Tài liệu Máy khởi động P1 ppt

MÁ
Y
1. KH
Á
1.1 Côn
g
Hình 1.
M
Hình 2.
M
Vì động
khởi độ
n
cần phải
người ta
phải qua
y
nhau tuỳ
động cơ
x
1.2 Các
l
1.2.1 Lo
ạ
Y
KH
Ở
Á
I QUÁT
V
g

dụn
g
má
y

M
á
y
khởi đ
ộ
M
áy khởi đ
ộ
cơ đốt tron
g
n
g động cơ,
m
tạo ra mom
e
d
ùng motor
y
nhanh hơ
n
theo cấu tr
ú
x
ăng và từ
8

l
oại má
y
k
h
ạ
i
g
iảm tốc
Ở
I ĐỘN
V
Ề MÁY
K
khởi độn
g

ộ
n
g
trên độ
n
ộ
ng loại giả
m
g
không thể
t
m
áy khởi độ

e
nt lớn từ n
g
điện một c
h
n
tốc độ qua
y
ú
c động cơ
v
8
0 - 100 vòn
g
h
ởi độn
g


H
M
g
t
G

K
HỞI ĐỘ
N

ng

cơ
m
tốc
t
ự khởi độn
g
ng làm qua
y
g
uồn điện h
ạ
h
iều trong m
á
y
tối thiểu.
T
v
à tình trạng
g
/phút đối
v
-

Má
y
-


H

ình 3.
M
á
y
M
áy khởi đ
ộ
g
iảm tốc độ
t
ốc.
N
G


g
nên cần ph
ả
y
t
r
ục khuỷu
ạ
n chế của a
c
á
y khởi độn
g
T
ốc độ quay

hoạt động,
t
v
ới động cơ
d
y
khởi động
y
khởi động
ộ
ng loại giả
m
quay của p
h
ả
i có một n
g
thông qua
v
c
cu đồng th
ờ
g
. Để khởi
đ
tối thiểu để
t
hường từ 4
0
d

iesel.
loại giảm t
ố
loại
đ
ồng t
r
m
tốc làm tă
n
h
ần ứng lõi
m
g
oại lực để
k
v
ành răng.
M
ờ
i phải gọn
n
đ
ộng động c
ơ
khởi động
đ
0
- 60 vòng/
ố

c
d
ùng mot
o
r
ục
n
g moment
x
m
otor nhờ b
ộ
k
hởi động n
ó
M
áy khởi độ
n
n
hẹ. Vì lí do
ơ
thì trục kh
u
đ
ộng cơ khá
c
phút đối vớ
i
o
r tốc độ ca

o
x
oắn bằng
c
ộ
truyền giả
m
ó
. Để
n
g
này
u
ỷu
c

i

o
.
c
ách
m

1.2.3 M
á
-

M
c

ủ
-

B
m
1.2.4 M
á
-

M
-

C
1.3 N
g
u
y
áy
khởi độn
g
M
áy khởi đ
ộ
ủ
a lõi (phần
B
ánh răng b
m
áy khởi độ
n

áy
khởi độn
g
M
áy khởi đ
ộ
C
ơ cấu đón
g
y
ên l
ý
của
m
Hình 4.
g
loại bánh
ộ
ng loại bá
n
ứng) của m
o
endix ăn kh
ớ
n
g đồng trục
g
PS (Moto
ộ
ng này sử d

ụ
g
ngắt hoạt đ
m
á
y
khởi đ
ộ
-

P
động đặt
t
1.2.2 Má
y
-

B
motor (p
h
-

C
đẩy bánh
r
Máy khởi đ
ộ
răn
g
hành

n
h răng hàn
h
o
tor.
ớ
p với vàn
h
.
r
g
iảm tốc
h
ụ
ng các na
m
ộng giống
n
Hình 5.
Má
ộ
n
g

P
iston của c
ô
tr
ên cùng m
ộ

y
khởi độn
g
ánh răng b
e
h
ần ứng) và
q
ần dẫn độn
g
r
ăng chủ độ
n
ộ
ng loại bá
n
tinh
h
tinh dùng
b
h
răng thông
h
ành tinh-r
o
m
châm vĩnh
n
hư máy kh
ở

