Trên thị trường Việt Nam hiện nay đã xuất hiện nhiều chủng loại xe khác 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 1 hãng xe ở những dòng xe khác nhau cũng có cấu tạo và kỹ thuật chuẩn đoán khác nhau. Do vậy để làm tốt công tác quản lý chất lượng ô tô, có thể quyết định nhanh chóng các tác động kỹ thuật tiếp sau, cần thiết phải nắm vững kỹ thuật chuẩn đoán trên ô tô ngày nay.Chuẩn đoán trên ô tô là một công tác phức tạp cần đòi hỏi người tiến hành phải nắm được kết cấu cụ thể. Cũng để giúp cho các sinh viên của trường ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI có thể tìm 9hiểu sâu hơn vấn đề này các giảng viên của khoa CN ô tô đã giao cho em tìm hiểu đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu hệ thống khởi động trên xe TOYOTA”.
Trang 1LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan :
1 Những nội dung trong đồ án này là do em thực hiện dưới sự
hướng dẫn trực tiếp của thầy
2 Mọi tham khảo dùng trong đồ án này đều được trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên công trình, thời gian, địa điểm công bố
3 Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá
em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm
Sinh viên
MỤC LỤC
Trang 2MỤC LỤC 1
DANH MỤC BẢNG BIỂU 4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG XE TOYOTA 5
Hình 4.24: Kiểm tra cụm công tắc từ 55 7
Hình 4.25: Quay bánh răng 57 7
LỜI MỞ ĐẦU 8
CHƯƠNG 1 10
TỔNG QUAN HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG XE TOYOTA 10
1.1 Vai trò, nhiệm vụ, phân loại hệ thống khởi động 10
1.1.1 Vai trò 10
1.1.2 Nhiệm vụ của hệ thống khởi động 11
1.1.3 Yêu cầu đối với hệ thống khởi động 11
1.1.4 Phân loại: 12
1.1.4.1 Phân loại theo kiểu đấu dây 12
1.1.4.2 Phân loại theo cách truyền chuyển động 13
1.1.4.2.1 Loại giảm tốc 15
1.1.4.2.2 Loại bánh răng đồng trục 16
1.1.4.2.3 Loại bánh răng hành tinh 17
1.2 Các biện pháp cải thiện đặc tính làm việc của hệ thống khởi động trên ôtô 17
1.2.1.Dùng bu-gi có hệ thống sấy 17
1.2.2 Phương pháp đổi nối tiếp điện áp trong quá trình khởi động 18
CHƯƠNG 2 19
SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG XE TOYOTA 19
2.1 Nguyên lý hoạt động của máy khởi động: 19
2.1.1 Nguyên lý tạo ra mô men: 19
2.1.2 Nguyên lý quay liên tục 22
2.1.3 Lý thuyết trong động cơ điện thực tế 23
2.2 Hoạt động của hệ thống khởi động 25
2.3 Các chế độ làm việc của máy khởi động: 27
CHƯƠNG 3 28
ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG 28
KHỞI ĐỘNG TRÊN XE TOYOTA 28
3.1 Công tắc từ < Rơle gài khớp> 29
3.2 Phần ứng và ổ bi .33
3.3 Phần Cảm 33
3.4 Chổi than và giá đỡ chổi than 34
3.6 Ly hợp một chiều 36
3.7 Bánh răng bendix và trục xoắn ốc 37
CHƯƠNG 4 38
QUY TRÌNH THÁO LẮP, KIỂM TRA VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG XE TOYOTA 38
4.1 Tháo máy khởi động 38
Bảng 4.1: Bảng quy trình tháo máy khởi động 38
4.2 Lắp máy khởi động 41
Bảng 2: Bảng quy trình lắp máy khởi động 41
Trang 34.3 Tháo rời máy khởi động 44
4.3.1 Tháo động cơ điện 44
4.3.2 Tháo rời công tắc từ 45
4.3.3 Tháo bánh răng bendix 46
4.4 Kiểm tra từng chi tiết 46
4.4.1 Kiểm tra Rotor + Kiểm tra thông mạch cuộn rotor 46
4.4.2 Kiểm tra stator +Kiểm tra thông mạch cuộn Stator Dùng VOM kiểm tra thông mạch cuộn stator 50
4.4.3 Kiểm tra chổi than Sử dụng thước kẹp đo chiều dài dọc tâm chổi than Thay mới chổi than nếu kết quả đo nhỏ hơn giới hạn, kiểm tra vị trí nứt, vỡ và thay thế nếu cần thiết 51
