Đề cương bài giảng hệ thống điện động cơ hệ cao đẳng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG HỌC PHẦN: HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ SỐ TÍN CHỈ: 02 LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: CAO ĐẲNG CHÍNH QUY NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Hưng Yên, năm 2015 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên CHƢƠNG 1: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG 1.1 Các khái niệm, quy ƣớc mã 1.1.1 Điện áp Là hiệu số điện hai điểm khác mạch điện UAB = VA – VB Trong UAB điện áp hai điểm A, B mạch VA, VB điện A B so với gốc (điểm mát) Đơn vị: Vôn (V) 1.1.2 Dòng điện Là dòng chuyển động hạt mang điện vật chất, có chiều chuyển động từ nơi có điện cao đến nơi có điện thấp Ký hiệu: I Đơn vị: Ampe (A) 1.1.3 Điện trở Điện trở có tác dụng cản trở dòng điện, tạo sụt áp để thực chức tùy theo vị trí điện trở mạch Ký hiệu: R Đơn vị: Ôm (Ω) 1.1.4 Nguồn điện Là nơi chứa dạng lượng khác chuyển hóa thành điện Ở ta nói đến nguồn áp Ký hiệu: E Đơn vị: Vôn (V) 1.1.5 Định luật Ohm cho đoạn mạch Cho đoạn mạch có điện trở R đặt vào điện áp U quan hệ dòng điện điện áp biểu diễn theo định luật Ohm: I = U/R I - dòng điện mạch tỷ lệ thuận với điện áp tỷ lệ nghịch với điện trở toàn mạch Hình 1.1: Định luật Ohm 1.1.6 Định luật Ohm cho nhánh có nguồn Cho nhánh có nguồn có suất điện động E điện trở Ri Định luật Ohm cho nhánh có nguồn là: U = E – Ri.I Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Hình 1.2: Định luật Ohm cho nhánh có nguồn Thường điện trở nguồn nhỏ mạch hở (không tải) I = 0, U = E Khi điện trở mạch nhỏ so với điện trở nguồn U = gọi nguồn bị ngắn mạch, lúc I = E/Ri 1.1.7 Xung Là tín hiệu điện áp hay dòng biến đổi theo thời gian dạng rời rạc (gián đoạn) Nó thay đổi cách đột biến có quy luật quy luật Xung điện xung chiều hay xung xoay chiều Hình 1.3: Một số dạng xung ôtô 1.2 Linh kiện điện điện tử 1.2.1 Linh kiện thụ động 1.2.1.1 Điện trở a Khái niệm Điện trở có tác dụng cản trở dòng điện tạo sụt áp để thực chức tùy theo vị trí điện trở mạch Điện trở gồm có dạng là: - Điện trở có trị số cố định Biến trở Điện trở biến thiên * Điện trở có trị số cố định Điện trở có trị số cố định thường phân loại theo vật liệu cản điện như: Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên + Điện trở than tổng hợp (than nén) + Điện trở than nhiệt giải than màng (màng tinh thể) + Điện trở dây quấn gồm sợi dây điện trở dài (dây NiCr manganin, constantan) quấn ống gốm ceramic phủ bên lớp sứ bảo vệ + Điện trở màng kim, điện trở màng oxit kim loại điện trở miếng: điện trở miếng thuộc thành phần vi điện tử Dạng điện trở miếng thông dụng in dáp mạch + Điện trở cermet (gốm kim loại) a b Hình 1.4: Điện trở có trị số cố định a – Hình dạng thực tế b – Ký hiệu mạch Dựa vào ứng dụng điện trở phân loại liệt kê bảng 1.1 Bảng 1.1: Các đặc tính điện trở tiêu biểu Loại điện trở Chính xác Dây Màng kim Bán xác Oxit kim loại Cermet Than màng Đa dụng Than tổng hợp Công suất Dây Hình ống Trị số R Pt.t.max (w) To làm việc oC TCR ppm/oC 0.1 10 1.2 1/8 3/4 125oC -55 1/20 1/2 125oC -55 +145 +145 10 25 10 10 10 2.7 15 1.5 100 1/4 70oC 1/20 1/2 125oC 1/8 70oC -55 -55 -55 -55 +150 +175 +165 +130 200 200 200 500 1500 0.1 180 1/8 70oC -55 +275 200 Khoa Cơ khí Động lực Bắt sườn máy Chính