Mục tiêu:
- Làm sạch mối hàn đúng tiêu chuẩn kỹ thuật
1. Yêu cầu về mạch, linh kiện sau hàn
Mạch in sau khi hồn thiện phải đạt đƣợc một số yêu cầu sau:
-Mach in nhìn bằng mắt thƣờng phải đẹp, linh kiện bố trí hợp lý, đơn giản. -Linh kiện trong mạch phải đƣợc thay thế dễ dàng khi bị hỏng.
-Mạch hoạt động phải ổn định.
-Mối hàn phải bền, đẹp, khơng bị dính sang mối hàn khác.
2. Phương pháp xử lý mạch sau hàn
Sau khi làm xong tất cả các bƣớc thì ta tiến hành test mạch bằng cách dùng đồng hồ VOM hoặc đồng hồ điện tử để kiểm tra thơng mạch và các thơng số khác của mạch in.
-Kiểm tra đƣờng in nguồn điện trên mạch. -Kiểm tra linh kiện của mạch in đã đƣợc hàn. -Kiểm tra và test hoạt động của mạch.
Hồn thiện mạch và đƣa vào hoạt động. Bài tập: Thực hành
Sử dụng dây đồng 1mm để hàn mắc lƣới 10x10 cm (kích cỡ mỗi mắc lƣới là 1x1 cm) (hình 1.12).
52 -
Hình 1.12
Ch :
Khi hàn mạch Bạn làm theo trình tự sau: - Cắm linh kiện và board mạch in.
- Khi hàn, trƣớc hết dùng mõ hàn làm nĩng chổ hàn, đƣa chì vào, chờ chì chảy ra phủ đều chổ hàn, lấy chì ra trƣớc, rồi mới lấy đầu mõ hàn ra, chờ chổ hàn nguội. Sau cùng cắt chân linh kiện.
- Nếu vết hàn nhìn thấy láng bĩng là tốt. Nếu vết hàn nhám sần là do thiếu nĩng và nếu vết hàn chảy bẹp ra là do quá nĩng.
53
Bài 3: MẠCH ĐIỆN CƠ BẢN TRÊN Ơ TƠ
Ngày nay nền cơng nghiệp ơ tơ thế giới đã đạt tới trình độ phát triển cao, nĩ trở thành cơng nghiệp liên hợp của nhiều ngành. Ơ những nƣớc cĩ nền cơng nghiệp ơ tơ mạnh, cĩ hẳn ngành “Trang bịđiện ơ tơ máy kéo” riêng và cĩ những cơ sở nghiên cứu, thí nghiệm, đào tạo cán bộ chuyên ngành. Nhờ vậy mà ngành “Trang bịđiện ơ tơ” thế giới đã áp dụng đƣợc những thành tựu khoa học tiên tiến nhƣ kỹ thuật bán dẫn, vi điện tử ...vào mạng điện của ơ tơ. Điều này đã đƣợc thể hiện trong thực tếnhƣ: hiện nay các máy phát điện xoay chiều cĩ chỉnh lƣu bán dẫn đang thay thếcác máy phát điện một chiều cũ, bộ điều chỉnh điện cũ cũng đƣợc thay thế bằng các bộđiều chỉnh bán dẫn hoặc vi điện tử cĩ nguyên lý làm việc, cấu tạo khác hẵn,cĩ tuổi thọ rất cao và khơng cần chăm sĩc, bảo dƣỡng kỹ thuật. Các bộ phận đểđo mức nhiên liệu, nhiệt độ nƣớc làm mát động cơ, rơ le đèn báo rẽ ... cũng đuợc thay thế bằng các mạch bán dẫn. Các mạch vi điện tử áp dụng cho mạng điện ơ tơ cũng đang đƣợc tiến hành nghiên cứu sản xuất vì với kích thƣớc vơ cùng nhỏ, độ tin cậy cao, chịu rung, chịu xĩc tốt, các mạch vi điện tử rất thích hợp trong điều kiện làm việc của ơ tơ máy kéo.