4.4.4 Kiểm tra ly hợp 51
4.4.5 Kiểm tra cuộn hút, cuộn giữ 52
4.5 Kiểm tra điện áp 53
4.5.1 Kiểm tra điện áp của acquy 53
53
4.5.2 Kiểm tra điện áp ở cực 30 54
Vị trí và kiểu dáng của cực 30 có thể khác nhau tuỳ theo loại motor khởi động nên phải kiểm tra và xác định đúng cực này theo tài liệu hướng dẫn sửa chữa 4.5.3 Kiểm tra điện áp cực 50 57
4.6 Chuẩn đoán hư hỏng máy khởi động 57
4.7 Kiểm tra 1 số hư hỏng thường gặp đối với hệ thống khởi động 61
4.7.1 Đèn báo nạp sáng tối nhưng bấm nút khởi động thì động cơ không quay 61
Nguyên nhân là do không có điện vào máy khởi động do hở mạch tại công tắc từ trong máy, rơle, cầu chì 61
4.7.2 Đèn sáng lờ mờ nhưng động cơ không quay 62
4.7.3 Bánh răng khởi động tách ra khỏi vành răng bánh đà chậm sau khi khởi động và có tiếng ồn không bình thường khi khởi động 64
4.7.4 Tìm Pan trên từng chi tiết 65
KẾT LUẬN 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO 70
Trang 4DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang Bảng 4.1: Bảng quy trình tháo máy khởi động 36 Bảng 4.2: Bảng quy trình lắp máy khởi động 39 Bảng 4.3: Các hư hỏng trên hệ thống khởi động 58
Trang 5DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG XE TOYOTA
Hình 1.1: Tổng quan hệ thống khởi động 10
Hình 1.2: Đấu hỗn hợp Hình 1.3: Đấu hỗn hợp 12
Hình 1.4: Đấu nối tiếp Hình 1.5: Đấu hỗn hợp 13
Hình 1.6: Đấu nối tiếp Hình 1.7: Đấu nối tiếp 13
Hình 1.8: Phân loại máy khởi động 14
Hình 1.9: Loại giảm tốc 15
1: Vỏ máy khởi động 2:Chổi than và giá đỡ chổi than 3: Công tắc từ 15
4: Ly hợp khởi động 5: Bánh răng khởi động và then xoắn 15
6: Bánh răng giảm tốc 7: Phần ứng 15
Hình 1.10: Loại bánh răng đồng trục 16
1: Công tắc từ 2: Cần đẩy dẫn động 3: Lò xo dẫn động 16
Hình 1.11: Loại bánh răng hành tinh 17
1: Lò xo dẫn động công tắc từ 17
2: Cần đẩy dẫn động 17
Hình 2.1: Chiều đường sức từ 19
Hình 2.3: Sự biến đổi của các đường sức từ(2) 20
Hình 2.4: Khung dây trong từ trường 20
Hình 2.5: Đường sức từ trong khung dây 21
Hình 2.6: Khung dây đặt trong từ trường 22
Hình 2.7: Mật độ các đường sức từ 22
Hình 2.8: Lực tác động lên khung đây 22
Hình 2.9: Nguyên lý quay 23
Hình 2.10: Cổ góp, chổi than 23
Hình 2.11: Tăng mômen 23
Hình 2.12: Tăng từ thông 24
Hình 2.13: Dùng nam châm điện 24
Hình 2.14: Sơ đồ nguyên lý máy khởi động 25
1: Phần ứng 2: Cuộn cảm 3:Cuộn kéo 4: Công tắc chính 25
5: pittong 6: Đĩa tiếp xúc 7: khóa điện 8: Cuộn giữ 25
9: Bánh răng khởi động 10: Khớp 1 chiều 25
Hình 2.15: Đường đi của dòng điện 25
Hình 2.16: Dòng điện đi trong mạch 26
Hình 2.17: Dòng điện đi trong mạch 27
Hình 3.1: Kết cấu máy khởi động (máy đề) 28
Trang 61: Vỏ máy khởi động 2:Chổi than và giá đỡ chổi than 3: Công tắc từ .28
4: Ly hợp khởi động 5: Bánh răng khởi động và then xoắn 28
6: Bánh răng giảm tốc 7: Phần ứng .28
Ngoài máy khởi động hệ thống khởi động trên xe toyota còn bao gồm thêm các bộ phận khác như: 28
- Ắc quy 29
Hình 3.3: Giai đoạn 1 32
Hình 3.5: Giai đoạn 3: Hồi vị 33
Hình 3.6: Phần ứng và ổ bi 33
1: Ổ bi 2: Cổ góp 3: Lõi Phần ứng .33
4: Ổ bi 5: Cuộn giây phần ứng Phần ứng và ổ bi có chức năng sinh ra mô men đồng thời giữ cho đông cơ điện ở tốc độ cao 33
Hình 3.7: Phần Cảm 34
1: Chổi than 2: Cuộn Cảm 3: Lõi cực 4: Vỏ 34
Hình 3.8: Chổi than và giá đỡ chổi than 34
