LỜI NÓI ĐẦU Trên thị trường Việt Nam hiện nay có rất nhiều loại, nhiều kiểu ôtô. Sự đa dạng về chủng loại, đặc biệt là tính hiện đại về kết cấu,. Nhìn chung sự khác biệt của những ôtô mới, hiện đại so với những ôtô truyền thống của thế hệ trước, ta thấy ngoài việc người ta đã thay thế nhiều chi tiết trên xe để đảm bảo chúng có tính bền vững, gọn nhẹ, khả năng và độ tin cậy cao trong quá trình khai thác và vận hành, đồng thời thuận tiện và cải thiện tiện nghi cho con người trong quá trình sủ dụng, ở những ôtô mới còn được trang bị thêm nhiều thiết bị phục vụ như: máy điều hoà nhiệt độ, rađiô cassette, chống trộm xe,v.v Các thiết bị điện và hệ thống điều khiển tự động trên ôtô hiện đại thực hiện các chức năng có quan hệ mật thiết và tác động rang buộc lẫn nhau. Các thiết bị điện lắp đặt trên ôtô ngày càng hiện đại, tiện dụng đối với người sử dụng thì hệ thống điều khiển ngày càng phức tạp, thông minh và đa dạng hơn. Trong đồ án môn học này, em nhận nhiệm vụ : “ NGHIÊN CỨU MÁY KHỞI ĐỘNG ”. Đó là loại máy khởi động được dung phổ biến với các dòng xe đời cũ. Mặc dù em đã rất cố gắng, nhưng thời gian, kiến thức và kinh nghiệm thực tế có hạn nên trong quá trình làm và hoàn thiện đồ án sẽ không tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong các thầy góp ý, chỉ bảo cho em để kiến thức của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Thành Đồng đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành nhiệm vụ. CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHỜI ĐỘNG Việc khởi động động cơ có lẽ là chức năng quan trọng nhất của hệ thống điện ôtô. Hệ thống khởi động thực hiện chức năng này bằng cách thay đổi năng lượng điện từ ắc quy thành cơ năng của máy khởi động. Máy khởi động này chuyển cơ năng qua bánh răng tới bánh đà trên trục khuỷu động cơ. Trong quá trình quay khởi động , bánh đà quay, hỗn hợp không khí–nhiên liệu được đưa tới xilanh, được nén và bốc cháy khởi động động cơ. Đa số động cơ yêu cầu tốc độ quay khởi động khoảng 200vph. CHƯƠNG II: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU A. Hệ Thống Khởi Động 1. Nhiệm vụ, yêu cầu của hệ thống khởi động ô tô. Nhiệm vụ: Động cơ đốt trong cần có một hệ thống khởi động riêng biệt truyền cho trục khuỷu động cơ một moment với một số vòng quay nhất định nào đó để khởi động được động cơ. Cơ cấu khởi động chủ yếu trên ôtô hiện nay là khởi động bằng động cơ điện một chiều. Tốc độ khởi động của động cơ xăng phải trên 50 vp, đối với động cơ diesel phải trên 100 vp. Yêu cầu: + Kết cấu gọn gàng làm việc chắc chắn, rễ chăm sóc bảo dưỡng; + Truyền cho trục khuỷu động cơ một moment với một số vòng quay nhất định để khởi động được động cơ; + Bảo vệ được máy và hệ thống khởi động khi động cơ đã làm việc… 2. Sơ đồ cấu tạo và hoạt động của hệ thống khởi động bằng điện. 2.1. Hệ thống khởi động trực tiếp. a. Kết cấu: Hệ thống khởi động trực tiếp gồm: Ắc quy là nguồn cung cấp điện cho máy khởi động của hệ thống khởi động. Khoá điện dùng để đóng cắt dòng điện cho máy khởi động. Hộp công tắc gồm: Đĩa đồng 2 dùng để đóng tiếp điểm chính cung cấp điện cho máy khởi động. Đĩa đồng 3 dùng để nối tắt điện trở phụ cho hệ thống đánh lửa khi khởi động động cơ. Máy khởi động gồm có: Cuộn cảm và rôto, có nhiệm vụ tạo ra mô men quay . Khớp truyền động một chiều và bánh răng máy khởi động có nhiệm vụ truyền mô men quay cho trục khuỷu theo chiều làm việc của động cơ. Trụ điều khiển 4 có tác dụng đóng tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ. b. Sơ đồ nguyên lý: Hình 11. Sơ đồ hệ thống khởi động điều khiển trực tiếp 1. Hộp công tắc. 7. Bánh răng máy khởi động. 2. Đĩa đồng tiếp điểm chính. 8. Vành răng bánh đà. 3. Đĩa đồng nối tắt điện trở phụ. 9. Máy khởi động. 4. Trụ điều khiển. 