Đồ án Nghiên cứu kiểm tra, sửa chữa hệ thống khởi động của động cơ K24Z1 xe HONDA CRV 2009. Được viết dựa trên tài liệu hãng HONDA Tài liệu hệ thống điện động cơ Tài liệu đào tạo kỹ thuật viên HONDA Tài liệu được viết theo yêu cầu của một đồ án sửa chữa ô tô.
Trang 1NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
Hưng Yên, ngày … tháng năm 2019
Giảng viên hướng dẫn
ThS Nguyễn Văn Nhỉnh
Trang 2MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN A MỤC LỤC B DANH MỤC BẢNG, BIỂU E DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ F
KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT H
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN ĐỀ TÀI 2
1.1 Tính cấp thiết của đề tài 2
1.2 Ý nghĩa của đề tài 2
1.3 Mục tiêu của đề tài 2
1.4 Đối tượng và khách thể nghiên cứu 3
1.5 Nhiệm vụ nghiên cứu 3
1.6 Các phương pháp nghiên cứu 3
1.6.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 3
1.6.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 3
1.6.3 Phương pháp thống kê mô tả 3
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN ĐỘNG CƠ K24Z1 XE HONDA CRV 2009 4
2.1 Nhiệm vụ 4
2.2 Yêu cầu 4
2.3 Tổng quan về hệ thống khởi động 5
2.3.1 Sơ đồ các mạch đấu hệ thống khởi động tiêu biểu 5
2.3.2 Nguyên lý tạo ra mô-men 6
2.3.3 Đặc tính của mô tơ khởi động một chiều 8
2.3.4 Mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp 9
2.3 Phân loại máy khởi động 9
2.3.1 Theo kiểu đấu dây 9
2.3.2 Theo cách truyền động 10
2.3.2.1 Máy khởi động loại giảm tốc 10
2.3.2.2 Máy khởi động loại đồng trục 11
2.3.2.3 Máy khởi động loại truyền động qua bánh răng hành tinh 11
2.3.2.4 Máy khởi động PS (Motor giảm tốc hành tinh - rotor thanh dẫn) 12
2.4 Cấu tạo, nguyên lý của máy khởi động 12
Trang 32.4.1 Máy khởi động loại giảm tốc 12
2.4.1.1 Công tắc từ 13
2.4.1.2 Phần ứng và ổ bi cầu 15
2.4.1.3 Vỏ máy khởi động 16
2.4.1.4 Chổi than và giá đỡ chổi than 16
2.4.1.5 Bộ truyền giảm tốc 17
2.4.1.6 Ly hợp khởi động 17
2.4.1.7 Bánh răng khởi động chủ động và then xoắn 19
2.4.2 Máy khởi động đồng trục 20
2.4.2.1 Công tắc từ 20
2.4.2.2 Cần đẩy dẫn động 20
2.4.2.3 Lò xo dẫn động 21
2.4.2.4 Cơ cấu giảm tốc 21
2.4.2.5 Cơ cấu phanh 21
2.4.3 Máy khởi động kiểu bánh răng hành tinh 22
2.4.3.1 Cơ cấu giảm tốc 22
2.4.3.2 Thiết bị hấp thụ mô - men 23
2.4.4 Máy khởi động PS (Motor giảm tốc hành tinh- rotor thanh dẫn) 23
2.4.4.1 Phần cảm 23
2.4.4.2 Phần ứng 24
2.5 Giới thiệu về HTKĐ trên động cơ K24Z1 XE HONDA CRV 2009 25
2.5.1 Thông số kỹ thuật xe Honda CRV 2009 25
2.5.2 Hệ thống khởi động trên động cơ K24Z1 xe Honda CRV 2009 26
2.5.2.1 Vị trí hệ thống khởi động trên động cơ 26
2.5.2.2 Sơ đồ mạch khởi động 27
2.5.2.3 Máy khởi động loại bánh răng hành tinh 29
CHƯƠNG III: KIỂM TRA, CHẨN ĐOÁN, SỬA CHỮA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN ĐỘNG CƠ K24Z1 XE HONDA CRV 2009 30
3.1 Các dạng hư hỏng thường gặp 30
3.2 Quy trình kiểm tra, chẩn đoán hệ thống khởi động 33
3.2.1 Quy trình xử lí sự cố mạch khởi động 33
3.2.2 Danh mục xử lý sự cố của hệ thống khởi động 35
3.2.3 Kiểm tra hiệu suất bộ khởi động 37
3.3 Quy trình tháo máy khởi động 38
Trang 43.3.1 Tháo trên xe 38
3.3.2 Tháo rời máy khỏi động 40
3.4 Quy trình kiểm tra, sửa chữa máy khởi động 44
3.4.1 Thử và kiểm tra cuộn rô-to 44
3.4.2 Kiểm tra chổi than máy khởi động 47
3.4.3 Kiểm tra mâm kẹp chổi khởi động 48
3.4.4 Kiểm tra bánh răng hành tinh 48
3.4.5 Kiểm tra ly hợp khởi động 49
3.4.6 Ráp lại bộ khởi động 50
3.4.7 Kiểm tra Sôlênôít bộ khởi động 51
3.5 Quy trình lắp máy khởi động 52
3.5.1 Lắp máy khởi động 52
3.5.2 Lắp máy khởi động vào động cơ 57
3.6 Quy trình, kiểm tra sửa chữa cụm khóa điện 58
3.6.1 Quy trình tháo, lắp khóa điện 58
3.6.2 Kiểm tra cụm khóa điện 59
3.7 Quy trình kiểm tra, sửa chữa rơle máy khởi động 60
3.7.1 Cấu tạo rơle 60
3.7.2 Kiểm tra, sửa chữa rơle 60
KẾT LUẬN 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO 62
Trang 5DANH MỤC BẢNG, BIỂU
Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật xe Honda CRV 2009 25
Bảng 3.1: Các dạng hư hỏng thường gặp 30
Bảng 3.2: Danh mục xử lý sự cố của hệ thống khởi động 35
Bảng 3.3: Kiểm tra hiệu suất bộ khởi động 37
Bảng 3.4: Quy trình tháo trên xe 38
Bảng 3.5: Quy trình tháo rời máy khỏi động 40
Bảng 3.6: Quy trình lắp máy khởi động 52
Bảng 3.7: Quy trình lắp máy khởi động vào động cơ 57
Bảng 3.8: Bảng kiểm tra cụm khóa điện 59
Trang 6DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 2.1 Vị trí làm việc máy khởi động 4
Hình 2.2 Các mạch đấu hệ thống đề tiêu biểu 5
Hình 2.3 Lực từ nam châm 6
Hình 2.4 Khung dây trong từ trường 6
Hình 2.5 Đường sức của khung dây và nam châm 7
Hình 2.6 Lực từ sinh ra trên khung dây 7
Hình 2.7 Dây quấn trong rotor 8
Hình 2.8 Dòng điện trong rotor 8
Hình 2.9 Các kiểu đấu dây 10
Hình 2.10 Máy khởi động loại giảm tốc 10
Hình 2.11 Máy khởi động loại đồng trục 11
Hình 2.12 Máy khởi động loại truyền qua bánh răng hành tinh 11
Hình 2.13 Máy khởi động PS 12
Hình 2.14 Các bộ phận của máy khởi động 12
Hình 2.15 Công tắc từ 13
Hình 2.16 Nguyên lý hoạt động 13
Hình 2.17 Rơ le thực hiện quá trình kéo 14
Hình 2.18 Rơ le thực hiện quá trình giữ 14
Hình 2.19 Rơ le thực hiện quá trình nhả 15
Hình 2.20 Phần ứng và ổ bi cầu 15
Hình 2.21 Vỏ máy khởi động 16
Hình 2.22 Chổi than và giá đỡ chổi than 16
Hình 2.23 Bộ truyền giảm tốc 17
Hình 2.24 Ly hợp khởi động 17
Hình 2.25 Bánh răng khởi động chủ động và rãnh xoắn 17
Hình 2.26 Hoạt động của ly hợp khởi động (Khi khởi động) 18
Hình 2.27 Hoạt động của ly hợp khởi động 18
Hình 2.28 Hoạt động ăn khớp 19
Hình 2.29 Hoạt động nhả khớp 20
Hình 2.30 Máy khởi động đồng trục 20
Hình 2.31 Cơ cấu phanh 21
Hình 2.32 Máy khởi động loại bánh răng hành tinh 22
Hình 2.33 Cơ cấu giảm tốc 22
Trang 7Hình 2.34 Cơ cấu bánh răng bao và bánh răng hành tinh 23
Hình 2.35 Thiết bị hấp thụ mô - men 23
Hình 2.36 Cuộn cảm-Máy khởi động 24
Hình 2.37 Phần ứng - Máy khởi động PS 24
Hình 2.38 Hình ảnh xe Honda CRV 2009 25
Hình 2.39 Vị trí hệ thống khởi động trên động cơ 26
Hình 2.40 Sơ đồ mạch khởi động 27
Hình 2.41 Cấu tạo máy khởi động loại bánh răng hành tinh 29
Hình 3.1 Thử và kiểm tra cuộn rô-to 44
Hình 3.2 Kiểm tra bề mặt cổ góp 44
Hình 3.3 Kiểm tra đường kính cổ góp 45
Hình 3.4 Đo độ lệch các điện cực cổ góp 45
Hình 3.5 Kiểm tra độ sâu mica 46
Hình 3.6 Kiểm tra thông mạch giữa các phần của điện cực 46
Hình 3.7 Kiểm tra ngắn mạch rô-to 47
Hình 3.8 Kiểm tra thông mạch giữa cổ góp 47
Hình 3.9 Kiểm tra chổi than máy khởi động 48
Hình 3.10 Kiểm tra mâm kẹp chổi khởi động 48
Hình 3.11 Kiểm tra bánh răng hành tinh 49
Hình 3.12 Kiểm tra ly hợp khởi động 49
Hình 3.13 Ráp lại bộ khởi động 50
Hình 3.14 Kiểm tra Sôlênôít bộ khởi động 51
Hình 3.15 Vị trí khóa điện trên cần vô lăng 58
Hình 3.16 Vị trí các cực của khóa điện 59
Hình 3.17 Cấu tạo rơle 60
Trang 9LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, nền khoa học kỹ thuật trên thế giới đã có những bước tiến vô cùng mạnh mẽ Có rất nhiều thành tựu khoa học tiên tiến được ứng dụng rộng dãi vào đời sống và phát triển kinh tế, đặc biệt là trong lĩnh vực giao thông vận tải Nền công nghiệp chế tạo Ô Tô thế giới hiện nay đã có sự phát triển rất lớn và đang tạo đà cho khả năng phát triển nhanh chóng trong tương lai tới đây Cùng với sự phát triển của khoa học, ngành công nghiệp Ô Tô cũng không ngừng đưa đến cho người sử dụng những công nghệ mới Nó khiến cho xe Ô Tô những trở nên tiện nghi, an toàn hơn
mà còn thân thiện với con người và môi trường Ngành công nghiệp Ô Tô hiện nay đã đưa vào sử dụng các công nghệ hết sức tiên tiến để chế tạo và lắp đặt Ô Tô như các loại cảm biến, các thiết bị điều khiển điện, điện tử,…
Ở nước ta ngành công nghiệp Ô Tô đa phần là lắp ráp và sử dụng Tuy nhiên cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật trên thế giới mà các công ty đã dần đưa các công nghệ tiên tiến, hiện đại ứng dụng vào lắp đặt, chế tạo ô tô Trong đó hệ thống khởi động là một phần rất quan trọng, nó góp phần quyết định tới việc khởi động
