NGHIÊN CỨU VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG PHÁT HÀNH ĐIỆN TRÊN ÔTÔ

Thông qua việc tìm hiểu nghiên cứu hệ thống phát hành điện trên ô tô, nên em thực hiện đề tài này với những nội dung sau: - Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phát hành

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG

PHÁT HÀNH ĐIỆN TRÊN ÔTÔ

Họ Và Tên Sinh Viên: ĐINH TUẤN HẢI Ngành: ĐIỀU KHIỂN THỰ ĐỘNG

Tháng 7/2009

NGHIÊN CỨU VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG

PHÁT HÀNH ĐIỆN TRÊN ÔTÔ

Tác giả

ĐINH TUẤN HẢI

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu

cấp bằng Kỹ sư ngành ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Giáo viên hướng dẫn:

Ths Bùi Công Hạnh Ths Nguyễn Bá Vương

Tháng 7 năm 2009

LỜI CÁM ƠN

Mới hôm nào còn bỡ ngỡ khi đứng trước cổng trường đại học Vậy mà ngày hôm nay tôi đã chầm chậm tiến từng bước chân đầu tiên của mình vào đời Kết thúc bao năm tháng miệt mài sách vở dưới mái trường thân yêu Đại học Nông Lâm TP.HCM

Lời đầu tiên muốn nói là, con Đinh Tuấn Hải xin cám ơn Cha-Mẹ đã sinh ra con và không quản khó khăn nhọc nhằn để nuôi con khôn lớn, để cho con có được thành quả như ngày nay

Và em xin chân thành cám ơn quý thầy cô đã nhiệt tình chỉ dạy và truyền đạt những kiến thức quý báu cho em trong suốt quá trình học tập tại mái trường thân yêu này

Em xin bày tỏ lời cám ơn sâu sắc tới thầy Bùi Công Hạnh và thầy Nguyễn Bá

Vương đã tận tình chỉ dạy và hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Và cuối cùng mình xin cảm ơn các bạn thành viên lớp DH05TD và các bạn bè thân thuộc đã không ngừng cổ vũ và giúp đỡ mình thực hiện xong đề tài

Tp.HCM, tháng 07 năm 2009 Sinh viên thực hiện

ĐINH TUẤN HẢI

Thông qua việc tìm hiểu nghiên cứu hệ thống phát hành điện trên ô tô, nên em thực hiện

đề tài này với những nội dung sau:

- Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phát hành điện trên ô tô

- Xây dựng mô hình thử nghiệm hệ thống phát hành điện

- Thực hiện với những trang thiết bị tại khoa Cơ Khí Công Nghệ - trường ĐH Nông Lâm-TP HCM

- Tiến hành đo đạc kiểm tra hư hỏng máy phát hành điện

- Thử nghiệm máy phát hành điện với các chế độ

TH.S NGUYỄN BÁ VƯƠNG

SUMMARY

To improve knowledge and application of science to the field of research, the goal

in training students in mechanics controls automatically university of Nong Lam

university and contribute to more abundant lectures about us the release of electric

vehicles I received the graduate

Name the topic: EXAMINE AND TEST SYSTEM ISSUING ELECTRIC CARS

Through learning research system release electric car, children should perform this topic with the following:

- Learn the principles and operation of the system release electric car

- Construction of a model system in issuing power

- Implementation of the equipment from Mechanical Engineering Technology - Nong Lam University- HCM city

