Giáo trình Trang bị điện ô tô 1 (Nghề: Công nghệ ô tô - CĐ/TC) - Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:119

Thêm vào BST

Báo xấu

40
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Trang bị điện ô tô 1 cung cấp cho người học những kiến thức như: Hệ thống khởi động; Hệ thống đánh lửa; Hệ thống cung cấp điện; Hệ thống điện thân xe; Hệ thống thông tin; Hệ thống Lạnh; Sơ đồ mạch điện. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Trang bị điện ô tô 1 (Nghề: Công nghệ ô tô - CĐ/TC) - Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp

TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP KHOA CƠ KHÍ – XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: TRANG BỊ ĐIỆN Ô TÔ 1 NGHỀ: CÔNG NGHỆ ÔTÔ TRÌNH ĐỘ: Cao Đẳng – Trung Cấp (Ban hành kèm theo Quyết định Số: ngày tháng năm 2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 2
LỜI GIỚI THIỆU Nghề công nghệ ôtô dạy tại trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp đào tạo các kiến thức cơ bản về động cơ xăng, động cơ dầu, gầm ôtô, điện động cơ, điện thân xe, điện điều khiển động cơ. Giáo trình Trang bị điện ô tô được biên soạn dựa trên các kiến thức đào tạo kỹ thuật viên của Toyota, …và giáo trình Hệ thống điện và điện tử trên ô tô hiện đại của trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM. Ngoài ra, giáo trình còn được biên soạn với tiêu chí dựa trên những thiết bị dạy học sẵn có tại Khoa Cơ khí-Xây dựng – Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp. Cuốn giáo trình lý thuyết này được viết thành 7 chương: Chương 1: Hệ thống khởi động. Chương 2: Hệ thống đánh lửa. Chương 3: Hệ thống cung cấp điện. Chương 4: Hệ thống điện thân xe. Chương 5: Hệ thống thông tin. Chương 6: Hệ thống Lạnh Chương 7: Sơ đồ mạch điện Đây là lần đầu tiên giáo trình hệ thống điều khiển động cơ được đưa vào giảng dạy nên không tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả mong được sự đóng góp quý báu từ Quý Thầy cô và bạn đọc. …............, ngày…..........tháng…........... năm…… Tham gia biên soạn Phạm Đức Huy 3
MỤC LỤC  1. LỜI GIỚI THIỆU ..................................................................................... 3 2. GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN ......................................................... 5 3. Chương 1: Hệ thống khởi động ................................................................... 6 4. Chương 2: Hệ thống đánh lửa .................................................................... 21 5. Chương 3: Hệ thống cung cấp điện ........................................................... 37 6. Chương 4: Hệ thống điện thân xe .............................................................. 49 7. Chương 5: Hệ thống thông tin ................................................................... 81 8. Chương 6: Hệ thống Lạnh ......................................................................... 91 9. Chương 7 : Sơ đồ mạch điện ................................................................... 105 10. TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................... 118 4
