Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống điện thân xe trên xe ô tô chevrolet captiva

Hệ thống thân xe trên ô tô là một hệ thống rất quan trọng trên xe, nó dùng để điều khiển gần như toàn bộ hoạt động của xe ngày nay như hệ thống khởi đông, phanh, đèn, hệ thống tín hiệu,

Trang 1

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

KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN TRÊN XE Ô TÔ CHEVROLET CAPTIVA

Sinh viên thực hiện: PHẠM HƯNG HẢI

Đà Nẵng – Năm 2019

Trang 2

Khảo sát hệ thống điện thân xe trên xe Chevrolet Captiva

Phạm Hưng Hải _ Lớp 15C4A

TÓM TẮT

Tên đề tài: “Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống điện thân xe trên xe ô

tô Chevrolet Captiva”

Sinh viên thực hiện: Phạm Hưng Hải

Số thẻ SV: 103150037 Lớp: 15C4A

Luận văn này phân tích làm thế nào người mới và chuyên gia có thể đọc hiểu các

kí hiệu, các sơ đồ điện, phân tích lỗi thường gặp của hệ thống điện trên xe Chevrolet Captiva Để trả lời câu hỏi này, tôi đã chú thích các ký hiệu trên mạch điện, các từ viết tắt chuyên ngành ô tô, phân tích nguyên lí hoạt động của các mạch điện, phân tích các

hư hỏng cơ bản và tính toán kiểm tra an toàn điện cho các thiết bị điện trên xe Chevrolet Captiva Nội dung của đề tài này giúp em hệ thống được những kiến thức đã học, nâng cao tìm hiểu các hệ thống của ôtô nói chung và hệ thống điện thân xe của ôtô Chevrolet Captiva nói riêng; từ đây có thể đi sâu nghiên cứu về chuyên môn Tuy nhiên, trên mỗi xe của mỗi hãng khác nhau thì các ký hiệu sơ đồ điện và vị trí bố trí các thiết bị điện trên xe cũng khác nhau nên việc áp dụng tập tài liệu này cho toàn bộ các xe là không thể tuy nhiên về cơ bản thì nguyên lý hoạt động của chúng vẫn như vậy

Trang 3

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA: CƠ KHÍ GIAO THÔNG

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: PHẠM HƯNG HẢI Số thẻ sinh viên: 103150037

Lớp: 15C4A Khoa: Cơ Khí Giao Thông Ngành: Kĩ Thuật Cơ Khí

1 Tên đề tài đồ án:

“Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống điện thân xe trên xe ô tô Chevrolet Captiva”

2 Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

Thông số xe Chevrolet Captiva và các tài liệu lien quan

Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

− Mục đích, ý nghĩa của đề tài

− Giới thiệu về xe Chevrolet Captiva

− Khảo sát hệ thống điện thân xe Chevrolet Captiva

− Tính toán và kiểm tra công suất máy phát

− Tính toán và kiểm nghiệm dây dẫn

− Chẩn đoán hư hỏng và cách khắc phục

− Kết luận

4 Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):

1 Bản vẽ sơ đồ nguyên lý và mạch điện hệ thống khởi động (01A3)

2 Bản vẽ bảng táp lô (01A3)

3 Bản vẽ mạch điện bảng táp lô (01A3)

4 Bản vẽ mạch điện đèn pha cốt (01A3)

5 Bản vẽ mạch điện đèn xi nhan – Báo nguy (01A3)

6 Bản vẽ mạch điện hệ thống còi (01A3)

7 Bản vẽ mạch cấu tạo còi điện (01A3)

8 Bản vẽ mạch điện hệ thống điều hoà (01A3)

9 Bản vẽ kết cấu motor gạt nước rửa kính (01A3)

10 Bản vẽ mạch điện hệ thống gạt nước rửa kính (01A3)

11 Bản vẽ sơ đồ nguyên lý và mạch điện hệ thống túi khí an toàn (01A3)

Trang 4

5 Họ tên người hướng dẫn: Phần/ Nội dung:

1 Nguyễn Hoàng Việt

6 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 2/9/2019

Trang 5

Phạm Hưng Hải _ Lớp 15C4A i

LỜI NÓI ĐẦU

Trong chương trình đào tạo Kỹ sư ngành Cơ Khí Giao Thông thì đồ án tốt nghiệp là không thể thiếu, là điều kiện tất yếu rất quan trọng mà mọi sinh viên cần phải hoàn thành, để hiểu biết một cách chặt chẽ và nắm vững sâu về ô tô Trong quá trình học tập, tích lũy kiến thức, việc bắt tay vào khảo sát một hệ thống trên xe hay tổng thể xe là việc quan trọng Điều này củng cố kiến thức đã được học, thể hiện sự

am hiểu về kiến thức cơ bản và cũng là sự vận dụng lý thuyết vào thực tế sao cho hợp lý: nghĩa là lúc này sinh viên đã được làm việc của một cán bộ kỹ thuật

Hệ thống thân xe trên ô tô là một hệ thống rất quan trọng trên xe, nó dùng để điều khiển gần như toàn bộ hoạt động của xe ngày nay như hệ thống khởi đông, phanh, đèn, hệ thống tín hiệu, hệ thống điều hòa, hệ thống nâng hạ kính… Nên hệ thống thân

xe trên ô tô cần phải đảm bảo : truyền nhanh và chính xác, hoạt động tốt trong mọi điều kiện làm việc, có độ bền và tuổi thọ cao

Trong tập đồ án tốt nghiệp này em được nhận đề tài ”Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống điện thân xe trên xe ô tô Chevrolet Captiva” Nội dung của đề tài này giúp em hệ thống được những kiến thức đã học, nâng cao tìm hiểu các hệ thống của ôtô nói chung và hệ thống điện thân xe của ôtô Chevrolet Captiva nói riêng; từ đây

có thể đi sâu nghiên cứu về chuyên môn

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn: TS Nguyễn Hoàng Việt đã chỉ bảo tận tình và thầy giáo duyệt: TS Nguyễn Việt Hải, các thầy giáo bộ môn, đã hết sức tận tình giúp đỡ, hướng dẫn em hoàn thành tốt nội dung đề tài đồ án của mình

Tuy nhiên do kiến thức còn hạn hẹp, chưa tiếp xúc được nhiều với thực tiễn cũng như các tài liệu tham khảo còn hạn chế trong khi đó thời gian thực hiện cũng có hạn nên trong đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những lời chỉ dẫn thêm từ các thầy

Đà nẵng, ngày 16 tháng 12 năm 2019 Sinh viên thực hiện

Phạm Hưng Hải

Trang 6

Phạm Hưng Hải _ Lớp 15C4A ii

CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những nội dung trong tập đồ án này là do chính tôi thực hiện

và được sự hướng dẫn của thầy giáo TS Nguyễn Hoàng Việt Các nội dung, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây

Những số liệu có trong nội dung được thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi

rõ trong phần tài liệu tham khảo

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình

Phạm Hưng Hải

Trang 7

Phạm Hưng Hải _ Lớp 15C4A iii

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU i

CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH HÌNH vi

DANH SÁCH BẢNG viii

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ix

Phần 1: MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 1

Phần 2: GIỚI THIỆU Ô TÔ CHEVROLET CAPTIVA 2

2.1 Sơ đồ tổng thể ô tô chevrolet captiva: 2

2.2 Động cơ sử dụng trên ô tô chevrolet captiva: 3

2.3 Hệ thống truyền lực: 4

2.4 Hệ thống phanh: 6

2.5 Hệ thống lái: 7

2.6 Hệ thống treo: 8

2.6.1 Hệ thống treo phía trước: 8

2.6.2 Hệ thống treo sau: 8

Phần 3: KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE CHEVROLET CAPTIVA 9

3.1 Tổng quan: 9

3.2 Một số ký hiệu trong hệ thống điện và điện tử trên xe chevrolet captiva: 10 3.3 Hệ thống cung cấp: 13

3.3.1 Chức năng của hệ thống cung cấp: 13

3.3.2 Ắc Quy: 13

3.3.3 Máy phát điện: 16

3.3.4 Sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp điện trên xe Captiva 23

3.4 Hệ thống khởi động: 23

3.4.1 Công dụng: 23

3.4.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống khởi động điện 24

3.4.3 Sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động 25

3.5 Hệ thống thông tin: 26

3.5 1. Bảng táp lô 26

3.5 2. Hệ thống mạng MPX 27

3.6 Hệ thống đo đạc và kiểm tra: 30

3.6.1 Màn hình huỳnh quang chân không (VFD) 31

Trang 8

Phạm Hưng Hải _ Lớp 15C4A iv

3.6.2 Đồng hồ báo tốc độ động cơ 32

3.6.3 Đồng hồ và cảm biến báo tốc độ xe: 32

3.6.4 Đồng hồ và cảm biến báo áp suất dầu 36

3.6.5 Đồng hồ và cảm biến báo nhiên liệu 37

3.6.6 Đồng hồ và cảm biến báo nhiệt độ nước làm mát 41

3.6.7 Các mạch đèn cảnh báo 43

3.7 Hệ thống chiếu sáng: 45

3.7.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống chiếu sáng 45

3.7.2 Thông số cơ bản và các chức năng của hệ thống chiếu sáng 45

3.7.3 Các sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng trên xe Chevrolet Captiva: 48

3.8 Hệ thống còi: 52

3.8.1 Cấu tạo còi điện: 52

3.8.2 Sơ đồ mạch điện đèn xinhan và đèn báo nguy (Turn and hazard warning light) 55 3.8.3 Đèn dừng và đèn dựu phòng (stop and backup lamps): 56

3.9 Hệ thống an toàn: 57

3.9.1 Hệ thống phanh ABS ( Hệ thống chống bó cứng bánh xe khi phanh) 57

3.9.2 Hệ thống túi khí an toàn 62

3.10 Các hệ thống phụ: 65

3.10.1 Hệ thống điều hoà không khí 65

3.10.2 Hệ thống xông kính phía sau 71

3.10.3 Hệ thống gạt nước và rửa kính 72

3.10.4 Hệ thống khoá cửa 76

3.10.5 Hệ thống nâng hạ kính 79

3.10.6 hệ thống hỗ trợ đỗ xe: 81

Phần 4: TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA CÔNG SUẤT MÁY PHÁT 82

4.1 Sơ đồ các tải công suất điện trên ô tô: 82

4.2 Tính toán công suất tiêu thụ theo các chế độ tải: 83

4.2.1 Chế độ tải hoạt động liên tục: 83

4.2.2 Chế độ tải hoạt động không liên tục 83

Phần 5: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM DÂY DẪN 87

Phần 6: CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG VÀ KHẮC PHỤC MỘT SỐ CHI TIẾT 93

6.1 Các hư hỏng và cách khắc phục trong hệ thống cung cấp 93

6.1.1 Đèn báo nạp hoạt động không bình thường 93

6.1.2 Ắc quy yếu, hết điện 93

6.1.3 Ắc quy bị nạp quá mức 94

Trang 9

Phạm Hưng Hải _ Lớp 15C4A v

6.1.4 Tiếng ồn khác thường 94

6.2 Các hư hỏng và cách khắc phục trong hệ thống chiếu sáng: 94

6.3 Các hư hỏng và cách khắc phục trong hệ thống tín hiệu 95

Phần 7: KẾT LUẬN 97

TÀI LIỆU THAM KHẢO 98

Trang 10

Phạm Hưng Hải _ Lớp 15C4A vi

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1 Sơ đồ tổng thể xe Chevrolet Captiva 2

Hình 2.2 Động cơ Fam II 2.4D 3

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực ô tô Chevrolet Captiva 4

Hình 2.4 Kết cấu hộp số tự động AW55-51LE 4

Hình 2.5 Sơ đồ hệ thống phanh chính xe Chevrolet captiva 6

Hình 2.6 Sơ đồ lắp cơ cấu lái bánh răng-thanh răng 7

Hình 2.7: Cấu tạo hệ thống treo trước 8

Hình 2.8 Cơ cấu treo sau trên ôtô Chevrolet Captiva 8

Hình 3.1 Sơ đồ phụ tải điện tổng quát 13

Hình 3.2 Cấu tạo bình ắc quy axít 14

Hình 3.3 Cấu tạo của bản cực và khối bản cực 15

Hình 3.4 Cấu tạo máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ 16

Hình 3.5 Stator và các chi tiết chính của stator 17

Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý sinh điện 17

Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý dòng điện xoay chiều 3 pha 18

Hình 3.8 Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha (Hình 1) và dòng điện phát ra (Hình 2) 19

Hình 3.9 Sơ đồ mạch bộ điều chỉnh bán dẫn IC 21

Hình 3.10 Mạch điện hệ thống cung cấp điện trên xe Ford Ranger 23

Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động 24

Hình 3.12: sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động xe captiva 25

