Khảo sát hệ thống điện thân xe kia cerato g1 6 đời 2019

Hệ thống điện dùng để: Hệ thống điện và điện tử có công dụng can thiệp vào gần như tất cả các hệ thống trên một chiếc xe, từ hệ thống đơn giản có từ lâu đời như khởi động, cung cấp điện,

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE TRÊN XE KIA

CERATO G1.6 2019

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN ĐỨC MINH QUÝ

Đà Nẵng – Năm 2019

MỞ ĐẦU

Ngày nay, khi mà khoa học công nghệ phát triển không ngừng mỗi ngày, nó đã đem lại nhiều lợi ích thiết thực cho xã hội Con người đã ứng dụng những thành tựu khoa học đó vào trong ngành công nghiệp ô tô để sản xuất ra những chiếc xe với đầy

đủ các trang thiết bị điện – điện tử rất hiện đại Có thể nói hệ thống điện thân xe là bộ phận rất quan trọng góp phần trong việc điều khiển các hệ thống trên xe Vào những năm đầu thế kỷ 20 khi ngành ô tô mới ra đời, xe ô tô chỉ được trang bị ắc-quy 6V và

bộ sạc điện áp 7V Do vậy, những chiếc xe này có hệ thống điện rất đơn giản, điện năng chỉ được dùng đánh lửa hay vài bóng đèn thắp sáng

Giữa thập kỷ 1950, những chiếc xe được trang bị hệ thống điện 12V, giúp các nhà sản xuất có thể sử dụng các dây điện nhỏ hơn và đồng thời kéo theo việc sinh ra nhiều tiện nghi dùng điện cho xe hơi Ngày nay, những chiếc xe đều được trang bị các

hệ thống điện - điện tử rất hiện đại, phục vụ cho nhu cầu của con người như: Hệ thống

âm thanh, giải trí, hệ thống phanh chống bó cứng trên xe ABS, hệ thống chống trộm,

hệ thống túi khí SRS an toàn, hệ thống kiểm soát động cơ, hệ thống thông tin hiển thị,

hệ thống lái tự động…Nhằm đem lại sự thoải mái những gì tốt nhất cho người sử dụng nhưng phải đảm bảo các yêu cầu khắt khe về chất lượng sản phẩm cũng như về khí thải ô nhiễm môi trường và suất tiêu hao nhiên liệu thấp nhất

Vì vậy, việc tìm hiểu hệ thống điện thân xe giúp ta hiểu rõ hơn về tính năng kỹ thuật của hệ thống, cũng như để sử dụng hiệu quả hơn Và có thể chẩn đoán được một

số bệnh khi hệ thống xảy ra hư hỏng Thông qua đề tài khảo sát này đã giúp em có được những kiến thức sâu hơn về hệ thống điện

Với những ý nghĩa như vậy nên em chọn “Khảo sát hệ thống điện thân xe Kia

Cerato G1.6 đời 2019” làm đề tài tốt nghiệp, em cũng mong với đề tài này sẽ đem lại

những kiến thức để phục vụ tốt cho công việc sau này

Đà Nẵng, ngày 03 tháng 06 năm 2019 Sinh Viên

Nguyễn Đức Minh Quý

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE

1.1 Công dụng , yêu cầu , phân loại hệ thống điện thân xe

1.1.1 Công dụng hệ thống điện

Hệ thống điện dùng để:

Hệ thống điện và điện tử có công dụng can thiệp vào gần như tất cả các hệ thống trên một chiếc xe, từ hệ thống đơn giản có từ lâu đời như khởi động, cung cấp điện, đánh lửa đến những hệ thống mới được nghiên cứu ứng dụng như phanh, lái,

treo

Cung cấp điện năng cho những hệ thống và thiết bị điện khác trong hệ thống điện, cung cấp từng phần hoặc toàn bộ nếu động cơ chưa làm việc hoặc đã làm việc

mà máy phát điện chưa phát đủ công suất

Cung cấp điện cho các phụ tải và nạp điện cho accu trên ô tô

Cung cấp nguồn điện cho màn hình hiển thị thông tin và các đèn báo hiệu giúp người lái, người sửa chữa biết được trạng thái hoạt động của xe cũng như của các bộ phận, hệ thống trên xe

Với sự phát triển vượt bậc về công nghệ trên ô tô, các hệ thống được trang bị trên ô tô nhằm tăng khả năng an toàn, tiện nghi, và độ tin cậy của ô tô Các hệ thống điện này bao gồm các mạch điện, thiết bị cảm biến nằm ở các vị trí khác nhau trên xe,

và chúng cần liên kết với nhau để hoạt động đồng bộ dưới sự điều khiển của bộ xử lý trung tâm ECU (Electronic Control Unit) Để kết nối các hệ thống cần một lượng dây điện khá phức tạp gây nên các vẫn đề như: Xe nặng thêm vì dây điện, hỏng hóc vì quá nhiều đầu nối, nhiễu tín hiệu khi truyền tải Để khắc phục điêu đó mạng thông tin ra đời và mạng CAN (Controller Area Network) đã đáp ững được nhiều vấn đề cho các

hệ thống trên xe

Ngoài ra còn cung cấp điện để hoạt động các hệ thống như:

Hệ thống chống bó cứng : ABS (Anti-Lock brake system) là hệ thống chống

bó cững bánh xe khi phanh Ta biết khi phanh bánh xe có xu hướng bị bó cứng gây nên hiện trượng trượt lết bánh xe trên mặt đường làm giảm hiệu suất phanh, làm xe mất ổn định gây mất an toàn và gây mòn lốp Vì vậy hệ thống ABS khắc phục các hiện

tượng trên để đảm bảo cho quá trình phanh được tối ưu, giữ ổn định cho xe không bị mất lái, quay vòng và trượt lết trên đường

