Giáo trình lý thuyết điện xe máy phần 2

Giáo trình lý thuyết điện xe máy bao gồm: các linh kiện điện thường dùng trong hệ thống xe máy, nguồn điện và bộ điều chỉnh; hệ thống khởi động điện, hệ thống chiếu sáng và tín hiệu, hệ thống thông tin, hệ thống điện điều khiển

BÀI 3 HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG ĐIỆN

1 Nhiệm vụ, sơ đồ nguyên lý

Phân loại theo điều khiển : - Loại điều khiển trực tiếp

- Loại điều khiển gián tiếp

Phân loại theo kết cấu :

Phân loại theo phương pháp đấu dây

Hình 3.1 Phương pháp đấu dây máy khởi động Yêu cầu:

- Đảm bảo quay trục cơ đến vòng quay tối thiểu khởi động, động cơ xăng 30 – 50 vòng / phút, động cơ diesel (150 – 250) vòng/phút

- Tự động loại ra khỏi hệ thống khởi động khi động cơ đã nổ

- Thời gian khởi động không quá 10 giây/lần

- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận lợi, ít hư hỏng

_ _

Đấu hỗn hợp Đấu song song

+ +

+

+

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động điện

b Nguyên lý làm việc

- Luôn có 1 dòng điện từ ăc - quy cấp chờ ở máy khởi động kể cả khi chưa bật khóa điện

- Khi chưa khởi động, khóa điện chưa bật hệ thông không hoạt động

- Khi bật khóa điện ở vị trí ON có dòng điện từ ắc quy - Qua cầu chì, khóa điện

Công tắc an toàn, khi công tắc an toàn đóng, có dòng điện qua cuôn dây của rơ- le và ra mát Tiếp điểm của rơ- le đóng

- Khi bật khóa điện ở vị trí start, nếu công tắc khớp ly hợp đóng, có dòng điện đi qua cuôn dây của rơ- le khởi động ra mát Tiếp điểm của rơ le khởi động đóng có dòng điện đi từ khóa điện, qua rơ le khởi động đi đến cuôn hút và giữ của máy khởi động máy khởi động hoạt động thực hiện việc quay khởi động động cơ

- Khi nhả khóa điện về vị trí ON, dòng điện cung cấp cho cuộn hút, cuộn giữ bị ngắt Lúc này, nguồn điện chính cung cấp cho máy khởi động bị ngắt, máy khởi động ngừng hoạt động

- Trên thực tế, để đảm bảo an toàn cho hệ thống khởi động, trong máy khởi động có 1 khớp ly hợp 1 chiều nhằm tránh động cơ dẫn động ngược lại máy khởi động

- Như vậy, ta thấy việc sử dụng công tắc an toàn và công tắc khớp ly hợp nhằm đảm bảo cho các điều kiện khởi động được đảm bảo, tránh hư hỏng

2 Đặc điểm cấu tạo các chi tiết chính

cuộn dây kích thích Các cuộn dây này

được mắc nối tiếp với nhau

Có hai cách mắc các cuộn dây

* Rôto (phần ứng)

Hình 3.3 Cấu tạo rôto

1 Má cực; 2.Cuộn dây stator

- Rôto của máy khởi động bao gồm trục rôto, khớp nối từ, cuộn dây của

phần ứng và cổ góp

Trên thân có sẻ các

rãnh các rãnh có thể song

song với đường tâm trục

rôto, hoặc sẻ chéo so với trục

rôto

Hình 3.6 Cấu tạo rôto

1 Trục rôto; 2 Cuộn dây phần ứng;

3.Thân rô to; 4 Cổ góp

- Trên các rãnh của rôto có lắp các cuộn dây phần ứng, các cuộn dây

cũng được mắc nối tiếp với nhau

- Phía đầu máy còn có các cổ góp gồm các phiến góp ép chặt trên trục

rôto, gồm nhiều phiến đồng ép chặt với nhau và cách điện với trục

- Trên trục rôto còn có các rãnh xoắn, trục được đỡ bởi hai ổ đỡ ổ lăn

* Chổi than và giá đỡ chổi than

- Làm bằng hỗn hợp thiếc đồng và

có pha thêm một chút graphit, nhằm mục

đích làm giảm điện trở của chổi than

- Các chổi than cũng có tiết diện lớn

và được lắp nghiêng một góc so với trục

Hình 3.8 Cấu tạo rơ le khởi động

1 Cuộn hút; 2 Cuộn giữ; 3 Đĩa đồng tiếp điện; 4 Đầu tiếp xúc; 5,6 Các đầu nối dây; 7 Lò xo hồi vị; 8 Trục điều khiển điã đồng