á
y khởi độn
g
ô
ng tắc từ
đ
ộ
t trục với n
ó
g
loại đồn
g

t
e
ndix được
đ
q
uay cùng t
ố
g
được nối
v
n
g và làm c
h
n
h răng hàn
h
b

ộ truyền h
à
qua cần dẫ
n
o
tor thanh
d
cửu đặt tro
n
ở
i động loại
b
g
loại P
S

đ
ẩy trực tiế
p
ó
vào ăn kh
ớ
t
rục
đ
ặt t
r
ên cùn
g
ố

c độ với lõi
v
ới thanh đẩ
y
h
o nó ăn kh
ớ
h
tinh
à
nh tinh để
g
n
động giốn
g
d
ẫn)
n
g cuộn cả
m
b
ánh răng h
à
p
bánh răn
g
ớ
p với vành
g

m
ột trục v
ớ
.
y
của công
t
ớ
p với vành
r
g
iảm tốc độ
g
như trườn
g
m
.
à
nh tinh.

g
chủ
răng.
ớ
i lõi
t
ắc từ
r
ăng.
quay

g
hợp
1.3.1 n
gu
Đường s
ứ
Khi đặt
m
châm đặ
t
Hình 6.
L
Hình 7.
K
Mỗi đư
ờ
và cố đẩ
y
theo chi
ề
Trong đ
ộ
trên Hìn
h
Chiều c
ủ
uy
ên l
ý
tạo

r
ứ
c từ sinh r
a
m
ột nam c
h
t
giữa quay
x
L
ực sinh ra
g
K
hung dây
t
ờ
ng sức từ k
h
y
những đư
ờ
ề
u kim đồng
ộ
ng cơ thực
h
7. Khi dò
n
ủ

a đường sứ
c
r
a moment
a
giữa cực b
ắ
h
âm khác ở
g
x
ung quanh
t
g
iữa các na
m
t
rong từ trư
ờ
h
ông thể cắt
ờ
ng sức từ
g
hồ.
tế, phần gi
ữ
n
g điện chạy
c

từ sinh ra t
r
ắ
c và cực n
a
g
iữa hai cự
c
t
âm của nó.
m
châm

ờ
n
g

ngang qua
g
ần nó ra xa
.
ữ
a là khung
xuyên qua
k
r
ên khung d
a
m của nam
c

c
từ, sự hút
(Hình 6)

đường sức
t
.
Đó là ngu
y
dây. Giả s
ử
k
hung dây, t
ừ
ây được xá
c
c
hâm. Nó đi
và đẩy của
t
ừ khác. Nó
y
ên nhân là
m
ử
, chúng ta
ừ
thông sẽ
x
c

định bằng
q
từ cực bắc
đ
hai nam ch
d
ường như
t
m
cho nam
c
có một khu
n
x
uyên qua k
h
q
ui tắc vặn
n
đ
ến cực na
m
âm làm ch
o
tr
ở nên ngắ
n
c
hâm ở giữa
n

g dây quấ
n
h
ung dây.
n
út chai.
m
.
o
nam
n
hơn
quay
n
như
Khi chiều của từ trường trùng nhau, đường sức từ trở nên mạnh hơn (dày hơn). Khi chiều của từ
trường đối ngược, thì đường sức từ trở nên yếu đi (thưa hơn).

Hình 9. Đường sức của khung dây và nam châm
Bản chất của đường sức từ thường trở nên ngắn đi và cố đẩy những đường sức từ khác ra xa nó
tạo ra lực. Lực sinh ra trên khung dây cung cấp năng lượng làm quay động cơ điện.
Đặt hai đầu khung dây lên điểm tựa để nó có thể quay. Tuy nhiên, nó chỉ có thể tiếp tục quay khi
lực sinh ra theo chiều cũ.
Bằng cách gắn cổ góp và chổi than vào khung dây, dòng điện chạy qua dây dẫn từ sau đến trước
phía cực bắc, trong khi dòng điện chạy từ trước ra sau phía cực nam và duy trì như vậy. Điều đó
làm nam châm tiếp tục quay.