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN Tên mô đun: Tr ng ị điện ô tô Mã mô đun: CMH17 I. Vị trí, tính chất của môn học: - Vị trí: môn học này bố trí dạy sau các môn học: MH 09, MH 10, MH 12, MH13, MH 14; bố trí giảng dạy trước các mô đun MĐ21, MĐ22, MĐ23, MĐ24. - Tính chất: là môn học lý thuyết chuyên môn làm nền tảng cho các mô đun MĐ21, MĐ22, MĐ23, MĐ24. II. Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: Hiểu được nguyên lý hoạt động, cấu tạo chung, các hệ thống điện trang bị trên ô tô. - Về kỹ năng: Trình bày được nguyên lý hoạt động, cấu tạo chung, các hệ thống điện trang bị trên ô tô. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Có khả năng tự phân tích và giải thích được nguyên lý làm việc các sơ đồ hệ thống điện ô tô các đời khác nhau. Chuyên cần, cẩn thận. III. Nội dung môn học: 5
CHƢƠNG 1: HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG Mã chƣơng: CMH 17 - 01 Giới thiệu Bài này cung cấp cho học sinh các kiến thức về chức năng, cấu tạo, sơ đồ mạch điện, nguyên lý của hệ thống khởi động trên ô tô. Mục tiêu củ ài: Kiến thức: Học xong chương này HS, SV hiểu, trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy khởi động điện trên ô tô; trình bày được công dụng từng bộ phận chính trên máy khởi động điện. Kỹ năng: Phân biệt và gọi tên được các chi tiết, bộ phận. Năng lực tự chủ và trách nhiệm Phân tích, trình bài được nguyên lý hoạt động của hệ thống ở các hãng khác nhau. Có tinh thần trách nhiệm, cẩn thận, tỉ mỹ. * Nội dung chƣơng: 6
1. Công dụng Hệ thống khởi động ô tô có nhiệm vụ làm quay trục khuỷu để động cơ thực hiện các kỳ hút nén ban đầu khi động cơ chưa làm việc. 2. Phân loại hệ thống khởi động. 1. Nguồn điện. 2. Khoá điện 3.Rơ le khởi động 4.Máy khởi động Hình 1.2: hệ thống khởi động có relay điều khiển Khi bật khoá điện (2) nấc khởi động (ST): cuộn dây rơ le khởi động có dòng điện chạy qua và kín mạch, tạo ra lực từ hút đóng tiếp điểm trong rơ le, nối thông cực B và 50 với nhau. Dòng điện qua cuộn dây rơ le khởi động đi như sau: (+)ắc quy--> cọc chính khoá điện --> cọc (ST) khoá điện--> cọc ST rơ le khởi động --> Cuộn dây rơ le khởi động --> cọc E rơ le khởi động --> Mát --> (-)ắc quy. Khi tiếp điểm của rơ le khởi động được nối thông sẽ có dòng điện cung cấp cho cuộn dây hút, giữ của máy khởi động, dòng điện đó đi như sau: (+)ắc quy --> cầu chì--> cọc (B) rơ le khởi động --> cọc (50) rơ le khởi động --> cuộn giữ --> Mát--> (-) ắc quy. cuộn dây hút--> cọc (C) rơ le máy khởi động--> các cuộn dây Stato máy khởi động --> Chổi than(+ ) --> Cuộn dây rô to --> Chổi than (-)--> (-)ắc quy. 7
Khi cuộn dây rơ le máy khởi động có dòng điện đi qua sẽ sinh ra lực từ hút và đóng tiếp điểm nối thông cọc (30) và cọc (C) cung cấp dòng điện làm việc cho máy khởi động, dòng điện đó đi như sau: (+)ắc quy --> cọc (30) rơ le --> Tiếp điểm -->cọc (C) rơ le --> cuộn Stato máy khởi động -->chổi than (+) -->cuộn Rôto máy khởi động -->chổi than (-) -- >mát -->(-)ắc quy. 3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động củ động cơ điện 1 chiều. 