Nghiên cứu hệ thống điện trên xe huyndai santafe

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠhệ thống điện trên xe ô tô vẫn còn có hạn chế gây khó khăn ảnh hưởng đến quátrình bản thân Xuất phát từ nhu cầu thực tế quan trọng đó, chúng e

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ 5

1.1 Đặt vấn đề 5

1.2 Mục đích của đề tài 5

1.3 Tổng quan về hệ thống điện động cơ 5

1.4 Hệ thống khởi động 6

1.5 Hệ thống cung cấp điện 7

1.6 Hệ thống đánh lửa 7

1.7 Hệ thống phun nhiên liệu 8

1.7.1 Hệ thống phun xăng điện tử 8

1.7.2 Hệ thống phun nhiên liệu Diesel 9

1.8 Tổng kết 9

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỆN TRÊN XE Huyndai Santafe………10

2.1 Giới thiệu xe Huyndai Santafe 10

2.1.1 Giới thiệu chung về hãng xe Huyndai 10

2.1.2 Giới thiệu chung về xe du lịch Huyndai SantaFe 10

2.2 Các khái niệm chung 12

2.2.1 Chẩn đoán Ô Tô 12

2.2.2 Bảo dưỡng: 13

2.2.3 Sửa chữa 13

2.3 Hệ thống khởi động 13

2.3.1 Nhiệm vụ 13

2.3.2 Yêu cầu 14

2.3.3 Phân loại hệ thống khởi động 15

2.3.3.1 Theo kiểu đấu dây 15

2.3.3.2 Theo cách truyền động 15

2.3.4 Nguyên lý tạo ra mômen 18

2.3.5 Khảo sát mạch điện và đặc tuyến của máy khởi động 22

2.3.6 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của một số loại máy khởi động 22

2.4 Hệ thống cung cấp điện 23

2.4.1 Nhiệm vụ 23

2.4.2 Yêu cầu 24

2.4.3 Phân loại 24

2.4.4 Chế độ làm việc giữa accu – máy phát và sự phân bố tải trọng 26

2.4.5 Các bộ phận trong hệ thống cung cấp điện động cơ 28

2.4.6 Ắc quy 28

2.4.6.1 Nhiệm vụ 28

2.4.6.2 Phân loại 28

2.4.6.3 Cấu tạo của ắc quy 28

2.4.7 Máy phát điện 30

2.4.7.1 Công dụng 30

2.4.7.2 Phân loại 30

2.4.7.3 Máy phát điện xoay chiều kích thích điện từ loại có vòng tiếp điện 31

2.4.8 Bộ điều chỉnh điện 34

2.4.8.1 Nhiệm vụ, yêu cầu vùa phân loại bộ điều chỉnh điện 34

2.4.8.2 Cấu tạo và hoạt động bộ điều chỉnh điện 34

2.4.9 Máy khởi động 36

2.4.9.1 Nhiệm vụ 36

2.4.10.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 37

2.5 Hệ thống phun nhiên liệu diesel 42

2.5.1 Khái quát hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel 42

2.5.2.Nhiệm vụ của hệ thống nhiên liệu diesel: 42

2.5.3 Yêu cầu: 43

2.5.4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu diesel 47

2.6 Giới thiệu hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel: 47

2.6.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống Common Rail Diesel: 48

2.6.2 Một hệ thống Common Rail Diesel gồm có 4 thành phần căn bản: 50

2.6.3 Các chức năng của Hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel: 50

2.7 Ưu điểm của hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel: 51

2.8 Kết luận 53

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO GIÁ ĐỠ THIẾT BỊ ĐÀO TẠO TỔNG THÀNH Ô TÔ 54

3.1 Mục đích và yêu cầu thiết bị đào tạo 54

3.1.1 Mục đích 54

3.1.2 Yêu cầu của thiết bị 54

3.2 Thiết kế, chế tạo giá đỡ thiết bị 55

3.2.1 Cơ sở thiết kế cho giá đỡ thiết bị 55

3.2.2 Thiết kế khung đỡ và kiểm nghiệm bền giá đỡ thiết bị 56

3.2.3 Chế tạo giá đỡ và lắp đặt thiết bị 59

3.3 Kết luận chương 61

KẾT LUẬN 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành ô tô thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang phất triển mạnh

mẽ với việc ứng dụng ngày càng nhiều các thành tựu công nghệ thông tin và sảnxuất và lắp đặt các linh kiện ô tô