nổ động cơ được dễ dàng hay không
Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của giảng viên
hướng dẫn, em quyết định thực hiện đề tài: “Nghiên cứu phương pháp kiểm tra, sửa
chữa hệ thống khởi động trên động cơ xe Honda CRV 2009” Đề tài được thực hiện
dưới sự hướng dẫn của Thầy Ths.Nguyễn Văn Nhỉnh cùng với sự hướng dẫn chỉ bảo
tận tình của các Thầy, Cô trong Khoa Cơ khí Động lực
Đề tài tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của hệ thống khởi động cũng như những hư hỏng thường gặp của cơ cấu Xây dựng được quy trình kiểm tra, sửa chữa, tháo lắp và cách khắc phục hư hỏng của các bộ phận trong cơ cấu khởi động
Em rất mong những đóng góp ý kiến của quý Thầy, Cô cùng tất cả các bạn sinh viên để đề tài của em được hoàn thiện hơn
Em xin chân thành cảm ơn !
Hưng Yên, ngày … tháng năm 2019
Sinh viên thực hiện
Triệu Văn Hưng
Trang 10CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN ĐỀ TÀI
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Đất nước ta đang trong quá trình hội nhập kinh tế quốc tế, việc tiếp cận với những công nghệ tiên tiến trên thế giới càng trở lên dễ dàng hơn Để có thể nắm bắt được công nghệ tiên tiến này đòi hỏi học sinh, sinh viên và người kỹ thuật viên phải có trình độ hiểu biết sâu sắc Từ đó có thể chẩn đoán hư hỏng và đề ra phương án khắc phục tối ưu khi có hư hỏng xảy ra
Tại Trường ĐHSPKT Hưng Yên - Khoa Cơ Khí Động Lực các trang thiết bị của
hệ thống khởi động có thể đáp ứng cho nhu cầu của học sinh, sinh viên về cách quan sát, tìm hiểu kết cấu và thực hiện quy trình tháo lắp nhưng vẫn chưa có sự đánh giá và
có cái nhìn tổng quan nhất về hệ thống khởi động, việc nghiên cứu về máy khởi động còn chưa đủ Những mô hình và hệ thống bài tập tư liệu nghiên cứu, tài liệu tham khảo, các bài tập thực hành về hệ thống khởi động phục vụ cho học tập và nghiên cứu cũng như ứng dụng trong thực tế chưa nhiều
Chính vì vậy việc thực hiện đề tài:“Nghiên cứu phương pháp kiểm tra, sửa chữa
hệ thống khởi động trên động cơ xe Honda CRV 2009” Là cấp bách và thiết thực 1.2 Ý nghĩa của đề tài
Đề tài góp phần củng cố và nâng cao kiến thức chuyên ngành cũng như kiến thức ngoài thực tế của học sinh, sinh viên, những kỹ thuật viên và những người quan tâm đến
“Hệ thống khởi động” Đề tài giúp cho sinh viên biết cách tìm hiểu và tổng hợp tài liệu, giúp cho sinh viên có ý thức tự học tập, tự nghiên cứu về lĩnh vực chuyên ngành Những kết quả thu được sau khi hoàn thành giúp cho sinh viên hiểu rõ, sâu hơn về kết cấu, điều kiện làm việc và những hư hỏng, phương pháp kiểm tra sửa chữa “Hệ thống khởi động”
1.3 Mục tiêu của đề tài
- Hiểu rõ kết cấu, mô tả nguyên lý điều kiện làm việc của cơ cấu, nắm được cấu tạo, mối tương quan lắp ghép của các chi tiết, cụm chi tiết của hệ thống khởi động
- Hiểu và phân tích các hư hỏng, những nguyên nhân, tác hại và sửa chữa các chi tiết của “Hệ thống khởi động” Thực hiện tháo lắp đúng quy trình và kiểm tra sửa chữa các chi tiết trong hệ thống
- Xây dựng được quy trình kiểm tra, sửa chữa “Hệ thống khởi động”
Trang 111.4 Đối tượng và khách thể nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Xây dựng quy trình kiểm tra sửa chữa “Hệ thống khởi động”, nắm rõ được kết cấu cũng như nguyên lý hoạt động của hệ thống
Khách thể nghiên cứu: Các tài liệu về kết cấu động cơ, Ô Tô, tài liệu thực hành sửa chữa và những kiến thức thực hành đã được trang bị
1.5 Nhiệm vụ nghiên cứu
- Phân tích đặc điểm, kết cấu, nguyên lý làm việc của “Hệ thống khởi động”
- Tổng hợp các phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa, chẩn đoán hư hỏng
1.6 Các phương pháp nghiên cứu
1.6.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
* 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
* Các bước thực hiện:
- Bước 1: Quan sát, tìm hiểu các thông số kết cấu của “Hệ thống khởi động”