3.1. Cấu tạo: Động cơ điện một chiều có cấu tạo gần giống bao gồm: stator, rotor, cổ góp và chổi than. Hình 1.3: Cấu tạo của động cơ điện một chiều 3.1.1. Phần tĩnh (St tor): - Stator, còn gọi là phần cảm, gồn có lõi thép làm bằng thép đúc là mạch từ và dây quấn. - Trên stator có các cực từ chính và phụ, thường có kết cấu dạng cực lồi. Các cực từ được quấn dây quấn kích từ. 3.1.2. Phần quay (Rotor): - Rotor, được gọi là phần ứng gồm có lõi thép và dây quấn phần ứng. -Lõi thép phần ứng Hình 1.trụ làm bằng các lá thép kỹ thuật điện, có rãnh để đặt dây quấn phần ứng. - Mỗi phần tử của dây quấn phần ứng có nhiều vòng dây, hai đầu nối với 2 phiến góp, 2 cạnh tác dụng của phần tử đặt trong 2 rãnh dưới 2 cực khác tên. 8
Hinh 1.4: Hình 1.cắt của rotor 3.1.3. Cỗ góp và chổi điện: - Cỗ góp gồm các phiến góp bằng đồng được ghép cách điện với nhau, có dạng Hình 1.trụ, gắn ở đầu trục rotor. - Chổi điện (chổi than) làm bằng than graphít, các chổi tỳ chặt lên cỗ góp nhờ lò xo, giá đỡ chổi than được gắn trên vỏ máy Hình 1.5: Cấu tạo chổi góp 3.2. Nguyên lý làm việc: Hình 1.3.4 mô tả nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều. Khi cho điện áp một chiều U vào hai chổi than A và B, trong dây quấn phần ứng có dòng điện. Các thanh dẫn ab, cd có dòng điện nằm trong từ trường, sẽ chịu lực tác dụng làm cho rotor quay. Chiều lực xác định theo qui tắc bàn tay trái. 9
Hình 1.6: Nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí các thanh dẫn ab, cd đổi chỗ cho nhau, do có phiến góp đổi chiều dòng điện, giữ cho chiều lực tác dụng không đổi, đảm bảo động cơ có chiều quay không đổi. Khi đông cơ quay, các thanh dẫn chuyển động cắt từ trường, sẽ cảm ứng sức điện động Eư. Chiều sức điện động xác định theo qui tắc bàn tay phải. Ơ động cơ, chiều sức điện động Eư ngược chiều với dòng điện Iư nên Eư còn gọi là sức phản điện. Phương trình cân bằng điện áp sẽ là: 4. Hệ thống khởi động bằng động cơ điện trên xe ô tô. 4.1. Yêu cầu kỹ thuật của hệ thống khởi động: Kết cấu gọn, chắc chắn, làm việc ổn định có độ tin cậy cao. Lực kéo tải sinh ra trên trục và tốc độ quay của máy khởi động phải đảm bảo đủ lớn để khởi động được động cơ. Khi động cơ ô tô đã làm việc, phải cắt được truyền động từ máy khởi động tới trục khuỷu. Có thiết bị điều khiển thuận tiện cho người sử dụng. 4.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phân loại các máy khởi động trên xe ô tô. 4.2.1. Máy khởi động kiểu đồng trục. 10
Hình 1.7: cấu tạo máy khởi động đồng trục Hình 1. Hoạt động của tiết hợp một chiều như sau: + Khi khởi động động cơ (Khi trục cơ là bị động, máy khởi động là chủ động): Bạc ngoài của tiết hợp quay , nhờ lực ma sát con trượt và lò xo đẩy con lăn vào rãnh hẹp làm bánh răng kẹt vào bạc ngoài thành một khối để quay bánh răng trục cơ có số vòng quay bằng 0 hay nhỏ. + Khi động cơ đã nổ: số vòng quay trục cơ đạt 500 vòng/ phút (hoặc hơn), với tỷ số truyền ngược lại thì bánh răng máy khởi động sẽ quay với vận tốc rất lớn làm bánh răng máy khởi động quay nhanh hơn bạc ngoài đẩy con lăn ra chỗ rộng của rãnh. Như vậy giữa bạc ngoài và bánh răng máy khởi động quay trơn. Hoạt động của máy khởi động như sau: Khi bật khoá điện nấc khởi động: lúc này cuộn dây hút, giữ của rơ le máy khởi động được cung cấp dòng điện từ ắc quy, cuộn dây hút sinh lực từ hút lõi thép Hình 1.trụ vào phía trong (Phía bên tay phải ) đẩy khớp cơ cấu truyền động và bánh răng khởi động ăn khớp với vành răng của bánh đà. Đồng thời đóng tiếp điểm chính cung cấp điện ắc quy cho các cuộn dây máy khởi động, làm cho máy khởi động quay và khởi động động cơ. Khi động cơ đã hoạt động, người lái xe buông tay ra khỏi khoá điện, khoá điện tự trả về vị trí ban đầu cắt dòng điện vào cuộn dây rơ le khởi động. Lúc này các tiếp điểm của rơ le máy khởi động mở ra, dòng điện của ắc quy không vào nữa, máy khởi động ngừng quay. Chú ý: Dòng điện khởi động có thể từ 150A - 500 A tuỳ theo công suất của động cơ ôtô. Vì vậy thời gian thực hiện quá trình khởi động không được quá 10 giây để đảm bảo độ bền cho ắc quy và máy khởi động. 4.2.2. Máy khởi động kiểu giảm tốc. Máy khởi động loại giảm tốc dùng motor tốc độ cao. Máy khởi động loại giảm tốc làm tăng moment xoắn bằng cách giảm tốc độ quay của phần ứng lõi motor nhờ bộ truyền giảm tốc. 11
Piston của công tắc từ đẩy trực tiếp bánh răng chủ động đặt trên cùng một trục với nó vào ăn khớp với vành răng. Hình 1.8: máy khởi động kiểm giảm tốc a. Công tắc từ Công tắc từ hoạt động như là một công tắc chính của dòng điện chạy tới motor và điều khiển bánh răng bendix bằng cách đẩy nó vào ăn khớp với vành răng khi bắt đầu khởi động và kéo nó ra sau khi khởi động. Cuộn hút được quấn bằng dây có đường kính lớn hơn cuộn giữ và lực điện từ của nó tạo ra lớn hơn lực điện từ được tạo ra bởi cuộn giữ. Hình 1.9. Công tắc từ 12
b. Phần ứng và ổ bi cầu Phần ứng tạo ra lực làm quay motor và ổ bi cầu đỡ cho lõi (phần ứng) quay ở tốc độ cao. Rotor Hình 1.10. Phần ứng và ổ bi cầu Stator Hình 1.11. Vỏ máy khởi động c.Vỏ máy khởi động Vỏ máy khởi động này tạo ra từ trường cần thiết để cho motor hoạt động. Nó cũng có chức năng như một vỏ bảo vệ các cuộn cảm, lõi cực và khép kín các đường sức từ. Cuộn cảm được mắc nối tiếp với phần ứng. 13
d. Chổi th n và giá đỡ chổi than Chổi than được tì vào cổ góp của phần ứng bởi các lò xo để cho dòng điện đi từ cuộn dây tới phần ứng theo một chiều nhất định. Chổi than được làm từ hỗn hợp đồng-cácbon nên nó có tính dẫn điện tốt và khả năng chịu mài mòn lớn. Các lò xo chổi than nén vào cổ góp phần ứng và làm cho phần ứng dừng lại ngay sau khi máy khởi động bị ngắt. Nếu các lò xo chổi than bị yếu đi hoặc các chổi than bị mòn có thể làm cho tiếp điểm điện giữa chổi than và cổ góp không đủ để dẫn điện. Điều này làm cho điện trở ở chỗ tiếp xúc tăng lên làm giảm dòng điện cung cấp cho motor và dẫn đến giảm moment. Hình 1.12. Chổi than và giá đỡ chổi than e. Bộ truyền giảm tốc Bộ truyền giảm tốc truyền lực quay của motor tới bánh răng bendix và làm tăng moment xoắn bằng cách làm chậm tốc độ của motor. Bộ truyền giảm tốc làm giảm tốc độ quay của motor với tỉ số là 1/3 -1/4 và nó có một li hợp khởi động ở bên trong. 14
Hình 1.13. Bộ truyền giảm tốc f. Li hợp khởi động Hình 1.14. Li hợp khởi động Li hợp khởi động truyền chuyển động quay của motor tới động cơ thông qua bánh răng bendix. Để bảo vệ máy khởi động khỏi bị hỏng bởi số vòng quay cao được tạo ra khi động cơ đã được khởi động, người ta bố trí li hợp khởi động này. Đó là li hợp khởi động loại một chiều có các con lăn. 15
