Giáo trình Sửa chữa hệ thống điện điều khiển động cơ bằng mô tơ ga (Nghề Sửa chữa điện máy công trình – Trình độ trung cấp) – CĐ GTVT Trung ương I

Mô-đun Sửa chữa hệ thống điện điều khiển động cơ bằng mô tơ ga là một trong những mô đun chuyên sâu nghề trong chương trình đào tạo, bồi dưỡng cho học viên nghề, nghề sửa chữa điện máy công trình. Đây là một mô đun quan trọng trong chương trình bồi dưỡng kỹ năng nghề, mô đun này giúp cho người học nâng cao được kỹ năng nghề nghiệp, đối tượng người học là Học sinh - Sinh viên các trường nghề và thợ sửa chữa Điện máy công trình. Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm nội dung chi tiết.

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRUONG CAO BANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG UONG |

GIAO TRINH

SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐIỆN đIỀU

KHIEN DONG CO BANG M0 TO GA

NGHỀ: SỬA CHỮA ĐIỆN MÁY CÔNG TRÌNH

Ban hành theo Quyết định số 1955/QĐ-CĐÐGTVTTWI-ĐT ngày 21/12/2017

của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng GTVT Trung ương I

Hà Nội, 2017

LỜI NÓI ĐẦU

Mô-đun Sửa chữa hệ thống điện điều khiển động cơ bằng mô tơ ga là một

trong những mô đun chuyên sâu nghề trong chương trình đảo tạo, bồi dưỡng cho học viên nghề, nghề sửa chữa điện máy công trình;

Đây là một mô đun quan trọng trong chương trình bồi đưỡng kỹ năng nghề, mô

đun này giúp cho người học nâng cao được kỹ năng nghề nghiệp, đối tượng người học là Học sinh - Sinh viên các trường nghề và thợ sửa chữa Điện máy công trình,

Mô đun bao gồm kiến thức về cả lý thuyết và kỹ năng nghề;

Nội dung mô đun cập nhật những kiến thức mới, hiện đại phần nào đáp ứng

được các kỹ năng sửa chữa hệ thống điện điều khiển trên các máy xây dựng ngày

Trong quá trình biên soạn mặc dù đã có nhiều cố gắng, song không thể tránh khỏi những thiếu sót, hạn chế, chúng tôi rất mong được sự góp ý, bồ sung của độc giả

để nội dung tài liệu được hoàn thiện hơn

Chúng tôi chân thành cảm ơn

MỤC LỤC

bang mô tơ ga

7 | Bài 5: Kiểm tra hệ thống dây dẫn 35

Bài 1: Khái quát chung của hệ thống điện điều khiển động cơ bằng mô

tơ ga

1 Mục tiêu của bài:

Sau khi học xong bài này học sinh có khả năng:

- Trình bày được cấu tạo chung của hệ thống

- Giải thích được nguyên lý làm việc của hệ thống điện điều khiển động cơ bằng mô

to ga

2 Nội dung bài:

2.1 Sơ đồ khối của hệ thống

Paver soureel Starting

Fuel control switch

Mô tơ ga;

Núm xoay nhiên liệu;

ECU;

Bơm cao áp

2.2 Cầu tạo của hệ thống

2.1.1 Hệ thống khởi động

Sơ đồ cấu tạo hệ thống khởi động:

Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống khởi động amý xúc PC 200-6

Nguyên lý hoạt động của mạch:

+ Khi khóa điện ở vị trí OFF:

- Dòng điện đi từ + AQ —› B Rơ le —› B khóa điện

+ Khi vặn khóa điện về vị trí ON:

- Dòng điện đi từ + AQ —› B Rơ le — B khóa điện —> BR khóa —> BR rơ le

AQ — rơ le đóng —> M rơ le AQ —> B MKĐ và B rơ le an toàn

+ Khi vặn khóa về nác đề STAR đề khởi động:

- Dòng điện đi từ B — C khóa —> S Rơ le an toàn làm rơ le đóng lại, dòng điện

đi từ B —>C rơ le an toàn —> C rơ le máy khởi động làm rơ le MKĐ đóng lại nối

mạch điện từ B MKĐ —> Cuộn day Stato MKD lam cho MKD quay kéo banh đà

động cơ quay đề nỗ máy

+ Khi máy phát phát ra điện áp lớn:

- Khi động cơ đã khởi động xong số vòng quay đã đủ lớn làm máy phát, phát ra dòng điện đủ lớn cấp tới cực R của rơ le an toàn từ chân R của máy phát làm rơ rơ le

an toàn mở mạch không nối điện áp từ cực B xuống cực C của máy khởi động vì vậy

4

trong trường hợp cô ý hay vô tình bật khóa khởi động về vị trí ‘start’ thi máy khởi động không khởi động được nữa

2.2.2 Máy khởi động

Cau tạo máy khởi động

Máy khởi động về cơ bản là một máy phát điện một chiều, tức là nó cũng có các

cuộn dây quấn phần ứng, cổ gop, chéi than Ngoài ra còn có thêm cơ cấu điều khiển

và khớp nối (bộ tiếp hợp)

Hình 1.3 Cấu tạo máy khởi động

1 Cuộn giữ 2 Cuộn hút 3.Ldx0 4 Cần kéo 5 Lò xo khớp truyền động 6.Vòngbi § Bánh răng khởi động ăn khớp với bánh đà 9 Đầu trục

10 Vong ham 11 Bánh răng truyền động 12 Khớp nối dẫn động

13 Đầu bắtdây 14.Tiếpđiểmfĩnh 15.Lò xo hồi tiếp 16 Tiếp điểm tĩnh

17 Vỏ rơle 18.Nắp sau 19 Giá đỡ chổi than 20 Chỗi than

* Nguyên lý hoạt động

Hình 1.4 Sơ đồ nhuyên lý hoạt động của máy khởi động

- Khi bật khóa điện đến vị trí Start, dòng điện từ ắc quy tới cực C của máy khởi

động vào cuộn giữ, cuộn hút, tạo ra lực điện từ trong các cuộn hút và cuộn gữ làm từ hóa các lõi cực và do vậy lõi thép của công tắc từ bị kéo vào lõi cực của nam châm

điện Nhờ sự kéo này mà bánh răng khởi động bị đây ra ăn khớp với bánh răng bánh

đà đồng thời tiếp điểm đóng nối cực B với cực M của máy khởi động qua chổi than dương —>qua stato —> qua rô to — qua chổi than âm về mát làm máy khởi động quay (do một đầu của lõi thép được nói với tiếp điểm đồng xu, một đầu nói với cần gạt bánh răng)

- Khi nhả khóa điện, thời điểm này lực điện từ được tạo ra bởi cuộn hút, cuộn giữ bị triệt tiêu lẫn nhau nên không giữ được lõi thép Do vậy lõi thép bị kéo trở lại

nhờ lò xo hồi vị của công tắc từ và công tắc từ bị ngắt làm cho máy khởi động dừng lại

2.2.3 Khóa điện

* Cấu tao:

Hình 1.5 Cấu tạo khóa điện

Cấu tạo chính gồm có các tắm tiếp điểm và các cực đấu dây Cực giữa là cực

trung tâm, cực này có thể xoay và trượt cùng với tắm tiếp điểm

Bên trên các tắm tiếp điểm có một trống xoay, trống này được gắn với cực trung tâm Bên trong trồng xoay có bi và lò xo trượt, xỉ lanh khoá được bắt có định vào

trồng xoay nhờ vào lò xo chính, bên ngoài là vỏ khoá Phía sau của khoá có tới 6 cực,

các cực được nối với nhiều thiết bị điện trên máy:

- Cực B là cực trung tâm, cực này được nối trực tiếp với cực (+) ắc quy

- Cực BR được nối với cực BR của rơ le ắc quy

Cực ACC là cực dự trữ

- Cực C được nối với cực C máy khởi động hoặc cực S của rơ le an toàn

- Cực R¿ được nối với cuộn dây của rơ le sấy

- Cực R; là cực dự trữ của mạch say nong khi nap, néu str dụng cực này thay cho cực 8; thì sẽ thực hiện chức năng vừa khởi động vừa say