- Bước 2: Lập phương án kiểm tra chẩn đoán hư hỏng của “Hệ thống khởi động”
- Bước 3: Lập phương án bảo dưỡng, sửa chữa, khắc phục hư hỏng
1.6.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu
Là phương pháp nghiên cứu thu thập TTKH 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
• Các bước thực hiện :
- Bước 1: Thu thập, tìm tòi các tài liệu về hệ thống khởi động
- Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống chặt chẽ theo từng bước, từng đơn vị kiến thức, tư vấn đề tài khoa học có cơ sở và bản chất nhất định
- Bước 3: Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu nói về “Hệ thống khởi động”, phân tích kết cấu, nguyên lý làm việc một cách khoa học
- Bước 4: Tổng hợp kết quả thu được, hệ thống hóa các kiến thức liên quan (liên kết từng mặt, từng bộ phận thông tin đã được phân tích ) tạo ra một hệ thống lý thuyết đầy đủ và sâu sắc
1.6.3 Phương pháp thống kê mô tả
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
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
Trang 12CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG
TRÊN ĐỘNG CƠ K24Z1 XE HONDA CRV 2009
2.1 Nhiệm vụ
Vì động cơ đốt trong không thể tự khởi động được nên cần phải có một ngoại lực
để khởi động động cơ đốt trong Để khởi động được động cơ, máy khởi động làm quay trục khuỷu động cơ thông qua vành răng bánh đà
Máy khởi động cần phải tạo ra mô - men lớn từ nguồn điện hạn chế của ắc quy đồng thời phải gọn nhẹ Vì lý do này người ta dùng một mô tơ điện một chiều trong máy khởi động
2.2 Yêu cầu
Để khởi động được động cơ thì trục khuỷu phải quay nhanh hơn tốc độ quay tối thiểu Tốc độ quay tối thiểu để khởi động động cơ khác nhau tùy theo cấu trúc động cơ
và tình trạng hoạt động, thường từ 40–60 (vòng/phút ) đối với động cơ xăng và từ 80–
100 (vòng/phút ) đối với động cơ diesel
* Mô tơ điện một chiều
Mô tơ điện một chiều gồm có một cuộn cảm và cuộn ứng được mắc nối tiếp được dùng để tạo ra mô - men quay cực đại khi máy khởi động bắt đầu làm việc
Hình 2.1 Vị trí làm việc máy khởi động
Trang 132.3 Tổng quan về hệ thống khởi động
2.3.1 Sơ đồ các mạch đấu hệ thống khởi động tiêu biểu
Hình 2.2 Các mạch đấu hệ thống đề tiêu biểu
- Sơ đồ 1: Đề trực tiếp qua khóa điện: (+) Ắc quy → khóa điện → cọc 50
- Sơ đồ 2: Đề qua rơ le trung gian và công tắc chân côn Đạp chân côn để công tắc chân côn đóng → bật khóa điện về vị trí STA: (+) Ắc quy → khóa điện → cuộn dây rơ
le đề trung gian → công tắc chân côn → (-) ắc quy → tiếp điểm của rơ le đề trung gian đóng để cấp (+) tới cọc 50
- Sơ đồ 3: Đề qua công tắc số tự động: (để tay số P hoặc N) bật khóa điện ở nấc
đề (+) ắc quy → khóa điện → công tắc số tự động ON → cọc 50
- Sơ đồ 4: Đề qua rơle đề trung gian: Bật khóa điện ở nấc STA: (+) ắc quy → khóa điện → cuộn dây rơ le đề trung gian → mát → (-) ắc quy dẫn đến tiếp điểm đóng → cấp (+) vào cọc 50
- Sơ đồ 5: Đề qua rơ le đề trung gian và công tắc số tự động: (Để ở tay số P hoặc N) (+) Ắc quy → khóa điện → công tắc số tự động ON → cuộn dây rơ le đề trung gian
→ mát → (-) ắc quy, dẫn đến tiếp điểm rơ le đề trung gian đóng để cấp (+) ắc quy vào cọc 50
Trang 142.3.2 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 đẩy của hai nam châm làm cho nam châm đặt giữa quay xung quanh tâm của nó (Hình 2.3)
Hình 2.3 Lực từ nam châm
Hình 2.4 Khung dây trong từ trường
Mỗi đường sức từ không thể cắt ngang qua đường sức từ khác Nó dường như trở nên ngắn hơn và cố đẩy những đường sức từ gần nó ra xa Đó là nguyên nhân làm cho nam châm ở giữa quay theo chiều kim đồng hồ
Trong động cơ thực tế, phần giữa là khung dây Giả sử, chúng ta có một khung dây quấn như trên (Hình 2.4) Khi dòng điện chạy xuyên qua khung dây, từ thông sẽ xuyên qua khung dây
Chiều của đường sức từ sinh ra trên khung dây được xác định bằng quy tắc vặn nút chai
Khi chiều của từ trường trùng nhau, đường sức từ trở nên mạnh hơn (dày hơn) Khi chiều của từ trường đối ngược, thì đường sức từ trở nên yếu đi (thưa hơn)
