Nghiên cứu hệ thống điện động cơ, lập phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống điện trên xe mitsubishi triton

Đồ án tốt nghiệp Cao đẳng Ngành CNKT ô tô   Ngành ô tô thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang phát triển mạnh mẽ với việc ứng dụng ngày càng nhiều những thành tựu công nghệ thông tin vào sản xuất và lắp đặt các linh kiện ô tô. Hiện nay thì vấn đề “điện và điện tử” trang bị trên 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. Sau 3 năm học tập và nghiên cứu em đã được khoa giao cho làm đề tài tốt nghiệp, nhận thức được tầm quan trọng đó nên em đã chọn đề tài “ !"#$$%! $&$'()*"+,%-*./0+01*”. Đây là một đề tài rất gần với thực tế kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống điện trên xe. Với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn cùng các thầy giáo và các bạn sinh viên, em đã hoàn thành đề tài đúng tiến độ được giao. Tuy nhiên, do kiến thức thực tế còn hạn chế và đây là lần đầu tiên làm quen với việc nghiên cứu khoa học nên đề tài không tránh khỏi sai sót. Em rất mong nhận được sự quan tâm của các thầy và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn. Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Th.s Trần Quang Thanh và các thầy giáo trong khoa Công nghệ kỹ thuật ô tô đã giúp em hoàn thành đề tài một cách tốt nhất. 234 - Nhằm nâng cao kiến thức chuyên sâu về hệ thống điện động cơ. Lập được quy trình kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống điện trên xe Mitsubishi Triton. 567)88$%!$&$ 567)8 - Nghiên cứu tài liệu, giáo trình trang bị điện ô tô, tài liệu sửa chữa điện động cơ các hãng và điện động cơ Mitsubishi Triton. 526%!$&$ - Phân tích tổng hợp tài liệu. 9:;<4 - Ngoài phần mở đầu và kết luận, đề tài gồm 4 chương: Chương 1: Hệ thống cung cấp điện, phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống. Chương 2: Hệ thống khởi động, phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống. Chương 3: Hệ thống đánh lửa, phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống. Chương 4: Hệ thống xông động cơ, phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống. 1 Đồ án tốt nghiệp Cao đẳng Ngành CNKT ô tô =>?@AB>C1>DA=A=E6FC"6>?@A6>G6 :FH1IJ"KLMN?OA>C1>DA ><$ Ô tô được trang bị một số hệ thống và thiết bị điện để đảm bảo an toàn và tiện nghi khi sử dụng. Chúng cần điện năng trong suốt thời gian họat động và cả khi động cơ đã dừng. Vì thế, chúng cần cả ắc quy và nguồn điện một chiều như nguồn năng lượng. Một hệ thống cung cấp điện trang bị trên xe cung cấp nguồn một chiều cho những hệ thống và thiết bị vừa nêu. Tuy nhiên ắc quy sẽ phóng điện khi động cơ dừng và dần hết điện. Hệ thống cung cấp điện sử dụng sự quay của động cơ để phát sinh ra điện. Nó không những cung cấp điện năng cho những hệ thống và thiết bị điện khác mà còn nạp điện cho ắc quy trong lúc động cơ đang hoạt động. PQR )83 Ắc quy trong ô tô thường được gọi là ắc quy khởi động để phân biệt với loại ắc quy sử dụng ở các lĩnh vực khác. Ắc quy trong hệ thống điện thực hiện chức năng của một thiết bị chuyển đổi hóa năng thành điện năng và ngược lại. Đa số ắc quy là loại ắc quy chì – axit. Đặc điểm của loại ắc quy nêu trên là có thể tạo ra dòng điện có cường độ lớn, trong khoảng thời gian ngắn (5÷10s), có khả năng cung cấp dòng điện lớn (200÷800A) mà độ sụt thế bên trong nhỏ, thích hợp để cung cấp điện