- Conduct measurement test damaged the electrical generators

- Carry out restoration and repair the damaged system power issue

And following them will display the content on

Master NGUYEN BA VUONG

MỤC LỤC

Trang tựa………… ………

Lời cám ơn……… i

Tóm tắt………… ……… ii

Summary ……… iii

Mục lục………iv

Danh sách các hình……… vii

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU……… ….1

1.1 Đặt vấn đề ……… ……….1

1.2 Mục đích luận văn……… 1

1.3 Giới hạn luận văn……….2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN……….……….3

2.1 Tổng quan của máy khởi động……….……… 3

2.2 Accu khởi động……….……… 3

2.2.1 Nhiệm vụ, và các yêu cầu kỹ thuật……… 3

2.2.2 Cấu tạo của Accu……….……… 4

2.2.3 Nguyên lý hoạt động của Accu……….……… 5

2.3 Nghiên cứu hệ thống phát hành điện ……….……… 7

2.3.1 Giới thiệu về nhiệm vụ máy khởi động……… 7

2.3.2 Các yêu cầu kỹ thuật……….……… 7

2.3.3 Phân loại hệ thống khởi động trên ôtô ……… 8

2.3.4 Nguyên lý hoạt động……….………10

2.3.4.1 Nguyên lý tạo ra moment, lý thuyết họat động trong động cơ điện 2.3.4.2 Các loại đặc điểm của máy khởi động………12

2.3.5 Cấu tạo của máy khởi động……….……… 13

2.3.5.1 Vỏ và nắp……….………13

2.3.5.2 Rotor……….……… 14

2.3.5.3 Stator……….……… 15

2.3.5.4 Chổi than……….……… 16

2.3.5.5 Khớp ly hợp một chiều………16

2.3.6 Họat động của máy khởi động và công tắc từ……… 17

2.3.6.1 Hoạt động và chức năng của công tắc từ……….17

2.3.6.1.1 Chế độ hút……….……… 18

2.3.6.1.2 Chế độ nhả……….……… 19

2.3.6.1.3 Chế độ hồi vị……….……… 19

2.3.6.2 Họat động ra vào khớp của bánh răng bendix……… 20

2.3.7 Quy trình sửa chữa……….……… 21

2.3.7.1 Dụng cụ sử dụng……….……… 21

2.3.7.2 Kiểm tra từng chi tiết……….……… 23

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN……30

3.1 Phương pháp để thực hiện……… ……… 30

3.1.1 Các bước thực hiện……… …….……… 31

3.1.2 Các thông số cần xác định trong quá trình khảo nghiệm…… …31

3.2 Phương tiện thực hiện……….………… ………31

3.2.1 Nơi thực hiện………31

3.2.2 Các dụng cụ phục vụ cho việc kiểm tra và khảo nghiệm……….31

3.2.3 Giới thiệu một số thiết bị dùng cho việc kiểm tra………32

3.2.3.1 Đồng hồ đo số vòng quay……… 32

3.2.3.2 Đồng hồ chuyên dùng của hãng Proto ARG – 40…… 33

3.2.3.3 Đồng hồ vạn năng……… 34

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……… ……… 35

4.1 Kiểm tra chi tiết của máy phát hành ………… ….………35

4.2 Thiết kế lắp đặt mô hình thử nghiệm máy phát hành điện ………… 36

4.2.1 Bánh đà và trục……… 36

4.2.2 Máy phát hành điện……… 37

4.2.3 Hệ thống giữ bánh đà, và giữ máy khởi động……… 38

4.2.4 Cơ cấu đo lực………38

4.2.4.1 Loadcell và mạch khuyếch đại tín hiệu từ loadcell……39

4.2.4.2 Mạch nguồn………40

4.2.4.3 Mạch hiển thị……… 41

4.3 Thử nghiệm máy phát hành điện.……….……… 42

4.3.1 Thử nghiệm ở chế độ không tải………43

4.3.2 Thử nghiệm ở chế độ có tải……… 45

4.3.3 Thử nghiệm ở trạng thái hãm chặt…… ……… 47

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ……… 51

5.1 Kết luận……… 51

5.2 Đề nghị………51

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 52

PHỤ LỤC………

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AVR

LCD Liquid Crystal Display

ADC Analog Digital Converter

RPM Rounds Per Minute

VOM Volt Ohm Meter

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Cấu tạo của accu

Hình 2.2: Nguyên lý hoạt động của Accu

Hình 2.3: Phóng Điện và Nạp Điện

Hình 2.4: Động cơ khởi động điện

Hình 2.5: Nguyên lý hoạt động

Hình 2.6: Hình biễu diễn đường đi của từ trường

Hình 2.7: Các đặc điểm của máy khởi động

Hình 2.8: Cấu tạo máy khởi động

Hình 2.29: Kiểm tra bằng quan sát cụm rôto

Hình 2.30: Kiểm tra thông mạch và cách điện cụm rôto Hình 2.31: Kiểm tra độ đảo hướng kính của cổ góp Hình 2.32: Kiểm tra đường kính ngoài của cổ góp

Hình 2.33: Đo độ sâu của rãnh

Hình 2.34: Kiểm tra chổi than

Hình 2.35: Kiểm tra hoạt động lý hợp của máy khởi động Hình 2.36: Kiểm tra cụm công tắc từ của máy khởi động Hình 2.37: Kiểm tra thông mạch công tắc từ

Hình 3.1: Hệ thống băng thử DENSO SA1

Hình 4.11: Mạch hiển thị

Hình 4.12: Đo chế độ không tải

Hình 4.13: Tra bảng Denso SA1

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 4.1: Kết quả thử nghiệm ở chế độ không tải

