lưới bị phá vỡ(vấn đề phổ biến nhất của hệ thống này) Nếu hệ thống sấy kính lái phía sau có mộtcông tắc bị ngắt hay một dòng điện bị trầy xước, kính lái phía sau sẽ không đượcsấy Lưới điện có thể được sửa chữa và công tắc điện đôi khi có thể được thay thế

2.2.4.3 Hệ thống gạt nước và rửa kính

Hệ thống gạt nước và rửa kính là một hệ thống đảm bảo cho người lái nhìnđược rõ bằng cách gạt nước mưa trên kính trước và kính sau khi trời mưa Hệ thống

có thể làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió phía trước nhờ thiết bị rửa kính Vì vậy,đây là thiết bị cần thiết cho sự an toàn của xe khi chạy Gần đây một số kiểu xe cóthể thay đổi tốc độ gạt nước theo tốc độ xe và tự động gạt nước khi trời mưa

Hệ thống gạt nước và rửa kính gồm các bộ phận sau:

 Cần gạt nước phía trước/lưỡi gạt nước phía trước

 Motor và cơ cấu dẫn động gạt nước phía trước

 Vòi phun của bộ rửa kính trước

 Bình chứa nước rửa kính (có motor rửa kính)

 Công tắc gạt nước và rửa kính (có relay điều khiển gạt nước gián đoạn)

 Cần gạt nước phía sau/lưỡi gạt nước phía sau

 Motor gạt nước phía sau

 Relay điều khiển bộ gạt nước phía sau

 Bộ điều khiển gạt nước

 Cảm biến nước mưa

2.2.4.4 Hệ thống khóa cửa

Cơ chế để mở những chiếc khoá cửa xe của bạn thực sự rất thú vị Nó phảithực sự rất tin cậy vì một chiếc xe cần phải thực hiện hàng chục nghìn lần thao tácđóng mở cửa xe Khi đọc những dòng dưới đây, bạn sẽ hiểu được nguyên lý hoạtđộng của hệ thống khóa cửa

Khoá cửa xe có thể bằng bàn phím, hệ thống khoá không chìa (keyless entry),

hệ thống khoá cơ khí bình thường hoặc hệ thống kết hợp những phương pháp đólại, và thậm chí những chiếc xe hiện nay có thể có bốn đến sáu cách khoá cửa Vớicác hệ thống khóa hiện đại, bạn chỉ cần một thao tác bấm rất đơn giản để mở cửanhưng những gì xảy ra trong cơ cấu thì khá phức tạp

Những phương pháp khóa và mở khóa phổ biến

Hiện nay có 6 cách khóa và mở khóa phổ biến trên các dòng xe: bằng chìakhoá; bằng cách ấn nút “unlock” trong xe; bằng khoá mã (khoá số) bên ngoài ;bằng cách kéo chiếc núm phía trên, bên trong cửa xe; bằng điều khiển từ xa; bằngtín hiệu từ bảng điều khiển.

Một số loại xe có khoá cửa điện, công tắc “lock” và “unlock” thực chất là gửitín hiệu điện tới cơ cấu chấp hành để mở khoá cửa Thế nhưng, một số hệ thống cótính kết hợp tốt hơn nên có nhiều cách để khoá và mở cửa và khối điều khiển trungtâm sẽ quyết định khi nào sẽ mở cửa xe

Khối điều khiển trung tâm là một máy tính trong xe của bạn Nó bao quát đến

cả những cái nhỏ nhất để làm cho chiếc xe của bạn thân thiện hơn; ví dụ, nó điềukhiển những chiếc đèn trong xe sáng đến khi khởi động xe hoặc nó nhắc nhở bạnbằng tiếng “bip” khi để quên đèn pha sáng hoặc chìa khoá ở ổ khoá

Trong trường hợp khoá cửa điện, khối điều khiển giám sát tất cả những nguồntín hiệu “lock” và “unlock” Nó sẽ giám sát tất cả những tác động đến mã số mở cửa

và tự động mở khi mã số nhận được chính xác Hệ thống cũng dò tìm tần số radio và

tự động mở khi nó nhận được mã số chính xác từ bộ phát tín hiệu trên tay bạn vàcũng nó kiểm tra các công tắc bên trong xe Khi nhận được tín hiệu từ bất cứ nguồnnào, nó đều cung cấp nguồn điện để cho cơ cấu chấp hành đóng, mở cửa xe

2/ Chức năng

- Đóng/mở bằng tay

Khi công tắc cửa sổ điện bị kéo lên hoặc đẩy xuống giữa chừng, thì cửa sổ sẽ

mở hoặc đóng cho đến khi thả công tắc ra

- Tự động đóng/mở cửa sổ bằng một lần ấn

Khi công tắc cửa sổ điện bị kéo lên hoặc đẩy xuống hoàn toàn, thì cửa sổ sẽđóng hoặc mở hoàn toàn.