Sau quá trình học tập và trang bị những kiến thức về chuyên ngành côngnghệ oto, sinh viên được giao nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp, nhằm giúp chosinh viên tổng hợp và khái quát lại những kiến thức đã học, từ kiến thức cơ sởđến kiến thức chuyên ngành Qua quá trình thực hiện đồ án sinh viên tự rút ranhận xét và kinh nghiệm cho bản thân trước khi bước vào công việc thực tế

Em được nhận đề tài tốt nghiệp: “ Nghiên cứu hệ thống hệ thống điện động cơ ô tô Huyndai Santafe ”

Do kiến thức còn hạn chế, tài liệu tham khảo còn ít và điều kiện thời giankhông cho phép nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những thiếu sót,kính mong các thầy cô trong bộ môn chỉ bảo để đồ án em được hoàn thiện hơn

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Lê Văn Quỳnh , các

thầy cô giáo trong khoa Kỹ thuật oto và máy động lực cùng các bạn đã giúp emhoàn thành đồ án này

Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2022

Khánh

Đỗ Duy Khánh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ

hệ thống điện trên xe ô tô vẫn còn có hạn chế gây khó khăn ảnh hưởng đến quátrình bản thân

Xuất phát từ nhu cầu thực tế quan trọng đó, chúng em được giao nhiệm vụ

nghiên cứu và làm đồ án tốt nghiệp với đề tài:Nguyên cứu hệ thống điện động

cơ ô tô trên xe Huyndai Santafe.Đây là một đề tài bổ ích mang tính thiết thực

giúp em hoàn thiện hơn trong việc kết hợp lý thuyết và thực hành.Hy vọng dưới

sự chỉ dạy của thầy giáo hướng dẫn giúp nhóm em nắm vững về hệ thống

1.2 Mục đích của đề tài

Tạo ra mô hình làm việc được mô phỏng giống quá trình làm việc thực tếnhất Giúp sinh viên quan sát một cách trực quan, sinh động về các bộ phận, cơcấu như các tổng thành, hệ thống mà mình cần nghiên cứu Với mô hình nàysinh viên dễ dàng quan sát cấu tạo, nguyên lý làm việc để có thể so sánh với lýthuyết đã được học.Việc xây một mô hình thực tế còn giúp cho sinh viên đượclàm thực tế qua các quá trình thực tế điều này là rất tốt khi sinh viên ra trường

có thể tiếp cận được một cách nhanh chóng

1.3 Tổng quan về hệ thống điện động cơ

Hệ thống điện động cơ ô tô là một trong những hệ thống cực kỳ quan trọngcủa một chiếc xe Hệ thống điện tuy chỉ chiếm khoảng 20% nhưng được ví như

“hệ thần kinh” của cả xe, đảm bảo khả năng vận hành và điều khiển đến 80%các hệ thống khác trên xe Bài viết này sẽ giới thiệu đến các bạn những thànhphần cơ bản của hệ thống điện ô tô

Hệ thống điện động cơ ô tô bao gồm các bộ phận:

- Hệ thống khởi động

- Hệ thống cung cấp điện

- Hệ thống đánh lửa

- Hệ thống phun nhiên lieu

+ Hệ thống phun xăng điện tử

+ Hệ thống phun dầu điện tử

1.4 Hệ thống khởi động

Hệ thống khởi động cũng là 1 hệ thống điện trên động cơ có nhiệm vụ

giúp động cơ đạt được số vòng quay tối thiểu để động cơ hoạt động

Giáo trình phân tích nguyên lý hoạt động cơ bản của máy khởi động

Hình 1.1: Sơ đồ cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống khởi động

Và các chi tiết quan trọng trong hệ thống khởi động như: Mô tơ, Relay khởiđộng,…

1.5 Hệ thống cung cấp điện

Máy phát có nhiệm vụ sạc điện cho Accu và cung cấp điện cho thiết bị tải

là thiết bị vô cùng quan trọng trong hệ thống điện trên động cơ.

