Là khi động cơ đã làm việc tự lập, lúc này mômen cản trên truch động cơ khởi động rất nhỏ (mômen cản trong trường hợp này chủ yếu là do lực ma sát trong các ổ đỡ gây ra), tốc độ quay của động cơ điện khởi động đạt giá trị cực đại. chế độ này ảnh hưởng lớn đến độ bền của cổ góp và các ổ đỡ của động cơ điện khởi động
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG MÁY KHỞI ĐỘNG TRÊN XE TOYOTA VIOS
2018 3.1 Giới thiệu chung về toyota vios 2018
Là mẫu xe bán chạy nhất tại thị trường Việt Nam, một trong những mẫu xe luôn đứng trong top đầu bảng xếp hạng những xe bán chạy nhất hàng tháng. Và trước đà thăng tiến không ngừng nghỉ của những đối thủ kế cận như Honda City, Mazda 2 sedan, Kia Rio hay sự ra mắt rầm rộ của Suzuki Ciaz, hãng xe số một thế giới đã cải tiến đáng kể Toyota Vios 2018.
Hình 3. 1 Xe Toyota Vios 2018
Bước đột phá lớn nhất của dòng xe này đầu tiên kể đến là về giá xe Toyota Vios 2018. Toyota Vios thuộc dòng xe sedan cỡ nhỏ, đây là mẫu xe
có thị phần rất cao tại các thị trường thế giới và Việt Nam, mẫu xe này được mệnh danh là “vua giữ giá” với giá trị kinh tế cao, tính ổn định về giá và có mức ổn định về giá tốt nhất trong tất cả các dòng xe của Toyota. Điều đó càng làm cho xe Toyota Vios 2018, khẳng định được vị thế, chỗ đứng vững chắc trong lòng người tiêu dùng.
Hình 3. 2 Doanh số bán xe Toyota Vios tháng 1/2018
Về động cơ, “trái tim của xe” ta có thể thấy, ở phiên bản 2018 này thì đều cùng sở hữu thiết kế động cơ 4 xylanh, 16 van cam kép, tích hợp công nghệ điều khiển van biến thiên VVT-i giúp tiết kiệm nhiên liệu, thân thiện với môi trường, giảm chi phí bảo dưỡng hiệu quả hơn cho người dùng, song Toyota Vios E và G sử dụng chung mẫu động cơ 1NZ-FE 1.5L trong khi Vios J lại được trang bị 2NZ-FE 1.3L .Với thiết kế dung tích bình nhiên liệu là 42lit, giúp bạn hoàn toàn yên tâm khi di chuyển xa và tiếp kiệm thời gian hay nhiên liệu.
3.2 Cấu tạo, hoạt động hệ thống máy khởi động động cơ 1NZ-FE trên xe Toyota Vios xe Toyota Vios
Hệ thống khởi động động cơ 1NZ-FE trên xe Toyota Vios sử dụng máy khởi động loại bánh răng đồng trục. Kết cấu các chi tiết tháo rời của máy khởi động cần dẫn động, phanh hãm, ly hợp từ máy khởi động, bộ giảm chấn, cụm rô to và cụm stato máy khởi động, cụm giá đỡ chối than máy khởi động, khung đầu cổ góp.
Hình 3. 5 bộ phận tháo rời của máy khởi động động cơ 1NZ-FE
1: Cụm công tắc từ 2: Phần ứng và ổ bi cầu 3 : Vỏ máy khởi động 4:Chổi than và giá đỡ chổi than 5:Ly hợp khởi động
3.2.1 Công tắc từ
Hình 3. 6 Công tắc từ
Nhiệm vụ:
-Đóng ngắt mô tơ.
-Ăn khớp và ngắt bánh răng dẫn động khởi động với vành răng Hoạt động:
Công tắc từ này cũng hoạt động theo ba bước khi máy khởi động hoạt động.
- Kéo (hút vào), Giữ, Hồi vị (nhả về)
Hình 3. 7 Dòng điện chế độ hút
Khi bật khoá điện lên vị trí START, dòng điện của ắc qui đi vào cuộn giữ và cuộn kéo. Sau đó dòng điện đi từ cuộn kéo tới phần ứng qua cuộn cảm làm quay phần ứng với tốc độ thấp. Việc tạo ra lực điện từ trong các
cuộn giữ vàcuộnkéo sẽ làm từ hoá các lõi cực và do vậy píttông của công tắc từ bị kéo vàovào lõicực của nam châm điện. Nhờ sự kéo này mà bánh răng dẫn động khởi động bị đẩy ra và ăn khớp với vành răng bánh đà
Hình 3. 8 Dòng điện ở chế độ giữ
Khi công tắc chính được bật lên, thì không có dòng điện chạy qua cuộn giữ, cuộn cảm và cuộn ứng nhận trực tiếp dòng điện từ ắc qui. Cuộn dây phần ứng sau đó bắt đầu quay với vận tốc cao và động cơ được khởi động. ở thời điểm này píttông được giữ nguyên tại vị trí chỉ nhờ lực điện từ của cuộn giữ vì không có lực điện từ chạy qua cuộn hút.