1: Giá đỡ chổi than 2: Thân nối mass .34
3: Lò xo chổi than 4: Chổi Than 34
Hình 3.9: Hộp số giảm tốc 35
1: Bánh răng chủ động 2: Bánh răng trung gian 35
3: Bánh răng ly hợp 4: Ổ bi 5: Ổ bi 35
Hình 3.10: Ly hợp một chiều 36
1: Trục then 2: Con lăn ly hợp 3: Con lăn ly hợp 36
4: Lò xo ly hợp 5: Trục then bên trong 6: Bánh răng ly hợp 36
7: Lò xo hồi 8: Bánh răng ly hợp 9: Trục dẫn động 36
10: Bánh răng khởi động 36
Hình 3.10: Ly hợp 1 chiều khi động cơ quay khởi động 37
Hình 3.11: Ly hợp 1 chiều sau khi động cơ khởi động 37
Hình 3.12: Bánh răng bendix và trục xoắn ốc 38
1: Trục then xoắn 2: Then xoắn 3: Trục dẫn động 38
4: Vành răng 5: Bánh răng khởi động 38
Hình 4.1: Tháo rã động cơ điện 45
Hình 4.2: Tháo rã công tắc từ 45
Hình 4.3: Tháo rã bánh răng bendix 46
Hình 4.5: Kiểm tra chạm mạch 47
Hình 4.6: Kiểm tra cổ góp 48
Hình 4.7: Kiểm tra độ mòn cổ góp 49
Hình 4.8: Kiểm tra độ sâu của rãnh cổ góp 49
Hình 4.9: Kiểm tra thông mạch stator 50
Hình 4.10: Kiểm tra cách điện stator 51
Hình 4.11: Kiểm tra chổi than 51
Hình 4.12: Kiểm tra li hợp 52
Hình 4.13: Kiểm tra cuộn hút 52
Trang 7Kiểm tra cuộn giữ 52
Hình 4.14: Kiểm tra cuộn giữ 52
Hình 4.15: Ráp máy khởi động 53
Hình 4.16: Kiểm tra điện áp acquy 53
Hình 4.19: Kiểm tra máy khởi động trên bệ thử bằng thiết bị phù hợp 58
Hình 4.20: Phần cảm và phần ứng 59
Hinh 4.21: Cấu tạo máy đề 60
Hình 4.24: Kiểm tra cụm công tắc từ 55
Hình 4.25: Quay bánh răng 57
Trang 8LỜI MỞ ĐẦU
Theo xu hương phát triển toàn cầu hoá, nền kinh tế Việt Nam đang tiến sang một thời kì mới thời kỳ Công nghiệp hóa, hiện đại hoá đất nước gắn liền với việc mở rộng quan hệ hợp tác kinh tế với các nước trong khu vực và trên toàn thế giới.Sự chuyển đổi này đã ảnh hưởng rõ rệt đến hoạt động kinh tế cũng như những hoạt động khác của xã hội.Trong nhiều năm gần đây cùng với sự phát triển của kinh tế,khoa học kỹ thuật và nhu cầu của con người tốc độ gia tăng số lượng và chủng loại ô tô ở nước ta khá nhanh Nhằm thỏa mãn càng nhiều nhu cầu về giao thông vận tải và thị hiếu của con người Nhiều hệ thống trang thiết bị cũ kỹ trên ô tô đã dần được thay thế bởi các hệ thống kết cấu hiện đại… Tuy vậy chúng ta cũng gặp không ít khó khăn trong việc khai thác
sử dụng và làm quen với các hệ thống đó Hơn nữa khi công nghệ sản xuất ô
tô liên tục được nâng lên theo xu thế cạnh tranh kéo theo sự thay đổi cơ bản trong công nghệ sửa chữa thì một số thói quen trong sử dụng, sửa chữa cũng không còn thích hợp Chuyển từ việc sửa chữa chi tiết sang sửa chữa thay thế
Do đó trong quá trình khác thác nhất thiết phải sử dụng kỹ thuật chuẩn đoán
Trên thị trường Việt Nam hiện nay đã xuất hiện nhiều chủng loại xe khác 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 1 hãng xe ở những dòng xe khác nhau cũng có cấu tạo và kỹ thuật chuẩn đoán khác nhau Do vậy để làm tốt công tác quản lý chất lượng ô tô, có thể quyết định nhanh chóng các tác động kỹ thuật tiếp sau, cần thiết phải nắm vững kỹ thuật chuẩn đoán trên ô tô ngày nay.Chuẩn đoán trên ô tô là một công tác phức tạp cần đòi hỏi người tiến hành phải nắm được kết cấu cụ thể Cũng để giúp cho các sinh viên của trường ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI có thể tìm
