Nghiên cứu hệ thống khởi động trên xe Toyota Yaris 2009

i NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Hưng yên, ngày…..tháng…..năm 2023 Giảng viên hướng dẫn ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN 1 ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Hưng yên, ngày…tháng….năm 2023 Giảng viên phản biện 1 iii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN 2 ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Hưng yên, ngày…tháng….năm 2023 Giảng viên phản biện 2 iv MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN................................................ i NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN 1 ...............................................ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN 2 ..............................................iii MỤC LỤC............................................................................................................ iv DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................. vi DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................. vii MỞ ĐẦU............................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ............................................................ 2 1.1. Cơ sở lý luận đề tài và lịch sử vấn đề nghiên cứu. ........................................ 2 1.1.1. Tính cấp thiết của đề tài. ............................................................................. 2 1.1.2. Mục tiêu đề tài............................................................................................. 3 1.1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................... 3 1.1.4. Ý nghĩa, nhiệm vụ của đề tài....................................................................... 3 1.2. Các phương pháp nghiên cứu......................................................................... 4 1.2.1. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn. ............................................................ 4 1.2.2. Phương án nghiên cứu tài liệu..................................................................... 4 1.2.3. Phương pháp thống kê mô tả....................................................................... 5 1.3 Vai trò, sơ đồ, nhiệm vụ, phân loại hệ thống khởi động................................. 5 1.4 Sự hoạt động của hệ thống khởi động:............................................................ 6 1.4.1 Sự hoạt động của hệ thống khởi động trên ôtô hộp số thường: ................... 7 1.4.2. Sự hoạt động của hệ thống khởi động trên ôtô hộp số tự động: ................. 8 1.4.3 Nhiệm vụ:..................................................................................................... 9 1.4.4. Phân loại:..................................................................................................... 9 1.5. Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống khởi động. ...................................... 12 1.5.1 Các biện pháp cải thiện đặc tính làm việc của hệ thống khởi động trên ôtô........................................................................................................................ 13 1.5.2 Dùng bugi có hệ thống sấy. ...................................................................... 13 1.5.3 Phương pháp đổi nối tiếp điện áp trong quá trình khởi động .................... 14 1.6. Phân tích kết cấu máy khởi động loại giảm tốc. .......................................... 14 1.6.1 Công tắc từ < Rơle gài khớp>.................................................................... 14 1.6.2. Phần ứng và ổ bi........................................................................................ 17 1.6.3. Phần Cảm. ................................................................................................. 17 1.6.4. Chổi than và giá đỡ chổi than. .................................................................. 18 1.6.5. Hộp số giảm tốc. ....................................................................................... 19 1.6.6. Ly hợp một chiều ...................................................................................... 19 1.6.7. Bánh răng bendix và trục xoắn ốc............................................................. 20 1.6.8. Động cơ điện khởi động........................................................................... 21 1.7. Nguyên lý hoạt động của máy khởi động loại giảm tốc: ............................. 22 1.7.1 Nguyên lý tạo ra mô men:.......................................................................... 22 1.7.2 Nguyên lý quay liên tục. ............................................................................ 24 1.7.3. Lý thuyết trong động cơ điện thực tế........................................................ 25 1.8. Hệ thống khởi động...................................................................................... 26 v 1.8.1 Các chế độ làm việc của máy khởi động: .................................................. 28 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH KIỂM TRA,SỬA CHỮA VÀ CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN XE TOYOTA YARIS 2009.............................. 29 2.1 Xe cơ sở......................................................................................................... 29 2.2. Hư hỏng thường gặp.................................................................................... 30 2.3 Máy Khởi Động ............................................................................................ 32 2.3.1 Tháo máy khởi động: ................................................................................. 32 2.3.2. Quy trình kiểm tra ..................................................................................... 35 2.3.3. Quy Trình lắp máy khởi động................................................................... 44 2.4 Kiểm tra relay máy khởi động ...................................................................... 48 2.5. Relay cắt acc................................................................................................. 48 2.5.1 Quy trình tháo ............................................................................................ 49 2.5.2 Kiểm tra...................................................................................................... 51 2.5.3 Quy trình lắp .............................................................................................. 51 2.6. Relay đánh lửa.............................................................................................. 53 2.6.1 Quy trình tháo ............................................................................................ 53 2.6.2 Kiểm tra...................................................................................................... 54 2.6.3 Quy trình lắp .............................................................................................. 55 2.7 Khóa điện ...................................................................................................... 56 2.7.1 Quy trình tháo ............................................................................................ 57 2.7.2 Kiểm tra...................................................................................................... 58 2.7.3 Quy trình lắp .............................................................................................. 59 2.8 Relay tổ hợp .................................................................................................. 60 2.8.1. Quy trình tháo ........................................................................................... 60 2.8.2 Kiểm tra...................................................................................................... 61 2.8.3 Quy trình lắp .............................................................................................. 62 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH .............................................................. 63 3.1. Thiết kế và xây dựng khung......................................................................... 63 3.2. Lựa chọn và kiểm tra các chi tiết trên mô hình............................................ 65 3.2.1. Lựa chọn các chi tiết trên mô hình............................................................ 65 3.2.2. Kiểm tra các chi tiết .................................................................................. 67 3.3. Thiết kế mặt panel và cụm máy khởi động.................................................. 69 3.3.1. Thiết kế mặt panel..................................................................................... 69 3.3.2. Cụm máy khởi động.................................................................................. 71 3.4. Mô hình hoàn thiện ...................................................................................... 72 3.5. Hoạt động của mô hình. ............................................................................... 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................. 74 1.Kết Luận........................................................................................................... 74 2.Kiến nghị.......................................................................................................... 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 75 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật xe..................................................................................29 Bảng 2.2 Các hư hỏng thường gặp............................................................................30 Bảng 2.3 Quy trình tháo máy khởi động...................................................................32 Bảng 2.4 Quy trình lắp máy khởi động.....................................................................44 Bảng2.5 Quy trình tháo relay cắt acc ........................................................................49 Bảng 2.6 Quy trình lắp relay cắt acc .........................................................................51 Bảng 2.7 Quy trình tháo relay đánh lửa ....................................................................53 Bảng 2.8 Quy trình lắp relay đánh lửa .....................................................................55 Bảng 2.9 Quy trình tháo khóa điện ...........................................................................57 Bảng 2.10 Điện trở tiêu chuẩn của khóa điện ..........................................................58 Bảng 2.11 Quy trình lắp khóa điện ..........................................................................59 Bảng 2.12 Quy trình tháo relay tổ hợp.....................................................................60 Bảng 2.13 Điện trở tiêu chuẩn của relay IG2............................................................61 Bảng 2.14 Quy trình lắp relay tổ hợp........................................................................62 Bảng 31. Các chi tiết sử dụng trên mô hình.............................................................65 vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Vị trí làm việc máy khởi động .....................................................................6 Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống khởi động điện trên ôtô hộp số thường. .............................7 Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống khởi động điện trên ôtô hộp số tự động. ............................8 Hình 1.4 Phân loại máy khởi động.............................................................................9 Hình 1.5 Loại giảm tốc..............................................................................................10 Hình 1.6 Loại bánh răng đồng trục ..........................................................................11 Hình 1.7 Loại bánh răng hành tinh. .........................................................................11 Hình 1.8 Công tắc từ .................................................................................................15 Hình 1.9 Giai đoạn 1 .................................................................................................15 Hình1.10 Giai đoạn 2 ................................................................................................16 Hình 1.11 Giai đoạn 3 ...............................................................................................16 Hình 1.12 Phần ứng và ổ bi.......................................................................................17 Hình 1.13 Phần Cảm ................................................................................................18 Hình 1.14 Chổi than và giá đỡ chổi than .................................................................18 Hình 1.15 Hộp số giảm tốc .......................................................................................19 Hình 1.16 Ly hợp một chiều ....................................................................................19 Hình 1.18 Chiều đường sức từ .................................................................................22 Hình 1.19 Các đường sức từ ....................................................................................23 Hình 1.20 Khung dây trong từ trường......................................................................23 Hình 1.21 Đường sức từ trong khung dây................................................................23 Hình 1.22 Nguyên lý quay ........................................................................................24 Hình 1.23 Cổ góp, chổi than ....................................................................................24 Hình 1.24 Tăng mômen.............................................................................................25 Hình 1.26 Dùng nam châm điện ...............................................................................25 Hình 2.1 Xe Toyota Yaris 2009 ................................................................................29 Hình 2.2 Thực hiện phép thử kéo..............................................................................35 Hình 2.3 Tiến hành thử giữ. ......................................................................................36 Hình 2.4 Kiểm tra sự hồi về của bành răng...............................................................36 Hình 2.5 Tiến hành thử hoạt động không tải ............................................................37 Hình 2.6 Kiểm trả hở mạch cổ góp ...........................................................................37 Hình 2.7 Kiểm tra mát cổ góp...................................................................................38 Hình 2.8 Kiểm tra độ đảo cổ góp ..............................................................................38 Hình 2.9 Kiểm tra đường kính cổ góp ......................................................................39 viii Hình 2.10 Kiểm tra phần rãnh...................................................................................39 Hình 2.11 Kiểm tra điện trở giữa cực C và dây dẫn chổi than stato.........................40 Hình 2.12 Kiểm tra điện trở giữa dây chổi than và càng máy khởi động.................40 Hình 2.13 Kiểm tra chổi than....................................................................................41 Hình 2.14 Kiểm tra giá đỡ chổi than.........................................................................41 Hình 2.15 Kiểm tra cụm ly hợp.................................................................................42 Hình 2.16 Kiểm tra công tăc từ.................................................................................42 Hình 2.17 Kiểm tra hở mạch cuộn kéo .....................................................................43 Hình 2.18 Kiểm tra hở mạch cuộn kéo .....................................................................43 Hình 2.19 Kiểm tra relay máy khởi động .................................................................48 Hình 2.20 Relay cắt acc ............................................................................................48 Hinh2.21 Kiểm tra relay cắt acc................................................................................51 Hình 2.22 Relay đánh lửa..........................................................................................53 Hình 2.23 Kiểm tra relay đánh lửa............................................................................54 Hình 2.24 Khóa điện .................................................................................................56 Hình 2.25 Kiểm tra khóa điện...................................................................................58 Hình 2.26 Relay tổ hợp .............................................................................................60 Hình 3.1. Mẫu khung tiêu chuẩn...............................................................................64 Hình 3.2. Hàn,cắt và dựng khung mô hình ...............................................................64 Hình 3.3. Sơn và hoàn thiện khung...........................................................................65 Hình 3.4. Kiểm tra cụm giắc ECU ............................................................................68 Hình 3.5. Thiết kế đặt vị trí cá chi tiết trên AutoCAD..............................................69 Hình 3.6. Khoan, lắp chân giắc và đi dây các chi tiết...............................................69 Hình 3.7. Lắp đặt cụm bobin đánh lửa và giàn phun nhiên liệu ...............................70 Hình 3.8. Lắp các cảm biến, test bobin đánh lửa và giàn phun nhiên liệu ...............70 Hình 3.9. Lắp đặt ECU và cụm bánh răng tín hiệu G, NE........................................70 Hình 3.10. Panel sau khi lắp đặt nốt các cảm biến và chi tiết...................................71 Hình 3.11. Khung giá đỡ máy khởi động, máy phát điện .........................................71 Hình 3.12. Cụm khởi động và máy phát khi đã lắp lên khung .................................72 Hình 3.13. Hoàn thiện và lắp các các chi tiết lên mô hình........................................72 1 MỞ ĐẦU Ô tô hiện nay có một vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân, nó được dung để vận chuyển hành khách, hàng hóa và nhiều công việc khác. Nhờ sự phát triển của khoa học kỹ thuật và xu thế giao lưu, hội nhập quốc tế trong nhiều lĩnh vực sản xuất và đời sống, giao thông vận tải đã và đang là một ngành kinh tế kỹ thuật cần được ưu tiên của mỗi quốc gia. Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật và công nghệ, ngành ô tô đã có những tiến bộ vượt bậc về thành tựu kỹ thuật mới như: Điều khiển điện tử và kỹ thuật bán dẫn cũng như các phương pháp tính toán hiện đại đều được áp dụng trong ngành ô tô. Khả năng cải tiến, hoàn thiện và nâng cao để đáp ứng với mục tiêu chủ yếu về tăng năng suất, vận tốc, tại trọng có ích, tăng tính kinh tế, nhiên liệu, giảm cường độ lao động cho người lái, tăng tiện nghi sử dụng cho hành khách. Các loại xe ô tô hiện có ở nước ta rất đa dạng về chủng loại, phong phú về chất lượng do nhiều nước chế tạo. Trong đó các loại xe này rất tiện lợi, nó vừa mang tính việt dã vừa có thể đi trên các con đường địa hình và có thể chở được hàng hóa với khối lượng lớn. Trong thời gian học tập tại trường chúng em được trang bị những kiến thức về chuyên ngành để đánh giá quá trình học tập và rèn luyện, chúng em được khoa giao cho nhiệm vụ hoàn thành đồ án tốt nghiệp với nội dung: “Nghiên cứu hệ thống khởi động trên xe Toyota Yaris 2009”. Với kinh nghiệm và kiến thức còn ít nhưng được sự chỉ bảo tận tình của thầy Ths.Bùi Hà Trung em đã hoàn thành đồ án với thời gian quy định. Trong quá trình làm đồ án, dù bản than đã cố gắng, cộng với sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô và bạn bè xong do khả năng, tài liệu và thời gian còn có hạn chế nên khó có thể tránh khỏi sai xót. Qua đây em cũng xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy Ths.Bùi Hà Trung và các thầy, cô trong bộ môn đã tạo điều kiện để em hoàn thiện đồ án. Hưng Yên, ngày……..tháng…… năm 2023 Sinh viên thực hiện Hùng Bùi Mạnh Hùng 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1. Cơ sở lý luận đề tài và lịch sử vấn đề nghiên cứu. 1.1.1. Tính cấp thiết của đề tài. Ngành ô tô thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang phát triển mạnh mẽ với việc ứng dụng ngày càng nhiều những thành tựu công nghệ thông tin vào sản xuất và lắp đặt các linh kiện ô tô. Hệ thống khởi động trên ô tô là một bộ phận không thể thiếu trên một chiếc xe ô tô,. Hiện nay, cuộc cách mạng 4.0 đang diễn ra mạnh mẽ. Để đáp ứng được yêu cầu của cuộc cách mạng 4.0 nói chung cũng như cuộc cách mạng xanh của ngành công nghiệp ô tô nói riêng người kỹ sư phải được đào tạo một cách có khoa học, có hệ thống đáp ứng được nhu cầu xã hội hiện nay. Do đó, nhiệm vụ của các trường kỹ thuật là phải đào tạo cho học sinh, sinh viên có trình độ tay nghề cần thiết để đáp ứng nhu cầu công nghiệp ô tô hiện nay. Điều đó đòi hỏi người kỹ thuật phải có trình độ hiểu biết học hỏi sáng tạo để bắt kịp khoa học tiên tiến hiện đại, nắm bắt được những thay đổi về đặc tính kỹ thuật của từng loại xe dòng xe, đời xe…có thể chuẩn đoán hư hỏng và đưa ra phương án sửa chữa tối ưu. Vì vậy người kỹ thuật viên trước đó phải được đào tạo với một phương trình đào tạo tiên tiến, hiện đại cung cấp đầy đủ kiến thức lý thuyết cũng như thực hành. Trên thực tế trong các trường đại học, cao đẳng kỹ thuật của nước ta hiện nay thì trang thiết bị cho học sinh, sinh viên thực hành còn thiếu thốn rất nhiều. Các kiến thức mới có tính khoa học kỹ thuật cao còn chưa được khai thác đưa vào thực tế giảng dạy, các bài tập hướng dẫn thực hành, thực tập còn thiếu thốn. Vì vậy mà người kỹ sư, kỹ thuật viên gặp nhiều khó khăn trong quá trình nâng cao tay nghề, trình độ hiểu biết, tiếp xúc với những kiến thức, thiết bị tiên tiến hiện đại trong thực tế còn nhiều hạn chế.Từ những lý do trên có thể thấy đề tài: “Nghiên cứu hệ thống khởi động trên xe Toyota Yaris 2009” là rất cấp thiết, có ý nghĩa cao trong thực tiễn. 3 1.1.2. Mục tiêu đề tài. Từ nhiệm vụ chính của đề tài đặt ra là nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình hệ thống khởi động nội dung nghiên cứu của đề tài được thực hiện với các mục đích sau: − Phân tích kết cấu, nguyên tắc hoạt động của hình hệ thống khởi động trên xe Toyota. − Đánh giá kết quả thực tế, đề xuất phương án xây dựng hình hệ thống khởi động. − Với mục đích thiết kế mô hình phục vụ cho việc giảng dạy, nghiên cứu nên mô hình ngoài việc phải thể hiện được tính thực tế của hệ thống thông minh còn phải có tính sư phạm và tính thẩm mỹ. 1.1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. − Đối tượng nghiên cứu là hệ thống khởi động trên xe Toyota Yaris 2009 (động cơ 2NZFE). − Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu hệ thống khởi động trên xe Toyota Yaris 2009, từ đó làm nền tản cho nghiên cứu và ứng dụng rộng hơn. Tình hình, thực trạng về sự phát triển của khoa học kỹ thuật tiên tiến nhưng trong thực tế các trang thiết bị cho học sinh, sinh viên thực hành về: Hệ thống khóa và mở cửa trên xe còn thiếu thốn nhiều. Các kiến thức mới có tính khoa học kỹ thuật cao còn chưa được khai thác và đưa vào nội dung giảng dạy, nghiên cứu, học tập còn chưa được chú trọng quan tâm. Hệ thống bài tập, tài liệu nghiên cứu, tài liệu tham khảo về “Hệ thống khởi động” phục vụ cho học tập và nghiên cứu cũng như ứng dụng trong thực tế chưa nhiều. 