* Nguyên lý làm việc chung của khóa điện

Khi cho chìa khoá đúng loại vào ồ khoá và vặn thì trống xoay có sẽ quay cùng cực trung tâm, do đó cực B sẽ tiếp xúc với các cực khác (/»/ 5.5).Từ trái qua phải

khoá điện có 4 vị trí là: HEAT (sấy), OFF (tắt), ON (mở) và START (khởi động)

- Nếu khoá để ở vi tri OFF thì cực B không tiếp xúc với cực nào

- Nếu bật sang vị trí ON thì cực B của khoá điện sẽ được tiếp xúc với cực BR và cực

AC

- Nếu bật sang vị trí START thì cực B sẽ được tiếp xúc với BR, ACC, C và Ra

- Nếu bật sang vị trí HEAT thì cực B sẽ tiếp xúc với cực BR, ACC và R;

Tại các vị trí START và HEAT, khi vặn nếu thả tay ra, dưới tác dụng của lò xo lực đàn hồi sẽ vặn chìa khoá ngược trở lại vị trí ban đầu, còn ở các vị trí khác thì chìa

khóa sẽ được giữ nguyên

Rơle ắc quy có nhiệm vụ đóng mach dé cung cấp điện từ ắc quy đến các thiết

bị tiêu thụ điện trên toàn máy, nó giống như một công tắc để kết nối mạch điện khi

Hình 1.8 Rơ le ắc quy cắt dương

Cau tao cia ro le gồm có 4 cực nồi với các thiết bị điện trên máy, bên trong có

một cuộn dây cuốn trên một lõi thép từ phía đầu lõi thép có một tiếp điểm đồng xu bằng đồng, một đi ốt để bảo vệ cuộn dây cua ro le

- Cực B nối với dương ắc quy

- Cực M nói với cầu chì, máy phát, máy khởi động

8

- Cực Br nôi với cực Br khóa điện

Ta lấy rơ le ắc quy cắt (-) làm ví dụ:

Khi công tắc khởi động ở vị trí ON sẽ có một đòng điện từ ắc quy qua khoá và

đi tới cuộn dây của rơle ắc quy và về mát Lúc này lõi thép bị từ hoá và hút cho đồng

xu đóng vào 2 tiếp điểm nối mạch từ cực (-) ắc quy vào vỏ máy

Gồm có một bộ phận điện tử trong đó Q¡ và Q; lần lượt là các Transtor điều

khiển và đóng mạch cho Rơle hoạt động

- Dạ là điết bảo vệ cho Q;

- Rị, R¿ là các điện trở phân áp

- R; là điện trở hạn chế dong

-€ và C¡ là các tụ điện hồi tiếp đảm bảo cho Q¡ đóng cắt tích cực và dứt khoát

- D¿ là điết ngăn dòng điện bảo vệ cho Q;

- D, là điốt rơle có nhiệm vụ điều chỉnh Q¡

- Các cực của Rơle gồm có: Cực E là cực đấu xuống mát, cực R là cực đấu với R

của máy phát, cực S đấu với khoá khởi động (+) ắc quy (trong 1 số trường hợp đấu

cực S của máy phát cực B đấu với (+) ắc quy, cực C đấu với cực C của Role may

khởi động

* Nguyên lý làm việc:

Khi động cơ khởi động lúc này máy phát chưa phát ra điện vì vậy cực R của Role an toàn cũng không có điện Do đó không có dòng Ip; của Transtor Q¡ nên Q¡ ở trạng thái ngắt Lúc này ở Q; có sự chênh lệch điện áp ở 3 cực thoả mãn với điều kiện

mở và dong Ip của Q; đi như sau: Từ cực S đi qua R; , qua tiếp giáp BE và về mát Lúc này sẽ có dong I, đi như sau: từ cực S đi qua cuộn đây L, qua tiếp giáp CE và về mát Lúc này tiếp điểm BC được nối với nhau vì lực từ của Rơle hút tiếp điểm Điện