Trang 9hiểu sâu hơn vấn đề này các giảng viên của khoa CN ô tô đã giao cho em tìm hiểu đồ án tốt nghiệp “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 tốt nghiếp của em không tránh khỏi những thiếu sót.Em rất mong nhận được sự giúp đỡ của các thấy cô giáo và các bạn
Em xin chân thành cảm ơn thầy : ĐOÀN CÔNG THÀNH đã giúp đỡ
em hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này
Nội dung của đồ án bao gồm 4 chương:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống khởi động xe TOYOTA
Chương 2: Cấu tạo và nguyên lý làm việc hệ thống khởi động xe TOYOTA Chương 3: Kết cấu các bộ phận trong hệ thống khởi động xe TOYOTA
Chương 4: Quy trình tháo lắp, kiểm tra và sửa chữa hệ thống khởi động xe
TOYOTA
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Trang 10
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG XE TOYOTA
1.1 Vai trò, nhiệm vụ, phân loại hệ thống khởi động
1.1.1 Vai trò
- Vì động cơ đốt trong không thể tự khởi động nên cần có một ngoại lực
để khởi động động cơ đốt trong Để khởi động động cơ máy khởi động làm quay trục khuỷu thông qua vành răng bánh đà Chuyển động của bánh đà làm hỗn hợp khí nhiên liệu được hút vào bên trong xylanh, được nén và đốt cháy
để quay động cơ
Hình 1.1: Tổng quan hệ thống khởi động
Hệ thống khởi động bao gồm : máy khởi động (động cơ điện), ắc quy và mạch khởi động ( trong mạch khởi động gồm có dây nối từ ắc quy đến máy khởi động ), rơle kéo đóng máy khởi động và công tắc ( khoá) khởi động
Trang 111.1.2 Nhiệm vụ của hệ thống khởi động
Để khởi động động cơ thì trục khuỷu cần quay nhanh hơn tốc độ tối thiểu của động cơ Tốc độ tối thiểu của động cơ khác nhau tùy theo cấu trúc động
cơ và tính 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
1.1.3 Yêu cầu đối với hệ thống khởi động
Do tính chất, đặc điểm và chức năng của máy khởi động như trên, những yêu cầu kĩ thuật cơ bản đối với máy khởi động điện bao gồm:
+ Kết cấu gọn nhẹ, chắc chắn, làm việc ổn định với độ tin cậy cao
+ Lực kéo tải sinh ra trên trục của máy khởi động phải đảm bảo đủ lớn, tốc độ quay cũng phải đạt tới một trị số nào đó để cho trục khuỷu của động cơ ôtô đạt tốc độ quay nhất định
+ Khi động cơ ôtô đã làm việc,phải cắt được khớp truyền động của máy 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(nút bấm hoặc khóa khởi động) thuận tiện cho người sử dụng
Công suất tối thiểu của máy khởi động điện được tính theo công thức: Pkđ = Mc.Π.nmin/30 (w)
Trong đó: nmin-tốc độ quay nhỏ nhất tương ứng với trạng thái nhiệt độ của động cơ khi khởi động, vòng/phút.Với trị số tốc độ này, động cơ ôtô phải làm việc tự lập được sau ít nhất hai lần khởi động, thời gian khởi động không kéo dài quá 10s đối với động cơ xăng và không quá 15s đối với động cơ điêzen, khoảng thời gian giãn cách giữa hai lần khởi động liên tiếp không quá 60s.Trị số nmin phụ thuộc vào loại động cơ số lượng xylanh có trong động cơ
và nhiệt độ của động cơ lúc bắt đầu khởi động.Trị số tốc độ đó bằng :
nmin= (40÷60) vòng/phút đối với động cơ xăng
nmin= (80÷100) vòng/phút đối vớ động cơ điêzen
Mc – mômen cản trung bình của động cơ ôtô trong quá trình khởi động , N.m
Trang 12Mômen cản khởi động của động cơ ôtô bao gồm mômen cản do lực ma sát của các chi tiết có chuyển động tương đối so với động cơ ôtô khi khởi động gây ra và mômen cản khi nén hỗn hợp công tác trong các xylanh của động cơ ôtô Trị số Mc phụ thuộc vào loại động cơ, số lượng xylanh có trong động cơ và nhiệt độ động cơ khi khởi động.