1.1.4. Ý nghĩa, nhiệm vụ của đề tài. • Ý nghĩa đề tài: − Đề tài giúp sinh viên có thể củng cố kiến thức, tổng hợp và nâng cao kiến thức chuyên ngành cũng như kiến thức ngoài thực tế, xã hội. − Đề tài khi được hoàn thành cũng sẽ là nguồn tài liệu tham khảo cho các bạn học sinh, sinh viên muốn tra cứu tìm hiểu về hệ thống khởi động của ô tô. 4 − Hoàn thành đề tài đã giúp cho chúng em được hiểu biết sâu hơn về hệ thống khởi động trên ô tô và hơn thế là giúp cho chúng em làm quen hơn về nghiên cứu để có thể phụ cho công việc sau này. • Nhiệm vụ: − Nghiên cứu tổng quan về hệ thống khởi động trên ô tô. − Thiết kế, xây dựng mô hình hệ thống điện động cơ trên ô tô. − Phân tích, đánh giá kết quả. 1.2. Các phương pháp nghiên cứu 1.2.1. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn. a) Khái niệm: Là phương pháp trực tiếp tác động vào đối tượng trong thực tiễn làm bộc lộ bản chất và các quy luật vận động của đối tượng. b) Các bước thực hiện: Bước 1: Quan sát, tìm hiểu thông số kết cấu “Hệ khởi động trên xe ôtô”. Bước 2: Chọn linh kiện và vật liệu. Bước 3: Kiểm tra và chạy thử. Bước 4: Lắp ráp và hoàn thiện mô hình. 1.2.2. Phương án nghiên cứu tài liệu. a) Khái niệm: Là phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứu các văn bản, tài liệu đã có sẵn bằng các thao tác tư duy logic để rút ra kết luận khoa học cần thiết. b) Các bước thực hiện: Bước 1: Thu thập, tìm tòi các tài liệu về hệ thống khởi động trên xe. Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống chặt chẽ theo từng bước, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cơ sở và bản chất nhất định. 5 Bước 3: Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu nói về “Hệ thống khởi động trên xe ô tô Toyota Yariss 2009 ”, phân tích kết cấu, nguyên lý làm việc một cách khoa học. Bước 4: Tổng hợp kết quả đã phân tích được, hệ thống hóa các kiến thức liên quan tạo ra một hệ thống lý thuyết đầy đủ và sâu sắc. 1.2.3. Phương pháp thống kê mô tả. a) Khái niệm: Là phương pháp tổng hợp kết quả nghiên cứu thực tiễn và nghiên cứu tài liệu để đưa ra kết luận chính xác, khoa học. b) Các bước thực hiện: Từ thực tiễn nghiên cứu các tài liệu, lý thuyết đưa ra hệ thống bài tập thực hành, bảo dưỡng, sửa chữa, khắc phục hư hỏng của hệ thống khởi động trên xe ôtô. 1.3 Vai trò, sơ đồ, nhiệm vụ, phân loại hệ thống khởi động. 1.3.1. Vai trò. Hệ thống khởi động đóng vai trò quan trọng nhất trong hệ thống điện ôtô.Hệ thống khởi động sử dụng năng lượng từ bình acquy và chuyển năng lượng này thành cơ năng quay máy khởi động. Máy khởi động truyền cơ năng này cho bánh đà trên trục khuỷu động cơ thông qua việc gài khớp. Chuyển động của bánh đà làm hỗn hợp khí nhiên liệu được hút vào bên trong xylanh, được nén và đốt cháy để quay động cơ. Hầu hết các động cơ đòi hỏi tốc độ quay khoảng 200rpm. Khi bạn khởi động, động cơ nó không thể tự quay với công suất của nó. Trước khi tia lửa điện xuất hiện ta phải dùng lực từ bên ngoài để làm quay động cơ. Máy khởi động thực hiện công việc này. Máy khởi động sẽ ngừng hoạt động khi động cơ đã nổ 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 6 trên hầu hết các dòng xe hiện nay. Một công tắc từ công suất lớn hay Solenoid sẽ đóng mở motor. 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. Hình 1.1 Vị trí làm việc máy khởi động 1.4 Sự hoạt động của hệ thống khởi động: Máy khởi động thông thường bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình 21. 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 7 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. 1.4.1 Sự hoạt động của hệ thống khởi động trên ôtô hộp số thường: Hình 1.2. 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 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. 8 1.4.2. Sự hoạt động của hệ thống khởi động trên ôtô hộp số tự động: Hình 1.3. 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 NP > chân 50 > mass. Hệ thống khởi động bao gồm : máy khởi động (động cơ điện), ắc quy và mạch khởi động ( trong mạch khởi động gồm có dây nối từ ăc quy đến máy khởi động ), rơle kéo đóng máy khởi động và công tắc ( khoá) khởi động. Sơ đồ khối của hệ thống được minh hoạ trên hình. 9 1.4.3 Nhiệm vụ: Hệ thống khởi động trên ô tô có nhiệm vụ khởi động động cơ bằng cách kéo động cơ quay với tốc độ cần thiết, đảm bảo cho động cơ có thể tạo hòa khí và nén hòa khí đến nhiệt độ thích hợp để quá trình cháy hòa khí và sinh công diễn ra. Tốc độ vòng quay khởi động tối thiểu của động cơ xăng khoảng 50100 vp và của động cơ diesel khoảng 100 200 vp. 1.4.4. Phân loại: Hiện nay hệ thống khởi động thường sử dụng 3 loại máy khởi động (Hình 1.4): Hình 1.4 Phân loại máy khởi động. − Loại giảm tốc: loại R và loại RA. − Loại bánh răng đồng trục ; loại G và loại GA. − Loại bánh răng hành tinh: loại P. 10 ❖ Loại giảm tốc : Hình 1.5 Loại giảm tốc Motor khởi động bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình vẽ dưới. Đó là kiểu của bộ khởi động có sự kết hợp, tốc độ motor cao và sự điều chỉnh của bánh răng giảm tốc. Toàn bộ motor nhỏ hơn và nhẹ hơn motor khởi động thông thường, nó vận hành ở tốc độ cao hơn. Bánh răng giảm tốc chuyển mô men xoắn tới bánh răng chủ động ở 14 đến 13 tốc độ motor. Bánh răng chủ động quay nhanh hơn bánh răng trên bộ khởi động thông thường và mô men xoắn lớn hơn rất nhiều (công suất khởi động). Bánh răng giảm tốc được gắn trên một vài trục như bánh răng chủ động.Và khác với bộ khởi động thông thường, công tắc từ đẩy trực tiếp bánh răng chủ động(không qua cần dẫn động) tới ăn khớp với vòng răng bánh đà. Động cơ điện nhỏ gọn với tốc độ cao được sử dụng để quay hộp số giảm tốc, như vậy sẽ làm tăng momen khởi động. Công tắc từ chỉ để đẩy bánh răng bendix gây ra. Được sử dụng rộng dãi trên xe nhỏ gọn và nhẹ. ❖ Loại bánh răng đồng trục: Motor khởi động thông thường bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình vẽ. 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. 11 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. Công suất đầu ra là 0.8, 0.9 và 1KW. Trong hầu hết trường hợp thay thế bộ khởi động cho motor cũ bằng motor có bánh răng giảm tốc. Bánh răng bendix được lắp ở cuối của truc rotor. Lực của công tắc từ đẩy bánh răng bendix nhờ đòn dẫn hướng. Sử dụng chủ yếu trên xe nhỏ. Hình 1.6 Loại bánh răng đồng trục ❖ Loại bánh răng hành tinh: Hình 1.7 Loại bánh răng hành tinh. 12 Bánh răng hành tinh cũng dùng để giảm tốc nhằm tăng momen quay. Trục rotor sẽ truyền lực qua bánh răng hành tinh đến bánh răng bendix. Nhờ trọng lượng nhỏ momen lớn, ít tiếng ồn. Nên được sử dụng ở nhiều loại xe nhỏ đến trung bình. 1.5. Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống khởi động. Do tính chất, đặc điểm và chức năng nhiệm vụ của hệ thống khởi động như đã trình bày ở trên, những yêu cầu kỹ thuật cơ bản đối với hệ thống khởi động điện bao gồm: a) Kết cấu gọn nhẹ, chắc chắn làm việc ổn định với độ tin cậy cao. b) Lực kéo tái sinh ra trên trục của máy khởi động phải đảm bảo đủ lớn, tốc độ quay cũng phải đạt tới trị số nào đó để cho trục khuỷu của động cơ ôtô quay nhất định. c) 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 d) 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. Công suất tối thiểu của máy khởi động trong hệ thống khởi động điện được tính theo công thức sau: Pkđ = Mc.Π.nmin30 (w) Trong đó nmin tốc độ quay nhỏ nhất tương ứng với trạng thái nhiệt đọ của động cơ ôtô khi khởi động, vong phút ( với trị số tốc độ này, động cơ ôtô phải tự động làm việc được sau ít nhất hai lần khởỉ động, thời gian khởi động kéo dài khôngo quá 10s đối với động cơ xăng và không quá 15s đối với động cơ diezen, khoảng thời gian cách giữa hai lần khởi động liên tiếp không quá 60s). trị số nmin phụ thuộc vào loại động cơ, số lượng xilanh cáo trong động cơ và nhiệt độ của động cơ ôtô lúc bắt đầu khởi động. trị số tốc độ đó bằng: − nmin =(4050) vòng đối với động cơ xăng. − nmin =(80120) v òng phút đối với động cơ diezen. Mc – mômen cản trung bình của động cơ ôtô trong quá trình khởi động, N.m. 13 Mômen cản khởi động của động cơ ôtô bao gồm cản do lực ma sát của các chi tiết có truyển động tương đối so với động cơ ôtô khi khởi động gây ra mômen cản khí nén hỗn hợp công tác trong xilanh của động cơ ôtô. trị số của Mc phụ thuộc vào loại động cơ, số lượng xilanh có trong động cơ và nhiệt độ động cơ khi khởi động. 1.5.1 Các biện pháp cải thiện đặc tính làm việc của hệ thống khởi động trên ôtô. 1.5.2 Dùng bugi có hệ thống sấy. 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 thấp, 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(nmin) − 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. − Dung lượng phóng điện của ắc quy ở nhiệt độ thấp giảm. 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 bugi có bộ phận sấy. Bugi 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. Bugi 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), cong đối với động cơ điêzen tạo 14 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 bugi, 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. 