CHƯƠNG 3 KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE TRÊN Ô TÔ FORD RANGER
3.6. Hệ thống khởi động
3.6.1. Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống khởi động 3.6.1.1. Nhiệm vụ
Ô tô muốn khởi động được thì đầu tiên phải bằng cách nào đó làm cho trục khuỷu của động cơ ô tô quay được với tốc độ khoảng (60÷80) vòng/phút. Tương ứng với tốc độ này, máy phát điện của ô tô mới phát ra đủ năng lượng điện tạo ra tia lửa điện trên đầu bugi đốt cháy hỗn hợp công tác trong xylanh, lúc đó động cơ ô tô mới bắt đầu sinh công.
Để thực hiện quay trục khuỷu của động cơ ô tô, có thể dùng tay quay hoặc dùng một động cơ điện. Tất cả các thiết bị đi kèm theo động cơ điện để thực hiện khởi động động cơ ôtô bằng phương pháp điện gọi là hệ thống khởi động điện.
Máy khởi động có chức năng quay trục khuỷu động cơ ôtô đạt tớ một trị số tốc độ nhất định để động cơ ôtô có thể làm việc tư lập được.
Khi động cơ ôtô đã hoạt động, thì coi như máy khởi động đã hoàn thành nhiệm vụ, nó sẽ thôi không làm việc nữa và được nghỉ suốt trong quá trình ôtô còn nổ máy.
3.6.1.2. Yêu cầu
Do tính chất, đặc điểm và chức năng của máy khởi động như trên, những yêu cầu kĩ thuật cơ bản đối với máy khởi động điện bao gồm:
+ Kết cấu gọn nhẹ, chắc chắn, làm việc ổn định với độ tin cậy cao.
+ Lực kéo tải sinh ra trên trục của máy khởi động phải đảm bảo đủ lớn, tốc độ quay cũng phải đạt tới một trị số nào đó để cho trục khuỷu của động cơ ôtô đạt tốc độ quay nhất định.
+ Khi động cơ ôtô đã làm việc,phải cắt được khớp truyền động của máy khởi động ra khỏi trục khuỷu của động cơ ôtô.
+ Có thiết bị điều khiển từ xa khi thực hiện khởi động động cơ ôtô(nút bấm hoặc khóa khởi động) thuận tiện cho người sử dụng.
3.6.1.3. Phân loại: gồm 3 loại
1/ Loại giảm tốc
Hình 3.23: Máy khởi động loại giảm tốc Máy khởi động loại giảm tốc dùng mô tơ tốc độ cao.
Máy khởi động loại giảm tốc làm tăng mô men xoắn bằng cách giảm tốc độ quay của phần ứng lõi mô tơ nhờ bộ truyền giảm tốc.
Píttông của công tắc từ đẩy trực tiếp bánh răng chủ động đặt trên cùng một trục với nó vào ăn khớp với vành răng.
2/ Máy khởi động loại thông thường
Hình 3.24: Máy khởi động loại thông thường.
Bánh răng dẫn động chủ động được đặt trên cùng một trục với lõi mô tơ ( phần ứng ) và quay cùng tốc độ với lõi.
Cần dẫn động được nối với thanh đẩy của công tắc từ đẩy bánh răng chủ động và làm cho nó ăn khớp với vành răng.
3/ Máy khởi động loại bánh răng hành tinh
Hình 3.25: Máy khởi động loại bánh răng hành tinh.
Máy khởi động loại bánh răng hành tinh dùng bộ truyền hành tinh để giảm tốc độ quay của lõi (phần ứng) của mô tơ.
Bánh răng dẫn động khởi động ăn khớp với vành răng thông qua cần dẫn động giống như trường hợp máy khởi động thông thường.
3.6.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy khởi động 3.6.2.1. Cấu tạo chung của máy khởi động điện
Máy khởi động thông thường bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình (3.26). Bánh răng chủ động trên trục của phần ứng động cơ và quay cùng tốc độ.Một lõi hút trong công tắc từ (solenoid) được nối với nạng gài. Khi kích hoạt nam châm điện thì nạng gài sẽ đẩy bánh răng chủ động khớp với vành răng bánh đà. Khi động cơ bắt đầu khởi động khớp ly hợp một chiều ngắt nối bánh răng chủ động ngăn cản mô men động cơ làm hỏng motor khởi động. Đó là kiểu của bộ khởi động đã được sử dụng hầu hết ở năm 1975 và trên những xe đời cũ. Công suất đầu ra là 0.8, 0.9 và 1KW.
Hình 3.26: Cấu tạo máy khởi động loại thông thường 3.6.2.2. Các chế độ làm việc của máy khởi động
Máy khởi động điện dụng trên ôtô có ba chế độ làm việc đặc trưng : - Chế độ hãm.
- Chế độ vòng tua.
- Chế độ không tải.
1/ 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.
2/ Chế độ vòng tua
Vòng tua là chế độ mà khi đó công suất truyền từ động cơ điện khởi động sang động cơ ôtô đạt giá trị 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).
3/ Chế độ không tải
Là khi động cơ đã làm việc tự lập, lúc này mômen cản trên trục 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.
