NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN XE TOYOTA VIOS 2010

Động cơ ô tô được trang bị thêm nhiều hệ thống giúp công suất lớn hơn, mô men xoắn cao hơn tuy nhiên nó lại không thể tự khởi động được mà phải cần một hệ thống khởi động với một mô men

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

ĐỒ TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT Ô TÔ

TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN XE

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Mạnh Mã SV: 2018606770 Lớp: 2018DHKTOT07 Ngành: CNKT Ô Tô Khóa:13

Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống khởi động trên xe Toyota Vios 2010

Mục tiêu đề tài:

Thông qua đề tài giúp sinh viên nắm được cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống khởi động, phương pháp kiểm tra sửa chữa hệ thống khởi động trên xe Toyota Vios 2010

Kết quả dự kiến

1 Phần thuyết minh:

- Tổng quan về hệ thống khởi động trên ô tô

- Sơ đồ nguyên lý, nguyên lý làm việc của hệ thống khởi động trên ô tô

- Đặc điểm kết cấu hệ thống khởi động trên xe Toyota Vios 2010

- Những hư hỏng, nguyên nhân, biện pháp kiểm tra, sửa chữa hệ thống

khởi động trên ô tô

2 Bản vẽ: (3 bản vẽ A0)

- 01 bản vẽ: Tổng quan hệ thống khởi động trên xe Toyota Vios 2010

- 01 bản vẽ: Kết cấu hệ thống khởi động xe Toyota Vios 2010

- 01 bản vẽ: Quy trình tháo lắp máy khởi động xe Toyota Vios 2010

Thời gian thực hiện: từ: 21/03/2022 đến /2022

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

ThS Ngô Quang Tạo

TRƯỞNG KHOA

TS Nguyễn Anh Ngọc

LỜI NÓI ĐẦU

Xã hội đã có nhiều thay đổi kể từ lúc nó được hình thành, và càng ngày

xã hội lại càng hoàn thiện hơn và tốt đẹp hơn Trong nền công nghiêp ô tô cũng

vậy, kể từ lúc chiếc ô tô đầu tiên ra đời vào đầu thế kỷ 19 đến nay nó đã có

nhiều thay đổi và tất nhiên là thay đổi có kế thừa và phát triển Nước ta đang

trên đà phát triển, đặc biệt là nghành công ngiệp, trong đó có nghành công

nghiệp ô tô cũng rất được chú trọng và phát triển Do đó vấn đề đặt ra ở đây

cho một người kỹ sư là phải nắm rõ được kết cấu của các cụm, hệ thống trên

các loại xe hiện đại để từ đó khai thác và sử dụng xe một cách có hiệu quả cao

nhất về công dụng, an toàn, kinh tế trong điều kiện ở Việt Nam

Trong một chiếc ô tô thì động cơ được coi như trái tim, nhưng trái tim

này không thể tự mình khởi động được mà cần phải có một hệ thống giúp nó

chạy trong những vòng tua máy đầu tiên đó chính là hệ thống khởi động động

cơ Với sự phát triển của công nghệ động cơ ô tô cũng ngày càng được nâng

cấp đòi hỏi việc khởi động nó phức tạp hơn, cần nhiều mô men hơn, độ tin cậy

lớn hơn Từ đó hệ thống khởi động cũng được nâng cấp để phù hợp với những

yêu cầu này Kéo theo việc học tập nghiên cứu hệ thống này là vô cùng cần

thiết với một kĩ sư, kĩ thuật viên

Chính vì vậy em đã chọn đề tài: “ Nghiên cứu hệ thống khởi động trên

xe Toyota Vios 2010” làm đề tài tốt nghiệp của mình Mặc dù đã rất cố gắng

nhưng không tránh khỏi những thiếu sót về nội dung và hình thức Em rất mong

nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy trong khoa để đề tài của em được

hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày 30, tháng 05, năm 2022

Sinh viên Nguyễn Văn Mạnh

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỤC LỤC 2

Danh mục các chữ viết tắt 5

Danh mục hình ảnh 6

Danh mục bảng biểu 10

MỞ ĐẦU 11

1.1 Lí do chọn đề tài 11

1.2 Mục đích đề tài 11

1.3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu đề tài 12

1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 12

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG Ô TÔ 13

1.1 Lịch sử hình thành và phát triển hệ thống khởi động trên ô tô 13

1.2 Nhiệm vụ 14

1.3 Yêu cầu 15

1.4 Phân loại hệ thống khởi động 15

1.4.1 Hệ thống khởi động bằng tay 15

1.4.2 Hệ thống khởi động bằng động cơ phụ 16

1.4.3 Hệ thống khởi động bằng khí nén 16

1.4.4 Hệ thống khởi động bằng động cơ điện 17

1.5 Các biện pháp cải thiện đặc tính làm việc của hệ thống khởi động trên ô tô 21

1.5.1 Dùng bi-gi có hệ thống sấy (sử dụng trên động cơ diesel ) 21

1.5.2 Phương pháp đổi nối tiếp điện áp trong quá trình khởi động 22

1.6 Sơ đồ bố trí chung hệ thống khởi động trên ô tô 22

1.7 Kết luận chương 1 23

CHƯƠNG 2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ, NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN Ô TÔ 24

2.1 Sơ đồ nguyên lí và nguyên lí làm việc của hệ thống khởi động trên ô tô 24

2.1.1 Theo kiểu hộp số 24

2.1.2 Theo cách điều khiển 25

2.2 Nguyên lí hoạt động của máy khởi động 28

2.2.1 Nguyên lí tạo ra momen 28

2.2.2 Hoạt động trong thực tế 30

2.3 Đặc điểm cấu tạo và nguyên lí làm việc của máy khởi động 32

2.3.1 Máy khởi động giảm tốc loại bánh răng ăn khớp ngoài 32

2.3.2 Máy khởi động loại thường ( loại đồng trục) 42

2.3.3 Máy khởi động loại bánh răng hành tinh 47

2.3.4 Máy khởi động loại bánh răng hành tinh và roto kiểu thanh dẫn (PS) 50

2.4 Kết luận chương 2 52

CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN XE TOYOTA VIOS 2010 53

3.1 Thông số cơ bản của xe Toyota Vios 2010 53

3.2 Tổng quan hệ thống khởi động trên xe Toyota Vios 2010 54

3.2.1 Ăc quy 56

3.2.2 Cầu chì 57

3.2.3 Khóa điện 58

3.2.4 Công tắc bàn đạp li hợp 59

3.2.5 Diode một chiều 59

3.2.6 ECM – Hộp điều khiển động cơ 59

3.2.7 Rơ le khởi động 63

3.2.8 Máy khởi động 64

3.3 Đặc điểm kết cấu và nguyên lí hoạt động của máy khởi động trên xe Toyota Vios 2010 64