Hệ thống túi khí SRS (Supplemental Restraint System):Các túi khí được

thiết kế để bảo vệ lái xe và hành khách ngồi phía trước được tốt hơn ngoài biện pháp bảo vệ chính bằng dây an toàn Trong trường hợp va đập mạnh từ phía trước túi khí làm việc cùng với đai an toàn để tránh hay làm giảm sự chấn thương bằng cách phồng lên, nằm làm giảm những nguy cơ sau:Giảm các chấn thương ở vùng đầu, cổ, ngực và mặt của người lái và hành khách ngồi kế bên khi xe bị va chạm từ phía trước.Giảm thiểu các rủi ro tai nạn liên quan đến con người

Hệ thống chiếu sáng: Hệ thống chiếu sáng nhằm đảm bảo điều kiện tốt nhất

cho người lái, đặc biệt là vào ban đêm và đảm bảo an toàn khi tham gia giao thông

Hệ thống còi: Hệ thống còi và chuông nhạc trên xe nhằm mục đích báo hiệu

bằng tiếng động cho các phương tiện giao thông khác và người đi đường biết nhằm đảm bảo an toàn giao thông

Hệ thống đèn tín hiệu:Hệ thống đèn tín hiệu trên xe bao gồm các hệ thống

chiếu sáng kiểu công tắc đèn báo rẽ, báo nguy Tất cả đều nhằm mục đích đảm bảo an toàn giao thông khi xe lưu hành trên đường và các mục đích khác

Hệ thống gạt nước và rửa kính: Hệ thống gạt nước và rửa kính là một hệ

thống đảm bảo cho người lái nhìn được rõ bằng cách gạt nước mưa trên kính trước và kính sau khi trời mưa Hệ thống có thể làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió phía trước nhờ thiết bị rửa kính Vì vậy, đây là thiết bị cần thiết cho sự an toàn của xe khi chạy Luật giao thông bắt buộc cầm ô tô phải trang bị máy gạt nước kính chắn gió ở phía trước xe hơi ô tô

Hệ thống điều hòa: Trên xe ô tô được trang bị hệ thống điều hoà không khí, hệ

thống này tạo ra sự thoải mái, dể chịu cho hành khách trong xe Máy điều hoà nhiệt độ

có nhiệm vụ đưa không khí sạch vào trong xe và duy trì nhiệt độ không khí trong xe ở nhiệt độ thích hợp

Các thiết bị phải chịu được độ ẩm cao thường có ở các nước nhiệt đới

Tất các hệ thống điện trên ô tô phải được hoạt động tốt trong khoảng 0,9 1,25

dm

U (U dm=14V hoặc 28V) ít nhất trong thời gian bảo hành của xe

Các thiết bị điện và điện tử phải chịu được nhiễu điện từ xuất phát từ hệ thống đánh lửa hoặc các nguồn khác

1.1.3 Phân loại

Nếu như trên những ô tô đầu tiên các trang thiết bị điện hầu như không có gì ngoài bộ phận để châm lửa đốt cháy hỗn hợp rất thô sơ bằng dây đốt, thì ngày hôm nay trên ô tô được trang bị các hệ thống như sau:

+ Hệ thống cung cấp (Charging system)

+ Hệ thống khởi động (Starting system)

+ Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu (Linghting and signal system)

+ Hệ thống đo đạc và kiểm tra (Gauging system)

+ Hệ thống điều khiển ô tô (Vehicle control system)

+ Hệ thống điều hoà nhiệt độ (Air conditioning system)

+ Hệ thống phụ

1.2 Phân loại hệ thống điện thân xe

Cùng với sự phát triển của kỹ thuật, chiếc xe ngày nay ngày một tiện nghi và hiện đại hơn Những phát triển gần đây trên ô tô chủ yếu liên quan đến phần điện Trên một chiếc ô tô hiện đại, phần điện chiếm một phần đáng kể trong giá trị tổng thành của

nó Hệ thống điện và điện tử can thiệp vào gần như tất cả các hệ thống trên một chiếc

xe, từ hệ thống đơn giản có từ lâu đời như khởi động, cung cấp điện, đánh lửa đến những hệ thống mới được nghiên cứu ứng dụng như phanh, lái, treo Xe ôtô ngày càng hiện đại về công nghệ với các nghiên cứu tạo ra những chiếc xe an toàn hơn nhưng vẫn dễ dàng điều khiển và tạo hứng thú cho người lái Các hệ thống điện được trang bị trên xe hiện nay gồm các hệ thống sau:

Hệ thống cung cấp (Charging system): Máy phát điện, bộ tiết chế, Ắc quy,

đèn báo sạc, công tắc máy, bộ điều chỉnh điện

Hệ thống khởi động (Starting system): Máy khởi động, các rơle điều khiển và

bảo vệ máy khởi động

Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu (Linghting and signal system): Gồm hệ

thống đèn chiếu sáng, đèn tín hiệu, còi, các công tắc và rơ le, loa tín hiệu

Hệ thống đo đạc và kiểm tra (Gauging system): Bao gồm các đồng hồ hiển

thị trên bảng Taplo, các đèn báo

Hệ thống điều khiển ô tô (Vehicle control system): Bao gồm hệ thống điều

khiển ABS (antilock bracke system), hộp số tự động, tay lái điện, hệ thống treo, hệ thống tuyền lực, hệ thống gối đệm

Hệ thống điều hoà nhiệt độ (Air conditioning system): Bao gồm máy nén,

giàn nóng, giàn lạnh, lọc ga, van tiết lưu và các thiết bị điều khiển hỗ trợ khác

Hệ thống phụ: Bao gồm quạt gió, hệ thống gạt nước rửa kính, nâng hạ kính,

đóng mở của xe, Audio, hệ thống chống trộm,

Tất cả các hệ thống trên tạo thành hệ điện thống nhất trên ô tô Hoạt động thống nhất đảm bảo tính hiệu quả và an toàn của xe Được phân ra thành 2 phần chính: Nguồn điện cung cấp (hệ thống cung cấp) và các phụ tải tiêu thụ