Hình 3.9 Sơ đồ nguyên lý của rơ le kéo

Gồm có hai cuộn dây từ hoá : Cuộn Wh và Wg như sơ đồ trên (hình 3.9)

WKT là cuộn dây kích từ đưa điện vào máy khởi động M là máy khởi động,

K1, K2 lần lượt là hai tiếp điểm của rơ le

* Nguyên lý làm việc

Khi đóng khoá khởi động K1 (hình 3.9a) lúc này các dòng điện đi qua

cả hai cuộn Wh và WG (đĩa đồng tiếp điện chưa nối mạch của động cơ điện khởi động ) Các dòng điện này có tác dụng tạo ra lực từ hoá hút lõi thép của rơle kéo Dòng điện đi qua Wh khi tiếp tục đi qua mạch kích thích của động

cơ điện sẽ làm cho trục của động cơ điện xoay đi một góc nhỏ, tạo điều kiện

cho bánh răng khởi động có thể tự lựa tốt hơn trong quá trình vào khớp với các vành răng trên bánh đà Khi các tiếp điểm K2 của mạch khởi động động

cơ điện đã được nối, lúc này cuộn dây Wh bị nối tắt (hình 3.9b) nhờ đó tiết kiệm được năng lượng của ắc quy

3 Nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều

Máy điện một chiều gồm một khung dây abcd và 2 phiến góp được quay quanh trục của nó với tốc độ không đổi trong từ trường của hai cực nam châm N-S Các chổi điện A và B đặt cố định và tì sát vào phiến góp

Khi động cơ sơ cấp quay phần ứng, các thanh dẫn của dây quấn phần ứng cắt từ trường của cực từ, cảm ứng các sức điện động (sđđ) Chiều sđđ xác định theo quy tắc bàn thay phải Ở hình 3.10, từ trường hướng từ cực N đến S (từ trên xuống dưới), chiều quay phần ứng ngược chiều kim đồng hồ, ở thanh dẫn phía trên sđđ có chiều từ b đến a Ở thanh dẫn phía dưới, sđđ có chiều từ

d đến c Sđđ của phần tử bằng hai lần sđđ của thanh dẫn Nếu nối chổi điện A

và B với tải, trên tải sẽ có dòng điện, điện áp của máy phát điện có cực dương

ở chổi A và cực âm ở chổi B

Khi động cơ sơ cấp quay phần ứng, các thanh dẫn của dây quấn phần ứng cắt từ trường của cực từ, cảm ứng các sức điện động Chiều sđđ xác định theo quy tắc bàn thay phải.Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí của phần

tử thay đổi Nếu máy chỉ có một phần tử, điện áp đầu cực sẽ như hình 3-7a

Để điện áp lớn hơn và ít nhấp nhô như hình 3-7b, dây quấn phải có nhiều phần tử và nhiều phiến đổi chiều.Ở chế độ máy phát, dòng điện phần ứng cùng chiều với sđđ phần ứng Eư Phương trình cân bằng điện áp là:

U = E ư - I ư R ư

Rư là điện trở dây quấn phần ứngU là điện áp đầu cực máy I ư R ư là điện áp rơi trên dây quấn phần ứng.Eư là sức điện động (sđđ) phần ứng

Hình 3.10 Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều

4 Các biện pháp cải thiện đặc tính hoạt động của hệ thông khởi động điện

4.1 Phương pháp dùng bugi sấy (động cơ điezel)

Để cải thiện đặc tính làm việc của hệ thống khởi động người ta sử dụng nhiều biện pháp khác nhau hỗ trợ cho quá trình khởi động khi nhiệt độ môi trường thấp Biện pháp trên được áp dụng rộng rãi là dùng bugi có bộ phận sấy sử dụng cho các động cơ điezel Bu gi sấy được lắp vào buồng đốt có chức năng sấy nóng không khí tạo điều kiện thuận lợi cho việc bốc hơi và bốc cháy của nhiên liệu

4.2 Phương pháp đấu 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 khới động là đáng kể, nên ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của hệ thống khởi động là nâng trị số điện áp cấp cho máy 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 cấp điện có điện áp định mức 12 V) Khi khởi động riêng hệ thống khởi động được cung cấp điện 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 bằng 12V

CÂU HỎI ÔN TẬP

Câu 1 Trình bày nhiệm vụ, yêu cầu phân loại hệ thống khởi động điện?

