Chổi than được làm từ hỗn hợp đồng – graphit nên có tính dẫn điện và chống mài mòn tốt.
Các chổi than cũng có tiết diện lớn và được lắp nghiêng một góc so với trục của rôto.
Các lò xo luôn tỳ sát ép chổi than vào cổ góp.
Lực của lò xo chổi than ép chổi than ngăn roto quay quá nhanh. Làm roto ngừng ngay khi ngắt đề.
2.2 Nguyên lý hoạt động máy khởi động trên xe Toyota Corolla Altis 2018
Hình 2. 10 Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động trên xe Corolla Altis 2018
Mạch điện hệ thống khởi động động cơ trên xe Toyota Corolla Altis 2018 bao gồm: ắc quy, cụm máy khởi động, rơle khởi động, cụm công tắc khởi động của ly hợp, cụm công tắc vị trí P/N của hộp số, khóa điện, ECM, các giắc kết nối, các cầu chì [7].
Nguyên lý hoạt động: Khi người lái bật khóa điện từ vị trí AM2 về nấc ST2 (Start) thì ECM sẽ nhận được tín hiệu khởi động (tín hiệu NSW) từ khóa
điện và ECM xuất tín hiệu STA (tín hiệu ra của máy khởi động) có nhiệm vụ điều khiển hoạt động của hệ thống khởi động. Nếu người lái đạp hết côn và đưa cần số về vị trí N (kiểu số sàn) hoặc vị trí P/N (kiểu số tự động) thì cụm công tắc khởi động của ly hợp và cụm công tắc vị trí P/N sẽ đóng. Khi đó:
- Kiểu số sàn: Một dòng điện sẽ đi từ ắc quy qua khóa điện, qua nấc ST2 về vị trí NSW và STA của ECM, qua công tắc khởi động ly hợp rồi sau đó đi qua cuộn dây của rơle 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 NSW và STA của ECM, qua công tắc vị trí P/N của hộp số, đi qua
cuộn dây của rơle khởi động, sau đó về mát.
Do đó, dòng điện từ ắc quy sẽ qua cầu chì 30A, qua rơle khởi động, qua cuộn dây cụm công tắc từ và 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. Kết quả làm máy khởi động quay giúp động cơ nổ được.
2.3 Các chế độ làm việc của máy khởi động
Máy khởi động điện dùng trên ô tô có 3 chế độ làm việc đặc trưng [6]: - Chế độ hãm
- Chế độ vòng tua - Chế độ không tải
Chế độ hãm: là chế độ mà khi đó trị số dòng khởi động đạt bằng trị số
cực đại (Ikd = Ikd max), momen điện từ (Mđt) 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.
Chế độ quay vòng tua: là chế độ mà khi đó công suất truyền từ động cơ
điện khởi động sang động cơ ô tô đạt giá trị cực đại. Với giá trị này, momen động cơ (M2) trên trục động cơ khởi động không được bé hơn momen cản khi khởi động (Mc), ứng với tốc độ vòng quay khi khởi động bé nhất (nmin).
Chế độ không tải: là khi động cơ đã làm việc tự lập, lúc này momen cản
trên trục động cơ khởi động rất nhỏ (momen 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.
2.4 Các biện pháp cải thiện đặc tính hoạt động của hệ thống khởi động
2.4.1 Dùng Bugi có hệ thống sấy
Hiệu quả làm việc của hệ thống khởi động phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ của động cơ ô tô khi khởi động. Ở nhiệt độ thấp, việc khởi động động cơ rất khó khăn do các nguyên nhân sau:
Khi độ nhớt dầu bôi trơn lớn sẽ làm tăng trị số mômen cản (Mc) đặt trên trục động cơ khởi động. Độ nhớt của nhiên liệu tăng lên, làm giảm khả năng bay hơi để hoà trộn với không khí trong quá trình hình thành hỗn hợp công tác trong xi lanh của động cơ ô tô, làm tăng trị số tốc độ thấp nhất khi khởi động (nmin) giảm trị số áp suất và nhiệt độ trong xi lanh của động cơ ô tô ở chu kỳ nén, ảnh hưởng xấu đến khả năng bén lửa, cháy và giãn nở sinh công của hỗn hợp công tác[6].
Dung lượng phóng điện của ắc quy sẽ giảm khi nhiệt độ thấp. Để cải thiện đặc tính làm việc của hệ thống khởi động ngưởi ta sử dụng nhiều biện pháp khác nhau hỗ trợ cho qua trình khởi động khi nhiệt độ môi trường thấp. Biện pháp được áp dụng rộng rãi nhất là dùng bu-gi có bộ phận sấy.