cho máy khởi động để khởi động động cơ. Ắc quy còn cung cấp điện cho các tải điện quan trọng khác trong hệ thống điện, cung cấp từng phần hoặc toàn bộ trong trường hợp động cơ chưa làm việc hoặc đã làm việc mà máy phát điện chưa phát đủ công suất (động cơ đang làm việc ở chế độ số vòng quay thấp): cung cấp điện cho đèn đậu, radio cassette, CD, các bộ nhớ (đồng hồ, hộp điều khiển…), hệ thống báo động… Ngoài ra, ắc quy còn đóng vai trò bộ lọc và ổn định điện thế trong hệ thống điện ô tô khi điện áp máy phát dao động. Điện áp cung cấp của ắc quy là 6V, 12V hoặc 24V. Điện áp ắc quy thường là 12V đối với xe du lịch hoặc 24V cho xe tải. Muốn điện áp cao hơn ta đấu nối tiếp các ắc quy 12V lại với nhau 26S7 Trên ôtô có thể sử dụng hai loại ắc quy để khởi động: ắc quy axit và ắc quy kiềm. Nhưng thông dụng nhất từ trước đến nay vẫn là ắc quy axit, vì so với ắc quy kiềm nó có sức điện động của mỗi cặp bản cực cao hơn, có điện trở trong nhỏ và đảm bảo chế độ khởi động tốt, mặc dù ắc quy kiềm cũng có khá nhiều ưu điểm. 2 Đồ án tốt nghiệp Cao đẳng Ngành CNKT ô tô 5=<7 Ắc quy axit bao gồm vỏ bình, có các ngăn riêng, thường là ba ngăn hoặc 6 ngăn tùy theo loại ắc quy 6V hay 12V. Trong mỗi ngăn đặt khối bản cực có hai loại bản cực: bản dương và bản âm. Các tấm bản cực được ghép song song và xen kẽ nhau, ngăn cách với nhau bằng các tấm ngăn. Mỗi ngăn như vậy được coi là một ắc quy đơn. Các ắc quy đơn được nối với nhau bằng các cầu nối và tạo thành bình ắc quy. Ngăn đầu và ngăn cuối có hai đầu tự do gọi là các đầu cực của ắc quy. Dung dịch điện phân trong ắc quy là axit sunfuric, được chứa trong từng ngăn theo mức qui định thường không ngập các bản cực quá 10 ÷ 15 mm. Vỏ ắc quy được chế tạo bằng các loại nhựa ebônit hoặc cao su cứng, có độ bền và khả năng chịu được axit cao. Bên trong vỏ được ngăn thành các khoang riêng biệt, ở đáy có sống đỡ khối bản cực tạo thành khoảng trống (giữa đáy bình và khối bản cực) nhằm chống việc chập mạch do chất tác dụng rơi xuống đáy trong quá trình sử dụng. Khung của các tấm bản cực được chế tạo bằng hợp kim chì – stibi (Sb) với thành phần 87 ÷ 95% Pb + 5 ÷13% Sb. Các lưới của bản cực dương được chế tạo từ hợp kim Pb-Sb có pha thêm 1,3%Sb + 0,2% Kali và được phủ bởi lớp bột dioxit chì Pb0 2 ở dạng xốp tạo thành bản cực dương. Các lưới của bản cực âm có pha 0,2%Ca + 0,1%Cu và được phủ bởi bột chì. Tấm ngăn giữa hai bản cực làm bằng nhựa PVC và 3 Hình 1.1: Cấu tạo bình ắc quy axit Đồ án tốt nghiệp Cao đẳng Ngành CNKT ô tô sợi thủy tinh có tác dụng chống chập mạch giữa các bản cực dương và âm, nhưng cho axit đi qua được. Dung dịch điện phân là dung dịch axid sulfuric H 2 SO 4 có nồng độ 1,22 ÷ 1,27 g/cm 3 , hoặc 1,29 ÷1,31g/cm 3 nếu ở vùng khí hậu lạnh. Nồng độ dung dịch quá cao sẽ làm hỏng nhanh các tấm ngăn, rụng bản cực, các bản cực dễ bị sunfat hóa, khiến tuổi thọ của ắc quy giảm. Nồng độ quá thấp làm điện thế ắc quy giảm. 4 Hình 1.3: Cấu tạo chi tiết bản cực 1. Bản cực âm; 2. Bản cực dương; 3. Vấu cực; 4. Khối bản cực âm; 5. Khối bản cực dương. Hình 1.2: Cấu tạo khối bản cực Đồ án tốt nghiệp Cao đẳng Ngành CNKT ô tô 9=8+*TUQR Để chọn ắc quy ta dựa vào các ký hiệu ghi trên vỏ bình ắc quy, trên các cầu nối giữa các ngăn hoặc trên nhãn hiệu đính ở vỏ bình, chủ yếu là dung lượng định mức của ắc quy, và cường độ dòng lớn nhất mà ắc quy có thể phóng mà dòng này phụ thuộc vào công suất của máy khởi động. Ắc quy thường đặt trước đầu xe, gần máy khởi động sao cho chiều dài dây nối từ máy khởi động đến ắc quy không quá 1m. Điều này đảm bảo rằng độ sụt áp trên dây dẫn khi khởi động là nhỏ nhất. Nơi đặt ắc quy không được quá nóng để tránh hỏng bình do nhiệt V=&W0!