Thiết kế mô hình kiểm tra hệ thống khởi Động

Trong quá trình quay khởi động, bánh đà quay, kết hợp với hệ thống sinh công tạo mô men cho hệ thống truyền lực.. Yêu cầu của hệ thống khởi động Do tính chất, đặc điểm và chức năng của

M ụ c tiêu nghiên c ứ u c ủ a đề tài

Nhiệm vụ chính của đề tài là nghiên cứu và thiết kế mô hình kiểm tra hệ thống khởi động, với các mục đích nghiên cứu cụ thể nhằm cải thiện hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống này.

- Thực hiện việc nghiên cứu tổng quan về hệ thống khởi động trên ô tô, nghiên cứu từ thực tế của hệ thống khởi động trên ô tô

- Tìm ra phương án thiết kế khả thi để chế tạo mô hình hệ thống khởi động và thiết lập các bước thiết kế một cách khoa học

- Thực hiện việc thiết kế, chế tạo mô hình kiểm tra hệ thống khởi động theo phương án thiết kế đã chọn.

Mô hình thiết kế phục vụ giảng dạy và nghiên cứu cần đảm bảo tính thực tế, đồng thời phải có tính sư phạm và thẩm mỹ.

Đề tài lý thuyết về hệ thống khởi động cần được biên soạn một cách có hệ thống và khoa học, bao gồm các cơ sở lý thuyết, nguyên tắc điều khiển, cấu tạo và phương pháp kiểm tra Việc trình bày rõ ràng các yếu tố này sẽ giúp người đọc hiểu sâu hơn về chức năng và hoạt động của hệ thống khởi động.

3 Đối tượng và khách thể nghiên cứu

Trong quá trình thực hiện đề tài: “Thiết kế mô hình kiểm tra hệ thống khởi động” tác giả đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu:

- Thu thập tài liệu có liên quan.

- Sử dụng cơ sở lý thuyết về điện ô tô, chế tạo mô hình và nguyên lý hoạt động của hệ thống

- Sử dụng các thiết bị, để thực hiện mô hình

- Tìm tài liệu về nguyên lý hoạt động của hệ thống khởi động đã sử dụng ở các hãng xe.

Gi ả thuy ế t nghiên c ứ u

Hệ thống khởi động trên xe hiện nay được áp dụng phổ biến ở tất cả các hãng xe Do hạn chế về thời gian và kinh phí, nhóm tác giả chỉ có thể xây dựng một mô hình kiểm tra hệ thống khởi động tương tự như trên ô tô thực tế Mục tiêu là đồng bộ các chi tiết để thiết kế hệ thống hoạt động hiệu quả.

Thiết kế mô hình kiểm tra hệ thống khởi động trên ô tô hoàn chỉnh.

Nhi ệ m v ụ nghiên c ứ u

- Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lí hoạt động của hệ thống khởi động trên ô tô

- Thiết kế mô hình kiểm tra hệ thống khởi động.

Phương pháp nghiên cứ u

- Nghiên cứu trong phạm vi giảng dạy cho sinh viên

- Nghiên cứu từ tình hình thực tế tại xưởng thực hành điện ô tô

- Nghiên cứu từ các tài liệu, giáo trình đang được dùng làm phương tiện giảng dạy cho sinh viên

Nghiên cứu đề tài sẽ được thực hiện bằng cách tận dụng các trang thiết bị hiện có trong nhà trường kết hợp với việc khai thác nguồn lực bên ngoài, nhằm đảm bảo hoàn thành đề tài một cách hiệu quả.

- Không gian nghiên cứu: Trường cao đẳng Công nghệ Thủ Đức

Ph ạ m vi ảnh hưở ng

Xây dựng mô hình sản phẩm trực quan sinh động giúp giáo viên dễ dàng truyền đạt kiến thức, đồng thời hỗ trợ học sinh tiếp thu hiệu quả và tiếp cận thực tế thông qua mô hình.

- Dùng làm mô hình và giáo cụ trực quan, ứng dụng tại xưởng điện lạnh khoa

CƠ SỞ LÝ THUY Ế T

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN Ô TÔ

1.1 Nhiệm vụ, yêu cầuvà phân loại của hệ thống khởi động

1.1.1 Nhiệm vụ của hệ thống khởi động

Hệ thống khởi động chuyển đổi năng lượng điện từ ắc quy thành cơ năng cho máy khởi động, giúp bánh răng truyền động tới bánh đà trên trục khủy động cơ Khi khởi động, bánh đà quay và tạo mô men cho hệ thống truyền lực Để khởi động động cơ, trục khuỷu cần quay nhanh hơn tốc độ tối thiểu, thường từ 40 - 60 vòng/phút đối với động cơ xăng và 80 - 100 vòng/phút đối với động cơ diesel, tùy thuộc vào cấu trúc và tình trạng hoạt động của động cơ.

Hình 1 1 Vị trí máy khởi động trên động cơ 1.1.2 Yêu cầu của hệ thống khởi động

Dựa trên các đặc điểm và chức năng của hệ thống khởi động đã nêu, các yêu cầu kỹ thuật cơ bản đối với hệ thống này bao gồm: tính ổn định, độ tin cậy cao, khả năng khởi động nhanh chóng và hiệu quả, cùng với việc tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường.