- Điều khiển cửa sổ khi tắt khóa điện

Chức năng này cho phép điều khiển hệ thống cửa sổ điện trong khoảngthời gian 45 giây sau khi tắt khóa điện về vị trí ACC hoặc Lock, nếu cửa xephía người lái không mở

3/ Cấu tạo

- Bộ nâng hạ cửa kính

- Các mô tơ điều khiển cửa sổ điện

- Công tắc chính cửa sổ điện ( gồm có các công tắc cửa sổ điện và công tắckhóa cửa sổ )

- Các công tắc cửa sổ điện

- Khóa điện

- Công tắc cửa ( phía người lái )

CHƯƠNG 3 KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE TRÊN Ô TÔ FORD RANGER

3.1 Tổng quan

Công nghiệp ôtô - máy kéo ngày càng phát triển, kết cấu ôtô máy kéongày càng hoàn thiện thì mức độ tự động hóa, điện tử hóa của chúng ngày càngcao Yêu cầu về mặt tiện nghi, về tính an toàn của chuyển động càng lớn thì hệthống trang thiết bị điện trên ôtô - máy kéo ngày càng phức tạp và hiện đại.Nếu như trên những ôtô - máy kéo đầu tiên các trang thiết bị điện hầu nhưkhông có gì ngoài bộ phận để châm lửa hỗn hợp cháy rất thô sơ bằng dây đốt, thìngày nay trên ôtô - máy kéo, điện năng đã được sử dụng để thực hiện rất nhiềuchức năng trên các hệ thống sau:

- Hệ thống cung cấp điện (Charging system): Bao gồm ắc quy, máyphát điện, các bộ điều chỉnh điện

- Hệ thống khởi động (Starting system): Bao gồm máy khởi động (động cơđiện), các rơle điều khiển và các rơle bảo vệ khởi động Ngoài ra, đối với động cơDiesel còn trang bị thêm hệ thống xông máy

- Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu (lighting and signal system): Gồm các đènchiếu sáng, đèn tín hiệu, còi, các công tắc và các rơle

- Hệ thống đo đạc và kiểm tra (Gauging system): Bao gồm các đồng hồ trênbảng Taplô (đồng hồ tốc độ động cơ, đồng hồ tốc độ xe, đồng hồ đo nhiên liệu,đồng hồ đo nhiệt độ nước làm mát) và các đèn báo hiệu

- Hệ thống điều khiển ôtô (Vehicle control system): Gồm hệ thống điều khiểnphanh chống hãm cứng (ABS), hộp số tự động, hệ thống lái, hệ thống treo, hệthống truyền lực, hệ thống gối đệm

- Hệ thống điều hoà nhiệt độ (Air conditioning system): Bao gồm máy nén,giàn nóng, giàn lạnh, lọc ga, van tiết lưu và các thiết bị điều khiển hỗ trợ khác

- Hệ thống các thiết bị phụ: Bao gồm quạt gió, hệ thống gạt nước rửakính, nâng hạ kính, đóng mở cửa xe, radio, tivi, hệ thống chống trộm, hệthống nâng hạ ghế…

Các hệ thống trên hợp thành một hệ thống nhất, là hệ thống điện trênôtô máy kéo, với hai phần chính: Nguồn điện (hệ thống cung cấp điện) vàcác bộ phận tiêu thụ điện (các hệ thống khác)

- Nguồn điện trên ôtô: Là nguồn một chiều được cung cấp bởi ắcquy nếuđộng cơ chưa làm việc (hoặc làm việc ở số vòng quay nhỏ), hoặc bởi máy phát nếuđộng cơ làm việc ở số vòng quay trung bình và lớn Để tiết kiệm dây dẫn, thuậntiện khi lắp đặt sửa chữa, …, trên đa số các xe người ta sử dụng thân sườn xe làmdây dẫn chung Vì vậy, đầu âm của nguồn điện được nối trực tiếp ra thân xe.

- Các bộ phận tiêu thụ điện (phụ tải điện): Trong các bộ phận tiêu thụ điện thìmáy khởi động là bộ phận tiêu thụ điện mạnh nhất (dòng điện cung cấp bởi ăcquykhi khởi động có thể lên đến 400÷600 (A) đối với động cơ xăng, hoặc 2000 (A) đốivới động cơ diesel) Phụ tải điện được chia làm các loại cơ bản sau:

+ Phụ tải làm việc liên tục: Bơm nhiên liệu, kim phun nhiên liệu,…

+ Phụ tải làm việc không liên tục: Gồm các đèn pha, đèn cốt, đèn kích thước,…+ Phụ tải làm việc trong khoảng thời gian ngắn: Gồm các đèn báo rẽ, đènphanh, mô tơ gạt nước lau kính, còi, máy khởi động, hệ thống xông máy,…

- Mạng lưới điện: Là khâu trung gian nối giữa phụ tải và nguồn điện,bao gồm: Các dây dẫn, các bộ chuyển mạch, công tắc, các thiết bị bảo vệ

và phân phối khác nhau

Cùng với sự phát triển vượt bậc của kỹ thuật điện tử và điều khiển tựđộng, các trang thiết bị điện, điện tử trên các ôtô - máy kéo hiện đại hiện naykhông tồn tại dưới các bộ phận, các cụm tương đối độc lập về chức năng nhưtrước mà được kết hợp lại thành các vi mạch tích hợp, được xử lý và điềukhiển thống nhất bởi một bộ xử lý trung tâm, làm việc theo các chương trình