Bu-gi có bộ phận sấy gồm 1 lõi làm bằng vật liệu gốm (sứ) chịu nhiệt, bên ngoài lõi có quấn dây điện trở, ống bọc ngoài có phủ 1 lớp chất cách điện và chịu nhiệt. Bu-gi có bộ phận sấy được lắp vào trong buồng đốt (trong xi lanh của động cơ ô tô), có chức năng sấy nóng hỗn hợp không khí trong xi lanh tạo điều kiện thuận lợi cho việc bốc hơi, hoà trộn nhiên liệu với không khí trong quá trình hình thành hỗp hợp công tác (đối với động cơ xăng), còn đối với động cơ diezen tạo điều kiện thuận lợi cho việc bốc hơi, hoà trộn và bốc cháy của nhiên liệu khi vòi phun nhiên liệu vào buồng đốt.
Để điều khiển thời gian sấy cần thiết của bu-gi, ta có thể sử dụng phương pháp điều kiển bằng tay hoặc phương pháp điều kiển dùng mạch định thời gian sấy.
2.4.2 Phương pháp đổi nối tiếp điện áp trong quá trình khởi động
Khi khởi động cần một dòng điện rất lớn, vì vậy sẽ không tránh khỏi tổn thất điện áp trên đường dây nối từ ắc quy đến máy khởi động, nên sẽ ảnh hưởng đến hoạt động làm việc của hệ thống khởi động. Một trong những biện pháp làm giảm tổn thất điện áp trên các bộ phận trên trong hệ thống khởi động là nâng trị số điện áp cấp cho máy khởi động khi xe được khởi động.
Nguyên tắc chung của biện pháp này là: ở chế độ bình thường, các thiết bị điện trên xe được cung cấp nguồn điện có trị số điện áp bằng 12V (thường là xe du lịch). Khi khởi động, riêng hệ thống khởi động được cung cấp một nguồn điện lớn có trị số điện áp bằng 24V (hoặc cao hơn) trong khi đó các phụ tải điện khác vẫn được cung cấp nguồn có trị số điện áp bằng 12V.
CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH THÁO LẮP, PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA BẢO DƯỠNG CÁC HƯ HỎNG HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN XE
TOYOTA COROLLA ALTIS 2018 3.1 Chuẩn đoán hư hỏng hệ thống khởi động [9]
Dấu hiệu Nguyên nhân Biện pháp khắc phục
Động cơ không quay
Ắc quy chết Kiểm tra chế độ điện áp ắc quy
Cầu chì đứt Thay cầu chì
Mối nối bị lỏng
Làm sạch và siết chặt liên kết mối nối
Hỏng công tắc từ, rơ le, công tắc an toàn, khớp ly hợp
Kiểm tra hoạt động công tắ, rơ le và thay thế khi hư hỏng Sự cố phần điện trong động
cơ Kiểm tra và thay thế
Sự cố trong hệ thống chống
trộm Kiểm ttra hệ thống
Động cơ quay quá chậm
Sạc ắc quy yếu Sạc hoặc thay thế ắc quy Cáp ắc quy lỏng lẻo, bị ăn
mòn hoặc bị mòn Sửa chữa hoặc thay thế cáp Động cơ khởi động bị lỗi Thay thế
Hệ thống khởi động tiếp tục
chạy
Động cơ khởi động bị lỗi Thay thế Công tắc đánh lửa Thay thế Khởi động
quay nhưng Ngắn trong hệ thống dây điện
Sửa chữa hoặc thay thế hệ thống dây điện
động cơ không quay
Bánh răng thanh răng bị gãy
hoặc động cơ khởi động Thay thế
Răng bánh răng bị gãy Thay bánh xe bay hoặc bộ chuyển đổi mô-men xoắn
3.2 Quy trình tháo, lắp máy khởi động xe Toyota Corolla Altis 2018
3.2.1 Quy trình tháo máy khởi động
3.2.1.1 Tháo máy khởi động ra khỏi xe [7]
1. Ngắt cáp âm ra khỏi ắc quy
2. Tháo tấm che phía dưới động cơ bên phải 3. Tháo tấm che phía dưới động cơ bên trái 4. Tháo nắp che bên của vỏ bánh đà
Nhả khớp vấu hãm bằng cách kéo nó ra ngoài và tháo nắp che bên vỏ bánh đà
5. Tháo cụm máy khởi động - Mở nắp cực ra
- Tháo đai ốc và ngắt cực 30 - Ngắt giắc nối
- Tháo 2 bu lông và tháo cụm máy khởi động
3.2.1.2 Tháo rời các bộ phận máy khởi động
Bước 1. Tháo cụm công tắc từ máy khởi động
- Tháo 2 đai ốc ra khỏi vỏ máy khởi động trong khi giữ vào công tắc từ máy khởi động.