Hình 3.13 Cấu tạo bảng táp lô xe Chevrolet Captiva 26

Hình 3.14: sơ đồ mạch điện bảng tap lo 27

Hình 3.15 Sơ đồ truyền thông tin của MPX và phương pháp thường 28

Hình 3.16 Kết cấu dây xoắn và sơ đồ truyền tín hiệu 28

Hình 3.17 Sơ đồ khử nhiễu của đường truyền dẫn động bằng điện áp chênh lệch 29

Hình 3.18 Cấu tạo màn hình huỳnh quanh chân không 31

Hình 3.19 Sơ đồ mạch đồng hồ đo tốc độ động cơ dùng cảm biến điện từ 32

Hình 3.20 Đồng hồ tốc độ xe loại cáp mềm 33

Hình 3.21 Cấu tạo đồng hồ tốc độ chỉ thị bằng kim dựa trên cảm biến Hall 34

Hình 3.22 Cấu tạo của cảm biến tốc độ 34

Hình 3.23 Sơ đồ mạch điện đồng hồ tốc độ xe loại hiển thị số 34

Hình 3.24 Cấu tạo cảm biến tốc độ xe 36

Trang 11

Phạm Hưng Hải _ Lớp 15C4A vii

Hình 3.25 Đồng hồ và cảm biến áp suất dầu kiểu nhiệt điện 37

Hình 3.26 Cấu tạo bộ cảm biến mức nhiên liệu 38

Hình 3.27 Sơ đồ mạch điện đồng hồ báo nhiên liệu điện trở lưỡng kim 38

Hình 3.28 Cấu tạo đồng hồ nhiên liệu kiểu cuộn dây chữ thập 39

Hình 3.29 Sơ đồ mạch điện đồng hồ nhiên liệu kiểu cuộn dây chữ thập 40

Hình 3.30 Sơ đồ mạch đồng hồ nhiên liệu hiển thị số 41

Hình 3.31 Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước và đường đặc tính 42

Hình 3.32 Hoạt động của đồng hồ nước làm mát 42

Hình 3.33 Sơ đồ mạch đồng hồ nhiệt độ nước làm mát hiển thị số 43

Hình 3.34 Cơ cấu báo nguy áp suất dầu bôi trơn 44

Hình 3.35 Cơ cấu báo nguy nhiệt độ nước làm mát động cơ 44

Hình 3.36 Cấu tạo bóng đèn loại dây tóc 46

Hình 3.37 Cấu tạo bóng đèn halogen 47

Hình 3.38 Sơ đồ mạch điện công tắc điều khiển đèn pha, cốt 49

Hình 3.39: sơ đồ mạch điện đèn đỗ, đèn đuôi và đèn biển số 50

Hình 3.40: sơ đồ mạch điện đèn sương mù 51

Hình 3.41: sơ đồ mạch điện các đèn bên trong xe 51

Hình 3.42 Kết cấu còi điện và sơ đồ đấu dây 52

Hình 3.43 Sơ đồ mạch còi 54

Hình 3.44 Công tắc đèn báo rẽ 55

Hình 3.45 Sơ đồ mạch điện đèn xinhan và đèn báo nguy 55

Hình 3.46: sơ đồ mạch điện đèn dừng(stop lamp) và đèn báo lùi xe (backup lamp) 56

Hình 3.47 Chu trình điều khiển kín của ABS 58

Hình 3.48 Cảm biến tốc độ bánh xe loại điện từ 58

Hình 3.49 Hoạt động của cảm biến tốc 59

Hình 3.50 Vị trí và cấu tạo cảm biến giảm tốc 59

Hình 3.51 Bộ chấp hành thuỷ lực 60

Hình 3.52: sơ đồ mạch điều khiển ABS và hệ thống cân bằng điện tử ESP 61

Hình 3.53 Sơ đồ nguyên lý hệ thống túi khí 62

Hình 3.54 Cấu tạo bộ thổi khí cho ghế lái (a) và ghế phụ (b) 63

Hình 3.55 Cấu tạo của cáp xoắn 63

Hình 3.56 SAS unit 64

Hình 3.57 Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống túi khí trên xe Chevrolet Captiva 64

Trang 12

Phạm Hưng Hải _ Lớp 15C4A viii

Hình 3.58 Cấu tạo hệ thống điều hoà không khí 65

Hình 3.59 Sơ đồ mạch cảm biến tín hiệu của hệ thống điều hòa trên xe Chevrolet Captiva 67

Hình 3.60 Cấu tạo máy nén 68

Hình 3.61 Kết cấu ly hợp điện từ 68

Hình 3.62 Cấu tạo của bộ ngưng tụ 69

Hình 3.63 Các bộ phân trong thiết bị bay hơi 70

Hình 3.64 Ống tiết lưu 70

Hình 3.65 Sơ đồ mạch điện hệ thống xông kính phía sau 72

Hình 3.66 Cấu tạo mô tơ gạt nước 73

Hình 3.67 Công tắc điều khiển dừng tự động 73

Hình 3.68 Công tắc gạt nước và rửa kính 74

Hình 3.69 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt nước và rửa kính phía trước 75

Hình 3.70: sơ đồ mạch điện hệ thống gạt nước mưa và rữa kính phía sau 76

Hình 3.71 Công tắc điều khiển khóa cửa 77

Hình 3.72 Mô tơ khóa cửa 77

Hình 3.73 Sơ đồ mạch hệ thống khoá cửa xe Chevrolet Captiva 78

Hình 3.74 Cấu tạo mô tơ nâng hạ kính 79

Hình 3.75: sơ đồ mạch điện nâng hạ kính trên xe Chevrolet Captiva 80

Hình 3.76: Sơ đồ mạch điện hệ thống hỗ trợ đỗ xe trên xe Chevrolet Captiva 81

Hình 4.1 Sơ đồ phụ tải điện trên ô tô 82

DANH SÁCH BẢNG Bảng 2-1 Bảng thông số kỹ thuật cơ bản xe Chevrolet Captiva 2

Bảng 2.2 Thông số động cơ Chevrolet Captiva 3

Bảng2.3 : Các tỷ số truyền của hộp số AW55-51LE 5

Bảng2.4 Thông số kỹ thuật của hệ thống phanh 6

Bảng 3.1 Ký hiệu một số phần tử điện và điện tử 10

Bảng 3.2 Các thông số của hệ thống chiếu sáng 45

Bảng 4.1 Mức tiêu thụ điện của các tải hoạt động liên tục [5] 83

Bảng 4.2 hệ số sử dụng của các phụ tải hoạt động không liên tục 83

Bảng 4.2 Mức tiêu thụ điện của các tải hoạt động không liên tục 85

Bảng 5.1 độ sụt trên dây dẫn tính cả mối nối theo tài liệu [2]: 87

Bảng 5.2 chiều dài dây dẫn và độ sụt áp chọn cho các phụ tải: 87

Trang 13

Phạm Hưng Hải _ Lớp 15C4A ix

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

CHỮ VIẾT TẮT:

ABS – Anti-lock Brake System: Hệ thống chống bó cứng phanh tự động

A/C – Air Conditioning: Hệ thống điều hòa nhiệt độ trên xe

AWD – All Wheel Drive: Hệ dẫn động 4 bánh chủ động toàn thời gian

BCM – Body Control Modul: Hộp điều khiển điện thân xe

CAN – Controler Area Network: Mạng điều khiển cục bộ

ECU – Engine Control Unit: Đơn vị điều khiển động cơ

ESP – Electronic Stability Program: Hệ thống cân bằng điện tử

EBD – Electronic Brake Distribution: Hệ thống phân phối lực phanh điện tử

FACT – Full Automatic Temprature control: Hộp điều khiển nhiệ độ tự động

FWD – Front Wheel Drive: Hệ dẫn động cầu trước

GND – Ground: Nối đất- mass

LED – Light Emiting Diode: Đèn phát quang (đèn LED)

