1 Cổ góp 2 Chổi than
2.2.3.3. Lý thuyết trong động cơ điện thực tế.
Hình 2.23 Tăng mômen
Trước tiên ta phải quấn nhiều khung để tăng từ thông để sinh ra momen lớn. Tiếp theo ta đặt một lõi sắt bên trong các khung dây cũng nhằm tăng từ thông để tạo ra momen lớn.
Hình 2.24 Tăng từ thơng
Thay vì sử dụng nam châm vĩnh cửu, ta có thể dùng nam châm điện. Để tốc độ của động cơ điện quay cao và quay êm người ta thường dùng nhiều khung dây.
2.2.4. Nguyên lý hoạt động của hệ thống khởi động.
Hình 2.26 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống máy khởi động 1 Máy phát điện 9. Tiếp điểm 1 Máy phát điện 9. Tiếp điểm
2 Bộ tiết chế 10. Tiếp điểm
3 Công tắc khởi động 11. Cuộn dây hút của Rơle kéo 4 Rơle khởi động 12. Cuộn dây giữ của Rơle kéo 5 Tiếp điểm 13. Lõi thép của rơle kéo 6 Biến áp đánh lửa 14.Bánh răng ăn khớp
7 Tiếp điểm 15. Phần ứng của ĐC điện khởi động 8 Đĩa tiếp điện bằng đồng 16. Cuộn dây kích từ
Hình 2.27 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy khởi động
Nguyên lý làm việc HTKĐ
Khi quay chìa khố trong ổ khố khởi động (công tắc) 3 sang bên phải (hoặc nhấn nút khởi động nếu có trên ôtô), cuộn hút của rơle khởi động 4 có điện, rơle kkởi động tác động cặp tiếp điểm 5 của nó đóng lại. Khi đó cuộn dây hút 11, cuộn dây kích từ 16 và phần ứng 15 của động cơ điện khởi động được cấp điện theo mạch từ cực dương ắcquy (+A) →cặp tiếp điểm 5 của rơle khởi động → cuộn hút 11 của rơle → cuộn dây kích từ 16 của động cơ điện khởi động → phần ứng 15 của động cơ điện khởi động→ mát (vỏ máy). Còn cuộn dây giữ 12 của rơle kéo đựơc cấp nguồn theo mạch từ dương cực ắc quy (+A)→cặp tiếp điểm 5 của rơle khởi động →cuộn giư 12 của rơle kéo → mát máy (vỏ máy). Trong trường hợp này, từ thông sinh ra trong cuộn hút 11 và trong cuộn giữ 12 tác dụng cùng chiều nhau, lực điện từ của rơle kéo sẽ kéo lõi thép 13 chuyển động sang bên trái, cánh tay đòn sẽ làm cho bánh răng khởi động 14 ăn khớp với bánh răng bánh đà động cơ ôtô. Khi bánh răng đã ăn khới với bánh đà của động cơ lõi thép 13 đẩy đĩa tiếp xúc 8 sang trái làm cho tiếp điểm 7, 9, 10 kín. Kết quả là cuộn dây hút 11 của rơle khởi động bị ngăn mạch phần ưng 15 của cuộn dây kích từ của động cơ khởi động được đấu điện trực
tiếp với ắc quy (dịng điện khơng đi qua cuộn hút 11 của rơle khởi động) theo mạch : từ dương cực ắc quy (+A)→ cặp tiếp điểm 9, 10 của rơle kéo → cuộn dây kích từ 16 của động cơ điện khởi động → phần ứng 15 của động cơ điện khởi động → mát (vỏ máy). Sau khi khởi động máy phát 1 phát ra điện dòng điện trong cuộn dâyộn dây 4 của rơle khởi động giảm xuống , vì điện ấp đặt lên cuộn dây 4 của rơle khởi động trong trường hợp này bằng:
URKĐ = Uaq - Ump
Trong đó: URKĐ - điện áp đặt lên cuộn dây 4 của rơle khởi động, V. Uaq - điện áp của bình ácquy, V
Ump- điện áp phát ra của máy phát điện, V.