1.5.3 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 đánh 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 tắc 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. Phân tích kết cấu máy khởi động loại giảm tốc. 1.6.1 Công tắc từ < Rơle gài khớp> Rơle kéo có hai cuộn dây: Cuộn dây hút 11(Wh) và cuộn dây giữ tác động và cặp tiếp điểm 5 đóng, lúc này cả hai cuộn dây trên đều có dòng điện chảy qua, từ thông sinh ra trong hai cuộn dây đó tác dụng cùng chiều và có tác dụng hút lõi thép 13. Lúc này đĩa tiếp xúc bằng đồng 8 chưa nối các tiếp điểm 7, 9 và 10 cho nên phần ứng 15(M) và cuộn dây kích từ 16(WKT) được đấu với ắcquy thông qua cuộn dây hút 11(Wh) trong trường hợp này tương ứng với K1 kín còn K2 hở, vì vậy trị số điện áp đặt lên động cơ không lớn sẽ làm cho trục động cơ xoay đi một góc nhỏ tạo điều kiện cho bánh răng khởi động cơ thể tự lựa tốt hơn trong quá trình đi vào ăn khớp với vành bánh răng bánh đà. Khi tiếp điểm 910 kín, trong trường hợp này tương ứng với K1 và K2 đều kín, cuộn dây hút 11 (Wh) bị nối tắt, động cơ điện khởi động được nối trực tiếp với ácquy, điện áp đặt lên động cơ khởi động bằng trị số định mức, làm cho qúa trình khởi động thực hiện được một cách dễ dàng. 15 Hình 1.8 Công tắc từ 1. Cuộn hút 5. Trục lõi. 2. Cuộn giữ 6. Lõi. 3. Bi thép 7. Lò xo dẫn động. 4. Lò xo hoàn lực 8. Tiếp điểm chính. Công tắc từ có chức năng là kéo và đẩy bánh răng bendix ra khi đề, nó có tác dụng như công tắc đóng mở dòng điện cho động cơ điện. Khi khởi động động cơ công tắc từ thực hiện theo 3 bước: 1. Hút 2. Giữ 3. Hồi vị. • Giai đoạn 1: Hút.(Hình 1.2) Hình 1.9 Giai đoạn 1 Khi khoá điện ở vị trí Star lõi của công tắc từ được hút bởi sức từ động của cuộn hút và cuộn giữ. 16 Công tắc ở vị trí Star → Dòng điện qua cuộn hút và cuộn giữ→ Cuộn hút và cuộn giữ sinh từ→ Lõi bị hút vào→ Tiếp điểm chính đóng→ Bắt đầu quay. • Giai đoạn 2: Giữ. (Hình1.3) Hình1.10 Giai đoạn 2 Khi tiếp điểm chính đóng, động cơ điện quay để khởi động động cơ. Khi tiếp điểm chính đóng lõi được giữ bằng sức từ động của cuộn giữ. Tiếp điểm chính đóng →Cuộn hút bị ngắt điện→ Chỉ có cuộn giữ làm việc→ Động cơ điện quay→ Động cơ khởi động. • Giai đoạn 3: Hồi vị.(Hình 1.4) Hình 1.11 Giai đoạn 3 Khi động cơ đã nổ, trả công tắc máy về vị trí off. Lõi trả về làm tiếp điểm hở ra, máy khởi động ngừng quay. 17 Công tắc từ khởi động ở vị trí off→ Cuộn hút và cuộn giữ có dòng điện→ Lực từ của hai cuộn khử nhau→ Lõi trở về nhờ lò xo hoàn lực→ Tiếp điểm chính hở→ Ngừng quay < kết thúc>. 1.6.2. Phần ứng và ổ bi. Hình 1.12 Phần ứng và ổ bi 1. Ổ bi 2. Cổ góp 3. Lõi phần ứng 4. Khung dây phần ứng. Phần ứng và ổ bi có chức năng sinh ra mô men đồng thời giữ cho đông cơ điện ở tốc độ cao. 1.6.3. Phần Cảm. Phần cảm có chức năng tạo ra từ trường cần thiết cho động cơ điện và là chỗ bố trí cuộn dây kích từ, lõi cực của nó đồng thời là nơi đi qua của đường Cả cực và lõi cực được chế tạo bằng lõi sắt, nghĩa là chúng dễ dàng dẫn từ. Có 3 kiểu đấu dây cuộn kích: Nối tiếp, song song và hỗn hợp. 18 Hình 1.13 Phần Cảm 1. Phần cảm 2. Chổi tha 3. Lõi cực 4. Cuộn dây kích từ 1.6.4. Chổi than và giá đỡ chổi than. Hình 1.14 Chổi than và giá đỡ chổi than 1. Giá đỡ chổi than 2. Lõ xo chổi than 3. Chổi than 4. Khung nối mass Chổi than và giá đỡ chổi than cho phép dòng điện chạy qua phần ứng một chiều, đồng thời giữ ổn định lõi ép chổi than Chổi than được chế tạo bằng hợp kim đồng và cacbon . Cho phép dẫn nhiệt tốt và chống mòn. Lực của lò xo chổi than ép chổi than ngăn roto quay quá nhanh. 19 Làm roto ngừng ngay khi ngắt đề. 1.6.5. Hộp số giảm tốc. Hộp số giảm tốc làm nhiệm vụ truyền mô men của mô tơ và giảm tốc độ của chúng để tăng mômen Tỷ số truyền của hộp số giảm tốc từ 13 ÷ 14. Có ly hợp một chiều được lắp bên trong. Hình 1.15 Hộp số giảm tốc 1. Bánh răng phần ứng 2. Bánh răng phần trung gian 3. Ổ lăn 4. Bánh răng ly hợp 5. Bánh răng ly hợp. 1.6.6. Ly hợp một chiều Hình 1.16 Ly hợp một chiều 1. Bánh răng ly hợp 2. Bi đũa. 2. 3. Lò xo ly hợp. 4. Chốt trục. 20 Khi động cơ đang khởi động, một áp lực lớn đặt lên mặt tiếp xúc lên răng của bánh răng bendix và vòng răng bánh đà. Một khi động cơ đã nổ, hoạt động của bộ ly hợp quá tốc < ly hợp một chiều >. Làm bánh đà quay trơn bánh răng bendix và momen từ bánh đà của động cơ không thể truyền đến máy khởi động. Áp suất trên bề mặt răng của bánh răng trở nên nhỏ hơn, cho phép bánh răng bendix dễ ra khớp với bánh đà Ly hợp một chiều truyền momen quay của động cơ điện đến động cơ quay bánh răng bendix. Ngăn chặn sự truyền ngược lại khi động cơ đã nổ. Bi đũa được đặt bên trong hộp truyền động, cho phép bánh răng bendix quay trơn theo chỉ một chiều. 1.6.7. Bánh răng bendix và trục xoắn ốc Hình 1.17 Bánh răng bendix và trục xoắn ốc Bánh răng bendix và trục xoắn ốc truyền momen của khởi động cho động cơ. Đưa bánh răng bendix ăn khớp với vòng răng bánh đà. Giúp bánh răng bendix vào khớp và ra khớp. Bánh răng bendix được vát mặt để dễ vào khớp với vòng răng bánh đà. Trục xoắn chuyền lực quay của động cơ điện thành lực đẩy bánh răng. Tỉ số truyền của cặp bánh răng: Bánh răng của máy khởi động và vành bánh răng bánh đà của động cơ ôtô thường chọn bằng( i=918). Để tránh hiện tượng cắt chân răng ở bánh răng của bánh răng này thường chọn từ 9 đến 11 răng. Để hạn chế kích thước của vành bánh răng bánh đà đối với một số động cơ điện khởi 21 động công suất lớn thường có thêm bộ truyền bánh răng trung gian. Bộ truyền này có thề là một cặp bánh răng trụ hoặc bộ truyền bánh răng hành trình. Khớp truyền động là cơ cấu truyền mômen từ động cơ điện của máy khởi động (MKĐ) đến vành bánh răng bánh đà của động cơ ôtô. Với tỷ số truyền trên bánh răng của MKĐ phải quay 10 hoặc 20 vòng để kéo vành bánh răng bánh đà quay được 1 vòng. Khi hoạt động, tốc độ của rôto động cơ điện đạt trị số trong khoảng(20003000) vòngphút sẽ kéo trục khuỷu của động cơ ôtô quay khoảng 200 vòng phút đủ cho động cơ ôtô khởi động được. Sau khi động cơ đã nổ, số vòng quay độc lập của nó có thể lên đến (3000 4000) vòng phút. Nếu lúc này bánh răng của động cơ điện trong MKĐ còn ăn khớp với vành bánh răng bánh đà, rôto của động cơ điện trong MKĐ sẽ bị cuốn theo với vận tốc (30004000) vòng phút. Với tốc độ lớn như vậy, lực li tâm do nó tạo ra cực mạnh sẽ làm bung tất cả dây quấn ra khỏi rãnh của rôto và phá hỏng cổ góp của động cơ điện trong MKĐ. Khớp truyền động cơ trong MKĐ có các nhiệm vụ sau: − Truyền mômen của MKĐ làm quay vành bánh răng bánh đà động cơ ôtô. Bảo vệ MKĐ bằng cách tách rôto của động cơ điện khỏi động ra khỏi vành bánh răng bánh đà khi động cơ ôtô đã nổ được. Cơ cấu truyền động được được thiết kế theo hai kiểu: Kiểu văng ra: Khi khởi động, bánh răng của khớp truyền động sẽ văng từ trong rôto ra ngoài để ăn khớp với vành bánh răng bánh đac của đông cơ ôtô. 1.6.8. Động cơ điện khởi động. Động cơ dùng trong hệ thống khởi động là động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp hoặc hỗn hợp. Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp có mômen khởi động lớn song có nhược điểm là tốc độ không tải(ω0) quá lớn, ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ làm việc của động cơ. Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp tuy mômen khởi động không lớn bằng so với động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp nhưng trị số tốc độ không tải bé hơn. 22 Khi hệ thống khời động làm việc, dòng điện khởi động có trị số rất lớn( từ 150 đến 300 A đối với động cơ của xe du lịch, với động cơ trên xe vận tải dòng điện khởi động có thể đạt tới 16001800). Để đảm bảo truyền được công suất từ động cơ điện khởi động sang động cơ ô tô, tránh tổn thất điện áp trên đường dây nối từ ácquy đến động cơ điện khởi động và ở các chỗ tiếp xúc, yêu cầu điện trở của động cơ điện khởi động và ở các chỗ tiếp xúc, yêu cầu điện trở của động cơ điện khởi động phải đủ nhỏ( khoảng 0,02Ω), sụt áp ở vùng tiếp xúc giữa chổi than va cổ góp của động cơ điện khởi động cho phép trong khoảng(1,52)V. Các chổi than tiếp điện của động cơ khởi động thường làm bằng đồng đỏ. Công suất điện từ của động cơ điện khởi động được tính theo công thức sau: Trong đó : − P2—công suất cơ cần thiết để khởi động động cơ ôtô, W. − _ Hiệu suất của động cơ điện khởi động. Trị số này thường lấy bằng (0,850,88). 1.7. Nguyên lý hoạt động của máy khởi động loại giảm tốc: Nguyên lý hoạt động của máy khởi động dựa trên các nguyên lý sau: − Nguyên lý tạo ra mô men − Nguyên lý quay liên tục − Lý thuyết trong động cơ điện 1.7.1 Nguyên lý tạo ra mô men: 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 sự đẩy của hai nam châm làm cho nam châm đặt giữa quay quanh tâm của nó. Hình 1.18 Chiều đường sức từ 23 Mỗi đường sức từ không thể cắt ngang qua đường sức khác.Nó dường như trở thành ngắn hơn và cố đẩy những đưòng sức gần nó ra xa. Đó là nguyên nhân làm nam châm ở giữa quay theo chiều kim đồng hồ. Hình 1.19 Các đường sức từ Trong động cơ điện thực tế phần giữa là khung dây. Hình 1.20 Khung dây trong từ trường Khi dòng chạy xuyên qua khung dây từ thông sẽ bao quanh khung dây. Hình 1.21 Đường sức từ trong khung dây Khi chiều của từ trường trùng nhau, đường sức từ trở nên mạnh hơn . 24 Khi chiều của từ trường đối ngược thì đường sức từ trở nên yếu đi . Những đường sức cùng chiều trở nên dày, trong khi những đường sức ngược chiều trở nên mỏng. Lực sinh ra trong khung dây cung cấp năng lượng làm quay động cơ điện. 1.7.2 Nguyên lý quay liên tục. Đặt hai đầu khung dây lên điểm tựa để nó có thể quay. Tuy nhiên khung dây chỉ tiếp tục quay khi lực sinh ra theo chiều cũ. Hình 1.22 Nguyên lý quay Khi khung dây có gắn cổ góp và chổi than được quay, dòng điện chạy qua dây dẫn từ sau đến trước phía cực bắc của nam châm.Trong khi dòng chạy từ trước ra sau phía cực nam của nam châm. Điều đó làm khung dây tiếp tục quay. Hình 1.23 Cổ góp, chổi than 25 1.7.3. Lý thuyết trong động cơ điện thực tế. Hình 1.24 Tăng mômen Trước tiên ta phải quấn nhiều khung để tăng từ thông để sinh ra momen lớn. Tiếp theo ta đặt một lõi sắt bên trong các khung dây cũng nhằm tăng từ thông để tạo ra momen lớn. Hình 1.25 Tăng từ thông Thay vì sử dụng nam châm vĩnh cửu, ta có thể dùng nam châm điện. Để tốc độ của động cơ điện quay cao và quay êm người ta thường dùng nhiều khung dây. Hình 1.26 Dùng nam châm điện 26 1.8. Hệ thống khởi động. Hình 1.27 : Sơ đồ nguyên lý của hệ thống máy khởi động 1. Máy phát điện 9. Tiếp điểm 2. Bộ tiết chế 10. Tiếp điểm 3. Công tắc khởi động 11. Cuộn dây hút của Rơle 4. Rơle khởi động 12. Cuộn dây giữ của Rơle 5. Tiếp điểm 13. Lõi thép của rơle kéo 6. Biến áp đánh lửa 14.Bánh răng ăn khớp 7. Tiếp điểm 15. Phần ứng của ĐC điện khởi động 8. Đĩa tiếp điện bằng đồng 16. Cuộn dây kích từ − Nguyên lý làm việc HTKĐ Khi quay chìa khoá trong ổ khoá khởi động ( công tắc ) 3 sang bên phải (hoặc nhấn nút khởi động nếu có trên ôtô), cuộn hút của rơle khởi động 4 có điện, rơle kkởi động tác động cặp tiếp điểm 5 của nó đóng lại. Khi đó cuộn dây hút 11, cuộn dây kích từ 16 và phần ứng 15 của động cơ điện khởi động được cấp điện theo mạch từ cực dương ắcquy (+A) →cặp tiếp điểm 5 của rơle khởi động → cuộn hút 11 của rơle → cuộn dây kích từ 16 của động cơ điện khởi động → phần ứng 15 của động cơ điện khởi động→ mát ( vỏ máuy ). Còn cuộn dây 27 giữ 12 của rơle kéo đựơc cấp nguồn theo mạch từ dương cực ắc quy (+A )→cặp tiếp điểm 5 của rơle khởi động →cuộn giư 12 của rơle kéo → mát máy ( vỏ máy ). Trong trường hợp này, từ thông sinh ra trong cuộn hút 11 và trong cuộn giữ 12 tác dụng cùng chiều nhau, lực điện từ của rơle kéo sẽ kéolõi thép 13 chuyển động sang bên trái, cánh ta