+, - Sức điện động: Sức điện động của ắc quy phụ thuộc vào nồng độ chất điện phân, được tính theo công thức kinh nghiệm sau: E0 = 0,84 + ϒ (V) E0: Là sức điện động của ắc quy đơn ϒ : Là trị số tính bằng nồng độ chất điện phân Đối với ắc quy axít ϒ = 1,11 đến 1,27 g/cm3 nên sức điện động từ 1,95 - 2,11V. - Điện trở trong: Điện trở trong của ắc quy gồm điện trở của các bản cực, điện trở của dung dịch điện phân và có xét đến sự ngăn cách của các tấm ngăn giữa các bản cực. Trị số của điện trở trong không cố định mà thường thay đổi. Khi đ• nạp điện đầy thì điện trở trong r = 0,001- 0,0015 Ω và khi đã phóng điện hoàn toàn r = 0,02 ÷ 0,025 Ω - Dung lượng của ắc quy: Là điện lượng của ắc quy đã được nạp đầy, rồi đem cho phóng điện liên tục với dòng điện phóng 1A tới khi điện áp của ắc quy giảm xuống đến trị số giới hạn quy định (1,7 ÷ 1,8V). Ví dụ: Nếu dung lượng của ắc quy là 70A.h, tức là khi cho ắc quy này phóng điện với dòng 1A nó sẽ hoạt động được 70 giờ. Nhưng nếu cho nó phóng điện với dòng 70A thì nó chỉ hoạt động được 1 giờ. Như vậy dung lượng đặc trưng cho khả năng tích và phóng điện của ắc quy. Do đó nếu trong mỗi ngăn của ắc quy ở mỗi chùm bản cực có càng nhiều số bản cực ghép song song với nhau thì dòng điện phóng của ắc quy càng lớn. 2&R$&.R 2=X4)&R$& 5 Đồ án tốt nghiệp Cao đẳng Ngành CNKT ô tô Máy phát điện thực hiện một số chức năng. Trên các máy phát đời cũ, thành phần của máy phát gồm bộ phận phát điện và chỉnh lưu. Chức năng ổn định điện áp được thực hiện bằng một tiết chế lắp rời thông thường là loại rung hay bán dẫn. Ngày nay, các máy phát bao gồm 3 bộ phận: phát điện, chỉnh lưu và hiệu chỉnh điện áp. Tiết chế vi mạch nhỏ gọn được lắp liền trên máy phát, ngoài chức năng điều áp nó còn báo một số hư hỏng bằng cách điều khiển đèn báo nạp. Máy phát điện giữ một vai trò then chốt trong các thiết bị cung cấp điện. Nó thực hiện ba chức năng : phát điện, chỉnh lưu, hiệu chỉnh điện áp. 6& Động cơ quay, truyền chuyển động quay đến máy phát điện thông qua dây đai hình chữ V. Rôto của máy phát điện là một nam châm điện. Từ trường tạo ra sẽ tương tác lên dây quấn trong stato làm phát sinh ra điện. +=Y% Dòng điện xoay chiều tạo ra trong máy phát điện không thể sử dụng trực tiếp cho các thiết bị điện mà được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều. Bộ chỉnh lưu sẽ biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. 6 Hình 1.4: Các loại máy phát và tiết chế Hình 1.5: Chức năng phát điện của máy phát Hình 1.6: Chức năng chỉnh lưu của máy phát Đồ án tốt nghiệp Cao đẳng Ngành CNKT ô tô >Y&$ Tiết chế điều chỉnh điện áp sinh ra. Nó đảm bảo hiệu điện thế của dòng điện đi đến các thiết bị là hằng số ngay cả khi tốc độ máy phát điện thay đổi. 22R)&R$& Có nhiều phương pháp tạo ra dòng điện, trong những máy phát điện, người ta sử dụng cuộn dây và nam châm làm phát sinh ra dòng điện trong cuộn dây. Sức điện động sinh ra trên cuộn dây càng lớn khi số vòng dây quấn càng nhiều, nam châm càng mạnh và tốc độ di chuyển của nam châm càng nhanh. Khi nam châm được mang lại gần cuộn dây, từ thông