NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN XE TOYOTA VIOS 2013

1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ
-------o0o--------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG
TRÊN XE TOYOTA VIOS 2013
Giáo viên hướng dẫn : TS. Phạm Minh Hiếu
Sinh viên thực hiện

: Nguyễn Thế Việt Anh

Mã Sinh Viên

: 2018604995

Hà Nội - 2022


2

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
Hà Nội, ngày....tháng....năm 2022
Giáo viên hướng dẫn


3
Nhận xét của giáo viên phản biện
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
Hà Nội, ngày....tháng....năm 2022
Giáo viên phản biện


4

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG XE Ô TÔ.......... 12
1.1 Vai trò, nhiệm vụ của hệ thống khởi động trên xe ơ tơ ............................ 12
1.1.1 Vai trị ................................................................................................. 12
1.1.2 Nhiệm vụ của hệ thống khởi động ..................................................... 13
1.2. Phân loại hệ thống khởi động trên xe ô tô ............................................... 13
1.2.1 Máy khởi động kiểu giảm tốc ............................................................. 14
1.2.2 Máy khởi động loại bánh răng đồng trục ........................................... 15
1.2.3 Máy khởi động loại bánh răng hành tinh ........................................... 16
1.3 Yêu cầu đối với hệ thống khởi động ......................................................... 16
CHƯƠNG 2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG
KHỞI ĐỘNG XE Ô TÔ .................................................................................. 18
2.1 Sơ đồ cấu tạo của hệ thống khởi động ...................................................... 18
2.1.1 Cấu tạo ................................................................................................ 18
2.1.2 Các bộ phận chính trong hệ thống khởi động .................................... 18
2.2 Nguyên lý hoạt động của Hệ Thống Khởi Động ...................................... 21

2.2.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống khởi động ................................... 22
2.2.2 Nguyên lý hoạt động của máy khởi động .......................................... 22
2.3 Nguyên lý tạo ra momen quay trong máy khởi động ............................... 24
2.3.1 Nguyên lý tạo momen ........................................................................ 24
2.3.2 Nguyên lý quay liên tục ..................................................................... 26
2.3.3 Lý thuyết động cơ điện thực tế ........................................................... 27
2.4 Các chế độ làm việc của máy khởi động .................................................. 28
CHƯƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG
TRÊN XE TOYOTA VIOS ............................................................................. 29
3.1 Giới thiệu về xe ô tô Vios ......................................................................... 29
3.1.1 Thông số của xe ô tô Toyota Vios 2013 ........................................... 29
3.1.2 Hệ thống khởi động trên ô tô Vios. .................................................... 30
3.2 Bộ phận cung cấp điện .............................................................................. 31
3.2.1 Bình ắc quy ......................................................................................... 31


5

3.1.2 Ổ khóa ................................................................................................ 32
3.3 Máy khởi động .......................................................................................... 33
3.3.1 Công tắc từ (Rơle gài khớp) ............................................................... 34
3.3.2 Ổ bi ..................................................................................................... 34
3.3.3 Phần Cảm ........................................................................................... 35
3.3.4 Chổi than và giá đỡ chổi than............................................................ . 35
3.3.5 Ly hợp một chiều............................................................................... 36
3.3.6 Bánh răng bendix và trục xoắn ốc ...................................................... 37
CHƯƠNG 4. QUY TRÌNH THÁO LẮP, KIỂM TRA VÀ SỬA CHỮA HỆ
THỐNG KHỞI ĐỘNG XE TOYOTA VIOS ................................................ 39
4.1 Tháo máy khởi động ................................................................................. 39
4.2 Lắp máy khởi động ................................................................................... 42

4.3 Tháo rời máy khởi động ........................................................................... 45
4.3.1 Tháo động cơ điện .............................................................................. 45
4.3.2 Tháo rời công tắc từ ........................................................................... 46
4.3.3 Tháo bánh răng bendix ....................................................................... 46
4.4 Kiểm tra và chẩn đoán hư hỏng hệ thống khởi động trên xe toyota vios . 47
4.4.1 Kiểm tra Rotor ................................................................................... 47
4.4.2 Kiểm tra stator .................................................................................... 48
4.4.3 Kiểm tra chổi than .............................................................................. 49
4.4.4 Kiểm tra ly hợp ................................................................................... 50
4.4.5 Kiểm tra cuộn hút, cuộn giữ .............................................................. 50
4.5 Kiểm tra điện áp ........................................................................................ 52
4.5.1 Kiểm tra điện áp của acquy ................................................................ 52
4.5.2 Kiểm tra điện áp ở cực 30 .................................................................. 53
4.5.3 Kiểm tra điện áp cực 50 ..................................................................... 53
4.6 Chuẩn đoán hư hỏng máy khởi động ....................................................... . 54
4.7 Kiểm tra, sửa chữa hệ thống khởi động trên xe toyota vios .................... 56
4.7.1 Đèn báo nạp sáng tối nhưng bấm nút khởi động thì động cơ không
quay ............................................................................................................ . 56


6

4.7.2 Đèn sáng lờ mờ nhưng động cơ không quay ..................................... 58
4.7.3 Bánh răng khởi động tách ra khỏi vành răng bánh đà chậm sau khi
khởi động và có tiếng ồn khơng bình thường khi khởi động. ..................... 59
4.7.4 Các hư hỏng của hệ thống khởi động ................................................. 60


7

DANH MỤC BẢNG
Bảng 4.1: Bảng quy trình tháo máy khởi động ................................................... 39
Bảng 4.2: Bảng quy trình lắp máy khởi động ..................................................... 39
Bảng 4.3: Bảng hiện tượng hư hỏng, nguyên nhân và cách xử lý đối với hệ thống
khởi động ……………………………………………………………………... 57