10. Nắp máy khởi động. 5. Nạng gài điều khiển. Kđ . Khoá điện. 6. Lò xo hồi vị c. Nguyên lý làm việc ( Hình 1 1 ): Khi đóng khoá điện Kđ, nhưng chưa tác động vào trụ điều khiển 4 thì các tiếp điểm trong hộp công tắc 1 chưa đóng. Vì vậy máy khởi động chưa được cung cấp điện, đồng thời lúc này lò xo 6 chưa bị ép nén, nó đẩy cho khớp truyền động một chiều lùi về tách bánh răng máy khởi động 7 ra không ăn khớp với vành răng bánh đà 8. Khi tác động vào trụ điều khiển 4, đẩy cho cần điều khiển đi vào để đóng các tiếp điểm trong hộp công tắc 1, đồng thời lò xo hồi vị của cần điều khiển cũng bị nén lại, Tiếp điểm phụ 3 đóng để nối tắt điện trở phụ của hệ thống đánh lửa, sau đó tiếp điểm chính 2 tiếp tục đi vào để đóng điện cho máy khởi động. Lúc này dòng điện cung cấp cho máy khởi động sẽ đi như sau: (+) ắc quy > Khoá điện Kđ > Cặp tiếp điểm chính 2 > Cuộn dây kích từ Wkt > Rô to > mát > ()ắc quy. Đồng thời khi tác động làm trục điều khiển 4 đi sang trái, nhờ càng gạt 5 sẽ nén lò xo 6 lại đẩy cho khớp truyền động một chiều cùng với bánh răng máy khởi động 7 lao ra ăn khớp với vành răng bánh đà 8. Nhờ dòng điện có giá trị lớn đi qua các cuộn dây của máy khởi động sẽ tạo ra một mô men quay lớn cho máy khởi động, mô men này được truyền qua khớp truyền động một chiều tới bánh răng máy khởi động 7 làm quay bánh đà 8 và trục khuỷu của động cơ, thực hiện khởi động động cơ. Khi động cơ đã được khởi động, nhờ có khớp truyền động một chiều mà mô men quay của động cơ không truyền ngược vào máy khởi động được, mặc dù bánh răng khởi động 7 vẫn ăn khớp với vành răng bánh đà 8. Chính vì vậy mà máy khởi động được bảo vệ an toàn. Khi thôi tác động vào trụ điều khiển 4, lò xo 6 dãn ra đẩy cho khớp truyền động một chiều cùng với bánh răng máy khởi động 7 lùi về phía trái tách khỏi vành răng bánh đà 8. Đồng thời lúc này lò xo của trục đĩa tiếp điểm cũng dãn ra đẩy cho trục đĩa tiếp điểm đi sang phải làm tách các tiếp điểm chính 2 và tiếp điểm phụ 3, máy khởi động bị ngắt điện. Kết thúc quá trình khởi động. 2.2. Hệ thống khởi động gián tiếp cực từ là nam châm điện. a. sơ đồ: Hình 12. Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động gián tiếp 1. Khoá điện. 4. Cuộn dây cảm. 7. Bánh răng khớp truyền động 2. Rơle khởi động. 5. Càng gạt. 8. ắc quy 3. Lò xo hồi vị. 6. Khớp truyền động một chiều. 9. Rôto b. Nguyên lý làm việc ( Hình 12 ): Khi bật khoá điện có dòng điện đi từ ( +) ắc quy > Khoá điện 1> cọc 50 của rơ le khởi động Cuộn dây hút > cuộn dây cảm 4 > cuộn dây rôto 9 > mát > () ắc quy Cuộn dây giữ > mát. Do có dòng điện chạy trong hai cuộn dây của rơ le khởi động nên phát sinh lực từ hoá thắng được sức căng của lò xo 3 hút lõi thép đi vào thực hiện đóng tiếp điểm và nhờ có càng gạt 5, đưa bánh răng máy khởi động 7 cùng với khớp truyền động một chiều 6 lao ra ăn khớp với vành răng bánh đà. Khi tiếp điểm 30 đóng, một dòng điện rất lớn từ ắc quy theo dây dẫn đi đén tiếp điểm 30 > các cuộn dây máy khởi động > mát. Lúc này cuộn dây hút bị nối tắt nên không có dòng điện đi qua mà chỉ còn dòng điện qua cuộn dây giữ để tạo một lực từ đủ sức giữ cho bánh răng ở vị trí ăn khớp và tiếp điểm 30 đóng. Nhờ dòng điện có giá trị rất lớn đi qua các cuộn dây của máy khởi động sẽ tạo ra một mô men quay lớn cho máy khởi động, mô men này được truyền qua khớp truyền động một chiều 6 tới bánh răng khởi động 7 kéo cho trục khuỷu quay, thực hiện khởi động động cơ. Khi động cơ đã được khởi động, nhưng người lái xe chưa đưa khoá điện khỏi nấc khởi động, nhờ có khớp truyền động một chiều 6 mà mô men quay từ trục khuỷu không truyền ngược vào máy khởi động. Vì vậy mặc dù lúc này bánh răng máy khởi động vẫn ăn khớp với vành răng bánh đà nhưng tốc độ quay của trục khuỷu và tốc độ quay của rôto khác nhau, máy khởi động sẽ được bảo vệ an toàn. Khi người lái tắt khoá điện, các cuộn dây hút, cuộn dây giữ của rơle khởi động sẽ mất điện , nên cuộn dây mất lực từ hoá, lò xo 3 giãn ra trở về vị trí ban đầu mang theo lõi thép làm tách các tiếp điểm ra. Đồng thời bánh răng máy khởi động, cùng với khớp truyền động một chiều 6 tách khỏi vành răng bánh đà.