Nguồn điện trên ôtô: Là nguồn một chiều được cung cấp bởi ắc quy nếu động

cơ chưa làm việc (hoặc làm việc ở số vòng quay nhỏ), hoặc bởi máy phát nếu động cơ làm việc ở số vòng quay trung bình và lớn Để tiết kiệm dây dẫn, thuận tiện khi lắp đặt sửa chữa, …, trên đa số các xe người ta sử dụng thân sườn xe làm dây dẫn chung Vì vậy, đầu âm của nguồn điện được nối trực tiếp ra thân xe

Các bộ phận tiêu thụ điện (phụ tải điện): Trong các bộ phận tiêu thụ điện thì

máy khởi động là bộ phận tiêu thụ điện mạnh nhất (dòng điện cung cấp bởi ắc quy khi khởi động có thể lên đến 400÷600 (A) đối với động cơ xăng, hoặc 2000 (A) đối với động cơ diesel) Phụ tải điện được chia làm các loại cơ bản sau:

+ Phụ tải làm việc liên tục: Bơm nhiên liệu, kim phun nhiên liệu,…

+ Phụ tải làm việc không liên tục: Gồm các đèn pha, đèn cốt, đèn kích thước,…

+ Phụ tải làm việc trong khoảng thời gian ngắn: Gồm các đèn báo rẽ, đèn phanh, mô tơ gạt nước lau kính, còi, máy khởi động, hệ thống xông máy,…

+ Mạng lưới điện: Là khâu trung gian nối giữa phụ tải và nguồn điện, bao gồm: Các dây dẫn, các bộ chuyển mạch, công tắc, các thiết bị bảo vệ và phân phối khác nhau

Với sự phát triển vượt bậc về khoa học và công nghệ, đặc biệt trong lĩnh vực kỹ thuật điện tử và điều khiển tự động, các trang thiết bị điện, điện tử trên xe không còn là những bộ phân riêng lẽ độc lập mà chúng được kết nối lại thành những bộ vi mạch tinh

vi được xử lý và điều khiển bởi bộ xử lý trung tâm theo các chương trình đã được lập trình sẵn

1.3 Ký hiệu trong hệ thống điện và điện tử trên xe ô tô

Các kí hiệu trong hệ thống điện và điện tử xe Kia Cerato cũng giống như các kí hiệu trong hệ thống điện xe Kia nói riêng và các hãng xe nói chung được quy ước giống nhau trong sơ đồ mạch điện

Bảng 1-1 Ký hiệu trong hệ thống điện và điện tử xe Kia Cerato

Một linh kiện bán dẫn mà chỉ cho phép lưu lượng dòng đi qua một phương hướng

2 Diodes zener

Diode chỉ cho dòng điện chạy qua một hướng Nhưng với Diode zener thì khi điện áp lớn hơn điện áp định mức thì nó cho dòng điện chạy theo hướng ngược lại

sẻ tự chảy lỏng làm ngắt mạch điện qua đó bảo vệ mạch điện

(liên kết mạch)

Dùng trong các mạch có cường độ cao

Khi dòng điện đi qua sẻ làm cho các sợi dây bị nóng lên và phát sáng Trong một bóng người ta có thể dùng một sợi hoặc hai sơi

7 Cảm biến Phát hiện những tín hiệu xung từ sự

quay đối tượng

tụ cái

Là công cụ để kết nối, có thể dùng thay cho phích cắm Các giắc cắm này không có ren mà chỉ có khoá

Khi có dòng điện di qua là nguyên nhân làm cho các sợi đối nóng lên và phát sáng

Sau khi có dòng chạy qua thì nó phát sáng chi có điều không có sức nóng như bóng đèn Nó dược

sử dụng trong công cụ hiển thị

phép điều khiển các dòng

14 Mô tơ Là một cổ máy chuyển điện năng

thành cơ năng Sinh mômen quay

Về cơ bản thì rờle giống như một công tắc Có thể là loại thường đóng hay thường mở Cuộn dây tạo ra lực

từ để đóng, mở rơle

Là một linh kiện có giá trị điện trở không đổi Khi đặt trong một hiệu điện thế thì nó giảm điện áp

Là một điện trở có giá trị điện trở

Có thể thay đổi được

22 Bộ sấy Là một thiết bị sinh nhiệt khi có

dòng điện đi qua

23 Vòi phun Khi có tín hiệu điện sẽ thực hiện

việc phun

Bảng 1-2 Ký hiệu màu dây hệ châu Âu

Đen/Trắng/Xanh lá Sw/ Ws/ Gn Đèn báo rẽ

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ XE KIA CERATO G1.6 ĐỜI 2019

2.1 Thông số kỹ thuật của xe Kia Cerato 2019

Kia Cerato là một mẫu sedan du lịch khá ăn khách tại Việt Nam Với những nỗ lực cải tiến về thiết kế cũng như tính năng vận hành, Kia Cerato đã gặt hái được khá nhiều thành công với doanh số 12.000 xe trong năm 2018 và hơn 1200 xe trong đầu năm 2019 Cerato thuộc phân khúc C với các đối thủ như Toyota Corolla Altis, Ford Focus, Hyundai Elantra, Mazda 3 hay mẫu xe Đức duy nhất là Volkswagen Jetta

Ra mắt người tiêu dùng Việt Nam vào tháng 12/2018 ,Kia Cerato 2019 lấy cảm hứng thiết kế từ mẫu sedan thể thao anh em Kia Stinger nên không khó

để nhận ra phong cách thể thao và hầm hố

Hình 2-1: Xe Kia Cerato 2019

Nếu mang chiếc xe này ra so với những chiếc sedan thuộc phân khúc B như Honda City hay Vios thì rõ ràng chiếc xe rất nặng ký, khi người tiêu dùng thực dụng cân nhắc đến không gian, giá tiền, trang bị Thế hệ mới nhất này cũng hứa hẹn sẽ có một kết quả kinh doanh sáng lạng, khi có thiết kế đẹp và đặc biệt cái giá dễ tiếp cận, hiệu năng sử dụng thực tế cao và toàn diện