Bảng 4.2: Kết quả thử nghiệm ở chế độ tải không nén

Bảng 4.3: Kết quả thử nghiệm ở chế độ tải có nén

Bảng 4.4: Kết quả thử nghiệm ở chế độ hãm chặt

Bảng 4.5: Đánh giá hư hỏng của máy phát hành

sự thay đổi này là khả năng tự động hóa, tối ưu hóa các thiết bị trên ôtô để cho ôtô ngày càng hoàn thiện hơn Nhờ đó mà hệ thống điện trên ôtô đã được trang bị các thiết bị điện

tử các linh kiện bán dẫn, vi điện tử, và ngay cả hệ thống công nghệ thông tin…Được sự phân công của khoa Cơ khí cùng với sự hướng dẫn của thạc sĩ Bùi Công Hạnh và Thạc sĩ Nguyễn Bá Vương đã giúp tôi thực hiện luận văn tốt nghiệp với đề tài:

NGHIÊN CỨU VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG PHÁT HÀNH ĐIỆN TRÊN ÔTÔ 1.2 Mục đích của luận văn

Đề tài thực hiện với các nội dung sau:

- Cập nhật hóa kiến thức ôtô hiện đại

- Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phát hành điện

- Thử nghiệm và kiểm tra các thông số kỹ thuật của hệ thống phát hành

- Có cơ sở đưa ra những dự đoán hư hỏng của hệ thống phát hành

- Thiết lập mô hình hệ thống phát hành được tháo ra từ ôtô

1.3 Giới hạn luận văn

Dù đã cố gắng rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài nhưng do kiến thức còn non kém và hạn hẹp có nhiều hạn chế và thời gian thực hiện có hạn nên không tránh khỏi những sai sót Nên em sẽ dừng lại ở báo cáo và xây dựng mô hình hệ thống Kính mong các quý thầy cô và các bạn sinh viên góp ý kiến để bài luận văn trở nên hoàn thiện hơn

Chương 2

TỔNG QUAN

2.1 Tổng quan của máy khởi động:

Trong thời buổi hiện nay việc áp dụng công nghệ tự động vào trong ngành công nghiệp ôtô là rất cần thiết Thay vì ta khởi động hệ thống máy bằng tay và sức người thì ta hoàn toàn có thể khởi động bằng máy một cách đơn giản hơn rất nhiều( chỉ cần bấm nút)

Nó đem lại cho ta sự an toàn và đô tin cậy cao và việc áp dụng vào trong hệ thống khởi động trên xe ôtô là môt minh chứng cụ thể

• Ổn định điện áp trong mạch điện và tích trữ năng lượng điện

- Các yêu cầu kỹ thuật:

• Có khả năng khởi động được động cơ, độ sụt điện thế nhỏ

• Có khả năng khởi động được nhiều lần

• Phải cung cấp được điện áp ổn định

• Chịu được rung, xóc và nhiệt độ môi trường ( nhiệt độ tốt nhất cho acquy acid là 25-30oC)

• Thời gian sử dụng lâu

2.2.2 Cấu tạo của Accu:

Hình 2.1: Cấu tạo của accu

- Accu acid bao gồm vỏ bình, có các ngăn riêng, thường là ba ngăn hoặc 6 ngăn tuỳ theo loại ắc quy 6V hay 12V, bản cực và dung dịch điện phân

• Vỏ bình:

- Vỏ ắc quy được chế tạo bằng các loại nhựa ebônit hoặc cao su cứng, có độ bền và khả năng chịu được axit cao Bên trong ngăn thành các khoang riêng biệt, ở đáy có sống đỡ khối bản cực tạo thành khoảng trống (giữa đáy bình và khối bản cực) nhằm tránh hiện tượng kết tủa làm chập mạch bản cực

• Bản cực:

- Là 1 khung được đúc từ hợp kim chì và antimoan(Pb-Sb) nhằm tăng độ cứng và chống rỉ

- Cực âm được chế tạo từ bột chì và dung dịch H2SO4 với 3% chất nở

- Bản cực dương được chế tạo từ các oxit chì Pb3O4 hoặc PbO2 do điện trở lớn nên cực dương được làm dầy nhằm giảm điện trở

- Các bản cực này được đặt xen kẽ nhau và cách nhau một tấm ngăn

• Tấm ngăn:

- Dùng để ngăn giữa bản cực âm và dương nhằm không cho chập mạch Được chế tạo từ các loại chất dẻo, sợi thủy tinh ép với chất dẻo,gỗ…mỗi tấm ngăn dầy khoảng 1,5-2,4mm, và có 2 mặt mặt láng và mặt có gờ sóng

• Dung dịch điện phân:

- Là dung dich acid H2SO4 có nồng độ 1,21-1,31g/cm3 khi nồng độdung dịch tăng lên thì điện áp của bình tăng cao (dễ làm bản cực bị sunfat hóa làm cho tuổi thọ accu giảm)

- Khi nồng độ dung dịch giảm thì hiệu điện thế và điện dung định mức giảm.