3.3.1 Đặc điểm kết cấu của máy khởi động trên xe Toyota Vios 2010 64

3.3.2 Nguyên lí hoạt động của máy khởi động 65

3.4 Nguyên lí hoạt động của hệ thống khởi động trên xe Toyota Vios 2010 72

3.5 Kết luận chương 3 75

CHƯƠNG 4 NHỮNG HƯ HỎNG, NGUYÊN NHÂN, BIỆN PHÁP KIỂM TRA, SỬA CHỮA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN Ô TÔ 76

4.1 Những hư hỏng, nguyên nhân và cách khắc phục hệ thống khởi động 76

4.2 Những hư hỏng, nguyên nhân, biện pháp khắc phục máy khởi động 78 4.3 Tháo, kiểm tra máy khởi động 80

4.3.1 Kiểm tra máy khởi động trên xe 80

4.3.2 Phương pháp tháo máy khởi động 82

4.3.3 Phương pháp kiểm tra máy khởi động 82

4.4 Tháo rời các chi tiết, kiểm tra và lắp máy khởi động 85

4.4.1 Phương pháp tháo các chi tiết 85

4.4.2 Phương pháp kiểm tra các chi tiết 87

4.4.3 Phương pháp lắp các chi tiết máy khởi động 90

4.5 Lắp máy khởi động lên xe 93

4.6 Kết luận chương 4 94

KẾT LUẬN 95

TÀI LIỆU THAM KHẢO 96

Danh mục các chữ viết tắt

ECM Hộp điều khiển động cơ

ECU Bộ điều khiển điện tử

STSW Tín hiệu vân hành rơ le máy khởi động ( Start Switch

Signal) STA Tín hiệu máy khởi động (Starter Relay Signal)

STAR Tín hiệu điều khiển relay máy khởi động (Starter Control

Signal) ACCR Relay các thiết bị phụ tải (Accessory Relay)

Danh mục hình ảnh

Hình 1.1: Hình ảnh chiếc ô tô khởi động bằng điện đầu tiên trên thế giới 13

Hình 1.2: Động cơ khởi động bằng tay 16

Hình 1.3: Động cơ khởi động bằng động cơ phụ 16

Hình 1.4: Động cơ khởi động bằng khí nén 17

Hình 1.5: Động cơ khởi động bằng động cơ điện 17

Hình 1.6: Các kiểu đấu dây của máy khởi động 18

Hình 1.7: Cơ cấu giảm tốc loại bánh răng ăn khớp ngoài 20

Hình 1.8: Cơ cấu giảm tốc loại bánh răng hành tinh 20

Hình 1.9: Cơ cấu giảm tốc loại bánh răng hành tinh và roto kiểu thanh dẫn 21 Hình 1.10: Sơ đồ bố trí chung hệ thống khởi động trên ô tô 23

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lí hệ thống khởi động trên ôtô hộp số sàn 24

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lí hệ thống khởi động trên ôtô hộp số tự động 25

Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống khởi động điều khiển bằng rơ le 25

Hình 2.4: Sơ đồ hệ thống khởi động sử dụng ECU điều khiển 26

Hình 2.5: Sơ đồ hệ thống khởi động sử dụng ECU có chức năng giữ đề 27

Hình 2.6: Lực sinh ra giữa các nam châm và khung dây trong từ trường 29

Hình 2.7: Đường sức của khung dây và nam châm 29

Hình 2.8: Lực từ sinh ra trên khung dây 30

Hình 2.9: Cấu tạo thực tế của động cơ máy khởi động 30

Hình 2.10: Dây quấn trong rotor 31

Hình 2.11: Dòng điện trong roto 31

Hình 2.12: Các kiểu đấu dây motor điện 32

Hình 2.13: Máy khởi động giảm tốc loại bánh răng ăn khớp ngoài 32

Hình 2.14: Công tắc từ 33

Hình 2.15: Phần ứng và ổ bi cầu 33

Hình 2.16: Vỏ máy khởi động 34

Hình 2.17: Chổi than và giá đỡ chổi than 34

Hình 2.18: Bộ truyền giảm tốc 35

Hình 2.19: Li hợp khởi động 35

Hình 2.20: Bánh răng khởi động chủ động và then xoắn 36

Hình 2.21: Trạng thái hút vào 37

Hình 2.22: Trạng thái giữ 38

Hình 2.23: Trạng thái hồi về 38

Hình 2.24: Cấu tạo li hợp máy khơi động 39

Hình 2.25: Hoạt động của ly hợp khởi động (Khi khởi động) 39

Hình 2.26: Hoạt động của ly hợp khởi động (Sau khi khởi động) 40

Hình 2.27: Cơ cấu ăn khớp 41

Hình 2.28: Cơ cấu nhả khớp 41

Hình 2.29: Máy khởi động loại thường 42

Hình 2.30: Cấu tạo li hợp một chiều 43

Hình 2.31: Sơ đồ nguyên lí hoạt động của máy khởi động khi khóa điện ở vị trí START 44

Hình 2.32: Sơ đồ nguyên lí hoạt động của máy khởi động khi bánh răng khởi động ăn khớp với vành răng bánh đà 45

Hình 2.33: Sơ đồ nguyên lí hoạt động của máy khởi động khi khóa điện về vị trí ON 46