MPX – Multiplex Communication System: Hệ thống thông tin phức hợp

GPS – Global Positioning System: Hệ thống định vị toàn cầu

PCM – Powertrain Control Module: Hộp điều khiển điện hệ thống truyền lực

VSS – Vehicle Speed Sensor: Cảm biến tốc độ xe

SAS – Sophisticated Airbag Sensor: Cảm biến túi khí

SDM – Security Device Manager: Thiết bị quản lí bảo mật

SSPS – Speed Sensitive Power steering: Trợ lực lái

SRS – Supplementary Retraint System: Hệ thống hỗ trợ giảm va đập

Trang 14

Phạm Hưng Hải _ Lớp 15C4A Trang 1

Ngày nay, khi mà khoa học kỹ thuật đang phát triển như vũ bão thì những ứng dụng công nghệ tiên tiến trên ô tô ngày càng nhiều Trong đó không thể thiếu những thiết bị tiện nghi trên xe, nhu cầu sử dụng xe hơi ngày càng khắt khe hơn người ta ngày càng quan tâm đến những chiếc xe được trang bị các hệ thống hiện đại, mà trên

đó không thể thiếu được các thiết bị điện, điện tử Ngược trở lại những năm 1950 và sớm hơn nữa, xe hơi chỉ được trang bị ắc quy 6V và bộ sạc điện áp 7V Dĩ nhiên, những chiếc xe cổ này cũng không cần nhiều điện năng ngoài việc đánh lửa hay vài bóng đèn thắp sáng Giữa thập kỷ 50, việc chuyển sang hệ thống điện 12V mang lại 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 Trên những chiếc xe hiện đại ngày nay, ngoài các hệ thống điện chiếu sáng còn rất nhiều các hệ thống điện rất hiện đại phục

vụ cho nhu cầu giải trí: Hệ thống âm thanh, CD, Radio…, hệ thống an toàn trên xe: ABS, hệ thống chống trộm, hệ thống túi khí an toàn, hệ thống kiểm soát động cơ,…Các hệ thống hiện đại này đã nâng giá trị của ô tô lên rất cao và con người không chỉ dừng ở đó, các kỹ sư ô tô còn có những ước mơ lớn hơn là làm sao để những chiếc

xe thật sự thân thiện với người sử dụng, đến lúc đó khi ngồi trên xe ta sẽ có cảm giác thật sự thoải mái, giảm đến mức tối thiểu các thao tác của người lái xe, mọi hoạt động của xe sẽ được kiểm soát và điều chỉnh một cách hợp lý nhất

Để có được những chiếc xe hiện đại và tiện nghi như vậy cần rất nhiều các thiết

bị điều khiển, những thiết bị này có thể đã được lập trình sẵn hoặc không Tuy nhiên chúng cùng có một đặc điểm chung là phải sử dụng nguồn điện trên ô tô, nguồn điện này được cung cấp bởi ắc quy và máy phát

Với những ý nghĩa tốt đẹp đó em quyết định chọn đề tài “Khảo sát và tính toán kiểm tra hệ thống điện thân xe chevrolet captiva”, em cũng mong với đề tài này sẽ là

một cuốn tài liệu chung nhất cho công việc sửa chữa các hệ thống điện nói chung và

hệ thống điện thân xe nói riêng

Trong đề tài này em tập trung vào tìm hiểu các sơ đồ mạch điện của các hệ thống điện bố trí trên xe và các kết cấu, nguyên lý làm việc Từ đó phân tích, chẩn đoán các dạng hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục hư hỏng

Trang 15

2.1 Sơ đồ tổng thể ô tô chevrolet captiva:

Hình 2.1 Sơ đồ tổng thể xe Chevrolet Captiva Bảng 2-1 Bảng thông số kỹ thuật cơ bản xe Chevrolet Captiva

Trang 16

2.2 Động cơ sử dụng trên ô tô chevrolet captiva:

Xe Chevrolet Captiva được trang bị động cơ FAM II 2.4D Động cơ DOHC 16V 2.4 lít, 136 sức ngựa tại 5.000 vòng/ phút và mô men xoắn cực đại 220N.m tại 2.200 vòng/ phút trục cam kép (DOHC) Một trục cam điều khiển các xupap nạp, còn trục cam kia điều khiển xupap xả Trục cam được nằm ở trên các cổ trục trên nắp máy

và được giữ bởi các nắp cổ trục cam Trên các cổ trục cam có các lỗ để dẫn dầu bôi trơn cho các cổ trục Dầu bôi trơn hồi về các te thông qua các đường hồi về nắp máy

và than máy Biên dạng cam dùng để mở các xupap nạp và xả một cách chính xác về thời điểm Các biên dạng cam được bôi trơn bằng dầu từ các con đội thủy lực Hộp số

tự động với 5 tốc độ và được điều khiển bằng điện tử Các bộ phận chính của hộp số là

bộ chuyển đổi mô men, cụm bánh răng hành tinh, hệ thống điều khiển thủy lực và điện

tử Hộp số tự động chuyển số nhẹ nhàng, ít bị rung giật Khả năng vận hành của động

cơ này khá tốt, cả trên đường đô thị hay đường trường Chevrolet Captiva đều rất linh hoạt với khả năng lấy lại tốc độ nhanh chóng

Hình 2.2 Động cơ Fam II 2.4D Bảng 2.2 Thông số động cơ Chevrolet Captiva

Số xy lanh và bố trí 4 máy thẳng hang (1-3-4-2)

Cơ cấu xu páp 16 xupap DOHC, dẫn động xích

Đường kính xy lanh x Hành trình

Công suất cực đại [KW] 100 (tại 5000 vòng/ phút)

Mômem cực đại [N.m] 220 (tại 2200 vòng/ phút)

Trang 17

2.3 Hệ thống truyền lực:

Hệ thống truyền lực của ôtô Chevrolet Captiva được bố trí theo kiểu FF (động cơ

nằm ngang đặt ở đằng trước, cầu trước chủ động) Ô tô Chevrolet Captiva đang khảo sát có cầu trước chủ động dẫn hướng

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực ô tô Chevrolet Captiva

1 - Động cơ; 2 - Bán trục; 3 - Hộp số

2 3 4

Trang 18

Hệ thống truyền lực tích hợp vào trong một cụm gồm có phần biến mô thuỷ lực đảm nhiệm luôn vai trò là ly hợp Phần hộp số gồm có các cơ cấu bánh răng, các

phanh, ly hợp, khớp một chiều Và truyền lực cuối cùng(bộ vi sai) cũng tích hợp luôn trong đó