• Nắp nút và cầu nối:

- Nắp thừơng được làm bằng nhựa, có thể làm từng nắp riêng cho mỗi ngăn

- Nút thường ở mỗi ngăn có một lỗ để đổ dung dịch điện phân

- Cầu nối là 1 thanh chì để nối 2 accu đơn kề nhau

2.2.3 Nguyên lý hoạt động của Accu:

Hình 2.2: Nguyên lý hoạt động của Accu

- Trong ắc quy thường xảy ra hai quá trình hóa học thuận nghịch đặc trưng

là quá trình nạp và phóng điện, và được thể hiện dưới dạng phương trình sau:

PbO2 +Pb+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O

- Trong quá trình phóng điện, hai bản cực từ PbO2 và Pb biến thành Như vậy khi phóng điện axit sunfuric bị hấp thụ để tạo thành sunfat chì, còn nước được tạo ra, do đó, nồng độ dung dịch giảm

- Sự thay đổi nồng độ dung dịch điện phân trong quá trình phóng và nạp là một trong những dấu hiệu để xác định mức phóng điện của ắc quy trong sử dụng

4

PbSO

4

2SOH

Hình 2.3: Phóng Điện và Nạp Điện

• Lúc phóng điện

Ở cực dương phản ứng xảy ra như sau:

O 2H PbSO 2e

HSO 3H

Ở cực âm phản ứng xảy ra như sau:

+

++

=+H SO PbSO 2e 2H

• Lúc nạp điện

Ở cực dương phản ứng xảy ra như sau:

2e SO 2H O Pb O 2H SO

Ở cực âm phản ứng xảy ra như sau:

SO2H2Pb4e OH22H

2.3 Nghiên cứu hệ thống phát hành điện :

2.3.1 Giới thiệu về nhiệm vụ máy khởi động:

- Hệ thống khởi động có nhiệm vụ cung cấp năg lượng để quay trục khuỷu động cơ đến một tốc độ vòng quay cần thiết cho động cơ tự nổ và làm việc Tức là tốc độ

mà nhiên liệu đưa vào động cơ có thể bốc cháy

2.3.2 Các yêu cầu kỹ thuật:

- Kết cấu gọn nhẹ nhưng chắc chắn Có sự làm việc ổn định và tin cậy cao

- Lực kéo tải sinh ra trên trục của máy phải bảo đảm đủ lớn, tốc độ quay cũng phải đạt tới phạm vi làm cho trục khuỷu có tốc độ quay nhất định

- Khi động cơ đã làm việc, phải cắt được được sự truyền động từ máy khởi động tới trục khuỷu

- Có thiết bị điều khiển (nút bấm hoặc khoá) thuận tiện cho người sử dụng

- Công suất tối thiểu của động cơ điện khởi động PKD(Watt) :

Trong đó:

 n : = (50 - 100) v/ph – đối với động cơ xăng

n: = (100 – 200) v/ph – đối với động cơ diesel

 Mc : = Môment cản khởi động của động cơ

c

M phụ thuộc loại động cơ, số lượng và dung tích công tác của xylanh động cơ

- Công suất khởi động động cơ PKD còn được xác định theo công suất định mức Ndm (kW) của động cơ theo công thức kinh nghiệm :

Động cơ xăng PKD = (0,016 – 0,027) Ndm

Động cơ diesel PKD = (0,045 – 0,1 ) Ndm

- Động cơ Diesel có tỷ số nén cao hơn động cơ xăng vì vậy muốn cho nhiên

liệu tự cháy được thì động cơ Diesel có lực hay mô men lớn hơn để quay trục khuỷu động cơ

- Trong một số động cơ để giảm áp suất lúc đầu của hòa khí hoặc không khí nén khi khởi động, dùng cơ cấu giảm áp nối thông xy lanh với khí trời

2.3.3 Phân loại hệ thống khởi động trên ôtô:

- Dựa vào nguồn năng lượng khởi động người ta chia hệ thống khởi động ra thành các loại sau:

• Khởi động bằng tay quay:

- Đây là phương pháp khởi động đơn giản nhất được ứng dụng cho các động cơ xăng hoặc diesel loại nhỏ vì động cơ lớn tỉ số nén cao và công suất lớn sức người khó có thể quay nổi để đạt được tốc độ khởi động