Hình 1.2: Các thiết bị tải của máy phát

Để nạp điện cho Accu, một mình máy phát chưa đủ Ta còn phải cần thêm

bộ chỉnh lưu để đưa dòng điện xoay chiều về một chiều

Bộ chỉnh lưu có nhiều dạng gồm: 6 Điốt, 8 Điốt và 14 Điốt

Nếu như muốn các thiết bị tải hoạt động với dòng điện ổn định, ta cần bộtiết chế.

Bộ tiết chế cũng được chia làm nhiều loại gồm: Loại rung, điện trở cânbằng, bán dẫn, vi mạch,…

1.6 Hệ thống đánh lửa

Hệ thống đánh lửa là 1 bộ phận của hệ thống điện trên động cơ có nhiệm

vụ tạo ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp hòa khí Và đây là hệ thống vô cùngquan trọng trong động cơ do hệ thống đánh lửa là yếu tố quyết định hiệu suấtcủa động cơ, khả năng phát thải khí,…

Hệ thống đánh lửa được chia làm nhiều loại và phát triển theo thời kỳ gồm:

Hệ thống đánh lửa thường sử dụng bộ chia điện

Hệ thống đánh lửa với bộ chia điện

Hệ thống đánh lửa CDI

Bên trên là các hệ thống đánh lửa cơ bản Sau thời gian phát triển hiện nay

ta có thể một số hệ thống đánh lửa khác như:

Hệ thống đánh lửa 1 Bobine cho 2 máy, 1 Bobine cho 1 máy

1.7 Hệ thống phun nhiên liệu

1.7.1 Hệ thống phun xăng điện tử

Hệ thống phun xăng điện tử EFI trên ô tô ngày càng chiếm ưu thế so với hệthống nhiên liệu sử dụng bộ chế hòa khí do những ưu điểm không thể chối cãinhư: Khả năng đáp ứng tốc độ và tải tốt, tiết kiệm nhiên liệu, công suất cũngnhư Moment xoắn cao hơn so với hệ thống nhiên liệu sử dụng bộ chế hòa khí

Thấy được những ưu điểm không thể chối cãi của hệ thống phun xăng diện

tử , các nhà sản xuất ô tô đã áp dụng các công nghệ điều khiển phun trên vàođộng cơ Diesel và cũng đạt được khá nhiều thu hoạch, đỉnh cao đó chính là cácđộng cơ Diesel hồi trước chỉ từng áp dụng trên ô tô thương mại – ô tô tải thìhiện nay ta đã thấy rất nhiều động cơ Diesel được trang bị trên ô tô Du lịch

1.7.2 Hệ thống phun nhiên liệu Diesel

Động cơ Diesel không có bướm ga điều khiển công suất động cơ như động

cơ xăng Công suất của động cơ xăng được kiểm soát bằng đóng và mở bướm

ga, do đó kiểm soát lượng hỗn hợp nhiên liệu vào Tuy nhiên, động cơ Dieselkiểm soát công suất động cơ bằng điều chỉnh lượng mức độ phun nhiên liệu.Hơn nữa, khi hành trình đốt cháy bắt đầu với việc phun nhiên liệu, nó cũng điềuchỉnh thời điểm phun nhiên liệu Điều này tương ứng với thời điểm đánh lửa củađộng cơ xăng

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỆN TRÊN XE Huyndai

Santafe 2.1 Giới thiệu xe Huyndai Santafe

2.1.1 Giới thiệu chung về hãng xe Huyndai

Tập đoàn ô tô Hyundai (Hyundai Motor) được thành lập vào năm 1967

bởi Dr.Chung Ju Yung, người gắn liền với câu nói “Không bao giờ thất bại, toàn

bộ chỉ là thử thách” Trong vài thập kỷ qua, Hyundai đã có những bước pháttriển vượt bậc và đã trở thànhnhà sản xuất ô tô lớn thứ năm thế giới kể từ năm

