Phân tích cơ sở lý thuyết và mô phỏng đặc điểm, nguyên lý làm việc, quy trình tháo lắp hệ thống khởi động động cơ, chương 17 docx

Bình ắcquy Bình ắcquy cung cấp điện năng cho máy khởi động hoạt động, bình ắcquy có điện dung thích ứng với mỗi hệ thống khởi động và luôn được nạp đầy tối thiểu 75% điện dung... Trường

Chương 17:

Ưu điểm nhược điểm và phạm vi ứng

dụng 3.1.5.1 Ưu điểm

Nhỏ gọn tiện dụng, tuy năng lượng điện của ắc quy có giảm nhưng được máy

phát nạp lại cho ắc quy trong quá trình hoạt động

3.1.5.2 Nhược điểm

Phải dùng ắc quy, thời gian khởi động ngắn dùng lượng điện nhỏ và trọng lượng lớn, ở nhiệt độ thấp thì điện dung cũng như điện áp của ác quy giảm nhiều Ngoài ra muốn khởi động nhanh, yêu cầu động cơ phải làm việc thường xuyên dể đảm bảo cho ác quy

có đủ điện áp khởi động

3.1.5.3 Phạm vi ứng dụng

Hiện nay phương pháp khởi dộng bằng động cơ điện được áp dụng rộng rãi nhất ở động cơ xăng và diesel có công suất vừa và nhỏ (dưới 1000HP) tuy có nhiều bộ phận hư hỏng nhưng nó cho phép khởi động động cơ nhiều lần, an toàn và thiết bị được lắp gọn trên động cơ

3.2 Các bộ phận cơ bản của một hệ thống khởi động điện

3.2.1 Sơ đồ của một hệ thống khởi động điện

Hinh.2.1 Sơ đồ hệ thống khởi động điện trên ôtô

1 bình ắc quy; 2 công tác khởi động; 3 solenoid (rơle); 4 động cơ khởi động

3.2.1.1 Máy khởi động

Máy khởi động là một động cơ điện một chiều, công suất khoảng 0,5 đến 2,6 sức ngựa (0,4 - 2,0kw) Máy khởi động có thể phát huy công suất lớn trong một thời gian rất ngắn để khởi động cơ Máy khởi động còn được gọi là đê ma rơ

3.2.1.2 Bình ắcquy

Bình ắcquy cung cấp điện năng cho máy khởi động hoạt động, bình ắcquy có điện dung thích ứng với mỗi hệ thống khởi động và luôn được nạp đầy tối thiểu

75% điện dung

3.2.1.3 Solenoid (Rơle)

Dùng solenoid (rơle) để đóng ngắt mạch điện trong máy khởi động Nó được cấu tạo đơn giản và gọn nhẹ, nếu dùng công tắc thì phải lớn vì dòng điện cấp cho máy khởi động là rất lớn

3.2.1.4 Công tắc khởi động

Công tắc máy có công dụng điều khiển hoạt động của máy khởi động

3.2.3 Một số thiết bị bổ trợ khởi động trong hệ thống khởi động 3.2.3.1 Cơ cấu đổi nối điện

Ở một số mặc dù mạng điện chung của nó là 12V nhưng riêng máy khởi động lại sử dụng nguồn 24V Trường hợp này trên người

ta phải có hai bình ắcquy 12V và dùng thêm cơ cấu đổi nối điện, để lúc cần khởi động sẽ đấu hai bình ắcquy nối tiếp với nhau, rồi khi khởi động xong lại phải chuyển hai ắcquy thành đấu song song để máy phát điện nạp cho chúng, hoặc dùng chúng thành bộ nguồn cung cấp cho phụ tải khi máy phát chưa có khả năng cung cấp điện cho tải

Thực tế cơ cấu đổi nối điện chính là rơ le từ và người ta gọi tên

nó là rơ le đổi

nối điện áp Sau đây sẽ giới thiệu ba loại rơ le thông dụng

a Rơ le BK - 30 (có sơ đồ nguyên lí như hình 2.2)

