HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN XE TOYOTA

Sơ đồ tổng quan về hệ thống khởi động Hình 1.1.3.1: Sơ đồ mạch khởi động với hộp số tự động Hình 1.1.3.2: Sơ đồ mạch khởi động với hộp số tay Điểm khác nhau giữa hai kiểu trên: Trên kiểu

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỆN TỬ TRÊN

Ô TÔ 4

1.1 Vai trò, vị trí, sơ đồ, phân loại của hệ thống khởi động 4

1.1.1 Vai trò 4

1.1.2 Vị trí 5

1.1.3 Sơ đồ tổng quan về hệ thống khởi động 5

1.1.4 Nhiệm vụ 6

1.1.5 Phân loại 6

1.2 Các yêu cầu kĩ thuật đối với hệ thống khởi động 9

CHƯƠNG 2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG 11

2.1 Nguyên lý cấu tạo 11

2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống khởi động 14

2.3 Các chế độ làm việc 17

CHƯƠNG 3 KIỂM TRA, CHUẨN ĐOÁN CÁC HƯ HỎNG, MỘT SỐ HƯ HỎNG CỦA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG 26

3.1 Quy trình kiểm tra 26

3.2 Sơ đồ tháo lắp 29

3.3 Hư hỏng thường gặp 30

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN 34

Danh mục tài liệu tham khảo 35

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Chương 1 Tổng quan về hệ thống điện điện tử trê

Hình 1.1.2.1: Vị trí của máy khởi động 5

YHình 1.1.3.1: Sơ đồ mạch khởi động với hộp số tự động 5

Hình 1.1.3.2: Sơ đồ mạch khởi động với hộp số tay 6

YHình 1.1.5.1: Máy khởi động loại giảm tốc 7

Hình 1.1.5.2: Máy khởi động loại đồng trục 7

Hình 1.1.5.3: Máy khởi động loại bánh răng hành tinh 8

Hình 1.1.5.4: Máy khởi động PS 9

Chương 2 cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một số hệ thống.Y Hình 2.1.1 : Cấu tạo Motor khởi động thông thường 11

Hình 2.1.2 : Cấu tạo Motor khởi dộng có bánh răng giảm tốc 12

Hình 2.1.3 : Cấu tạo khớp ly hợp một chiều 13

Hình 2.1.4 : Phần ứng và cụm bánh răng hành tinh 13

Hình 2.1.5 : Chổi than giá đỡ chổi than

Hình 2.2.3.1 :Sơ đồ nguyên lý khi động chưa hoạt động 15

Hình 2.2.3.2 :Sơ đồ nguyên lý khí khởi động động cơ 16

Hình 2.2.3.3 : Sơ đồ nguyên lý khi động cơ đã hoạt động 16

Chương 3 Kiểm tra chuẩn đoán các hư hỏng.Y Hình 3.1.1: Kiểm tra điện áp của accu 26

Hình 3.1.2: Vị trí cực 30 27

Hình 3.1.3: Kiểm tra điện áp cực 50

Hình 3.2.1: Sơ đồ tháo lắp máy khởi động loại giảm tốc 29

YHình 3.3.1: Các hư hỏng thường gặp của hệ thống khởi động

30 Hình 3.3.2: Cáp nối accu bị kém hoặc han rỉ hoặc accu bị yếu 31

Hình 3.3.3: Hỏng rơ-le 31

Hình 3.3.4:Hỏng chuột đề 32

Hình 3.3.5:Hỏng cổ bóp 33

LỜI MỞ ĐẦU

Theo xu hướng phát triển toàn cầu hoá, nền kinh tế Việt Nam đang tiếnsang một thời kì mới thời kỳ Công nghiệp hóa, hiện đại hoá đất nước gắn liềnvới việc mở rộng quan hệ hợp tác kinh tế với các nước trong khu vực và trêntoàn thế giới.Sự chuyển đổi này đã ảnh hưởng rõ rệt đến hoạt động kinh tếcũng như những hoạt động khác của xã hội.Trong nhiều năm gần đây cùngvới sự phát triển của kinh tế, khoa học kỹ thuật và nhu cầu của con người vềvận chuyển và đi lại ngày càng lớn dẫn đến số lượng ô tô ở nước ta ngày càngtăng và hiện đại hơn Nhằm thỏa mãn càng nhiều nhu cầu về giao thông vậntải và thị hiếu của con người Nhiều hệ thống trang thiết bị cũ kỹ trên ô tô đãdần được thay thế bởi các hệ thống kết cấu hiện đại Tuy vậy chúng ta cũnggặp không ít khó khăn trong việc khai thác sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa.Điều này đòi hỏi các kỹ sư trong ngành không ngừng phải cập nhật kiến thứcnâng cao tay nghề để có thể bắt kịp với xu thế của thị trường