2007 Tập đoàn này hiện tại đang sở hữu hơn 20 công ty con và chi nhánh ảnhhưởng đến ngành ô tô trên khắp toàn cầu

Hình 2.1 Logo của hãng xe Huyndai

Với đề tài “ Chẩn đoán,bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống làm mát động

cơ Diesel xe du lịch” em được giao nhiệm vụ Chẩn đoán,bảo dưỡng và sửa

chữa hệ thống làm mát trên xe du lịch tham khảo Huyndai SantaFe

2.1.2 Giới thiệu chung về xe du lịch Huyndai SantaFe

Hình 2.2 Hình ảnh xe ô tô Huyndai SantaFe 2010

Bảng các thông số kỹ thuât của xe Huyndai SantaFe 2010

9 Phanh trước Phanh đĩa thông gió

10 Phanh sau Phanh đĩa thông gió

16 Công suất lớn

17 Kiểu động cơ e-VGT R 2.0L

18 Hệ thống nhiên

19 Tiêu hao nhiên

20 Hệ thống treo trước Treo độc lập

21 Hệ thống treo sau Treo đọc lập

- Chẩn đoán sẽ sử dụng Thông số biểu hiện trạng thái của kết cấu để đánh giá gián tiếp Thông số kết cấu từ đó khẳng định sự hỏng hóc và đi đến

quyết định tháo ở đâu để thay và sửa chữa

Thông số kết cấu:

-Là tập hợp các thông số kỹ thuật thể hiện đặc điểm kết cấu của cụm chitiết hay chi tiết Chất lượng các cụm, các chi tiết do các thông số kết cấu quyết

định: Hình dáng, kích thước Vị trí tương quan, Độ bóng bề mặt, Chất lượng lắpghép…

Thông số biểu hiện trạng thái của kết cấu:

-Là các thông số biểu thị các quá trình lý hoá, phản ánh tình trạng kỹ thuậtbên trong của đối tượng khảo sát Các thông số này con người hay thiết bị có thểnhận biết được và chỉ xuất hiện khi đối tượng khảo sát hoạt động hay ngay saukhi vừa hoạt động

Việc bảo dưỡng xe phải đúng quy trình, đúng thời gian Đối với những xe cũ, xemua lại , xe đã qua sử dụng bạn nên mang xe đi bảo dưỡng trước khi mang xe ra

- Hệ thống khởi động là một trong những bộ phận quan trọng của hệ

thống điện ô tô Nó giúp cho hệ thống động cơ đốt trong có thể hoạt động Nóhoạt động nhờ vào hệ thống điện qua các rơ le điều khiển

Điều khiển hoạt động của motor đề giúp kích hoạt hệ thống đánh lửa kíchhoạt quá trình đốt cháy nhiên liệu trong buồng đốt Khi đó động cơ sẽ được khởiđộng

2.3.1 Nhiệm vụ

Vì động cơ đốt trong không thể tự khởi động nên cần phải có một ngoại lực

để khởi động nó Để khởi động động cơ, máy khởi động làm quay trục khuỷuthông qua vành răng Máy khởi động cần phải tạo ra mômen lớn từ nguồn điện

hạn chế của ắc quy đồng thời phải gọn nhẹ Vì lí do này người ta dùng môtơđiện một chiều trong máy khởi động Để khởi động động cơ thì trục khuỷu phảiquay nhanh hơn tốc độ quay tối thiểu Tốc độ quay tối thiểu để khởi động động

cơ khác nhau tùy theo cấu trúc động cơ và tình trạng hoạt động, thường từ 40

-60 vòng/ phút đối với động cơ xăng và từ 80 - 100 vòng/phút đối với động cơdiesel

- Bảo đảm sẵn sàng khởi động, khởi động nhiều lần

- Có tuổi thọ cao, số lần khởi động cao

- Có cấu tạo cứng vững, chịu được rung động và ăn mòn

- Trọng lượng và kích thước nhỏ gọn

- Ít chăm sóc bảo dưỡng

- Tỷ số truyền từ bánh răng của máy khởi động và bánh răng của bánh đànằm trong giới hạn từ 9-18 vòng/phút

- Chiều dài, điện trở của dây dẫn nối từ ắcquy đến máy khởi động phải nằmtrong giới hạn quy định (<1m)

- Mômen truyền động phải đủ để khởi động động cơ

2.3.3 Phân loại hệ thống khởi động

Để phân loại máy khởi động ta chia máy khởi động ra làm hai thành phần:Phần môtơ điện và phần truyền động Phần môtơ điện được chia ra làm nhiềulọa theo kiểu đấu dây, còn phần truyền động phân theo cách truyền động củamáy khởi động đến động cơ