Hộp tự động AW55-51LE lắp trên ôtô Chevrolet Captiva là hộp số tự động 5 cấp

số tiến và 1 cấp số lùi Do ôtô có cầu trước là cầu chủ động nên hộp số đặt nằm ngang Mômen xoắn được truyền từ động cơ qua biến mô, qua bộ truyền lực hành tinh đến hộp vi sai rồi ra hai bánh xe trước Do đó, hộp vi sai được đặt bên trong hộp số, vì thế hộp số có kết cấu nhỏ gọn

Việc thay đổi tỷ số truyền của hộp số cho phù hợp với chế độ động cơ được điều khiển bởi hộp điều khiển hộp số tự động kết nối với hộp điều khiển động cơ

Khối điều khiển điện tử hộp số tự động nhận thông tin từ những cảm biến đặt trên

xe sau đó xử lý những thông tin đó và chuyển đổi thành những tín hiệu ra điều khiển những van điện từ để thực hiện việc thay đổi tỷ số truyền của hộp số

Bảng2.3 : Các tỷ số truyền của hộp số AW55-51LE

Tỷ số truyền hộp số

và truyền lực đến trục thứ cấp của hộp số thông qua bộ truyền lực của cơ cấu bánh răng hành tinh

Loại ly hợp này có nhiều ưu điểm hơn so với loại ly hợp ma sát

Trang 19

2.4 Hệ thống phanh:

Bảng2.4 Thông số kỹ thuật của hệ thống phanh

Đĩa phanh trước

Hình 2.5 Sơ đồ hệ thống phanh chính xe Chevrolet captiva

1 – Đĩa phanh; 2 - Vòng răng; 3 – Xilanh chính; 4 – Bấu trợ lực;

5 – Công tắc;6,12 – Các cảm biến; 7- Dòng phanh ;8 - Bộ thuỷ lực + máy tính; 9– Đèn

báo ABS; 10 – Đèn báo phanh;11 – Dòng phanh

Trang 20

2.5 Hệ thống lái:

Hệ thống lái trên ô tô Chevrolet captive là hệ thống lái kiểu bánh răng- thanh răng, có bộ trợ lực lái bằng thuỷ lực nên giúp giảm nhẹ lao động cho người lái và tăng tính an toàn lao động Hệ thống trợ lực lái gồm 3 tổng thành: bơm trợ lực lái, bình dầu

và cơ cấu lái Bơm trợ lực lái là kiểu bơm cánh gạt, cơ cấu lái có các van điều khiển dòng dầu trợ lực vào các piston của thanh răng

Hệ thống lái xe Chevrolet captiva gồm các thông số sau:

Đường kính ngoài của vô lăng có túi khí: 390 [mm]

Số vòng quay tối đa: 3,4 [mm]

Cột lái có thể điều chỉnh được, có cơ cấu giảm chấn và chỉnh nghiêng

Trợ lực lái dạng liên động

Hình thang lái sau trục trước

Tỉ số truyền có trợ lực lái : 18,5

Cơ cấu lái loại bánh răng và thanh răng

Thể tích dầu trong trợ lực lái : 1,1 (lít)

Hình 2.6 Sơ đồ lắp cơ cấu lái bánh răng-thanh răng

1 - Khớp nối; 2 - Thanh răng

Trang 21

2.6 Hệ thống treo:

2.6.1 Hệ thống treo phía trước:

Hệ thống treo trước kiểu Macpherson với thanh cân bằng làm tăng độ chắc chắn, độ êm và độ bám đường, giúp điều khiển xe dễ dàng và thoải mái hơn

Hình 2.7: Cấu tạo hệ thống treo trước

1- Lò xo; 2- Bộ giảm chấn ống; 3- Thanh nối của bộ cân bằng ngang 2.6.2 Hệ thống treo sau:

Là loại hệ thống treo đa liên kết, sử dụng lò xo trụ,

Giảm chấn thuỷ lực, xi lanh tác động kép,

Giảm chấn sử dụng trên hệ thống treo sau là loại giảm chấn thuỷ lực, tác động kép

Hình 2.8 Cơ cấu treo sau trên ôtô Chevrolet Captiva

1 – Lò xo trụ; 2 - Ống giảm chấn; 3, 6 – Các tay đòn; 4 – Thanh cân bằng;

5 – Thanh dẫn hướng

Trang 22

Phần 3: KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE CHEVROLET CAPTIVA 3.1 Tổng quan:

Công nghiệp ôtô - máy kéo ngày càng phát triển, kết cấu ôtô máy kéo ngày càng hoàn thiện thì mức độ tự động hóa, điện tử hóa của chúng ngày càng cao Yêu cầu về mặt tiện nghi, về tính an toàn của chuyển động càng lớn thì hệ thống trang thiết

bị điện trên ôtô - máy kéo ngày càng phức tạp và hiện đại

Nếu như trên những ôtô - máy kéo đầu tiên các trang thiết bị điện hầu như không có gì ngoài bộ phận để châm lửa hỗn hợp cháy rất thô sơ bằng dây đốt, thì ngày nay trên ôtô - máy kéo, điện năng đã được sử dụng để thực hiện rất nhiều chức năng trên các hệ thống sau:

- Hệ thống cung cấp điện (Charging system): Bao gồm ắc quy, máy phát điện, các

bộ điều chỉnh điện

- Hệ thống khởi động (Starting system): Bao gồm máy khởi động (động cơ điện), các rơle điều khiển và các rơle bảo vệ khởi động Ngoài ra, đối với động cơ Diesel còn trang

bị thêm hệ thống xông máy

- Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu (lighting and signal system): Gồm các đèn chiếu sáng, đèn tín hiệu, còi, các công tắc và các rơle

- Hệ thống đo đạc và kiểm tra (Gauging system): Bao gồm các đồng hồ trên bảng Taplô (đồng hồ tốc độ động cơ, đồng hồ tốc độ xe, đồng hồ đo nhiên liệu, đồng hồ đo nhiệt độ nước làm mát) và các đèn báo hiệu

- Hệ thống điều khiển ôtô (Vehicle control system): Gồm hệ thống điều khiển phanh chống hãm cứng (ABS), hộp số tự động, hệ thống lái, hệ thống treo, hệ thống truyền 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 các thiết bị phụ: Bao gồm quạt gió, hệ thống gạt nước rửa kính, nâng hạ kính, đóng mở cửa xe, radio, tivi, hệ thống chống trộm, hệ thống nâng hạ ghế…

Các hệ thống trên hợp thành một hệ thống nhất, là hệ thống điện trên ôtô máy kéo, với hai phần chính: Nguồn điện (hệ thống cung cấp điện) và các bộ phận tiêu thụ điện (các hệ thống khác)

- Nguồn điện trên ôtô: Là nguồn một chiều được cung cấp bởi ắcquy 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 ăcquy khi khởi

Trang 23

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

Cùng với sự phát triển vượt bậc của kỹ thuật điện tử và điều khiển tự động, các trang thiết bị điện, điện tử trên các ôtô - máy kéo hiện đại hiện nay không tồn tại dưới các bộ phận, các cụm tương đối độc lập về chức năng như trước mà được kết hợp lại thành các vi mạch tích hợp, được xử lý và điều khiển thống nhất bởi một bộ xử lý trung tâm, làm việc theo các chương trình đã được dựng sẵn