Vì vậy, rơle khởi động khơng tác động, cặp tiếo điểm 5 của nó ra dẫn đến cuộng đay giữ 12 của rơle kéo khoong được cấp điện, Từ thông tác dụng lên lõi thép 13 giảm xuống đột ngột và dưới lực kéo của lò xo hồi làm cho lõi thép 13 di chuyễn sang bên phải (về vị trí ban đầu). Các tiếp điểm 7, 9 và 10 hở ra, cắt nguồn cấp cho động cơ điện khởi động (phần cảm ứng 15 và cuộn dây kích từ 10 của động cơ điện khở động bị cắt điện).
Tiếp điểm 7 dùng để ngắn mạch điện trở phụ đấu nối tiếp với cuộn dây so cấp của biên áp đánh lửa khi khởi động động cơ ôtô.
Thực hiện khởi động động cơ.
Khi động cơ đã nổ thì tốc độ của nó tăng lên. Nếu người lái chưa kịp ngắt cơng tắc khởi động 2 thì bánh đà quay nhanh hơn lúc được bánh răng khởi động kéo và vành răng bánh đà trở thành chủ động dẫn động bánh răng khởi động quay theo với tốc độ nhanh hơn tốc độ của ly hợp 11. Do đó ly hợp trượt và cho phép bánh răng khởi động quay trơn không ảnh hưởng đến máy khởi động. Khi người lái ngắt cơng tắc khởi động 2 ,dịng kích từ của cuộn dây nam châm điện 6 mất nên lò xo hồi về đẩy lõi sắt và nạng gạt trở lại vị trí ban đầu. đĩa cơng tắc 4 tách khỏi các đầu cơng tắc 3 ngắt dịng điện vào máy khởi động và
đầu nạng gạt 8 kéo bánh răng khởi động 10 tách khỏi vành răng bánh đà 9 . Quá trình khởi động kết thúc.
2.3. Các chế độ làm việc của máy khởi động:
Máy khởi động điện dụng trên ơtơ có ba chế độ làm việc đặc trưng : - Chế độ hãm
- Chế độ vịng tua - Chế độ khơng tải
a. Chế độ hãm là chế độ mà khi đó trị số dòng khởi động đạt bằng trị số cực đại ( Ikd= Ikdmax), mômen điện từ (Mdt) và mômen (M2) của động cơ điện khởi động đạt giá trị lớn nhất, tương ứng với thời điểm bánh răng khởi động của động cơ khởi động bắt đầu làm quay bánh đà của động cơ ôtô
b. Chế độ quay vịng tua la chế độ mà khi đó cơng suất truyền từ động cơ điện khởi động sang động cơ ôtô đạt giá trih cực đại. với giá trị này, mômen động cơ (M2) trên trục động cơ khởi động không được bé hơn mômen cản khi khởi động (Mc), ứng với tốc độ vòng quay khi khởi động bé nhất (Nmin).
c. Chế độ không tải 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. BẢO DƯỠNG KIỂM TRA, SỬA CHỮA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2018
3.1. Các hư hỏng thường gặp của máy khởi động
3.1.1. Đèn báo nạp sáng tốt nhưng bấm nút khởi động thì động cơ khơng quay [6]
Ngun nhân là do khơng có điện vào máy khởi động do hở mạch tại công tắc từ trong máy, rơle, cầu chì.
Để khắc phục kiểm tra ta dùng đồng hồ điện vạn năng kiểm tra mạch điện khởi động theo cách phân đoạn.
Kiểm tra hở mạch.
Đo điện trở giữa dây dẫn và đầu chổi than phía Stato. Điện trở tiêu chuẩn là dưới 1Ω, nếu kết quả không như tiêu chuẩn thay cụm càng khởi động.