Hình 2.34: Cơ cấu phanh của MKĐ loại thường 47

Hình 2.35: Máy khởi động loại bánh răng hành tinh 48

Hình 2.36: Cơ cấu giảm tốc bánh răng hành tinh 49

Hình 2.37: Cơ cấu hấp thụ mô men của bộ bánh răng hành tinh 50

Hình 2.38: Cuộn cảm MKĐ loại bánh răng hành tinh - roto thanh dẫn 50

Hình 2.39: Phần ứng MKĐ loại PS 51

Hình 3.1: Toyota Vios 2010 53

Hình 3.2: Sơ đồ tổng quan hệ thống khởi động trên xe Toyota Vios 2010 55

Hình 3.3: Ăc quy khởi động 57

Hình 3.4: Vị trí cầu chì trên hộp cầu chì 57

Hình 3.5: Khóa điện 58

Hình 3.6: Công tắc bàn đạp li hợp 59

Hình 3.7: ECM – Hộp điều khiển động cơ 60

Hình 3.8: Sơ đồ hoạt động của các chân ECM trong mạch khởi động 62

Hình 3.9: Rơ le khởi động 63

Hình 3.10: Vị trí rơ le khởi động 63

Hình 3.11: Máy khởi động xe Toyota Vios 2010 64

Hình 3.12: Kết cấu máy khởi động 65

Hình 3.13: Kết cấu công tắc từ 66

Hình 3.14: Cơ cấu liên động 67

Hình 3.15: Kết cấu khớp li hợp một chiều 68

Hình 3.16: Bộ giảm tốc loại bánh răng hành tinh 69

Hình 3.17: Rotor và stator 70

Hình 3.18: Chổi than và giá đỡ chổi than 71

Hình 3.19: Sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động trên xe Toyota Vios 2010 72 Hình 3.20: Đường đi của dòng điện khi vặn và giữ START 73

Hình 3.21: Đường đi của dòng điện khi vặn và không giữ START 74

Hình 4.1: Kiểm tra rơ le khởi động 81

Hình 4.2: Tháo máy khởi động 82

Hình 4.3: Kiểm tra cuộn hút 83

Hình 4.4: Kiểm tra cuộn giữ 83

Hình 4.5: Kiểm tra sự hồi về của bánh răng 84

Hình 4.6: Kiểm tra không tải 84

Hình 4.7: Tháo đai ốc giữ công tắc từ 85

Hình 4.8: Tháo công tắc từ 85

Hình 4.9: Tháo cụm càng máy khởi động 86

Hình 4.10: Tháo vít lắp chổi than 86

Hình 4.11: Tháo chổi than 86

Hình 4.12: Tháo cần đẩy, cụm giảm tốc và li hợp máy khởi động 87

Hình 4.13: Kiểm tra độ đảo cổ góp 88

Hình 4.14: Kiểm tra cuộn cảm 88

Hình 4.15: Kiểm tra piston 89

Hình 4.16: Kiểm tra chổi than 90

Hình 4.17: Kiểm tra khớp li hợp 90

Hình 4.18: Lắp bạc hãm 91

Hình 4.19: Lắp vòng chặn vào bạc hãm 91

Hình 4.20: Lắp cần đẩy vào li hợp máy khởi động 91

Hình 4.21: Lắp chổi than 92

Hình 4.22: Lắp cụm càng máy khởi động 92

Hình 4.23: Lắp cụm công tắc từ 93

Hình 4.24: Nối dây dẫn với cực C 93

Hình 4.25: Lắp máy khởi động 93

Danh mục bảng biểu

Bảng 2.1: Bảng trạng thái hoạt động của công tắc từ 37Bảng 2.2: Bảng so sánh sự khác nhau về cấu tạo giữa máy khởi động loại hành tinh, máy khởi động loại giảm tốc bánh răng ăn khớp ngoài, máy khởi động loại thông thường 48Bảng 3.1: Bảng thông số xe Toyota Vios 2010 53Bảng 3.2: Bảng một số kí hiệu chân và diễn giải của ECM 60Bảng 3.3: Bảng kí hiệu, điều kiện, tiêu chuẩn của các cực của hệ thống khởi động 61Bảng 4.1: Những hư hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục hệ thống khởi động ô tô 76Bảng 4.2: Những hư hỏng, nguyên nhân, biện pháp khắc phục máy khởi động 79

MỞ ĐẦU 1.1 Lí do chọn đề tài

Hệ thống khởi động là hệ thống rất quan trọng của động cơ, nó giúp động

cơ ô tô có thể bắt đầu hoạt động Do động cơ đốt trong không thể tự khởi động nên cần một ngoại lực để khởi động nó

Ngày nay nền công nghiệp ô tô đang phát triển nhanh chóng và ngày càng hiện đại Động cơ ô tô được trang bị thêm nhiều hệ thống giúp công suất lớn hơn, mô men xoắn cao hơn tuy nhiên nó lại không thể tự khởi động được

mà phải cần một hệ thống khởi động với một mô men đủ lớn giúp động cơ hoạt động ở những vòng tua máy đầu tiên Chính vì thế mà hệ thống khởi động cũng được nâng cấp để phù hợp với động cơ được trang bị, đòi hỏi kĩ sư, kĩ thuật viên, thợ sửa chữa phải nâng cao kiến thức để khai thác và sử dụng tốt hệ thống này

Chính vì vậy mà hệ thống khởi động có tầm quan trọng không nhỏ trên

ô tô, cần có nhiều nghiên cứu, phân tích về hệ thống này Do đó em đã chọn đề tài tốt nghiệp: “ Nghiên cứu hệ thống khởi động trên xe Toyota Vios 2010” Mặc dù xe đã được sản xuất cách đây hơn 10 năm, nhưng hệ thống khởi động được trang bị trên nó vẫn còn rất tối ưu và vẫn được sử dụng tại thời điểm hiện tại

1.2 Mục đích đề tài

Biết được nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống khởi động

Biết được nguyên lí hoạt động của hệ thống khởi động trên ô tô

Nắm rõ cấu tạo, nguyên lí hoạt động của từng loại máy khởi động Chức năng nhiệm vụ của các bộ phận và nguyên lí hoạt động của hệ thống khởi động xe Toyota Vios 2010

Kết cấu, nguyên lí hoạt động của máy khởi động trên xe Vios 2010 Tìm ra những nguyên nhân hư hỏng, biện pháp khắc phục sửa chữa hệ

thống khởi động Quy trình tháo lắp, kiểm tra máy khởi động

1.3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu đề tài

Tên đề tài: “ Nghiên cứu hệ thống khởi động trên xe Toyota Vios 2010” Phạm vi: Hệ thống khởi động trên xe ô tô

Đối tượng: Hệ thống khởi động trên xe Toyota Vios 2010

1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài

Giúp cho sinh viên củng cố và bổ sung kiến thức liên quan đến hệ thống khởi động trên ô tô