3.2 Một số ký hiệu trong hệ thống điện và điện tử trên xe chevrolet captiva:

Bảng 3.1 Ký hiệu một số phần tử điện và điện tử

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

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

Trang 24

5

Bóng đèn 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

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

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

dòng điện đi qua

Trang 25

phép điều khiển các dòng

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 điên áp

Có thể thay đổi được

19 Diode phát quang (LED) Là một loại diode phát sáng khi có

dòng điện chạy qua

Trang 26

3.3 Hệ thống cung cấp:

3.3.1 Chức năng của hệ thống cung cấp:

Xe được trang bị rất nhiều thiết bị điện để lái xe được an toàn và thuận tiện.Xe cần sử dụng điện không chỉ khi đang chạy mà cả khi dừng.Vì vậy, xe có ắc quy để cung cấp điện và hệ thống nạp để tạo ra nguồn cung cấp điện khi động cơ đang nổ máy.Hệ thống nạp cung cấp điện cho tất cả các thiết bị điện và để nạp điện cho ắc qui

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

bộ chỉnh lưu (đặt trong máy phát); bộ điều chỉnh điện (đặt trong máy phát); Đèn báo xạc,công tắc máy

3.3.2 Ắc Quy:

Để cung cấp điện cho các vật dùng điện khi động cơ không làm việc, người ta

sử dụng nguồn điện hóa học một chiều gọi là ắc quy Trong ắc quy, hóa năng biến thành điện năng

Có nhiều phương pháp để phân loại ắc quy , tuy nhiên trên ô tô hiện nay thường

sử dụng hai loại chính là ắc quy nước và ắc quy khô, việc sử dụng ắc quy khô trên ô

tô có tính ưu việt hơn hẳn so với ắc quynước Tuy nhiên nếu so sánh hai ắc quy có cùng dung lượng như nhau thì ắc quy nước có thời gian đề máy và tuổi thọ cao hơn

Theo tính chất dung dịch điện phân, ắcquy nước được chia ra các loại:

+ Ắc quy axít: dung dich điện phân là axít H2SO4

+ Ắc quy kiềm: dung dịch điện phân là KOH hoặc NaOH

Hình 3.1 Sơ đồ phụ tải điện tổng quát

Trang 27

So sánh hai loại ắc quy axít và kiềm thì ắc quy axít có suất điện động mỗi ngăn cao hơn (~2V), điện trở trong nhỏ hơn, nên khi phóng với dòng lớn độ sụt thế ít, chất lượng khởi động tốt hơn Ắc quy kiềm có suất điện động mỗi ngăn khoảng 1,38V, giá thành cao hơn (2÷3 lần) do phải sử dụng các loại vật liệu quý hiếm như bạc, niken, cađimi, điện trở trong lớn hơn

Tuy vậy, ắc quy kiềm có độ bền cơ học và tuổi thọ cao hơn (4÷5 lần), làm việc tin cậy hơn

Trên đa số ô tô hiện nay đều sử dụng ắc quy axit

Qp = Ip.tp (A.h) (3.1) Trong đó: Ip- Dòng điện phóng (A); tp- Thời gian phóng (h)

Điện dung nạp Qn): là điện lượng mà ắc quy tiếp nhận được trong quá trình nạp [5]

Trong đó: In- Dòng điện nạp (A); tn- Thời gian nạp (h)

Do có các tổn hao trong quá trình nạp, nên điện dung nạp thường phải lớn hơn điện dung phóng 10÷15%

Cấu tạo của ắc quy:

Để tạo được một bình ắc quy có thế hiệu (6, 12 hay 24V) người ta mắc nối tiếp các khối ắcquy đơn lại với nhau thành bình ắc quy vì mỗi bình ắc quy đơn chỉ cho suất điện động (~2V) Trên ô tô hiện nay thường sử dụng ắc quy 12 (V)

+ Vỏ bình: có dạng hình hộp chữ nhật, làm bằng nhựa êbônít, cao su cứng hay chất dẻo chịu a xít và được chia thành các ngăn tương ứng với số lượng các ắc quy đơn cần thiết Trong các ngăn đó được đặt các khối bản cực Dưới đáy vỏ bình có các gân dọc

Hình 3.2 Cấu tạo bình ắc quy axít

Trang 28

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 Mỗi bản cực gồm có phần cốt hình mắt cáo và các chất tác dụng trát trên nó Phần trên của cốt có tai 3 (hình 3-2) 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

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

Chất tác dụng trên bản cực âm được chế tạo từ bột chì và dung dịch a xít

H2SO4, ngoài ra để tăng độ xốp, giảm khả năng co và hoá cứng bản cực người ta còn cho thêm 2÷3% chất nở Để làm chất nở có thể sử dụng các chất hữu cơ hoạt tính bề mặt hỗn hợp với sun phát bari BaSO4 như các muối humát chế tạo từ than bùn, bồ hóng, chất thuộc da

Chất tác dụng trên bản cực dương: Được chế tạo từ minium chì Pb3O4, monoxít chì PbO và dung dịch a xít H2SO4 Ngoài ra, để tăng độ bền người ta còn cho thêm sợi polipropilen

Các phân khối bản cực và tấm ngăn được lắp ráp lại tạo thành khối bản cực Số bản cực âm thường lớn hơn số bản cực dương một bản để đặt các bản cực dương vào

Hình 3.3 Cấu tạo của bản cực và khối bản cực

a Phần cốt; b Nửa khối bản cực; c Khối bản cực và tấm cách; d Tấm cách

Trang 29

giữa các bản cực âm, đảm bảo cho các bản cực dương làm việc đều cả hai mặt để tránh cong vênh và bong rơi chất tác dụng

+ 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

+ Ngoài ra còn một số các chi tiết khác như: nút, nắp, cầu nối, ống thông hơi

3.3.3 Máy phát điện:

Máy phát là nguồn điện chính trên ô tô máy kéo (ở số vòng quay trung bình và lớn của động cơ), nó có nhiệm vụ:

- Cung cấp điện cho tất cả các phụ tải

- Nạp điện cho ắc quy

 Trên hầu hết các ô tô hiện đại ngày nay người ta đều sử dụng loại máy phát xoay chiều 3 pha kích thích kiểu điện từ