Hình 11. Lực từ sinh ra trên khung dây
1.3.2 Hoạt động trong thực tế
Để ứng dụng lý thuyết này trong thực tế, trước tiên, người ta phải quấn nhiều khung dây để tăng

từ thông từ đó sinh ra moment lớn. Tiếp theo, người ta đặt một lõi thép bên trong các khung dây
cũng nhằm tăng từ thông và tạo ra moment lớn.
Thay vì sử dụng nam châm vĩnh cửu, người ta có thể dùng nam châm điện làm phẩn cảm.
Quan hệ giữa cực từ của nam châm và dòng điện chạy qua nó có thể dùng qui tắc bàn tay phải để
giải thích. Hướng tất cả bốn ngón tay, trừ ngón tay cái của bàn tay phải theo chiều của dòng điện
đi qua cuộn dây. Khi đó, ngón cái sẽ chỉ chiều của cực bắc.
Để tốc độ động cơ quay cao và quay êm, người ta dùng nhiều khung dây.
Từ những lý thuyết trên, người ta thiết kế nên máy khởi động trong thực tế.

Hình 15. Cấu tạo thực tế của động cơ máy khởi động

Hình 16. Dây quấn trong rotor
Cuộn dây phần ứng được quấn như Hình 16. Hai đầu của hai khung dây cạnh nhau được hàn với
cùng một phiến đồng trên cổ góp. Dòng điện chạy từ chổi than dương dến âm qua các khung dâu
mắc nối tiếp.
Nếu nhìn từ phía bánh răng bendix, thì dòng điện có chiều như Hình 17.
Khi đó, chiều của dòng điện chạy qua các khung dây trong cùng một phần tư rotor là như nhau.
Và nhờ thế chiều của từ trường sinh ra ở mỗi khung sẽ không đổi khi cổ góp quay.
Nhờ sự
b
Rotor q
u
Động cơ
- Loại
m
khởi độ
n
- Loại
m
- Loại

m

1. 3 Đặc
H
ì
b
ố trí các kh
u
u
ay theo chi
ề
điện một c
h
m
ắc nối tiếp:
n
g.
m
ắc son
g
so
n
m
ắc hỗn hợp
tính của m
o
ì
nh 17. Dòn
g
u

ng dây tro
n
ề
u kim đồng
h
iều được c
h
Moment p
h
ng
: Ít dao độ
: Có cả đặc
o
tor khởi đ
ộ
g
điện tron
g
n
g phần cảm
hồ theo qui
h
ia làm 3 loạ
i
h
át ra lớn nh
ấ
ng về tốc đ
ộ
điểm của h

a
Hình 19.
ộ
n
g
một ch
i
g
roto
r

và phần ứn
g
luật bàn tay
i
tùy theo p
h
ấ
t khi bắt đ
ầ
ộ
, giống như
a
i loại t
r
ên, t
h
Các kiểu đ
ấ
i

ều
g

m
à sinh r
a
trái.
h
ương pháp
đ
ầ
u quay, đư
ợ
loại dùng n
a
h
ường dùng
ấ
u dây
a
lực từ làm
q
đ
ấu dây.
ợ
c
d
ùng chủ
y
a

m châm vì
n
để khởi độ
n
q
uay phần
ứ
y
ếu trong
m
n
h cửu.
n
g động cơ l

ứ
ng.
m
áy
ớn.