Trang 1LỜI NÓI ĐẦU
Trên thị trường Việt Nam hiện nay có rất nhiều loại, nhiều kiểu ôtô Sự đadạng về chủng loại, đặc biệt là tính hiện đại về kết cấu, Nhìn chung sự khácbiệt của những ôtô mới, hiện đại so với những ôtô truyền thống của thế hệtrước, ta thấy ngoài việc người ta đã thay thế nhiều chi tiết trên xe để đảmbảo chúng có tính bền vững, gọn nhẹ, khả năng và độ tin cậy cao trong quátrình khai thác và vận hành, đồng thời thuận tiện và cải thiện tiện nghi chocon người trong quá trình sủ dụng, ở những ôtô mới còn được trang bị thêmnhiều thiết bị phục vụ như: máy điều hoà nhiệt độ, rađiô cassette, chốngtrộm xe,v.v Các thiết bị điện và hệ thống điều khiển tự động trên ôtô hiện đạithực hiện các chức năng có quan hệ mật thiết và tác động rang buộc lẫnnhau Các thiết bị điện lắp đặt trên ôtô ngày càng hiện đại, tiện dụng đối vớingười sử dụng thì hệ thống điều khiển ngày càng phức tạp, thông minh và đadạng hơn Trong đồ án môn học này, em nhận nhiệm vụ : “ NGHIÊN CỨUMÁY KHỞI ĐỘNG ” Đó là loại máy khởi động được dung phổ biến vớicác dòng xe đời cũ Mặc dù em đã rất cố gắng, nhưng thời gian, kiến thức vàkinh nghiệm thực tế có hạn nên trong quá trình làm và hoàn thiện đồ án sẽkhông tránh khỏi thiếu sót Em rất mong các thầy góp ý, chỉ bảo cho em đểkiến thức của em được hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn thầy giáoNguyễn Thành Đồng đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành nhiệm vụ
Trang 2CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHỜI ĐỘNG
Việc khởi động động cơ có lẽ là chức năng quan trọng nhất của hệ thốngđiện ôtô Hệ thống khởi động thực hiện chức năng này bằng cách thay đổinăng lượng điện từ ắc quy thành cơ năng của máy khởi động Máy khởiđộng này chuyển cơ năng qua bánh răng tới bánh đà trên trục khuỷu động
cơ Trong quá trình quay khởi động , bánh đà quay, hỗn hợp không khí–nhiên liệu được đưa tới xilanh, được nén và bốc cháy khởi động động cơ Đa
số động cơ yêu cầu tốc độ quay khởi động khoảng 200v/ph
CHƯƠNG II: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
A Hệ Thống Khởi Động
1 Nhiệm vụ, yêu cầu của hệ thống khởi động ô tô.
- Nhiệm vụ: Động cơ đốt trong cần có một hệ thống khởi động riêng biệt truyền cho trục khuỷu động cơ một moment với một số vòng quay nhất định nào đó để khởi động được động cơ
Cơ cấu khởi động chủ yếu trên ôtô hiện nay là khởi động bằng động cơ điện một chiều Tốc độ khởi động của động cơ xăng phải trên 50 v/p, đối với động cơ diesel phải trên 100 v/p
- Yêu cầu:
+ Kết cấu gọn gàng làm việc chắc chắn, rễ chăm sóc bảo dưỡng;
+ Truyền cho trục khuỷu động cơ một moment với một số vòng quay nhấtđịnh để khởi động được động cơ;
+ Bảo vệ được máy và hệ thống khởi động khi động cơ đã làm việc…
2 Sơ đồ cấu tạo và hoạt động của hệ thống khởi động bằng điện.
- Khoá điện dùng để đóng cắt dòng điện cho máy khởi động
- Hộp công tắc gồm: Đĩa đồng 2 dùng để đóng tiếp điểm chính cungcấp điện cho máy khởi động Đĩa đồng 3 dùng để nối tắt điện trở phụ cho hệthống đánh lửa khi khởi động động cơ
2
Trang 3- Máy khởi động gồm có: Cuộn cảm và rôto, có nhiệm vụ tạo ra mômen quay
Khớp truyền động một chiều và bánh răng máy khởi động có nhiệm
vụ truyền mô men quay cho trục khuỷu theo chiều làm việc của động cơ
- Trụ điều khiển 4 có tác dụng đóng tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ
b Sơ đồ nguyên lý:
Hình 1-1 Sơ đồ hệ thống khởi động điều khiển trực tiếp
động.