1.1.4 Phân loại:
Để phân loại máy khởi động ta chia máy khởi động ra làm 2 thành phần Phần motor điện và phần chuyển động Phần motor điện được chia thành nhiều loại theo kiểu đấu dây, còn phần chuyển động được phân ra theo cách truyền động của máy khởi động đến động cơ
1.1.4.1 Phân loại theo kiểu đấu dây
Tùy thuộc theo kiểu đấu dây mà ta phân ra các loại
Trang 13Hình 1.4: Đấu nối tiếp Hình 1.5: Đấu hỗn hợp
Hình 1.6: Đấu nối tiếp Hình 1.7: Đấu nối tiếp
1.1.4.2 Phân loại theo cách truyền chuyển động
Trang 14Hiện nay hệ thống khởi động thường sử dụng 3 loại máy khởi động (Hình 1.4)
Hình 1.8: Phân loại máy khởi động
- Loại giảm tốc (Loại R, loại RA):
Máy khởi động loại giảm tốc dùng mô tơ tốc độ cao
Máy khởi động loại giảm tốc làm tăng mô men xoắn bằng cách giảm tốc
độ quay của phần ứng lõi mô tơ nhờ bộ truyền giảm tốc
Píttông của công tắc từ đẩy trực tiếp bánh răng chủ động đặt trên cùng một trục với nó vào ăn khớp với vành răng
- Loại bánh răng hành tinh
Máy khởi động loại bánh răng hành tinh dùng bộ truyền hành tinh để giảm tốc độ quay của lõi (phần ứng) của mô tơ
Bánh răng dẫn động khởi động ăn khớp với vành răng thông qua cần dẫn động giống như trường hợp máy khởi động thông thường
Trang 151.1.4.2.1 Loại giảm tốc
Hình 1.9: Loại giảm tốc1: Vỏ máy khởi động 2:Chổi than và giá đỡ chổi than 3: Công tắc từ4: Ly hợp khởi động 5: Bánh răng khởi động và then xoắn
6: Bánh răng giảm tốc 7: Phần ứngMotor khởi động bao gồm các thành phần được chỉ rõ ở ( hình 1.9) Đó
là kiểu của bộ khởi động có sự kết hợp, tốc độ motor cao và sự điều chỉnh của bánh răng giảm tốc Toàn bộ motor nhỏ hơn và nhẹ hơn motor khởi động thông thường, nó vận hành ở tốc độ cao hơn Bánh răng giảm tốc chuyển mô men xoắn tới bánh răng chủ động ở 1/4 đến 1/3 tốc độ motor Bánh răng chủ động quay nhanh hơn bánh răng trên bộ khởi động thông thường và mô men xoắn lớn hơn rất nhiều (công suất khởi động)
Bánh răng giảm tốc được gắn trên một trục như bánh răng chủ động Và khác với bộ khởi động thông thường, công tắc từ đẩy trực tiếp bánh răng chủ động(không qua cần dẫn động) tới ăn khớp với vòng răng bánh đà.Động cơ điện nhỏ gọn với tốc độ cao được sử dụng để quay hộp số giảm tốc, như vậy sẽ làm tăng momen khởi động
Công tắc từ chỉ để đẩy bánh răng bendix gây ra
Trang 16Được sử dụng rộng dãi trên xe nhỏ gọn và nhẹ
1.1.4.2.2 Loại bánh răng đồng trục
Hình 1.10: Loại bánh răng đồng trục1: Công tắc từ 2: Cần đẩy dẫn động 3: Lò xo dẫn động
Motor khởi động thông thường bao gồm các thành phần được chỉ rõ ở (hình 1.10) 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 kích hoạt nam châm điện thì nạng gài sẽ đẩy bánh răng chủ động khớp với vành răng bánh đà
Khi động cơ bắt đầu khởi động khớp ly hợp một chiều ngắt nối bánh răng 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 bendix được lắp ở cuối của trục rotor
Lực của công tắc từ đẩy bánh răng bendix nhờ đòn dẫn hướng
Sử dụng chủ yếu trên xe nhỏ
Trang 171.1.4.2.3 Loại bánh răng hành tinh
Hình 1.11: Loại bánh răng hành tinh1: Lò xo dẫn động công tắc từ 2: Cần đẩy dẫn độngBánh răng hành tinh cũng dùng để giảm tốc nhằm tăng momen quay.Trục rotor sẽ truyền lực qua bánh răng hành tinh đến bánh răng bendix.Nhờ trọng lượng nhỏ momen lớn, ít tiếng ồn Nên được sử dụng ở nhiều loại xe nhỏ đến trung bình