Những vấn đề nêu ở trên càng khẳng định tầm quan trọng của việc nghiên cứu nguyên lý làm việc, đặc tính và đặc điểm sử dụng các trang bịđiện ơ tơ máy kéo, vì những hiểu biết này rất cần thiết cho việc thiết kế và sử dụng ơ tơ đƣợc đúng đắn.
A. MỤC TIÊU BÀI HỌC
Sau khi học xong bài học, ngƣời học cĩ khả năng: - Giải thích đƣợc các mạch điện tửcơ bản trên ơ tơ
- Vẽsơ đồ và trình bày nguyên lý làm việc mạch chỉnh lƣu, mạch điều chỉnh điện áp máy phát và mạch điều khiển đánh lửa điện tử
- Tuân thủcác quy định, quy phạm về kỹ thuật điện tử.
B. NỘI DUNG BÀI HỌC I./ MẠCH CHỈNH LƢU CẦU BA PHA
Các bộ chỉnh lƣu một pha chỉđƣợc áp dụng khi cơng suất nhỏ, đối với các tải cơng suất lớn hơn 15kW phải sử dụng các bộ chỉnh lƣu ba pha hoặc nhiều pha. Bộ chỉnh lƣu ba pha cĩ hai loại: chỉnh lƣu tia và chỉnh lƣu cầu.
1.Chỉnh lƣu tia ba pha Chỉnh lƣu tia ba pha cơ bản
Sơ đồ chỉnh lƣu tia ba pha cơ bản đƣợc vẽ trên hình 2-8, cĩ thể thấy rằng sơ đồ này tƣơng ƣơng với 3 sơ đồ chỉnh lƣu một pha nửa sĩng làm việc cùng nhau. Trong một số trƣờng hợp cịn đƣợc gọi là chỉnh lƣu ba pha nửa sĩng. Diode trên mỗi pha dẫn khi điện áp trên pha cĩ diode cao hơn hai pha cịn lại. Dạng sĩng điện áp mỗi pha và trên tải đƣợc thể hiện trong hình 2- 8.Khơng giống nhƣ trong chỉnh lƣu một pha gĩc dẫn mỗi diode là π, ởđây gĩc dẫn chỉlà 2π/3.
54
Chỉnh lƣu tia ba pha với cuộn thứ cấp cĩ điểm giữa
Hiện tƣợng quá bão hịa từ trong lõi thép máy biến áp đối với chỉnh lƣu tia ba pha cĩ thể đƣợc khắc phục bằng cách bố trí dây quấn đặc biệt của cuộn thứ cấp, đƣợc biết đến là cách nối dây zic-zắc. Chỉnh lƣu loại này đƣợc gọi là sơ đồ chỉnh lƣu ba pha cĩ điểm giữa hoặc sơ đồ chỉnh lƣu zíc-zắc, nhƣ trong hình dƣới đây. Mỗi dây quấn thứ cấp đƣợc chia làm 2 phần lệch nhau π / 3 nối tiếp, nhƣ vậy từtrƣờng do dịng điện một chiều trên hai phần dây quấn thứ cấp trong mọi thời điểm bằng nhau và ngƣợc chiều. Với việc bố trí thêm trên cuộn thứ cấp (nâng hệ số yêu cầu cơng suất từ1.51 lên 1.74 VA/W), sơ đồ này hạn chếảnh hƣởng hiện tƣợng bão hịa trong lõi thép và hạ hệ số yêu cầu cơng cuộn sơ cấp xuống mức thấp nhất 1.05 VA/W. Ngồi thơng số hệ số yêu cầu cơng suất, tất cả các thơng số chỉnh lƣu của sơ đồ này giống nhƣ đối với chỉnh lƣu tia ba pha (do đĩ khơng đƣợc liệt kê trong bảng tổng hợp chỉnh lƣu ba pha). Hơn nữa
đối với cách nối dây sơ cấp hình sao khơng dùng trunh tính đƣợc cho phép do tổng dịng điện các pha mọi thời điểm luơn bằng khơng.