Hình 3.1 Kiểm tra chổi than
Kiểm tra cụm cơng tắc từ. • Kiểm tra cuộn hút:
Đo điện trở giữa các cực 50 và cực C điện trở tiêu chuẩn là dưới 1Ω. Nếu kết quả không như tiêu chuẩn ta thay cụm cơng tắc từ.
• Kiểm tra cuộn giữ:
Đo điện trở giữa các cực 50 và thân công tắc từ. Điện trở tiêu chuẩn là dưới 2Ω.
Nếu kết quả không như tiêu chuẩn ta phải thay công tắc từ.
3.1.2. Đèn sáng lờ mờ nhưng động cơ không quay [6]
Nguyên nhân là do ắc quy yếu hoặc chập mạch trong máy khởi động, bánh răng khởi động bị trượt hoặc do mạch khởi động có điện trở lớn.
Ta tiến hành kiểm tra nạp ắc quy và sửa chữa máy khởi động, thay thế chi tiết hỏng, làm sạch cổ góp điện và chổi than.
• Kiểm tra bề mặt cổ góp khơng bị bẩn hoặc cháy, nếu bề mặt bị bẩn ta dùng giấy ráp hoặc dùng máy tiện.
• Kiểm tra độ đảo của cổ góp
-Đặt cổ góp lên khối chữ V dùng đồng hố so đo độ đảo của cổ góp -Độ đảo lớn nhất là 0.05 mm
-Nếu độ đảo cổ góp lớn hơn giá trị lớn nhất ta gia cơng lại bằng máy tiện • Do chiều sâu rãnh cắt của cổ góp.
-Chiều sâu tiêu chuẩn 0.6mm. -Chiều sâu nhỏ nhất 0.2mm
àNếu chiều sâu của rãnh cắt nhỏ hơn giá trị nhỏ nhất hãy sửa nó bằng lưỡi cưa.
• Kiểm tra cụm giá đỡ chổi than . -Dùng thước cặp đo chiều dài chổi than . -Chiều dài chổi than tiêu chuẩn 14mm. -Chiều dài chổi than nhỏ nhất 9mm.
àNếu chiều dài nhỏ hơn giá trị nhỏ nhất hãy thay cụm giá đỡ chổi than và cụm càng máy khởi động
• Kiểm tra lò xo chổi than :
-Dùng cân kéo đọc giá trị ngay khi lò xo chổi than tách ra khỏi giá đỡ chổi than.
-Tải lắp lò xo tiêu chuẩn 13.7 đến 17.6 N -Tải lắp lò xo nhỏ nhất 8.8 N
3.1.3. Các hư hỏng thường gặp trên hệ thống khởi động xe Toyota Camry 2018 [7] 2018 [7] Triệu chứng hư hỏng Căn
nguyên Phương pháp kiểm
tra Nguyên nhân có thể Cách khắc phục * Máy khởi động khơng quay (khơng có tiếng kêu của cơng tắc từ) - Cơng tắc có thể bị hư hỏng. - Động cơ có thể bị hư hỏng.
Kiểm tra công tắc từ: - Chế độ hút. - Chế độ giữ - Hở mạch công tắc từ hoặc piston bị kẹt. Thay thế công tắc từ
Kiểm tra thông mạch động cơ điện (giữa cọc C và vỏ)
- Bề mặt cổ góp bị rỗ.
- Chổi than quá mòn.
- Hở mạch trong phần ứng.
- Hở mạch trong cuộn dây kích (piston khơng được hút vì khơng có dịng qua cuộn hút). Sửa chữa hoặc thay thế phần bị hư Do cịn nghe tiếng cơng tắc từ hoạt động nên cuộn hút và cuộn giữ còn tốt. 1) Kiểm tra tình trạng tiếp xúc của tiếp điểm chính khi đóng, kiểm
tra xem điện áp tới cọc 30 và C
có như nhau khi bắt đầu cấp điện
cho máy khởi động kể cả đầu 50.