Chắc chắn Cerato mới trông nổi bật hơn so với người tiền nhiệm rồi, thiết kế được làm lại chia sẻ rất nhiều từ phong cách của Kia Stinger.Lưới tản nhiệt hình "mũi hổ" đặc trưng có phần trung tâm hẹp hơn và mép ngoài góc cạnh hơn đi kèm khung viền crom nhấn nhá nổi bật So với thế hệ trước, thiết kế lưới tản nhiệt này đã mạnh

mẽ hơn.Đèn pha (Halogen dạng thấu kính ở bản tiêu chuẩn và LED ở bản cao cấp) cũng có thiết kế mới khi không còn liền mạch với lưới tản nhiệt và cũng mỏng hơn Điều này giúp mang lại ngoại hình thể thao hơn Trong khi đó, cản xe có một lỗ thông hơi trung tâm lớn và sâu hơn với đèn sương mù Halogen Projector - điểm cộng lớn so với các đối thủ đến từ Nhật Hút gió cũng lớn hơn so với trên Stinger

Đuôi xe Kia Cerato 2019 không có nhiều điểm giống với Stinger và cũng khác biệt đáng kể so với đời trước Đèn hậu đẹp hơn, có bố cục LED độc đáo với thiết kế hơi hướng tương lai và nối liền với nhau bằng dải đèn nằm ngang - thiết kế này sẽ thực

sự trở thành điểm cộng cực lớn cho Cerato nếu nó phát sáng giống các mẫu xe sang

Đức như Audi Hãng xe Hàn đã tạo cho mình một lối đi riêng và khá táo bạo khi tách

đèn xi-nhan riêng biệt hoàn toàn so với đèn hậu Cuối cùng, cốp sau được làm tròn trịa bằng cánh gió nhỏ và hệ thống xả đơn bố trí lệch thay vì dạng đôi như thế hệ cũ

Hình 2-2: Đuôi xe Kia Cerato 2019

Di chuyển ra phía sau xe có khoang hành lý rộng 502 lít, đây là một ưu thế không chỉ trong phân khúc C mà còn vượt trội trong phân khúc B

Hệ truyền động của Cerato 2019 là hộp số 6 cấp được mang từ thế hệ trước qua, bạn đừng quá mong đợi nhiều từ động cơ chỉ có công suất khiêm tốn 126 mã lực, nhưng tự trọng của Cerato chỉ 1260kg cũng phần nào tăng được hiệu suất của động cơ không phải gánh vác quá nhiều

Bảng 2-1 Thông số kỹ thuật của xe Kia Cerato 2019 [5]

KÍCH THƯỚC CỦA XE

TRỌNG LƯỢNG CỦA XE

THÔNG SỐ KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ

xăng I4,16 vale DOHC

vòng quay

4850 vòng/phút [7]

có thể đẩy tỉ số nén của động cơ lên cao, giúp hỗn hợp không khí-nhiên liệu tơi hơn Quá trình cháy diễn ra hoàn hảo, hiệu suất động cơ cao hơn, công suất lớn hơn, tiết kiệm nhiên liệu hơn và đặc biệt là giảm thiểu khí xả vào môi trường

Yêu cầu của hệ thống nhiên liệu là phải cung cấp nhiên liệu với lượng chính xác, khi nhiên liệu phun vào buồng đốt phải được bốc hơi nhanh chóng, và hoà trộn đều khắp buồng đốt Hệ thống buồng đốt của động cơ GDI được thiết kế có các vách dẫn hướng để nhiên liệu khi phun vào sẽ được dẫn hướng va chạm vào lớp không khí

và được bốc ra từng lớp tạo điều kiện thuận lợi cho việc bốc hơi và hoà trộn tạo hỗn hợp đồng nhất Hệ thống nhiên liệu còn phải đáp ứng được điều kiện tạo hỗn hợp phân lớp khi động cơ hoạt động chế độ tải nhỏ

Hình 2-3 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu trên xe Kia Cerato

1- Cảm biến áp suất khi nạp; 2- Cảm biến nhiệt độ khí nạp; 3 -Cảm biến vị trí bướm ga; 4 - Cảm biến nhiệt độ làm mát động cơ; 5 - Cảm biến vị trí trục khuỷu; 6 - Cảm biến vị trí trục cam nạp; 7 - Cảm biến vị trí trục cam xả; 8 - Cảm biến kích nổ;9,

10 - Cảm biến oxy A - Vòi phun; B- Bô bin đánh lửa; C-Motor điều khiển bướm gió; E,F - cam nạp cam thải; G-van nhiên liệu; I-van điều khiển áp suất nhiên liệu ECM sẽ nhận các tín hiệu từ các cảm biến như: Cảm biến áp suất khí nạp(1), cảm biến nhiệt độ khí nạp(2), cảm biến vị trí bướm ga(3), nhiệt độ nước làm mát(4), vị trí trục khủyu (5), vị trí cam nạp cam nạp thải(6,7), cảm biến kích nổ(8), cảm biến Oxy(9,10), cảm biến áp suất thùng nhiên liệu(11), cảm biến mức nhiên liệu(12), ECM

sẽ xử lý các thống tin này đưa ra thông tin xử lý đến điều khiển các cơ cấu chấp hành như: Vòi phun(A), Mô bin đánh lửa(B), motor điều khiển bướm gió(C), cam nạp cam thải (E,F), van nhiên liệu(G), van điều khiển áp suất nhiên liệu(I) thực hiện quá trình cung cấp nhiên liệu cho động cơ ở chế độ tối ưu nhất