3 Đĩa đồng nối tắt điện trở phụ 9 Máy khởi động.
6 Lò xo hồi vị
c Nguyên lý làm việc ( Hình 1- 1 ):
Khi đóng khoá điện Kđ, nhưng chưa tác động vào trụ điều khiển 4 thìcác tiếp điểm trong hộp công tắc 1 chưa đóng Vì vậy máy khởi động chưa
Trang 4Lúc này dòng điện cung cấp cho máy khởi động sẽ đi như sau: (+) ắcquy -> Khoá điện Kđ -> Cặp tiếp điểm chính 2 -> Cuộn dây kích từ Wkt ->
Rô to -> mát -> (-)ắc quy Đồng thời khi tác động làm trục điều khiển 4 đisang trái, nhờ càng gạt 5 sẽ nén lò xo 6 lại đẩy cho khớp truyền động mộtchiều cùng với bánh răng máy khởi động 7 lao ra ăn khớp với vành răngbánh đà 8
Nhờ dòng điện có giá trị lớn đi qua các cuộn dây của máy khởi động
sẽ tạo ra một mô men quay lớn cho máy khởi động, mô men này đượctruyền qua khớp truyền động một chiều tới bánh răng máy khởi động 7 làmquay bánh đà 8 và trục khuỷu của động cơ, thực hiện khởi động động cơ
Khi động cơ đã được khởi động, nhờ có khớp truyền động một chiều
mà mô men quay của động cơ không truyền ngược vào máy khởi động được,mặc dù bánh răng khởi động 7 vẫn ăn khớp với vành răng bánh đà 8 Chính
vì vậy mà máy khởi động được bảo vệ an toàn
Khi thôi tác động vào trụ điều khiển 4, lò xo 6 dãn ra đẩy cho khớptruyền động một chiều cùng với bánh răng máy khởi động 7 lùi về phía tráitách khỏi vành răng bánh đà 8 Đồng thời lúc này lò xo của trục đĩa tiếpđiểm cũng dãn ra đẩy cho trục đĩa tiếp điểm đi sang phải làm tách các tiếpđiểm chính 2 và tiếp điểm phụ 3, máy khởi động bị ngắt điện Kết thúc quátrình khởi động
2.2 Hệ thống khởi động gián tiếp cực từ là nam châm điện.
a sơ đồ:
4
Trang 5Hình 1-2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động gián tiếp
1 Khoá điện 4 Cuộn dây cảm 7 Bánh răng khớp truyền động
2 Rơle khởi động 5 Càng gạt 8 ắc quy
3 Lò xo hồi vị 6 Khớp truyền động một chiều 9 Rôto
b Nguyên lý làm việc ( Hình 1-2 ):
Khi bật khoá điện có dòng điện đi từ ( +) ắc quy -> Khoá điện 1-> cọc
50 của rơ le khởi động Cuộn dây hút -> cuộn dây cảm 4 -> cuộn dâyrôto 9 -> mát -> (-) ắc quy
Cuộn dây giữ -> mát
Do có dòng điện chạy trong hai cuộn dây của rơ le khởi động nên phátsinh lực từ hoá thắng được sức căng của lò xo 3 hút lõi thép đi vào thực hiệnđóng tiếp điểm và nhờ có càng gạt 5, đưa bánh răng máy khởi động 7 cùngvới khớp truyền động một chiều 6 lao ra ăn khớp với vành răng bánh đà
Khi tiếp điểm 30 đóng, một dòng điện rất lớn từ ắc quy theo dây dẫn
đi đén tiếp điểm 30 -> các cuộn dây máy khởi động -> mát
Lúc này cuộn dây hút bị nối tắt nên không có dòng điện đi qua mà chỉcòn dòng điện qua cuộn dây giữ để tạo một lực từ đủ sức giữ cho bánh răng
ở vị trí ăn khớp và tiếp điểm 30 đóng Nhờ dòng điện có giá trị rất lớn đi quacác cuộn dây của máy khởi động sẽ tạo ra một mô men quay lớn cho máykhởi động, mô men này được truyền qua khớp truyền động một chiều 6 tớibánh răng khởi động 7 kéo cho trục khuỷu quay, thực hiện khởi động độngcơ
Khi động cơ đã được khởi động, nhưng người lái xe chưa đưa khoáđiện khỏi nấc khởi động, nhờ có khớp truyền động một chiều 6 mà mô menquay từ trục khuỷu không truyền ngược vào máy khởi động Vì vậy mặc dùlúc này bánh răng máy khởi động vẫn ăn khớp với vành răng bánh đà nhưngtốc độ quay của trục khuỷu và tốc độ quay của rôto khác nhau, máy khởi
Trang 6Hình 1-3 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống khởi động gián tiếp