3.6.2.3. Nguyên lý hoat động
1/ Sự hoạt động của hệ thống khởi động trên ôtô hộp số thường INCLUDEPICTURE
"http://ta.vagam.dieukhien.net/Nghia_Auto/Hinhanh/s3.JPG" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
"http://ta.vagam.dieukhien.net/Nghia_Auto/Hinhanh/s3.JPG" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
"http://ta.vagam.dieukhien.net/Nghia_Auto/Hinhanh/s3.JPG" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
"http://ta.vagam.dieukhien.net/Nghia_Auto/Hinhanh/s3.JPG" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
"http://ta.vagam.dieukhien.net/Nghia_Auto/Hinhanh/s3.JPG" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
"http://ta.vagam.dieukhien.net/Nghia_Auto/Hinhanh/s3.JPG" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
"http://ta.vagam.dieukhien.net/Nghia_Auto/Hinhanh/s3.JPG" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
"http://ta.vagam.dieukhien.net/Nghia_Auto/Hinhanh/s3.JPG" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
"http://ta.vagam.dieukhien.net/Nghia_Auto/Hinhanh/s3.JPG" \*
MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
"http://ta.vagam.dieukhien.net/Nghia_Auto/Hinhanh/s3.JPG" \*
MERGEFORMATINET
Hình 3.27: Sơ đồ hệ thống khởi động điện trên ôtô hộp số thường + Có một dòng thường trực từ accu đến máy khởi động tại chân 30.
+ Khi xoay công tắc máy START, nếu tài xế quên không đạp bàn đạp côn (ambraya) thì không có dòng tới máy khởi động.
+ Khi công tắc máy START dòng điện đi từ bình -> cầu chì -> IGSW -> rờle đề -> chân 50 của máy khởi động -> mass.
+ Tùy vào dòng xe khác nhau, cầu chì có thể là loại 80A, 90A hoặc 100A.
2/ Sự hoạt động của hệ thống khởi động trên ôtô hộp số tự động INCLUDEPICTURE
"http://ta.vagam.dieukhien.net/Nghia_Auto/Hinhanh/s4.JPG
" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
"http://ta.vagam.dieukhien.net/Nghia_Auto/Hinhanh/s4.JPG
" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
"http://ta.vagam.dieukhien.net/Nghia_Auto/Hinhanh/s4.JPG
" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
"http://ta.vagam.dieukhien.net/Nghia_Auto/Hinhanh/s4.JPG
" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
"http://ta.vagam.dieukhien.net/Nghia_Auto/Hinhanh/s4.JPG
" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
"http://ta.vagam.dieukhien.net/Nghia_Auto/Hinhanh/s4.JPG
" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
"http://ta.vagam.dieukhien.net/Nghia_Auto/Hinhanh/s4.JPG
" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
"http://ta.vagam.dieukhien.net/Nghia_Auto/Hinhanh/s4.JPG
" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
"http://ta.vagam.dieukhien.net/Nghia_Auto/Hinhanh/s4.JPG
" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE
"http://ta.vagam.dieukhien.net/Nghia_Auto/Hinhanh/s4.JPG
" \* MERGEFORMATINET
Hình 3.28: Sơ đồ hệ thống khởi động điện trên ôtô hộp số tự động.
+ Có một dòng thường trực đến máy khởi động tại chân 30.
+ Khi xoay công tắc đến vị trí START, nếu tài xế quên không trả số về N hoặc P thì không có dòng xuống máy khởi động.Nếu hệ thống chống trộm được bật thì cũng không có dòng xuống máy khởi động.
+ Khi hệ thống chống trộm không làm việc,và vị trí số đang ở N hoặc P thì khi công tăc ở vị trí START sẽ có dòng đi từ bình -> cầu chì -> IGSW -> công tắc số N/P -> chân 50 -> mass.
3/ Nguyên lí làm việc
a/ Công tắc đánh lửa ở vị trí khởi động (“ ST “)
Hình 3.29: Sơ đồ nguyên lí hoạt động của máy khởi động khi công tắc đánh lửa ở vị trí khởi động.
Dòng chuyển động:
+ Cường độ dòng điện dòng từ ắc quy qua cực 50 tới cuộn giữ và cuộn hút .Tiếp theo từ cuộn hút , dòng điện dòng qua cực C tới cuộn dây kích từ và cuộn dây phần ứng.
+ Sụt áp qua cuộn hút ngăn chặn dòng điện tới motor , giữ ở tốc độ chậm.
+ Lõi hút solenoid kéo khớp dẫn động tới khớp bánh răng chủ động với vành răng bánh đà.
Bánh răng xoắn và tốc độ khởi động chậm của motor giúp cho việc gài răng được êm dịu.
b/ Bánh răng và vành răng bánh đà được ăn khớp
Hình 3.30: Sơ đồ nguyên lí hoạt động của máy khởi động khi bánh răng và vành bánh đà ăn khớp.
Dòng chuyển động:
+ Khi bánh răng đã được ăn khớp , bản tiếp xúc trên lõi hút trên bộ chuyển mạch chính đóng , nối giữa cực 30 và cực C .
+ Cường độ dòng điện lớn tới motor và nó quay với momen xoắn lớn hơn ( năng lượng khởi động ).
Cường độ dòng điện không lưu động lâu trên cuộn hút . Lõi hút được giữ ở một vị trí bằng lực từ của cuộn giữ.
c/ Công tắc đánh lửa ở vị trí mở “ON”:
Hình 3.31: Sơ đồ nguyên lí hoạt động của máy khởi động khi công tắc đánh lửa ở vị trí “ON”.
Dòng chuyển động:
+ Dòng điện không lưu động lâu ở cực “50” , nhưng phần dư bộ chuyển mạch chính đóng cấp dòng điện dòng từ cực “ C ” qua cuộn hút tới cuộn giữ.
+ Từ trường trong hai cuộn dây bị cắt và cần đẩy ( lõi hút ) được kéo trở lại bằng lò xo hồi vị.
+ Cắt dòng điện cao tới motor và bánh răng chủ động được nhả ra từ vành răng bánh đà.
+ Một lò xo hãm phần ứng.