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lí Rơ le đổi nối điện BK -30

1 máy khởi động; 2 cầu chì bảo vệ; 3 đường dẫn điện đến máy phát

Khi khởi động ấn nút Kkđ , cuộn dây Wkđ sẽ có điện, từ trường do Wkđ sinh ra làm cho lõi thép của nó đi xuống nên tiếp điểm Kl và K2 mở ra ngắt mạch nối song song của hai ắcquy Sau

đó tiếp điểm K4 đóng và cuối cùng là tiếp điểm K3 cũng đóng Khi K4 đóng, cực dương của ắcquy Aq1 được nối với cực

âm của ắcquy AqII qua cầu đồng K4 tức là hai ắcquy đã được đấu nối tiếp qua tiếp điểm chính, lúc đó điện áp 24V được truyền theo đường:

- Aqll - cầu chì a - K3 - PC - rơ le gài khớp của máy khởi động

Trong giai đoạn này toàn bộ mạng điện khác của vẫn là

12V do ắcquy Aql cung cấp

Thả nút ấn khởi động Kkđ ra, cuộn dây Wkđ mất điện, lõi thép và toàn bộ các tiếp điểm lại trả về vị trí ban đầu, tức là mạch đấu nối tiếp hai ắcquy bị cắt, máy khởi động ngừng hoạt động; đồng thời lúc này mạch đấu song song hai ắcquy lại được thiết lập

để cung cấp điện cho phụ tải, hoặc nhận dòng điện nạp từ máy phát đưa tới

b) Rơ le kiểu BOSCH

Hình.2.3 Sơ đồ nguyên lí của rơ le đổi nối điện

kiểu BOSCH

1 bình ắc quy; 2 đường dây đến máy phát; 3 máy

khởi động

Loại rơle này được dùng trên Skoda, Tatra, Praga Sơ đồ

nguyên lí của nó như hình 2.3

Khi khởi động ấn nút Kkđ , cuộn Wkđ sẽ có điện làm cho lõi của nó bị hút xuống phía dưới Đòn gánh đ sẽ đẩy tiếp điểm Kl

và K2 mở ra, tức là cắt mạch đấu song song hai ắcquy Tiếp đó tiếp điểm chính K3 đóng để thực hiện việc đấu nối tiếp hai bình ắcquy

Sau cùng là tiếp điểm K2K'2 đóng Dòng điện có điện áp 24V được truyền tới máy khởi động theo đường:

-Aqll - 30a - cầu chì a - K2K'2 – 50 - cuộn rơ le gài khớp của máy khởi động

Giai đoạn khởi động của , toàn bộ mạng điện trên vẫn được

nối với điểm 30 hoặc điểm 51 nên vẫn được cung cấp điện ở mức điện áp 12V do Aql đưa tới Khởi

động xong, thả nút Kkđ ra, mạch qua Wkđ bị cắt nên lõi thép và các tiếp điểm được trả về vị trí ban đầu, tức là mạch đấu nối tiếp hai ắcquy bị cắt để trở về trạng thái đấu song song

c) Rơ le đổi nối điện áp kiểu

86322/IWL

Hình.2.4 Rơ le đổi nối điện áp kiểu 86322/IWL

1 ắcquy; 2 máy khởi động; 3 máy phát; 4 công tắc

của ắcquy

Loại rơ le này được dùng trên IFA - W50L và W50L/K của

Đức Sơ đồ cấu trúc của nó như hình

2.4

Khi khởi động ấn nút Kkđ cuộn dây Wkđ được cung cấp điện

từ Aql nên lõi của nó bị hút xuống, đòn gánh đ làm tiếp điểm Kl, K2 mở ra cắt mạch đấu song song giữa hai ắcquy Tiếp theo tiếp điểm chính K3 đóng để đấu nối tiếp hai ắcquy Cuối cùng tiếp điểm KlK'l đóng để đưa điện áp 24V tới rơ le gài khớp của máy khởi động Lúc này toàn bộ mạng điện trên vẫn được cấp điện áp 12V từ Aql đưa ra