Hình 3. 9 Dòng điện ở chế độ nhả về
Khi khoá điện được xoay từ vị trí START sang vị trí ON, dòng điện đi từ phía công tắc chính tới cuộn giữ qua cuộn kéo. ở thời điểm này vì lực điện từ được tạo ra bởi cuộn kéo và cuộn giữ triệt tiêu lẫn nhau nên không giữ
được píttông. Do đó píttông bị kéo lại nhờ lò xo hồi vị và công tắc chính bị ngắt làm cho máy khởi động dừng lại.
3.2.2 Phần ứng và ổ bi cầu
Hình 3. 10 Phần ứng và ổ bi cầu
Phần ứng tạo ra lực làm quay mô tơ và ổ bi cầu đỡ cho lõi (phần ứng) quay ở tốc độ cao.
3.2.3 Vỏ máy khỏi động
Hình 3. 11 Vỏ máy khởi động
Vỏ máy khởi động này tạo ra từ trường cần thiết để cho mô tơ hoạt động. Nó cũng có chức năng như một lá bảo vệ các cuộn cảm, lõi cực và khép kính các đường suất từ. Cuộn cảm được mắc nối tiếp với phần ứng.
3.2.4 Chổi than và giá đỡ chổi than
Hình 3. 12 Chổi than và giá đỡ chổi than
Chổi than được tỳ vào cổ góp của phần ứng bởi các lò xo để cho dòng điện đi từ cuộn dây tới phần ứng theo một chiều nhất định. Chổi than được làm từ hỗn hợp đồng cơ cácbon nên nó có tính dẫn điện tốt và khả năng chịu ăn mền lớn. Các lò xo chổi than nén vào cổ góp phần ứng và làm cho phần ứng dõng lại ngay sau khi máy khởi động bị ngắt.
Nếu các lò xo chổi than bị yếu đi hoặc các chổi than bị mòn có thể làm cho tiếp điểm điện giữa chổi than và cổ góp không đủ để dẫn điện. điều này làm cho điện trở ở chỗ tiếp xúc tăng lên làm giảm dòng điện cung cấp cho mô tơ và dẫn đến giảm mô men.
3.2.5 Ly hợp khởi động
Hình 3. 13 Ly hợp máy khởi động
Khi động cơ quay khởi động. Khi bánh răng li hợp (bên ngoài) quay nhanh hơn trục then (bên trong) thì con lăn li hợp bị đẩy vào chỗ hẹp của rãnh và do đó lực quay của bánh răng li hợp được truyền tới trục then.
Sau khi khởi động động cơ. Khi trục then (bên trong) quay nhanh hơn bánh răng li hợp (bên ngoài), thì con lăn li hợp bị đẩy ra chỗ rộng của rãnh làm cho bánh răng li hợp quay không tải.
Hình 3. 14 Ly hợp khi động cơ quay khởi động
3.2.6 Bánh răng khởi động chủ động và then xoắn
Hình 3. 15 Bánh răng khởi động chủ động và then xoắn
Cơ cấu ăn khớp của bánh răng:
Khi các mặt đầu của bánh răng dẫn động khởi động và vành răng đi vào ăn khớp với nhau nhờ tác động kéo của công tắc từ và ép lò xo dẫn động lại. Sau đó công tắc chính được bật lên và lực quay của phần ứng tăng lên. Một phần lực quay được chuyển thành lực đẩy bánh răng dẫn động khởi động nhờ then xoắn.Nói cách khác bánh răng dẫn động khởi động được đưa vào ăn khớp với vành răng bánh đà nhờ lực hút của công tắc từ và lực quay của phần ứng và lực đẩy của then xoắn.
Hình 3. 16 Cơ cấu ăn khớp
Cơ cấu nhả khớp cửa bánh răng
Khi bánh răng dẫn động khởi động làm quay vành răng thì xuất hiện áp lực cao trên bề mặt răng của hai bánh răng
Vì tốc độ quay của động cơ (vành răng) trở nên cao hơn so với bánh răng dẫn động khởi động khi khởi động động cơ, nên vành răng làm quay bánh răng dẫn động. Một phần của lực quay này được chuyển thành lực đẩy dọc trục nhờ then xoắn đển gắt sự ăn khớp giữa bánh răng dẫn động khởi động và vành răng. Cơ cấu li hợp máy khởi động ngăn không cho lực quay của máy khởi động truyền tới bánh răng dẫn động khởi động từ vành răng bánh đà. Kết quả là áp lực giữa các bề mặt răng của hai bánh răng giảm xuống và bánh răng dẫn động được kéo ra khỏi sự ăn khớp một cách dễ dàng
Hình 3. 17 Cơ cấu nhả khớp
Bánh răng dẫn động khởi động được vát mép để ăn khớp được dễ dàng. Then xoắn chuyển lực quay của mô tơ thành lực đẩy bánh răng dẫn động khởi động và trợ giúp việc ăn khớp.