Hoàn thành đề tài, sinh viên sẽ nắm vững cấu tạo và nguyên lí hoạt động của hệ thống khởi động trên ô tô Từ đó tạo cho sinh viên điều kiện đi nghiên cứu sâu vào việc thiết kế, cải tiến hệ thống khởi động nhằm tăng hiệu quả khởi động, tăng tuổi thọ của hệ thống, tăng tính ổn định và chính xác đối với quá trình làm việc của động cơ Đồng thời ứng dụng những kiến thức nghiên cứu vào những lĩnh vực khác trong cuộc sống và làm việc

Đề tài: “ Nghiên cứu hệ thống khởi động trên xe Toyota Vios 2010” có thể là tài liệu tham khảo cho những ai muốn quan tâm về hệ thống này và những

ai chưa có dịp tiếp xúc với hệ thống khởi động trên xe thực tế có thể biết được cấu tạo, sơ đồ mạch điện, nguyên lí hoạt động của nó phục vụ việc chẩn đoán, sửa chữa hệ thống khi gặp vấn đề

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG Ô TÔ 1.1 Lịch sử hình thành và phát triển hệ thống khởi động trên ô tô

Benz Patent Motorwage 1885: Đây được xem là chiếc ô tô đầu tiên trên thế giới Nhưng để khởi động nó thì thật sự là một việc đau khổ Vì là một phát minh mới nên không ai thật sự coi nó là một sản phẩm đích thực, và do đó, việc khởi động nó cũng không được quan tâm đúng mức Nếu muốn chạy xe, người chủ buộc phải “quay tay” bằng cơ bắp thật sự Công việc này tốn khá nhiều sức lực, sự kiên nhẫn, kinh nghiệm Và dù có đủ các yếu tố trên, chiếc xe vẫn có thể khiến họ bị thương khi khởi động nếu không cẩn thận Vì vậy, sau khi khởi động xong chiếc xe ra khỏi nhà, người ta thường để nó đậu 1 chỗ với máy đang

nghệ càng ngày càng phát triển, việc khởi động xe có thể không cần dùng những chìa khóa vặn bằng tay nữa mà còn có những chiếc chìa khóa điều khiển từ xa

và cả nút ấn để khởi động cho những chiếc xe ô tô

1.2 Nhiệm vụ

Hệ thống khởi động ô tô là một hệ thống giúp cho động cơ đốt trong của

ô tô có thể bắt đầu hoạt động

- Khi khởi động động cơ máy khởi động (MKĐ) không thể tự quay với công suất của nó, trước khi tia lửa điện xuất hiện phải dùng lực từ bên ngoài để làm quay động cơ MKĐ sẽ làm việc này, MKĐ sẽ ngừng hoạt động khi động

cơ đã nổ

- Khi công tắc máy ở vị trí khởi động, bánh răng MKĐ ăn khớp vào bánh răng của bánh đà Khi dòng điện lớn từ bình acquy đến MKĐ, nó sẽ làm quay MKĐ và quay động cơ

- Khi MKĐ quay ở tốc độ cao hơn mức cần thiết, sự cháy xuất hiện trong xilanh làm động cơ khởi động và nổ

Để khởi động động cơ thì trục khuỷu phải quay nhanh hơn tốc độ quay tối thiểu Tốc độ quay tối thiểu để khởi động động cơ khác nhau tuỳ theo cấu trúc động cơ và tình trạng hoạt động, thường từ 40 -60 vòng/ phút đối với động

cơ xăng và từ 80 – 120 vòng/phút đối với động cơ diesel

- Có hai hệ thống khởi động khác nhau được dùng trên xe Cả hai hệ thống này đều có mạch điện riêng…một mạch điều khiển và một mạch motor Một hệ thống có motor khởi động riêng Hệ thống này được dùng trên hầu hết các dòng xe đời cũ Loại còn lại có motor khởi động giảm tốc Hệ thống này được dùng trên hầu hết các dòng xe hiện nay Một công tắc từ công suất lớn hay Solenoid sẽ đóng mở motor Nó là thành phần của cả hai mạch điều khiển

và mạch moto

Cả hai hệ thống được điều khiển bởi công tắc máy và được bảo vệ qua cầu chì Trên một số dòng xe, một rơrle khởi động đựơc dùng để khởi động

mạch điều khiển Trên xe hộp số tự động có một công tắc khởi động trung gian ngăn trường hợp khởi động xe khi đang cài số Trên xe hộp số thường có công tắc ly hợp ngăn trường hợp khởi động xe mà không đạp ly hợp Trên các dòng

xe đặc biệt có công tắc an toàn cho phép xe khởi động trên đường đồi dốc mà không cần đạp ly hợp

1.3 Yêu cầu

- Máy khởi động phải quay được trục khuỷu động cơ với tốc độ thấp nhất

mà động cơ có thể nổ được

- Nhiệt độ làm việc không được quá giới hạn cho phép

- Phải đảm bảo khởi động lại được nhiều lần

- Tỷ số truyền từ bánh răng của máy khởi động và vành răng của bánh

đà nằm trong giới hạn (từ 9 đến 18)

- Momen khởi động Mkđ phải đủ lớn để đảm bảo khởi động được

- Chiều dài và điện trở của dây dẫn nối từ ắc quy đến máy khởi động phải nằm trong giới hạn quy định( l < 1m)

- Khi động cơ ôtô đã làm việc, phải cắt được khớp truyền động của hệ

thống 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

nhấn hoặc công tắc khởi động) thuận tiện cho người sử dụng

1.4 Phân loại hệ thống khởi động

1.4.1 Hệ thống khởi động bằng tay

- Dùng sức người để khởi động động cơ( dùng tay quay, dây hoặc bàn đạp)

- Thường đực dùng trong các động cơ có công suất nhỏ như: máy cày, côngnông, máy bơm nước cỡ nhỏ, …

- Ưu điểm: có cấu tạo đơn giản

- Nhược điểm: tốn nhiều sức của lực của con người, không an toàn chongười

Hình 1.2: Động cơ khởi động bằng tay

1.4.2 Hệ thống khởi động bằng động cơ phụ

- Dùng động cơ xăng cỡ nhỏ để khởi động động cơ chính có công suất lớn hơn

- Thường dùng để khởi động các động cơ diesel cỡ trung bình như: máy xúc, máy ủi, máy kéo,…