đã được dựng sẵn

3.2 Một số ký hiệu trong hệ thống điện và điện tử trên xe Ford Ranger [3]

Bảng 3.a: Ký hiệu một số phần tử điện và điện tử

1

Diodes

Một linh kiện bán dẫn mà chỉ cho phép lưu lượng dòng đi qua một phương hướng

2 Diodes zener

Diode chỉ cho dòng điện chạyqua một hướng Nhưng vớiDiode zener thì khi điện áp lớnhơn điện áp định mức thì nócho dòng điện chạy theo hướngngược lại

nó thì nó sẻ tự chảy lỏng làm ngắt mạch điện qua đó bảo vệ mạch điện

(liên kết mạch)

Dùng trong các mạch có cường độ cao

xung từ sự quay đối tượng

Ắc quy

Năng lượng điện chuyển hóa bên trong Là nơi cung cấp dòng điện DC cho toàn bộ cácthiết bị điện tử trên ôtô

Là nơi tích trử tạm thời năng lượng điện cho các mạch tiêu thụ.Tụ mà thường xuyên tích trử thì được gọi là tụ cái

Là công cụ để kết nối,có thể dùng thay cho phích cắm.Các giắc cắm này không có ren mà chỉ có khoá

Khi có dòng điện di qua là nguyên nhân làm cho các sợi đối nóng lên và phát sáng

Sau khi có dòng chạy qua thì

nó phát sáng chi có điều không có sức nóng như bóng đèn Nó được sử dụng trong công cụ hiển thị

phép điều khiển các dòng

Là một cổ máy chuyển điện năng thành cơ năng Sinh mômen quay

15 Rơle

Về cơ bản thì rờle giống như một công tắc Có thể là loại thường đónghay thường mở Cuộn dây tạo ra lực

từ để đóng, mở rơle

Là một linh kiện có giá trị điện trở không đổi Khi đặt trong một hiệu điện thế thì nó giảm điên áp

17 Biến trở Là một điện trở có giá trị điện trở

Có thể thay đổi được

nhiệt

Là một điện trở mà giá trị của

nó có thể thay đổi được khi thayđổi nhiệt độ

dòng điện đi qua

3.3 Hệ thống cung cấp điện

3.3.1 Chức năng của hệ thống cung cấp điện

Xe được trang bị rất nhiều thiết bị điện để lái xe được an toàn và thuậntiện Xe cần sử dụng điện không chỉ khi đang chạy trên đường mà cả khidừng tại chỗ Vì vậy, xe có ắc quy để cung cấp điện và hệ thống nạp để tạo

ra nguồn cung cấp điện khi động cơ đang nổ máy Hệ thống nạp cung cấpđiện cho tất cả các thiết bị điện và để nạp điện cho ắc qui.

Hệ thống cung cấp bao gồm các thiết bị chính sau đây: Ắc quy, máyphát điện, bộ chỉnh lưu (đặt trong máy phát), bộ điều chỉnh điện (đặt trongmáy phát), Đèn báo xạc,công tắc máy

Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống cung cấp điện tổng quát.

3.3.2 Ắc Quy

3.3.2.1 Công dụng

Để cung cấp điện cho các vật dùng điện khi động cơ không làm việc,người ta sử dụng nguồn điện hóa học một chiều gọi là ắc quy Trong ắc quy,hóa năng biến thành điện năng

3.3.2.2 Phân loại

Có nhiều phương pháp để phân loại ắc quy , tuy nhiên trên ô tô hiệnnay thường sử dụng hai loại chính là ắc quy nước và ắc quy khô, việc sửdụng ắc quy khô trên ô tô có tính ưu việt hơn hẳn so với ắc quynước Tuynhiên nếu so sánh hai ắc quy có cùng dung lượng như nhau thì ắc quy nước

có thời gian đề máy và tuổi thọ cao hơn

Theo tính chất dung dịch điện phân, ắcquy nước được chia ra các loại:

+ Ắc quy axít: dung dich điện phân là axít H2SO4

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

So sánh hai loại ắc quy axít và kiềm thì ắc quy axít có suất điện động mỗingăn cao hơn (~2V), điện trở trong nhỏ hơn, nên khi phóng với dòng lớn độ sụt thế

ít, chất lượng khởi động tốt hơn Ắc quy kiềm có suất điện động mỗi ngăn khoảng1,38V, giá thành cao hơn (2÷3 lần) do phải sử dụng các loại vật liệu quý hiếm nhưbạc, niken, cađimi, điện trở trong lớn hơn

Tuy vậy, ắc quy kiềm có độ bền cơ học và tuổi thọ cao hơn (4÷5 lần),làm việc tin cậy hơn