- Để khởi động được nhẹ người ta trang bị thêm cơ cấu giảm áp nghĩa là dùng cơ cấu cam kênh supap nạp hay thải mở tức là quay trục khủyu đến một tốc độ nhật định rồi đóng supap lại Và năng lượng tích ở bánh đà sẽ thực hiện việc khởi động

• Khởi động bằng động cơ điện:

Hình 2.4: Động cơ khởi động điện

- Nó bao gồm động cơ điện một chiều và cơ cấu khởi động trục máy khởi động được nối với trục khuỷu của động cơ qua cặp bánh răng truyền động tỷ số truyền của cặp bánh răng phải đảm bảo cho trục khủyu động cơ quay tới vòng quay khởi động

- Khởi động bằng động cơ điện được sử dụng nhiều trên ôtô và các loại máy kéo vì nó có những ưu điểm: kích thước nhỏ gọn, dễ điều khiển, khởi động nhanh

• Khởi động bằng khí nén:

- Hoạt động dựa trên nguyên tắc đưa không khí nén vào xylanh vào thời điểm tương ứng với hành trình giãn nở sinh công do đó đẩy piston đi xuống làm quay trục khủyu

- Khí nén được cung cấp từ máy nén khí chứa trong bình với áp suất khoảng 20-30kg/cm2 Khi khởi động van khởi động mở khí nén được dẫn đến van phân phối van phân phối được dẫn từ trục cam của động cơ có nhiệm vụ phân phối khí nén đến các xylanh đúng thời điểm và đúng thứ tự làm việc từ van phân phối khí nén theo các ống dẫn qua van một chiều vào các xylanh

• Khởi động bằng động cơ xăng phụ:

- Nhiều động cơ diesel máy kéo cỡ lớn dùng động cơ xăng phụ làm thiết bị khởi động thiết bị truyền động từ máy xăng khởi động tới động cơ diesel có cơ cấu tách nối động và cơ cấu giảm tốc Cơ cấu giảm tốc thường là bánh răng nhỏ ăn khớp với vành răng của bánh đà của động cơ diesel

- Phương pháp khởi động này có ưu điểm là:

- Năng lượng tao ra lớn

- Có thể dùng nhiệt lượng của máy khởi động này để làm động cơ chính

dễ khởi động

- Số lần khởi động không hạn chế

• Khởi động bằng động cơ thủy lực:

- Người ta dùng thiết bị này cho động cơ diesel cỡ nhỏ phải họat động trong điều kiên nhiệt độ đặc biệt thấp

- Thiết bị có bình năng lượng, bên trong có màng mỏng ngăn bình thàng làm 2 phần, phần trên chứa nitơ, phần dưới chứa chất lỏng công tác(thường là dầu), 2 động cơ thủy lực, cán piston của động cơ là thanh răng ăn khớp với bánh răng của trục truyền động Trục này nối với trục khuỷu của động cơ, bình chứa dầu và tay điều khiển

- Hoạt động theo nguyên tắc là động cơ thủy lực làm chạy thanh răng qua

đó làm quay bánh răng và trục khủyu của động cơ, sau mỗi lần khởi động lò xo ở cuối thanh răng sẽ đẫy piston động cơ thủy lực về phía ban đầu

2.3.4 Nguyên lý hoạt động:

Hình 2.5: Nguyên lý hoạt động

1 công tắc từ ; 2 cuộn dây kéo; 3 cuộn dây giữ; 4 càng cua; 5 vành răng bánh đà

6 ly hợp một chiều của khớp truyền động; 7 máy khởi động 8 công tắc máy; 9

bình ắcquy chì-axít; 10 chốt quay; 11.lò xo hồi vị

- Khi bật khoá khởi động 8 về vị trí khởi động, dòng điện từ cực (+) ->ốc đồng b khoá điện 8 -> a, tới đây dòng điện chia làm 2 nhánh Nhánh thư nhất qua cuộn giữ 3 ra mass về cực âm của ắcquy, nhánh thứ hai qua cuộn kéo 2 -> ốc đồng c-> rôto của máy khởi động ra mass về âm của ắcquy Dòng điện qua cuộn dây kéo và cuộn giữ từ hoá lõi thép của công tắc từ rất mạnh, nên lõi thép bị hút sâu vào trong ống thép Trong khi chuyển động như vậy lõi thép nén lò xo 11 lại và kéo càng cua 4 xoay quanh chốt 10 đẩy khớp truyền động chạy trên trục máy khởi động về phía bánh đà, đồng thời đẩy đĩa tiếp