- Kết cấu của máy khởi động phải gọn nhẹ, chắc chắn và đảm bảo tính ổn định trong quá trình làm việc

Mô men sinh ra trên trục máy khởi động cần phải đủ lớn và tốc độ quay phải đạt một giá trị nhất định để đảm bảo trục khuỷu của động cơ ô tô hoạt động hiệu quả.

Khi động cơ ôtô hoạt động, ly hợp của máy khởi động cần phải ngắt kết nối hệ thống truyền động khỏi trục khuỷu của động cơ.

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

- Loại bánh răng hành tinh: loại D.

Hình 1 2 Các loại máy khởi động a Máy khởi động loại giảm tốc

Hình 1 3 Máy khởi động loại giảm tốc

- Máy khởi động loại giảm tốc dùng mô tơ tốc độ cao

- Máy khởi động loại giảm tốc làm tăng mô men xoắn bằng cách giảm tốc độ quay của phần ứng lõi mô tơ nhờ bộ truyền giảm tốc

Piston của công tắc từ được thiết kế để đẩy trực tiếp bánh răng chủ động, đảm bảo rằng nó nằm trên cùng một trục và ăn khớp chính xác với vành răng Máy khởi động loại thông thường sử dụng cơ chế này để hoạt động hiệu quả.

Hình 1 4 Máy khởi động loại đồng trục

Mô tơ khởi động thông thường bao gồm các thành phần chính như bánh răng chủ động, trục phần ứng động cơ và lõi hút trong công tắc từ (solenoid) Bánh răng chủ động quay cùng tốc độ với trục của động cơ Khi nam châm điện được kích hoạt, lõi hút sẽ kéo nạng gài, đẩy bánh răng chủ động khớp với vành răng bánh đà, giúp khởi động động cơ hiệu quả.

Khi động cơ khởi động, khớp ly hợp một chiều sẽ ngắt kết nối bánh răng chủ động, giúp ngăn chặn mô men từ động cơ gây hỏng hóc cho mô tơ khởi động.

- Công suất đầu ra là 0.9, 1,1 và 2,7 KW Trong hầu hết trường hợp thay thế bộ khởi động cho mô tơ cũ bằng mô tơ có bánh răng giảm tốc

- Bánh răng bendix được lắp ở cuối của trục rô to

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

- Máy khởi động loại giảm tốc sử dụng chủ yếu trên các dòng xe tải nhỏ và tải trung bình c Máy khởi động loại bánh răng hành tinh

- Máy khởi động loại bánh răng hành tinh dùng bộ truyền hành tinh để giảm tốc độ quay của lõi (phần ứng) của mô tơ

- Bánh răng bendix ăn khớp với vành răng thông qua cần dẫn động giống như trường hợp máy khởi động đồng trục

Hình 1 5 Máy khởi động loại bánh răng hành tinh

- Máy khởi động PS (Mô tơ giảm tốc hành tinh-rô to thanh dẫn)

Hình 1 6 Máy khởi động PS (Mô tơ giảm tốc hành tinh-rô to thanh dẫn)

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

- Cơ cấu đóng ngắt hoạt động giống như máy khởi động loại bánh răng hành tinh d Thông số kỹ thuật của máy khởi động

Bảng 1 1: Thông số kỹ thuật cơ bản của máy khởi động

Mục Thông số kỹ thuật

Chế độ không tải Điện áp 11- 12V Dòng 90A, MAX Tốc độ 1200 v/p, MIN e Đặ c tính c ủ a h ệ th ố ng kh ởi độ ng

Hình 1 7 Đặc tính của máy khởi máy khởi động

+ Mối quan hệ giữa tốc độ, mô men và cường độ dòng điện :

Mạch điện của mô tơ khởi động chủ yếu bao gồm các cuộn dây với điện trở rất nhỏ, dẫn đến dòng điện lớn khi điện áp ắc quy (12V) không đổi Theo định luật Ohm, điều này tạo ra mô men xoắn cực đại ngay khi mô tơ khởi động Do cấu tạo tương tự giữa mô tơ và máy phát điện, khi mô tơ quay, sức điện động đảo chiều được tạo ra làm giảm dòng một chiều Khi tốc độ máy khởi động tăng, sức điện động cảm ứng cũng gia tăng, dẫn đến dòng điện và mô men xoắn giảm theo.

- Tỷ số truyền giữa bánh răng dẫn động và vành răng xấp xỉ từ 1:10 tới 1:15

Công suất đầu ra của máy khởi động khi bắt đầu hoạt động rất thấp do mô men xoắn lớn và tốc độ thấp Tuy nhiên, công suất này sẽ tăng lên đến giá trị cực đại khi có sự thay đổi của mô men xoắn và tốc độ, sau đó sẽ giảm dần Đường cong biểu diễn công suất máy khởi động thể hiện sự biến đổi này theo mô men xoắn và tốc độ.

+ Mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp :

Khi máy khởi động, điện áp tại cực ắc quy giảm do cường độ dòng điện trong mạch tăng lên Sự gia tăng cường độ dòng điện trong mạch có thể dẫn đến nhiều tác động khác nhau.