Trang 15Hình 2.5 Đường sức của khung dây và nam châm
Bản chất của đường sức từ thường trở nên ngắn đi và cố đẩy những đường sức từ khác ra xa nó tạo ra lực Lực sinh ra trên khung dây cung cấp năng lượng làm quay động
Hình 2.6 Lực từ sinh ra trên khung dây
• Hoạt động trong thực tế:
Để ứng dụng lý thuyết này trong thực tế, trước tiên, người ta phải quấn nhiều khung dây để tăng từ thông từ đó sinh ra mô - men lớn Tiếp theo, người ta đặt một lõi thép bên trong các khung dây cũng nhằm tăng từ thông và tạo ra mô - men lớn
Thay vì sử dụng nam châm vĩnh cửu, người ta có thể dùng nam châm điện làm phẩn cảm
Quan hệ giữa cực từ của nam châm và dòng điện chạy qua nó có thể dùng quy tắc bàn tay phải để giải thích Hướng tất cả bốn ngón tay, trừ ngón tay cái của bàn tay phải theo chiều của dòng điện đi qua cuộn dây Khi đó, ngón cái sẽ chỉ chiều của cực bắc
Để tốc độ động cơ quay cao và quay êm, người ta dùng nhiều khung dây
Từ những lý thuyết trên, người ta thiết kế nên máy khởi động trong thực tế
Trang 16Hình 2.7 Dây quấn trong rotor
Cuộn dây phần ứng được quấn như (Hình 2.7) Hai đầu của hai khung dây cạnh nhau được hàn với cùng một phiến đồng trên cổ góp Dòng điện chạy từ chổi than dương đến âm qua các khung dây mắc nối tiếp
Nếu nhìn từ phía bánh răng khởi động, thì dòng điện có chiều như (Hình 2.8) Khi đó, chiều của dòng điện chạy qua các khung dây trong cùng một phần tư rotor
là như nhau Và nhờ thế chiều của từ trường sinh ra ở mỗi khung sẽ không đổi khi cổ góp quay
Hình 2.8 Dòng điện trong rotor
Nhờ sự bố trí các khung dây trong phần cảm và phần ứng mà sinh ra lực từ làm quay phần ứng
Rotor quay theo chiều kim đồng hồ theo quy luật bàn tay trái
2.3.3 Đặc tính của mô tơ khởi động một chiều
Về cơ bản mạch điện của mô tơ chỉ là các cuộn dây Giá trị điện trở trong mạch rất nhỏ vì chỉ có điện trở của các cuộn dây Theo định luật ôm giá trị dòng điện sẽ tăng rất lớn khi điện áp ắc quy (12V) là không đổi và giá trị điện trở của mạch rất nhỏ Kết quả
là phần lớn dòng điện đi tới máy khởi động và mô - men xoắn cực đại được tạo ra ngay khi máy khởi động bắt đầu làm việc
Vì mô tơ và máy phát điện có cấu tạo tương tự nhau, nên điện áp theo chiều ngược lại (sức điện động đảo chiều) được tạo ra khi mô tơ quay làm nhiễu dòng một chiều
Hình 2.1: Dòng điện trong rotor
Trang 17Vì sức điện động cảm ứng này tăng lên khi tốc độ máy khởi động tăng lên do đó dòng điện chạy qua mô tơ giảm đi làm cho mô mem xoắn và dòng một chiều cũng giảm theo
Đặc tính:
- 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 mới bắt đầu làm việc là rất thấp vì mô - men xoắn lớn và tốc độ của máy khởi động thấp nhưng công suất này tăng lên tới giá trị cực đại theo sự thay đổi của mô - men xoắn và tốc độ của máy khởi động và sau đó giảm
đi Công suất máy khởi động được biểu diễn bằng đường cong trên hình vẽ theo sự thay đổi của mô - men xoắn và tốc độ của máy khởi động
2.3.4 Mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp
Khi máy khởi động bắt đầu làm việc, điện áp ở cực của ắc quy giảm xuống do cường độ dòng điện trong mạch giảm xuống Khi cường độ dòng điện trong mạch lớn thì không thể bỏ qua dòng điện trong mạch của ắc quy
Theo định luật ôm sụt áp tăng lên khi giá trị dòng điện trong mạch tăng lên Sụt áp giảm xuống khi giá trị dòng điện trong mạch giảm xuống và điện áp ắc quy lại trở về giá trị bình thường
2.3 Phân loại máy khởi động
Để phân loại máy khởi động ta chia máy khởi động ra làm 2 thành phần: Phần motor điện và phần truyền động Phần motor điện được chia ra làm nhiều loại theo kiểu đấu dây, còn phần truyền động phân theo cách truyền động của máy khởi động đến động
cơ
2.3.1 Theo kiểu đấu dây
Động cơ điện một chiều được chia làm 3 loại tùy theo phương pháp đấu dây
- Loại mắc nối tiếp: Mô - men phát ra lớn nhất khi bắt đầu quay, được dùng chủ yếu trong máy khởi động
- Loại mắc song song: Ít dao động về tốc độ, giống như loại dùng nam châm vĩnh cửu