điện về phía các ốc đồng b và c Khi bánh răng của khớp truyền động ăn khớp với vành răng bánh đà đồng thời tiếp điểm chính (gồm hai ốc đồng b, c và đĩa tiếp điện) cũng đóng lại Lúc náy sẽ có dòng điện rất lớn khoảng 200 A chạy từ (+) ắcquy->b -> c -> về cuộn cảm và rôto của máy khởi động -> mass Dòng điện lớn chạy qua máy khởi động sẽ biến thành mômen cơ học lớn, truyền qua khớp truyền động làm quay bánh đà làm cho trục khuỷu của động cơ quay, tạo điều kiện cho động cơ nổ Người tài xế vặn khoá về vị trí ban đầu dòng điện trong cuộn giữ bị mất dưới tác dụng của lò xo hồi vị các cơ cấu trở về

vị trí ban đầu, kết thúc quá trình khởi động

2.3.4.1.Nguyên lý tạo ra moment, lý thuyết họat động trong động cơ điện:

- Tất cả các máy khởi động của có cấu tạo gần giống như một máy phát điện một chiều tuỳ từng loại mà máy khởi động có những đặc tính và kết cấu khác nhau, song chúng có 3 bộ phận chính sau:

+ Động cơ điện một chiều + Khớp truyền động + Cơ cấu điều khiển

Hình 2.6: Hình biễu diễn đường đi của từ trường

- Dòng điện qua cuộn dây sẽ tạo từ trường quanh dây Chiều của các đường sức bọc quanh dây được xác định theo nguyên tắc bàn tay phải, ngón cái chỉ theo chiều dòng điện chạy các ngón kia sẽ chỉ theo chiều các đường sức bọc quanh dây

- Khi đặt đoạn dây có điện đang lưu thông vào trong vùng từ trường của hai cực nam châm sẽ có một lực tác động lên hai đoạn dây Đặc tính này được giải thích như sau

Phía dưới đoạn dây, các đường sức của nam châm ngược chiều với đường sức của đoạn dây, phía trên thì cùng chiều nhau làm cho các đường sức chính của nam châm bị uốn xoắn vẹo phía trên dây Các đường sức của nam châm luôn muốn đi thẳng theo hướng ngắn nhất lên phải đẩy dây xuống tác động một lực lên dây

- Trong hình 2.6 máy khởi động đơn giản, hai khối cực nam bắc đối diện nhau, từ trường của các khối cực bị uốn xoắn trên và dưới hai nhánh rôto vì có dòng điện chạy qua hai nhánh dây theo chiều ngược nhau Lực tác động làm vòng dây chạy giữa hai khối cực, nhưng chỉ quay 90o đến vị trí đứng thẳng thì đứng yên vì nó không còn cắt đường sức của từ trường chính Muốn rôto tiếp tục quay người ta quấn nhiều vòng dây như thế dọc quanh rôto

2.3.4.2 Các loại đặc điểm của máy khởi động:

- Nếu phân loại máy khởi động điện thì ta có thể phân loại theo kiểu đấu dây: mắc nối tiếp, mắc song song và mắc hỗn hợp

Hình 2.7: Các đặc điểm của máy khởi động

2.3.5 Cấu tạo của máy khởi động:

Hình 2.8: Cấu tạo máy khởi động

1 vỏ ngoài; 2 nắp trước; 3 nắp sau; 4 chổi than; 5 khối cực; 6 cuộn cảm;

7-rôto; 8 khớp ly hợp một chiều; 9 solenoid; 10 ốc

2.3.5.1 Vỏ và nắp:

- Vỏ là một ống thép gia công mặt trong, có gắn các khối cực để giữ các cuộn dây điện cảm Trên vỏ có gắn một ốc thau cách điện với vỏ để dấn điện ắcquy vào

Hình 2.9: Vỏ và nắp

- Trục rôto nơi phía cổ góp điện gối lên bạc thau đóng cứng trong nắp máy khởi động Nắp còn là nơi gắn các giá đỡ chổi than và lò xo Lò xo ấn chổi than luôn tỳ vào cổ góp điện đúng áp suất cần thiết để tiếp điện cho máy khởi động

2.3.5.2 Rôtor:

- Rôto của máy khởi động được cấu tạo bằng cách ép chặt nhiều lá thép kỹ thuật dạy từ 0.5 – 1 mm trên trục tạo thành lõi Trên lõi có nhiều rãnh dọc để quấn dây Rôto gối lên hai bạc thau và quay giữa các khối cực với khoảng cách ít nhất để giảm bớt hao mất từ trường