g. Bánh răng khởi động chủ động và then xoắn Bánh răng bendix và vành răng truyền lực quay từ máy khởi động tới động cơ nhờ sự ăn khớp an toàn giữa chúng. Bánh răng bendix được vát mép để ăn khớp được dễ dàng. Then xoắn chuyển lực quay vòng của motor thành lực đẩy bánh răng bendix, trợ giúp cho việc ăn khớp và ngắt sự ăn khớp của bánh răng bendix với vành răng. B. Nguyên lý làm việc Hình 1.15. Nguyên lý hoạt động . Kéo (Hút vào) Khi bật khoá điện lên vị trí START, dòng điện của accu đi vào cuộn giữ và cuộn hút. Sau đó dòng điện đi từ cuộn hút tới phần ứng qua cuộn cảm xuống mát. Việc tạo ra lực điện từ trong các cuộn giữ và cuộn hút sẽ làm từ hoá các lõi cực và do vậy piston của công tắc từ bị hút vào lõi cực của nam châm điện. Nhờ sự hút này mà bánh răng bendix bị đẩy ra và ăn khớp với vành răng bánh đà đồng thời đĩa tiếp xúc sẽ bật công tắc chính lên. Để duy trì điện áp kích hoạt công tắc từ, một số xe có relay khởi động đặt giữa khoá điện và công tắc từ. 16
Hình 1.16. Hút và Giữ b. Giữ Khi công tắc chính được bật lên, thì không có dòng điện chạy qua cuộn hút vì hai đầu cuộn hút bị đẳng áp, cuộn cảm và cuộn ứng nhận trực tiếp dòng điện từ accu. Cuộn dây phần ứng sau đó bắt đầu quay với vận tốc cao và động cơ được khởi động. Ở thời điểm này piston được giữ nguyên tại vị trí chỉ nhờ lực điện từ của cuộn giữ vì không có dòng điện chạy qua cuộn hút. c. Nhả (hồi về) Hình 1.17. Hồi về Khi khoá điện được xoay từ vị trí START sang vị trí ON, tại thời điểm này, 17
tiếp điểm chính vẫn còn đóng, dòng điện đi từ phía công tắc chính tới cuộn hút rồi qua cuộn giữ. Đặc điểm cấu tạo của cuộn hút và cuộn giữ là có cùng số vòng dây quấn và quấn cùng chiều. Ở thời điểm này, dòng điện qua cuộn hút bị đảo chiều, lực điện từ được tạo ra bởi cuộn hút và cuộn giữ triệt tiêu lẫn nhau nên không giữ được piston. Do đó piston bị đẩy trở lại nhờ lò xo hồi về và công tắc chính bị ngắt làm cho máy khởi động dừng lại. d. Ly hợp máy khởi động Hình 1.18. Cấu tạo ly hợp máy khởi động e. Khi khởi động Khi bánh răng li hợp (bên ngoài) quay nhanh hơn trục then (bên trong) thì con lăn li hợp bị đẩy vào chỗ hẹp của rãnh và do đó lực quay của bánh răng li hợp được truyền tới trục then. Hình 1.19. Hoạt động của ly hợp khởi động (Khi khởi động) f. Sau khi khởi động động cơ Khi trục then (bên trong) quay nhanh hơn bánh răng li hợp (bên ngoài), thì con lăn li hợp bị đẩy ra chỗ rộng của rãnh làm cho bánh răng li hợp quay không tải. 18
Hình 1.20. Hoạt động của ly hợp khởi động (Khi khởi động) 4.2.3. Máy khởi động kiểu ánh răng hành tinh. Hình 1.21. Cấu tạo máy khởi động kiểm 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 motor. Bánh răng bendix ăn khớp với vành răng thông qua cần dẫn động giống như trường hợp máy khởi động đồng trục. 19
4.2.4. Máy khởi động kiểu PS. Hình 1.22. Cấu tạo máy khởi động kiểm ps Máy khởi động này sử dụng các nam châm vĩnh cửu đặt trong cuộn cảm. Cơ cấu đóng ngắt hoạt động giống như máy khởi động loại bánh răng hành tinh. Câu hỏi 1. Nêu chức năng và nhiệm vụ của hệ thống khởi động. 2. Phân loại máy khởi động. 3. Trình bài cấu tạo của các loại máy khởi động. 4. Vẽ sơ đồ mạch điện và trình bài nguyên lý hoạt động. 20