- Ưu điểm: khởi động rất chắc chắn, số lần khởi động không giới hạn

- Nhược điểm: cấu tạo và cách sử dụng phức tạp, phải bảo dưỡng cả hai động

cơ

Hình 1.3: Động cơ khởi động bằng động cơ phụ

1.4.3 Hệ thống khởi động bằng khí nén

- Đưa khí nén vào các xilanh để làm quay trục khuỷu

- Thường dùng trong các động cơ diezen cỡ trung bình và lớn như: tàu thủy,…

- Ưu điểm: khởi động chắc chắn, thời gian có thể kéo dài

- Nhược điểm: cấu tạo rất phức tạp, cồng kềnh

Hình 1.4: Động cơ khởi động bằng khí nén

1.4.4 Hệ thống khởi động bằng động cơ điện

- Dùng động cơ điện một chiều hay máy khởi động để khởi động động cơ

- Thường dùng trong các động cơ có công suất nhỏ và trung bình như: ô tô, xe máy, máy kéo,…

Hình 1.5: Động cơ khởi động bằng động cơ điện

- Ưu điểm: dễ khởi động, an toàn, sủ dụng nguồn điện một chiều không phụ thuộc vào nguồn xoay chiều thuận tiện cho đi bất cứ đâu

- Nhược điểm: có cấu tạo phức tạp, dễ hỏng phần điện

Phân loại máy khởi động điện trên ô tô:

Để phân loại máy khởi động trên ô tô ta chia máy khởi động ra làm hai

thành phần: Phần motor điện và phần truyền động Phần motor điện được chia

ra làm nhiều loại theo kiểu đấu dây, còn phần truyền động phân theo cách truyền động của máy khởi động đến động cơ

a Theo kiểu đấu dây:

Tùy thuộc theo kiểu đấu dây mà ta phân ra các loại: đấu nối tiếp và đấu hỗn hợp như hình dưới đây

Hình 1.6: Các kiểu đấu dây của máy khởi động

b Phân loại theo cách truyền động: Có hai cách truyền động

 Truyền động trực tiếp với bánh đà:

Loại này thường dùng trên xe đời cũ và những động cơ có công suất lớn, được chia ra làm 3 loại:

- Truyền động quán tính: bánh răng ở khớp truyền động tự động văng theo quán tính để ăn khớp với bánh đà Sau khi động cơ nổ, bánh răng tự động

trở về vị trí cũ

Phương pháp truyền động này có nhược điểm là xảy ra va đập mạnh khi các bánh răng vào ăn khớp nên không được sử dụng đối với những máy khởi động công suất lớn Nhược điểm thứ hai là bánh răng của máy khởi động tự động tách ra khỏi bánh đà ngay khi động cơ bắt đầu nổ những tiếng đầu tiên Nhưng không phải bao giờ động cơ cũng khởi động được ngay sau những tiếng

nổ đầu tiên, nhất là trong điều kiện mùa đông Vì thế quá trình khởi động nhiều khi phải lặp đi lặp lại vài lần với những va đập mạnh

- Truyền động cưỡng bức: khớp truyền động của bánh răng khi ăn khớp vào vòng răng của bánh đà, chịu sự điều khiển cưỡng bức của một cơ cấu các khớp

Trong trường hợp này, bánh răng của trục máy khởi động vào khớp cũng như ra khớp dưới tác dụng của những cơ cấu điều khiển bởi người lái hay lực của rơle điện từ

Để tránh khả năng không kịp tách bánh răng ra khi động cơ đã nổ, người

ta làm kiểu truyền động một chiều bằng khớp hành trình tự do loại bi hay cơ cấu cóc hoặc ma sát

- Truyền động tổ hợp: bánh răng ăn khớp với bánh đà cưỡng bức nhưng việc ra khớp tự động như kiểu ra khớp của truyền động quán tính

 Truyền động phải qua hộp giảm tốc

- Cơ cấu giảm tốc loại bánh răng ăn khớp ngoài

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

Hình 1.7: Cơ cấu giảm tốc loại bánh răng ăn khớp ngoài

- Cơ cấu giảm tốc 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 được điều khiển bởi công tắc từ

Hình 1.8: Cơ cấu giảm tốc loại bánh răng hành tinh

- Cơ cấu giảm tốc loại bánh răng hành tinh và roto kiểu thanh dẫn

Máy khởi động này sử dụng các nam châm vĩnh cửu đặt trong cuộn cảm

Cơ cấu đóng ngắt hoạt động giống như máy khởi động loại bánh răng hành tinh, đều được điều khiển bằng công tắc từ

Hình 1.9: Cơ cấu giảm tốc loại bánh răng hành tinh và roto kiểu thanh dẫn

1.5 Các biện pháp cải thiện đặc tính làm việc của hệ thống khởi động trên

ô tô

1.5.1 Dùng bi-gi có hệ thống sấy (sử dụng trên động cơ diesel )

Hiệu quả làm việc của hệ thống khởi động phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt

độ của động cơ ôtô khi khởi động Ở nhiệt độ thất, việc khởi động động cơ rất khó khăn do các nguyên nhân sau:

Độ nhớt của dầu bôi trơn lớn, 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 xilanh của động cơ ôtô, làn tăng trị số tốc độ thấp nhất khi khởi động (n min)

Giảm trị số áo suất và nhiệt độ trong xilanh của động cơ ôtô ở chu kỳ nén, ảnh hưởng xấu đến khả năng bén lửa, cháy và giãn nở sinh công của hỗn hợp công tác

Để cải thiện đặc tính làm việc của hệ thống khởi động ngưởi ta sử dụng nhiều biện pháp khác nhay hỗ trợ cho qua trình khởi động khi nhiệt độ môi trường thấp Một trong những biện pháp trên được áp dụng rộng rãi 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 ngoà có phủ 1 lớp chất cách điện

và chịu nhiệt Bu-gi có bộ phận sấy được lắp vào trong buồng đốt( trong xilanh của động cơ ôtô), có chức năng sấy nóng không khí trong xilanh tạo điều kiện thuận lợi cho việc bốc hơi, hoà trộn của nhiên liệu với không khí trong quá trình hình thành hỗp hợp công tác (đối với động cơ xăng), còn đối với động cơ điêzen tạo điều kiện thuận lợi cho việc bộc hơi, hoà trộn và bốc cháy cuả nhiên liệu khi vòi phun nhiên liệu vào buồng đốt

Để điều kiển thời gian sấy cần thiết của bu-gi, có thể sử dụng phương pháp đơn giản ( phương pháp điều kiển bằng tay) hoặc phương pháp điều kiển dùng mạch định thời gian sấy