- Loại mắc hỗn hợp: Có cả đặc điểm của hai loại trên, thường dùng để khởi động động cơ lớn
Trang 18Hình 2.9 Các kiểu đấu dây
2.3.2 Theo cách truyền động
2.3.2.1 Máy khởi động loại giảm tốc
Máy khởi động loại giảm tốc dùng motor tốc độ cao Nó làm tăng mô - men xoắn bằng cách giảm tốc độ quay của rotor nhờ bộ truyền giảm tốc Lõi thép của công tắc từ đẩy trực tiếp bánh răng khởi động đặt trên cùng một trục với nó vào ăn khớp với vành răng bánh đà
Hình 2.10 Máy khởi động loại giảm tốc
Trang 192.3.2.2 Máy khởi động loại đồng trục
Bánh răng khởi động được đặt trên cùng một trục với rotor và quay cùng tốc độ với lõi, đòn bẩy được nối với lõi thép của công tắc từ đẩy bánh răng khởi động ăn khớp với vành răng bánh đà
Hình 2.11 Máy khởi động loại đồng trục
2.3.2.3 Máy khởi động loại truyền động qua bánh răng hành tinh
Máy khởi động loại bánh răng hành tinh dùng bộ truyền bánh răng hành tinh để giảm tốc độ quay của rotor (phần ứng) Bánh răng khởi động ăn khớp với vành răng bánh đà thông qua cần bẩy giống như trường hợp máy khởi động thông thường
Hình 2.12 Máy khởi động loại truyền qua bánh răng hành tinh
Trang 202.3.2.4 Máy khởi động PS (Motor giảm tốc hành tinh - rotor thanh dẫn)
Máy khởi động loại này sử dụng các nam châm vĩnh cửu thay cho các cuộn cảm
Cơ cấu đóng ngắt bánh răng khởi động hoạt động giống như máy khởi động loại bánh răng hành tinh
Hình 2.13 Máy khởi động PS 2.4 Cấu tạo, nguyên lý của máy khởi động
2.4.1 Máy khởi động loại giảm tốc
- Được sử dụng trong một số đời xe hiện đại như ToyotaCamry, Corolla Altis,…
Hình 2.14 Các bộ phận của máy khởi động
Trang 212.4.1.1 Công tắc từ
Hình 2.15 Công tắc từ
Công tắc từ hoạt động như là một công tắc chính của dòng điện chạy tới motor và điều khiển bánh răng khởi động bằng cách đẩy nó vào ăn khớp với vành răng khi bắt đầu khởi động và kéo nó ra sau khi khởi động Cuộn hút được quấn bằng dây có đường kính lớn hơn cuộn giữ và lực điện từ của nó tạo ra lớn hơn lực điện từ được tạo ra bởi cuộn giữ
Công tắc từ có hai chức năng:
- Đóng ngắt motor
- Ăn khớp và ngắt bánh răng khởi động với vành răng
Công tắc từ này cũng hoạt động theo ba bước khi máy khởi động hoạt động: Hút vào, Giữ, Hồi về (nhả về)
* Nguyên lý hoạt động:
Hình 2.16 Nguyên lý hoạt động
Trang 22• Rơ le thực hiện quá trình kéo (Hút vào):
Khi bật khoá điện lên vị trí START, dòng điện của ắc quy đi vào cuộn giữ và cuộn hút Sau đó dòng điện đi từ cuộn hút tới phần ứng qua cuộn cảm xuống mát Việc tạo ra lực điện từ trong các cuộn giữ và cuộn hút sẽ làm từ hoá các lõi cực và do vậy piston của công tắc từ bị hút vào lõi cực của nam châm điện Nhờ sự hút này mà bánh răng khởi động bị đẩy ra và ăn khớp với vành răng bánh đà đồng thời đĩa tiếp xúc sẽ bật công tắc chính lên
Để duy trì điện áp kích hoạt công tắc từ, một số xe có rơ le khởi động đặt giữa khoá điện và công tắc từ
Hình 2.17 Rơ le thực hiện quá trình kéo
• Rơ le thực hiện quá trình giữ:
Khi công tắc chính được bật lên, thì không có dòng điện chạy qua cuộn hút vì hai đầu cuộn hút bị đẳng áp, cuộn cảm và cuộn ứng nhận trực tiếp dòng điện từ ắc quy Cuộn dây phần ứng sau đó bắt đầu quay với vận tốc cao và động cơ được khởi động Ở thời điểm này piston được giữ nguyên tại vị trí chỉ nhờ lực điện từ của cuộn giữ vì không
có dòng điện chạy qua cuộn hút
Hình 2.18 Rơ le thực hiện quá trình giữ
Trang 23• Rơ le thực hiện quá trình nhả (hồi về):
Hình 2.19 Rơ le thực hiện quá trình nhả
Khi khoá điện được xoay từ vị trí START sang vị trí ON, tại thời điểm này, tiếp điểm chính vẫn còn đóng, dòng điện đi từ phía công tắc chính tới cuộn hút rồi qua cuộn giữ Đặc điểm cấu tạo của cuộn hút và cuộn giữ là có cùng số vòng dây quấn và quấn cùng chiều Ở thời điểm này, dòng điện qua cuộn hút bị đảo chiều, lực điện từ được tạo
ra bởi cuộn hút và cuộn giữ triệt tiêu lẫn nhau nên không giữ được piston Do đó piston