2) Kiểm tra cách điện của các chi tiết bên trong động cơ điện (tháo và kiểm tra). - Cuộn kích bị chạm ra vỏ - Phần ứng bị chậm ra vỏ - Hư lớp cách điện giữa chổi than và giá giữ.
Thay thế * Máy khởi động quay chậm Nguyên nhân hư hỏng ở phần cơ và phần điện. 1) Máy khởi động đang khoá kiển tra ly hợp một chiều có bị
trượt hay khơng.
- Ly hợp một chiều bị trượt. Thay thế 2) Rà máy khởi động và kiểm tra các phần bên trong. - Phần cơ của motor điện: Ổ lăn tiếp xúc giữa phần ứng và cực từ. Sửa chữa hoặc thay thế * Động cơ không nổ mặc dù máy khởi động quay Do đề cịn tốt nên mạch điện của nó khơng bị hỏng, Khả năng hư hỏng ở phần truyền động cơ khí. Kiểm tra sự trượt của ly hợp một chiều trong thử nghiệm chế độ hãm chặt. - Ly hợp bị trượt. - Bánh răng bendix không vào khớp với vòng răng bánh đà. -Thay thế ly hợp một chiều. -Thay thế ly hợp một chiều. -Thay đòn dẫn động.
* Tiếng kêu lạ Chắc chắn có hư hỏng về cơ. Rà máy khởi động và kiểm tra từng chi tiết. -Vòng bi bị xước hoặc rỗ. -Ống lót bị mịn. -Trục rotor bị đảo. Thay vịng bi và ống lót. -Đỉnh răng của bánh răng bendix bị mòn. Thay bánh răng bendix. -Ly hợp một chiều bị kẹt. -Khớp xoắn ốc khó trượt. Thay ly hợp. * Tiếng kêu lạch cạch Có một hư hỏng về điện vì piston khơng được giữ.
Kiểm tra cơng tắc từ, Tháo cọc C và kiểm tra thông mạch giữa cọc 50 và vỏ.
-Hở mạch cuộn giữ piston được cuộn hút kéo vào nhưng sau đó bị trả lại vì dịng khơng qua cuộn hút nữa khi tiếp điểm đóng gây ra tiếng kêu lạch cạch liên tục.
Thay công tắc từ.
3.2. Quy trình tháo lắp bảo dưỡng máy khởi động
Bước 1: Tháo máy khởi động ra khỏi động cơ.
1. Tháo cực mát ắc quy để đảm bảo an toàn (tránh trường hợp chạm cực dương đề vào mát gây cháy nổ).
2. Tháo nắp cực bảo vệ cực dương máy khởi động, tháo đai ốc và ngắt cực cực dương (cực 30)
3. Ngắt giắc khiển máy khởi động.
4. Tháo bulông và máy khởi động ra khỏi xe 5. Tháo đai ốc và tháo dây điện ra khỏi cực C .
Hình 3.3 Tháo đai ốc và tháo dây điện ra khỏi cực C
6. Tháo 2 đai ốc bắt cụm công tắc từ máy khởi động ra khỏi máy khởi động
Hình 3.4 Tháo cụm cơng tắc từ
7. Trong khi kéo cụm cơng tắc từ và nâng phần phía trước của cơng tắc lên, nhả móc piston ra khỏi cần dẫn động sau đó tháo cụm cơng tắc từ