1.5.2 Phương pháp đổi nối tiếp điện áp trong quá trình khởi động

Dòng điện khi khởi động rất lớn, vì vậy tổn thất điện áp trên đường dây nối từ ắc quy đến máy khởi động, trong ắc quy và máy khởi động là đáng kể, nên ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của hệ thống khởi động Một trong những biện pháp 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 khởi động Nguyên tăc 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(đối với xe mà hệ thống cung cáp điện có điện áp định mức 12V) Khi khởi động, riêng hệ thống khởi động được cung cấp nguồn điện 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

1.6 Sơ đồ bố trí chung hệ thống khởi động trên ô tô

Hệ thống khởi động trên ô tô gồm có:

Ăc quy khởi động: thường được đặt ở đầu xe, có nhiệm vụ cung cấp điện cho máy khởi động để khởi động động cơ Để khởi động được động cơ ăc quy phải có hiệu điện thế từ 11,5V đến 13,2V

Khóa điện / nút bấm khởi động: thường ở bên phải vô lăng, có nhiệm vụ

đóng dòng điện để cấp điện đến rơ le khởi động động cơ

Rơ le khởi động: đặt trong hộp cầu chì rơ le gần ăc quy, rơ le khởi động dùng dòng điện nhỏ để đóng ngắt dòng điện lớn giúp bảo vệ khóa điện, giúp khóa điện không phải đóng ngắt dòng điện lớn, khóa điện sẽ bền hơn khi sử dụng

Máy khởi động: là bộ phận chính để khởi động động cơ đặt ở đầu máy, khi hoạt động sẽ làm quay bánh đà để khởi động động cơ

Hình 1.10: Sơ đồ bố trí chung hệ thống khởi động trên ô tô

1: Khóa điện / nút bấm khởi động; 2: Rơ le khởi động;

3: Máy khởi động; 4: Ắc quy; 5: Công tắc từ

1.7 Kết luận chương 1

Chương 1 đã cho chúng ta một cái nhìn tổng quan nhất về lịch sử hình thành, phát triển của hệ thống khởi động cũng như nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại, các biện pháp cải thiện đặc tính làm việc và sơ đồ bố trí chung của hệ thống khởi động trên ô tô Từ đó ta có cơ sở kiến thức nền tảng tìm hiểu sâu hơn về hệ thống này

CHƯƠNG 2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ, NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA HỆ

THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN Ô TÔ 2.1 Sơ đồ nguyên lí và nguyên lí làm việc của hệ thống khởi động trên ô tô

2.1.1 Theo kiểu hộp số

a Hoạt động của hệ thống khởi động trên ô tô hộp số sàn

+ 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 li hợp 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

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lí hệ thống khởi động trên ôtô hộp số sàn

1: Ắc quy; 2: Cầu chì; 3: Khóa điện; 4: Rơ le khởi động

5: Công tắc bàn đạp li hợp; 6: Motor khởi động; 7: Công tắc từ

b Hoạt động của hệ thống khởi động trên ôtô hộp số tự động

+ Có một dòng thường trực đến máy khởi động tại chân 30

+ Khi ấn nút 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 ấn nút START sẽ có dòng đi từ bình -> cầu chì -> STSW -> công tắc số N/P -> chân 50 -> mass

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lí hệ thống khởi động trên ôtô hộp số tự động

1: Ắc quy; 2: Cầu chì; 3: Khóa điện; 4: Rơ le khởi động

5: Công tắc dẻ quạt( P/N); 6: Motor khởi động; 7: Công tắc từ

2.1.2 Theo cách điều khiển

a Hệ thống khởi động sử dụng rơ le khởi động để điều khiển

Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống khởi động điều khiển bằng rơ le

Cấu tạo: ắc quy, cầu chì, khóa điện, công tắc chân côn ( đối với số sàn) / công tắc dẻ quạt ( đối với số tự động), rơ le chính và máy khởi động

Ắc

quy

Khóa điện/

nút khởi động

Công tắc chân côn/

công tắc

dẻ quạt

Rơ le khởi động

Máy khởi động

Với các hệ thống khởi động trên xe ô tô hiện nay thì người ta đều sử dụng

rơ le khởi động Việc dùng rơ le khởi động với mục đích tạo ra một vị trí hư hỏng thay thế giúp cho khóa điện được bền hơn, dòng điện chạy qua khóa điện

để điều khiển khởi động thực chất là một dòng điện rất nhỏ chạy qua để cung

Nguyên lí hoạt động: Nguồn dương từ ắc quy sẽ qua cầu chì, khóa điện

và công tắc chân côn( đối với số sàn) hoặc công tắc dẻ quạt ở vị trí P/N (đối với số tự động) đến cuộn dây của rơ le khởi động Tiếp điểm của lơ le lúc này

sẽ đóng lại điện sẽ đi đến cọc 50 của máy khởi động làm cho công tắc từ bị hút lại, điện dương từ ăc quy sẽ từ cọc 30 qua cọc C, máy khởi động làm việc

b Hệ thống khởi động thông qua hộp ECU

Với việc điều khiển thông qua hộp này thì có một số ưu điểm như sau:

- Để hệ thống khởi động thì ECU động cơ phải hoạt động

- Khi hệ thống an ninh đã được cài đặt thì hệ thống khởi động sẽ không thể hoạt động được, điều này giúp nâng cao tính năng bảo mật và đề phòng kẻ trộm đột phá vào xe

Hình 2.4: Sơ đồ hệ thống khởi động sử dụng ECU điều khiển

Cấu tạo: ắc quy, cầu chì, khóa điện, công tắc chân côn ( đối với số sàn) / công tắc dẻ quạt ( đối với số tự động), ECM (hộp điều khiển động cơ) rơ le chính và máy khởi động

 Hoạt động của hệ thống:

- Khi khóa điện để ở vị trí ON và vị trí Start thì ECU điều khiển động cơ được cấp nguồn, lúc này ECU sẽ hoạt động và thực hiện nối chân STSW với chân STAR

Ắc

quy

Khóa điện/

nút khởi động

ECM

Công tắc chân côn/

công tắc

dẻ quạt

Rơ le khởi động

Máy khởi động

- Nếu bật khóa điện ở vị trí khởi động thì dòng điện từ bình ắc quy tới khóa điện, tới chân STSW, tiếp tục đi qua ECU động cơ tới chân STAR, dòng điện này tiếp tục đi tới công tắc số trung gian Nếu cần số của công tắc số trung gian đang để ở vị trí N hoặc P thì dòng điện được nối mạch và tiếp tục đi tới cuộn dây của rơ le khởi động và đi về mát