Hình 20. Đặc tính của máy khởi động
1.3.1 Mối quan hệ giữa tốc độ, moment và cường độ dòng điện
Về cơ bản mạch điện của motor chỉ là các cuộn dây. Giá trị điện trở trong mạch rất nhỏ vì
chỉ có điện trở của các cuộn dây. Theo định luật Ohm giá trị dòng điện sẽ tăng rất lớn khi điện áp
accu (12 V) là không đổi và giá trị điện trở của mạch là rất nhỏ. Kết quả là có dòng điện lớn đi
tới máy khởi động và moment xoắn cực đại được tạo ra ngay khi máy khởi động bắt đầu làm
việc. Vì motor và máy phát điện có cấu tạo tương tự nhau, nên điện áp theo chiều ngược lại (sức
điện động đảo chiều) được tạo ra khi motor quay làm giảm dòng một chiều. Vì sức điện động

cảm ứng này tăng lên khi tốc độ máy khởi động tăng lên do đó dòng điện chạy qua motor giảm
đi làm cho moment xoắn và dòng một chiều cũng giảm theo.
- Tỷ số truyền giữa bánh răng dẫn động và vành răng xấp xỉ từ 1 :10 tới 1:15.
- Công suất đầu ra của máy khởi động khi mới bắt đầu làm việc là rất thấp vì moment xoắn lớn
và t
ốc độ của máy khởi động thấp nhưng công suất này tăng lên tới giá trị cực đại theo sự thay
đổi của moment xoắn và tốc độ của máy khởi động và sau đó giảm đi. Công suất máy khởi động
được biểu diễn bằng đường cong trên hình vẽ theo sự thay đổi của moment xoắn và tốc độ của
máy khởi động.
1.3.2 Mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp
Khi máy khởi động bắt đầu làm việc, điện áp ở cực của accu giảm xuống do cường độ dòng điện
trong mạch tăng lên. Khi cường độ dòng điện trong mạch lớn thì không thể bỏ qua rơi áp ở điện
trở trong của accu. Theo định luật Ohm sụt áp tăng lên khi giá trị dòng điện trong mạch tăng lên.
Sụt áp g
i
bình thư
ờ
2. CẤU
5. Bộ tr
u
6. Li hợ
p
7. Bánh
r
2.2 Cấu
i
ảm xuống k
h
ờ
ng.

TẠO MÁ
Y
u
yền bánh ră
n
p
khởi động
r
ăng bendix
tạo
h
i giá trị
d
ò
n
Y
KHỞI
Đ
n
g giảm tốc
và then xoắ
n
n
g điện tron
g
Đ
ỘNG

2.1 Các
b

Hình 22
Máy kh
ở
1. Công
t
2. Phần
ứ
3. Vỏ m
á
4. Chổi
t

n
.
g

m
ạch giả
m
Hình 21.
C
b
ộ phận
. Công tắc t
ừ
ở
i động loại
g
t
ắc từ

ứ
ng (lõi của
á
y khởi độn
g
t
han và giá
đ
m
xuống và
đ
C
ác bộ phận
ừ

g
iảm tốc gồ
m
motor khởi
g

đ
ỡ chổi than
đ
iện áp accu
của máy kh
ở
m
có các bộ
động)

lại trở về g
i

ở
i độn
g

phận sau đ
â
i
á trị
â
y:
2.2.1 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.
2.2.2 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.

Hình 23. Phần ứng và ổ bi cầu Hình 24. Vỏ máy khởi động
2.2.3.Vỏ máy khởi động
Vỏ máy khởi động này tạo ra từ trường cần thiết để cho motor ho
ạt 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.
2.2.4. Chổi than 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 25. Chổi than và giá đỡ chổi than Hình 26. Bộ truyền giảm tốc
2.2.5. 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.
2.2.6. Li hợ
p khởi động

Hình 27. Li hợp khởi động Hình 28. Bánh răng khởi động chủ động và rãnh
xoắn
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.
2.2.7 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.
3. HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY KHỞI ĐỘNG
3.1 Công tắc từ

3.1.1 Khái quát
Công tắc từ có hai chức năng:
- Đóng ngắt motor
- Ăn khớp và ngắt bánh răng bendix với vành răng.
Công tắc từ này cũng hoạt động theo ba bước khi máy khởi động hoạt động: Hút vào, Giữ, Hồi
về (nhả về).
Một số hư hỏng:
- Nếu có hở mạch trong cuộn hút, thì nó không thể hút được piston và do đó máy khởi động
không thể khởi động được (không có tiếng kêu hoạt động của công tắc từ).
- Nếu công tắc chính tiếp xúc kém, thì dòng điện đi đến cuộn cảm và phần ứng rất khó khăn và
tốc độ của máy khởi động giảm xuống.
- Nếu có hở mạch trong cuộn gi
ữ, thì nó không thể giữ được piston và có thể làm cho piston đi
vào nhảy ra một cách liên tục.
3.1.2 Nguyên lí hoạt động

Hình 29. Nguyên lý hoạt động
3.1.2.1 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.