Hình 3. 18 Bảng thông số sửa chữa hệ thống khởi động 1NZ-FE
3.4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống khởi động động cơ 1NZ-FE trên xe Toyota Vios
-Mạch điện hệ thống khởi động động cơ 1NZ-FE bao gồm: ắc quy, cụm máy khởi động, rơ le khởi động, rơ le cắt ACC, cụm công tắc khởi động của ly hợp cụm công tắc vị chí P/N của hộp số, diode khởi động , khóa điện, ECM, các giắc kết nối các cầu trì.
-Nguyên lý hoạt động: Khi người lái bật khóa điện về nấc ST2 (Start) thì ECM có nhiệm vụ điều khiển hoạt động của hệ thống khởi động. Nếu người lái đạp hết côn và đưa tay số về vị trí N (kiểu số sàn) hoặc vị trí P (kiểu số tự động) thì cụm công tắc khởi động của ly hợp và cụm công tắc vị trí P/N sẽ đóng:
+Kiểu số sàn: Một dòng điện sẽ đi từ ắc quy qua khóa điện, qua nấc ST2, qua vị trí STSW và STAR của ECM qua công tắc khởi động ở ly hợp hoặc công tắc vị trí P/N của hộp số, đi qua cuộn dây của rơ le khởi động ,sau đó về mát.
+ Kiểu số tự động: Một dòng điện sẽ đi từ ắc quy qua khóa điện, qua nấc ST2, qua vị trí STSW và STA của ECM, qua công tắc vị trí P/N của hộp số, đi qua cuộn dây của rơ le khởi động, sau đó về mát.
Đồng thời ECM sẽ cắt nguồn điện từ ắc quy tới hệ thống điều hòa bằng rơ le cắt ACC. Khi đó nguồn điện của ắc quy sẽ được tập trung cho hệ thống khởi
động.
Do đó, dòng điện từ ắc quy sẽ qua cầu chì 30A, qua rơ le khởi động, qua cuộn dây cụm công tắc từ về mát . Lúc đó công tắc từ đóng lại, dòng điện từ ắc quy sẽ được đi qua công tắc từ đến động cơ điện một chiều của máy khởi động và về mát máy khởi động quay
CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH THÁO LẮP,PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA BẢO DƯỠNG VÀ CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG
KHỞI ĐỘNG TRÊN XE TOYOTA VIOS 2018 4.1 Chẩn đoán hư hỏng hệ thống khởi động trên xe toyota vios
4.1.1 Đóng mạch điện cho máy khởi động nhưng máy khởi động không quay không quay
Nguyên nhân:
Cầu chì bị đứt hoặc tiếp xúc không tốt
Do khoá điện dòng điện qua khoá điện tới cuộn hút - giữ của rơ le gài lớn từ 20-30A nên thời gian sử dụng lâu ngày, tiếp điểm cháy xém tạo màng điện trở làm điện áp rơi trên tiếp điểm của khoá điện lớn, dẫn đến điện áp đặt lên cuộn hút - giữ nhỏ đi không thể hút được.
Do tiếp điểm bị cháy xém tạo thành màng điện trở hoặc tiếp điểm cháy rộ
Do dây dẫn từ của rơ le phụ hoặc khoá điện tới rơ le gài bi đứt hoặc tiếp xúc không tốt
Ắc quy bị yếu điện.
Đầu ắc quy hoặc dây cáp bị gỉ, bị lỏng.
Cách khắc phục :Sạc hoặc thay thế ác quy ,thay dây cáp,thay cầu chì làm sạch các tiếp điểm
4.1.2 Máy khỏi động quay nhưng có tiếng va đập
Nguyên nhân:
Bánh răng truyền động hoặc vành bánh răng đà trên trục khuỷu bị hỏng nên không có sự ăn khớp hoặc Bánh răng máy đề và vành răng bánh đà bị toe, mẻ đầu răng.
Cuộn giữ của rơle gài bị đứt : Khi tiếp điểm của rơ le gài đóng thì dòng điện cuộn dây hút bằng ‘0’, cuộn giữ hở mạch tiếp điểm động của rơ le gài tách dẫn động tới lại có dòng điện cuộn hút, tiếp điểm lại đóng và bánh răng lại ăn khớp rồi lại nhả.