- Khi cuộn dây của rơ le khởi động có điện nó sẽ tạo ra từ trường và biến lõi thép thành nam châm điện, nam châm điện sẽ hút cho công tắc trong rơ le đóng lại, làm xuất hiện dòng điện chạy qua tiếp điểm của rơ le

- Dòng điện chạy từ dương ắc quy, chạy qua các cầu chì, chạy tới chân

số 50 của rơ le khởi động làm cho công tắc từ hút lại Điện dương sẽ thông từ chân số 30 tới cực C của máy khởi động làm cho máy khởi động hoạt động

Một số sơ đồ hệ thống khởi động sử dụng phương pháp khởi động thông qua hộp đen điều khiển động cơ

c Hệ thống khởi động thông qua hộp ECU có chức năng giữ đề

Hệ thống khởi động của một số loại xe có chức năng giữ khởi động, tức

là người lái chỉ cần xoay chìa khóa điện đến vị trí khởi động rồi bỏ tay ra, lúc này ECM sẽ nhận được tín hiệu khởi động nên nó sẽ điều khiển cho hệ thống khởi động làm việc

Chức năng giữ khởi động

Hình 2.5: Sơ đồ hệ thống khởi động sử dụng ECU có chức năng giữ đề

Cấu tạo: ắc quy, cầu chì, khóa điện, công tắc chân côn ( đối với số sàn)/ công tắc dẻ quạt ( đối với số tự động), ECM có chức năng giữ đề, rơ le chính

ECM

Công tắc chân côn/

công tắc

dẻ quạt

Rơ le khởi động

Máy khởi động

Nếu khi ECM xuất tín hiệu khởi động mà động cơ nổ máy lên thì thông qua cảm biến tốc độ quay ECM sẽ biết được và ngắt tín hiệu khởi động

Ngoài ra với hệ thống khởi động bên trên, nếu dây dẫn tín hiệu khởi động

từ khóa điện đến ECM mà bị hỏng thì vẫn có thể khởi động được bằng chức năng bình thường Ta có thể quan sát dây dẫn từ khóa điện qua đi ốt sau đó tới

Nếu như tốc độ vòng tua khi khởi động từ cảm biến gửi về ECM là không

đủ mà đã ngắt chìa khóa khỏi vị trí start thì ECM sẽ cấp nguồn để đóng rơ le khởi động lại để điện tiếp tục đến máy khởi động thông qua chân STAR Đồng thời con diode 1 chiều có chức năng tránh điện ngược dòng từ chân STAR lên chân STSW ( chân tín hiệu vận hành rơ le khởi động)

2.2 Nguyên lí hoạt động của máy khởi động

2.2.1 Nguyên lí tạo ra momen

Đường sức từ sinh ra giữa cực bắc và cực nam của nam châm Nó đi từ cực bắc đến cực nam

Khi đặt một nam châm khác ở giữa hai cực từ, sự hút và đẩy của hai nam châm làm cho nam châm đặt giữa quay xung quanh tâm của nó

Mỗi đường sức từ không thể cắt ngang qua đường sức từ khác Nó dường

như trở nên ngắn hơn và cố đẩy những đường sức từ gần nó ra xa Đó là nguyên

nhân làm cho nam châm ở giữa quay theo chiều kim đồng hồ Trong động cơ

thực tế, phần giữa là khung dây Giả sử, chúng ta có một khung dây quấn như trên hình Khi dòng điện chạy xuyên qua khung dây, từ thông sẽ xuyên qua khung dây

Hình 2.6: Lực sinh ra giữa các nam châm và khung dây trong từ trường Chiều của đường sức từ sinh ra trên khung dây được xác định bằng qui tắc vặn nút chai

Hình 2.7: Đường sức của khung dây và nam châm

Khi chiều của từ trường trùng nhau, đường sức từ trở nên mạnh hơn (dày hơn) Khi chiều của từ trường đối ngược, thì đường sức từ trở nên yếu đi (thưa hơn)

Bản chất của đường sức từ thường trở nên ngắn đi và cố đẩy những đường sức từ khác ra xa nó tạo ra lực Lực sinh ra trên khung dây cung cấp năng lượng làm quay động cơ điện

Đặt hai đầu khung dây lên điểm tựa để nó có thể quay Tuy nhiên, nó chỉ

có thể tiếp tục quay khi lực sinh ra theo chiều cũ

Bằng cách gắn cổ góp và chổi than vào khung dây, dòng điện chạy qua dây dẫn từ sau đến trước phía cực bắc, trong khi dòng điện chạy từ trước ra sau

phía cực nam và duy trì như vậy Điều đó làm nam châm tiếp tục quay

Hình 2.8: Lực từ sinh ra trên khung dây

Hình 2.9: Cấu tạo thực tế của động cơ máy khởi động

Quan hệ giữa cực từ của nam châm và dòng điện chạy qua nó có thể dùng qui tắc bàn tay phải để giải thích Hướng tất cả bốn ngón tay, trừ ngón tay cái của bàn tay phải theo chiều của dòng điện đi qua cuộn dây Khi đó, ngón cái sẽ chỉ chiều của cực bắc Để tốc độ động cơ quay cao và quay êm, người ta dùng nhiều khung dây Từ những lý thuyết trên, người ta thiết kế nên máy khởi động trong thực tế

Hình 2.10: Dây quấn trong rotor

Cuộn dây phần ứng được quấn như Hình 3.16 Hai đầu của hai khung dây cạnh nhau được hàn với cùng một phiến đồng trên cổ góp Dòng điện chạy

từ chổi than dương đến âm qua các khung dây mắc nối tiếp

Nếu nhìn từ phía bánh răng bendix, thì dòng điện có chiều như hình 2.6 Khi đó, chiều của dòng điện chạy qua các khung dây trong cùng một phần tư rotor là như nhau Và nhờ thế chiều của từ trường sinh ra ở mỗi khung sẽ không đổi khi cổ góp quay

Hình 2.11: Dòng điện trong roto

Nhờ sự bố trí các khung dây trong phần cảm và phần ứng mà sinh ra lực

từ làm quay phần ứng Rotor quay theo chiều kim đồng hồ theo quy luật bàn tay trái Động cơ điện một chiều được chia làm 3 loại tùy theo phương pháp đấu dây

- Loại mắc nối tiếp: Moment phát ra lớn nhất khi bắt đầu quay, được dùng chủ yếu trong máy khởi động

