- Khởi động bằng không khí nén: dùng cho động cơ tĩnh tại và
c. Truyền động hỗn hợp:
4.2.3. Cơ cấu điều khiển:
Cơ cấu điều khiển làm nhiệm vụ:
- Đ−a khớp truyền động vào ăn khớp với bánh đà;
- Đóng mạch điện máy khởi động khi bánh răng của nó đã vào ăn khớp với bánh đà và ngắt mạch sau khi động cơ đã nổ.
Cơ cấu điều khiển có thể là cơ khí điều khiển trực tiếp bằng bàn đạp chân hay cần gạt hoặc điện từ điều khiển gián tiếp từ xa bằng cách đóng mở khoá điện cho rơle làm việc.
Ph−ơng pháp điều khiển trực tiếp có −u điểm là đơn giản nh−ng nó không thể sử dụng khi máy khởi động và ắc quy đặt ở xa ng−ời lái. Bởi vì đ−ờng dây dẫn dài, với dòng tải lớn sẽ gây độ sụt thế lớn và tốn kém đồng.
Ph−ơng pháp điều khiển gián tiếp bằng rơle điện từ cho phép giảm chiều dài đ−ờng dây chịu tải và tăng độ tin cậy làm việc của hệ thống.
Sơ đồ nguyên lý của ph−ơng pháp điều khiển này nh− trên hình 4.7.
Hình 4.7. Sơ đồ máy khởi động với cơ cấu điều khiển điện từ. 1- Khoá điện; 2- Rơ le điện từ; 3- Cần gạt; 4- Khớp truyền động; 5- Vành
tiếp điểm; 6- Tiếp điểm; 7- Máy khởi động.
Hệ thống điều khiển gồm hai phần chính là hộp tiếp điểm với các tiếp điểm 6 và rơle điện từ 2 lắp trên vỏ máy khởi động.
Khi ng−ời lái đóng khoá điện 1, dòng điện từ ắc quy sẽ đi vào cuộn dây của rơle điện từ 2 mà lõi thép của nó đ−ợc nối với cần gạt 3. Cuộn dây có điện trở thành nam châm hút lõi thép sang trái, đồng thời làm quay cần 3, dịch chuyển khớp truyền động 4 cùng bánh răng vào ăn khớp với bánh đà.
Khi bánh răng của khớp truyền động đã vào ăn khớp với bánh đà, thì vành tiếp điểm 5 cũng nối các tiếp điểm 6, đ−a dòng điện vào các cuộn dây của máy khởi động. Máy khởi động quay, kéo trục khuỷu động cơ quay theo. Khi động cơ đã nổ thì ng−ời lái nhả khoá điện 1, các chi tiết trở về vị trí ban đầu d−ới tác dụng của các lò xo hồi vị.
Trong các sơ đồ điều khiển từ xa hiện nay, ngoài rơle điện từ chính là rơle khởi động, th−ờng ng−ời ta còn sử dụng thêm một rơle phụ nữa. Rơle phụ này cho phép giảm dòng qua khoá điện và rút ngắn hơn nữa những đoạn mạch có
Trang bị điện và điện tử trên ôtô Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt
dòng lớn. Do đó làm giảm độ sụt thế của ắc quy và tăng tuổi thọ của các tiếp điểm. Ngoài ra, rơle này còn đảm bảo tự động ngắt mạch máy khởi động sau khi động cơ đã làm việc.
Trên các hình 4.8, 4.9 và 4.10 là các sơ đồ điển hình dùng rơle phụ rất thông dụng hiện nay.
Hình 4.9. Sơ đồ nối máy khởi động CT230 dùng trên xe GAZ- 53A, GAZ-66 và PAZ-672.
Hình 4.8. Sơ đồ nối máy khởi động CT130-A1 dùng trên ZIL-130, URAL-
377.
Hình 4.10. Sơ đồ nối máy khởi động CT142 dùng trên xe KAMAZ-5320
và các model khác của nó.
Trang bị điện và điện tử trên ôtô Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt
Các đầu nối dây của rơle phụ (các xe Liên xô cũ) th−ờng đ−ợc ký hiệu nh− sau: K- các đầu của cuộn dây từ hoá; - đầu của tiếp điểm nối với ắc quy; C, C1, C2- đầu ra của các tiếp điểm khác.