Trang 1

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

………

Hưng yên, ngày… tháng… năm 2023 Giảng viên hướng dẫn

Trang 2

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN 1

………

Hưng yên, ngày…tháng….năm 2023 Giảng viên phản biện 1

Trang 3

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN 2

………

Hưng yên, ngày…tháng….năm 2023 Giảng viên phản biện 2

Trang 4

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN 1 ii

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN 2 iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 2

1.1 Cơ sở lý luận đề tài và lịch sử vấn đề nghiên cứu 2

1.1.1 Tính cấp thiết của đề tài 2

1.1.2 Mục tiêu đề tài 3

1.1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

1.1.4 Ý nghĩa, nhiệm vụ của đề tài 3

1.2 Các phương pháp nghiên cứu 4

1.2.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 4

1.2.2 Phương án nghiên cứu tài liệu 4

1.2.3 Phương pháp thống kê mô tả 5

1.3 Vai trò, sơ đồ, nhiệm vụ, phân loại hệ thống khởi động 5

1.4 Sự hoạt động của hệ thống khởi động: 6

1.4.1 Sự hoạt động của hệ thống khởi động trên ôtô hộp số thường: 7

1.4.2 Sự hoạt động của hệ thống khởi động trên ôtô hộp số tự động: 8

1.4.3 Nhiệm vụ: 9

1.4.4 Phân loại: 9

1.5 Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống khởi động 12

1.5.1 Các biện pháp cải thiện đặc tính làm việc của hệ thống khởi động trên ôtô 13

1.5.2 Dùng bu-gi có hệ thống sấy 13

1.5.3 Phương pháp đổi nối tiếp điện áp trong quá trình khởi động 14

1.6 Phân tích kết cấu máy khởi động loại giảm tốc 14

1.6.1 Công tắc từ < Rơle gài khớp> 14

1.6.2 Phần ứng và ổ bi 17

1.6.3 Phần Cảm 17

1.6.4 Chổi than và giá đỡ chổi than 18

1.6.5 Hộp số giảm tốc 19

1.6.6 Ly hợp một chiều 19

1.6.7 Bánh răng bendix và trục xoắn ốc 20

1.6.8 Động cơ điện khởi động 21

1.7 Nguyên lý hoạt động của máy khởi động loại giảm tốc: 22

1.7.1 Nguyên lý tạo ra mô men: 22

1.7.2 Nguyên lý quay liên tục 24

1.7.3 Lý thuyết trong động cơ điện thực tế 25

1.8 Hệ thống khởi động 26

Trang 5

1.8.1 Các chế độ làm việc của máy khởi động: 28

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH KIỂM TRA,SỬA CHỮA VÀ CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN XE TOYOTA YARIS 2009 29

2.1 Xe cơ sở 29

2.2 Hư hỏng thường gặp 30

2.3 Máy Khởi Động 32

2.3.1 Tháo máy khởi động: 32

2.3.2 Quy trình kiểm tra 35

2.3.3 Quy Trình lắp máy khởi động 44

2.4 Kiểm tra relay máy khởi động 48

2.5 Relay cắt acc 48

2.5.1 Quy trình tháo 49

2.5.2 Kiểm tra 51

2.5.3 Quy trình lắp 51

2.6 Relay đánh lửa 53

2.6.2 Kiểm tra 54

2.7 Khóa điện 56

2.7.2 Kiểm tra 58

2.8 Relay tổ hợp 60

2.8.2 Kiểm tra 61

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH 63

3.1 Thiết kế và xây dựng khung 63

3.2 Lựa chọn và kiểm tra các chi tiết trên mô hình 65

3.2.1 Lựa chọn các chi tiết trên mô hình 65

3.2.2 Kiểm tra các chi tiết 67

3.3 Thiết kế mặt panel và cụm máy khởi động 69

3.3.1 Thiết kế mặt panel 69

3.3.2 Cụm máy khởi động 71

3.4 Mô hình hoàn thiện 72

3.5 Hoạt động của mô hình 73

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74

1.Kết Luận 74

2.Kiến nghị 74

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

Trang 6

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật xe 29

Bảng 2.2 Các hư hỏng thường gặp 30

Bảng 2.3 Quy trình tháo máy khởi động 32

Bảng 2.4 Quy trình lắp máy khởi động 44

Bảng2.5 Quy trình tháo relay cắt acc 49

Bảng 2.6 Quy trình lắp relay cắt acc 51

Bảng 2.7 Quy trình tháo relay đánh lửa 53

Bảng 2.8 Quy trình lắp relay đánh lửa 55

Bảng 2.9 Quy trình tháo khóa điện 57

Bảng 2.10 Điện trở tiêu chuẩn của khóa điện 58

Bảng 2.11 Quy trình lắp khóa điện 59

Bảng 2.12 Quy trình tháo relay tổ hợp 60

Bảng 2.13 Điện trở tiêu chuẩn của relay IG2 61

Bảng 2.14 Quy trình lắp relay tổ hợp 62

Bảng 3-1 Các chi tiết sử dụng trên mô hình 65

Trang 7

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Vị trí làm việc máy khởi động 6

Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống khởi động điện trên ôtô hộp số thường 7

Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống khởi động điện trên ôtô hộp số tự động 8

Hình 1.4 Phân loại máy khởi động 9

Hình 1.5 Loại giảm tốc 10

Hình 1.6 Loại bánh răng đồng trục 11

Hình 1.7 Loại bánh răng hành tinh 11

Hình 1.8 Công tắc từ 15

Hình 1.9 Giai đoạn 1 15

Hình1.10 Giai đoạn 2 16

Hình 1.11 Giai đoạn 3 16

Hình 1.12 Phần ứng và ổ bi 17

Hình 1.13 Phần Cảm 18

Hình 1.14 Chổi than và giá đỡ chổi than 18

Hình 1.15 Hộp số giảm tốc 19

Hình 1.16 Ly hợp một chiều 19

Hình 1.18 Chiều đường sức từ 22

Hình 1.19 Các đường sức từ 23

Hình 1.20 Khung dây trong từ trường 23

Hình 1.21 Đường sức từ trong khung dây 23

Hình 1.22 Nguyên lý quay 24

Hình 1.23 Cổ góp, chổi than 24

Hình 1.24 Tăng mômen 25

Hình 1.26 Dùng nam châm điện 25

Hình 2.1 Xe Toyota Yaris 2009 29

Hình 2.2 Thực hiện phép thử kéo 35

Hình 2.3 Tiến hành thử giữ 36

Hình 2.4 Kiểm tra sự hồi về của bành răng 36

Hình 2.5 Tiến hành thử hoạt động không tải 37

Hình 2.6 Kiểm trả hở mạch cổ góp 37

Hình 2.7 Kiểm tra mát cổ góp 38

Hình 2.8 Kiểm tra độ đảo cổ góp 38

Hình 2.9 Kiểm tra đường kính cổ góp 39

Trang 8

Hình 2.10 Kiểm tra phần rãnh 39

Hình 2.11 Kiểm tra điện trở giữa cực C và dây dẫn chổi than stato 40

Hình 2.12 Kiểm tra điện trở giữa dây chổi than và càng máy khởi động 40

Hình 2.13 Kiểm tra chổi than 41

Hình 2.14 Kiểm tra giá đỡ chổi than 41

Hình 2.15 Kiểm tra cụm ly hợp 42

Hình 2.16 Kiểm tra công tăc từ 42

Hình 2.17 Kiểm tra hở mạch cuộn kéo 43

Hình 2.18 Kiểm tra hở mạch cuộn kéo 43

Hình 2.19 Kiểm tra relay máy khởi động 48

Hình 2.20 Relay cắt acc 48

Hinh2.21 Kiểm tra relay cắt acc 51

Hình 2.22 Relay đánh lửa 53

Hình 2.23 Kiểm tra relay đánh lửa 54

Hình 2.24 Khóa điện 56

Hình 2.25 Kiểm tra khóa điện 58

Hình 2.26 Relay tổ hợp 60

Hình 3.1 Mẫu khung tiêu chuẩn 64

Hình 3.2 Hàn,cắt và dựng khung mô hình 64

Hình 3.3 Sơn và hoàn thiện khung 65

Hình 3.4 Kiểm tra cụm giắc ECU 68

Hình 3.5 Thiết kế đặt vị trí cá chi tiết trên AutoCAD 69

Hình 3.6 Khoan, lắp chân giắc và đi dây các chi tiết 69

Hình 3.7 Lắp đặt cụm bobin đánh lửa và giàn phun nhiên liệu 70

Hình 3.8 Lắp các cảm biến, test bobin đánh lửa và giàn phun nhiên liệu 70

Hình 3.9 Lắp đặt ECU và cụm bánh răng tín hiệu G, NE 70

Hình 3.10 Panel sau khi lắp đặt nốt các cảm biến và chi tiết 71

Hình 3.11 Khung giá đỡ máy khởi động, máy phát điện 71

Hình 3.12 Cụm khởi động và máy phát khi đã lắp lên khung 72

Hình 3.13 Hoàn thiện và lắp các các chi tiết lên mô hình 72

Trang 9

MỞ ĐẦU

Ô tô hiện nay có một vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của nền kinh

tế quốc dân, nó được dung để vận chuyển hành khách, hàng hóa và nhiều công việc khác Nhờ sự phát triển của khoa học kỹ thuật và xu thế giao lưu, hội nhập quốc tế trong nhiều lĩnh vực sản xuất và đời sống, giao thông vận tải đã và đang

là một ngành kinh tế kỹ thuật cần được ưu tiên của mỗi quốc gia Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật và công nghệ, ngành ô tô đã có những tiến bộ vượt bậc về thành tựu kỹ thuật mới như: Điều khiển điện tử và kỹ thuật bán dẫn cũng như các phương pháp tính toán hiện đại đều được áp dụng trong ngành ô tô Khả năng cải tiến, hoàn thiện và nâng cao để đáp ứng với mục tiêu chủ yếu về tăng năng suất, vận tốc, tại trọng có ích, tăng tính kinh tế, nhiên liệu, giảm cường độ lao động cho người lái, tăng tiện nghi sử dụng cho hành khách Các loại xe ô tô hiện có ở nước ta rất đa dạng về chủng loại, phong phú về chất lượng do nhiều nước chế tạo Trong đó các loại xe này rất tiện lợi, nó vừa mang tính việt dã vừa có thể đi trên các con đường địa hình và có thể chở được hàng hóa với khối lượng lớn Trong thời gian học tập tại trường chúng em được trang

bị những kiến thức về chuyên ngành để đánh giá quá trình học tập và rèn luyện, chúng em được khoa giao cho nhiệm vụ hoàn thành đồ án tốt nghiệp với nội

dung: “Nghiên cứu hệ thống khởi động trên xe Toyota Yaris 2009” Với kinh nghiệm và kiến thức còn ít nhưng được sự chỉ bảo tận tình của thầy Ths.Bùi Hà Trung em đã hoàn thành đồ án với thời gian quy định Trong quá trình làm đồ án,

dù bản than đã cố gắng, cộng với sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô và bạn bè xong do khả năng, tài liệu và thời gian còn có hạn chế nên khó có thể tránh khỏi sai xót Qua đây em cũng xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của

thầy Ths.Bùi Hà Trung và các thầy, cô trong bộ môn đã tạo điều kiện để em

hoàn thiện đồ án

Hưng Yên, ngày…… tháng…… năm 2023

Sinh viên thực hiện

Hùng

Bùi Mạnh Hùng

Trang 10

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Cơ sở lý luận đề tài và lịch sử vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Tính cấp thiết của đề tài

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

mẽ với việc ứng dụng ngày càng nhiều những thành tựu công nghệ thông tin vào sản xuất và lắp đặt các linh kiện ô tô Hệ thống khởi động trên ô tô là một bộ phận không thể thiếu trên một chiếc xe ô tô, Hiện nay, cuộc cách mạng 4.0 đang diễn ra mạnh mẽ