Cách khắc phục : Thay bánh răng,nối liền cuộn giữ hoặc thay thế
Hình 4. 2 Vành răng bánh đà bị mòn
4.1.3 Máy đề vẫn quay khi nhả khóa điện
Nguyên nhân :
Tiếp điểm của rơ le gài hoặc rơ le phụ cháy dính vào nhau.
Lò xo hồi vị của rơ le gài quá yếu hay bị gãy.
Trục rô to và tiết hợp một chiều quá bẩn, bị kẹt do thiếu dầu mỡ bôi trơn.
Dây điện bị chạm làm cho rơ le gài hút. Cách khắc phục:
4.2 Quy trình tháo lắp máy khởi động trên xe toyota vios
Trước khi tháo cáp âm ra khỏi ắc quy, hãy ghi lại những thông tin lưu trong ECU
• DTC (Mã chẩn đoán hư hỏng) • Tần số đài đã chọn
• Vị trí ghế (với hệ thống nhớ) • Vị trí vôlăng(với hệ thống nhớ)
Hình 4. 3 Tháo cáp âm của ác quy
4.2.1 Tháo máy đề
(1) Tháo nắp bảo vệ ngăn mạch. (2) Tháo đai ốc bắt cáp máy đề
(3) Tháo cáp máy đề ra khỏi cực 30 của máy đề.
4.2.2 Tháo giắc nối của máy đề
Ấn vấu hãm của giắc, và cầm vào thân giắc để tháo giắc ra.
Hình 4. 5 Tháo giắc nối máy đề
4.2.3 Tháo bulong máy đề
Tháo bulong bắt máy đề và trượt máy đề để tháo nó ra.
Hình 4. 6 Tháo bulong máy đề
4.2.4 4.2.5 Tháo cụm công tắc từ
1. Tháo dây dẫn
(1) Tháo đai ốc bắt và tháo dây dẫn. 2. Tháo cụm công tắc từ
(1) Tháo 2 đai ốc và kép công tắc từ về phía sau
(2) Kéo đầu của công tắc từ lên trên và nhả móc của móc ra khỏi cần dẫn động
Hình 4. 7 Tháo cụm công tắc từ
1. Dây dẫn 2. Vỏ máy đề 3. Công tắc từ 4. Cần dẫn động 5. Móc
4.2.5 Tháo cụm stato
1. Tháo cụm stato (1) Tháo 2 bulông.
(2) Tháo nắp đầu cổ góp.
(3) Tách vỏ máy đề ra khỏi stato. (4) Tháo cần dẫn động.
Hình 4. 8 Tháo cụm stato
4.2.6 Tháo lò xo chổi than
1. Tháo lò xo chổi than
(1) Giữ trục của rôto lên êtô giữa những tấm nhôm hay giẻ.
Hình 4. 9 Tháo Lò xo chổi than
(2) Nhả khoá vấu hãm và tháo đĩa.
Kéo vấu hãm lên bằng ngón tay để tháo đĩa.
CHÚ Ý:
Tháo dần đĩa ra nếu không lò xo chổi thân có thể bay ra ngoài.
1. Đĩa 2. Vấu hãm
CHÚ Ý:
• Hãy thực hiện công việc với tô vít có quấn băng dính
• Hãy thực hiện công việc này với giẻ trên giá đỡ chổi than do lò xo chổi
Than có thể văng ra.
Hình 4. 10 Tháo lò xo chổi than khi ép bằng tô vít
1 Chổi than 2 Lò xo chổi than
(4) Tháo lò xo chổi than ra khỏi tấm cách điện giá đỡ.
1 Lò xo chổi than
2 Tấm cách điện giá đỡ chổi than
Hình 4. 11 Tháo lò xo chổi than ra khỏi tấm cách điện
(5) Tháo tấm cách điện giá đỡ chổi than 1 Tấm cách điện giá đỡ chổi than
Hình 4. 12 Tháo tấm cách điện giá đỡ chổi than
4.2.7 Tháo cụm roto
(1) Rôto
Hình 4. 13 Tháo cụm roto
4.2.8 Tháo cụm ly hợp máy đề
1. Tháo ly hợp của máy đề
(1) Tháo cụm rôto của máy đề ra khỏi stato và giữ rôto lên êto giữa những tấm nhôm mềm hay giẻ.
Hình 4. 14 Tháo cụm ly hợp máy đề
(2) Trượt bạc chặn xuống dưới bằng cách gõ vào nó với tô vít đầu dẹt.
1. Phanh hãm 2. Bạc chặn
(3) Tháo phanh hãm.
1 Mở miệng của phanh hãm bằng tô vít đầu dẹt. 2 Tháo phanh hãm.
1. Phanh hãm