Trên đa số ô tô hiện nay đều sử dụng ắc quy axit

Qp = Ip.tp (A.h) (3.1)Trong đó: Ip- Dòng điện phóng (A); tp- Thời gian phóng (h)

Điện dung nạp Qn): là điện lượng mà ắc quy tiếp nhận được trong quá trình nạp [5]

Trong đó: In- Dòng điện nạp (A); tn- Thời gian nạp (h)

Do có các tổn hao trong quá trình nạp, nên điện dung nạp thường phải lớn hơnđiện dung phóng 10÷15%

3.3.2.3 Cấu tạo

Cấu tạo của ắc quy:

Hình 3.2: Cấu tạo bình ắc quy axít

Để tạo được một bình ắc quy có thế hiệu (6, 12 hay 24V) người ta mắc nốitiếp các khối ắcquy đơn lại với nhau thành bình ắc quy vì mỗi bình ắc quy đơn chỉcho suất điện động (~2V) Trên ô tô hiện nay thường sử dụng ắc quy 12 (V)

+ Vỏ bình: có dạng hình hộp chữ nhật, làm bằng nhựa êbônít, cao su cứng haychất dẻo chịu a xít và được chia thành các ngăn tương ứng với số lượng các ắc quyđơn cần thiết Trong các ngăn đó được đặt các khối bản cực Dưới đáy vỏ bình cócác gân dọc hình lăng trụ để đỡ các khối bản cực Khoảng trống dưới đáy giữa cácgân dùng để chứa các chất kết tủa, các chất tác dụng bong ra từ các bản cực, đểchúng không làm chập (ngắn mạch) các bản cực khác dấu

+ Khối bản cực: Bao gồm các bản cực dương và âm đặt xen kẽ nhau, giữachúng có các tấm ngăn cách điện Mỗi bản cực gồm có phần cốt hình mắt cáo và cácchất tác dụng trát trên nó Phần trên của cốt có tai 3 (hình 3.3) để nối các bản cựccùng tên với nhau thành phân khối bản cực Phần dưới của cốt có các chân để tựalên các gân ở đáy bình Các chân được bố trí so le để tránh chập mạch qua sóng đỡ

Hình 3.3: Cấu tạo của bản cực và khối bản cực.

a Phần cốt; b Nửa khối bản cực; c Khối bản cực và tấm cách; d Tấm cách

Cốt được đúc từ hợp kim chống ôxy hoá, gồm: 92÷93% chì và 7÷8%ăngtimon(Sb) Cốt của các bản cực dương còn cho thêm 0,1÷0,2% Asen (As).Ăngtimon và Asen có tác dụng làm tăng độ bền cơ học, giảm ôxy hoá cho cốt,ngoài ra còn làm tăng tính đúc của hợp kim

Chất tác dụng trên bản cực âm được chế tạo từ bột chì và dung dịch a xít

H2SO4, ngoài ra để tăng độ xốp, giảm khả năng co và hoá cứng bản cực người

ta còn cho thêm 2÷3% chất nở Để làm chất nở có thể sử dụng các chất hữu

cơ hoạt tính bề mặt hỗn hợp với sun phát bari BaSO4 như các muối humát chếtạo từ than bùn, bồ hóng, chất thuộc da

Chất tác dụng trên bản cực dương: Được chế tạo từ minium chì

Pb3O4, monoxít chì PbO và dung dịch a xít H2SO4 Ngoài ra, để tăng độbền người ta còn cho thêm sợi polipropilen

Các phân khối bản cực và tấm ngăn được lắp ráp lại tạo thành khốibản cực Số bản cực âm thường lớn hơn số bản cực dương một bản đểđặt các bản cực dương vào giữa các bản cực âm, đảm bảo cho các bảncực dương làm việc đều cả hai mặt để tránh cong vênh và bong rơichất tác dụng

+ Tấm ngăn là những lá mỏng chế tạo từ vật liệu xốp chịu axít như:mipo, miplát, bông thuỷ tinh hay kết hợp giữa bông thuỷ tinh với mipláthoặc gỗ Các tấm ngăn thường có một mặt nhẵn và một mặt hình sóng, lồilõm Mặt nhẵn đặt hướng về phía bản cực âm, còn mặt hình sóng hướng vềphía bản cực dương để tạo điều kiện cho dung dịch điện phân dễ luânchuyển đến bản cực dương và lưu thông tốt hơn

+ Ngoài ra còn một số các chi tiết khác như: nút, nắp, cầu nối,ống thông hơi

3.3.3 Máy phát điện

3.3.3.1 Nhiệm vụ

Máy phát là nguồn điện chính trên ô tô máy kéo (ở số vòng quay trungbình và lớn của động cơ), nó có nhiệm vụ:

- Cung cấp điện cho tất cả các phụ tải

- Nạp điện cho ắc quy

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

3.3.3.2 Cấu tạo

Hình 3.4: Cấu tạo máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ.