Hình 3.5 Tháo rời cụm cơng tắc từ
8. Tháo hai bulông xuyên suốt và kéo rotor và stato cùng ra
Hình 3.6 Tháo đai ốc gắn stato và roto
9. Tháo 2 vít và khung đầu cổ góp và giữ dây trong khi nhả khung đầu cổ góp ra.
Hình 3.7 Tháo khung đầu cổ góp
10. Dùng tơ vít giữ lị xo chổi than lại và tháo giá đỡ chổi than.
Hình 3.8 Tháo giá đỡ chổi than
11. Tháo cần dẫn động và li hợp đề với bộ giảm chấn ra khỏi vỏ máy khởi động
Hình 3.9 Tháo cần dẫn đọng và ly hợp đề
12. Dùng tơ vít (hoặc cờ lê 14), đóng bạc hãm hướng về phía li hợp máy khởi động
Hình 3.10 Đóng bạc hãm
13. Dùng một tơ vít hoặc mũi nhọn nạy phanh hãm ra.
Bước 2: Các việc phải làm khi bảo dưỡng máy khởi động sau khi tháo dời được các bộ phận ra
1. Vệ sinh sạch muội than và bụi bẩn bán trên máy khởi động. (dùng xăng và vòi hơi)
2. Kiểm tra độ dài của chổi thân máy khởi động xem có nằm trong tiêu chuẩn cho phép nữa không (phần than dự trữ để tiếp xúc với cổ góp cịn ít nhất là 4mm).
Hình 3.12 Kiểm tra độ dài chổi than
3. Kiểm tra cổ góp xem có cháy hay mịn q giới hạn cho phép không (nếu cháy hoặc bẩn hãy vệ sinh lại bằng giấy ráp P 400).
4. Kiểm tra phần rơto xem có hiện tượng sát cốt không (tháo ta qua sát trên thân rotor xem có vết tiếp xúc trực tiếp giữa phần rotor và stato không).
5. Kiểm tra bánh răng ăn khớp xem có mịn răng hay khơng.
6. Kiểm tra công tắc từ máy khởi động (độ đàn hồi của lị xo, các chân cực có lung lay hay rơ gì khơng, kiểm tra điện trở giữa các chân cực).
Bước 3: Lắp máy khởi động và kiểm tra lại
Nổ máy kiểm tra xem máy khởi động có hoạt động tốt khơng.
3.3. Kiểm tra máy khởi động 3.3.1. Kiểm tra bằng mắt 3.3.1. Kiểm tra bằng mắt
Việc kiểm tra bằng mắt chỉ ra một số cách khắc phục sự cố đơn giản. Trước hết là vấn đề an toàn việc kiểm tra ắc quy cần phải chú ý đến vấn đề an tồn. Tháo vịng đeo tay, đồng hồ, hay đồ trang sức khác ra khi tiếp xúc với điện cực bình ắc quy. Mặc quần áo bảo vệ và đeo kính an tồn. Cẩn thận khơng đẻ cho chất điện phân chảy ra và phải biết sử lý nếu để chất điện phân dính vào mắt, da hay quần áo hay lớp sơn vỏ ô tơ. Ghi cài đặt lập trình trên bộ phận điện điện tử, tránh gây ra đánh lửa.
Kiểm tra ắc quy: Quan sát sự ăn mòn của ắc quy và độ rơ lỏng của các mối liên kết. Kiểm tra mực điện phân và trạng thái của bản cực và tấm cách, kiểm tra tình trạng điện tích (mật độ tương đối hay điện áp không tải). Kểm tra nạp điên ắc quy, nó phải cung cấp ít nhất 9.6 vol trong quá trình khởi động.
Dây cáp motor: Kiểm tra tình trạng và các mối nối cáp. Lớp cách điện không được bị hở, hỏng, mối nối cần sạch và không gỉ.
Mạch điều khiển bộ khởi động: Kiểm tra sự hoạt động của công tắc máy. Dịng điện cần phải cung cấp cho cơng tắc từ khi cơng tắc ở vị trí ‘’on’’ và khớp ly hợp hay cơng tắc đề số 0 đóng. Chi tiết hư hỏng ngăn cản sự quay có thể định vị bằng cơng tắc điều khiển từ xa và một đoạn cáp nối. Sử dụng phương pháp chuẩn đốn “ chia nửa”. Sử dụng ơm kế để tìm ra mạch gặp sự cố.