Chỉnh lƣu tia ba pha kép với biến áp nối giữa các trung tính
Sơ đồ chỉnh lƣu loại này chủ yếu kết cấu từ hai mạch chỉnh lƣu tia ba pha, trong đĩ các điểm trung tính, của hai cụm ba pha thứ cấp nối Y, đƣợc liên kết thơng qua một máy biến áp hoặc cuộn điện kháng (hình 2-10). Cực tính của hai cụm dây quấn nối Y ngƣợc nhau, do đĩ nếu điện áp chỉnh lƣu của một cụm đạt cực tiểu thì điện áp chỉnh lƣu của cụm kia đạt cực đại nhƣ trong hình 2-10. Với cấu trúc và hoạt động của chỉnh lƣu loại này, điện áp chỉnh lƣu vL là trung bình của hai bộ chỉnh lƣu v1 và v2.Thêm đĩ, tần số gợn của sĩng của điện áp đầu ra bằng 6 lần tần số nguồn xoay chiều và dung lƣợng bộ lọc (nếu cần) sẽ nhỏhơn. Trong sơ đồ, dịng điện trong hai cụm ba pha ngƣợc chiều nhau, do đĩ các ảnh hƣởng của từtrƣờng dịng điện một chiều bị loại bỏ. Sựđối xứng của dịng điện thứ cấp, dịng điện sơ cấp cũng cĩ tổng các pha luơn bằng khơng, do đĩ dây quấn sơ cấp khơng cần nối trung tính.
2./ Chỉnh lƣu cầu ba pha
Chỉnh lƣu cầu ba pha thƣờng đƣợc sử dụng khi cĩ yêu cầu cơng suất cao do khả năng tận dụng cao nhất cơng suất máy biến áp. Sơ đồ chỉnh lƣu cầu ba pha đƣợc trình bày trong hình 2-11. Các diode đƣợc đánh số sao cho chúng tuần tựđƣợc dẫn trong mỗi gĩc 2π/3.
55 Trình tự dẫn của các diode: 12, 23, 34, 45, 56, 61…
Dạng sĩng điện áp và dịng điện đƣợc trình bày trên hình 2-11, trong đĩ điện áp dây gấp 1,73 lần điện áp pha.Ởđây cho phép sử dụng bất cứ cách nối (Y/Δ) cho dây quấn sơ cấp và thứ cấp
do dịng điện trong cuộn thứ cấp đối xứng.
Tổng quát về mạng điện trên ơ tơ và phân bố các hệ thống.
Các thiết bịđiện trên ơ tơ gồm rất nhiều chủng loại khác nhau. Từng nhĩm các thiết bịđiện cĩ cấu tạo và tính năng riêng, phục vụ cho một số mục đích nhất định tạo thành những hệ thống riêng biệt trong mạng điện của ơ tơ. Vì vậy mạng điện tổng quát của ơ tơ nĩi chung cĩ thể chia các hệ thống sau:
+ Hệ thống cung cấp điện, cĩ nhiệm vụ cung cấp năng lƣợng điện cho các phụ tải điện trên ơ tơ với một điện thế ổn định trong mọi điều kiện làm việc của ơ tơ.
+ Hệ thống cung cấp điện gồm các thiết bị chủ yếu nhƣ: ắc quy, máy phát điện là nguồn điện, và bộđiều chỉnh điện.