2.3.3.1 Theo kiểu đấu dây

Động cơ điện một chiều được chia làm 3 loại tùy theo phương pháp đấudây

- Loại mắc nối tiếp: Mômen 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

Hình 2 3.2 Máy khởi động loại giảm tốc

Máy khởi động loại giảm tốc dùng môtơ tốc độ cao Nó làm tăng mômenxoắn bằng cách giảm tốc độ quay của rôto nhờ bộ truyền giảm tốc Lõi thép củacông tắc từ đẩy trực tiếp bánh răng khởi động đặt trên cùng một trục với nó vào

ăn khớp với vành răng bánh đà

b) Máy khởi động loại đồng trục

Hình 2 3.3 Máy khởi động loại đồng trục

Bánh răng khởi động được đặt trên cùng một trục với rôto và quay cùng tốc

độ với nó, đòn bẩy được nối với lõi thép của công tắc từ đẩy bánh răng khởiđộng ăn khớp với vành răng bánh đà

c) Máy khởi động loại bánh răng hành tinh

Hình 2 3.4 Máy khởi động loại bánh răng hành tinh

Máy khởi động loại bánh răng hành tinh dùng bộ truyền bánh răng hànhtinh để giảm tốc độ quay của rôto (phần ứng) Bánh răng khởi động ăn khớp vớivành răng bánh đà thông qua đòn bẩy giống như trường hợp máy khởi độngthông thường

d) Máy khởi động PS (Môtơ giảm tốc hành tinh - rôto thanh dẫn)

Hình 2 3.5 Máy khởi động PS

Máy khởi động loại này sử dụng các nam châm vĩnh cửu thay cho các cuộncảm Cơ cấu đóng ngắt bánh răng khởi động hoạt động giống như máy khởiđộng loại bánh răng hành tinh

e) Động cơ điện khởi động động cơ hybrid

Hình 2 3.6 Động cơ điện khởi động động cơ hybrid

Hình 2 3.7 Quá trình khởi động động cơ hybrid

Động cơ hybrid khởi động bằng cách lấy năng lượng cung cấp từ ắc quy tớiđộng cơ điện làm quay bánh đà và động cơ, trong đó quá trình chạy bình thường

sẽ vận hành đồng bộ động cơ điện còn có công dụng tăng cường cung cấp nănglượng để xe tăng tốc hoặc leo dốc Nó còn có công dụng thu hồi điện như mộtmáy phát điện và nạp điện cho ắc quy

2.3.4 Nguyên lý tạo ra mômen

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

Khi đặt một nam châm khác ở giữa hai cực từ, sự hút và đẩy của hai namchâm làm cho nam châm đặt giữa quay xung quanh tâm của nó (Hình 2.8)

Hình 2 3.8 Lực sinh ra giữa các nam châm

Mỗi đường sức từ không thể cắt ngang qua đường sức từ khác Nó dườngnhư trở nên ngắn hơn và cố đẩy những đường sức từ gần nó ra xa Đó là nguyênnhân 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 mộtkhung dây quấn như trên Hình 2.9 Khi dòng điện chạy xuyên qua khung dây, từthông sẽ xuyên qua khung dây

Hình 2.3.9 Khung dây trong từ trường

Chiều của đường sức từ sinh ra trên khung dây được xác định bằng qui tắcvặn nút chai

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

Hình 2.3.10 Đường sức của khung dây và nam châm

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

Đặt hai đầu khung dây lên điểm tựa để nó có thể quay Tuy nhiên, nó chỉ cóthể 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 dâydẫn từ sau đến trước phía cực bắc, trong khi dòng điện chạy từ trước ra sau phíacực nam và duy trì như vậy Điều đó làm nam châm tiếp tục quay

Hình 2.3.11 Lực từ sinh ra trên khung dây

 Hoạt động trong thực tế

Để ứng dụng lý thuyết này trong thực tế, trước tiên, người ta phải quấnnhiều khung dây để tăng từ thông từ đó sinh ra mômen lớn Tiếp theo, người tađặt một lõi thép bên trong các khung dây cũng nhằm tăng từ thông và tạo ramômen lớn

Thay vì sử dụng nam châm vĩnh cửu, người ta có thể dùng nam châm điệnlàm phẩn cảm