2 Vành răng bánh đà 8 Chổi than.
6 Cực từ ( Nam châm vĩnh cửu )
Khi tiếp điểm 30 chưa đóng thì dòng điện đi qua cuộn dây hút và cuộnrôto của máy khởi động có giá trị nhỏ, nên nó làm cho rôto của máy khởiđộng hơi nhẹ quay, tạo điều kiện cho bánh răng khởi động vào khớp vớivành răng bánh đà một cách dễ dàng
Khi tiếp điểm 30 đóng, một dòng điện rất lớn từ ắc quy qua tiếp điểm
30 -> cuộn dây rôto, stato -> mát -> (-) ắc qui
Lúc này cuộn dây hút bị nối tắt nên không có dòng điện đi qua mà chỉcòn dòng điện qua cuộn dây giữ để tạo một lực từ đủ sức giữ cho bánh răng
ở vị trí ăn khớp và đóng tiếp điểm Nhờ dòng điện có giá trị rất lớn đi quacuộn stato và rôto của máy khởi động, sẽ tạo ra một mô men quay lớn chomáy khởi động, truyền qua khớp truyền động một chiều tới vành răng bánh
đà làm cho trục khuỷu quay, thực hiện khởi động động cơ
6
Trang 7Ở hệ thống khởi động này, có trang bị thêm bộ truyền hành tinh, khi
mô men quay của máy khởi động phát ra sẽ truyền qua bộ truyền hành tinhlàm tăng mô men xoắn trước khi truyền đến vành răng bánh đà, làm cho quátrình khởi động động cơ được thực hiện nhanh chóng và tin cậy
Khi động cơ đã được khởi động, nhưng người lái chưa đưa khoá điệnkhỏi nấc khởi động, nhờ có khớp truyền động một chiều mà mô men quay từtrục khuỷu không truyền ngược được vào rôto Vì vậy mặc dù lúc này bánhrăng máy khởi động vẫn ăn khớp với vành răng bánh đà nhưng tốc độ quaycủa trục khuỷu và tốc độ quay của rôto là khác nhau, máy khởi động sẽ đượcbảo vệ an toàn
Khi người lái tắt khoá điện, các cuộn dây hút, cuộn dây giữ của rơlekhởi động sẽ mất điện, các cuộn dây mất lực từ hoá, lò xo 3 giãn ra trở về vịtrí ban đầu mang theo lõi thép làm tách các tiếp điểm ra Đồng thời đưa bánhrăng máy khởi động cùng với khớp truyền động một chiều tách khỏi vànhrăng bánh đà
2.4 Hệ thống khởi động dùng rơ le.
a Sơ đồ của hệ thống khởi động dùng rơle.
Hình 1-4: Sơ đồ hệ thống khởi động dùng
rơle
Trang 8b Kết cấu chung của hệ thống
* Máy khởi động: Dùng để làm quay trục khuỷu khi cần khởi động
động cơ máy khởi động là động cơ điện một chiều kích thích nối tiếp, do
dòng điện của ắc quy cung cấp
* Rơle: Có hai loại là Rơle khởi động và Rơle trung gian
Rơle khởi động gồm
có tiếp điểm động 3 được
gắn trên trục 10 của lõi thép
8 và cách điện với trục, lõi
thép 8 dịch chuyển trong
ống 6 Tất cả được đặt trong
vỏ 7 Lò xo 9 luôn luôn giữ
cho lõi 8 ở vị trí ngoài cùng
(tiếp điểm động 3 không nối
k1 với k2 Trên ống 6 quấn
hai cuộn dây hút và giữ
Rơle khởi động có nhiệm vụ
đóng cặp tiếp điểm chính để
nối điện cho máy khởi động,
đưa bánh răng khởi động
vào ăn khớp với vành răng
bánh đà đồng thời đóng tiếp
điểm phụ cho hệ thống đánh
lửa khi khởi động động cơ
Rơle trung gian: Gồm có
cặp tiếp điểm 13 luôn luôn mở
khi không làm việc Móc giữ 14
giữ cần tiếp điểm động 15 ở vị trí
có khe hở tiếp điểm tiêu chuẩn
Gía16 để đặt lõi thép Rơle trung
gian có các cực K,C,B Rơle
trung gian có nhiệm vụ đóng
ngắt dòng điện cho rơle khởi
mạch điều khiển rơ le trung gian
và cung cấp điện cho phụ tải