1.2 Các biện pháp cải thiện đặc tính làm việc của hệ thống khởi động trên ôtô.
1.2.1.Dùng bu-gi có hệ thống sấy
Hiệu quả làm việc của hệ thống khởi động phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt
độ của động cơ ôtô khi khởi động Ở nhiệt độ thấp, việc khởi động động cơ rất khó khăn do các nguyên nhân sau:
Độ nhớt của dầu bôi trơn lớn, làm tăng trị số mômen cản (Mc) đặt trên trục động cơ khởi động
Giảm trị số áp suất và nhiệt độ trong xilanh của động cơ ôtô ở chu kỳ nén, ảnh hưởng xấu đến khả năng bén lửa, cháy và giãn nở sinh công của hỗn hợp công tác
Dung lượng phóng điện của ắc quy ở nhiệt độ thấp giảm
Trang 18Để cải thiện đặc tính làm việc của hệ thống khởi động ngưởi ta sử dụng nhiều biện pháp khác nhau hỗ trợ cho qua trình khởi động khi nhiệt độ môi trường thấp Một trong những biện pháp trên được áp dụng rộng rãi là dùng bu-gi có bộ phận sấy.
Bu-gi có bộ phận sấy gồm 1 lõi làm bằng vật liệu gốm (sứ) chịu nhiệt, bên ngoài lõi có quấn dây điện trở, ống bọc ngoà có phủ 1 lớp chất cách điện
và chịu nhiệt Bu-gi có bộ phận sấy được lắp vào trong buồng đốt( trong xilanh của động cơ ôtô), có chức năng sấy nóng không khí trong xilanh tạo điều kiện thuận lợi cho việc bốc hơi, hoà trộn của nhiên liệu với không khí trong quá trình hình thành hỗp hợp công tác(đối với động cơ xăng), còn đối với động cơ điêzen tạo điều kiện thuận lợi cho việc bốc hơi, hoà trộn và bốc cháy cuả nhiên liệu khi vòi phun nhiên liệu vào buồng đốt
Để điều kiển thời gian sấy cần thiết của bu-gi, có thể sử dụng phương pháp đơn giản ( phương pháp điều kiển bằng tay) hoặc phương pháp điều kiển dùng mạch định thời gian sấy
1.2.2 Phương pháp đổi nối tiếp điện áp trong quá trình khởi động
Dòng điện khi khởi động rất lớn, vì vậy tổn thất điện áp trên đường dây nối từ ắc quy đến máy khởi động, trong ắc quy và máy khởi động là đáng kể, nên ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của hệ thống khởi động một trong những biện pháp giảm tổn thất điện áp trên các bộ phận trên trong hệ thống khởi động là nâng trị số điện áp cấp cho máy khởi động khi khởi động Nguyên tắc chung của biện pháp này là: ở chế độ bình thường, các thiết bị điện trên xe được cung cấp nguồn điện có trị số điện áp bằng 12V(đối với xe
mà hệ thống cung cáp điện có điện áp định mức 12V) Khi khởi động, riêng
hệ thống khởi động được cung cấp nguồn điện có trị số điện áp bằng 24V ( hoặc cao hơn) trong khi đó các phụ tải điện khác vẫn được cung cấp nguồn
có trị số điện áp bằng 12V
Trang 19CHƯƠNG 2
SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ
THỐNG KHỞI ĐỘNG XE TOYOTA 2.1 Nguyên lý hoạt động của máy 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
2.1.1 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
sự đẩy của hai nam châm làm cho nam châm đặt giữa quay quanh tâm của nó
Hình 2.1: Chiều đường sức từMỗi đường sức từ không thể cắt ngang qua đường sức khác.Nó dường như trở thành ngắn hơn và cố đẩy những đường sức gần nó ra xa Đó là nguyên nhân làm nam châm ở giữa quay theo chiều kim đồng hồ
Hình 2.2: Sự biến đổi của các đường sức từ(1)
Trang 20Hình 2.3: Sự biến đổi của các đường sức từ(2)
Trong động cơ điện thực tế phần giữa là khung dây
Hình 2.4: Khung dây trong từ trường
Khi dòng chạy xuyên qua khung dây từ thông sẽ bao quanh khung dây
Trang 21Hình 2.5: Đường sức từ trong khung dâyKhi chiều của từ trường trùng nhau, đường sức từ trở nên mạnh hơn
Trang 22Hình 2.6: Khung dây đặt trong từ trường
Hình 2.7: Mật độ các đường sức từ
Bản chất của đường sức từ thường trở nên ngắn đi và cố đẩy những đường khác ra xa nó tạo nên áp lực