Câu 2 Vẽ sơ đồ và trình bày nguyên lý làm việc của hệ thống khởi động điện?

Câu 3 Trình bày cấu tạo các bộ phận chính trong máy khởi động điện?

Câu 4 Trình bày nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều?

Câu 5 Nêu các phương pháp cải thiện đặc tính khởi động của hệ thống khởi

động điện?

-// -

BÀI 4 HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG VÀ TÍN HIỆU

1 Mạch đèn pha-cốt, đèn báo kích thước

1.1 Sơ đồ mạch chiếu đèn chiếu sáng loại dương chờ (không có rơ le chuyển đổi pha cốt):

Sơ đồ

Hình 4.1 Sơ đồ mạch điện đèn chiếu sáng loại dương chờ

Hoạt động:

Khi bật công tắc đèn (Light Control Switch) ở vị trí Tail: Cọc T nối EL

có dòng qua cuộn dây rơ-le đèn con  A2  A11  mass, làm tiếp điểm rơ-le đèn con đóng cho dòng qua tiếp điểm rơ-le đèn con, cầu chì, tim đèn con ra mass, đèn con sáng

Khi bật công tắc đèn sang vị trí HEAD: Cọc T, H, EL được nối, do đó mạch đèn con vẫn sáng bình thường, đồng thời có dòng qua cuộn dây rơ-le đèn đầu A13 A9A1mass, tiếp điểm rơ-le đèn đầu đóng lúc đó có dòng qua tiếp điểm rơ-le đèn đầucầu chì đèn hoặc cốt; nếu công tắc chuyển đổi pha cốt ở vị trí HIGH đèn pha sáng lên; Nếu công tắc chuyển đổi pha cốt ở vị trí LOW đèn cốt sáng

Khi bật FLASH: Cọc HF, HL, ED được nối có dòng qua cuộn dây rơ-le đèn đầu, công tằc chuyển đổi pha cốt ra mass, tiếp điểm rơ-le đèn đầu đóng cho dòng qua tiếp điểm rơ-le đèn đầu, tim đèn pha, đèn pha sáng Do đó đèn flash không phụ thuộc vào vị trí bậc của công tắc điều khiển đèn

Đối với loại dương chờ thì đèn báo pha được nối với tim đèn cốt Lúc này do công suất của bóng đèn báo pha rất nhỏ (< 5W) nên tim đèn cốt đóng vai trò dây dẫn khi mở đèn pha có dòng đi qua tim đèn cốt  tim đèn báo pha, đèn báo pha sáng mà đèn cốt không sáng

1.2 Sơ đồ mạch đèn chiếu sáng loại âm chờ (có rơ-le chuyển đổi pha cốt):

Khi bật công tắc đèn ở vị trí Tail: Cọc T nối EL có dòng qua cộn dây rơ-le đèn con và công tắc đèn con ra mass, tiếp điểm rơ-le đèn con đóng có dòng qua tiếp điểm và các tim đèn con ra mass, các đèn con sáng

Khi bậc công tắc đèn vị trí HEAD đèn con vẫn sáng, đồng thời có dòng qua cuộn dây rơ-le đèn đầu và công tắc đèn ra mass, tiếp điểm rơ-le đèn đầu đóng Nếu công tắc chuyển pha ở vị trí LOW có dòng qua tiếp điểm rơ-le đèn đầu

và tiếp điểm thường đóng 4, 5 (của Rơ-le chuyển đổi pha cốt ) cầu chì  tim đèn cốt  mass, đèn cốt sáng lên Nếu công tắc chuyển đổi pha cốt ở vị trí HIGH có dòng qua cuộn cuộn dây rơ-le chuyển đổi pha cốtA12mass,

tiếp điểm 4 đóng với tiếp điểm 3 bỏ tiếp điểm 5 lúc đó dòng điện qua tiếp điểm 4, 3  cầu chì  tim đèn pha  mass, đèn pha sáng Lúc này đèn báo pha sáng do mắc song song với đèn pha