xác Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên 3.8 0.1 20 40 2M 21 25oC 30 25oC 10 25oC Màng kim loại Điện trở miếng 1000 25oC 22M (màng vi điện tử) Cách đọc giá trị điện trở cố định: Giá trị điện trở ghi trực tiếp: -55 -55 -55 +275 +275 +225 50 20 500 -55 +125 25 200 Hình 1.5: Cách đọc giá trị điện trở Bảng ghi đọc giá trị điện trở trực tiếp thân theo bảng 1.2 Bảng 1.2: Cách ghi đọc giá trị điện trở STT MÃ GHI GIÁ TRỊ R22 0.22Ω 2R2 2.2Ω 47R 47Ω 100R 100Ω 1K0 1KΩ 10K0 10KΩ 1M0 1MΩ Giá trị điện trở sơn mã màu: Tùy theo số vòng điện trở (4, hay vòng), ý nghĩa vòng minh họa hình vẽ sau: Hình 1.5: Mã màu điện trở Khoa Cơ khí Động lực - Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Điện trở có màu: điện trở thường gặp Hình 1.6: Điện trở có vòng màu Vòng thứ nhất: giá trị hàng trục giá trị điện trở Vòng thứ hai: giá trị hàng đơn vị giá trị điện trở Vòng thứ ba: hệ số nhân với số mũ 10 dùng nhân với giá trị điện trở Vòng thứ tư: sai số điện trở Ví dụ: Điện trở có màu theo thứ tự : vàng, tím, cam, nhũ, bạc Giá trị điện trở là: Vàng Tím Cam 000 Nhũ Bạc ±10 % Kết : 47.000Ω hay 47kΩ, sai số ±10 % Điện trở có vòng màu: điện trở có độ xác cao Hình 1.7: Điện trở có vòng màu Vòng thứ nhất: giá trị hàng trăm giá trị điện trở Vòng thứ hai: giá trị hàng trục giá trị điện trở Vòng thứ ba: giá trị hàng đơn vị giá trị điện trở Vòng thứ tư: hệ số nhân với số mũ 10 dùng nhân với giá trị điện trở Vòng thứ năm: sai số giá trị điện trở Ví dụ: Điện trở có màu, theo thứ tự: Nâu, tím, đỏ, đỏ, nâu Giá trị điện trở: Nâu Tím Đỏ Đỏ Nâu 00 ±1 % Kết quả: 17200 Ω hay 17.2 kΩ, sai số ±1 % * Biến trở: Biến trở có hai dạng Dạng kiểm soát dòng công suất lớn dùng dây quấn Loại gặp mạch điện trở Dạng thường dùng chiết áp Cấu tạo biến trở so với điện trở cố định chủ yếu có thêm kết cấu chạy gắn với trục xoay để điều chỉnh trị số điện trở Con chạy có kết cấu kiểu xoay (chiết áp xoay) theo kiểu trượt (chiết áp trượt) Chiết áp có đầu ra, đầu ứng với trượt hai đầu ứng với hai đầu điện trở Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Hình 1.8a:Biến trở Hình 1.8b:Kỹ hiệu biến trở + Điện trở biến thiên: chia dạng sau Điện trở nhiệt tecmixto: Đây loại linh kiện bán dẫn có trị số điện trở thay đổi theo nhiệt độ Khi nhiệt độ bình thường tecmixto điện trở, nhiệt độ tăng cao điện trở giảm Hình ảnh thực tế điện trở nhiệt tecmixto: a b Hình 1.9: Điện trở nhiệt tecmixto a- Hình ảnh thực tế b – Ký hiệu mạch Quang trở: Quang trở: Là loại điện trở, mà điện trở suất giảm xuống nhanh có ánh sáng chiếu vào, làm CdS hoạt dộng tượng quang dẫn a b Hình 1.10: Quang trở a – Hình ảnh thực tế b – Ký hiệu mạch Đơn vị điện trở: đơn vị Ω (Ohm) 1KΩ = 1000Ω 1MΩ = 1.000.000Ω Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên 1.2.1.2 Tụ điện a Khái niệm Là thiết bị mà tích trữ điện tích cấp lên điện áp Tụ điện linh kiện thu động sử dụng rộng rãi mạch điện tử cấu tạo từ hai cực làm hai chất dẫn điện (kim loại) đặt song song nhau, có lớp cách điện gọi điện môi Người ta thường dùng chất: thủy tinh, gốm sứ, mica, giấy, dầu, paraffin, không khí… để làm chất điện môi Hình 1.11: Cấu tạo tụ điện Tụ điện chia thành loại sau: Tụ hóa Tụ thường Tụ điện có điện dung thay đổi Chúng ta tìm hiểu loại tụ điện + Tụ hóa: Tụ hóa loại tụ có phân cực Chính sử dụng tụ hóa yêu cầu người sử dụng phải cắm chân tụ điện với điện áp