động cơ điện
Hình 2.8: Lực tác động lên khung đây
2.1.2 Nguyên lý quay liên tục.
Đặt hai đầu khung dây lên điểm tựa để nó có thể quay Tuy nhiên khung dây chỉ tiếp tục quay khi lực sinh ra theo chiều cũ
Trang 23Hình 2.9: Nguyên lý quayKhi khung dây có gắn cổ góp và chổi than được quay, dòng điện chạy qua dây dẫn từ sau đến trước phía cực bắc của nam châm.Trong khi dòng chạy từ trước ra sau phía cực nam của nam châm Điều đó làm khung dây tiếp tục quay.
Hình 2.10: Cổ góp, chổi than
2.1.3 Lý thuyết trong động cơ điện thực tế.
Hình 2.11: Tăng mômen
Trang 24Trước tiên ta phải quấn nhiều khung để tăng từ thông để sinh ra momen lớn Tiếp theo ta đặt một lõi sắt bên trong các khung dây cũng nhằm tăng từ thông để tạo ra momen lớn.
Hình 2.12: Tăng từ thôngThay vì sử dụng nam châm vĩnh cửu, ta có thể dùng nam châm điện đối với các dòng xe cũ
Để tốc độ của động cơ điện quay cao và quay êm người ta thường dùng nhiều khung dây
Trong thực tế ngày nay thay vì dùng khung đây để là nam châm điện thì người ta sử dụng nam châm vĩnh cửu
Hình 2.13: Dùng nam châm điện
Trang 252.2 Hoạt động của hệ thống khởi động.
Hình 2.14: Sơ đồ nguyên lý máy khởi động1: Phần ứng 2: Cuộn cảm 3:Cuộn kéo 4: Công tắc chính
5: pittong 6: Đĩa tiếp xúc 7: khóa điện 8: Cuộn giữ
9: Bánh răng khởi động 10: Khớp 1 chiều
Hoạt động của máy khởi động
Quá trình kéo:
Hình 2.15: Đường đi của dòng điện Khi bật khoá điện lên vị trí START, dòng điện của ắc qui đi vào cuộn giữ và cuộn kéo Sau đó dòng điện đi từ cuộn kéo tới phần ứng qua cuộn cảm làm
Trang 26quay 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 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
Quá trình giữ :
Hình 2.16: Dòng điện đi trong mạchKhi 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
Quá trình 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 dừng lại
Trang 27Hình 2.17: Dòng điện đi trong mạch
2.3 Các chế độ làm việc của máy khởi động:
Máy khởi động điện dụng trên ôtô có ba chế độ làm việc đặc trưng :
a Chế độ hãm là chế độ mà khi đó trị số dòng khởi động đạt bằng trị số cực đại ( Ikd= Ikdmax), mômen điện từ (Mdt) và mômen (M2) của động cơ điện khởi động đạt giá trị lớn nhất, tương ứng với thời điểm bánh răng khởi động của động cơ khởi động bắt đầu làm quay bánh đà của động
cơ ôtô
b Chế độ quay vòng tua là chế độ mà khi đó công suất truyền từ động cơ điện khởi động sang động cơ ôtô đạt giá trị cực đại Với giá trị này, mômen động cơ (M2) trên trục động cơ khởi động không được bé hơn mômen cản khi khởi động (Mc), ứng với tốc độ vòng quay khi khởi động bé nhất (nmin)
c Chế độ không tải là khi động cơ đã làm việc tự lập, lúc này mômen cản trên trục động cơ khởi động rất nhỏ (mômen cản trong trường hợp này chủ yếu là do lực ma sát trong các ổ đỡ gây ra), tốc độ quay của động
cơ điện khởi động đạt giá trị cực đại Chế độ này ảnh hưởng lớn đến độ bền của cổ góp và các ổ đỡ của động cơ điện khởi động
Trang 28Máy khởi động bao gồm: Công tắc từ < rơ le gài khớp>, phần ứng và ổ