1 Quạt làm mát; 2 Bộ chỉnh lưu; 3 Vòng tiếp điện; 4 Bộ điều chỉnh điện và chổi than; 5.Rotor;

6 Stato; 7.Vỏ; 8 Puli

Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều kich thích kiểu điện từ loại có vòngtiếp điện gồm những bộ phận chính là: rô to, stato, puli, cánh quạt, bộ chỉnh lưu,

bộ điều chỉnh điện, quạt, chổi than và vòng tiếp điểm

a/Rôto: Gồm hai chùm cực hình móng lắp then trên trục Giữa các chùm

cực có các cuộn dây kích thích đặt trên trục qua ống lót bằng thép Các đầu củacuộn dây kích thích được nối với các vòng tiếp điện gắn trên trục máy phát.Trục của rôto được đặt trên các ổ bi lắp trong các nắp bằng hợp kim nhôm Trênnắp, phía vòng tiếp điện còn bắt giá đỡ chổi điện Một chổi điện được nối với vỏmáy phát, chổi còn lại nối với đầu ra cách điện với vỏ Trên trục còn lắp cánhquạt và puli dẫn động

Hình 3.5: Rotor và các chi tiết chính của rotor

b/Stato: Là khối thép từ ghép từ các lá thép điện kỹ thuật, phía trong có xẻ

rãnh phân bố đều để đặt cuộn dây phần ứng

Hình 3.6: Stator và các chi tiết chính của stator

3.3.3.3 Nguyên lý sinh điện của máy phát điện xoay chiều 3 pha

Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lý sinh điện.

a Sơ đồ nguyên lý; b Dòng điện xoay chiều 1 pha trong một chu kỳ

Khi nam châm quay trong cuộn dây, điện áp sẽ sinh ra giữa 2 đầu cuộn dây.Điện áp này sẽ sinh ra một dòng điện xoay chiều

Mối liên hệ giữa dòng điện sinh ra trong cuộn dây và vị trí của nam châmđược chỉ ra trong hình 3.7 Dòng điện lớn nhất được sinh ra khi cực N và cực S củanam châm gần với cuộn dây nhất Tuy nhiên, chiều dòng điện ở mỗi nửa vòngquay của nam châm lại ngược nhau

Dựa trên nguyên lý trên và để sinh ra dòng điện một cách hiệu quả hơn, máyphát điện trên ô tô dùng 3 cuộn dây bố trí lệch nhau một góc 1200 trên stator

Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý dòng điện xoay chiều 3 pha

Mỗi cuộn A, B, C được đặt chênh nhau 1200 Khi nam châm quay giữa chúngdòng điện xoay chiều được sinh ra trong mỗi cuộn dây Dòng điện bao gồm 3 dòngxoay chiều được gọi là “dòng xoay chiều 3 pha”.

3.3.3.4 Bộ chỉnh lưu

Các thiết bị điện trên xe đều yêu cầu dòng điện một chiều để hoạt động và ắcquy cần dòng điện một chiều để nạp Trên ôtô hiện đại đều sử dụng máy phát điệnxoay chiều 3 pha nên muốn sử dụng dòng điện này cần phải biến đổi thành dòngmột chiều Việc biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng một chiều gọi là “chỉnhlưu” Trên ôtô thường sử dụng bộ chỉnh lưu cầu 3 pha Biện pháp đơn giản nhất đểchỉnh lưu dòng điện là sử dụng các diod

Diod là một vật liệu bán dẫn nó chỉ cho phép dòng điện đi qua theo mộtchiều, cấu tạo bởi chất bán dẫn Silic hoặc Gecmani có pha thêm một số chất đểtăng cường electron tự do

Điện áp tức thời trên các pha A, B, C theo [6] là :

UA = Um.sint; UB = Um.sin(t 2  / 3); UC = Um.sin(t 2  / 3)

( b )

Hình 3.9: Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha (a) và dòng điện phát ra ( b).

Trên sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha này có 6 diode, 3 diode ở nhóm trên hay còngọi lá các diode dương (D1, D3, D5), có các catod được nối với nhau Nhóm dướicòn gọi là các diode âm (D2, D4, D6) các anode được nối với nhau

Khi rôto quay một vòng, trong các cuộn dây Stato dòng điện được sinh ratrong mỗi cuộn dây này đựơc chỉ ra từ (0) tới (2 )

 Từ 0 

6



cuộn dây C có điện áp dương nhất, cuộn dây B có điện áp âm nhất

Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây C tới cuộn dây B

Cuộn dây C  Điểm 3  Diode D5 Tải  Diode D4 Điểm 2  Cuộn dây B

Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây A tới cuộn dây B

Cuộn dây A  Điểm 1  Diode D1 Tải  Diode D4  Điểm 2  Cuộn dây B

Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây A tới cuộn dây C

Cuộn dây A  Điểm 1  Diode D1 Tải  Diode D6  Điểm 3  Cuộn dây C

Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây B tới cuộn dây C.