Hình 1 8 Mạch điện điều khiển hệ thống khởi động trên xe ô tô

1.2.2 Các bộ phận trong hệ thống khởi động trên xe

Hình 1 9 Vị trí chi tiết hệ thống trên xe ô tô

ST→1(ID2) → 4(EA1) → chân 2 và 1 của cuộn dây relay → 4(II4) → 12(A) →12(B)

→1(B) →1(A) →8(A) và 12(B) của J27(A),J28(B) →IG mass Lúc này làm tiếp điểm relay đóng lại nên có dòng điện sau

+ Ắc quy (BAT) → Cầu chì 30A AM2 → chân 3 relay ST→ tiếp điểm relay → 2(EA2) → 1A của motor đề → cuộn giữ → mass

Ắc quy (BAT) cung cấp năng lượng cho cầu chì 30A AM2, sau đó dòng điện đi qua chân 3 của relay ST và tiếp điểm relay 2(EA2) đến 1A của motor đề Khi cuộn hút hoạt động, motor đề sẽ được kết nối với mass Lúc này, relay gài khớp đóng lại, cho phép dòng điện từ ắc quy đi qua motor đề và mass, làm cho motor hoạt động.

Khi tiếp điểm của relay gài khớp với motor đề và nút start vẫn giữ nguyên, cuộn hút sẽ bị đẳng áp Tuy nhiên, nhờ có cuộn giữ, motor vẫn tiếp tục quay Một số hệ thống khởi động phổ biến trên xe ô tô bao gồm các công nghệ giúp duy trì hoạt động ổn định của động cơ.

Hình 1 10 Hệ thống khởi động dùng cho các dòng xe đời cũ

Hình 1.11 Hệ thống khởi động dùng cho các dòng xe đời mới

Hệ thống khởi động ô tô bao gồm động cơ khởi động thông thường, thường thấy trên xe cũ, và động cơ khởi động có bánh răng giảm tốc, phổ biến trên xe hiện đại Relay từ tính, hay cuộn công tắc từ, đóng vai trò mở và tắt mô tơ, là phần thiết yếu trong cả mạch mô tơ và mạch điều khiển.

Hệ thống khởi động xe được điều khiển qua công tắc đánh lửa và bảo vệ bằng cầu chì Đối với xe tự động, công tắc số 0 ngăn khởi động khi hộp số không ở vị trí ăn khớp Trong khi đó, xe số tay yêu cầu người lái phải đạp hoàn toàn ly hợp để khởi động Đối với xe tải 4WD hoặc 4-Runner, công tắc cắt an toàn cho phép khởi động trên đồi mà không cần đạp ly hợp, thông qua việc thiết lập một đường dẫn tới mass.

1.3 Nguyên lý hoạt động của máy khởi động

1.3.1 Nguyên lý tạo ra từ trường Đường sức từ sinh ra giữa cực bắc và cực nam của nam châm Đường sức từ này đi từ cực bắc đến cực nam Khi đặt một nam châm khác ở giữa hai cực từ, sự hút và đẩy của hai nam châm làm cho nam châm đặt giữa quay xung quanh tâm của đường sức từ như trên (hình 1.12)

THIẾ T K Ế MÔ HÌNH KI Ể M TRA H Ệ TH Ố NG KH ỞI ĐỘ NG

Yêu c ầ u c ủ a mô hình ki ể m tra h ệ th ố ng kh ởi độ ng

Với mục đích sử dụng và điều kiện thực tế, chúng tôi đã chọn loại máy khởi động giảm tốc có kích thước nhỏ gọn, cấu tạo đơn giản và công suất trung bình để lắp trên mô hình Việc này giúp máy khởi động hoạt động độc lập mà không cần công suất cao, đồng thời đảm bảo tính nhẹ nhàng và ổn định trong quá trình thực hành, giảm thiểu rung giật.

Máy khởi động được lắp đặt trên mô hình thường được sử dụng cho các dòng xe nhỏ, đặc biệt là xe 4 chỗ Khác với máy khởi động trên ôtô, máy khởi động mô hình có kích thước nhỏ gọn, hoạt động độc lập và cho phép quan sát chi tiết cũng như nguyên lý làm việc Loại máy khởi động này có công suất đầu ra từ 1,1 đến 2,7 kW.

Mô hình đã chế tạo cho phép học sinh, sinh viên dễ dàng tháo lắp và vận hành trực tiếp trên hệ thống khởi động, mang lại cái nhìn tổng quan về mục đích của đề tài Đặc biệt, mô hình có tính thẩm mỹ cao, thuận tiện cho việc giảng dạy và học tập, trong khi các hãng xe thường không cung cấp thông tin chi tiết về cấu tạo và cách thức điều khiển hệ thống.

Mô hình kiểm tra hệ thống khởi động mang lại cho người học cái nhìn trực quan và sinh động, từ đó nâng cao hiệu quả học tập và nghiên cứu Khi được sử dụng, mô hình này giúp xác định các pan bệnh trong hệ thống từ ắc quy đến máy khởi động, cho phép người học chẩn đoán hư hỏng một cách nhanh chóng và chính xác Đây là một công cụ hữu ích cho quá trình học tập của sinh viên.