cung cấp Thông thường, loại tụ hóa thường có kí hiệu chân cụ thể cho người sử dụng ký hiệu + tương ứng với chân tụ a Hình ảnh thực tế b Ký hiệu Hình 1.12: Tụ hóa + Tụ thƣờng: Hình 1.13: Ký hiệu mạch tụ thường Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên +Tụ điện có điện dung thay đổi: Tụ điện có trị số điện dung thay đổi loại tụ qua trình làm việc ta điều chỉnh thay đổi trị số điện dung chúng Hình 1.14: Ký hiệu mạch b Cách ghi đọc giá trị tụ điện Hai tham số quan trọng thường ghi thân tụ điện trị số điện dung (kèm theo dung sai sản xuất) điện áp làm việc Cách ghi trực tiếp: Ghi trực tiếp cách ghi đầy đủ tham số đơn vị đo chúng Cách dùng cho loại tụ điện có kích thước lớn - - Cách ghi gián quy ước: Tụ điện có tham số ghi theo qui ước thường có kích thước nhỏ điện dung ghi theo đơn vị đo pF Có nhiều quy ước khác quy ước mã, quy ước màu … Sau ta nêu số quy ước thông dụng + Ghi theo quy ước số: Cách ghi thường gặp tụ Pôlystylen Ví dụ: Trên thân tụ ghi 47/630, có nghĩa tử số giá trị điện dung tính pF, 47pF, mẫu số điện áp làm việc chiều, 630Vdc + Ghi theo quy ước mã: Giống điện trở, mã gồm chữ số trị số điện dung chữ % dung sai Tụ có kích thước nhỏ thường ghi theo quy ước sau: Ví dụ tụ ghi 204 nghĩa trị số điện dung 20.000 pF Vdc Tụ Tantan tụ phân cực thường ghi theo đơn vị µF điện áp làm việc cực tính rõ ràng + Ghi theo quy ước màu: Tụ điện giống điện trở ghi theo quy ước màu Quy ước màu có nhiều loại: loại vạch, loại vạch màu Nhìn chung vạch màu quy ước gần giống điện trở Hình 1.15: Mã màu tụ điện Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Bảng 1.3: Quy ước mã màu tụ điện Vạch Vạch Vạch Vạch Vạch Vạch Số có ngĩa Số có nghĩa Số nhân(pF) UDc(V) Tụ Tantan Dung sai Polyster Đen 0 Nâu 1 Màu Đỏ 2 Tantan( - 2PF 20% - 10 100 0,1PF 1% - 10 - 100 250 - 2% 250 w 100 Cam 3 1K - - - 2,5% Vàng Lục 5 10K - 400 6,3 100K - - 16 0,5PF - 5% Lam 6 - - 630 20 - Tím 7 - - - - Xám 8 0,01 0,01 25 0,25PF - - Trắng 9 0,1 0,1 1PF - Hồng - - - - - - 10% 35 - Bảng 1.4: Bảng phân loại tụ điện theo vật liệu công dụng Loại tụ + Chính xác: -Mica -Thủy tinh -Gốm Điện dung U làm việc (Vdc) 91000 PF 100 10000 PF 300 1100 PF 150 t0 làm việc -55 125 500 -55 125 500 -55 85 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên ECU nhận tín hiệu nhiệt độ động từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát đặt nắp máy Khi nhiệt độ nước làm mát gia tăng đến mưc qui định, cảm biến điều khiển relay đóng cấp dòng điện đến motor quat để dẫn động cho quạt quay Quạt làm mát dẫn động cần thiet, nhờ thế, nhiệt độ động gia tăng đạt đến nhiệt độ tối ưu nhanh chóng, đồng thời giảm suất tiêu hao nhiên liệu, giảm tiếng ồn Hình 7.2: Sơ đồ mạch điều khiển quạt làm mát 7.1.3 Điều khiển quạt két nƣớc độc lập a Hệ thống điều khiển quạt két nƣớc công tắc nhiệt thƣờng đóng Hệ thống điều khiển quạt làm mát động lắp đặt xe TOYOTA dùng công nhiệt loại thường đóng Cấu tạo mạch điện bao gồm: accu, cầu chì, công tắt máy, relay , relay điều khiển quạt mát, quạt gió, công tắt nhiệt độ nước (chỉ làm việc nhiệt lớn 840C ) Hình 7.3: Mạch điện quạt làm mát loại thường đóng xe TOYOTA Nguyên lý hoạt động: Khi bật công tắc máy (IG/SW) có dòng điện qua cầu chì 7,5A cung cấp cho cuộn dây relay quạt làm mát (cooling fan motor relay) qua công tắc nhiệt độ nước(water temprature switch) mass