3.3.2.1 Cấu tạo máy phát điện xoay chiều

Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều kich thích kiểu điện từ loại có vòng tiếp điện gồm những bộ phận chính là: 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 xoay chiều kích thích kiểu điện

từ

1 Quạt làm mát; 2 Bộ chỉnh lưu; 3 Vòng tiếp điện; 4 Bộ điều chỉnh

điện và chổi than; 5.Rotor; 6 Stato; 7.Vỏ; 8 Puli

Trang 30

Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý sinh điện

a Sơ đồ nguyên lý; b Dòng điện xoay chiều 1 pha trong một chu kỳ

❖ 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

❖ 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

3.3.3.2 Nguyên lý sinh điện của máy phát điện xoay chiều 3 pha

Khi nam châm quay trong cuộn dây, điện áp sẽ sinh ra giữa 2 đầu cuộn dây

Điện áp này sẽ sinh ra một dòng điện xoay chiều

Mối liên hệ giữa dòng điện sinh ra trong cuộn dây và vị trí của nam châm được chỉ ra trong hình 3.7 Dòng điện lớn nhất được sinh ra khi cực N và cực S của nam

Hình 3.5 Rotor và các chi tiết chính của rotor

Hình 3.5 Stator và các chi tiết chính của stator

Trang 31

châm gần với cuộn dây nhất Tuy nhiên, chiều dòng điện ở mỗi nửa vòng quay của nam châm lại ngược nhau

Dựa trên nguyên lý trên và để sinh ra dòng điện một cách hiệu quả hơn, máy phát điện trên ô tô dùng 3 cuộn dây bố trí lệch nhau một góc 1200 trên stator

Mỗi cuộn A, B, C được đặt chênh nhau 1200 Khi nam châm quay giữa chúng dòng điện xoay chiều được sinh ra trong mỗi cuộn dây Dòng điện bao gồm 3 dòng

xoay chiều được gọi là “dòng xoay chiều 3 pha”

3.3.2.2 Bộ chỉnh lưu

Các thiết bị điện trên xe đều yêu cầu dòng điện một chiều để hoạt động và ắc quy cần dòng điện một chiều để nạp Trên ôtô hiện đại đều sử dụng máy phát điện xoay chiều 3 pha nên muốn sử dụng dòng điện này cần phải biến đổi thành dòng một chiều Việc biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng một chiều gọi là “chỉnh lưu” Trên ôtô thường sử dụng bộ chỉnh lưu cầu 3 pha Biện pháp đơn giản nhất để chỉnh lưu dòng điện là sử dụng các diod

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

Điện áp tức thời trên các pha A, B, C theo [6] là :

UA = Um.sin t ; UB = Um.sin(t−2/3); UC = Um.sin(t+2/3)

Trang 32

Trên sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha này có 6 diode, 3 diode ở nhóm trên hay còn gọi

lá các diode dương (D1, D3, D5), có các catod được nối với nhau Nhóm dưới còn gọi

là các diode âm (D2, D4, D6) các anode được nối với nhau

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

cuộn dây A có điện áp dương nhất, cuộn dây B có điện áp âm nhất

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 (Hình 1) và dòng điện phát ra (Hình 2)

Hình 2

Hình 1

Cuộn dây diode

Tải

Trang 33

Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây A tới cuộn dây C

Cuộn dây A→Điểm 1→Diode D1→ Tải→Diode D6 →Điểm 3 →Cuộn dây C

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

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

Cuộn dây B→Điểm 2→Diode D3→Tải →Diode D6 →Điểm 3→Cuộn dây C

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

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

Ta nhận thấy dòng điện sau khi được nắn (chỉnh lưu) thành dòng một chiều vẫn còn nhấp nhô, 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

3.3.2.3 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

Trang 34

phát Tất cả các chức năng này ở hệ thống cung cấp điện cho ôtô, máy kéo được thực hiện tự động nhờ bộ điều chỉnh điện

Điện áp của máy phát được xác định như sau [5]:





+

=1

Từ biểu thức 3.8 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 (3-8) ta thấy

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

Các ôtô hiện đại ngày nay người ta thường sử dụng loại bộ điều chỉnh điện áp bấn dẫn IC (Intergrated Circuit) vì những ưu điểm nổi bật của nó so với các loại bộ điều chỉnh điện áp cơ khí Khi sử dụng bộ điều chỉnh điện áp cơ khí có hai nhược điểm quan trọng là tính trễ và đặc tính nhiệt độ của nó, tính trễ gây ra sự sụt áp, khi tiếp điểm cơ khí làm việc ở tốc cao với dòng lớn sẽ sinh nhiệt lớn làm tiếp điểm nhanh mòn và phải thường xuyên bảo dưỡng Ưu điểm của bộ điều chỉnh bán dẫn IC là:

- Điện áp điều chỉnh ổn định, biên độ dao động nhỏ

- Dải điện áp ra hẹp hơn và ít thay đổi theo thời gian

- Chịu được rung động và có độ bền cao do không có các chi tiết chuyển động

Hình 3.9 Sơ đồ mạch bộ điều chỉnh bán

dẫn IC

Trang 35

Vai trò các thành phần của bộ điều chỉnh điện:

- IC: Theo dõi điện áp ra và điều khiển dòng kích, đèn báo sạc và tải ở đầu dây L

- TR1: Điều chỉnh dòng điện qua cuộn dây kích từ

- TR2: Điều khiển nguồn cung cấp cho tải được nối với cực L

- TR3: Điều khiển tắt mở đèn báo sạc

- D1: Diode hút lực điện từ của cuộn dây kích từ

- Chân IG: Nhận biết công tắc máy bật và chuyển thành tín hiệu đến bộ điều chỉnh

- Chân B: Nhận biết điện áp ra của máy phát (khi có sự cố)

- Chân F: Điều khiển dòng qua cuộn kích từ

- Chân S: Nhận biết điện áp ắc quy và truyền tín hiệu đến bộ điều chỉnh

- Chân L: Nối mass cho đèn báo sạc (khi TR3 mở), cung cấp điện cho tải (khi TR2 mở)

- Chân P: Nhận biết tình trạng phát điện và đưa tín hiệu đến bộ điều chỉnh

- Chân E: Nối mass cho bộ điều chỉnh điện

Nguyên lý hoạt động:

- Khi công tắc máy bật, động cơ chưa hoạt động, máy phát điện không phát điện,

IC nhận biết 0 (V) tại đầu P Nó điều khiển con TR1 tự đóng ngắt liên tục làm giảm dòng qua cuộn dây kích từ để ắc quy không bị phóng hết điện.Đồng thời nó điều khiển TR3 dẫn khiến dòng qua đèn báo sạc và đèn báo sạc sáng

- Khi máy phát điện quay và phát điện điện áp tại đầu P sẽ làm IC điều khiển khoá TR3→Đèn báo sạc tắt, lúc này TR2 đóng → có dòng qua tải

- Khi điện áp ở chân S tăng vượt qua điện áp hiệu chỉnh (động cơ đang hoạt động)

IC điều khiển TR1 ngắt →điện áp ở đầu S giảm xuống Dòng qua cuộn kích giảm làm sinh ra sức điện động tự cảm trong cuộn kích từ có thể đánh thủng TR1 nên sử dụng diode D1 giảm nó

- Khi điện áp ở đầu S giảm xuống dưới điện áp hiệu chỉnh (động cơ đang hoạt động) IC nhận biết được và điều khiển TR1 dẫn làm tăng dòng qua cuộn dây kích từ