Việc xây dựng một mô hình hệ thống khởi động hiệu quả sẽ mang lại nhiều lợi ích cho công tác đào tạo, thí nghiệm và nghiên cứu Do đó, cần đảm bảo đạt được các yêu cầu cần thiết để tối ưu hóa quy trình này.

- Mô hình phải nhỏ gọn

- Phải thể hiện rõ ràng, dể hiểu nguyên lý hệ thông khi trình bày

- Kết cấu sao cho trong quá trình thực hành của học sinh sinh viên được thuận tiện nhất và an toàn nhất

- Dễ dàng vận hành, thuận tiện trong kiểm tra và tháo lắp

- Chi phí cho mô hình là rẻ nhất.

* Yêu cầu vềtính kỹ thuật

Các mối lắp ghép phải đảm bảo được độ chắc chắn

Đảm bảo an toàn khi sử dụng hệ thống là rất quan trọng, yêu cầu hệ thống phải hoạt động ổn định, chắc chắn và an toàn cho người dùng Điều này bao gồm việc kiểm tra và điều chỉnh hệ thống trong suốt quá trình vận hành.

* Yêu cầu về độ thẩm mĩ

Mô hình sau khi hoàn thiện nhìn tổng thể phải có sự cân đối giữa câc bộ phận và khung gá lắp

- Mô hình tích hợp nhiều hệ thống

Mỗi loại mô hình đều có những lợi ích và hạn chế riêng, tuy nhiên, để đáp ứng mục tiêu và yêu cầu cụ thể của mô hình, đặc biệt trong lĩnh vực đào tạo, dưới đây là các phương án chế tạo mô hình chi tiết Phương án 1 đề xuất chế tạo mô hình kiểm tra hệ thống khí động học đặt nằm ngang.

Phương án bố trí mô hình HTKĐ nằm ngang có máy khởi động được lắp đặt trên khung chắc chắn, với kết cấu đơn giản Mặc dù chiếm nhiều diện tích và khó di chuyển trong không gian hẹp, phương án này lại dễ quan sát, tháo lắp và vận hành.

Tuy nhiên việc bố trí mô hình hệ thống khởi động nằm ngang vẫn tồn tại nhiều hạn chế như:

- Giá thành chế tạo mô hình tốn kém

- Kích thước khung lớn nhưng chỉ dùng cho một hệ thống rất lãng phí

- Mô hình chưa đảm bảo được yêu cầu thẩm mỹ về cách bố trí mô hình

- Chưa thể hiện rõ được yêu cầu về ứng dụng mô hình trong đào tạo b Ph ương án 2: Chế tạo mô hình kiểm tra HTKĐđặt nằm thẳng đứng

Phương án bố trí hệ thống khởi động (HTKĐ) được thiết kế theo chiều dọc, trong đó máy khởi động được gắn chặt vào mô hình bằng các tấm thép thông qua bu lông đai ốc ở cả phía trước và phía sau, đảm bảo tính chắc chắn cho mô hình.

Phương án có ưu điểm:

- Kết cấu đơn giản, quan sát dễ dàng

- Giá thành chế tạo mô hình rất giẻ

- Kích thước khung vừa phải dùng cho một hệ thống rất tiết kiệm

- Dễ di chuyển trong không gian hẹp, thuận lợi cho việc vận hành, tháo lắp và kiểm tra

- Tuy nhiên đối với mô hình bố trí hệ thống khởi động thẳng đứng vẫn còn tồn tại nhiều nhược điểm như :

- Tính thẩm mỹ của mô hình chưa cao c Phương án 3: Chế tạo mô hình tích hợp nhiều hệ thống

Phương án bố trí nhiều hệ thống trên mô hình cho phép thiết kế nhiều hệ thống cùng lúc, mang lại kích thước khung dễ nhìn và giá thành cao Việc bố trí các chi tiết một cách rõ ràng và hợp lý không chỉ nâng cao tính thẩm mỹ của mô hình mà còn giúp người học có cái nhìn toàn diện và sâu sắc hơn về các hệ thống, tạo sự gần gũi với thực tế hơn so với các xe cụ thể.

- Tuy nhiên do kinh phí hạn hẹp nên không chế tạo

Mỗi phương án lắp đặt hệ thống khởi động riêng biệt đều có những ưu nhược điểm riêng, với các phương án 1, 2 và 3 mang lại nhiều lợi ích rõ ràng Hai phương án này thể hiện chi tiết nguyên lý làm việc của hệ thống, giúp người học dễ dàng nắm bắt Hệ thống bao gồm ắc quy, cầu chì, khóa điện, relay và máy khởi động, tạo điều kiện thuận lợi cho học sinh, sinh viên trong việc hiểu và áp dụng kiến thức.

Dựa trên các căn cứ đã nêu và nhằm đáp ứng các mục tiêu thiết yếu của đề tài thiết kế mô hình, cũng như điều kiện của xưởng thực tập, phương án tối ưu được đề xuất là mô hình kiểm tra hệ thống khởi động theo hướng thẳng đứng Phương án này sẽ giúp tiếp thu kiến thức một cách nhanh chóng và hiệu quả nhất.

2.3.2 Thiết kế bố chí tổng quan mô hình kiểm tra hệ thống khởi động.

Việc thiết kế bảng điều khiển và giá bắt máy khởi động không chỉ nâng cao tính thẩm mỹ mà còn tạo ra một không gian làm việc hấp dẫn cho mô hình Các tấm mica đóng vai trò như giá đỡ, giúp các chi tiết trên mô hình hoạt động ổn định và hiệu quả.