bị đẩy trở lại nhờ lò xo hồi về và công tắc chính bị ngắt làm cho máy khởi động dừng lại
2.4.1.2 Phần ứng và ổ bi cầu
Phần ứng tạo ra lực làm quay motor và ổ bi cầu đỡ cho lõi (phần ứng) quay ở tốc
độ cao
Hình 2.20 Phần ứng và ổ bi cầu
Trang 242.4.1.3 Vỏ máy khởi động
Vỏ máy khởi động này tạo ra từ trường cần thiết để cho motor hoạt động Nó cũng
có chức năng như một vỏ bảo vệ các cuộn cảm, lõi cực và khép kín các đường sức từ Cuộn cảm được mắc nối tiếp với phần ứng
Hình 2.21 Vỏ máy khởi động
2.4.1.4 Chổi than và giá đỡ chổi than
Chổi than được tì vào cổ góp của phần ứng bởi các lò xo để cho dòng điện đi từ cuộn dây tới phần ứng theo một chiều nhất định Chổi than được làm từ hỗn hợp đồng -cacbon nên nó có tính dẫn điện tốt và khả năng chịu mài mòn lớn Các lò xo chổi than nén vào cổ góp phần ứng và làm cho phần ứng dừng lại ngay sau khi máy khởi động bị ngắt
Nếu các lò xo chổi than bị yếu đi hoặc các chổi than bị mòn có thể làm cho tiếp điểm điện giữa chổi than và cổ góp không đủ để dẫn điện Điều này làm cho điện trở ở chỗ tiếp xúc tăng lên làm giảm dòng điện cung cấp cho motor và dẫn đến giảm mô - men
Hình 2.22 Chổi than và giá đỡ chổi than
Trang 252.4.1.5 Bộ truyền giảm tốc
Bộ truyền giảm tốc truyền lực quay của motor tới bánh răng khởi động và làm tăng
mô - men xoắn bằng cách làm chậm tốc độ của motor
Bộ truyền giảm tốc làm giảm tốc độ quay của motor với tỉ số là 1/3 - 1/4 và nó có một ly hợp khởi động ở bên trong
Trang 26Ly hợp khởi động truyền chuyển động quay của motor tới động cơ thông qua bánh răng khởi động
Để bảo vệ máy khởi động khỏi bị hỏng bởi số vòng quay cao được tạo ra khi động
cơ đã được khởi động, người ta bố trí ly hợp khởi động này Đó là ly hợp khởi động loại một chiều có các con lăn
* Nguyên lý hoạt động :
• Khi khởi động
Khi bánh răng ly hợp (bên ngoài) quay nhanh hơn trục then (bên trong) thì con lăn
ly hợp bị đẩy vào chỗ hẹp của rãnh và do đó lực quay của bánh răng ly hợp được truyền tới trục then
Hình 2.26 Hoạt động của ly hợp khởi động (Khi khởi động)
• Sau khi khởi động động cơ
Khi trục then (bên trong) quay nhanh hơn bánh răng ly hợp (bên ngoài), thì con lăn ly hợp bị đẩy ra chỗ rộng của rãnh làm cho bánh răng ly hợp quay không tải
Hình 2.27 Hoạt động của ly hợp khởi động
Trang 272.4.1.7 Bánh răng khởi động chủ động và then xoắn
Bánh răng khởi động và vành răng truyền lực quay từ máy khởi động tới động cơ nhờ sự ăn khớp an toàn giữa chúng Bánh răng khởi động được vát mép để ăn khớp được
dễ dàng Then xoắn chuyển lực quay vòng của motor thành lực đẩy bánh răng khởi động, trợ giúp cho việc ăn khớp và ngắt sự ăn khớp của bánh răng khởi động với vành răng
ăn khớp với vành răng bánh đà nhờ lực hút của công tắc từ, lực quay của phần ứng và lực đẩy của then xoắn
Bánh răng khởi động và vành răng được vát mép để việc ăn khớp được dễ dàng
• Cơ cấu nhả khớp
Khi bánh răng khởi động làm quay vành răng thì xuất hiện áp lực cao trên bề mặt răng của hai bánh răng Khi tốc độ quay của động cơ (vành răng) trở nên cao hơn so với bánh răng khởi động khi khởi động động cơ, nên vành răng làm quay bánh răng khởi động Một phần của lực quay này được chuyển thành lực đẩy dọc trục nhờ then xoắn để ngắt sự ăn khớp giữa bánh răng khởi động và vành răng
Cơ cấu ly hợp máy khởi động ngăn không cho lực quay của động cơ truyền tới bánh răng khởi động từ vành răng bánh đà Kết quả là áp lực giữa các bề mặt răng của hai bánh răng giảm xuống và bánh răng khởi động được kéo ra khỏi sự ăn khớp một
Trang 28cách dễ dàng Vì lực hút của công tắc từ bị mất đi nên lò xo hồi về đang bị nén sẽ đẩy bánh răng khởi động về vị trí cũ và hai bánh răng sẽ không còn ăn khớp nữa
2.4.2.2 Cần đẩy dẫn động
Cần đẩy khởi động truyền chuyển động của công tắc từ tới bánh răng khởi động Nhờ chuyển động này bánh răng khởi động được đưa vào ăn khớp và nhả khớp với vành răng
Trang 292.4.2.3 Lò xo dẫn động