Trang 9c Nguyên lý làm việc:
Khi bật khóa điện ở vị trí khởi động thì cuộn dây rơle trung gian cóđiện Dòng điện sẽ đi như sau: (+) ắc quy đến BZ đến cọc K của rơle trunggian, đến cuộn dây từ hoá 17 rồi ra mát Do có dòng điện qua cuộn dây rơlenên phát sinh lực từ hoá, hút tiếp điểm 13 đóng lại, lúc này cuộn dây hút vàgiữ có điện Chiều của dòng điện trong 2 cuộn như sau:
+ Trong cuôn dây hút:(+)Ăc quy đến cực B của rơ le trung gian, đếntiếp điểm 13 của rơ le trung gian, đến cực C của rơ le trung gian, cuộn hútcủa rơ le khởi động, đến cuộn dây kích thích, đến cuộn dây rôto, đến mát, rồiđến (-) ắc quy
+ Trong cuộn giữ: :(+)Ăc quy đến cực B của rơ le trung gian, đến tiếpđiểm 13 của rơ le trung gian, đến cực C của rơ le trung gian, cuộn giữ của rơ
le khởi động, đến mát, rồi đến (-) ắc quy
Khi trong cuộn hút, giữ có điện, rơ le khởi động làm việc, hút tiếpđiểm động 3 đóng K1 với K2 Khi tiếp điểm K2 đóng, do đầu ra của cuộn hútlúc này được nối với dương nguồn nên cuộn hút mất điện, lực từ hóa của rơ
le giảm đi đáng kể, chỉ đủ để giữ đóng tiếp điểm K1 với K2 Khi động cơ đãđược khởi động, người lái ngắt khóa điện, dòng điện trong cuộn dây giữcũng bị ngắt Dưới tác dụng của lực lò xo trên cần hai nhánh 11 và lò so 9,lõi thép được trở về vị trí ban đầu, làm phân ly khối bánh răng, tiếp điểmđộng 3 tách khỏi k1 và k2, dòng điện vào máy khởi động bị ngắt, máy khởiđộng ngừng làm việc
2.5 Hệ thống khởi động có rơ le bảo vệ.
a Sơ đồ:
Trang 10
Hình 1-6: Sơ đồ hệ thống khởi động có rơle bảo vệ
2 Rơle Pb-1 4 Máy khởi động
b Nguyên lý làm việc.
Ở trạng thái bình thường tiếp điểm K1 đóng, khi bật khoá điện đến nấcthứ nhất tức là nối đầu AM với K2 lúc đó đèn báo sẽ sáng do đó dòng điện điqua đèn như sau:
(+) ắc quy AM K2 đèn Lk a Mát (-) ắc quy
Để khởi động ta bật khoá điện thêm nấc nữa, nối đầu AM với CT củakhoá điện Khi đó cuộn Wkđ của cuộn rơle PC – 24 có điện đi như sau: (+) ắc quy AM CT K Wkđ K LK aK1(-)ắcquy
Rơle PC- 24 làm việc, đóng tiếp điểm của nó, rơ le khởi động có dòngđiều khiển đi như sau: (+) ắc quy -> b -> tiếp điểm PC-24 -> c -> cuộn hút,giữ -> mát –> (-)ắc quy Lúc này động cơ được khởi động
Trong quá trình khởi động dòng điện xoay chiều do máy phát sinh raqua bộ chỉnh lưu, thành dòng điện một chiều đi qua cuộn Wc Cuộn Wcsinh ra lực từ hóa cân bằng với lực từ hóa của cuộn Wf Tiếp điểm k1 vẫnđóng Quá trình khởi động vẫn tiếp tục
Khi điện áp máy phát tăng tới mức điện áp hiệu dụng giữa hai pha củamáy phát đạt được 9 10V, lực từ hoá cuộn dây Wc đủ lớn, thắng lực từ hóacủa cuộn dây Wf, làm cho k1 mở mạch đèn bị ngắt nên đèn tắt, báo hiệumáy phát điện đã làm việc, đồng thời mạch điện của rơle PC – 24 cũng bịngắt, làm tắt máy khởi động Sau đó nếu bật khởi động cũng không tác dụng,
vì tiếp điểm k1 đã mở, rơle PC – 24 không có dòng điều khiển
- Rơle Pb - 1 có tác dụng điều khiển hoạt động của rơ le PC-24, điện trở
R mắc nối tiếp với cuộn từ hoá phụ Wf để hạn chế dòng điện trong cuộn Wf,cuộn Wf có lực từ hoá ngược chiều với lực từ hoá của cuộn Wc nhằm tạocho rơle đóng mở dứt khoát