Cuộn dây B  Điểm 2  Diode D3 Tải  Diode D6  Điểm 3  Cuộn dây C

Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây B tới cuộn dây A

Cuộn dây B  Điểm 2  Diode D3 Tải  Diode D2  Điểm 1  Cuộn dây A

Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây C tới cuộn dây A

Cuộn dây C  Điểm 3  Diode D5 Tải  Diode D2  Điểm 1  Cuộn dây A

 Từ 116  2  cuộn dây C có điện áp dương nhất, cuộn dây B có điện áp âmnhất

Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây C tới cuộn dây B

Cuộn dây C  Điểm 3  Diode D5 Tải  Diode D4  Điểm 2  Cuộn dây BKhi rôto quay các vòng tiếp theomột vòng, dòng điện được sinh ra trongmỗi cuộn dây đựơc lặp lại theo chu trình trên

Ta nhận thấy dòng điện sau khi được nắn (chỉnh lưu) thành dòngmột chiều vẫn còn nhấp nhô, vì vậy trên ô tô thường sử dụng các bộlọc (tụ điện, cuộn cảm) nắn điện sao cho dòng điện ra đến tải gầnvới dạng đường thẳng

3.3.3.5 Bộ điều chỉnh điện

Khi điều chỉnh điện áp và cường độ dòng điện của máy phát trong các

hệ thống cung cấp điện thì đối tượng điều chỉnh là máy phát và ắc quy.Hoạt động đồng thời của máy phát cùng ắc quy xảy ra khi có sự thay đổivận tốc quay của phần ứng (rotor) của máy phát, của tải và của nhiệt độtrong phạm vi rộng Để các bộ phận tiếp nhận điện năng làm việc bình

thường thì điện thế của lưới điện phải không đổi Vì vậy cần phải có sựđiều chỉnh điện thế.

Trong quá trình vận hành, máy phát có thể có những trường hợpkhi tải vượt quá trị số định mức Điều này sẽ dẫn đến hiện tượng bịcháy, làm giảm khả năng chuyển đổi mạch hoặc quá nhiệt, dẫn đến tăngtải trên các chi tiết cơ khí của hệ thống dẫn động máy phát Vì vậy, cần

có thiết bị đảm bảo sự hạn chế dòng điện của máy phát Tất cả các chứcnăng này ở hệ thống cung cấp điện cho ôtô, máy kéo được thực hiện tựđộng nhờ bộ điều chỉnh điện

Điện áp của máy phát được xác định như sau [5]:







 1

 - Từ thông cực từ (Wb); CE - Hệ số phụ thuộc kết cấu mạch từ;  - Hệ số tải

Từ biểu thức 3.8 ta thấy: điện áp ra của máy phát phụ thuộc vào tốc độ máyphát (tức là phụ thuộc vào tốc độ động cơ) và phụ thuộc vào tải

Trên ôtô, tốc độ động cơ thay đổi trong một phạm vi rộng từ 500 ÷ 700 (v/ph) ở tốc độ cầm chừng và đến khoảng 5000 ÷ 6500 (v/ph) ở tốc độ cao  tốc

độ máy phát thay đổi Ngoài ra, các phụ tải sử dụng trên xe như: đèn, hệ thốngđiều hòa, gạt nước mưa luôn thay đổi (tức là  luôn thay đổi)  Làm cho Umf

thay đổi

 Để Um f ổn định cần phải sử dụng bộ điều chỉnh Từ biểu thức(3-8) ta thấy để Um f = Uđ m cần phải điều chỉnh , tức là điều chỉnhdòng kích từ

Các ôtô hiện đại ngày nay người ta thường sử dụng loại bộ điều chỉnhđiện áp bấn dẫn IC (Intergrated Circuit) vì những ưu điểm nổi bật của nó sovới các loại bộ điều chỉnh điện áp cơ khí Khi sử dụng bộ điều chỉnh điện áp

cơ khí có hai nhược điểm quan trọng là tính trễ và đặc tính nhiệt độ của nó,tính trễ gây ra sự sụt áp, khi tiếp điểm cơ khí làm việc ở tốc cao với dònglớn sẽ sinh nhiệt lớn làm tiếp điểm nhanh mòn và phải thường xuyên bảo

dưỡng Ưu điểm của bộ điều chỉnh bán dẫn IC là:

- Điện áp điều chỉnh ổn định, biên độ dao động nhỏ

- Dải điện áp ra hẹp hơn và ít thay đổi theo thời gian

- Chịu được rung động và có độ bền cao do không có các chi tiết chuyển động

Hình 3.10: Sơ đồ mạch bộ điều chỉnh bán dẫn IC

Vai trò các thành phần của bộ điều chỉnh điện:

- IC: Theo dõi điện áp ra và điều khiển dòng kích, đèn báo sạc vàtải ở đầu dây L

- TR1: Điều chỉnh dòng điện qua cuộn dây kích từ

- TR2: Điều khiển nguồn cung cấp cho tải được nối với cực L

- TR3: Điều khiển tắt mở đèn báo sạc

- D1: Diode hút lực điện từ của cuộn dây kích từ

- Chân IG: Nhận biết công tắc máy bật và chuyển thành tín hiệu đến

bộ điều chỉnh

- Chân B: Nhận biết điện áp ra của máy phát (khi có sự cố)

- Chân F: Điều khiển dòng qua cuộn kích từ

- Chân S: Nhận biết điện áp ắc quy và truyền tín hiệu đến bộ điều chỉnh

- Chân L: Nối mass cho đèn báo sạc (khi TR3 mở), cung cấp điện cho

tải (khi TR2 mở).