Hình 2.10: Roto

1 cổ góp; 2 cuộn dây; 3 các lá thép; 4 trục

- Dây quấn trong rôto máy khởi động là các thanh đồng tiết diện dẹt chữ nhật Mỗi rãnh có hai dây quấn và được quấn sóng, hai nhanh của vòng dây được đặt cách nhau 90o Hai đầu mối khung dây hàn vào hai phiến đồng cách nhau 90o, sau khi quấn song mỗi phiến đồng cổ góp điện có hai cuộn dây hàn vào

2.3.5.3 Stator:

Hình 2.11: Stator

A: 1-vỏ; 2 cuộn cảm; 3 khối cực B: 1 đầu nối với dòng từ ắc quy; 2 nối với chổi than dương

- Các cuộn dây cảm điện có nhiệm vụ tạo từ trường chính cho các khối cực, quấn bằng dây dẹt tiết diện lớn quanh các khối cực từ 4-10 vòng Dây phải lớn vì mỗi lần hoạt động đề máy máy phát hành tiêu thụ trên 200 A Các cuộn kề nhau được cuốn ngược chiều để tuần tự tạo cực bắc nam khác tên

Hình 2.12: Cấu tạo

1 Cuộn cảm; 2 vấu cực; 3 rôto; 4 chổi than

2.3.5.4 Chổi than:

- Chổi than máy khởi động được làm bằng bột than và bột đồng hoặc thiếc, đồng với graphit, được ép đúc thành khối dưới áp suất cao Mỗi chổi than dính liền với dây nối điện Máy khởi động thường có 4 chổi than, 2 chổi than âm và hai chổi than dương

Hình 2.15: Cấu tạo khớp một chiều

1 ống chủ động hàn ghép; 2 lò xo và cốc chụp; 3 bi đũa;

-Nếu ta giữ ủ động theo chiều quay như trên hình vẽ (tức la ứng với lúc bánh răng của khớp đã mắc với bánh đà và máy khởi động bắt

hức năng của công tắc từ:

ể đẩy bánh răng bendix ăn khớp vào bán

bánh răng; 5 bao thép; 6 đệm hai nử

9 lò xo đẩy; 10 khớp gài; 11.vòng hãm

chặt bánh răng và vành 4 lại rồi quay ống ch

đầu quay-lúc bắt đầu khởi động) thì viên bi sẽ lăn trên mặt của ống 4 rồi bị kẹt vào chỗ ông hơn giữa 1 và 4, gắn cứng hai phần chủ động và bị động lại với nhau Muốn quay ống 1 nữa phải thắng lực cản bánh răng và cả khớp truyền động lúc đó quay như một khối liền Nếu ống chủ động quay với một tốc độ nào đó, còn vành bị động quay với một tốc độ lớn hơn (ứng với trường hợp khi máy đã nổ nhưng khớp truyền động chưa được tách khỏi răng của bánh đà) thì các viên bi sẽ bị hất ra khỏi vị trí kẹt về phía lò xo và cốc chụp lò xo Ở đây các viên bi không thể bị kẹt nên chúng nằm tự do trong khoảng rãnh, đảm bảo cho ống chủ động vẫn quay với tốc độ của mình và vành bị động quay với tốc độ riêng, không phụ thuộc nhau

2.3.6 Họat động của máy khởi động và công tắc từ:

2.3.6.1 Hoạt động và c

- Chức năng của công tắc từ là đóng càng cua đ

h đà trên ô tô

2.3.6.1.1 Chế độ hút:

- Khi bật khoá điện lên vị trí START, dòng điện của ắc qui đi vào cuộn giữ

và cuộn kéo Sau đó o tới phần ứng qua cuộn cảm làm quay phần ứng với tốc đ

dòng điện đi từ cuộn ké

ộ thấp Việc tạo ra lực điện từ trong các cuộn giữ và cuộn kéo sẽ làm từ hoá các lõi cực và do vậy píttông của công tắc từ bị kéo vàovào lõi cực của nam châm điện Nhờ sự kéo này mà bánh răng dẫn động khởi động bị đẩy ra và ăn khớp với vành răng bánh đà đồng thời đĩa tiếp xúc sẽ bật công tắc chính lên

Hình 2.16: Sơ đồ hoạt động

Hình 2.17: Quá trình hút

2.3.6.1.2 Chế độ giữ :

- Khi công tắc chính được bật lên, thì không có dòng điện chạy qua cuộn giữ, cuộn cảm và cuộn ứng nhận trực tiếp dòng điện từ ắc qui Cuộn dây phần ứng sau đó bắt đầu quay với vận tốc cao và động cơ được khởi động ở thời điểm này píttông được giữ nguyên tại vị trí chỉ nhờ lực điện từ của cuộn giữ vì không có lực điện từ chạy qua cuộn hút