xuyên qua cuộn dây tăng lên. Ngược lại, khi đưa cuộn dây ra xa, đường sức từ xuyên qua cuộn dây giảm xuống. Bản thân của cuộn dây không muốn từ thông qua nó biến đổi nên cố tạo ra từ thông theo hướng chống lại những thay đổi xảy ra. - Nguyên lý máy phát điện trong thực tế : 7 Hình 1.8: Cuộn dây và nam châm Hình 1.9: Nguyên lý phát điện trong thực tế Hình 1.7: Chức năng hiệu chỉnh điện áp của máy phát Đồ án tốt nghiệp Cao đẳng Ngành CNKT ô tô • Nam chân vĩnh cửu được thay thế bằng nam châm điện nên từ thông có thể thay đổi được. • Có thêm lõi thép sẽ làm tăng từ thông qua cuộn dây. • Sinh ra từ thông móc vòng làm từ thông thay đổi liên tục. 25=<7)&R$&.R Cấu tạo của máy phát điện loại có vòng tiếp điện gồm những bộ phận chính là: rôto, stato, các nắp, pully, cánh quạt và bộ chỉnh lưu. IW 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 của cuộn 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. Trên nắp, phía vòng tiếp điện còn bắt giá đỡ chổi than. Trên trục còn lắp cánh quạt và puli dẫn động. 8 Hình 1.11: Cấu tạo của rôto 1 2 3 4 5 6 7 8 Hình 1.10: Máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ. 1- Vỏ máy phát; 2- Bạc lót; 3- Stato; 4- Giá đỡ; 5- Bộ chỉnh lưu; 6- Bộ điều chỉnh điện; 7- Vòng tiếp điện; 8- Rôto. Đồ án tốt nghiệp Cao đẳng Ngành CNKT ô tô +=Z88[;$ Có nhiệm vụ cho dòng điện chạy qua rôto để tạo ra từ trường. + Các thành phần chính: Chổi than, lò xo, vòng kẹp chổi than, vòng tiếp điện. Chổi than làm bằng grafít - kim loại với tính chất đặc biệt có điện trở nhỏ và được phủ một lớp đặc biệt chống mòn. \ Stato có nhiệm vụ tạo ra điện thế xoay chiều 3 pha nhờ sự thay đổi từ thông khi rôto quay. Các thành phần chính: Lõi stato, cuộn dây stato, đầu ra. Nhiệt sinh ra lớn nhất ở stato so với các thành phần khác của máy phát, vì vậy dây quấn phải phủ lớp chịu nhiệt. + Cách mắc cuộn dây stato: Cuộn dây stato có thể mắc theo hai cách: 9 Hình 1.12: Cấu tạo chổi than và vòng tiếp điện Hình 1.13: Cấu tạo của stato Đồ án tốt nghiệp Cao đẳng Ngành CNKT ô tô Cách mắc kiểu hình sao: cho ra điện thế cao, được sử dụng phổ biến. Cách mắc kiểu tam giác: cho ra dòng điện lớn. Cuộn dây stator gồm 3 cuộn dây riêng biệt. Trong cách mắc hình sao, đầu chung của 3 cuộn dây được nối thành đầu trung hòa. K Y% Bộ chỉnh lưu có vai trò biến dòng điện xoay chiều ba pha trong stato thành dòng điện 1 chiều. Các thành phần chính: Đầu ra, điốt âm, điốt dương. 10 Hình1.14: Đấu hình sao và đấu hình tam giác Hình 1.15: Cấu tạo của bộ chỉnh lưu [...]... 1.39: Kiểm tra ba điốt 27 Đồ án tốt nghiệp Cao đẳng Ngành CNKT ô tô CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG, PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG 2.1 Hệ thống khởi động 2.1.1 Nhiệm vụ, sơ đồ và yêu cầu của hệ thống khởi động - Nhiệm vụ của hệ thống khởi động: Động cơ đốt trong cần có một hệ thống khởi động riêng biệt truyền cho trục khuỷu động cơ một mômen với một số vòng quay nhất định nào đó để khởi động. .. nào đó để khởi động được động cơ Cơ cấu khởi động chủ yếu trên ôtô hiện nay là khởi động bằng động cơ điện một chiều Tốc độ khởi động của động cơ xăng phải trên 50 v/p, đối với động cơ diesel phải trên 100 v/p - Sơ đồ hệ thống khởi động: Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống khởi động tổng quát Trên sơ đồ hình 2.1, máy khởi động bao gồm: rơle các khớp với cuộn hút Wh, cuộn giữ Wg, và động cơ điện một chiều với cuộn... khi tốc độ động cơ tăng 1.2 Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống cung cấp điện động cơ lắp trên xe Mitsubishi Triton Các thông số của máy phát, thông số bảo dưỡng và dụng cụ chuyên dùng: Thông tin về máy phát: 13 Đồ án tốt nghiệp Cao đẳng Ngành CNKT ô tô Bảng 1.1: Thông tin về máy phát Thông tin Loại Công suất đầu ra Bộ điều chỉnh điện áp V/A Động cơ 4G6, 4D5 Cảm biến điện áp ắc quy 12/90 Loại điện tử tổ hợp... bị kẹt hay không nhả về kịp vị trí ban đầu 2.2 Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống khởi động động cơ lắp trên xe Mitsubishi Triton Bảng 2.1: Thông số tiêu chuẩn của động cơ điện Thông tin Loại Công suất đầu ra 4G6 4D5-DOHC Bộ bánh răng giảm tốc và bộ bánh răng hành tinh kW/V 1.2/12 2.2/12 Số răng của bánh răng khởi động Bảng 2.2: Thông số bảo dưỡng của động cơ điện Thông tin Giá trị tiêu chuẩn Giới hạn Khe... khởi động phải nằm trong giới hạn quy định (< 1m) 6 Moment truyền động phải đủ để khởi động động cơ 2.1.2 Cấu tạo hệ thống khởi động Hình 2.2 Cấu tạo hệ thống khởi động Máy khởi động hiện là cơ cấu sinh mômen quay và truyền cho bánh đà của động cơ Đối với từng loại động cơ mà các máy khởi động điện có thể có kết cấu cũng như có đặc tính khác nhau, nhưng nói chung chúng thường có 3 bộ phận chính: Động. .. bật công tắc từ, cho phép chân “B” và chân “M” dẫn điện Do đó, dòng điện chạy vào để gài động cơ điện khởi động 33 Đồ án tốt nghiệp Cao đẳng Ngành CNKT ô tô Hình 2.11: Sơ đồ hệ thống khởi động của động cơ Mitsubishi Triton Khi công tắc khởi động được bật sang vị trí "ON" sau khi khởi động động cơ, bánh răng khởi động được nhả ra khỏi vành răng bánh đà Một cơ cấu an toàn được trang bị giữa bánh răng... -1/4 và nó có một li hợp khởi động ở bên trong Hình 2.7: Cấu tạo bộ truyền giảm tốc 2.1.2.8 Ly hợp khởi động Ly hợp khởi động truyền chuyển động quay của động cơ điện tới động cơ thông qua bánh răng khởi động ( bendix) Để bảo vệ máy khởi động khỏi bị hỏng bởi số vòng quay cao được tạo ra khi động cơ đã được khởi động, người ta bố trí ly hợp khởi động này Đó là li hợp khởi động loại một chiều có các con... đẳng Ngành CNKT ô tô 2.2.1 Bảo dưỡng trên xe 2.2.1.1 Kiểm tra rơle khởi động Điện áp ắc quy Không đặt vào Nối chân số 1 vào cực dương (+) ắc quy Nối chân số 2 vào cực âm (-) ắc quy Chân nối dụng cụ kiểm tra Kết quả kiểm tra thông mạch 3–4 Hở mạch 3-4 Thông mạch ( Nhỏ hơn 2 Ω) Hình 2.12: Kiểm tra rơle khởi động 2.2.1.2 Kiểm tra các dây cáp nối nối vào máy khởi động Quan sát xem các đầu mối nối có bị... tải điện sẽ sinh ra nhiệt khi dòng đi qua Máy phát sinh nhiệt ở nhiều dạng khác nhau Chúng bao gồm : nhiệt sinh ra trên vật dẫn (ở các cuộn dây và điốt), trên các lõi thép do dòng fuco và do ma sát (ở ổ bi, chổi than và với không khí) Nhiệt sinh ra làm giảm hiệu suất của máy phát 11 Đồ án tốt nghiệp Cao đẳng Ngành CNKT ô tô 1.1.3 Sơ đồ hệ thống cung cấp điện động cơ lắp trên xe Mitsubishi Triton Hệ thống. .. tiếp, ta phải tác động trực tiếp vào mạng gài khớp để gài khớp và đóng mạch điện của máy khởi động Phương pháp này ít thông dụng Điều khiển gián tiếp thông qua các công tắc hoặc rơle là phương pháp phổ biến trên các mạch khởi động hiện nay 29 Đồ án tốt nghiệp Cao đẳng Ngành CNKT ô tô 2.1.2.3 Cụm rơle hút Cụm rơle hút hoạt động như là một công tắc chính của dòng điện chạy tới động cơ điện và điều khiển