+ Hệ thống đánh lửa, cĩ nhiệm vụ biến dịng điện một chiều hiệu điện thế thấp (6V, 12V hoặc 24V) hoặc các xung điện xoay chiều hiệu điện thế thấp (nhƣ trong hệ thống đánh lửa bằng Manhêtơ và vơ lăng Manhêtíc) thành các xung điện hiệu điện thế cao (12000V ÷ 50000V) đủ tạo nên tia lửa điện cao thế đểđốt cháy hỗn
hợp nổ trong các xy lanh của động cơ xăng và theo một thứ tự nổ nhất định của động cơ. Hệ thống đánh lửa, ngồi nguồn điện ra cịn gồm các thiết bị chủ yếu nhƣ: biến áp đánh lửa (bơ bin), bộchia điện (đen cơ), bu gi, các dây cao áp đặc biệt và khĩa điện. Ở những hệ thống đánh lửa mới (hệ thống đánh lửa điện tử) cĩ thêm hộp đảo mạch bán dẫn, hộp điện trở phụ riêng, bộ cảm biến đánh lửa đặc biệt khơng tiếp điểm và hộp điều khiển đánh lửa v.v…
+ Hệ thống khởi động, cĩ nhiệm vụ quay trục khuỷu của động cơ với số vịng quay tối thiểu đủđể nổmáy và đảm bảo nổ máy dễ dàng trong mọi điều kiện làm việc của ơ tơ. Hệ thống khởi động bằng điện gồm các thiết bị chủ yếu nhƣ: ắc quy (là nguồn điện duy
56 nhất để khởi động ơ tơ bằng phƣơng pháp điện), máy khởi động điện và các cơ cấu phụ nhƣrơ le bảo vệ khởi động, rơ le đấu đổi điện áp, cơng tắc khởi động, bàn đạp v.v… Trong hệ thống khởi động của các ơ tơ điêzen cĩ thể cĩ thêm các cơ cấu hổ trợ khởi động nhƣ các bộ sấy nĩng nƣớc làm mát, sấy nĩng khơng khí nạp v.v… đểđảm bảo khởi động động cơ dễdàng trong mùa đơng.
+ Hệ thống kiểm tra và theo dõi cĩ nhiệm vụtheo dõi và thơng báo cho ngƣời sử dụng ơ tơ những thơng sốcơ bản về tình trạng làm việc của ơ tơ. Hệ thống kiểm tra và theo dõi gồm những thiết bịchính là các đồng hồnhƣ đồng hồ tốc độ, đồng hồ nhiệt độ nƣớc, đồng hồ áp suất dầu bơi trơn …
+ Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu cĩ nhiệm vụđảm bảo điều kiện hoạt động bình
thƣờng của ơ tơ khi trời tối (cĩ khi cảtrong điều kiện sƣơng mù) và đảm bảo điều kiện an tồn giao thơng.
+ Hệ thống điều khiển lập trình cho động cơ cĩ nhiệm vụđiều khiển quá trình cấp nhiên liệu và quá trình đánh lửa cho động cơ.
+ Hệ thống các thiết bị phụ là hệ thống các tiện nghi phục vụ cho hành khách trong xe và hổ trợ cho cơng việc của lái xe. Hệ thống các thiết bị phụ gồm những cụm thiết bị chủ yếu nhƣ: bộ phận nâng hạ kính cửa xe, hệ thống điều hịa khơng khí, vơ tuyến truyền hình, hệ thống điều khiển hộp số tựđộng, ly hợp …
Yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống điện ơ tơ.
Chế độ làm việc luơn thay đổi trên ơ tơ cĩ ảnh hƣởng trực tiếp đến chế độ làm việc của hệ thống điện. Do đĩ xuất phát từđiều kiện phải luơn luơn đảm bảo cho ơ tơ hoạt động bình thƣờng mà ngƣời ta đề ra cho hệ thống điện những yêu cầu sau:
- Đảm bảo độ tin cậy tối đa trong mọi điều kiện sử dụng của ơ tơ.
- Đảm bảo các đặc tính cơng tác đạt chất lƣợng cao và ổn định trong dãi thay đổi tốc độ và tải của động cơ.
- Kết cấu đơn giản và hồn tồn tự động làm việc ở mọi chế độ.
- Chăm sĩc và bảo dƣỡng kỹ thuật ít nhất trong sử dụng với mục đích giảm thời gian chết cƣỡng bức và những tổn phí cho sửa chữa, bảo dƣỡng kỹ thuật.
- Cĩ trọng lƣợng và kích thƣớc nhỏ nhất nhƣng khơng đƣợc giảm tuổi thọvà độ tin cậy trong sử dụng.
- Cĩ độ bền cơ khí cao; đảm bảo chịu rung và chịu xĩc tốt. - Đảm bảo thời hạn phục vụ lâu dài.
Nguồn điện trên ơ tơ.
Nguồn điện trên ơ tơ là nguồn điện một chiều điện áp thấp. - 12 VDC (trên ơ tơ du lịch và xe tải nhỏ)
- 24 VDC (trên các xe tải lớn) - 48 VDC (trên các xe quân sự)
Các loại phụ tải điện trên ơ tơ.