2.2.1.2 Hệ thống đánh lửa

Chức năng của hệ thống đánh lửa là nó có tác dụng biến dòng điện một chiều điện áp thấp 12V thành các xung điện cao áp (25.000-40.000 V) [3] đủ để tạo nên tia lửa điện ở bugi Nó phải tạo ra sự đánh lửa chính xác trong hàng nghìn lần/phút trên

mỗi xy lanh của động cơ Nếu sự đánh lửa bị ngưng trệ, động cơ sẽ hoạt động yếu đi

và thập chí ngừng hoạt động

Hình 2-4: Sơ đồ hệ thống đánh lửa xe Kia Cerato 2019

Trên xe Kia Cerato người ta sử sụng hệ thống đánh lửa trực tiếp, bobin đơn So với hệ thống đánh lửa thường thay vì chia tia lửa điện đến từng bugi thì trong hệ thống này chia các xung điện thứ cấp đến từng bobin Mỗi bobin có nhiệm vụ tạo tia lửa điện cho bugi

ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến như: cảm biến vị trí trục cam (tín hiệu G), cảm biến vị trí trục khuỷu ( tín hiệu NE), cảm biến lưu lượng khí nạp (VG), cảm biến

vị trí bướm ga ( tín hiệu IDL), cảm biến nhiệt độ nước làm mát(THW) để tính toán và đưa ra thời gian đánh lửa đúng thời điểm và tốt nhất cho động cơ Điều này làm tăng hiệu suất động cơ, giảm tiêu thụ nhiên liệu và các chất độc hại trong khí xả đồng thời làm tăng công suất tổng thể của động cơ

2.2.1.3 Hệ thống làm mát

Trên xe Kia Cerato sử dụng hệ thống làm mát bằng nước kiểu kín, tuần hoàn cưỡng bức bao gồm: áo nước xi lanh, nắp máy, két nước, bơm nước, van hằng nhiệt, quạt gió và các đường ống dẫn nước

Hệ thống làm mát có nhiệm vụ làm mát máy và các chi tiết máy nóng lên quá nhiệt độ cho phép để giảm tác hại như: Ứng suất nhiệt lớn, sức bền giảm dẫn đến phá hỏng các chi tiết, tăng tổn thất ma sát vì giản nở nhiệt do độ nhớt của dầu bôi trơn bị phá hủy

Hình 2-5: Hệ thống làm mát

1- Đầu ống dẫn nước vào; 2- Van hằng nhiệt; 3- Ống dẫn nước nóng; 4- Bộ kiểm soát

nhiệt độ nước; 5- Cảm biến nhiệt độ nước Nguyên lý làm việc: Nước làm mát được bơm dẫn từ bình chứa nước qua các ống phân phối nước vào động cơ rồi ra khỏi động cơ với nhiệt độ cao đến van hằng nhiệt Tại đây van hằng nhiệt sẽ đóng khi nước chưa đủ 800C và bắt đầu mở khi ở

840C Khi đủ nhiệt độ van hằng nhiệt sẽ mở cho nước đi qua van vào két nước làm

mát,nước được luồng khí từ quạt thổi làm mát và lại được bơm hút vào thực hiện tiếp tục chu trình làm mát

Cấu tạo hệ thống làm mát trên xe Kia Cerato

cơ đốt trong Sử dụng điện áp của ắc quy và sự điều khiển của hộp điều khiển thông điều khiển vô lăng nhẹ nhàng

Ưu điểm: Cấu tạo của thước lái đơn giản, dễ sửa chữa và tháo lắp, không ảnh

hưởng tới công suất của động cơ giúp tiết kiệm nhiên liệu, hoạt động êm dịu, nhẹ nhàng, độ bền cao

Nhược điểm: Cấu tạo của trục lái rất phức tạp, giá thành cao, khó sửa chữa, hệ

thống phát điện phải hoạt động với công suất lớn

Sơ đồ cấu tạo tay lái trợ lực điện trên Kia Cerato

Hình 2-7 Sơ đồ cấu tạo hệ thống lái Kia Cerato

1- Vô lăng; 2- Cột chỉ đạo và Bộ điều chỉnh; 3- Trục cácđăng; 4- Hộp số truyền; Nguyên lý làm việc của hệ thống EPS (Electric Power Steering): Trợ lực lái bố trí một số các cảm biến chuyên dụng, cảm biến đo mô men trên trục lái, cảm biến góc quay và sử dụng chung một số thông tin toàn xe như tốc độ ô tô, vị trí trục cam của động cơ, đánh lửa sớm (hay góc phun nhiên liệu), gia tốc dọc, gia tốc ngang của xe, … Các tín hiệu được cung cấp cho EPS – ECU và xử lý Các tín hiệu đưa ra cơ cấu chấp

hành bao gồm mật độ xung và chiều rộng xung điều khiển để thay đổi mức độ trợ lực lái của mô tơ điện Thực hiện xử lý thông tin trong EPS – ECU nhờ các chương trình lập sẵn và các tín hiệu cụ thể của các cảm biến và hệ thống thông tin toàn xe thông qua mạng liên kết nội bộ CAN

Hình 2-8 Sơ đồ hoạt động của hệ thống lái trợ lực điện xe Kia Cerato

2.2.2.2 Hệ thống treo

Hệ thống treo trước: Kia Cerato sử dụng hệ thống treo Kiểu McPherson Là một

hệ thống treo được biết đến với hiệu quả cao và tính hài hòa Hệ thống treo thanh chống Macpherson gồm một cuộn dây lò xo và bộ giãm sóc đặt trên cùng một giá đỡ,

cuộn dây lò xo đặt cuốn quanh phần phía trên của thiết bị giảm sóc Dùng để nối đàn hồi khung hoặc vỏ của ôtô với hệ thống chuyển động Nhiệm vụ chủ yếu của hệ thống treo là giảm các va đập làm ôtô chuyển động êm dịu khi đi qua các mặt đường gồ ghề không bằng phẳng Tạo cảm giác thoải mái cho người lái