Quan hệ giữa cực từ của nam châm và dòng điện chạy qua nó có thể dùngqui tắc bàn tay phải để giải thích Hướng tất cả bốn ngón tay, trừ ngón tay cáicủa bàn tay phải theo chiều của dòng điện đi qua cuộn dây Khi đó, ngón cái sẽchỉ 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 2.3.12 Cấu tạo thực tế của động cơ máy khởi động

Hình 2.3.13 Dây quấn trong rôto

Cuộn dây phần ứng được quấn như Hình 2.13 Hai đầu của hai khung dâycạnh nhau được hàn với cùng một phiến đồng trên cổ góp Dòng điện chạy từchổi than dương đến âm qua các khung dây mắc nối tiếp

Nếu nhìn từ phía bánh răng khởi động, thì dòng điện có chiều như Hình2.14

Khi đó, chiều của dòng điện chạy qua các khung dây trong cùng một phần

tư rôto là như nhau Và nhờ thế chiều của từ trường sinh ra ở mỗi khung sẽkhông đổi khi cổ góp quay

Hình 2.3.14 Dòng điện trong rôto

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

Rôto quay theo chiều kim đồng hồ theo qui luật bàn tay trái

2.3.5 Khảo sát mạch điện và đặc tuyến của máy khởi động

Để xác định các đặc tuyến cơ bản của máy khởi động ( chủ yếu là phầnđộng cơ điện ), ta khảo sát mạch điện của một máy khởi động loại mắc nối tiếp

Sơ đồ tính toán được trình bày trên

Hình 2.3.15 Sơ đồ tính toán máy khởi động

Trong đó :

Rd : Điện trở dây cáp ắc quy Rst :Điện trở stato

Iđk : Cường độ dòng điện điều khiển Ra : Điện trở mạch

Ukđ :Hiệu điện thế của rôto và stato Ua : Hiệu điện thế mạch

Rr : Điện trở rô to Eo : Sức điện động của mạch

Eng : Sức điện động ngược

2.3.6 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của một số loại máy khởi động

Hình 2.3.16 Các bộ phận của máy khởi động

Ra

a Công tắc từ

Hình 2.3.17 Công tắc từ

Công tắc từ hoạt động như là một công tắc chính của dòng điện chạy tớimôtơ và điều khiển bánh răng khởi động bằng cách đẩy nó vào ăn khớp với vànhrăng khi bắt đầu khởi động và kéo nó ra sau khi khởi động Cuộn hút được quấnbằng dây có đường kính lớn hơn cuộn giữ và lực điện từ của nó tạo ra lớn hơnlực điện từ được tạo ra bởi cuộn giữ

2.4 Hệ thống cung cấp điện

2.4.1 Nhiệm vụ.

Hệ thống cung cấp điện có nhiệm vụ cung cấp năng lượng điện cho cácphụ tải với một hiệu điện thế ổn định ở mọi điều kiện làm việc của ôtô máy kéo

Để cung cấp năng lượng cho các phụ tải trên ô tô, cần phải có bộ phận tạo

ra nguồn năng lượng có ích Nguồn năng lượng này được tạo ra từ mát phát điệntrên ô tô Khi động cơ hoạt động, máy phát cung cấp điện cho các phụ tải và nạpđiện cho acquy Để đảm bảo toàn bộ hệ thống hoạt động một cách hiệu quả, antoàn Năng lượng đầu ra của máy phát và năng lượng yêu cầu cho các tải điệnphải thích hợp với nhau

2.4.2 Yêu cầu.

- Phải luôn tạo ra một điện áp ổn định (13,8V – 14,2V đối với hệ thống điện

14V) trong mọi chế độ làm việc của phụ tải.

- Máy phát phải có cấu trúc và kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhỏ, giáthành thấp và tuổi thọ cao

- Có độ bền cao trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm lớn, có thể làm việc ởnhững vùng có nhiều bụi bẩn, dầu nhớt và độ rung động lớn

- Ít chăm sóc và bảo dưỡng

2.4.3 Phân loại.

Hệ thống cung cấp điện trên ô tô thường có hai dạng sơ đồ thôngdụng như sau:

- Hệ thống cung cấp với máy phát điện một chiều

Hình 2.4.1 Sơ đồ hệ thống cung cấp điện với máy phát một chiều.

1_Máy phát; 2_Bộ ắc qui; 3_Đồng hồ ampe; 4_ Bộ điều chỉnh

điện.