3 Bảo dưỡng bên ngoài các bộ phận của hệ thống khởi động ô tô.
3.1 Tháo máy khởi động ra khỏi động cơ: Trình tự tháo như sau:
+Tháo dây nối mát của ắcquy
+ Tháo các đầu dây nối của máy khởi động
+ Tháo các bulông cố định máy khởi động
+ Lấy máy khởi động xuống
3.2 Tháo, làm sạch, kiểm tra và nhận dạng bên ngoài: ắc quy, các dây
dẫn, rơ le và máy khởi động: dùng dụng cụ cậy đất, dầu bám vào máy khởiđộng, lau chùi sạch sẽ máy và dây điện, rơ le…
3.3 Lắp các bộ phận lên động cơ: Ngược lại với trình tự tháo…
10
Trang 111.2 Phân loại: Dựa vào phương pháp điều khiển khởi động:
+ Máy khởi động điều khiển trực tiếp: Tác dụng bằng tay hoặc chântrực tiếp cho mạch khởi động
+ Máy khởi động điều khiển gián tiếp: Thông qua những bộ phận bằngđiện ( rơ le điều khiển ) để thực hiện việc đóng mạch cho máy khởi độngmột cách tự động
1.3 Yêu cầu:
+ Kết cấu gọn nhẹ, chắc chắn Có độ ổn định và độ tin cậy cao
+ Lực kéo sinh ra trên trục của máy khởi động phải đảm bảo đủ lớn, tốc
độ quay phải đạt tới giá trị làm cho trục khuỷu quay với tốc độ nhất định.+ Khi động cơ của ôtô đã làm việc, phải cắt được truyền động từ máykhởi động tới trục khuỷu
+ Có thiết bị điều khiển (nút bấm hoặc khoá) thuận tiện cho người sửdụng
2 Cấu tạo và hoạt động của máy khởi động.
2.1 Cấu tạo của máy khởi động.
Gồm ba phần:
Trang 12
Hình 2-1 Kết cấu máy khởi động điện.
1 Cuộn giữ; 2 Cuộn hút; 3 Lò xo hồi vị; 4 Nạng gài; 5 ống chủ
động; 6, 7 Khớp truyền động; 8 Bánh răng khởi động; 9 Trục rôto; 10.
Vành hãm; 11 Rãnh răng xoắn; 12 Khớp cài với nạng gài; 13 Đầu nối dây
điện; 14 Đầu tiếp điện; 15 Lò xo hồi vị; 16 Đĩa đồng tiếp điện; 17 Vỏ rơ
le; 18 Nắp sau của máy khởi động; 19 Giá đỡ chổi than; 20 Chổi than; 21.
Phiến góp; 22 Stator; 23 Rôto; 24 Vỏ máy; 25 Cuộn dây stator.
a Động cơ điện của máy khởi động.
Hình 2-2 Sơ đồ kích từ của các động cơ điện khởi động.
1 Trục rôto; 2 Cuộn dây Phần ứng của rôto; 3 Lõi
thép;
4 Cổ góp; 5.khối cực; 6.Cuộn dây stato; 7 Chổi than; 8 Giá đỡ
chổi than.
Động cơ điện sử dụng trong hệ thống khởi động là động cơ một chiều,
kích từ hỗn hợp hoặc nối tiếp Động cơ kích từ nối tiếp có mô men khởi
động lớn song nó có nhược điểm là vòng quay không tải quá lớn, ảnh hưởng
đến độ bền và tuổi thọ của động cơ Động cơ kích từ hỗn hợp có khả năng
cung cấp mô men khởi động không lớn bằng kích từ nối tiếp, song giảm
được số vòng quay không tải cực đại Khi hệ thống làm việc, dòng điện khởi
động có trị số rất lớn từ (150 A – 300 A) đối với động cơ xe du lịch, với các
động cơ dùng trên xe vận tải, dòng điện có thể lên tới (1600 A – 1800 A), để
đảm bảo có công suất lớn, tránh tổn thất trên các mạch và trên các chỗ tiếp
xúc, yêu cầu điện trở động cơ khởi động phải đủ nhỏ khoảng 0,02 , sụt áp
ở vùng tiếp xúc của cổ góp điện động cơ khoảng (1,5 V – 2 V ) Các chổi
than tiếp điện ở cổ góp thường được thay bằng vật liệu đồng đỏ Công suất
điện từ của động cơ điện khởi động được tính toán theo công thức:
P1 = P2 ( 1/ ) ( W )
12 Hình 2-3 Cấu tạo rôto
1 Má cực; 2 Cuộn dây stator
Trang 13Trong đó: P2 – Công suất cơ khí
cần thiết để khởi động động cơ
- Hiệu suất của
động cơ điện khởi động Trị số của (
) thường lấy bằng 0,85 – 0,88
Động cơ điện của máy
khởi động là loại động cơ điện
một chiều, tạo ra mô men quay
Trang 14Nhược điểm ở cách mắc nối tiếp là tạo ra số vòng quay quá lớn Vì vậy
đã phát sinh ra phương pháp mắc hỗn hợp, tức là vừa nối tiếp vừa song song
Ở cách mắc này thì cứ hai cuộn dây được mắc nối tiếp với nhau thành một
cuộn, rồi hai cặp đó lại được mắc song song với nhau
thể song song hoặc chéo so
với đường tâm của trục
rôto
- Trên các rãnh của rôto
có quấn các cuộn dây phần
ứng, các cuộn dây cũng được
mắc nối tiếp với nhau
- Phía đầu rô to còn có cổ góp, gồm nhiều phiến đồng ép cách điện với
nhau và cách điện với trục
- Trên trục rôto được gia công các rãnh xoắn, trục được đỡ trên hai ổ,
có thể là ổ trượt hoặc ổ lăn
* Chổi than và giá đỡ chổi than.