- Chân P: Nhận biết tình trạng phát điện và đưa tín hiệu đến bộ điều chỉnh

- Chân E: Nối mass cho bộ điều chỉnh điện

Nguyên lý hoạt động:

- Khi công tắc máy bật, động cơ chưa hoạt động, máy phát điện khôngphát điện, IC nhận biết 0 (V) tại đầu P Nó điều khiển con TR1 tự đóngngắt liên tục làm giảm dòng qua cuộn dây kích từ để ắc quy không bịphóng hết điện.Đồng thời nó điều khiển TR3 dẫn khiến dòng qua đèn báosạc và đèn báo sạc sáng

- Khi máy phát điện quay và phát điện điện áp tại đầu P sẽ làm IC điều khiểnkhoá TR3  Đèn báo sạc tắt, lúc này TR2 đóng  có dòng qua tải

- Khi điện áp ở chân S tăng vượt qua điện áp hiệu chỉnh (động cơ đang hoạtđộng) IC điều khiển TR1 ngắt  điện áp ở đầu S giảm xuống Dòng qua cuộn kíchgiảm làm sinh ra sức điện động tự cảm trong cuộn kích từ có thể đánh thủng TR1nên sử dụng diode D1 giảm nó

- Khi điện áp ở đầu S giảm xuống dưới điện áp hiệu chỉnh (động cơ đang hoạtđộng) IC nhận biết được và điều khiển TR1 dẫn làm tăng dòng qua cuộn dây kích

từ  điện áp hiệu chỉnh lại tăng lên

Việc đóng, ngắt dòng qua cuộn kích từ được thực hiện nhiều lần trong mộtthời gian ngắn làm cho điện áp ra của máy phát ổn định

3.3.4 Sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp điện trên xe Ford Ranger.

Hình 3.11: Mạch điện hệ thống cung cấp điện trên xe Ford Ranger.

Khi động cơ chưa làm việc hoặc làm việc ở số vòng quay nhỏ (Umf < Uaq)thì toàn bộ các phụ tải sử dụng điện của ắc quy, Khi đông cơ làm việc ở số vòngquay trung bình và lớn  máy phát là nguồn điện cung cấp cho tất cả các phụ tải

và nạp điện cho ắc quy

3.4 Hệ thống thông tin

Hệ thống thông tin trên xe bao gồm các bảng đồng hồ (tableau), màn hình vàcác đèn báo giúp tài xế và người sửa chữa biết được thông tin về tình trạng hoạtđộng của các hệ thống chính trong xe

3.4.1 Bảng táp lô

3.4.1.1 Cấu tạo bảng táp lô:

Hình 3.12: Cấu tạo bảng tâp lô xe Ford Ranger.

1 Đồng hồ đô tốc độ động cơ; 2 Đỉn cảnh bâo xin rẽ trâi; 3 Đồng hồ đo tốc độ xe; 4 Đỉn cảnh bâo xin rẽ phải; 5 Đồng hồ bâo mức nhiín liệu; 6 Đồng hồ bâo nhiệt độ nước lăm mât; 7 Đỉn bâo xông kính phía sau; 8 Đỉn bâo xông mây; 9 Đỉn cảnh bâo hệ thống túi khí; 10 Đỉn cảnh bâo nhiín liệu sắp hết; 11 Đỉn bâo lọc nhiín liệu bị bẩn, nghẹt; 12 Bộ đo hănh trình; 13.Đỉn bâo khoâ vi sai; 14 Đỉn bâo khoâ cầu; 15 Đỉn bâo có cửa chưa đóng chặt;16.Đỉn cảnh bâo hệ thống ABS; 17 Đỉn bâo phanh tay; 18.Đỉn cảnh bâo âp suất nhớt thấp; 19.Đỉn bâo sạc; 20 Đỉn bâo đang bật đỉn pha.

3.4.1.2 Sơ đồ mạch điện bảng tâp lô:

FLASHER CONTROL MODULE HEADLIGHT

GLOW (LED) OIL PRESSURE (LED) CHARGE (LED)

SEDIMENT (LED)

OIL PRESSURE SWICHT

SEDIMENTOR SWICHT (Công tắ c đèn cảnh báo cặ n bẩ n) Y/R(E) W/B(F) W(F)

W(F)

GY(F) R/Y

G/B (F) G/W (F) R/W (F)

(F) LG/R

4 X 4 (LED) REW LOCK (LED)

RFW CONTROL MODULE SAS CONTROL MODULE

AIR BAG (LED) ABS(LED)

ABS HU/CM

d

W (F)

L/R (F)

B/W (F)

B/L (F)

B/L (F)