Để đáp ứng được yêu cầu của cuộc cách mạng 4.0 nói chung cũng như cuộc cách mạng xanh của ngành công nghiệp ô tô nói riêng người kỹ sư phải được đào tạo một cách có khoa học, có hệ thống đáp ứng được nhu cầu xã hội hiện nay Do

đó, nhiệm vụ của các trường kỹ thuật là phải đào tạo cho học sinh, sinh viên có trình độ tay nghề cần thiết để đáp ứng nhu cầu công nghiệp ô tô hiện nay Điều

đó đòi hỏi người kỹ thuật phải có trình độ hiểu biết học hỏi sáng tạo để bắt kịp khoa học tiên tiến hiện đại, nắm bắt được những thay đổi về đặc tính kỹ thuật của từng loại xe dòng xe, đời xe…có thể chuẩn đoán hư hỏng và đưa ra phương

án sửa chữa tối ưu Vì vậy người kỹ thuật viên trước đó phải được đào tạo với một phương trình đào tạo tiên tiến, hiện đại cung cấp đầy đủ kiến thức lý thuyết cũng như thực hành

Trên thực tế trong các trường đại học, cao đẳng kỹ thuật của nước ta hiện nay thì trang thiết bị cho học sinh, sinh viên thực hành còn thiếu thốn rất nhiều Các kiến thức mới có tính khoa học kỹ thuật cao còn chưa được khai thác đưa vào thực tế giảng dạy, các bài tập hướng dẫn thực hành, thực tập còn thiếu thốn

Vì vậy mà người kỹ sư, kỹ thuật viên gặp nhiều khó khăn trong quá trình nâng cao tay nghề, trình độ hiểu biết, tiếp xúc với những kiến thức, thiết bị tiên tiến hiện đại trong thực tế còn nhiều hạn chế.Từ những lý do trên có thể thấy đề tài:

“Nghiên cứu hệ thống khởi động trên xe Toyota Yaris 2009” là rất cấp thiết, có ý

nghĩa cao trong thực tiễn

Trang 11

1.1.2 Mục tiêu đề tài

Từ nhiệm vụ chính của đề tài đặt ra là nghiên cứu thiết kế - chế tạo mô hình

hệ thống khởi động nội dung nghiên cứu của đề tài được thực hiện với các mục đích sau:

− Phân tích kết cấu, nguyên tắc hoạt động của hình hệ thống khởi động trên

1.1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

− Đối tượng nghiên cứu là hệ thống khởi động trên xe Toyota Yaris 2009 (động cơ 2NZ-FE)

− Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu hệ thống khởi động trên xe Toyota Yaris

2009, từ đó làm nền tản cho nghiên cứu và ứng dụng rộng hơn

Tình hình, thực trạng về sự phát triển của khoa học kỹ thuật tiên tiến nhưng trong thực tế các trang thiết bị cho học sinh, sinh viên thực hành về: Hệ thống khóa và mở cửa trên xe còn thiếu thốn nhiều Các kiến thức mới có tính khoa học

kỹ thuật cao còn chưa được khai thác và đưa vào nội dung giảng dạy, nghiên cứu, học tập còn chưa được chú trọng quan tâm Hệ thống bài tập, tài liệu

nghiên cứu, tài liệu tham khảo về “Hệ thống khởi động” phục vụ cho học tập và

nghiên cứu cũng như ứng dụng trong thực tế chưa nhiều

1.1.4 Ý nghĩa, nhiệm vụ của đề tài

Trang 12

− Hoàn thành đề tài đã giúp cho chúng em được hiểu biết sâu hơn về hệ thống khởi động trên ô tô và hơn thế là giúp cho chúng em làm quen hơn

về nghiên cứu để có thể phụ cho công việc sau này

• Nhiệm vụ:

− Nghiên cứu tổng quan về hệ thống khởi động trên ô tô

− Thiết kế, xây dựng mô hình hệ thống điện động cơ trên ô tô

− Phân tích, đánh giá kết quả

1.2 Các phương pháp nghiên cứu

1.2.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

a) Khái niệm:

Là phương pháp trực tiếp tác động vào đối tượng trong thực tiễn làm bộc lộ bản chất và các quy luật vận động của đối tượng

b) Các bước thực hiện:

Bước 1: Quan sát, tìm hiểu thông số kết cấu “Hệ khởi động trên xe ôtô”

Bước 2: Chọn linh kiện và vật liệu

Bước 3: Kiểm tra và chạy thử

Bước 4: Lắp ráp và hoàn thiện mô hình

1.2.2 Phương án nghiên cứu tài liệu

a) Khái niệm:

Là phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứu các văn bản, tài liệu đã có sẵn bằng các thao tác tư duy logic để rút ra kết luận khoa học cần thiết

b) Các bước thực hiện:

Bước 1: Thu thập, tìm tòi các tài liệu về hệ thống khởi động trên xe

Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống chặt chẽ theo từng bước, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cơ sở và bản chất nhất định

Trang 13

Bước 3: Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu nói về “Hệ thống khởi

động trên xe ô tô Toyota Yariss 2009 ”, phân tích kết cấu, nguyên lý làm việc

1.3 Vai trò, sơ đồ, nhiệm vụ, phân loại hệ thống khởi động

1.3.1 Vai trò

- Hệ thống khởi động đóng vai trò quan trọng nhất trong hệ thống điện ôtô.Hệ thống khởi động sử dụng năng lượng từ bình acquy và chuyển năng lượng này thành cơ năng quay máy khởi động Máy khởi động truyền cơ năng này cho bánh đà trên trục khuỷu động cơ thông qua việc gài khớp Chuyển động của bánh

đà làm hỗn hợp khí nhiên liệu được hút vào bên trong xylanh, được nén và đốt cháy để quay động cơ Hầu hết các động cơ đòi hỏi tốc độ quay khoảng 200rpm

- Khi bạn khởi động, động cơ nó không thể tự quay với công suất của nó Trước khi tia lửa điện xuất hiện ta phải dùng lực từ bên ngoài để làm quay động

cơ Máy khởi động thực hiện công việc này Máy khởi động sẽ ngừng hoạt động khi động cơ đã nổ

- 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

Trang 14

trên hầu hết các dòng xe hiện nay Một công tắc từ công suất lớn hay Solenoid sẽ đóng mở motor

- 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

Hình 1.1 Vị trí làm việc máy khởi động

1.4 Sự hoạt động của hệ thống khởi động:

Máy khởi động thông thường bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình 2-1 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

Trang 15

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

1.4.1 Sự hoạt động của hệ thống khởi động trên ôtô hộp số thường:

Hình 1.2 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 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

Trang 16

1.4.2 Sự hoạt động của hệ thống khởi động trên ôtô hộp số tự động:

Hình 1.3 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

Hệ thống khởi động bao gồm : máy khởi động (động cơ điện), ắc quy và mạch khởi động ( trong mạch khởi động gồm có dây nối từ ăc quy đến máy khởi động ), rơle kéo đóng máy khởi động và công tắc ( khoá) khởi động Sơ đồ khối của hệ thống được minh hoạ trên hình

Trang 17

Tốc độ vòng quay khởi động tối thiểu của động cơ xăng khoảng 50-100 v/p

và của động cơ diesel khoảng 100- 200 v/p

1.4.4 Phân loại:

Hiện nay hệ thống khởi động thường sử dụng 3 loại máy khởi động (Hình 1.4):

Hình 1.4 Phân loại máy khởi động

− Loại giảm tốc: loại R và loại RA

− Loại bánh răng đồng trục ; loại G và loại GA

− Loại bánh răng hành tinh: loại P

Trang 18

❖ Loại giảm tốc :

Hình 1.5 Loại giảm tốc

Motor khởi động bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình vẽ dưới Đó là kiểu của bộ khởi động có sự kết hợp, tốc độ motor cao và sự điều chỉnh của bánh răng giảm tốc Toàn bộ motor nhỏ hơn và nhẹ hơn motor khởi động thông thường, nó vận hành ở tốc độ cao hơn Bánh răng giảm tốc chuyển mô men xoắn tới bánh răng chủ động ở 1/4 đến 1/3 tốc độ motor Bánh răng chủ động quay nhanh hơn bánh răng trên bộ khởi động thông thường và mô men xoắn lớn hơn rất nhiều (công suất khởi động)

Bánh răng giảm tốc được gắn trên một vài trục như bánh răng chủ động.Và khác với bộ khởi động thông thường, công tắc từ đẩy trực tiếp bánh răng chủ động(không qua cần dẫn động) tới ăn khớp với vòng răng bánh đà

Động cơ điện nhỏ gọn với tốc độ cao được sử dụng để quay hộp số giảm tốc, như vậy sẽ làm tăng momen khởi động

Công tắc từ chỉ để đẩy bánh răng bendix gây ra

Được sử dụng rộng dãi trên xe nhỏ gọn và nhẹ

❖ Loại bánh răng đồng trục:

Motor khởi động thông thường bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình

vẽ 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

Trang 19

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

Công suất đầu ra là 0.8, 0.9 và 1KW Trong hầu hết trường hợp thay thế bộ khởi động cho motor cũ bằng motor có bánh răng giảm tốc

Bánh răng bendix được lắp ở cuối của truc rotor

Lực của công tắc từ đẩy bánh răng bendix nhờ đòn dẫn hướng

Sử dụng chủ yếu trên xe nhỏ

Hình 1.6 Loại bánh răng đồng trục

❖ Loại bánh răng hành tinh:

Hình 1.7 Loại bánh răng hành tinh

Trang 20

Bánh răng hành tinh cũng dùng để giảm tốc nhằm tăng momen quay

Trục rotor sẽ truyền lực qua bánh răng hành tinh đến bánh răng bendix Nhờ trọng lượng nhỏ momen lớn, ít tiếng ồn Nên được sử dụng ở nhiều loại xe nhỏ đến trung bình

1.5 Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống khởi động

Do tính chất, đặc điểm và chức năng nhiệm vụ của hệ thống khởi động như

đã trình bày ở trên, những yêu cầu kỹ thuật cơ bản đối với hệ thống khởi động điện bao gồm:

a) Kết cấu gọn nhẹ, chắc chắn làm việc ổn định với độ tin cậy cao

b) Lực kéo tái sinh ra trên trục của máy khởi động phải đảm bảo đủ lớn, tốc

độ quay cũng phải đạt tới trị số nào đó để cho trục khuỷu của động cơ ôtô quay nhất định

c) 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

d) 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

Công suất tối thiểu của máy khởi động trong hệ thống khởi động điện được tính theo công thức sau:

Pkđ = Mc.Π.nmin/30 (w) Trong đó nmin - tốc độ quay nhỏ nhất tương ứng với trạng thái nhiệt đọ của động cơ ôtô khi khởi động, vong/ phút ( với trị số tốc độ này, động cơ ôtô phải tự động làm việc được sau ít nhất hai lần khởỉ động, thời gian khởi động kéo dài khôngo quá 10s đối với động cơ xăng và không quá 15s đối với động cơ diezen, khoảng thời gian cách giữa hai lần khởi động liên tiếp không quá 60s) trị số nmin phụ thuộc vào loại động cơ, số lượng xilanh cáo trong động cơ và nhiệt độ của động cơ ôtô lúc bắt đầu khởi động trị số tốc độ đó bằng:

− nmin =(40-50) vòng đối với động cơ xăng

− nmin =(80-120) v òng/ phút đối với động cơ diezen

Mc – mômen cản trung bình của động cơ ôtô trong quá trình khởi động, N.m

Trang 21

Mômen cản khởi động của động cơ ôtô bao gồm cản do lực ma sát của các chi tiết có truyển động tương đối so với động cơ ôtô khi khởi động gây ra mômen cản khí nén hỗn hợp công tác trong xilanh của động cơ ôtô trị số của Mc phụ thuộc vào loại động cơ, số lượng xilanh có trong động cơ và nhiệt độ động

cơ khi khởi động

1.5.1 Các biện pháp cải thiện đặc tính làm việc của hệ thống khởi động trên ôtô 1.5.2 Dùng bu-gi có hệ thống sấy

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 thấp, 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(nmin)

− 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

− Dung lượng phóng điện của ắc quy ở nhiệt độ thấp giảm 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), cong đối với động cơ điêzen tạo

Trang 22

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

1.5.3 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 đánh 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 tắc 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 Phân tích kết cấu máy khởi động loại giảm tốc

1.6.1 Công tắc từ < Rơle gài khớp>

Rơle kéo có hai cuộn dây: Cuộn dây hút 11(Wh) và cuộn dây giữ tác động

và cặp tiếp điểm 5 đóng, lúc này cả hai cuộn dây trên đều có dòng điện chảy qua,

từ thông sinh ra trong hai cuộn dây đó tác dụng cùng chiều và có tác dụng hút lõi thép 13 Lúc này đĩa tiếp xúc bằng đồng 8 chưa nối các tiếp điểm 7, 9 và 10 cho nên phần ứng 15(M) và cuộn dây kích từ 16(WKT) được đấu với ắcquy thông qua cuộn dây hút 11(Wh) trong trường hợp này tương ứng với K1 kín còn K2 hở, vì vậy trị số điện áp đặt lên động cơ không lớn sẽ làm cho trục động cơ xoay đi một góc nhỏ tạo điều kiện cho bánh răng khởi động cơ thể tự lựa tốt hơn trong quá trình đi vào ăn khớp với vành bánh răng bánh đà Khi tiếp điểm 9-10 kín, trong trường hợp này tương ứng với K1 và K2 đều kín, cuộn dây hút 11 (Wh) bị nối tắt, động cơ điện khởi động được nối trực tiếp với ácquy, điện áp đặt lên động cơ khởi động bằng trị số định mức, làm cho qúa trình khởi động thực hiện được một cách dễ dàng

Trang 23

Hình 1.8 Công tắc từ

1 Cuộn hút 5 Trục lõi

2 Cuộn giữ 6 Lõi

3 Bi thép 7 Lò xo dẫn động

4 Lò xo hoàn lực 8 Tiếp điểm chính

Công tắc từ có chức năng là kéo và đẩy bánh răng bendix ra khi đề, nó có

tác dụng như công tắc đóng mở dòng điện cho động cơ điện

Khi khởi động động cơ công tắc từ thực hiện theo 3 bước:

Trang 24

Công tắc ở vị trí Star → Dòng điện qua cuộn hút và cuộn giữ→ Cuộn hút

và cuộn giữ sinh từ→ Lõi bị hút vào→ Tiếp điểm chính đóng→ Bắt đầu quay

• Giai đoạn 2: Giữ (Hình1.3)

Khi động cơ đã nổ, trả công tắc máy về vị trí off Lõi trả về làm tiếp điểm

hở ra, máy khởi động ngừng quay

Trang 25

Công tắc từ khởi động ở vị trí off→ Cuộn hút và cuộn giữ có dòng điện→ Lực từ của hai cuộn khử nhau→ Lõi trở về nhờ lò xo hoàn lực→ Tiếp điểm chính hở→ Ngừng quay < kết thúc>

Cả cực và lõi cực được chế tạo bằng lõi sắt, nghĩa là chúng dễ dàng dẫn từ

Có 3 kiểu đấu dây cuộn kích: Nối tiếp, song song và hỗn hợp

Trang 26

1.6.4 Chổi than và giá đỡ chổi than

Hình 1.14 Chổi than và giá đỡ chổi than

1 Giá đỡ chổi than

2 Lõ xo chổi than

3 Chổi than

4 Khung nối mass

Chổi than và giá đỡ chổi than cho phép dòng điện chạy qua phần ứng một chiều, đồng thời giữ ổn định lõi ép chổi than

Chổi than được chế tạo bằng hợp kim đồng và cacbon <60÷70 đồng> Cho phép dẫn nhiệt tốt và chống mòn

Lực của lò xo chổi than ép chổi than ngăn roto quay quá nhanh

Trang 27

Làm roto ngừng ngay khi ngắt đề

1.6.5 Hộp số giảm tốc

Hộp số giảm tốc làm nhiệm vụ truyền mô men của mô tơ và giảm tốc độ của chúng để tăng mômen

Tỷ số truyền của hộp số giảm tốc từ 1/3 ÷ 1/4

Có ly hợp một chiều được lắp bên trong

Trang 28

Khi động cơ đang khởi động, một áp lực lớn đặt lên mặt tiếp xúc lên răng của bánh răng bendix và vòng răng bánh đà Một khi động cơ đã nổ, hoạt động của bộ ly hợp quá tốc < ly hợp một chiều > Làm bánh đà quay trơn bánh răng bendix và momen từ bánh đà của động cơ không thể truyền đến máy khởi động

Áp suất trên bề mặt răng của bánh răng trở nên nhỏ hơn, cho phép bánh răng bendix dễ ra khớp với bánh đà

Ly hợp một chiều truyền momen quay của động cơ điện đến động cơ quay bánh răng bendix

Ngăn chặn sự truyền ngược lại khi động cơ đã nổ

Bi đũa được đặt bên trong hộp truyền động, cho phép bánh răng bendix quay trơn theo chỉ một chiều

1.6.7 Bánh răng bendix và trục xoắn ốc

Hình 1.17 Bánh răng bendix và trục xoắn ốc

Bánh răng bendix và trục xoắn ốc truyền momen của khởi động cho động

cơ Đưa bánh răng bendix ăn khớp với vòng răng bánh đà Giúp bánh răng bendix vào khớp và ra khớp Bánh răng bendix được vát mặt để dễ vào khớp với vòng răng bánh đà Trục xoắn chuyền lực quay của động cơ điện thành lực đẩy bánh răng

Tỉ số truyền của cặp bánh răng: Bánh răng của máy khởi động và vành bánh răng bánh đà của động cơ ôtô thường chọn bằng( i=9-18) Để tránh hiện tượng cắt chân răng ở bánh răng của bánh răng này thường chọn từ 9 đến 11 răng Để hạn chế kích thước của vành bánh răng bánh đà đối với một số động cơ điện khởi

Trang 29

động công suất lớn thường có thêm bộ truyền bánh răng trung gian Bộ truyền này có thề là một cặp bánh răng trụ hoặc bộ truyền bánh răng hành trình

Khớp truyền động là cơ cấu truyền mômen từ động cơ điện của máy khởi động (MKĐ) đến vành bánh răng bánh đà của động cơ ôtô Với tỷ số truyền trên bánh răng của MKĐ phải quay 10 hoặc 20 vòng để kéo vành bánh răng bánh đà quay được 1 vòng Khi hoạt động, tốc độ của rôto động cơ điện đạt trị số trong khoảng(2000-3000) vòng/phút sẽ kéo trục khuỷu của động cơ ôtô quay khoảng

200 vòng/ phút đủ cho động cơ ôtô khởi động được

Sau khi động cơ đã nổ, số vòng quay độc lập của nó có thể lên đến 4000) vòng/ phút Nếu lúc này bánh răng của động cơ điện trong MKĐ còn ăn khớp với vành bánh răng bánh đà, rôto của động cơ điện trong MKĐ sẽ bị cuốn theo với vận tốc (3000-4000) vòng/ phút Với tốc độ lớn như vậy, lực li tâm do

(3000-nó tạo ra cực mạnh sẽ làm bung tất cả dây quấn ra khỏi rãnh của rôto và phá hỏng cổ góp của động cơ điện trong MKĐ

Khớp truyền động cơ trong MKĐ có các nhiệm vụ sau:

− Truyền mômen của MKĐ làm quay vành bánh răng bánh đà động cơ ôtô Bảo vệ MKĐ bằng cách tách rôto của động cơ điện khỏi động ra khỏi vành bánh răng bánh đà khi động cơ ôtô đã nổ được Cơ cấu truyền động được được thiết kế theo hai kiểu: Kiểu văng ra: Khi khởi động, bánh răng của khớp truyền động sẽ văng từ trong rôto ra ngoài để ăn khớp với vành bánh răng bánh đac của đông cơ ôtô

1.6.8 Động cơ điện khởi động

Động cơ dùng trong hệ thống khởi động là động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp hoặc hỗn hợp

Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp có mômen khởi động lớn song có nhược điểm là tốc độ không tải(ω0) quá lớn, ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ làm việc của động cơ Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp tuy mômen khởi động không lớn bằng so với động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp nhưng trị số tốc độ không tải bé hơn

Trang 30

Khi hệ thống khời động làm việc, dòng điện khởi động có trị số rất lớn( từ

150 đến 300 A đối với động cơ của xe du lịch, với động cơ trên xe vận tải dòng điện khởi động có thể đạt tới 1600-1800) Để đảm bảo truyền được công suất từ động cơ điện khởi động sang động cơ ô tô, tránh tổn thất điện áp trên đường dây nối từ ácquy đến động cơ điện khởi động và ở các chỗ tiếp xúc, yêu cầu điện trở của động cơ điện khởi động và ở các chỗ tiếp xúc, yêu cầu điện trở của động cơ điện khởi động phải đủ nhỏ( khoảng 0,02Ω), sụt áp ở vùng tiếp xúc giữa chổi than va cổ góp của động cơ điện khởi động cho phép trong khoảng(1,5-2)V Các chổi than tiếp điện của động cơ khởi động thường làm bằng đồng đỏ

Công suất điện từ của động cơ điện khởi động được tính theo công thức sau:

Trong đó :

− P2—công suất cơ cần thiết để khởi động động cơ ôtô, W

− _ Hiệu suất của động cơ điện khởi động Trị số này thường lấy bằng (0,85-0,88)

1.7 Nguyên lý hoạt động của máy khởi động loại giảm tốc:

Nguyên lý hoạt động của máy khởi động dựa trên các nguyên lý sau:

− Nguyên lý tạo ra mô men

− Nguyên lý quay liên tục

− Lý thuyết trong động cơ điện

1.7.1 Nguyên lý tạo ra mô men:

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 sự đẩy của hai nam châm làm cho nam châm đặt giữa quay quanh tâm của nó

Hình 1.18 Chiều đường sức từ

Trang 31

Mỗi đường sức từ không thể cắt ngang qua đường sức khác.Nó dường như trở thành ngắn hơn và cố đẩy những đưòng sức gần nó ra xa Đó là nguyên nhân làm nam châm ở giữa quay theo chiều kim đồng hồ