Trên thị trường Việt Nam hiện nay đã xuất hiện nhiều chủng loại xekhác nhau của các hãng như Toyota, Camry, Honda, Mekong Auto, Isuzu Mỗi hãng xe khác nhau có công nghệ sản xuất khác nhau, thậm chí cùng 1hãng xe ở những dòng xe khác nhau cũng có cấu tạo và kỹ thuật chuẩn đoánkhác nhau Do vậy để làm tốt công tác quản lý chất lượng ô tô, có thể quyếtđịnh nhanh chóng các tác động kỹ thuật tiếp sau, cần thiết phải nắm vững kỹthuật chuẩn đoán trên ô tô ngày nay Chuẩn đoán trên ô tô là một công tácphức tạp cần đòi hỏi người tiến hành phải nắm được kết cấu cụ thể Cũng đểgiúp cho các sinh viên có thể tìm hiểu sâu hơn vấn đề này các giảng viên củakhoa CN ô tô trường đại học Công nghiệp Hà Nội đã giao cho em tìm hiểu đề

án môn học “Nghiên cứu hệ thống khởi động trên xe TOYOTA”.

Do thời gian, điều kiện nghiên cứ và trình độ còn nhiều hạn chế nên

đồ án môn học của em không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhânđược sự giúp đỡ của các thấy cô giáo và bạn đọc

Em xin chân thành cảm ơn GV Lê Hữu Chúc đã giúp đỡ em hoàn

thành bản bài tập lớn môn học này

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG

ĐIỆN ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ

1.1 Vai trò, vị trí, sơ đồ, phân loại của hệ thống khởi động

1.1.1 Vai trò

- Hệ thống khởi động đóng vai trò quan trọng nhất trong hệ thống điệnôtô Hệ thống khởi động sử dụng năng lượng từ bình acquy và chuyển nănglượng này thành cơ năng quay máy khởi động Máy khởi động truyền cơ năngnày cho bánh đà trên trục khuỷu động cơ thông qua việc gài khớp Chuyểnđộng của bánh đà làm hỗn hợp khí nhiên liệu được hút vào bên trong xylanh,được nén và đốt cháy để quay động cơ Hầu hết các động cơ đòi hỏi tốc độquay khoảng 2000 rpm

- Khi bạn khởi động động cơ nó không thể tự quay với công suất của

nó Trước khi tia lửa điện xuất hiện ta phải dùng lực từ bên ngoài để làm quayđộng cơ Máy khởi động thực hiện công việc này Máy khởi động sẽ ngừnghoạt động khi động cơ đã nổ

- Có hai hệ thống khởi động khác nhau được dùng trên xe Cả hai hệthống này đều có mạch điện riêng…một mạch điều khiển và một mạch motor.Một hệ thống có motor khởi động riêng Hệ thống này được dùng trên hầu hếtcác dòng xe đời cũ Loại còn lại có motor khởi động giảm tốc Hệ thống nàyđược dùng trên hầu hết các dòng xe hiện nay Một công tắc từ công suất lớnhay Solenoid sẽ đóng mở motor Nó là thành phần của cả hai mạch điều khiển

và mạch motor

1.1.2 Vị trí

Hình 1.1.2.1: Vị trí của máy khởi động

Máy khởi động được lắp vào góc phía dưới của thân máy Có bánh răng khihoạt động sẽ ăn khớp với bánh đà

Hình 1-1: Vị trí của máy khởi động

1.1.3 Sơ đồ tổng quan về hệ thống khởi động

Hình 1.1.3.1: Sơ đồ mạch khởi động với hộp số tự động

Hình 1.1.3.2: Sơ đồ mạch khởi động với hộp số tay

Điểm khác nhau giữa hai kiểu trên: Trên kiểu xe với hộp số tự động,công tắc đề số 0 ngăn cản khởi động với hộp số trong ăn khớp răng Trên kiểu

xe với hộp số tay …ly hợp sẽ ngăn cản sự khởi động nếu không đạp mở lyhợp hoàn toàn Trên xe tải 4WD, công tắc cắt an toàn cho phép khởi động

trên đồi dốc mà không ấn ly hợp Nó thực hiện bằng cách đặt ra một đườngdẫn tới mass.