Hình 2-9 Sơ đồ hệ thống treo trước

1- Khung phụ; 2- Lò xo; 3- Đòn dưới; 4- Trục láp trước; 5- Thanh ổn định;

Hình 2-10 Cấu tạo treo sau 1- Dầm xoắn; 2- Bộ giảm xóc; 3- Lò xo;

Hệ thống treo sau: Sử dụng hệ thống treo phụ thuộc trục xoắn lò xo trụ Nhờ có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ nên có thể giảm được khối lượng không được treo, tăng tính

êm dịu cho xe Ngoài ra nó còn cho phép tăng khoảng không gian của khoang hành lý Khi có hiện tượng xoay đứng do chạy vào đường vòng hoặc trên đường mấp mô, thanh

ổn định sẽ bị xoắn cùng với dầm cầu, nhờ thế hiện tượng xoay đứng được giảm xuống, giúp xe chạy ổn định hơn

2.2.2.3 Hệ thống phanh

Xe Kia Cerato được trang bị hệ thống phanh với cơ cấu phanh trước là cơ cấu phanh đĩa và cơ cấu phanh sau là tang trống Hệ thống sử dụng dẫn động phanh thủy lực và để đảm bảo an toàn và sự ổn định khi phanh, xe còn được trang bị ABS (Anti Lock Brake Systems) hệ thống chống bó cứng Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc

độ chuyển động của xe với vân tốc chậm dần, dừng hẳn hoặc giữ xe đỗ ở vị trí nhất định Hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi vì nó bảo đảm cho

ô tô chạy an toàn

Hình 2-11 Sơ đồ phanh trên xe Kia Cerato

1- Thắng trước; 2- Dòng dẫn động phanh trước; 3- Bàn đạp phanh;

4- Dòng dẫn động chính; 5- Dòng dẫn động phanh sau; 6- Thắng sau; 7- Cần

thắng tay; 8- Xylanh chính; 9- ECU phanh

2.2.2.4 Hệ thống truyền lực

Xe sử dụng hộp số sàn 6 cấp mang lại sự chủ động cho người lái trong những trường hợp xe cần lực kéo lớn nhất

CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ THÂN XE KIA

CERATO G1.6 2019 3.1 Hệ thống cung cấp

3.1.1 Chức năng của hệ thống cung cấp

Hệ thống cung cấp điện sử dụng sự quay của động cơ để phát sinh ra điện Nó không những cung cấp điện năng cho những hệ thống và thiết bị điện khác mà còn nạp điện cho ắc quy trong lúc động cơ đang hoạt động Vì ắc quy sẽ phóng điện khi động

cơ ngừng hoạt động và dần hết điện

3.1.2 Cấu tạo của hệ thống cung cấp

Hệ thống cung cấp bao gồm các thiết bị chính sau đây: Ắc quy, máy phát điện,

bộ chỉnh lưu và bộ chỉnh điện (đặt trong máy phát), đèn báo xạc, công tắc máy

Hình 3-1 Sơ đồ hệ thống cung cấp điện tổng quát

HT giải trí

cơ

HT chiếu sáng HT tín hiệu

HT thông tin

HT điều khòa không khí

HT khóa của và bảo vệ

xe

HT điều khiển phanh

HT Khởi động động cơ

HT gạt

và xông kính

HT khóa đai an toàn và điều khiển túi khí

3.1.3 Ắc quy

Để cung cấp điện cho các vật dùng điện khi động cơ không làm việc hoặc chưa

đủ công suất, người ta sử dụng nguồn điện hóa học một chiều gọi là ắc quy Trong ắc quy, hóa năng biến thành điện năng.Trên xe Kia Cerato người ta sử dụng ắc quy axit

3.1.3.1 Cấu tạo của ắc quy

Để tạo được một bình ắc quy có thế hiệu 12V người ta mắc nối tiếp các khối ắc quy đơn lại với nhau thành bình ắc quy vì mỗi bình ắc quy đơn chỉ cho suất điện động (~2,1V) Trên Kia Cerato sử dụng ắc quy 12,6 (V)

Hình 3-2 Cấu tạo Ắc quy axit

1- Cọc bình; 2- Thanh nối; 3- Hộc bình; 4- Bản cực; 5- Dung dịch; 6- Tấm

chắn; 7- Vỏ; 8- Ngăn bình; 9- Nắp; 10- Nút thông hơi

Vỏ bình: Có dạng hình hộp chữ nhật, làm bằng nhựa êbônít chịu axit và được chia thành các ngăn tương ứng với 6 ắc-quy đơn cần thiết Trong các ngăn đó được đặt các khối bản cực Dưới đáy vỏ bình có các gân dọc hình lăng trụ để đỡ các khối bản cực Khoảng trống dưới đáy giữa các gân dùng để chứa các chất kết tủa, các chất tác dụng bong ra từ các bản cực, để chúng không làm chập (ngắn mạch) các bản cực khác dấu

Khối bản cực: Bao gồm các bản cực dương và âm đặt xen kẽ nhau, giữa chúng

có các tấm ngăn cách điện Cốt được đúc từ hợp kim chống ôxy hoá, gồm: 92÷93% chì

và 7÷8% ăngtimon(Sb) Cốt của các bản cực dương còn cho thêm 0,1÷0,2% Asen (As) Ăngtimon và Asen có tác dụng làm tăng độ bền cơ học, giảm ôxy hoá cho cốt, ngoài ra còn làm tăng tính đúc của hợp kim Mỗi bản cực gồm có phần cốt hình mắt cáo và các chất tác dụng trát trên nó Bản cực âm là chì xốp, bản cực dương là PbO2 Phần trên của cốt có chổ để nối các bản cực cùng tên với nhau thành phân khối bản cực Phần dưới của cốt có các chân để tựa lên các gân ở đáy bình Các chân được bố trí

so le để tránh chập mạch qua sóng đỡ Tấm ngăn là những lá mỏng chế tạo từ vật liệu xốp chịu axít như: mipo, miplát, bông thuỷ tinh hay kết hợp giữa bông thuỷ tinh với miplát hoặc gỗ Các tấm ngăn thường có một mặt nhẵn và một mặt hình sóng, lồi lõm Mặt nhẵn đặt hướng về phía bản cực âm, còn mặt hình sóng hướng về phía bản cực dương để tạo điều kiện cho dung dịch điện phân dễ luân chuyển đến bản cực dương và lưu thông tốt hơn