Hình 2 5 Vị trí bố trí các thiết bị

+ Tấm bảng điều khiển và sơ đồ mạch làm bằng mica độ dày 5mm

+ Thép tấm dày 3mm dùng để gá lắp máy khởi động

Tấm thép dày để giúp tạo nên độ vững chắc khi vận hành mô hình sẽ đảm bảo hơn

Hình 2 6 Tấm bảng điều khiển và sơ đồ mạch điện

Hình 2 7 Tấm thép dùng gá đỡ máy khởi động

Mô hình đặt thẳng đứng không chỉ tạo ấn tượng đẹp mắt mà còn giúp công việc chế tạo và lắp chi tiết trở nên thuận tiện hơn, do đó đây là phương án tối ưu nhất.

- Có tính thẩm mĩ và ứng dụng học tập cao

- Dễ dàng tháo lắp, hoạt động và điều chỉnh.

- Dễ dàng di chuyển trong phạm vi phòng hẹp

Do vậy nhóm quyết chế tạo mô hình theo phương án này

2.3.3 Lựa chọn vật liệu và các chi tiết để thiết kế mô hình kiểm tra hệ thống khởi động

- Thép hộp chữ nhật kích thước 30x30 mm để làm khung, giá đỡ phía dưới và chỗ đặt máy khởi động

- Thép hộp chữ nhật kích thước để gá bắt mặt gỗ đỡ các chi tiết của mô hình

- Thép V 30x30 mm gá đỡ ắc quy

- Vít bắn, mặt mô hình bằng mica kích thước 600x800mm để gá lắp các chi tiết của mô hình

- Bánh xe lăn kích thước: Cao 50mm, đường kính bánh xe 50mm, cùng khoá hãm

- Mặt bàn bằng thép tấm 500x650x3mmm dùng để các dụng cụ chi tiết để đo kiểm các thiết bị có sẵn trên mô hình

Các mạch điện được in trên bề mặt mica giúp tăng độ rõ nét và bóng bẩy cho mạch Khung gá mô hình được chế tạo từ thép hình hộp, dễ dàng tìm kiếm trên thị trường và thuận tiện cho quá trình gia công.

Hình 2 8 Thép hộp để chế tạo mô hình

3 Dây điện 7m Tiết diện lớn

4 Rơle 4 chân 01 Hoạt động tốt

5 Công tắc 1 chế độ 06 Hoạt động tốt

6 Đồng hồ hiển thị vôn 01 Hoạt động tốt

7 ắc quy 01 Hoạt động tốt

8 Các giắc cắm chân 30,50 C 32 Mới

2.4 Chế tạo mô hình kiểm tra hệ thống khởi động

2.4.1 Chế tạo khung mô hình hệ thống khởi động a) Kích thướ c khung mô hình t ổ ng quát

Hình 2 9 Kích thước khung mô hình chuẩn bị chế tạo

- Kích thước của mô hình tổng quát :

Bảng 1 3: Thông số kích thước chế tạo mô hình

Chế tạo khung Kích thước

Chiều ngang khung đứng của mô hình 600 mm

Chiều cao khung đứng của mô hình 1400 mm

Chiều cao của bàn đỡ khung 750 mm

Chiều ngang của bàn đỡ khung 500 mm

Chiều cao của bảng sơ đồ mạch 650 mm

Chiều ngang của bảng sơ đồ mạch 600 mm

Hình 2 10 Mô hình sau khi chế tạo thô

Hình 2 11 Bảng điều khiển và sơ đồ mạch điện hoàn chỉnh

Bảng gá lắp máy khởi động

Hình 2 12 Bảng gá lắp máy khởi động hoàn chỉnh

Mô hình kiểm tra hệ thống khởi động hoàn thiện

Ch ế t ạ o mô hình ki ể m tra h ệ th ố ng kh ởi độ ng

2.4.1 Chế tạo khung mô hình hệ thống khởi động a) Kích thướ c khung mô hình t ổ ng quát

Hình 2 9 Kích thước khung mô hình chuẩn bị chế tạo

- Kích thước của mô hình tổng quát :

Bảng 1 3: Thông số kích thước chế tạo mô hình

Chế tạo khung Kích thước

Chiều ngang khung đứng của mô hình 600 mm

Chiều cao khung đứng của mô hình 1400 mm

Chiều cao của bàn đỡ khung 750 mm

Chiều ngang của bàn đỡ khung 500 mm

Chiều cao của bảng sơ đồ mạch 650 mm

Chiều ngang của bảng sơ đồ mạch 600 mm

Hình 2 10 Mô hình sau khi chế tạo thô

Hình 2 11 Bảng điều khiển và sơ đồ mạch điện hoàn chỉnh

Bảng gá lắp máy khởi động

Hình 2 12 Bảng gá lắp máy khởi động hoàn chỉnh

Mô hình kiểm tra hệ thống khởi động hoàn thiện

Mô hình kiểm tra hệ thống khởi động đã hoàn thành mục tiêu và yêu cầu của đề tài, tuy nhiên, việc đạt được điều này không hề đơn giản Mô hình này mang lại khả năng đào tạo khả quan nhờ vào cách bố trí rõ ràng và hệ thống được thể hiện đầy đủ Điều này giúp người học có cái nhìn toàn diện và đa chiều về hệ thống khởi động trên ô tô, từ đó hỗ trợ cho việc thiết kế và nghiên cứu trong đề tài.