1.1.4 Nhiệm vụ

Hệ thống khởi động trên ô tô có nhiệm vụ khởi động động cơ bằng cáchkéo động cơ quay với tốc độ cần thiết, đảm bảo cho động cơ có thể tạo hòakhí và nén hòa khí đến nhiệt độ thích hợp để quá trình cháy hòa khí và sinhcông diễn ra Sau khi quá trình sinh công diễn ra hệ thống khởi động sẽ tựngắt để tránh hao tốn nhiên liệu và hỏng bộ khỏi động

1.1.5 Phân loại

Máy khởi động loại giảm tốc

Hình 1.1.5.1: Máy khởi động loại giảm tốcMáy khởi động loại giảm tốc dùng mô tơ tốc độ cao và loại mô tơ nàythường không có mô men lớn Vì vậy, để tăng được mô men lớn, đủ để khởiđộng động cơ, thì một bánh răng đóng vai trò giảm tốc được gắn giữa bánhrăng mô tơ và bánh răng Bendix

Khi được cấp điện, mô tơ tốc độ cao quay, đồng thời công tắc từ đẩybánh răng Bendix lên ăn khớp với vành răng trên bánh đà và khởi động động

cơ Khi động cơ đã hoạt động, công tắc từ và mô tơ bị ngắt điện, công tắc từ

sẽ trở về vị trí ban đầu và tách bánh răng Bendix ra khỏi vành răng của bánhđà

Máy khởi động loại đồng trục

Khi động cơ bắt đầu khởi động khớp ly hợp một chiều ngắt nối bánhrăng chủ động ngăn cản mô men động cơ làm hỏng motor khởi động.

Công suất đầu ra là 0.8, 0.9 và 1KW Trong hầu hết trường hợp thay thế

bộ khởi động cho motor cũ bằng motor có bánh răng giảm tốc

Bánh răng dendix được lắp ở cuối của truc rotor

Máy khởi động loại bánh răng hành tinh

Hình 1.1.5.3: Máy khởi động loại bánh răng hành tinhMáy khởi động loại bánh răng hành tinh dùng bộ truyền hành tinh đểgiảm tốc độ quay của lõi của mô tơ Khi máy khởi động được cấp điện, công

tắc từ hút xuống kéo theo cần dẫn động làm cho bánh răng khởi động đi lên

ăn khớp với vành răng trên bánh đà Đồng thời, mô tơ quay kéo theo bánh đà,khởi động động cơ

Khi ngừng cấp điện cho máy khởi động, công tắc từ trở về vị trí banđầu, tách bánh răng Bendix ra khởi bánh đà Đồng thời, mô tơ ngừng hoạtđộng

Máy khởi động PS (Mô tơ giảm tốc hành tinh – roto thanh dẫn)

Hình 1.1.5.4: Máy khởi động PSMáy khởi động PS sử dụng các nam châm vĩnh cửu đặt trong cuộn cảm

và cơ cấu đóng ngắt hoạt động giống như máy khởi động loại bánh răng hànhtinh

1.2 Các yêu cầu kĩ thuật đối với hệ thống khởi động

Do tính chất, đặc điểm và chức năng nhiệm vụ của hệ thống khởi độngnhư đã trình bày ở trên, những yêu cầu kỹ thuật cơ bản đối với hệ thống khởiđộng điện bao gồm:

- Khi động cơ ôtô đã làm việc, phải cắt được khớp truyền động của hệthống khởi động ra khỏi trục khuỷu của động cơ ôtô

- Có thiết bị điều khiển từ xa khi thực hiện khởi động động cơ ôtô ( nútnhấn hoặc công tắc khởi động) thuận tiện cho người sử dụng

Công suất tối thiểu của máy khởi động trong hệ thống khởi động điệnđược tính theo công thức sau:

Pkt= nmin Mc

Trong đó:

nmin - tốc độ quay nhỏ nhất tương ứng với trạng thái nhiệt đọ của động

cơ ôtô khi khởi động, vong/ phút ( với trị số tốc độ này, động cơ ôtô phải tựđộng làm việc được sau ít nhất hai lần khởỉ động, thời gian khởi động kéo dài

khôngo quá 10s đối với động cơ xăng và không quá 15s đối với động cơdiezen, khoảng thời gian cách giữa hai lần khởi động liên tiếp không quá 60s).Trị số nmin phụ thuộc vào loại động cơ, số lượng xilanh cáo trong động cơ vànhiệt độ của động cơ ôtô lúc bắt đầu khởi động trị số tốc độ đó bằng:

nmin =(40-50) vòng đối với động cơ xăng

nmin =(80-120) vòng/ phút đối với động cơ diezen

Mc - mômen cản trung bình của động cơ ôtô trong quá trình khởiđộng, N.m

CHƯƠNG 2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG KHỞI

ĐỘNG

1.1 Nguyên lý cấu tạo.

Motor khởi động thông thường

Hình 2.1.1 : Cấu tạo Motor khởi động thông thườngMotor khởi động thông thường bao gồm các thành phần được chỉ rõhình vẽ Bánh răng chủ động trên trục của phần ứng động cơ và quay cùng tốc

độ Một lõi hút trong công tắc từ(solenoid) được nối với nạng gài Khi kíchhoạt nam châm điện thì nạng gài sẽ đẩy bánh răng chủ động khớp với vànhrăng bánh đà Khi động cơ bắt đầu khởi động khớp ly hợp một chiều ngắt nốibánh răng chủ động ngăn cản mô men động cơ làm hỏng motor khởi động

Đó là kiểu của bộ khởi động đã được sử dụng trên những xe Toyota đời cũ

Nó là dòng được sử dụng trên kiểu Tercel đã biết Công suất đầu ra là 0.8, 0.9

và 1KW Trong hầu hết trường hợp thay thế bộ khởi động cho motor cũ bằngmotor có bánh răng giảm tốc

Motor khởi dộng có bánh răng giảm tốc

Hình 2.1.2 : Cấu tạo Motor khởi dộng có bánh răng giảm tốcMotor khởi động bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình vẽ dưới Đó

là kiểu của bộ khởi động có sự kết hợp, tốc độ motor cao và sự điều chỉnh củabánh răng giảm tốc Toàn bộ motor nhỏ hơn và nhẹ hơn motor khởi độngthông thường, nó vận hành ở tốc độ cao hơn Bánh răng giảm tốc chuyển mômen xoắn tới bánh răng chủ động ở 1/4 đến 1/3 tốc độ motor Bánh răng chủđộng quay nhanh hơn bánh răng trên bộ khởi động thông thường và mô menxoắn lớn hơn rất nhiều (công suất khởi động) Bánh răng giảm tốc được gắntrên một vài trục như bánh răng chủ động Và khác với bộ khởi động thôngthường, công tắc từ đẩy trực tiếp bánh răng chủ động(không qua cần dẫnđộng) tới ăn khớp với vòng răng bánh đà

Cấu tạo chi tiết của một số bộ phận trong máy khởi động

- Khớp ly hợp một chiều

Cả hai loại motor khởi động sử dụng trên hệ thống khởi động Toyotađều có một khớp ly hợp một chiều Nó có tác dụng ngăn cản sự phá hỏngmotor khởi động khi động cơ hoạt động, nó thực hiện bằng cách nhả phần vỏ(phần quay cùng phần ứng motor) từ vòng trong (ống bị động) liên kết vớibánh răng chủ động Sử dụng lò xo để chêm con lăn Nếu không có khớp lyhợp thì motor khởi động sẽ bị hỏng ngay nếu mô men động cơ đã truyền quabánh răng tới phần ứng motor

Hình 2.1.3 : Cấu tạo khớp ly hợp một chiều

- Chổi than giá đỡ chổi than

Chổi than tì vào cổ góp của phần ứng bởi các lò xo để cho dòng điện đi

từ cuộn dây tới phần ứng theo chiều nhất định Chổi than được làm từ hỗnhợp đồng - cacbon nên có tính dẫn điện tốt và khả năng chịu mòn lơn

Hình 2.1.5 : Chổi than giá đỡ chổi than

2.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống khởi động.