Hình 2.18: Quá trình giữ

2.3.6.1.3 Chế độ nhả hồi về:

- Khi khoá điện được xoay từ vị trí START sang vị trí ON, dòng điện đi từ phía công tắc chính tới cuộn giữ qua cuộn kéo ở thời điểm này vì lực điện từ được tạo ra bởi cuộn kéo và cuộn giữ triệt tiêu lẫn nhau nên không giữ được píttông Do đó píttông bị kéo lại nhờ lò xo hồi vị và công tắc chính bị ngắt làm cho máy khởi động dừnglại

Hình 2.19: Quá trình hồi về

2.3.6.2 Họat động ra vào khớp của bánh răng bendix:

đà quay trơn bánh r

2.3.7 Quy trình sửa chữa:

- Trong quá trình hoạt động các máy khởi động không tránh được những sự

hư hỏng, gây cản trở cho công việc của bạn Là một kỹ sư ta nên tìm hiểu để có thể khắc phục nhưng hư hỏng này đẻ cho hệ thống làm việc hiệu suất liên tục khong bị gián đoạn

Hình 2.24: Thước và cần siết lực

- Thước kẹp: ki ết

- Cần siết lực: siết theo trị ố lực, siết khi ráp

ểm tra kích thước các chi ti

s

Hình 2.25: Dụng cụ để kiểm tra roto

- Dùng để kiểm tra cổ góp

Hình 2.26: Dùng để tháo ổ bi

2.3.7.2 Kiểm tra từng chi tiết:

- Trước khi tháo mô tơ khởi động, đầu tiên xác định sơ lược nguyên nhân của hư hỏng nhờ kiểm tra tính năng để giảm thời gian sửa chữa

- Tiến hành mỗi bước kiểm tra càng nhanh càng tốt nếu không cuộn dây trong mô tơ có thể bị cháy

Hình 2.27: Các bộ phận cần kiểm tra của máy kh i động

1 kiểm tra cụm rôto máy, 2 kiểm tra cuộm cảm, 3 kiểm tra chổi than,

4 kiểm tra cụm ly hợp, 5 kiểm tra cụm công tắc từ

• Kiểm tra rôto:

2.28: Kiểm tra cụm rôto máy khởi động

Quy trình kiểm tra cụm rôto được liệt kê dưới đây:

- Kiểm tra bằng quan sát

- Vệ sinh

- Kiểm tra thông mạch và cách điện của rôto

ở

Hình

- Kiểm tra độ đảo hướng kính của cổ góp

- Kiểm tra đường kính ngoài của cổ góp

Kiểm tra bằng quan sát:

Hình 2.29: Kiểm tra bằng quan sát cụm rô

- Kiểm tra cuộ

- Cuộn dây stato và c ng cách quay chính bản thân

nó và bật cho dòng đ ộ ường bị bẩn và cháy Bẩn và cháy sẻ cản trở dòng điện và ngăn không cho máy khởi ộng làm việc đúng

to

n dây rôto và cổ góp xem có bẩn hay cháy không

ổ góp tiếp xúc với chổi than bằiện chạy Vì lý do đó, cổ góp của máy khởi đ ng th

đ

Hình 2.30: Kiểm tra thông mạch và cách điện cụm rôto

rôto, 4 trục rôto thông mạch

ổ góp và lối rôto

1 cổ góp, 2 lỗi rôto, 3 cuộn dây

5 thông mạch, 6 không

+ Cách điện giữa c

- Trạ n và cổ góp được nối với cuộn dây rôto Nế a cổ góp và lỗi rôto

là cách điện Thông mạ ng thanh dẫn điện của

cổ góp được thông qua cu ạng thái giữa các thanh dẫn điện là thông m

+ Kiểm tra độ đả

- Dùng đồ

đảo hướng kính của cổ góp

n, tiếp xúc với chổi than sẽ bị giảm đi Kết quả

ể xảy ra

ổ góp:

đường kính ngoài của cổ góp

ng thái giữa lỗi rôto và cuộn dây rôto là cách điệ

u chi tiết ở trạnh thái bình thường, trạng thái giữ

ch giữa các thanh dẫn điện của cổ góp Từ

ộn dây rôto Nếu các chi tiết bình thường, trạch

o hướng kính của cổ góp:

ng hồ so, kiểm tra độ đảo của cổ góp

Hình 2.31: Kiểm tra độ

- Đo độ đảo của cổ góp lớn lê

là trục trặc, máy khởi động không quay có th

+ Kiểm tra đường kính ngoài của c

Hình 2.32: Kiểm tra

- Dùng thước kẹp, đo đường ngoài của cổ góp