Ứ NG D Ụ NG C Ủ A MÔ HÌNH TRONG GI Ả NG D Ạ Y

Xây d ự ng n ộ i dung bài gi ả ng trên mô hình

3.1.1 Giảng dạy phần lý thuyết

3.1.1.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động (trong phần cơ sở lý thuyết)

3.1.1.2 Đọc và phân tích sơ đồ mạch điện sau

- Vẽ và điền tên các chi tiết trên sơ đồ mạch điện vào bảng sau:

Hình 3 1 Sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động

3.2 Giảng dạy phần thực hành Để tăng khả năng nhận thức và tư duy cho người học thì việc tạo pan bệnh cho hệ thống là rất cần thiết Khi bị hư hỏng ở đâu đó trong hệ thống thì người học sẽ tìm ngay được vị trí hư hỏng và cách khắc phục vì vậy đây sẽ là bước quan trọng để đáp ứng được yêu cầu mà đề tài đặt ra về xây dựng nội dung thực hành

3.2.1 BÀI THỰC HÀNH SỐ 1: Hư hỏng cầu chì nguồn, cầu chì khởi động

Bật khóa điện ON, bật ST2 máy khởi động không hoạt động

I Mục tiêu bài thực hành

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

- Chọn đúng thiết bị và dụng cụ trong quá trình kiểm tra chẩn đoán

- Tập họp các chi tiết, bộ phận và vật tư tiêu hao

- Thay thế được các chi tiết hư hỏng

- Kiểm tra tình trạng vận hành của hệ thống

II Các trang thiết bị, dụng cụ và vật tư hỗ trợ cho bài thực hành

STT Chủng loại – Quy cách SL/HSSV Ghi chú

1 Mô hình kiểm tra hệ thống khởi động

2 Tua vít ( dẹp, bake) 1 cái / 1 nhóm

3 Đồng hồ VOM 1 cái / 1 nhóm

2 Băng keo cách điện 1 cuộn / 1 lớp

III Yêu cầu công việc

- Chọn đúng thiết bị và dụng cụ trong quá trình kiểm tra nguồn điện trên mô hình

- Xác định được vị trí các chi tiết hư hỏng trên mô hình

- Sử dụng thiết bị đo kiểm tra đúng kỹ thuật

IV Hoàn thành các câu hỏi dẫn dắt

Bước 1 Xác định vị trí hư hỏng

Bước 2 lựa chọn thiết bị đo kiểm:

1A, 4B Không 0 ôm Hỏng cầu chì nguồn 1A, 4B Có < 1 ôm Tốt

TH2: Trong mạch có cấp nguồn khóa bật giữ vị trí ST2

- Dùng đồng hồ VOM bật thang đo Điện áp một chiều

Giá trị tiêu chuẩn Kết luận

4B, mát 0v Hỏng cầu chì nguồn

Bước 3 Thay thế các thiết bị đã hư hỏng trên sơ đồ

Bước 4: Vận hành mô hình

3.2.2 BÀI THỰC HÀNH SỐ 2: Hư hỏng relay khởi động

Khóa điện bật vị trí ST2 máy khởi động không hoạt động

- Chọn đúng thiết bị và dụng cụ trong quá trình kiểm tra điện trở và điện áp

- Xác định đúng vị trí hư hỏng

- Thay thếđược các chi tiết hư hỏng của hệ thống

1 Mô hình kiểm tra hệ thống khởi động 1 cái / 1 nhóm

1 Relay 4 chân thường mở 1 cái / 1 nhóm

- Chọn đúng thiết bị và dụng cụ trong quá trình kiểm tra điện trở và điện áp trên mô hình

- Kiểm tra tình trạng vận hành của một hệ thống

Bước 2 Lựa chọn thiết bịđo kiểm:

TH1: Mạch không có nguồn điện

- Dùng đồng hồ VOM bật thang đo

Chân Giá trị Giá trị tiêu chuẩn Kếtluận

1, 2 0 ôm >70 ôm Hỏng cuộn relay

3.2.3 BÀI THỰC HÀNH SỐ 3: Hư hỏng khóa điện chân ST2

Bật khóa điện bật vị trí ON và vị trí ST2 nhưng máy khởi động không hoạt động

- Thay thế được các chi tiết hư hỏng của hệ thống

3 Kìm cắt tuốt dây điện 1 cái / 1 nhóm

5 Bộ dụng cụ tháo lắp 1 bộ / 1 lớp

2 Băng keo cách điện 1 cuộn/ 1 lớp

Bước 2 Lựa chọn thiết bị đo kiểm:

TH1: Mạch không có nguồn và khóa bật

4B có < 1 ôm Hư hỏng tiếp xúc chân AM2 và ST2

3.2.4 BÀI THỰC HÀNH SỐ 4: Hư hỏng cuộn giữ trong công tắc từ của máy khởi động

Bật khóa vị trí ST2 máy khởi động hoạt động với bánh răng máy khởi động nhảy ra thụt vào liên tục