Hình 3-3 Cấu tạo khối bản cực

1- Nhóm cực dương; 2- Tấm chắn; 3- Bản cực âm; 4- Bản cực dương Ngoài ra còn một số các chi tiết khác như: nút, nắp, cầu nối, ống thông hơi

3.1.4 Máy phát điện

3.1.4.1 Công dụng

Máy phát điện là nguồn cung cấp điện chính trên ô tô Nó thực hiện nhiệm vụ

sau:

+ Nạp điện cho Ắc quy

+ Cung cấp điện cho tất cả phụ tải trên xe

→ Trên xe Kia Cerato người ta sử dụng loại máy phát xoay chiều 3 pha kích thích kiểu điện từ loại có vòng tiếp điện

4.1.4.2.Cấu tạo máy phát điện trên Kia Cerato

Gồm những bộ phận chính sau rô to, stato, puli, cánh quạt, bộ chỉnh lưu, bộ điều chỉnh điện, quạt, chổi than và vòng tiếp điểm

Hình 3-4 Cấu tạo máy phát điện

1- Puli đai dẫn động máy phát; 2, 7- Kung phía trước và sau; 3, 6- Ổ bi đỡ trước; 4- Cuộn dây Stato; 5- Rô to hình móng; 8- Bộ chỉnh điện và chổi quét; 9- Vòng tiếp điểm; 10- Giá đỡ bộ chỉnh lưu; 11- Nắp chắn sau và bộ chỉnh lưu; 12- Quạt

Rôto: Gồm hai chùm cực hình móng lắp then trên trục Giữa các chùm cực có các cuộn dây kích thích đặt trên trục qua ống lót bằng thép Các đầu của cuộn dây kích thích được nối với các vòng tiếp điện gắn trên trục máy phát Trục của rôto được đặt trên các ổ bi lắp trong các nắp bằng hợp kim nhôm Trên nắp, phía vòng tiếp điện còn bắt giá đỡ chổi điện Một chổi điện được nối với vỏ máy phát, chổi còn lại nối với đầu

ra cách điện với vỏ Trên trục còn lắp cánh quạt và puli dẫn động

Hình 3-5 Cấu tạo Roto

Đường sức từ; 2- Cuộn rô to; 3- Chùm cực; 4- Trục rô to; 5- Vành tiếp điểm; 6-

Ống thép dẫn từ Stato: Là khối thép từ ghép từ các lá thép điện kỹ thuật, phía trong có xẻ rãnh phân bố đều để đặt cuộn dây phần ứng

Hình 3-6 Cấu tạo stato

1- Cọc dương; 2- Diode chỉnh lưu; 3- Cuộn stato; 4- Ba đầu cuộn stato; 5- Rãnh lắp cuộn dây; 6- Bọc cách điện; 7- Khối thép từ; 8- Cọc trung tính

3.1.4.3 Nguyên lý làm việc

Máy phát điện xoay chiều làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ

Rotor: có cuộn dây kích thích quấn trên lõi sắt từ, khi cung cấp dòng điện một chiều vào cuộn dây kích thích thông qua hai chổi than và dòng tiếp điện thì rotor sẽ trở thành một nam châm điện (chính là phần cảm của máy phát)

Stator: Gồm ba cuộn dây pha đặt lệch nhau 1200 trên vỏ máy phát Trong cách đấu hình sao, đầu các cuộn dây pha đã được cách điện, các đầu còn lại nối chung với nhau (dung để nối với dây dẫn trung tính)

Khi rotor quay trường điện từ trên các cực của rotor sẽ lần lượt cắt ngang qua các vòng dây dẫn của các bối dây pha ở stator Như vậy trong mỗi cuộn dây pha sẽ xuất hiện một xuất điện động cảm ứng có dạng hình sin và lệch nhau 1200

Sức điện động E của máy phát phụ thuộc vào số vòng quay của rotor, cường độ

từ trường của rotor hay từ thông Φ và kết cấu của máy phát và được xác định theo công thức sau:

E = Ce.n.Φ0

Φ0 - Từ thông của một cặp cực nam châm ở chế độ không tải

Diod là một vật liệu bán dẫn nó chỉ cho phép dòng điện đi qua theo một chiều, cấu tạo bởi chất bán dẫn Silic hoặc Gecmani có pha thêm một số chất để tăng cường electron tự do

Khi rôto quay một vòng, trong các cuộn dây Stato dòng điện được sinh ra trong mỗi cuộn dây này đựơc chỉ ra từ (0) tới (2 )

Từ 0→

6

 cuộn dây C có điện áp dương nhất, cuộn dây B có điện áp âm nhất

Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây C tới cuộn dây B Cuộn dây C→Điểm

3→Diode D5→Tải→Diode D4→Điểm 2→Cuộn dây B

Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây A tới cuộn dây B Cuộn dây A→Điểm

1→Diode D1→Tải →Diode D4 →Điểm 2→Cuộn dây B

Hình 3-8 Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha và hình dạng điện áp chỉnh lưu

Khi rôto quay các vòng tiếp theo một vòng, dòng điện được sinh ra trong mỗi cuộn dây đựơc lặp lại theo chu trình trên

Như vậy: Dòng điện qua R lúc nào cũng theo một chiều và điện áp chỉnh lưu (Uct) vẫn còn dạng nhấp nhô như đồ thị Vì vậy trên ô tô thường sử dụng các bộ lọc (tụ điện, cuộn cảm) nắn điện sao cho dòng điện ra đến tải gần với dạng đường thẳng