B (E)

e

a b

INSTRUMENT CLUSTER

Meter 15A

Cảm biế n mức nhiên liệ u

Cảm biế n tố c độ xe

Cảm biế n nhiệ t độ nước làm mát

Room 15A Main 80A ON KEY 2 60A

BTN1 60A

ON KEY 1 40A

ON PCM

PCM

5V REGULATOR

BUZZER

TRIPMETER SWICHT TACHOMETER

B/R (F)

Temp Fuel

Y/B (F)

MAIN FUSE BLOCK

0922-101 0922-101

ON key illumination

3.4.2 Màn hình huỳnh quang chân không (VFD)

3.4.2.1 Cấu tạo:

Hình 3.14: Cấu tạo màn hình huỳnh quang chân không

Cấu tạo màn hình huỳnh quang chân không (VFD) gồm 3 phần: Một bộ dâytóc (ca -tốt); 20 đoạn a-nốt được phủ chất huỳnh quang; Một lưới được đặt giữa ca-tốt và a-nốt để điều khiển dòng điện Tất cả các chi tiết này được đặt trong mộtbuồng kính phẳng đã hút hết khí

A-nốt gắn trên tấm kính, các dây điện nối với các đoạn a-nốt nằm trực tiếptrên mặt tấm kính, một lớp cách điện phủ lên tấm kính và các đoạn huỳnh quangnằm ở phía trên lớp cách điện

Các đoạn được phủ chất huỳnh quang sẽ phát sáng khi bị các điện tử đập vào.Phía trên a-nốt là một lưới điều khiển được làm bằng kim loại đặc biệt và phía trênlưới là ca-tốt, một bộ dây tóc làm bằng dây tungsten mỏng được phủ một vật liệuđặc biệt có khả năng phát ra điện tử khi bị nung nóng

3.4.2.2 Nguyên lý hoạt động:

Khi dòng điện chạy qua các dây tóc, dây tóc bị nung tới khoảng 6000C

và vì vậy nó phát ra các điện tử Nếu sau đó điện áp dương được cấp cho cácđoạn huỳnh quang nó sẽ hút các điện tử từ dây tóc Các điện tử này sau đó sẽchạy vào các đoạn huỳnh quang rồi xuống mass, sau đó quay lại các dây tóckết thúc một chu kỳ

Khi điện tử từ dây tóc đập vào đoạn huỳnh quang, chất huỳnh quang sẽ phátsáng (nếu các đoạn huỳnh quang được cấp điện áp dương)

Ngược lại, nếu các đoạn huỳnh quang không được cấp điện áp dương nó

sẽ không phát sáng

Chức năng của lưới là để đảm bảo các điện tử đập đều lên tất cả các đoạnhuỳnh quang

Do lưới luôn có điện áp dương tại mọi thời điểm, nên tất cả các phần tử của

nó đều hút các điện tử được phát ra từ dây tóc

Do đó, khi điện tử xuyên qua lưới và đập vào a-nốt chúng sẽ được chia đều

3.5 Hệ thống đo đạc và kiểm tra

Hệ thống đo đạc và kiểm tra bao gồm các đồng hồ, màn hình và các đèn cảnhbáo thường nằm trên bảng táp lô nhằm giúp người lái xe dễ dàng xác định được

tình trạng hoạt động của các hệ thống chính trong xe.

Các đèn cảnh báo được sử dụng để cảnh báo các thông số quá mức, các chứcnăng của các thiết bị điện và sự hoạt động không bình thường của các hệ thống.Thông thường trên bảng táp lô có lắp các đèn sau: Đèn báo áp suất dầu thấp; Đènbáo ăcquy phóng điện; Đèn báo pha; Đèn báo xinhan; Đèn báo cảnh báo (đèn báonguy); Đèn báo mức xăng thấp; Đèn báo hệ thống phanh; Đèn báo mở cửa Các đồng hồ gồm có hai loại: đồng hồ hiển thị bằng kim và đồng hồ hiển thị bằng số.Với loại đồng hồ hiển thị bằng kim có thể là loại cơ khí hoặc loại điện tử dẫnđộng kim Loại hiển thị bằng kim (dẫn động cơ khí) có độ chính xác thấp do khảnăng chịu được rung động kém và có độ trễ cơ khí

Loại hiển thị bằng số có nhiều ưu điểm như: dễ xem, độ chính xác cao, độ tincậy cao do hiển thị số không có các chi tiết chuyển động

Màn hình hiển thị số trong mỗi đồng hồ thường dùng một VFD (màn hìnhhuỳnh quang chân không), một vài diod đèn LED phát sáng hoặc một LCD (mànhình tinh thể lỏng)

3.5.1 Đồng hồ báo tốc độ động cơ

Trên xe có động cơ diesel người ta dùng cảm biến điện từ loại nam châm đứng yênđặt trên trục khuỷu (hoặc trục cam) Tín hiệu này để điều khiển kim đồng hồ quay

Sơ đồ của loại này được trình bày trên (hình 3.15)

Hình 3.15: Sơ đồ mạch đồng hồ đo tốc độ động cơ dùng cảm biến điện từ

Khi bật công tắc máy sẽ có dòng điện chạy qua tụ C2, R3, R2