3.2.3.2 Bảo vệ khởi

động

Trên những hiện đại còn được trang bị thêm thiết bị để bảo vệ không cho máy khởi động có thể làm việc được trong khi đang chạy hoặc động cơ của đã nổ máy Thiết bị bảo vệ này thực chất cũng là một rơ le từ có sơ đồ nguyên lí như hình 2.5

Ở trạng thái bình thường tiếp điểm Kl đóng Khi vặn khóa

điện đến nấc thứ

nhất tức là nối đầu AM với K2 của khóa điện, lúc đó đèn báo sẽ sáng, do có dòng

điện đi qua đèn như sau:

- Aq - AM - K2 - đèn - LK - a - Kl - mát - -Aq

Hình 2.5 Sơ đồ hệ thống khởi động có

rơle bảo vệ

1 máy phát điện; 2 rơle P1; 3 rơle PC-24; 4 máy

khởi động

Để khởi động ta vặn khóa điện thêm nấc nữa, tức là nối đầu

AM với CT của khóa điện Khi đó cuộn Wkđ của rơ le PC-24 có điện theo mạch

- Aq - AM - CT - K - Wkđ - K - LK - a - Kl - -Aq

Rơ le PC-24 tác động, tiếp điểm của nó đóng và điện ắcquy được dẫn từ điểm nối b tới đầu c (đầu nối chung của hai cuộn dây trong rơ le gài khớp của máy khởi động) để thực hiện khởi động Một dòng điện phân nhánh từ đầu K qua điểm PC đế R đến Wf để tạo nên lực phản từ cân bằng với lực từ hóa ban đầu của cuộn Wc khi động cơ chưa làm việc tự lập được

Trong quá trình khởi động, điện áp xoay chiều do máy phát sinh ra một phần được đưa đến bộ chỉnh lưu và tạo nên dòng một

chiều trong cuộn Wc Để loại trừ khả năng tác động sớm của rơ le P-1 lực từ hóa của cuộn Wc lúc này được cân bằng bởi lực phản từ của cuộn Wf

Nếu động cơ chưa có thể làm việc tự lập thì hiệu lực từ hóa Fwc - Fwf xấp xỉ

bằng không và tiếp điểm Kl vẫn đóng, quá trình khởi động vẫn tiếp tục

Khi động cơ bắt đầu làm việc tự lập được thì điện áp của máy phát cũng tăng lên, tới lúc điện áp hiệu dụng giữa 2 pha của máy phát đạt được (9 –10) V thì lực từ hóa của cuộn dây đã lớn làm cho

Kl mở ra, mạch đèn bị cắt nên đèn tắt báo hiệu cho biết máy phát điện đã làm việc bình thường Mạch điện của rơle PC-24 khi đó cũng bị cắt, nó sẽ tác động làm tắt máy khởi động Sau đấy muốn khởi động tiếp cũng không được vì tiếp điểm Kl đã mở nên rơ le PC-24 không sao hoạt động được

Trên sơ đồ ta thấy trong rơ le PB-1 có bộ phận chỉnh lưu để chỉnh lưu dòng

xoay chiều từ 2 pha của máy phát, cung cấp cho cuộn dây từ hóa chính Wc Điện trở R mắc nối tiếp với cuộn từ hóa phụ Wf để hạn chế dòng điện trong cuộn Wf Cuộn Wf có lực từ hóa ngược chiều với lực từ hóa của cuộn Wc nhằm làm cho rơ le tác động đóng hoặc mở kết thúc khoát

3.3 Kết cáu và nguyên lý hoạt động của hệ thống khởi động điện điển hình

Hình.3.1 Sơ đồ khối hệ thống khởi

động điện

1 công tắc khởi động, 2.bình ắc quy chì-axít,

3.máy khởi động 4.mạch điện, 5.động cơ