Hai sơ đồ trên hình 4.8 và 4.9 dùng cho động cơ xăng và có cùng nguyên lý làm việc:
- Đầu của rơle phụ đ−ợc nối đến mạch ắc quy tr−ớc ampe kế (vì dòng qua rơle khởi động v−ợt quá giới hạn thang đo của ampe kế);
- Đầu K1 của cuộn dây rơle phụ đ−ợc nối với khoá điện, đầu còn lại K2 đ−ợc nối trực tiếp với mát hoặc gián tiếp qua máy phát và bộ điều chỉnh điện.
- Rơle khởi động có hai cuộn dây là cuộn hút và cuộn giữ.
Khi bật khoá điện dòng qua cuộn dây của rơle phụ sẽ hút các tiếp
điểm của nó đóng chặt lại, cho dòng từ ắc quy đi vào mạch máy khởi động theo hai nhánh song song: một nhánh là cuộn dây giữ, nhánh thứ hai gồm ba cuộn dây mắc nối tiếp là cuộn hút, cuộn kích thích và cuộn dây phần ứng của máy khởi động.
Dòng điện đi qua các cuộn dây của rơle khởi động sẽ hút lõi thép của nó sang trái, ép đĩa đồng nối tắt các tiếp điểm lại, đ−a điện từ ắc quy đi thẳng vào máy khởi động, đồng thời cũng nối tắt cuộn dây hút của rơle phụ và điện trở phụ của mạch đánh lửa.
Trên các ôtô động cơ diesel, do không có hệ thống đánh lửa nên trong sơ đồ điều khiển máy khởi động không có mạch nối tắt điện trở phụ. Tuy vậy th−ờng có thêm công tắc khởi động phụ đặt ngay trên động cơ (hình 4.10).
Khi dùng máy phát một chiều, một đầu cuộn dây rơle phụ đ−ợc nối với mát qua máy phát (hình 4.11).
Trang bị điện và điện tử trên ôtô Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt
129
Hình 4.11. Sơ đồ nối máy khởi động CT130-B.
1- Máy phát; 2- Bộ ĐCĐ; 3- ắc quy; 4- Máy khởi động; 5- Biến áp đánh lửa; 6- Các tiếp điểm chính của RL máy khởi động; 7- Dây nối; 8- Các đầu nối dây; lửa; 6- Các tiếp điểm chính của RL máy khởi động; 7- Dây nối; 8- Các đầu nối dây; 9- Phần ứng rơle; 10, 11- Cuộn dây giữ và hút; 12- Đĩa tiếp điểm; 13- Lò xo; 14- Lõi
thép; 15- Cuộn dây RL phụ; 16- Khung từ; 17- Panel; 18- Giá đỡ; 19- Các tiếp điểm; 20- Hạn chế độ nâng cần tiếp điểm; 21- Cần tiếp điểm; 22- Khoá điện.
Do đó, sau khi động cơ đã khởi động, máy phát làm việc --> thế hiệu máy phát tăng lên làm giảm dần dòng điện qua cuộn dây rơle phụ. Khi số vòng quay đạt đến một giá trị nào đó, dòng điện này sẽ chạy theo chiều ng−ợc lại. Nh− vậy, sau khi động cơ đã khởi động --> lực điện từ của rơle phụ giảm nhanh, thậm chí đổi chiều --> nên các tiếp điểm của nó mở ra ngay, cắt mạch cuộn dây rơ le khởi động, khoá giữ, đảm bảo không cho hệ thống khởi động làm việc trong bất cứ tr−ờng hợp nào.
Khi dùng máy phát xoay chiều thì rơle phụ không làm đ−ợc nhiệm vụ trên. Vì thế để khoá giữ máy khởi động ng−ời ta phải dùng thêm một rơle nữa gọi là rơle khoá hay rơle bảo vệ khởi động.
Trên hình 4.12 là sơ đồ nối rơle khoá trong hệ thống khởi động.
Hình 4.12. Sơ đồ nối máy khởi động CT212 với máy phát xoay chiều.