- Chổi than làm bằng hỗn hợp thiếc
đồng và có pha thêm một chút graphit,
nhằm mục đích làm giảm điện trở của
chổi than
- Các chổi than có tiết diện lớn và
được lắp lệch tâm so với trục của rôto
- Các lò xo luôn tỳ, ép chổi than sát vào cổ góp
* Nắp máy khởi động: gồm có
nắp trước và sau Nắp sau để đỡ trục
và giá đỡ chổi than Nắp trước chứa
bánh răng khởi động và đỡ trục Nắp
và vỏ được lắp với nhau bằng các bu
lông xuyên tâm
b Khớp nối một chiều của máy khởi động.
14
Hình 2-7 Cụm chổi than
1 Chổi than; 2 Giá đỡ chổi than
Hình 2-6 Cấu tạo rôto.
1 Trục rôto; 2 Cuộn dây phần ứng; 3.Thân
rô to; 4 Cổ góp.
Trang 15Là cơ cấu truyền mô men từ máy khởi động đến bánh đà động cơ ô tô.
Tỷ số truyền động trong khoảng 1/10 1/20, có nghĩa là bánh răng máy khởiđộng phải quay 10 20 vòng thì bánh đà động cơ sẽ quay được một vòng.Khi hoạt động, tốc độ của rô tor từ 2000 3000 vòng / phút sẽ kéo trụckhuỷu quay khoảng 200 vòng / phút, đủ cho động cơ khởi động
Sau khi động cơ đã được khởi động, số vòng quay của động cơ có thểlên tới 3000 4000 vòng/phút Nếu lúc này bánh răng khớp truyền động còn
ăn khớp với bánh đà , rôto sẽ bị cuốn theo với vận tốc 30000 40000vòng /phút Tốc độ này sẽ tạo lực ly tâm cực mạnh, sẽ làm văng tất cả cáccuộn dây ra khỏi rãnh rôto và phá hỏng cổ góp
Vì vậy trong hệ thống khởi động nhất thiết phải có khớp truyền độngmột chiều, để ngăn ngừa truyền động ngược lại: từ bánh đà sang máy khởiđộng khi động cơ đã được khởi động
- Khớp truyền động theo quán tính
- Truyền động cơ khí cưỡng bức
- Truyền động kiểu bi
- Truyền động hỗn hợp
+) Khớp truyền động theo quán tính
* Sơ đồ cấu tạo:
Trang 16
1.Đầu chủ động; 2 Lò xo; 3.5 Vít hãm; 6 ốc hãm; 7 Bánh răng; 8 Chốt hãm và lò xo; 9 Trục; 10 Đối trọng của bánh răng.
ống bị động lắp trơn trên trục rôto 9 và liên kết với đầu chủ động 1 nhờ
lò xo 2 và hai ốc hãm 3,5 Vít hãm 3 gắn chặt ống chủ động vào trục rôto
* Nguyên lý làm việc:
Khi nối mạch điện, rôto quay, quán tính đối trọng 10 của bánh răngkhông cho bánh răng quay theo nên nó tịnh tiến lên đường xoắn răng ốc đi racài vào vành răng bánh đà, khi bánh răng 7 đến sát ốc hãm 6 thì dừng lại vàbắt đầu kéo bánh đà quay
Sau khi động cơ đã khởi động được, vòng quay của trục khuỷu tăngvọt lên khoảng 3000vòng/phút, bánh đà lúc này trở thành chủ động kéo bánhrăng và khớp truyền động 7 quay theo Do tỷ số truyền động 1/10 nên lúcnày bánh răng 7 quay nhanh hơn ống bị động 4 nên nó theo đường ren gàitách khỏi vành răng bánh đà và trở về vị trí cũ Nó được giữ lại vị trí nàynhờ chốt hãm và lò xo 8
Lò xo 2 làm việc ở chế độ xoắn để truyền mô men rất lớn kéo bánh đàquay và nó còn thêm nhiệm vụ giảm chấn động va đập khi bánh răng máykhởi động ăn khớp lúc động cơ bắt đầu nổ Ưu điểm của loại này là giáthành hạ kết cấu đơn giản nhưng nó phải chịu va đập lớn, lò xo chịu lựcxoắn cao
+) Truyền động cơ khí cưỡng bức.
Bánh răng của máy khởi động cùng với khớp truyền động được điềukhiển một cách cưỡng bức nhờ cơ cấu điều khiển bằng cơ khí để đi ra ănkhớp với bánh đà Và sau khi động cơ đã làm việc thì lại điều khiển cưỡngbức để tách bánh răng khởi động khỏi vành răng bánh đà
Trang 17- Ống chủ động : Được lắp với trục rô to máy khởi động thông qua cácrãnh xoắn.
- Ống bị động: Được lắp với bánh răng máy khởi động
Phần chủ động và bị động được nối với nhau thông qua khớp nối kiểu
1 của khớp một chiều lắp then hoa với trục rô to Bánh răng khởi động 2 lắp