- Thay thế được các chi tiết hư hỏng của hệ thống

4 Thùng đồ nghề tháo lắp máy khởi động

2 Băng keo các điện 0,1 kg / 1 lớp

3 Công tắc từ rời 1 cái / lớp

Bước 2 Lựa chọn thiết bị đo kiểm:

TH1: Mạch không có nguồn

50, mát Không 0 ôm cuộn hút Đứt trong công tắc từ

TH2: Trong mạch có cấp nguồn

- Dùng đồng hồ VOM bật thang đo Điện áp một chiều, khóa bật vị trí ST

- Xác định được vị trí các chi tiết hư hỏng

- Chọn đúng thiết bị và dụng cụ trong quá trình kiểm tra nguồn điện trên mô hình

- Xác định được vị trí các chi tiết hư hỏng trên mô hình

QUY TRÌNH THỰC HIỆN a Kiểm tra điện áp khởi động

Phương pháp : Mắc 1 đồng hồ vôn qua acquy, quay động cơ và ghi nhận mức điện áp thu được

- Nếu mô tơ khởi động quay bình thường và đồng hồ vôn kế chỉ 9V hoặc cao hơn thì điện áp khởi động là bình thường.

- Nếu mô tơ quay chậm với điện áp trên 9V thì điện trở trong mạch của môtơ hoặc môtơ khởi động cao

Nếu mô tơ quay chậm và điện áp trên đồng hồ vôn thấp, nguyên nhân có thể là do ắc quy bị phóng điện hoặc yếu Trong trường hợp ắc quy vừa được nạp, các hư hỏng có thể xuất phát từ mô tơ khởi động hoặc động cơ Ngoài ra, cần kiểm tra độ sụt áp để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả.

Kiểm tra độ sụt áp là phương pháp quan trọng để xác định chất lượng của mối nối hoặc điện trở của thiết bị khi dòng điện đi qua Nếu độ sụt áp bằng 0, điều này cho thấy vật dẫn có điện trở bằng 0, cho thấy mối nối hoặc vật dẫn đang hoạt động tốt nhất Ngoài ra, việc kiểm tra điện áp của ắc quy cũng là một bước cần thiết để đảm bảo hiệu suất hoạt động của hệ thống.

Khi máy khởi động, điện áp tại cực của acquy giảm do cường độ dòng điện trong mạch lớn Vì vậy, cần đo điện áp cực của acquy khi động cơ đang quay khởi động.

- Đón vị trí START tiến hành đo điện áp giữa cực 30 và điểm tiếp mát Điện áp tiêu chuẩn: 8.0 V hoặc cao hơn

- Nếu điện áp thấp hơn 8.0 V, thì phải sửa chữa hoặc thay thế cáp của máy khởi động

Vị trí và kiểu dáng của cực 30 có thể khác nhau tùy thuộc vào loại motor khởi động, vì vậy cần kiểm tra và xác định đúng cực này theo tài liệu hướng dẫn sửa chữa Đồng thời, cũng cần kiểm tra điện áp của cực 50 để đảm bảo hoạt động chính xác.

- Bật khoá điện đến vị trí START, tiến hành đo điện áp giữa cực 50 của máy khởi- động với điểm tiếp mát

- Điện áp tiêu chuẩn 8.0 V hoặc cao hơn

- Nếu điện áp thấp hơn 8.0 V phải kiểm tra cầu chì, khoá điện, công tắc khởi động số

3.2.6 BÀI THỰC HÀNH SỐ 6: Tháo, kiểm tra và lắp máy khởi động loại giảm tốc trên mô hình

- Chọn đúng thiết bị và dụng cụ trong quá trình tháo lắp và kiểm tra trên mô hình

- Nhận dạng được cấu tạo của từng chi tiết của máy khởi động Chọn đúng thiết bị và dụng cụ trong quá trình kiểm tra

- Đọc được các thông số và so sánh với thông số tiêu chuẩn cho phép

- Phân tích được các chi tiết thường hay hư hỏng

1 Mô hình máy khởi động 1 cái / 2 nhóm

5 Bộ dụng cụ tháo lắp 1 bộ/ 1 lớp

- Chọn đúng thiết bị và dụng cụ trong quá trình tháo lắp và kiểm tra máy khởi động