Lò xo dẫn động được đặt trong cần đẩy dẫn động hoặc trong công tắc từ Lò xo dẫn động của máy khởi động loại đồng trục hoạt động giống như lò xo hồi về của máy khởi động loại giảm tốc
2.4.2.4 Cơ cấu giảm tốc
Vì máy khởi động loại đồng trục có thể tạo ra mô - men đủ lớn để có thể khởi động động cơ nhờ phần ứng lớn, nên loại này không cần cơ cấu giảm tốc Vì lí do này nên phần ứng được nối trực tiếp với bánh răng khởi động
2.4.2.5 Cơ cấu phanh
Nếu ta cố gắng khởi động động cơ lần thứ hai trong khi bánh răng khởi động vẫn đang quay do quán tính, có thể làm cho nó không ăn khớp được với vành răng bánh đà
Để tránh hiện tượng này, motor khởi động kiểu thông thường được trang bị cơ cấu phanh
có cấu tạo như hình bên dưới
Cơ cấu này hoạt động như sau: Khi lò xo hồi vị của công tắc từ đẩy bánh răng khởi động vào thì lò xo phanh sẽ kéo phần ứng ép vào khung ở đầu cổ góp làm cho rotor nhanh chóng dừng lại
Hình 2.31 Cơ cấu phanh
Một số máy khởi động loại thông thường và loại giảm tốc khác không có cơ cấu phanh là vì những lý do sau đây:
- Phần ứng có khối lượng nhỏ nên lực quán tính nhỏ
- Lực ép của chổi than lớn
- Bộ truyền giảm tốc tạo ra lực ma sát
Trang 302.4.3 Máy khởi động kiểu bánh răng hành tinh
Hình 2.32 Máy khởi động loại bánh răng hành tinh
Máy khởi động kiểu bánh răng hành tinh có cơ cấu tương tự như máy máy khởi động loại đồng trục tuy nhiên cơ cấu giảm tốc có sự khác biệt
2.4.3.1 Cơ cấu giảm tốc
Cần dẫn bánh răng khởi động của bộ truyền hành tinh có ba bánh răng hành tinh, các bánh răng hành tinh ăn khớp với bánh răng mặt trời ở phía trong và bánh răng bao
ở phía ngoài Thông thường bánh răng bao được cố định
Hình 2.33 Cơ cấu giảm tốc
Tỷ số truyền giảm tốc của bộ truyền hành tinh là 1:5 Loại này có phần ứng nhỏ hơn và tốc độ của nó nhanh hơn so với máy khởi động loại giảm tốc Khi bánh răng mặt trời được phần ứng dẫn động, bánh răng hành tinh quay xung quanh bánh răng bao và làm cho cần dẫn quay Kết quả là tốc độ của cần dẫn cùng với các bánh răng hành tinh giảm xuống làm cho mô - men xoắn truyền tới bánh răng khởi động tăng lên
Trang 31Hình 2.34 Cơ cấu bánh răng bao và bánh răng hành tinh
Để bộ truyền hoạt động êm, người ta thường chế tạo bánh răng bao bằng chất dẻo Máy khởi động loại hành tinh có thiết bị hấp thụ mô - men thừa để tránh cho bánh răng bao bị hỏng Bánh răng bao thường cố định, nhưng nếu có mô - men quá lớn tác dụng lên nó thì nó có thể quay để tránh hư hỏng
2.4.3.2 Thiết bị hấp thụ mô - men
Bằng cách làm quay bánh răng bao, đĩa ly hợp ăn khớp với bánh răng bao bị trượt
và do đó hấp thụ mô - men thừa
Hình 2.35 Thiết bị hấp thụ mô - men
2.4.4 Máy khởi động PS (Motor giảm tốc hành tinh- rotor thanh dẫn)
Máy khởi động PS có cấu tạo giống với máy khởi động loại bánh răng hành tinh nhưng cấu tạo phần cảm và phần ứng có sự khác biệt
2.4.4.1 Phần cảm
Thay vì sử dụng các cuộn cảm như trong máy khởi động đồng trục, máy khởi động loại PS sử dụng hai loại nam châm vĩnh cửu: Nam châm chính và nam châm đặt giữa các cực Nam châm chính và nam châm đặt giữa các cực được sắp xếp xen kẽ nhau trong
vỏ máy khởi động Từ cách sắp đặt này làm cho từ thông được tạo ra giữa các nam châm chính và nam châm đặt giữa các cực bổ sung cho nhau tạo nên từ thông tổng lớn hơn Ngoài việc tăng lượng từ thông, cấu trúc này còn rút ngắn được chiều dài tổng cộng của
vỏ máy khởi động
Trang 32PS được rút ngắn
Hình 2.36 Cuộn cảm-Máy khởi động
Hình 2.37 Phần ứng - Máy khởi động PS
Trang 332.5 Giới thiệu về HTKĐ trên động cơ K24Z1 XE HONDA CRV 2009
2.5.1 Thông số kỹ thuật xe Honda CRV 2009
Hình 2.38 Hình ảnh xe Honda CRV 2009 Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật xe Honda CRV 2009
Thông số kỹ thuật của xe Honda CRV 2.4 AT 2009
Trang 34Động cơ/Engine Thông số Ký hiệu/Đơn vị Đặc điểm/Giá trị
2.5.2 Hệ thống khởi động trên động cơ K24Z1 xe Honda CRV 2009
2.5.2.1 Vị trí hệ thống khởi động trên động cơ
Hình 2.39 Vị trí hệ thống khởi động trên động cơ
Trang 352.5.2.2 Sơ đồ mạch khởi động
Hình 2.40 Sơ đồ mạch khởi động