3.1.6 Bộ điều chỉnh điện

Khi điều chỉnh điện áp và cường độ dòng điện của máy phát trong các hệ thống cung cấp điện thì đối tượng điều chỉnh là máy phát và ắc quy Hoạt động đồng thời của

máy phát cùng ắc quy xảy ra khi có sự thay đổi vận tốc quay của phần ứng (rotor) của

máy phát, của tải và của nhiệt độ trong phạm vi rộng Để các bộ phận tiếp nhận điện

năng làm việc bình thường thì điện thế của lưới điện phải không đổi Vì vậy cần phải

có sự điều chỉnh điện thế

Trong quá trình vận hành, máy phát có thể có những trường hợp khi tải vượt

quá trị số định mức Điều này sẽ dẫn đến hiện tượng bị cháy, làm giảm khả năng

chuyển đổi mạch hoặc quá nhiệt, dẫn đến tăng tải trên các chi tiết cơ khí của hệ thống

dẫn động máy phát Vì vậy, cần có thiết bị đảm bảo sự hạn chế dòng điện của máy

phát Tất cả các chức năng này ở hệ thống cung cấp điện cho ôtô được thực hiện tự

động nhờ bộ điều chỉnh điện

Điện áp của máy phát được xác định như sau [1]:

[V] Trong đó: Umf - Điện áp ra của máy phát [V]

CE - Hệ số phụ thuộc kết cấu mạch từ

 - Hệ số tải

Từ biểu thức ta thấy: Điện áp ra của máy phát phụ thuộc vào tốc độ máy phát

(tức là phụ thuộc vào tốc độ động cơ) và phụ thuộc vào tải

Trên ôtô, tốc độ động cơ thay đổi trong một phạm vi rộng từ 500 ÷ 700 (v/ph) ở

tốc độ cầm chừng và đến khoảng 5000 ÷ 6500 (v/ph) ở tốc độ cao → tốc độ máy phát

thay đổi Ngoài ra, các phụ tải sử dụng trên xe như: Đèn, hệ thống điều hòa, gạt nước

mưa luôn thay đổi (tức là  luôn thay đổi) → Làm cho Umf thay đổi

Để Umf ổn định cần phải sử dụng bộ điều chỉnh Từ biểu thức trên ta thấy để

Umf = Uđm cần phải điều chỉnh , tức là điều chỉnh dòng kích từ





+

= 1

3.1.7 Sơ đồ mạch điện của hệ thống cung cấp xe Kia Cerato

Hình 3-9 Sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp

1- Ắc quy; 2- Cầu chì chính; 3- Hộp cầu chì và rơ le (khoang động cơ); 4-

ECM/TCM; ,5- Công tắc đánh lửa; 6- Hộp cầu chì I/P; 7- Đèn báo nạp; 8- Cụm đồng

hồ trên bảng táp lô; 9- Mô đun điều khiển DRL; 10- MICOM; 11- BCM; 12- Mô đun

điều khiển khóa thông minh; 13-Mô đun âm thanh; 14- Bộ thu phát; 15- Bộ điều chỉnh

IC; 16- Cuộn kích từ; 17- Bộ chỉnh lưu; 18- Tụ C; 19- Cuộn dây stato

3.2 Hệ thống khởi động

3.2.1 Chức năng của hệ thống khởi động

Hệ thống khởi động (HTKĐ) có chức năng quay trục khuỷu động cơ ô tô đạt

tới một trị số tốc độ nhất định để động cơ ô tô có thể làm việc tự lập được

Hệ thống khởi động sử dụng năng lượng từ bình ắc quy và chuyển năng lượng này thành cơ năng qua máy khởi động Máy khởi động truyền cơ năng này cho bánh

đà trên trục khuỷu động cơ thông qua việc gài khớp Máy khởi động có chức năng

quay trục khuỷu động cơ tới một trị số tốc độ nhất định để động cơ ô tô có thể tự làm

việc

Khi động cơ cầm ô tô đã hoạt động (máy đã nổ và sinh công), thì coi như hệ thống khởi động đã hoàn thành nhiệm vụ, nó sẽ thôi không làm việc nữa và được nghi suốt trong quá trình ôtô còn nổ máy

3.2.2 Cấu tạo và nguyên lý của máy khởi động

Hình 3-10 Cấu tạo của máy khởi động

1 Ắc quy; 2 Máy khởi động; 3 Lò xo; 4 Khớp truyền động; 5 Cần gạt; 6 Lõi Solennoid; 7 Cuộn hút; 8 Cuộn giữ; 9 Đĩa tiếp điện; 10 Tiếp điểm; 11 Cầu chì; 12

Rơle máy khởi động; 13 Công tắc máy khởi động

Solenoid: Công tắc từ có nhiệm vụ kéo pittong đưa bánh răng dẫn động vào ăn khớp và nhả khớp sau khi máy đã hoạt động

Động cơ điện một chiều: Dùng để biến điện năng của ắc quy thành cơ năng quay trục khuỷu động cơ

Khớp truyền động: Nối trục của máy khởi động với vành răng bánh đà khi khởi động và tách chúng ra ngay sau khi động cơ đã nổ

Hình 3-10 mô tả nguyên lý của hoạt động của hệ thống khởi động trên xe Kia Cerato 2019 Khi bật công tắc máy khởi động tín hiệu sẽ được ECM xử lý đưa dòng điện từ (+) Ăcquy → Cầu chì → Rơle → Vào đồng thời cuộn kéo và cuộn giữ Dòng điện từ ắc quy chạy qua cuộn giữ về mát trực tiếp, đồng thời cũng chạy qua cuộn kéo

về mát trong máy khởi động Cả hai cuộn cùng tạo từ trường mạnh hút lõi thép qua