Hình 30. Hút vào Hình 31. Giữ
3.1.2.2 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.
3.1.2.3 Nhả (hồi về)

Hình 32. Hồi về
Khi khoá điện được xoay từ vị trí START sang vị trí ON, tại thời điểm này, 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.
3.2. Ly hợp máy khởi động

Hình 33. Cấu tạo ly hợp máy khởi động
3.2.1 Hoạt động
3.2.1.1 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.
3.2.1.2 S
Kh
i
đẩy ra c
h
Hình 35
.
3.2.2 C
ơ

3.2.2.1
C
Cơ cấu
ă
au khi khở
i
i
t
r
ục then (
b
h
ỗ rộng của
r
.
Hoạt động
ơ
cấu ăn kh
ớ
C
ôn
g
dụng
ă
n khớp / nh
ả
Hìn
h
i
độn

g
độn
g
b
ên trong) q
u
r
ãnh làm ch
o
của ly hợp
k
ớ
p và nhả
ả
có hai chứ
c
h
34. Hoạt đ
ộ
(Kh
g
cơ
u
ay nhanh h
ơ
o
bánh răng
k
hởi động
(Sau

k
c
năng.
ộ
ng của ly
h
i khởi động
)
ơ
n bánh răn
g
li hợp quay
k
hi khởi độn
g
h
ợp khởi độ
n
)

g
li hợp (bê
n
không tải.
g
)

ng

n

ngoài), thì

con lăn li h
ợ
ợ
p bị
- Ăn khớp bánh răng bendix với vành răng bánh đà.
- Ngắt sự ăn khớp giữa bánh răng bendix với vành răng bánh đà.
3.2.2.2 Cơ cấu ăn khớp

Hình 37. Hoạt động ăn khớp Hình 38. Hoạt động nhả khớp
Các mặt đầu của bánh răng bendix và vành răng đi vào ăn khớp với nhau nhờ tác động hút
của công tắc từ và ép lò xo dẫn động lại. Sau đó tiếp điểm chính được bật lên và l
ực quay của
phần ứng tăng lên. Một phần lực quay được chuyển thành lực đẩy bánh răng bendix nhờ then
xoắn. Nói cách khác bánh răng bendix được đưa vào ăn khớp với vành răng bánh đà nhờ lực hút
của công tắc từ, lực quay của phần ứng và lực đẩy của then xoắn.
Bánh răng bendix và vành răng được vát mép để việc ăn khớp được dễ dàng.
3.2.2.3 Cơ cấu nhả kh
ớp
Khi bánh răng bendix làm quay vành răng thì xuất hiện áp lực cao trên bề mặt răng của hai
bánh răng. Khi tốc độ quay của động cơ (vành răng) trở nên cao hơn so với bánh răng bendix khi
khởi động động cơ, nên vành răng làm quay bánh răng bendix. Một phần của lực quay này được
chuyển thành lực đẩy dọc trục nhờ then xoắn để ngắt sự ăn khớp giữa bánh răng bendix và vành
răng.
Cơ cấu ly hợp máy khởi động ngăn không cho lực quay của động cơ truyền tới bánh răng
bendix từ vành răng bánh đà. Kết quả là áp lực giữa các bề mặt răng của hai bánh răng giảm
xuống và bánh răng bendix được kéo ra khỏi sự ăn khớp một cách dễ dàng. Vì lực hút của công
tắc từ bị mất đi nên lò xo hồi về đang bị nén sẽ đẩy bánh răng bendix về vị trí cũ và hai bánh
răng sẽ không còn ăn khớp nữa.