áp từ (+) ắc quy sẽ đến Rơle của máy khởi động và làm cho máy khởi động làm việc

10

Khi động cơ đã khởi động xong số vòng quay đã đủ lớn làm cho máy phát phát

ra dòng điện đủ lớn đề đánh thủng điốt Dz làm xuất hiện dòng I; ở Q¡, do đó sẽ có

dong Ic cia Q; nối thông cực B và E của Q; xuống mát Do đó Q2 ở trạng thái ngắt

Trong những trường hợp do vô tình hay có ý bật khoá khởi động về vi tri “Start” thì Rơle an toàn không nối điện áp từ cực B xuống cực C vì vậy máy không có điện

áp vào Rơle con chuột do đó không thể làm việc Vì vậy máy khởi động sẽ được bảo

đảm an toàn trong trường hợp động cơ đang làm việc

3.3.6 Nưm xoay nhiên liệu

SAP03521

Hình 1.13 Đồ thị biểu diễn quá trình làm việc của núm xoay nhiên liệu

Phân đánh dấu trong gạch chéo trong đồ thị trên chính là khu vực phát hiện tình

trạng không bình thường và tốc độ của động cơ được đặt ở chế độ chạy không tải

Hình 1.14 Cấu tạo của mô tơ ga

1 Bộ chiết áp phản hồi 2.Nắp đậy — 3 Trục 4 Vòng bịt chắn bụi

* Chức năng -

12

- M6 to quay va cần điều khiển của bộ điều tốc bơm cao áp được điều khiển bằng tín

hiệu từ hộp ECU

- Một mô tơ bước được dùng làm mô tơ cung cấp công suất truyền động khi làm việc

- Một bộ chiết áp đưa tín hiệu phản hồi cho phép kiểm soát được hoạt động của mô tơ

- Mô tơ truyền chuyền động quay đến bộ chiết áp thông qua một bánh răng

* Nguyên lÿ hoạt động :

Khi nhận được dong tín hiệu điện áp dưới dạng xung từ hộp ECU cấp cho 2 pha

A và B làm mô tơ quay thông qua trục mô tơ truyền chuyền động cho cần dẫn làm xoay cần điều khiển của bộ điều tốc bơm cao áp tới một góc quay tương ứng, đồng thời truyền chuyên động quay đến bộ chiết áp phản hồi thông qua một bánh răng, căn

cứ vào giá trị điện áp phản hồi và giá trị điện áp của núm xoay nhiên liệu ECU điều khiển mô tơ ga dừng lại đúng vị trí mà giá trị điện áp của chúng bằng nhau Cả 2 pha

A và B của mô tơ có giá trị điện áp đều nhau và liên tục tạo ra một mô men giữ cho

mô tơ

2.2.8 Bom cao áp

Hình 1.15 Vị trí của Bơm cao áp lắp trên máy xúc PC 200-6

*Cầu tạo của sơ đồ :

1 Ông dẫn dầu 2 Bơm chuyền tiếp nhiên liệu 3.Bơmmôi 4 Bơm cao áp

5 Lọc nhiên liệ 6 Ong cao ap sé 1 7.Ong cao 4p s62 8 Ong cao ap sé

13

9.Ông cao áp số4 10.Óngcaoápsó5 II.Óngcaoápsố6 12.Ónghồi 13 Vanxảáp 14 Vòi phun 15 Bộ điều tốc 16 Ông hồi từ vòi phun

17 Ong dan dầu từ bơm chuyên tiếp lên bơm cao áp 18 Nắp bịt chốt đạt bơm Trên máy xúc PC 200-6 lắp loại bơm cao áp gãy gồm gồm 6 phân bơm, có

nhiệm vụ sau :

- Bơm cao áp (kết hợp với bộ điều tốc) dùng để cung cấp một lượng nhiên liệu chính xác vào thời điểm chính xác cho mỗi xi lanh động cơ áp suất nhiên liệu sinh ra

của bơm cao áp thay đổi phụ thuộc vào kiều buồng cháy

- Đối với buồng cháy thống nhất, áp suất này vào khoảng 200-300 Kg/cm” và với buồng cháy phụ trợ là 80-150 kG/cmỶ