Nguyên lý hoạt động của máy khởi động dựa trên các nguyên lý sau:Nguyên lý tạo ra mô men

Nguyên lý quay liên tục

Lý thuyết trong động cơ điện

Nguyên lý tạo momen

Đường sức từ sinh ra giữa cực bắc và cực nam của nam châm Nó đi từcực bắc đến cực nam Khi đặt một nam châm khác ở giữa hai cực từ, sự hút

và sự đẩy của hai nam châm làm cho nam châm đặt giữa quay quanh tâm củanó

Mỗi đường sức từ không thể cắt ngang qua đường sức khác Nó dườngnhư trở thành ngắn hơn và cố đẩy những đưòng sức gần nó ra xa Đó lànguyên nhân làm nam châm ở giữa quay theo chiều kim đồng hồ

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 (thưahơn)

Những đường sức cùng chiều trở nên dày, trong khi những đường sứcngược chiều trở nên mỏng

Nguyên Lý quay liên tục

Đặt hai đầu khung dây lên điểm tựa để nó có thể quay Tuy nhiên khungdây chỉ tiếp tục quay khi lực sinh ra theo chiều cũ

Khi khung dây có gắn cổ góp và chổi than được quay, dòng điện chạyqua dây dẫn từ sau đến trước phía cực bắc của nam châm.Trong khi dòngchạy từ trước ra sau phía cực nam của nam châm Điều đó làm khung dây tiếptục quay

Lý thuyết trong động cơ điện

Khi động cơ chưa khởi động

+ Khi chưa đóng công tắc khởi động, lò xo 2 đẩy lõi thép 3 và thanhkéo 4 sang phải, đầu dưới cần gạt 5 kéo khớp 6 sang trái để vành răng củakhớp 6 tách ra khỏi vành răng của bánh đà 8.

Khi khởi động động cơ

Hình 2.2.3.1 :Sơ đồ nguyên lý khi động chưa hoạt độngHình 2-2: Sơ đồ nguyên lý khi động chưa hoạt động

+ Khi khởi động động cơ đốt trong, đóng khóa khởi dộng, rơ le khóakhởi động sẽ hút lõi thép 3 sang bên trái qua cần gạt 5, khớp truyền động 6được đẩy sang phải để vành răng của nó ăn khớp với vành răng bánh đà 8.

Khi động cơ đã làm việc

Hình 2.2.3.2 :Sơ đồ nguyên lý khí khởi động động cơHình 2-3: Sơ đồ nguyên lý khí khởi động động cơ

+ Khi động cơ đã làm việc , tắt khóa khởi động để ngắt dòng điện vàocuộn rơ le của bộ phận điều khiển và ngắt dòng điện vào động cơ 1, lò xo hồi

vị 2 ở rơ le giãn ra đẩy các bộ phận điều khiển và truyền động về vị trí ban

đầu

Chú ý: Khi động cơ đã nổ thì tốc độ của nó tăng lên Nếu người lái chưakịp ngắt công tắc khởi động 2 thì bánh đà quay nhanh hơn lúc được bánh răngkhởi động kéo và vành răng bánh đà trở thành chủ động dẫn động bánh răngkhởi động quay theo với tốc độ nhanh hơn tốc độ của ly hợp Do đó ly hợptrượt và cho phép bánh răng khởi động quay trơn không ảnh hưởng đến máykhởi động

2.2 Các chế độ làm việc.

Kéo (Hút vào)

Hình 2.2.3.3 : Sơ đồ nguyên lý khi động cơ đã hoạt độngHình 2-4: Sơ đồ nguyên lý khi động cơ đã hoạt động

Hình 2.3.1 Chế độ hút vào máy đề

Hình 2.3.2 :Sơ đồ dòng điệnKhi bật khoá điện lên vị trí START, dòng điện của ắc qui đi vào cuộngiữ và cuộn kéo Sau đã dòng điện đi từ cuộn kéo tới phần ứng qua cuộn cảmlàm quay phần ứng với tốc độ thấp Việc tạo ra lực điện từ trong các cuộn giữ

và cuộn kéo sẽ làm từ hoá các lõi cực và do vậy piston của công tắc từ bị kéovào vào lõi cực của nam châm điện Nhờ sự kéo này mà bánh răng dẫn độngkhởi động bị đẩy ra và ăn khớp với vành răng bánh đà đồng thời đĩa tiếp xúc

sẽ bật công tắc chính lên

Giữ

Hình 2.3.3 :Chế độ giữ máy đề