hút công tắc ngắt dòng đến motor 215 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Đồng thời dòng điện đến cung cấp cho cuộn dây relay (main relay) xuống mass hút công tắc W sang vị trí C Khi động làm việc nhiệt độ 840C, công tắc nhiệt độ nước đóng nên quạt làm mát động chưa làm việc Khi nhiệt nước làm mát động vượt 840C công tắc nhiệt độ nước ngắt dòng qua cuộn dây relay quạt giải nhiệt két nước (cooling fan relay) làm cho công tắc trả vị trí cũ nối dương cho motor làm quạt quay b Hệ thống điều khiển quạt két nƣớc công tắc nhiệt thƣờng mở Hệ thống điện điều khiển quạt nước làm mát động loại lắp đặt xe HONDA ACCORD model 90-94, không dùng chung với mạch điện điều khiển hệ thống lạnh Cấu tạo hệ thống bao gồm: accu, cầu chì, công tắc máy, relay điều khiển quạt, quạt làm mát động cơ, công tắc nhiệt độ nước (làm việc nhiệt độ nước vượt 900C) Hình 7.4: Mạch điện quạt làm mát loại thường mở xe HONDA - ACCORD Nguyên lý hoạt động: Khi bật công tắc máy (IG/SW) điện dương qua cầu chì cấp đến đầu cuộn dây relay quạt làm mát két nước tiếp điểm relay Khi động làm việc nhiệt độ 900C cấu tạo công tắc nhiệt độ nước (coolant temperature switch) chưa đóng nên motor quạt làm mát két nước chưa làm việc Khi nhiệt độ nước làm mát vượt 900C, công tắc nhiệt độ nước đóng tiếp mass cho cuộn dây relay quạt (radiator fan relay) để đóng công tắc cung cấp dương cho quạt làm việc 216 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên 7.1.4 Hệ thống điều khiển quạt làm mát kết hợp vơi hệ thống điều hòa nhiệt độ Hệ thống điều khiển quạt làm mát dùng chung với mạch điện điều khiển hệ thống lạnh lắp xe TOYOTA COROLLA Cấu tạo hệ thống bao gồm phận: accu, cầu chì, công tắc máy, relay điều khiển quạt làm mát quạt giàn lạnh, công tắc nhiệt độ nước làm mát (làm việc nhiệt độ nước làm mát động > 900) Hình 7.5: Sơ đồ mạch điện điều khiển quạt làm mát hệ thống điều hoà nhiệt độ hoạt động Nguyên lý hoạt động: Khi bật công tắc máy có dòng điện từ: (+) Accu IG cầu chì 15A relay quạt két nước làm mát quạt giàn nóng qua cuộn dây relay công tắc nhiệt độ nước công tắc nhiệt độ nước làm mát mát mát mát qua cuộn dây qua cuộn dây relay làm hút tiếp điểm relay Khi bật công tắc máy lạnh, công tắc nhiệt độ nước làm mát đóng (nước làm mát thấp), có dòng điện sau: 217 Khoa Cơ khí Động lực (+) Accu Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên cuộn dây relay ly hợp máy lạnh (A/C magnetic clutch relay) mass làm đóng tiếp điểm relay ly hợp điện từ, dòng cho cuộn dây relay quạt giàn nóng đóng tiếp điểm relay Xuất dòng từ relay chân quạt giàn nóng làm mát động motor quạt giàn nóng relay chân quạt giàn nóng relay motor quạt két nước mát Làm hai quạt quay, với tốc độ chậm mắc nối tiếp với Khi nhiệt độ nước làm mát động > 900C, công tắc nhiệt độ nước làm mát hở làm relay quạt giàn nóng relay quạt két nước làm mát động hở theo, phát sinh dòng điện từ: IG mát động motor quạt relay chân số relay quạt làm mát Quạt quay với tốc độ cao IG motor quạt giàn nóng relay chân quạt giàn nóng relay chân chân relay chân quạt giàn nóng mát Quạt giàn nóng quay tốc độ cao 7.1.5 Điều khiển quạt làm mát qua hộp điều khiển 7.1.5.1 Hệ thống điều khiển quạt với hộp điều khiển độc lập Hình 7.6: Sơ đồ quạt làm mát với hộp điều khiển độc lập Mạch điện điều khiển quạt làm mát xe Lexus ES –300 điều khiển từ hộp ECU, quạt làm mát két nước hoạt động nhờ áp suất dầu trợ lực lái Mạch điện điều khiển quạt làm mát nước động lắp xe Lexus –ES 300 gồm phận sau: accu, cầu chì, hộp điều khiển quạt (cooling fan ECU), cảm biến vị trí bướm ga (throttle position sensor), van solenoid, công tắt áp suất bơm (A/C singlepressure swith), cảm biến nhiệt độ nước làm mát động (engine coolant temperature sensor), cảm biến đánh lửa (ignition sensors), quạt làm mát két nước Nguyên lý hoạt động: 218 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Quạt làm mát động xe Lexus ES 300 loại dùng áp suất dầu để điều khiển tốc độ quạt Khi bật công tắc máy có nguồn (+) qua cầu chì 15A cung cấp cho hộp điều khiển quạt chân hộp nối mass chân Các tín hiệu vị trí bướm ga hộp chân số 5, cảm biến nhiệt độ nước báo ve hộp chân chân 10, công tắc áp suất cao nối hộp chân 8, cảm biến đánh lửa gởi hộp chân Khi tổng hợp tín hiệu trên, hộp điều khiển valve solenoid chân để điều khiển áp suất dầu làm quạt quay tốc độ ứng với tín hiệu gởi hộp 7.1.5.2 Hệ thống điều khiển quạt với ECU động Trên hình 7.7 trình bày mạch điện điều khiển quạt làm động xe Nissan lắp động GA 16DE & SR model cho xứ nóng, điều khiển từ hộp ECU động Cấu tạo cua hệ thống gồm phận sau: accu, cầu chì, công tắc máy, relay điều khiển quạt (radiator fan relay), cảm biến nhiệt độ (themo switch), hộp điều khiển (ECCS control unit), hai quạt làm mát nước (radiator fan) Hình 7.7: Sơ đồ mạch điện điều khiển quạt làm mat với ECU động 7.2 Điều khiển điều hòa không khí ôtô 7.2.1 Ly hợp điện từ a Chức Ly hợp từ thiết bị dẫn động đai để nối động với máy nén Nó thực chức dẫn động dừng máy nén cần thiết b Cấu tạo nguyên lý hoạt động 219 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Hình 7.8: Nguyên lý hoạt động ly hợp máy nén a Ly hợp máy nén ngắt b Ly hợp máy nén hoạt động Ly hợp từ gồm có Stator (nam châm điện), puli, phận định tâm phận khác Bộ phận định tâm lắp với trục máy nén Stator lắp thân trước máy nén Khi ly hợp hoạt động, cuộn dây Stato cấp điện Stator trở thành nam châm điện hút đĩa ép để quay máy nén với puli Khi cuộn dây rơ le ly hợp từ không cấp điện, tiếp điểm rơ le mở không cấp điện cho cuộn dây ly hợp Lúc đĩa ép không ép quay với puly máy nén (puly máy nén quay trơn trục) Vì máy nén không hoạt động Khi cuộn dây rơ le ly hợp từ cấp điện, hút tiếp điểm đóng lại cấp điện cho cuộn dây ly hợp Đĩa ép hút ép vào chuyển động quay với puly máy nén Trục máy nén quay, máy nén làm việc c Các kiểu điều khiển côn từ Hình 7.9: Các kiểu điều khiển côn từ  Kiểu A: Tín hiệu điều khiển truyền từ khuếch đại, với tín hiệu điều khiển khác cung cấp từ khuếch đại ECU động  Kiểu B: Nhận tín hiệu điều khiển từ khuếch đại A/C, đưa tín hiệu từ ECU động  Kiểu C: Nhận tín hiệu độc lập từ khuếch đại A/C 220 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên 7.2.2 Điều khiển tốc độ quạt giàn lạnh Hình 7.10: Điều khiển tốc độ quạt Cấu tạo: Mạch điều khiển tốc độ quạt gió bao gồm: + Mô tơ quạt gió + Rơle EX- HI điều khiển quạt tốc độ cao + ECU điều hòa + Tranzistor công suất điện trở LO Nguyên lý hoạt động: Lưu lượng không khí thổi qua giàn lạnh điều khiển thông qua điều khiển tốc độ mô tơ quạt gió Nó dựa chênh lệch nhiệt độ xe nhiệt độ đặt trước + Khi có chênh lệch nhiệt độ lớn: tốc độ mô tơ quạt gió (HI) + Khi chênh lệch nhiệt độ nhỏ: tốc độ quạt gió thấp (LO) TH1: Quạt chạy tốc độ thấp Khi nhiệt độ xe nằm khoảng nhiệt độ xung quanh nhiệt độ đặt trước ECU điều hòa điều điều khiển tranzistor (OFF) Dòng điện qua mô tơ quạt gió nối mát thông qua điện trở LO Đồng thời điện trở LO có sụt áp dẫn tới cường độ dòng điện qua mô tơ quạt gió giảm Quạt quay với tốc độ thấp Ngoài điện trở LO có tác dụng bảo vệ cho tranzistor công suất Khi mô tơ quạt gió kích hoạt có dòng điện lớn chạy mạch Để bảo vệ tranzistor công suất, điện trở LO tiếp nhận dòng điện trước bật tranzistor công suất TH2: Quạt chạy tốc độ cao (HI) Khi có chênh lệch lớn nhiệt độ xe nhiệt độ cài đặt, ECU điều hòa điều khiển tranzistor (ON) Tốc độ quạt gió điều khiển thay đổi liên tục theo giá trị TAO cách điều chỉnh dòng điện cực gốc tranzistor công suất TH3: Quạt chạy tốc độ cao (EX- HI) Trường hợp quạt gió cần quay với tốc độ lớn để đưa nhanh nhiệt độ nhiệt độ cài đặt, ECU nối mát cho cuộn dây kích từ rơ le EX- HI, tiếp điểm thường mở đóng lại nối mát trực tiếp cho mô tơ quạt gió Như tránh tổn 221 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên hao điện áp tranzistor công suất dòng điện qua quạt gió cực đại, tốc độ quạt lớn 7.3 Điều khiển tuần hoàn khí xả (EGR) 7.3.1 Hoạt động chức hệ thống Khi nhiệt độ trình cháy động lên đến 25000F khí Nitơ không khí kết hợp với Oxi để tạo nên Oxyde Nitơ (NOX) khác NO, NO2, N2O, N2O5… Vì vậy, cách tốt để giảm lượng NOX làm giảm nhiệt độ động Để làm giảm nhiệt độ buồng đốt xuống, ta thực cách dùng hệ thống để đưa luồng khí thải định trở lại buồng đốt, hệ thống gọi hệ thống tuần hoàn khí thải (EGR) Lượng khí thải có chức sau: Khí thải có nhiệt dung riêng lớn không khí làm giảm nhiệt độ buồng đốt lưu lượng nhiệt cao cũ Làm cho hỗn hợp có hàm lượng 02 thấp lượng 02 có khí thải Làm bẩn hỗn hợp, tốc độ cháy giảm Tuy nhiên, lượng khí thải phải kiểm soát, điều chỉnh cho phù hợp Vì đưa vào buồng đốt lượng khí thải lớn động hoạt động không ổn định, làm ảnh hưởng đến công suất động Do ảnh hưởng lý trên, nên lượng khí xả khống chế van EGR, đồng thời lượng khí xả đưa vào động phụ thuộc vào hai thông số : + Tốc độ động + Tải động 7.3.2 Các loại van hệ thống tuần hoàn khí xả (EGR) 7.3.4.1.Khái quát Hệ thống E – EGR hệ thống EGR điều khiển điện Hệ thống EGR luân chuyển lại phần khí thải qua đồng hồ đo khí vào để hạ thấp nhiệt độ buồng đốt giảm lượng NOx thoát Vận hành hệ thống EGR giảm lượng điện sinh động giúp lái xe dễ dàng Vì thế, hệ thống E – EGR, ECU động điều khiển EGR để có lượng EGR tối đa 7.3.4.2.Phân loại a Kiểu môtơ bước Tới cổ 222 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Hình 7.18: Van EGR kiểu môtơ bước b Kiểu cuộn dây tuyến tính Cảm biến vị trí van EGR Cuộn dây tuyến tính Tới đường nạp Từ đường xả Van EGR Hình 7.11:Van EGR kiểu cuộn dây tuyến tính c Kiểu cuộn dây quay Cảm biến vị trí van chặn đầu vào Động kiểu cuộn dây quay Nam châm Hall IC Nam châm Lõi thép Nam châm Hình 7.12: Van EGR kiểu cuộn dây quay 223 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên 7.3.4.3 Nguyên lý hoạt động Họng hút Mô tơ điều khiển họng hút Đồng hồ đầu vào Động Đồng hồ đo khí thải Van EGR Cảm biến vị trí van EGR Buồng chân không Hình 13: Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống EGR Bơm chân không 10 E – VRV Sau bơm chân không tạo khoảng chân không, van điện điều