Hình 1.19 Các đường sức từ

Trong động cơ điện thực tế phần giữa là khung dây

Hình 1.20 Khung dây trong từ trường

Khi dòng chạy xuyên qua khung dây từ thông sẽ bao quanh khung dây

Hình 1.21 Đường sức từ trong khung dây

Khi chiều của từ trường trùng nhau, đường sức từ trở nên mạnh hơn <dày hơn>

Trang 32

Khi chiều của từ trường đối ngược thì đường sức từ trở nên yếu đi <thưa hơn>

Những đường sức cùng chiều trở nên dày, trong khi những đường sức ngược chiều trở nên mỏng

Lực sinh ra trong khung dây cung cấp năng lượng làm quay động cơ điện

1.7.2 Nguyên lý quay liên tục

Đặt hai đầu khung dây lên điểm tựa để nó có thể quay Tuy nhiên khung dây chỉ tiếp tục quay khi lực sinh ra theo chiều cũ

Hình 1.22 Nguyên lý quay

Khi khung dây có gắn cổ góp và chổi than được quay, dòng điện chạy qua dây dẫn từ sau đến trước phía cực bắc của nam châm.Trong khi dòng chạy từ trước ra sau phía cực nam của nam châm Điều đó làm khung dây tiếp tục quay

Hình 1.23 Cổ góp, chổi than

Trang 33

1.7.3 Lý thuyết trong động cơ điện thực tế

Hình 1.24 Tăng mômen

Trước tiên ta phải quấn nhiều khung để tăng từ thông để sinh ra momen lớn Tiếp theo ta đặt một lõi sắt bên trong các khung dây cũng nhằm tăng từ thông để tạo ra momen lớn

Hình 1.25 Tăng từ thông

Thay vì sử dụng nam châm vĩnh cửu, ta có thể dùng nam châm điện

Để tốc độ của động cơ điện quay cao và quay êm người ta thường dùng nhiều khung dây

Hình 1.26 Dùng nam châm điện

Trang 34

1.8 Hệ thống khởi động

Hình 1.27 : Sơ đồ nguyên lý của hệ thống máy khởi động

1 Máy phát điện 9 Tiếp điểm

2 Bộ tiết chế 10 Tiếp điểm

3 Công tắc khởi động 11 Cuộn dây hút của Rơle

4 Rơle khởi động 12 Cuộn dây giữ của Rơle

5 Tiếp điểm 13 Lõi thép của rơle kéo

6 Biến áp đánh lửa 14.Bánh răng ăn khớp

7 Tiếp điểm 15 Phần ứng của ĐC điện khởi động

8 Đĩa tiếp điện bằng đồng 16 Cuộn dây kích từ

− Nguyên lý làm việc HTKĐ

Khi quay chìa khoá trong ổ khoá khởi động ( công tắc ) 3 sang bên phải (hoặc nhấn nút khởi động nếu có trên ôtô), cuộn hút của rơle khởi động 4 có điện, rơle kkởi động tác động cặp tiếp điểm 5 của nó đóng lại Khi đó cuộn dây hút 11, cuộn dây kích từ 16 và phần ứng 15 của động cơ điện khởi động được cấp điện theo mạch từ cực dương ắcquy (+A) →cặp tiếp điểm 5 của rơle khởi động → cuộn hút 11 của rơle → cuộn dây kích từ 16 của động cơ điện khởi động

→ phần ứng 15 của động cơ điện khởi động→ mát ( vỏ máuy ) Còn cuộn dây

Trang 35

giữ 12 của rơle kéo đựơc cấp nguồn theo mạch từ dương cực ắc quy (+A )→cặp tiếp điểm 5 của rơle khởi động →cuộn giư 12 của rơle kéo → mát máy ( vỏ máy ) Trong trường hợp này, từ thông sinh ra trong cuộn hút 11 và trong cuộn giữ

12 tác dụng cùng chiều nhau, lực điện từ của rơle kéo sẽ kéolõi thép 13 chuyển động sang bên trái, cánh tay đòn sẽ làm cho bánh răng khởi động 14 ăn khớp với bánh răng bánh đà động cơ ôtô Khi bánh răng đã ăn khới với bánh đà của động

cơ lõi thép 13 đẩy đĩa tiếp xúc 8 sang trái làm cho tiếp điểm 7, 9, 10 kín kết quả

là cuộn dây hút 11 của rơle khởi động bị ngăn mạch phần ưng 15 của cuộn dây kích từ của động cơ khởi động được đấu điện trực tiếp với ắc quy ( dòng điện không đi qua cuộn hút 11 của rơle khởi động ) theo mạch : từ dương cực ắc quy( +A)→ cặp tiếp điểm 9, 10 của rơle kéo → cuộn dây kích từ 16 của động cơ điện khởi động → phần ứng 15 của động cơ điện khởi động → mát ( vỏ máy ) Sau khi khởi động máy phát 1 phát ra điện dòng điện trong cuộn dâyộn dây 4 của rơle khởi động giảm xuống , vì điện ấp đặt lên cuộn dây 4 của rơle khởi động trong trường hợp này bằng:

URKĐ = Uaq - Ump Trong đó: URKĐ - điện áp đặt lên cuộn dây 4 của rơle khởi động, V

Uaq - điện áp của bình ácquy, V

Ump- điện áp phát ra của máy phát điện, V

Vì vậy, rơle khởi động không tác động, cặp tiếo điểm 5 của nó ra dẫn đến cuộng đay giữ 12 của rơle kéo khoong được cấp điện, Từ thông tác dụng lên lõi thép 13 giảm xuống đột ngột và dưới lực kéo của lò xo hồi làm cho lõi thép 13 di chuyễn sang bên phải( về vị trí ban đầu) Các tiếp điểm 7, 9 và 10 hở ra, cắt nguồn cấp cho động cơ điện khởi động (phần cảm ứng 15 và cuộn dây kích từ 10 của động cơ điện khở động bị cắt điện)

Tiếp điểm 7 dùng để ngắn mạch điện trở phụ đấu nối tiếp với cuộn dây so cấp của biên áp đánh lửa khi khởi động động cơ ôtô

− Thực hiện khởi động động cơ

Khi động cơ đã nổ thì tốc độ của nó tăng lên Nếu người lái chưa kịp ngắt công tắc khởi động 2 thì bánh đà quay nhanh hơn lúc được bánh răng khởi động kéo và vành răng bánh đà trở thành chủ động dẫn động bánh răng khởi động

Trang 36

quay theo với tốc độ nhanh hơn tốc độ của ly hợp 11 Do đó ly hợp trượt và cho phép bánh răng khởi động quay trơn không ảnh hưởng đến máy khởi động Khi người lái ngắt công tắc khởi động 2 ,dòng kích từ của cuộn dây nam châm điện 6 mất nên lò xo hồi về đẩy lõi sắt và nạng gạt trở lại vị trí ban đầu đĩa công tắc 4 tách khỏi các đầu công tắc 3 ngắt dòng điện vào máy khởi động và đầu nạng gạt 8 kéo bánh răng khởi động 10 tách khỏi vành răng bánh đà 9 Quá trình khởi động kết thúc

1.8.1 Các chế độ làm việc của máy khởi động:

Máy khởi động điện dụng trên ôtô có ba chế độ làm việc đặc trưng :

b Chế độ quay vòng tua la chế độ mà khi đó công suất truyền từ động cơ điện khởi động sang động cơ ôtô đạt giá trih 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)

c Chế độ không tải là khi động cơ đã làm việc tự lập, lúc này mômen cản trên

truch 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

Trang 37

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH KIỂM TRA,SỬA CHỮA VÀ CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN XE TOYOTA YARIS

2009 2.1 Xe cơ sở

Hình 2.1 Xe Toyota Yaris 2009

❖ Thông số kỹ thuật

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật xe Kích thước tổng thể (mm) 3,79m (dài) 1,70m (rộng) 1,53m (cao)

Trọng lượng không tải (Kg) 1.070

Trọng lượng toàn tải (Kg) 1.525

Dung tích bình nhiên liệu (L) 42

Công suất cực đại (HP/rpm) 90 HP TRÊN 3800 VÒNG/PHÚT

Mômen xoắn cực đại (N.m/rpm) 190 NM TRÊN 1800 VÒNG/PHÚT Vận tốc tối đa (Km/h) 175 km/giờ

Trang 38

2.2 Hư hỏng thường gặp

Bảng 2.2 Các hư hỏng thường gặp Triệu chứng Phương pháp

kiểm tra

Nguyên nhân Cách khắc phục

Máy khởi động

không quay không

có tiếng kêu của

Thay thế công tăc

từ

Kiểm ra thông mạch động cơ điện (giữa cọc C và vỏ)

Bề mặt cổ góp bị

rỗ Chổi than quá mòn Hở mạch trong phần ứng

Hở mạch trong cuộn dây kích (piston không được hút vì không có dòng qua cuộn hút)

Sửa chữa hoặc thay thế phần bị

hư

Kiểm tra tình trạng tiếp xúc của tiếp điểm chính khi đóng, Kiểm tra xem điện áp tới cọc M và C có như nhau khi bắt đầu cấp điện cho máy khởi động kể cả đầu 50

Hư công tắc từ Thay thế

Kiểm tra cách điện của các chi tiết bên trong động cơ điện (tháo và kiểm tra)

Cuộn kích bị chạm

ra vỏ Phần ứng bị chậm ra vỏ hư lớp cách điện giữa chổi than và giá giữ

Thay thế

Trang 39

ly hợp một chiều

có bị trượt hay không

Phần cơ của motor điện: Ổ lăn tiếp xúc giữa phần ứng

Ly hợp bị trượt:

Bánh răng bendix không vàokhớp với vòng răng bánh đà

Thay thế ly hợp một chiều: Thay thế ly hợp một chiều, thay đòn dẫn động Thay vòng bi và ống lót Động cơ không nổ

mặc dù máy

khởi động quay

Kiểm tra sự trượt của ly hợp một chiều trong thử nghiệm chế độ hãm chặt

Vòng bi bị xước hoặc rỗ Ống lót bị mòn Trục rotor bị đảo

Thay bánh răng bendix

Tiếng kêu lạ Rà máy khởi động

và kiểm tra từng chi tiết

Đỉnh răng của bánh răng bendix

Ly hợp một chiều

bị kẹt: Khớp xoắn

ốc khó trượt

Thay công tắc từ

Trang 40

2.3 Máy Khởi Động

2.3.1 Tháo máy khởi động:

Bảng 2.3 Quy trình tháo máy khởi động

b) Tháo đai ốc và ngắt cực 30

c) Ngắt giắc nối

d) Tháo 2 bu lông và máy khởi động

4 Tháo cụm công tắc từ

máy khởi động

a) Tháo đai ốc và ngắt dây dẫn ra khỏi cực của công tắc từ

Tiêu đề	Nghiên cứu hệ thống khởi động trên xe Toyota Yaris 2009
Trường học	Trường Đại Học Kỹ Thuật Hưng Yên
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hưng Yên

Định dạng
Số trang	83
Dung lượng	4,28 MB