Trừ nguồn điện ra, cịn tất cả các thiết bị cĩ sử dụng năng lƣợng điện của mạng điện ơ tơ nhƣ đèn cịi, các thiết bịđánh lửa, các thiết bị khởi động … đều đƣợc xem là phụ tải điện và gọi tắt là phụ tải. Tính chất của các phụ tải điện trên ơ tơ rất đa dạng: phụ tải thuần trở (bĩng đèn chiếu sáng), phụ tải cĩ tính thuần cảm (các cuộn dây điện từ, biến
57 áp đánh lửa), phụ tải cĩ tính thuần dung (các tụđiện trong hệ thống đánh lửa, các mạch điều khiển động cơ…). Trƣờng hợp ngoại lệ ắc quy tuy là nguồn điện nhƣng khi đƣợc máy phát điện nạp bằng một dịng điện nào đĩ thì nĩ cũng đƣợc coi là một phụ tải của máy phát điện.
Ký hiệu và quy ƣớc trong sơ đồ mạch điện.
Một số ký hiệu và quy ƣớc trong sơ đồ mạch điện ơ tơ.
Ký hiệu màu và ký hiệu số.
Trong khuơn khổ giáo trình này, tác giả chỉ giới thiệu hệ thống màu dây và ký hiệu quy định theo tiêu chuẩn Châu Âu. Các xe sử dụng hệ thống màu theo tiêu chuẩn này là : Ford, Volswagen, BMW, Mercedes… Các tiêu chuẩn của các loại xe khác, bạn đọc cĩ thể tham khảo trong các tài liệu hƣớng dẫn thực hành điện ơ tơ.
58
Nhiệm vụ ắc quy ơ tơ.
+ Nhiệm vụ: ắc quy trong ơ tơ thƣờng đƣợc gọi là ắc quy khởi động để phân biệt với loại ắc quy sử dụng ởcác lĩnh vực khác. Ắc quy khởi động trong hệ thống điện thực hiện chức năng của một thiết bị chuyển đổi hĩa năng thành điện năng và ngƣợc lại. Đặc điểm của loại ắc quy khởi động là với trọng lƣợng và kích thƣớc tƣơng đối nhỏ cĩ thể tạo ra dịng điện cĩ cƣờng độ lớn trong khoảng thời gian ngắn (510s), cĩ khảnăng cung cấp dịng điện lớn (200800A) mà độ sụt thế bên trong nhỏ, thích hợp để cung cấp điện cho máy khởi động để khởi động động cơ.
Trong ơ tơ sử dụng cả hai loại ắc quy khởi động: ắc quy axít và ắc quy kiềm. Nhƣng thơng dụng nhất vẫn là ắc quy axít, vì so với ắc quy kiềm nĩ cĩ sức điện động ở mỗi cặp bản cực cao hơn, cĩ điện trở trong nhỏvà đảm bảo chếđộ khởi động tốt. Ắc quy khởi động cịn cung cấp điện cho các phụ tải điện quan trọng khác trong hệ thống điện, cung cấp từng phần hoặc tồn bộtrong trƣờng hợp động cơ chƣa làm việc hoặc đã làm việc mà máy phát điện chƣa phát đủ cơng suất (động cơ đang làm việc ở chế độ số vịng quay thấp). Ngồi ra, ắc quy cịn đĩng vai trị bộ lọc và ổn định điện thế trong hệ thống điện ơ tơ khi điện áp máy phát dao động.
+ Phân loại:
- Theo tính chất dung dịch điện phân, ắc quy đƣợc chia ra các loại: ắc quy axít (dung dịch điện phân là axít H2SO4) và ắc quy kiềm (dung dịch điện phân là KOH hoặc
59 NaOH).
- Theo tính chất vật liệu vỏ bình chia ra: vỏ bằng ê bơ nít, cao su cứng hay các vật liệu tổng hợp khác.
Ngồi ra ắc quy cịn cĩ thể phân loại theo hiệu điện thế, theo dung lƣợng, theo vật liệu tấm cách …
Sơ đồ cấp điện bao gồm hai nguồn năng lƣợng là ắc quy và máy phát mắc song song.