khiển chân không E – VRV điều chỉnh chân không dẫn vào buồng màng van EGR Khi có chân không vào, màng đẩy lò xo xuống làm mở van EGR điều khiển lượng 11 Cảm biến xylanh EGR Máy làm lạnh EGR đặt ống EGR đầu12 xylanh lốichân vào ga làm lạnh Cảm biến EGR để làm tăng thể tích EGR 13 Cảm biến nhiệt độ nước EGR đóng VRV, khí vào động luồng khí qua họng hút 14 Cảm nhiệt khônglại Khi EGR, khí NOx sinh vượt mức quy định biến khí thải,độngược khíphương vào pháp để giảm lượng muội than sinh nằm giới hạn, EGR NOx sinh mà không làm tăng nhanh lượng khói đen.15 Điều có nhiệt thể thực Cảm biến độ không hiệu với hệ thố ng Common Rail với tỉ lệ hoà khí mong khí muốn đạt nhờ vào áp suất phun cao Với EGR, phần khí thải đưa vào đường ống nạp chế độ 16 Cảm biến áp suất turbo tải nhỏ động Điều không làm giảm lượng oxy mà làm giảm 17.NO Máy đo luồng không khí trình cháy nhiệt độ cực đại, kết làm giảm lượng x Nếu có nhiều khí thải nạp lại (quá 40% thể tích khí nạp), khói đen, CO HC sinh nhiều tiêu hao nhiên liệu tăng thiếu oxy 7.4 Hệ thống điều khiển động hybrid 7.4.1 Tổng quan hệ thống hybrid Ta có sơ đồ dạng ôtô hybrid kiểu hỗn hợp 224 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Hình 7.14: Một dạng ôtô hybrid kiểu hỗn hợp Ghi chú: Engine: Động đốt ECM: Electric Control Module - Bộ phận điều khiển điện tử cho động HV ECU: Hybrid Vehicle ECU- ECU điều khiển kết hợp ôtô hybrid Shift Postion Sensor: Cảm biến vị trí tay số Brake ECU: ECU điều khiển phanh HV Battery: High Volt Battery- Ắc-quy điện áp cao Inverter with Converter: Bộ chuyển đổi điện Hybrid Transaxle: Hộp số kết hợp với phân phối công suất Acceleration Pedal Position Sensor: Cảm biến vị trí bàn đạp ga Nguyên lý hoạt động động Hybrid Hình 7.15: Sơ đồ khối hệ thống Hybrid Ôtô Hybrid hoạt động theo nguyên tắc : Động điện sử dụng để khởi động xe, trong trình chạy bình thường vận hành đồng Động điện có công dụng tăng cường cung cấp lượng để xe gia tốc leo dốc Khi phanh xe xuống dốc, động điện sử dụng máy phát để nạp điện cho ắc quy Không giống phương tiện sử dụng động điện khác, động Hybrid không cần nguồn điện bên ngoài, động đốt cung cấp lượng 225 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên cho ắc quy Với phối hợp động đốt động điện, động Hybrid mở rộng giới hạn làm việc, giảm tiêu thụ nhiên liệu cho động đốt hiệu suất tổ hợp động cao, môment lớn số vòng quay nhỏ giảm thiểu ô nhiễm môi trường Hình 7.16: Sơ đồ truyền động động Hybrid Sơ đồ truyền động động Hybrid gồm : Động đốt trong, máy phát ( MG1), bình ắc quy, chuyển đổi, mô tơ điện ( MG2 ), thiết bị phân chia công suất 7.4.2 Các phận hệ thống hybrid 7.4.2.1 Cụm chuyển đổi a Tổng quan Hình 7.17: Cấu trúc nguyên lý làm việc củacụm chuyển đổi Bộ chuyển đổi biến đổi dòng điện chiều điện áp cao từ ắc quy HV thành dòng điện xoay chiều pha để dẫn động MG1 MG2 ECU HV điều khiển hoạt động transistor công suất.Ngoài chuyển đổi truyền tín hiệu cần thiết điều khiển dòng điện, tín hiệu dòng điện tín hiệu điện áp, đến ECU HV.Bộ chuyển đổi, MG1 MG2 làm mát két nước hệ thống làm mát riêng biệt với hệ thống làm mát động cơ.ECU HV điều khiển bơm nước điện 226 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên b Bộ chuyển đổi-khuếch đại điện áp Hình 7.18: Bộ chuyển đổi khuếch đại điện Một chuyển đổi khuếch đại điện áp lắp đặt cụm chuyển đổi