- Loại mắc song song: Ít dao động về tốc độ, giống như loại dùng nam châm vĩnh cửu

- Loại mắc hỗn hợp: Có cả đặc điểm của hai loại trên, thường dùng để khởi

động động cơ lớn

Đấu nối tiếp Đấu song song Đấu hỗn hợp

Hình 2.12: Các kiểu đấu dây motor điện

1: Ắc quy; 2: Công tắc; 3: Cuộn dây; 4: Motor

2.3 Đặc điểm cấu tạo và nguyên lí làm việc của máy khởi động

2.3.1 Máy khởi động giảm tốc loại bánh răng ăn khớp ngoài

a Cấu tạo:

Hình 2.13: Máy khởi động giảm tốc loại bánh răng ăn khớp ngoài

1: Rotor; 2: Vỏ máy; 3: Chổi than và giá đỡ chổi than; 4: Công tắc từ 5: Li hợp khởi động; 6: Bánh răng khởi động; 7: Bánh răng giảm tốc

Cuộn kéo được cuốn bằng dây có đường kính lớn hơn cuộn giữ và lực điện từ của nó tạo ra lớn hơn lực điện từ được tạo ra bởi cuộn giữ

Hình 2.14: Công tắc từ

1: Công tắc chính; 2: Lò xo dẫn động; 3: Cuộn giữ;

4: Cuộn hút;5: Lò xo hồi; 6: Trục piston; 7: Piston

 Phần ứng và ổ bi cầu

Hình 2.15: Phần ứng và ổ bi cầu

1: Ổ bi; 2: Dây quấn; 3: Ổ bi; 4 Cổ góp; 5: Lõi phần ứng

Phần ứng tạo ra lực làm quay mô tơ và ổ bi cầu đỡ cho lõi (phần ứng) quay ở tốc độ cao

 Vỏ máy khởi động

Vỏ máy khởi động này tạo ra từ trường cần thiết để cho motor hoạt động

Nó cũng có chức năng như một vỏ bảo vệ các cuộn cảm, lõi cực và khép kín các đường sức từ Cuộn cảm được mắc nối tiếp với phần ứng

Hình 2.16: Vỏ máy khởi động

1: Lõi cực; 2: Vỏ; 3: Chổi than; 4: Cuộn cảm

 Chổi than và giá đỡ chổi than

Hình 2.17: Chổi than và giá đỡ chổi than

1: Chổi than; 2: Gía đỡ chổi than; 3: Thân chổi than; 4: Lò xo

Chổi than được tì vào cổ góp của phần ứng bởi các lò xo để cho dòng điện đi từ cuộn dây tới phần ứng theo một chiều nhất định Chổi than được làm

từ hỗn hợp đồng-cácbon nên nó có tính dẫn điện tốt và khả năng chịu mài mòn lớn Các lò xo chổi than nén vào cổ góp phần ứng và làm cho phần ứng dừng lại ngay sau khi máy khởi động bị ngắt

Nếu các lò xo chổi than bị yếu đi hoặc các chổi than bị mòn có thể làm cho tiếp điểm điện giữa chổi than và cổ góp không đủ để dẫn điện Điều này

làm cho điện trở ở chỗ tiếp xúc tăng lên làm giảm dòng điện cung cấp cho motor

và dẫn đến giảm moment

 Bộ truyền giảm tốc

Bộ truyền giảm tốc truyền lực quay của motor tới bánh răng bendix và làm tăng moment xoắn bằng cách làm chậm tốc độ của motor Bộ truyền giảm tốc làm giảm tốc độ quay của motor với tỉ số là 1/3 -1/4 và nó có một li hợp khởi động ở bên trong

4: Bánh răng li hợp; 5: Trục dẫn động; 6: Bánh răng khởi động

Li hợp khởi động truyền chuyển động quay của motor tới động cơ thông qua bánh răng bendix Để bảo vệ máy khởi động khỏi bị hỏng bởi số vòng quay cao được tạo ra khi động cơ đã được khởi động, người ta bố trí li hợp khởi động này Đó là li hợp khởi động loại một chiều có các con lăn

 Bánh răng khởi động chủ động và then xoắn

Hình 2.20: Bánh răng khởi động chủ động và then xoắn

1: Bánh răng khởi động; 2: Trục then xoắn; 3: Then xoắn;

4: Trục dẫn động; 5: vành răng Bánh răng bendix và vành răng truyền lực quay từ máy khởi động tới động cơ nhờ sự ăn khớp an toàn giữa chúng Bánh răng bendix được vát mép

để ăn khớp được dễ dàng Then xoắn chuyển lực quay vòng của motor thành lực đẩy bánh răng bendix, trợ giúp cho việc ăn khớp và ngắt sự ăn khớp của

bánh răng bendix với vành răng

Nếu có hở mạch trong cuộn hút, thì nó khoog thể hút được piston và do

đó máy khởi động không thể làm việc được

Nếu công tắc chính tiếp xúc kém, thì dòng điện đi tới cuộn cảm và phần

ứng rất khó khăn, và tốc độ của máy khởi động giảm xuống

Nếu hở mạch trong cuộn giữ, thì có thể không giữ được piston và có thể làm cho piston nhảy ra nhảy vào liên tục

Bảng 2.1: Bảng trạng thái hoạt động của công tắc từ

Chức năng

Bước

Motor bật/ tắt

vậy piston của công tắc từ bị hút vào lõi cực của nam châm điện Nhờ sự hút này mà bánh răng bendix bị đẩy ra và ăn khớp với vành răng bánh đà đồng thời đĩa tiếp xúc

sẽ bật công tắc chính lên Để duy trì điện áp kích hoạt công tắc từ, một số xe có relay khởi động đặt giữa khoá điện và công tắc từ

 Giữ

Hình 2.22: Trạng thái giữ

Khi công tắc chính được bật lên, thì không có dòng điện chạy qua cuộn hút vì hai đầu cuộn hút bị đẳng áp, cuộn cảm và cuộn ứng nhận trực tiếp dòng điện từ accu Cuộn dây phần ứng sau đó bắt đầu quay với vận tốc cao và động

cơ được khởi động Ở thời điểm này piston được giữ nguyên tại vị trí chỉ nhờ lực điện từ của cuộn giữ vì không có dòng điện chạy qua cuộn hút

 Nhả ( hồi về)

Hình 2.23: Trạng thái hồi về