- Trong khi kéo cụm công tắc từ và nâng phần phía trước của công tắc từ máy khởi động lên, nhả móc pittong ra khỏi cần dẫn động để tháo cụm công tắc từ.
Bước 2. Tháo cụm Stato của máy khởi động
Tháo 2 bu lông xuyên và kéo cụm Stato cùng với roto máy khởi động ra.
Bước 3. Tháo cụm giá đỡ chổi than máy khởi động
- Tháo 2 vít. Nắm lấy dây dẫn và tháo khung đầu dẫn động
Chú ý: Để tránh bị vướng giữa giá đỡ chổi than và nắp chắn bụi, hãy kéo khung
- Dùng một tô vít, giữ lò xo chổi than lại và tháo giá đỡ chổi than
- Tháo 4 chổi than và tháo giá đỡ chổi than Bước 4. Tháo cụm Roto máy khởi động
Tháo cụm stato ra khỏi cụm càng máy khởi động Bước 5. Tháo ly hợp máy khởi động
- Tháo cần dẫn động và ly hợp máy khởi động với trục bánh răng hành tinh khỏi vỏ dẫn động của máy khởi động.
- Dùng một tô vít, đóng bạc hãm vào ly hợp máy khởi động.
- Dùng một tô vít, nạy phanh hãm ra.
Sau đó tháo bạc hãm và ly hợp máy khởi động ra khỏi trục bộ truyền hành tinh.
3.2.2 Quy trình lắp ráp các bộ phận máy khởi động
Bước 1: Bôi mỡ vào bạc và then của ly hợp máy khởi động và bạc hãm. - Lắp ly hợp máy khởi động và bạc hãm lên trục bộ truyền hành tinh.
- Bôi mỡ lên phanh hãm mới và lắp nó vào rãnh trục bộ truyền hành tinh. - Dùng êtô, nén phanh hãm
- Giữ ly hợp máy khởi động, đóng trục bộ truyền hành tinh bằng búa nhựa để lắp bạc hãm vào phanh hãm.
- Bôi mỡ vào cần dẫn động như trên hình vẽ.
- Lắp cần dẫn động vào ly hợp máy khởi động.
- Gióng thẳng vấu của trục bộ truyền hành tinh với rãnh cắt của vỏ máy khởi động và lắp chúng.
Bước 2. Lắp cụm Roto máy khởi động Lắp roto và stato
Bước 3. Lắp cụm giá đỡ chổi than máy khởi động - Lắp giá đỡ chổi than lên stato máy khởi động.
- Dùng một tô vít, hãy giữ lưng lò xo chổi than và lắp 4 chổi than vào giá đỡ chổi than.
- Bôi dầu động cơ có trộn các phụ gia vào vòng bi của khung đầu dẫn động.
- Lắp khung đầu cổ góp bằng 2 vít.
Chú ý: Để tránh bị vướng giữa giá đỡ chổi than với nắp chắn bụi, hãy
Bước 4. Lắp cụm Stato máy khởi động
- Gióng thẳng rãnh cắt của Stato với vấu lồi của trục bộ truyền hành tinh.
- Lắp khung đầu cổ góp và cụm stato bằng 2 bu lông xuyên.
Bước 5. Lắp cụm công tắc từ của máy khởi động
- Treo píttông của công tắc ly hợp máy khởi động vào cần dẫn động từ phía trên xuống.
- Lắp cụm công tắc từ máy khởi động bằng 2 đai ốc.
- Nối dây dẫn vào điện cực bằng đai ốc.
3.2.3 Lắp ráp máy khởi động lên trên xe Toyota Corolla Altis 2018
Bước 1. Lắp cụm máy khởi động
- Lắp cụm máy khởi động bằng 2 bu lông.
- Lắp giắc nối
- Đóng nắp cực vào
Bước 2. Lắp nắp che bên của vỏ hộp bánh đà
- Cắm phần vấu lồi vào phía cuối thân máy, và trong khi ấn nó dọc theo thân máy hãy khớp vấu hãm vào thân máy.