* Cấu tao bơm cáo áp

Hình 1.17 Cấu tạo của một phân bơm cáo áp

1 Nắp cụm van triệt hồi 2 Buồng áp suất bơm 3 Van triệt hồi

§ Ông kẹp vòng răng — 9 Lò xo hhồi vị piston bơm 10 Ê cu điều chỉnh 11.Condéi 12.Trụccam 13.Xilanh 14.Vỏbơm 15 Để van triệt hồi

* Nguyên lý hoạt động của hệ thống :

1 Thùng nhiên liệu 2 Đường dầu cấp 3 Bơm mồi

4 Bơm chuyền tiếp 5 Bầu lọc 6 Đường dầu từ bơm hồi về thùng

7 Bộ điềutốc — 8 vòi phun

Khi động cơ làm việc bơm chuyền tiếp nhiên liệu hoạt động sẽ hút nhiên liệu từ thing qua bầu lọc, lọc các cặn bản và tách bỏ nước ra khỏi nhiên liệu, nhiên liệu đã lọc sạch được cấp vào đường hút của bơm cao áp,từ bơm cao áp nhiên liệu được nén

với áp xuất cao qua ông dẫn cao áp tới vòi phun, phun nhiên liệu tơi sương vào buồng đốt của động cơ Nhiên liệu thừa từ vòi phun theo ống dẫn về lại thùng Từ bơm cao

áp cũng có đường dẫn nhiên liệu trở lại bơm áp lực thấp khi cung cấp tới bơm cao áp quá nhiêu

2.3 Nguyên lý làm việc của hệ thống

+ Khi bắt đầu khởi động động cơ:

Nếu khóa điện bật sang vị trí ON, ECU sẽ kiểm tra hành trình của mô tơ ga, căn cứ

vào cảm biến phản hồi trên mô tơ ga nó sẽ điều khiển sao cho thanh răng bơm cao áp

sẵn sàng ở vị trí khởi động Nếu bật khóa điện sang nắc khởi động, động cơ sẽ dễ dàng khởi động

+ Điều khiển tăng giảm tốc độ động cơ

Nếu vặn núm xoay nhiên liệu theo chiều kim đồng hồ từ Min tới Max điện áp từ cảm biến núm xoay niên liệu sẽ biến thiên giảm dần Căn cứ vào giá trị điện áp của cảm biến ECU sẽ điều khiển mô tơ ga bằng điên áp xung sao cho thanh răng được đặt

đúng ở vị trí mà núm xoay nhiên liệu đã chọn Hành trình của mô tơ ga được kiểm

soát bằng tín hiệu phản hồi (P) được gắn ngay trên mô tơ ga Căn cứ vào giá trị điện

áp của tín hiệu phản hồi ECU sẽ điều khiển mô tơ ga đừng lại đúng vị trí mà điện áp điều khiển của núm xoay và điện áp phản hồi bằng nhau

Nếu vặn núm xoay nhiên liệu ngược chiều kim đồng hồ từ Max tới Min thì quá

trình điều khiển diễ ra ngược lại

+ Điều khiển dừng động cơ

Nếu bật khóa điện sang vị trí OFF thi ECU can cir va giá trị điện áp mắt đi từ cực

Br của ổ khóa ECU sẽ điều khiển mô tơ ga quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ

kéo thanh răng bơm cao áp đến đúng vị trí tắt máy căn cứ vào tín hiệu điện áp phản

16

hồi trên mô tơ ga Sau đó ECU tiếp tục điều khiển mô tơ ga quay đến vị trị đề lần sau sẵn sảng khởi động

+ Khi tắt khóa điện hệ thống điện không mất ngay là nhờ điện áp duy trì từ ECU cấp cho rơ le ắc quy Khi mô tơ ga kéo thanh răng tới vị trí sẵn sàng khởi động thì điện áp

duy trì sẽ mất đi và toàn bộ hệ thống sẽ được ngắt điện

* Một số mạch điều khiển động cơ trên các máy xây dựng thông dụng

+ Mạch điều khiển động cơ trên may Kobelco SK120-2

evo SBE si ers=e [SE :