- Kiểm tra được tình trạng của từng chi tiết

- Đọc đúng các giá trị đo kiểm tra theo yêu cầu kỹ thuật

QUI TRÌNH THÁO CÁC CHI TI Ế T

NỘI DUNG YÊU CẦU DỤNG

Tháo các dây dẫn bắt với cực 30,50 của máy khởi động

Tháo khỏi bảng điều khiển

Tháo máy khởi động trên mô hình

Tháo 2 đai ốc bắt máy khởi động với mô hình

Tháo các bộphân máy đề Tháo đai ốc và phiến cách điện ra khỏi chân C

Tách động cơ điện một ra khỏi rơ le gài khớp cle 10

Tháo nắp trước của máy khởi động

Tháo nắp trước ra khỏi rơ le gài khớp máy khởi động

Lấy viên bi ra ngoài cẩn thận không bịrơi viên bi

Tháo chổi than trong khi ép lò xo bằng tô vít đầu dẹt

QUI TRÌNH KI Ể M TRA CÁC CHI TI Ế T

Bộ phận Bước kiểm tra Hình vẽ minh hoạ Nội dung kiểm tra

- Kiểm tra các rãnh giữa các phiến góp

- Kiểm tra dộ sâu giữa các rãnh bằng thước

- Độ sâu tiêu chuẩn 0.6mm

- Độ sâu tối thiểu 0.2mm

- Dùng ôm kế kiểm tra sự thông mạch giữa cổ góp và rôto

- Dùng ôm kế kiểm tra

- sự thông mạch giữa các cổ góp

- Đặt rôto lên giá chữ

Giữ nguyên lõi thép và xoay từ từ rôto, nếu phát hiện lá thép rung thì có thể cuộn dây trong rãnh đó bị ngắn mạch hoặc mica giữa hai tấm bị cháy.

- Kiểm tra bề mặt cổ góp

- Quan sát bề mặt cổ góp xem có bị cháy xám chóc rỗ không

- Kiểm tra độ ô van cổ góp

- Đặt rôto lên giá đỡ chữ V

- Dùng đồng hồ so để kiểm tra độ méo của cổ góp

- Độ méo lớn nnhất cho phép là 0.05 mm

- Dùng ôm kế kiểm tra sự thông mạch giữa cuộn dây kích từ và vỏ máy

Kiểm tra chiều dài chổi than

- Dùng thước cặp kiểm tra chiều dài chổi than

Kiểm tra lực nén lò xo

- Dùng lực kế để đo lực nén của lò xo

Kiểm tra giá đỡ chổi than

- Dùng ôm kế kiểm tra xem có thông mạch giữa chổi than âm và chổi than dương hay không

Kiểm tra sự hồi vị của pittông Ấn pittông rồi nhả ra, nó hồi vị nhanh về vị trí ban đầu

- Dùng đồng hồ vạn năng kiểm tra

- Dùng đồng hồ vạn năng kiểm tra sự thông mạch giữa cọc 50 va thân rơle.

- Dùng tay xoay các vòng bi rồi lấy mắt kiểm tra xem ổ bi còn hoạt động hay không

QUY TRÌNH LẮP MÁY KHỞI ĐỘNG

NỘI DUNG YÊU CẦU DỤNG

Lắp đặt các bộ phận tiếp điểm bằng cách sử dụng một khối gỗ hình chữ nhật để giữ cố định mặt của hai tiếp điểm, tránh tình trạng xoay Sau đó, siết chặt ốc giữ bằng tuýp để đảm bảo độ bền và ổn định cho hệ thống.

Lắp đặt chổi than Lắp đặt chổi than và giá đỡ chổi than

Sử dụng tuốc nơ vít để giữ lò so chổi than và lắp đặt các chổi than vào giá đỡ chổi than, có thể tận dụng móc lò so để thực hiện việc lắp đặt này một cách dễ dàng.

Lắp bi cầu Lắp viên bi cầu vào rơ

Kiểm tra cụm bánh răng khởi động

Dùng tay xoay bán răng le gài khớp

Lắp bộbánh răng giảm tốc Lắp bộ bánh răng giảm tốc vào nắp trước

Lắp nắp trước Lắp nắp trước vào rơ le gài khớp máy khởi động

Lắp nắp trước của máy khởi động dùng tô vít siết hai ốc

Lắp động cơ điện một chiều Lắp động cơ điện một chiều vào rơ le gài khớp chú ý lắp đúng khớp định vị

Lắp hai ốc suốt Lắp hai ốc suốt Cle 10

Lắp đai ốc Lắp đai ốc và phiến cách điện vào chân C Clê 13

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

4.1 Kết Luận: Đề tài giúp học sinh, sinh viên biết được cấu tạo, hoạt động tổng quát cũng như nhận biết được chức năng, cách kiểm tra các chi tiết dễ dàng hơn trong hệ thống khởi động Mô hình phục vụ đào tạo, đến nay đề tài đã thực hiện được:

- Tìm hiểu được các hệ thống khởi động chuyên dụng trên ô tô

- Tìm hiểu được các loại máy khởi động thông dụng trên ô tô

- Lập được các phương án chế tạo mô hình cho hệ thống khởi động

- Xây dựng và thiết kế khung và các bảng điều khiển

- Mô tả khái quát về nguyên lý và kết cấu của hệ thống khởi động trên mô hình

- Đưa ra được nôi dung thực hành cho mô hình

- Xây dựng thêm các mô hình tương tự để phục vụ trong giảng dạy và học tập của sinh viên tại Khoa cơ khí ô tô.

- Nếu có thêm kinh phí thực hiện thì đề tài có thể bổ sung thêm hệ thống khởi động bằng nút bấm và chìa khoá thông minh.

Tiêu đề	Thiết Kế Mô Hình Kiểm Tra Hệ Thống Khởi Động
Tác giả	Đoàn Minh Tường, Đoàn Xuân Lập, Lê Thành Đạt
Trường học	Trường Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức
Thể loại	Nghiên Cứu Khoa Học
Năm xuất bản	2024
Thành phố	TP. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	80
Dung lượng	3,59 MB