- Hệ thống cung cấp điẹn với máy phát điện xoay chiều

Hình 2.4.2 Sơ đồ hệ thống cung cấp điện với máy phát xoay chiều.

1_Máy phát; 2_Bộ điều chỉnh điện; 3_Công tắc; 4_Đồng hồ ampe;

Ngoài ra, trong hệ thống cung cấp còn có:

- Bộ điều chỉnh điện (BĐCĐ) làm nhiệm vụ: phân phối chế độ làm việcgiữa ắc quy và máy phát; hạn chế và ổn định thế hiệu của máy phát để đảm bảo

an toàn cho các trang thiết bị điện trên xe; hạn chế dòng điện của máy phát đểđảm bảo an toàn cho các cuộn dây của nó

- Dụng cụ đo, kiểm tra: có thể là ampe kế hoặc đèn tín hiệu cho phép kiểmtra sự làm việc của ắc quy thông qua gía trị dòng phóng hoặc nạp của nó

- Công tắc cắt mát: dùng để cắt cực âm của ắc quy với mát khi ô tô máykéo không làm việc

2.4.4 Chế độ làm việc giữa accu – máy phát và sự phân bố tải trọng

Hình 2.4.3 Sơ đồ tính toán hệ thống cung cấp điện

Theo định luật Kirchhoff ta có thể viết:

a L L a mf L

a

L 1

L a a

L mf

E R R r U

1 1 1

R r 0

R 0

R r E

R 0 U

mf a a mf L a

L L a 1

a L L a mf

U r ) E (U

R r

R ) R r r

E R ) R r U I

L a mf

L a

L mf

a

r r r r R

r E R E U R

r

U r

R E

r U r

I

.

1 1 1 0

1

0

1 1

1 1

(1.7)

Trong đó:

I mf : dòng điện máy phát

E a ,r a : sức điện động và điện trở trong của accu

R L : điện trở tương đương các phụ tải điện

I L : dòng điện qua các phụ tải

I a : dòng điện nạp vào accu

r 1 : điện trở các cuộn dây máy phát và dây dẫn

Căn cứ vào biểu thức của các cường độ dòng điện nêu trên, ta có thể chia

sự phân tải giữa máy phát và accu làm ba chế độ:

 Chế độ thứ nhất: đây là chế độ không tải ứng với trường hợp không mắc

điện trở ngoài (máy phát chạy không tải) Khi đó RL   IL = 0 Ở chế độ

này, máy phát chủ yếu nạp cho ắc qui và dòng điện nạp phụ thuộc vào sự chênhlệch giữa hiệu điện thế hiệu chỉnh của máy phát và sức điện động của accu

;

 Chế độ thứ hai: Là chế độ tải trung bình Khi các phụ tải điện đang hoạt

động có điện trở tương đương R L < , sao cho I L < I mf, máy phát sẽ đảm nhậnnhiệm vụ cung cấp điện cho các phụ tải này và dòng nạp sẽ giảm Ở chế độ này,máy phát cung cấp điện cho hai nơi: một phần cho ắc qui và một phần cho phụ

tải Khi điện trở tương đương của các phụ tải đạt giá trị thì dòngnạp bằng không





1 a a mf L

a

L 1

a a

mf 1

r.

E R U

1 1 1

R r 0

R 0

1

E r 0

U 0 r

 Chế độ thứ ba: Là chế độ quá tải xảy ra trong trường hợp mở quá nhieµu

phụ tải Khi đó R L  0 Nếu điện trở tương đương của các phụ tải điện đang làm

mà độ sụt thế bên trong nhỏ, thích hợp để cung cấp điện cho máy khởi động dểkhởi động động cơ

Ắc quy còn cung cấp điện cho các tải điện quan trọng khác trong hệ thốngđiện, cung cấp một phần hoặc toàn bộ trong trường hợp động cơ chưa làm việchoặc đã làm việc mà máy phát điện chưa phát đủ công suất (động cơ đang làmviệc ở chế độ số vòng quay thấp): cung cấp điện cho đền đậu (parking lights),radio casette, CD, các bộ nhớ (đồng hồ, hộp điều khiển, …) hệ thống báo động,