1- Máy phát xoay chiều; 2- Bộ ĐCĐ; 3- Bộ chỉnh l−u; 4- Lò xo; 5, 14- Khung từ; 6- Cần tiếp điểm; 7- Các tiếp điểm; 8, 12- Lõi thép; 9- Điện trở; 10- Đèn kiểm tra; 11- Các tiếp điểm của RLKĐ; 13- Cuộn dây; 15- Công tắc máy khởi động; 16- Điện trở phụ; 17- Phần tử kiểm tra; 18-
Bugi sấy nóng; 19- Máy khởi động; 20, 21- Cuộn dây giữ và hút; 22- Cuộn dây kích thích máy khởi động
Rơle khoá gồm hai phần chính: phần thứ nhất là rơle điện từ với
Trang bị điện và điện tử trên ôtô Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt
hai cuộn dây O và B trên lõi thép và cặp tiếp điểm th−ờng đóng 7; phần thứ hai là
bộ chỉnh l−u cầu 4 điốt bán dẫn để chỉnh l−u dòng xoay chiều từ hai dây pha của máy phát điện cung cấp cho cuộn dây từ hoá chính O của rơle khoá.
Điện trở 9 đ−ợc mắc nối tiếp với cuộn từ hoá phụ B để hạn chế dòng điện trong mạch.
Khi muốn khởi động động cơ: ng−ời lái bật khoá điện về vị trí khởi động: lúc đó sẽ xuất hiện dòng điện chạy theo mạch:
(+)AQ --> Kđ (cực Cm) --> PC --> K2 --> Cuộn dây Wkđ (13) --> K1 --> --> Tiếp điểm (7) --> Khung từ (5) --> Mát --> (-)AQ.
Do đó tiếp điểm của rơle phụ đóng lại, đ−a điện vào các mạch của hệ thống khởi động để thực hiện khởi động động cơ.
Khi động cơ quay: máy phát sẽ làm việc tạo nên dòng một chiều
chạy qua cuộn dây O có xu h−ớng hút tiếp điểm 7 của rơle khoá mở ra. Để loại trừ khả năng tác động sớm của rơle khoá khi động cơ ch−a đạt số vòng quay đủ lớn để có thể làm việc tự lập đ−ợc, cần phải khử lực điện từ của cuộn dây O trong giai đoạn này. Với mục đích đó: trên lõi thép của rơle còn quấn cuộn dây B và đ−a điện từ ắc quy vào cung cấp cho nó theo mạch:
(+)AQ --> Kđ (cực Cm) --> PC --> Điện trở 9 --> Cuộn dây B -- > Tiếp điểm 7 --> --> Tiếp điểm (7) --> Khung từ (5) --> Mát --> (-)AQ.
Dòng chạy qua cuộn dây B có chiều ng−ợc với dòng chạy qua cuộn dây O, nên lực điện từ của chúng khử nhau --> đảm bảo cho các tiếp điểm 7 đóng chắc cho đến khi động cơ đạt số vòng quay đủ lớn (khoảng 600...700 Vg/ph) để có thể làm việc tự lập đ−ợc. Lúc đó do thế hiệu máy phát tăng cao nên lực từ hoá của cuộn dây O đủ lớn để thắng đ−ợc lực điện từ của cuộn dây B và lực của lò xo, hút tiếp điểm 7 mở ra --> khoá hệ thống khởi động lại.
Trên hình 4.13 là kết cấu và trên hình 4.14 là sơ đồ mạch điện máy khởi động CT-21 và cơ cấu điều khiển điện từ của nó.
Hình 4.13. Máy khởi động CT-21 và cơ cấu điều khiển điện từ. 1- Tiếp điểm; 2- Tiếp điểm nối tắt điện trở phụ; 3- Lõi thép; 4- Lò xo trả; 5- Phần ứng; 6- Cần gạt; 7- Vít hạn chế; 8- Bánh răng; 9- Khớp 1 chiều; 10- Lò
xo;
11 Lò iả hấ
Trang bị điện và điện tử trên ôtô Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt
Trang bị điện và điện tử trên ôtô Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt
Hình 4.14. Sơ đồ mạch điện máy khởi động CT-21 và cơ cấu điều khiển.