[amt are CCX VI xe sec

————— mm commen 2 a-e |ER WSOEAYOSĐ pas

SO ego COLOR CODING STANDARD

MECHATROMC ADJUSTMENT 1P DI nase OARS | ima» |3- a COMMAND ANO ORIVE cacur POWER SUPPLY CIRCUIT: =~

LAMP, SOLENOID, MOTOR HORN, HEATER AND BUZZER

" : SIGNAL CIRCUIT (SENSOR ANO SWITCH)

base NNN otal co tÌïn 0GDÏ c2 càng toi

2 "¬ [ARROW ĐIRECHION STANDARD : Xem CS gore POWER SUPPLY —> EARTH

GẤP l QQ Quy SIGNAL (SWITCH) UPSTREAM ——® SIGNAL DOWNSTREAM

+ Mach diéu khién động cơ trên Solar SI40W-V

17

[CM-15_ 0sg, CN(-15_ 058

PRESSURE SENSOR(A)| (TRO PUWP) ® &

(2547-9045 ) §

a SENSOR(B) 3 tấn se) ) R

ons 0A TEVP SENSOR

TPS(E/G THROTTLE LEVER) (2552-9005 )

+ Mạch điều khiển động cơ trên Komatsu PC120-5

18

Starting motor Alternator Fusible link

MII(L2)

2 '

Bài 2: Bảo dưỡng và sửa chữa mô tơ ga

1 Mục tiêu của bài:

Sau khi học xong bài này học sinh có khả năng:

- Trình bày được nhiệm vụ, yêu cầu và cấu tạo của mô tơ ga;

- Giải thích được nguyên tắc làm việc của mô tơ ga;

- Tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng các bộ phận của mô tơ ga

2 Nội dung bài:

2.1 Yêu cầu, nhiệm vụ và phân loại mô tơ ga

- Loại dòng điện được phân thành 2 kiểu: Kiều DEC( Tg 147 ) mô tơ này điều

khiển rất chính xác; kiểu AC (chịu tải rất lớn)

- Loại áp suất dầu dòng điện gồm có 3 kiểu:

+ Kiéu van ON — OFF

+ Kiểu van so sánh (loại máy này dùng mô tơ đơn giản)

+ Kiểu van trợ động (Điều khiển chính xác chịu tải trọng cao)

- Mô tơ điều khiển dòng điện

a Mô tơ AC (xoay chiều)

- M6 to AC chỉ được sử dụng rất Ít trong các máy xây dựng nếu coi mô tơ AC dùng

để điều khiển loại có công suất nhỏ thì không thích hợp bằng các phụ tải lớn Các loại

mô tơ này được dùng thay thế cho động cơ mà ở đó môi trương không thích ứng với

khí xả động cơ, ở nơi có nguồn điện lực dồi dào

b.Động cơ DEC

21

Do điều khiển chính xác và được coi là một thiết bị điều chỉnh tốc độ động cơ,

nên động cơ DEC được sử dụng rất nhiều trong các máy xây dựng hiện đại

2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc

* Cầu tạo mô tơ ga

Hình 2.1 Cấu tạo của mô tơ ga

1 Bộ chiết áp phản hồi 2 Nắp đậy 3 Trục 4 Vòng bịt chắn bụi

* Nguyên lý làm việc

Khi nhận được dòng tín hiệu điện áp dưới dạng xung từ hộp ECU cấp cho 2 pha

A và B làm mô tơ quay thông qua trục mô tơ truyền chuyền động cho cần dẫn làm xoay cần điều khiển của bộ điều tốc bơm cao áp tới một góc quay tương ứng, đồng

thời truyền chuyển động quay đến bộ chiết áp phản hồi thông qua một bánh răng, căn

cứ vào giá trị điện áp phản hồi và giá trị điện áp của núm xoay nhiên liệu ECU điều khiển mô tơ ga dừng lại đúng vị trí mà giá trị điện áp của chúng bằng nhau Cả 2 pha

A và B của mô tơ có giá trị điện áp đều nhau và liên tục tạo ra một mô men giữ cho

mô tơ

2.3 Phương pháp kiểm tra bảo dưỡng, sửa chữa bộ của mô tơ ga

Khi mô tơ ga điều khiển động cơ hoạt động không bình thường hoặc không hoạt

động thì ta kiểm ta theo trình tự bảng sau

22