Chú ý:
- Hãy chắc chắn rằng vấu hãm đã phát ra tiếng tách, điều đó có nghĩa là nó đã được lắp chặt.
- Thay vấu hãm bằng chiếc mới nếu nó không khớp chặt được hoặc vấu đã bị biến dạng.
Bước 3. Lắp tấm che phía dưới động cơ bên phải Bước 4. Lắp tấm che phái dưới động cơ bên trái Bước 5. Nối cáp vào cực âm (-) ắc quy
3.3 Kiểm tra máy khởi động
3.3.1 Kiểm tra cụm máy đề
Bước 1. Tiến hành thử cuộn hút [7]
- Tháo đai ốc và tháo dây dẫn ra khỏi cực C.
- Nối ắc quy vào công tắc từ của máy khởi động như trong hình vẽ và kiểm tra rằng bánh răng dẫn động lao ra. Nếu bánh răng không lao ra ngoài, hãy thay công tắc từ máy khởi động.
Bước 2. Tiến hành thử cuộn giữ
- Kiểm tra rằng bánh răng dẫn động không thụt vào sau khi ngắt cáp khỏi cực C. Nếu bánh răng ly hợp tụt vào, hãy thay thế cụm công tắc ly hợp từ.
Bước 3. Kiểm tra xem bánh răng chủ động ly hợp có hồi về không.
- Ngắt cáp âm (-) ra khỏi thân máy khởi động. Kiểm tra rằng bánh răng dẫn động máy khởi động thụt về. Nếu bánh răng hành tinh ly hợp từ không tụt về, hãy thay thế công tắc ly hợp từ.
Bước 4. Tiến hành thử chế độ không tải - Nối dây dẫn của stato với cực C - Kẹp máy khởi động lên êtô.
Chú ý: Chắc chắn rằng máy khởi động đã được kẹp chắc trên êtô để tránh cho
nó khỏi bị rơi ra.
- Nối ắc quy và ampe kế với máy khởi động như trong hình vẽ.
Chú ý: Không được để bất kỳ dây nào bị kẹt khi bánh răng hành tinh quay.
- Kiểm tra rằng giá trị đọc trên Ampe kế giống như tiêu chuẩn: Cường dòng điện tiêu chuẩn:
Điều kiện Điều kiện tiêu chuẩn
11.5 V 90A trở xuống
Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, hãy sửa chữa hoặc thay thế cụm máy khởi động.
3.3.2 Kiểm tra cụm công tắc từ máy khởi động
Bước 1. Kiểm tra pit-tông
- Ấn vào píttông và kiểm tra rằng nó hồi về nhanh chóng đến vị trí ban đầu của nó. Nếu cần, hãy thay thế công tắc từ máy khởi động
Chú ý: Để tránh làm hư hỏng bên trong của công tắc từ máy khởi động, không
Bước 2. Kiểm tra hở mạch của cuộn hút
- Dùng một Ômkế, đo điện trở giữa cực 50 và cực C.
Điện trở tiêu chuẩn:
Nối dụng cụ đo Điều kiện tiêu chuẩn
Cực 50 – Cực C Dưới 1 Ω
Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, hãy thay cụm công tắc từ máy khởi động.
Bước 3. Kiểm tra tình trạng hở mạch của cuộn giữ.
- Dùng một Ômkế, đo điện trở giữa cực 50 và thân công tắc.
Điện trở tiêu chuẩn:
Nối dụng cụ đo Điều kiện tiêu chuẩn Cực 50 – Mát thân xe Dưới 2 Ω
3.3.3 Kiểm tra cụm giá đỡ chổi than máy khởi động
- Dùng một Ômkế, kiểm tra điện trở giữa các cực dương (+) và âm (-) của giá đỡ chổi than.
Điện trở tiêu chuẩn:
Nối dụng cụ đo Điều kiện tiêu chuẩn Giá đỡ chổi than dương (+) – giá
đở chổi than âm (-) 10 kΩ trở lên
Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, hãy thay cụm giá đỡ chổi than.
3.3.4 Kiểm tra cụm Roto máy khởi động
Bước 1. Kiểm tra tình trạng hở mạch của cổ góp.
Điện trở tiêu chuẩn:
Nối dụng cụ đo Điều kiện tiêu chuẩn Giữa các phần ghép cổ góp Dưới 1 Ω
Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, hãy thay cụm rôto máy khởi động. Bước 2. Kiểm tra tình trạng ngắn mạch của cổ góp.