2.4.6.3 Cấu tạo của ắc quy

Ắc quy bao gồm vỏ bình có các ngăn riêng, thường là 3 ngăn hoặc 6 ngăntùy theo loại ắc qui 6V hay 12V

Trong mỗi ngăn có đặt khối bản cực, có 2 loại bản cực: bản dương và bản

âm Các tấm bản cực được ghép song song và xen kẽ nhau, ngăn cách với nhaubằng các tấm ngăn Mỗi ngăn như vậy được coi là một ắc quy đơn Các ắc quyđơn được nối với nhau bằng các cầu nối và tạo thành bình ắc quy Dung dịchđiện phân trong ắc quy là axit sunfuric, được chứa trong từng ngăn theo mứcquy định thường không ngập các bản cực quá (10 – 15) mm

Hình 2.4.4 Cấu tạo bình ắc quy

Vỏ ắc quy được chế tạo bằng các loại nhựa êbônit hoặc cao su cứng, có độbền và khả năng chịu được axit cao Bên trong vỏ được ngăn thành các khoangriêng biệt, ở đáy có sống đỡ khối bản cực, tạo thành khoảng trống (giữa đáybình và khối bản cực) nhằm chống việc chập mạch do chất tác dụng rơi xuốngđáy trong quá trình sử dụng

Khung của các tấm bản cực được chế tạo bằng hợp kim chì- stibi (sb) vớithành phần (87- 95)% pb (+ 5 – 13)% sb Các lưới của bản cực dương được chếtạo từ hợp kim pb - sb có pha thêm (1,3 + 0,2) % kali và được phủ bởi lớp bộtdioxit chì Pb02 ở dạng xốp tạo thành bản cực dương Các lưới của bản cực âm cópha 0,2 % Ca + 0,1 % Cu và được phủ bởi bột chì Tấm ngăn giữa hai bản cực

làm bằng nhựa PVC và sợi thủy tinh có tác dụng chống chập mạch giữa các bảncực dương và âm, nhưng phải đảm bảo axit lưu thông qua được.

Chú ý: Bản cực dương luôn ít hơn bản cực âm một bản

Hình 2.4.5 Cấu tạo bản cực

Dung dịch điện phân là dung dịch axid sulfuric H2S04 có nồng độ (1,22-1,27) g/cm3, hoặc (1,29 -1,31) g/cm3 nếu ở vùng khí hậu lạnh Nồng độ dungdịch quá cao sẽ làm hỏng nhanh các tấm ngăn, rụng bản cực, các bản cực dễ bịsunfat hóa, khiến tuổi thọ của ắc qui giảm

2.4.7 Máy phát điện

2.4.7.1 Công dụng

Trên ô tô máy kéo máy phát điện là một nguồn cung cấp năng lượng chínhcho các phụ tải điện và nạp điện cho ắc quy Nguồn điện phải đảm bảo một hiệuđiện thế ổn định ở mọi chế độ phụ tải và thích ứng với mọi điều kiện môitrường

1 Máy phát điện xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu,thường

được sử dụng trên các xe gắn máy

2 Máy phát điện xoay chiều kích thích bằng điện từ có vòng tiếp điện (

Khi có dòng điện trong cuộn kích thì cuộn dây và ống thép dẫn từ trở thànhmột nam châm điện mà hai đầu ống thép là hai cực khác dấu

Stato (Phần ứng)

Gồm các khối thép hình trụ tạo bởi các lá thép kỹ thuật, phía trong có xẻnhiều rãnh phân bố đều để xếp các cuộn dây phần ứng (chúng gồm ba cuộn đặtlệch nhau 120o trong không gian) có thể đấu theo hình sao hay hình tam giác(

với các máy có công suất lớn) Mỗi pha gồm 6 cuộn dây con nối tiếp nhau, 3

đầu của 3 pha bắt vào bộ chỉnh lưu Các cuộn được dữ trong rãnh nhờ miếng

chêm và cách điện với stato bằng các tông cách điện

Hình 2.4.6 Cấu tạo máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ

Hình 2.4.7 Rô to máy phát điện xoay chiều kích thích bằng điện từ

1.Chùm cực từ tính S; 2 Chùm cực từ tính N; 3 Cuộn dây kích từ;

4 Các vòng tiếp điện; 5 Trục ro to; 6 ống thép từ