để khuyếch đại điện áp chiều ắc quy HV 201.6V thành điện áp chiều cực đại 500V Để khuếch đại điện áp biến đổi sử dụng IPM khuếch đại với IGBT gắn liền(Insulated Gate Bipolar Transistor) cho điều khiển đóng ngắt điện kháng lưu trữ điện IGBT thiết bị đóng ngắt bán dẫn, dùng khuếch đại điện áp từ ắc quy chuyển đổi nguồn chiều khuếch đại thành nguồn xoay chiều để dẫn động môtơ Khi dòng điện phải đóng ngắt lớn tỏa nhiệt cực tiểu quan trọng Do vậy, Toyota phát triển transistor bán dẫn độc đáo phức tạp Thiết bị nhỏ 20% so với thiết bị tương tự sử dụng THS đạt tỏa nhiệt thấp hiệu suất cao Khi MG1 MG2 hoạt động máy phát chuyển đổi biến đổi dòng xoay chiều (201.6V – 500V) tạo mô tơ thành dòng điện chiều Sau chuyển đổi điện áp giảm điện áp xuống 201.6V để nạp lại vào ắc qui HV c Bộ chuyển đổi DC – DC Nguồn điện cung cấp cho thiết bị phụ thêm xe (như đèn, hệ thống âm thanh, quạt làm mát A/C, ECUs ) dựa hệ thống nguồn chiều 12V Prius hệ 01-03, điện áp đầu máy phát THS 273.6V DC, chuyển đổi biến đổi điện áp từ 273.6V DC thành 12V DC để nạp vào ắc qui phụ Prius hệ 04 trở sau, điện áp đầu máy phát THS-II 201.6V DC.Bộ chuyển đổi biến đổi điện áp từ 201.6V DC thành 12V DC nạp vào ắc qui phụ 227 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Hình 7.19: Bộ chuyển đổi DC - DC 7.4.2.2 Nguồn cao áp Công nghệ ắc quy Niken-kim loại hydrua phát triển cho hệ thống hybrid cung cấp mật độ công suất độ bền tốt nhất, trọng lượng nhẹ thích hợp với đặc điểm hệ thống hybrid.Hệ thống hybrid điều khiển tỉ lệ nạp phóng để giữ cho ắc quy HV tình trạng nạp ổn định Ắc quy HV, ECU ắc quy, rơ le hệ thống (SMR: System Main Relay) bọc kín thùng tín hiệu đặt khoang hành lí phía sau chổ ngồi sau để đảm bảo hiệu khoảng không gian xe a Cáp nguồn Là cáp điện áp cao, dòng điện cao áp dùng kết nối ắc qui HV với chuyển đổi chuyển đổi với MG2.Xe hệ 04 trở sau, cáp nguồn kết nối chuyển đổi với máy nén A/C Cáp nguồn định vị phía chỗ ngồi sau, qua bảng điều khiển sàn dọc phía cốt sàn xe Bộ dây dẫn 12V DC từ định vị tương tự từ ắc qui phụ tới phía trước xe Cáp nguồn bảo vệ để làm giảm nhiễu điện từ.Để thuận lợi cho mục đích nhận dạng dây dẫn cao áp đầu nối định dạng màu cam để phân biệt chúng với dây dẫn hạ áp thông thường Hình 7.20: Cáp nguồn b ECU ắc quy 228 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Hình 7.21: ECU ắc qui Prius hệ 04 sau Chức ECU ắc quy: Đánh giá tỉ lệ dòng nạp/phóng công suất nạp phóng yêu cầu đến ECU HV để trì tình trạng nạp mức trung tâm Đánh giá lượng nhiệt phát thời gian nạp phóng, điều chỉnh quạt làm mát để trì nhiệt độ ắc qui HV Kiểm tra nhiệt độ điện áp ắc qui có sai chức tìm thấy, ngăn chặn dừng việc nạp phóng để bảo vệ ắc qui 229 ... 2.2 Sơ đồ hệ thống bố trí thiết bị a Sơ đồ hệ thống cung cấp điện Hình 2.1: Hệ thống cung cấp điện 1- Máy phát; 2-Ắc quy; 3-Đèn báo nạp; 4-Khoá điện b Các thiết bị hệ thống - Máy phát điện (+ tiết... giắc 29 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên CHƢƠNG : HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 2.1 Công dụng yêu cầu a Công dụng Cung cấp điện áp chiều ổn định (12-14V) cho tất hệ thống điện ôtô... kiện điện điện tử 1.2.1 Linh kiện thụ động 1.2.1.1 Điện trở a Khái niệm Điện trở có tác dụng cản trở dòng điện tạo sụt áp để thực chức tùy theo vị trí điện trở mạch Điện trở gồm có dạng là: - Điện