→điện áp hiệu chỉnh lại tăng lên

Việc đóng, ngắt dòng qua cuộn kích từ được thực hiện nhiều lần trong một thời gian ngắn làm cho điện áp ra của máy phát ổn định

Trang 36

3.3.4 Sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp điện trín xe Captiva

Khi động cơ chưa lăm việc hoặc lăm việc ở số vòng quay nhỏ (Umf < Uaq) thì toăn bộ câc phụ tải sử dụng điện của ắc quy, Khi đông cơ lăm việc ở số vòng quay trung bình vă lớn →mây phât lă nguồn điện cung cấp cho tất cả câc phụ tải vă nạp điện cho ắc quy

3.4 Hệ thống khởi động:

3.4.1 Công dụng:

Hệ thống khởi động có nhiệm vụ cung cấp một nguồn năng lượng bín ngoăi, quay động cơ đến một tốc độ tối thiểu năo đó để đảm bảo nhiín liệu đưa văo động cơ có thể đốt chây được vă sau đó động cơ có thể tự lăm việc được Tốc độ tối thiểu đó gọi lă tốc độ khởi động của động cơ (nkd)

Đối với động cơ xăng tốc độ khởi động cần phải đảm bảo tạo được độ chđn không cần thiết trong đường nạp để hỗn hợp hoă trộn tốt vă chuyển động đủ nhanh để giảm hiện tượng ngưng tụ hơi nhiín liệu Tốc độ khởi động của động cơ xăng thường nằm trong khoảng 35÷50 (v/ph) Trong khi đó, động cơ Diezel cần tốc độ khởi động lớn hơn để đảm bảo cho nhiín liệu tự bốc chây được cần phải có một nhiệt độ đủ lớn ở cuối kỳ nĩn ,tốc độ khởi động của động cơ diesel văo khoảng 100÷200 (v/ph)

Hình 3.10 Mạch điện hệ thống cung cấp điện trín xe

Ford Ranger

Bộ điề u chỉnh bán dẫ n IC BATTERY

Bảng táp lô

Máy phát

B (E)

L/W (E)

B/W(E) L/W(E)

B/W(E)

W/B (F)

Main 80A INJ/FIP 20A

Trang 37

Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động

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

chì; 12 Rơle máy khởi động; 13 Công tắc máy khởi động

3.4.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống khởi động điện

Hầu hết trên ô tô đều trang bị hệ thống khởi động bằng động cơ điện một chiều

Khi bật công tắc máy khởi động ở vị trí Star (13) có dòng điện từ (+) Ắc quy → Cầu chì (11) → Rơle (12) → Vào đồng thời cuộn kéo (8) và cuộn giữ (7) 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 phía phải áp đĩa tiếp điện vào hai tiếp điểm đóng mạch cho dòng điện chạy trực tiếp từ (+)

ắc quy vào roto máy khởi động làm quay máy khởi động

Công dụng của cuộn kéo là tạo thêm từ trường đủ mạnh vào lúc đầu để đẩy bánh răng khớp truyền động cài vào vành răng bánh đà, áp đĩa tiếp điện vào hai tiếp điểm Khi đĩa tiếp điện đã áp vào hai tiếp điểm thì điện (+) ắc quy đặt vào cả hai đầu dây của cuộn kéo nên không có dòng điện qua cuộn này Cuộn giữ vẫn tiếp tục tạo từ trường duy trì đĩa tiếp điện áp vào hai tiếp điểm đóng mạch cho máy khởi động

Trang 38

3.4.3 Sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động

Nguyên lí hoạt động: Khi nhấn nút khởi động sẽ gửi tín iệu đến bộ điều khiển ECM, ECM sẽ điều khiển đóng relay khởi động, lúc này sẽ xuất hiện dòng như sau Nguồn B+ đến starter relay đến cuộn solenoid máy khởi động làm đóng tiếp điểm nối motor khởi động với nguồn, lúc này máy khởi động làm việc

Hình 3.12: sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động xe captiva

Trang 39

3.5 Hệ thống thông tin:

Hệ thống thông tin trên xe bao gồm các bảng đồng hồ (tableau), màn hình và các đèn báo giúp tài xế và người sửa chữa biết được thông tin về tình trạng hoạt động của các hệ thống chính trong xe

3.5 1 Bảng táp lô

3.5.1.1 Cấu tạo bảng táp lô:

Hình 3.13 Cấu tạo bảng táp lô xe Chevrolet Captiva

Đồng hồ đô tốc độ động cơ; 2 Đèn cảnh báo xin rẽ trái; 3 Đồng hồ báo mức nhiên liệu; 4 Đồng hồ báo số km đi được; 5 Đèn cảnh báo xin rẽ phải; 6 Đồng hồ đo tốc độ

xe; 7 Đồng hồ báo nhiệt độ nước làm mát;

8 Đèn báo có cửa chưa đóng chặt; 9 Đèn báo đang bật đèn pha;

10 Đèn báo đang bật đèn sương mù; 11 Đèn báo nạp; 12 Đồng hồ báo chưa thắt dây

an toàn; 13 Đèn báo xông máy; 14 Đèn cảnh báo hệ thống túi khí;

15 Đèn cảnh báo áp suất nhớt thấp;16 Đèn báo đang sử dụng bốn bánh dẫn hướng;

17 Đèn cảnh báo hệ thống ABS; 18.Đèn báo lỗi trợ lực lái; 19 Đèn báo phanh tay; 20 Đèn báo lỗi hộp số tự động;21 Đèn rửa kính phí sau; 22 Đèn báo lọc nhớt; 23 Đèn báo nước lọt và hệ thống nhiên liệu; 24 Đèn báo kiểm tra lỗi động cơ; 25 Đèn báo hệ thống hỗ trợ đỗ xe hoạt động; 26 Đèn báo tắt hệ thống cân bằng điện tử ESP

Trang 40

3.5.1.2 Sơ đồ mạch điện bảng táp lô:

Tín hiệu từ các cảm biến, các mạch tín hiệu và bộ điều khiển BCM được truyền đến và hiển thị trên mạch bảng taplo và các đèn tín hiệu trên bảng taplo

3.5 2 Hệ thống mạng MPX

Trong những năm gần đây với sự phát triển đột phá của công nghệ ECU và cảm biến đã gắn kết nhiều thông tin rất hiện đại vào trong hoạt động của xe Tuy nhiên sự gia tăng trọng lượng của xe do các thiết bị điện, điện tử đã trở thành gánh nặng cho công nghệ xe hơi Để giải quyết vấn đề này các nhà sản xuất đã phát triển hệ thống mạng MPX

Hệ thống mạng MPX là phương thức thông tin liên lạc, nó truyền hay nhận hai

Hình 3.14: sơ đồ mạch điện bảng tap lo

Định dạng
Số trang	111
Dung lượng	3,13 MB