bi, phần cảm, chổi than và giá đỡ chổi than, hộp số giảm tốc, ly hợp một chiều, bánh răng bendix và trục xoắn ốc
Hình 3.1: Kết cấu máy khởi động (máy đề)1: Vỏ máy khởi động 2:Chổi than và giá đỡ chổi than 3: Công tắc từ
4: Ly hợp khởi động 5: Bánh răng khởi động và then xoắn
6: Bánh răng giảm tốc 7: Phần ứng
Ngoài máy khởi động hệ thống khởi động trên xe toyota còn bao gồm thêm các bộ phận khác như:
Trang 29- Ắc quy
3.1 Công tắc từ < Rơle gài khớp>
Hình 3.2: Công tắc từ
1: Pittong 2: Công tắc chính 3: Lò xo dẫn động
4: Cuộn giữ 5: Cuộn kéo 6: Trục pittong 7: Lò xo hồi
Công tắc từ có chức năng là kéo và đẩy bánh răng bendix ra khi đề, nó
có tác dụng như công tắc đóng mở dòng điện cho động cơ điện
Khi khởi động động cơ công tắc từ thực hiện theo 3 bước:
•Giai đoạn 1: Hút.(Hình 3.3)
• Khi khoá điện ở vị trí Star lõi của công tắc từ được hút bởi sức từ động của cuộn hút và cuộn giữ
Trang 32hút và cuộn giữ sinh từ→ Lõi bị hút vào→ Tiếp điểm chính đóng→ Bắt đầu quay.
Hình 3.3: Giai đoạn 1
Giai đoạn 2: Giữ (Hình3.4)
Hình 3.4: Giai đoạn 2Khi tiếp điểm chính đóng, động
chính đóng lõi được giữ bằng sức từ động của cuộn giữ
Tiếp điểm chính đóng →Cuộn hút bị ngắt điện→ Chỉ có cuộn giữ làm việc→ Động cơ điện quay→ Động cơ khởi động
Trang 33Hình 3.5: Giai đoạn 3: Hồi vịKhi động cơ đã nổ, trả công tắc máy về vị trí off Lõi trả về làm tiếp điểm hở ra, máy khởi động ngừng quay.
Công tắc từ khởi động ở vị trí off→ Cuộn hút và cuộn giữ có dòng điện→ Lực từ của hai cuộn khử nhau→ Lõi trở về nhờ lò xo hoàn lực→ Tiếp điểm chính hở→ Ngừng quay < kết thúc>
3.2 Phần ứng và ổ bi
Hình 3.6: Phần ứng và ổ bi1: Ổ bi 2: Cổ góp 3: Lõi Phần ứng 4: Ổ bi 5: Cuộn giây phần ứngPhần ứng và ổ bi có chức năng sinh ra mô men đồng thời giữ cho đông cơ điện ở tốc độ cao
Trang 34Có 3 kiểu đấu dây cuộn kích: Nối tiếp, song song và hỗn hợp.
Hình 3.7: Phần Cảm1: Chổi than 2: Cuộn Cảm 3: Lõi cực 4: Vỏ
3.4 Chổi than và giá đỡ chổi than.
Chổi than và giá đỡ chổi than cho phép dòng điện chạy qua phần ứng một chiều, đồng thời giữ ổn định lõi ép chổi than
Chổi than được chế tạo bằng hợp kim đồng và cacbon <60÷70 đồng> Cho phép dẫn nhiệt tốt và chống mòn
Lực của lò xo chổi than ép chổi than ngăn roto quay quá nhanh
Hình 3.8: Chổi than và giá đỡ chổi than1: Giá đỡ chổi than 2: Thân nối mass 3: Lò xo chổi than 4: Chổi Than
Trang 35Chổi than và giá đỡ chổi than cho phép dòng điện chạy qua phần ứng một chiều, đồng thời giữ ổn định lõi ép chổi than
Chổi than được chế tạo bằng hợp kim đồng và cacbon <60÷70 đồng> Cho phép dẫn nhiệt tốt và chống mòn
Lực của lò xo chổi than ép chổi than ngăn roto quay quá nhanh
Làm roto ngừng ngay khi ngắt đề
3.5 Hộp số giảm tốc.
Hộp số giảm tốc làm nhiệm vụ truyền mô men của mô tơ và giảm tốc độ của chúng để tăng mômen
Tỷ số truyền của hộp số giảm tốc từ 1/3 ÷ 1/4
Có ly hợp một chiều được lắp bên trong
Hình 3.9: Hộp số giảm tốc1: Bánh răng chủ động 2: Bánh răng trung gian
3: Bánh răng ly hợp 4: Ổ bi 5: Ổ bi