Khi bật FLASH: Có dòng qua cuộn dây rơ-le đèn đầu  A14  A9  mass, tiếp điểm rơ-le đèn đầu đóng lúc đó có dòng qua tiếp điểm rơ-le đèn đầu  cuộn dây rơ-le chuyển đổi pha cốt A12 A9 mass, hút tiếp điểm rơ-le chuyển đổi pha cốt 4 đóng với 3 đèn pha sáng Do đó đèn flash không phụ thuộc vào vị trí bậc của công tắc điều khiển đèn

2 Mạch đèn báo lùi, đèn báo phanh

Khi gài số lùi công tắc lùi đóng lại, có dòng điều khiển T1: (+) nguồn

 R3 BT1 ET1  diode D Công tắc lùi  mass  (-) nguồn, T1 dẫn

có dòng: (+) nguồn  còi hiệu lùi  diode D  Công tắc lùi  mass (-) nguồn, làm còi kêu, đồng thời tụ C1 phóng: (+) tụ  T1  R4 (-) tụ

Sau khi phóng hết điện có dòng nạp cho tụ C1: (+) nguồn  R1 C1

BT2  E  (-) nguồn, làm T2 dẫn làm T1 khóa dòng qua còi mất còi ngưng kêu Khi C1 được nạp đầy T2 khóa, T1 dẫn còi kêu quá trình như vậy còi kêu ngưng liên tục đến không còn cài số lùi

2.2 Mạch đèn báo phanh

Đèn này được bố trí sau xe và có độ sáng cao để ban ngày có thể nhìn

rõ Mỗi ôtô phải có hai đèn phanh và tự động bật bằng công tắc đặc biệt khi người lái xe đạp bàn đạp phanh Màu qui định của đèn phanh là màu đỏ Công tắc đèn phanh tùy thuộc vào phương pháp dẫn động phanh (phanh cơ khí, khí nén hay dầu) mà có kết cấu kiểu cơ khí hay kiểu màng hơi

Hình 4.4 Sơ đồ đèn phanh

3 Mạch đèn xin đường (xinhan)

3.1.Sơ đồ cấu tạo và hoạt động của hệ thống đèn báo rẽ

a Sơ đồ cấu tạo mạch đèn báo rẽ:

- Hệ thống đèn báo rẽ cần tạo tín hiệu nhấp nháy cho các bóng đèn Khi

xe quay vòng tần số nhấp nháy khoảng (60  100) lần/phút Công việc này được thực hiện tự động nhờ một rơle

* Rẽ sang trái

Khi công tắc đèn xinhan được dịch chuyển về bên trái, thì cực EL của

bộ nháy đèn xinhan và đất được nối thông Dòng điện đi tới cực LL và đèn xinhan bên trái nhấp nháy

Hình 4.5 Sơ đồ mạch đèn báo rẽ (sang trái)

* Rẽ sang phải

Acquy Đèn

hiệu Công tắc đèn phanh Đèn phanh

Khi công tắc đèn xinhan dịch chuyển về bên phải thì cực ER của bộ

nháy đèn xinhan được tiếp mát Dòng điện đi tới cực LR và đèn xinhan bên

G2 - ắc quy L1, L2 - Đèn xin đường trái

K4 - Rơ le nháy R1, R2 - Đèn xin đường phải

S14 - Công tắc đèn cảnh báo H5a, H5b - Đèn báo nháy trái và phải S15 - Công tắc đèn xin đường

31 49a 49

G

30

31 G2

49 L R 31

15 30 30

31

30 15

Nguyên lý hoạt động của mạch điện đèn xin đường

Khi bật khoá điện và bật công tắc đèn xi nhan (S15) sang trái, hoặc phải

sẽ có dòng điện điều khiển cho rơ le nháy làm việc đi như sau:

Ắc quy  30( khoá điện )  15( khoá điện )  F12  15 ( công tắc S14 )  49( công tắc S14 )  49( Rơ le K4 )  31( Rơ le K4 )  Mát

- Khi Rơ le nháy K4 đóng tiếp điểm sẽ xuất hiện dòng điện đi từ:

Ắc quy  30( khoá điện )  15( khoá điện )  F12  15 ( của công tắc S14 )  49( của công tắc S14 )  49( Rơ le K4 )  49a( Rơ le K4 )  49a( công tắc S15 ) Tại đây nếu ta bật công tắc xi nhan S15 sang trái thì dòng điện đi tới cực L của công tắc S15  L1, L2, H5a  mát

- Dòng điện này làm cho đèn xi nhan trái sáng, đồng thời đèn báo nháy trái H5a cũng sáng để báo hiệu cho người lái biết xe đang rẽ trái

- Nếu ta bật công tắc xi nhan sang phải thì dòng điện đi tới R của công tắc S15  R1, R2, H5b  mát Dòng điện này làm cho đèn xi nhan phải sáng đồng thời đèn báo nháy phải H5b cũng sáng để báo hiệu cho người lái biết xe đang rẽ phải

4 Mạch đèn cảnh báo tình trạng các hệ thống

Hình 4.8 Mạch đèn báo nguy

Công báo nguy ở vị trí HAZRD cọc G1 nối G3 và G4, G5, G6 nối với nhau

do đó tất cả các đèn báo rẽ và đèn hiệu nối với nhau nên tất cả các đèn đếu sáng

Đèn hiệu

Đèn báo rẽ Accu

R

L OFF

E Rơ-le báo rẽ

CÂU HỎI ÔN TẬP

Câu 1 Vẽ và trình bày nguyên lý làm việc mạch đèn chiếu sáng pha cốt?

Câu 2 Vẽ và trình bày nguyên lý làm việc mạch đèn báo rẽ?

Câu 3 Vẽ và trình bày nguyên lý làm việc mạch đèn lùi, mạch đèn phanh?

-// -

BÀI 5 HỆ THỐNG THÔNG TIN

- Làm việc tin cậy

- Có độ bền, hiệu suất cao và giá thành thấp

1.3 Sơ đồ cấu tạo và hoạt động của mạch báo nạp điện ắc quy

Để theo dõi việc nạp điện cho ắcquy trên ôtô người ta dùng đồng hồ Ampere (trong các xe đời cũ) hoặc đèn báo (trong các xe đời mới) Đồng hồ Ampere được mắc nối tiếp với mạch phụ tải và nó cho biết cường độ dòng điện nạp và phóng của ắcquy bằng Ampere(A) Thường thì các Ampere điện

từ được dùng phổ biến

a Sơ đồ cấu tạo

Cấu tạo của mạch đèn báo nạp điện gồm có bóng đèn, Điện trở phụ và 3

vị trí nối dây là IG và chân L và chân nối mass

Hình 5.1: Sơ đồ nguyên lý mạch đèn báo nạp

- M.IC : theo dõi điện áp ra và điều khiển dòng kích từ,đèn báo sạc và tải ở đầu dây L

- Tr1 : điều chỉnh dòng kích từ

- Tr2 : bật tắt đèn báo nạp

- D1 : điốt hấp thụ dòng điện cảm ứng trong cuộn dây kích từ

- IG : giắc cấp dương từ khoá điện vào máy phát để kích từ ban đầu (mồi từ) cho máy phát (Ignition switch)

- B : cọc dương của máy phát (Battery)

Khi máy phát điện không làm việc do h hỏng hoặc do động cơ cha hoạt

động thì dòng điện từ ắc quy sẽ cấp cho bóng đèn báo nạp qua chân IG, qua điện trở phụ và mas làm đèn sáng Khi máy phát điện làm việc điện áp từ máy phát sẽ đa ra chân L làm cho hiệu điện thế hai đầu bóng đèn là bằng không nên đèn tắt Nh vậy nếu hệ thống nạp điện là bình thờng thì khi ta bật khóa điện ON thì đèn báo sáng và khi ta khởi động động cơ nổ thì đèn báo nạp điện phải tắt (Hình 5.1)

2 Mạch báo áp suất dầu bôi trơn, dầu thuỷ lực

2.1 Nhiệm vụ

Dùng để báo áp suất mạch dầu khi động cơ làm việc

2.2 Yêu cầu

- Có độ chính xác và độ tin cậy cao

- Có độ bền, hiệu suất cao và giá thành thấp

2.3 Phân loại

Trên ô tô hiện nay thường dùng phổ biến hai loại dụng cụ báo áp suất dầu:

- Loại rung nhiệt điện;

- Loại từ điện

2.4 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mạch báo áp suất dầu bôi trơn