8

DANH MỤC HÌNH
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG XE Ơ TƠ 12
Hình 1.1 Tổng quan hệ thống khởi động ........................................................ 12
Hình 1.2. Phân loại máy khởi động ................................................................ 13
Hình 1.3 Máy khởi động giảm tốc .................................................................. 14
Hình 1.4 Máy khởi động loại bánh răng đồng trục......................................... 15
Hình 1.5 Máy khởi động loại bánh răng hành tinh ......................................... 16
CHƯƠNG 2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG
KHỞI ĐỘNG XE Ơ TƠ .................................................................................. 18
Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống khởi động ................................................... 18
Hình 2.2 Ắc quy .............................................................................................. 18
Hình 2.3 Máy phát điện .................................................................................. 19
Hình 2.3 Cầu chì tổng ..................................................................................... 19
Hình 2.4 Ổ khóa .............................................................................................. 20
Hình 2.5 Rơ le ................................................................................................. 20
Hình 2.6 máy khởi động ................................................................................. 21
Hình 2.7 Hệ thống khởi động ......................................................................... 21
Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý máy khởi động ...................................................... 22
Hình 2.9 Đường đi của dịng điện................................................................... 23
Hình 2.10: Dịng điện đi trong mạch .............................................................. 23
Hình 2.11 Dịng điện đi trong mạch ............................................................... 24

Hình 2.12 Chiều đường sức từ ........................................................................ 24
Hình 2.13 Sự biến đổi của đường sức từ ........................................................ 25
Hình 2.14 Khung dây trong từ trường ............................................................ 25
Hình 2.15 Đường sức từ trong khung dây ...................................................... 25
Hình 2.16 Mật độ đường sức từ ...................................................................... 26
Hình 2.17 Lực tác dụng lên khung dây........................................................... 26
Hình 2.18 Ngun lý quay .............................................................................. 26
Hình 2.19 Cổ góp, chổi than ........................................................................... 27
Hình 2.20 Tăng mơmen .................................................................................. 27


9

Hình 2.21 Tăng từ thơng ................................................................................. 27
Hình 2.22 Nam châm điện .............................................................................. 28
CHƯƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG
TRÊN XE TOYOTA VIOS ............................................................................. 29
Hình 3.1 Xe Toyota Vios 2013 ....................................................................... 30
Hình 3.2 Bình ắc quy trên xe Toyota Vios ..................................................... 32
Hình 3.3 Ổ khóa khởi động ............................................................................ 33
Hình 3.4 Kết cấu máy khởi động .................................................................... 33
Hình 3.5 Cơng tắc từ ....................................................................................... 34
Hình 3.6 Phần ứng và ổ b .............................................................................. i 34
Hình 3.7 Phần cảm .......................................................................................... 35
Hình 3.8 Chổi than và giá đỡ chổi than .......................................................... 35
Hình 3.9 Ly hợp một chiều ............................................................................ 36
Hình 3.10 Ly hợp 1 chiều khi động cơ quay khởi động ................................. 37
Hình 3.11 Ly hợp 1 chiều sau khi động cơ khởi động ................................... 37
Hình 3.12 Bánh răng bendix và trục xoắn ốc ................................................. 37
CHƯƠNG 4. QUY TRÌNH THÁO LẮP, KIỂM TRA VÀ SỬA CHỮA HỆ

THỐNG KHỞI ĐỘNG XE TOYOTA VIOS ………………………………39
Hình 4.1 Tháo rời máy khởi động .................................................................. 45
Hình 4.2 Tháo rời động cơ điện ...................................................................... 45
Hình 4.3 Tháo rời cơng tắc từ ......................................................................... 46
Hình 4.4 Tháo rời bánh răng bendix ............................................................... 46
Hình 4.5 Kiểm tra thơng mạch cuộn rotor ...................................................... 47
Hình 4.6 Kiểm tra cổ góp................................................................................ 47
Hình 4.7 Kiểm tra độ mịn cổ góp .................................................................. 48
Hình 4.8 Kiểm tra độ sâu của rãnh cổ góp ..................................................... 48
Hình 4.9 Kiểm tra thơng mạch stator.............................................................. 48
Hình 4.10 Kiểm tra cách điện stator ............................................................... 49
Hình 4.11 Kiểm tra chổi than ......................................................................... 49
Hình 4.13 Kiểm tra cuộn hút .......................................................................... 50


10

Hình 4.14 Kiểm tra cuộn giữ .......................................................................... 51
Hình 4.15 Ráp máy khởi động ........................................................................ 51
Hình 4.16 Kiểm tra điện áp acquy .................................................................. 52
Hình 4.17 Kiểm tra điện áp ắc quy cực 30 ..................................................... 53
Hình 4.18 Kiểm tra điện áp ắc quy cực 50 ..................................................... 53
Hình 4.19 Kiểm tra máy khởi động trên bệ thử bằng thiết bị phù hợp .......... 54
Hình 4.20 Phần cảm và phần ứng ................................................................... 55
Hình 4.21 Kiểm tra hở mạch .......................................................................... 57
Hình 4.22 Kiểm tra cuộn kéo .......................................................................... 57
Hình 4.23 Kiểm tra cụm cơng tắc từ............................................................... 58


11

LỜI MỞ ĐẦU
Theo xu hương phát triển tồn cầu hố, nền kinh tế Việt Nam đang tiến
sang một thời kì mới thời kỳ Cơng nghiệp hóa, hiện đại hố đất nước gắn liền
với việc mở rộng quan hệ hợp tác kinh tế với các nước trong khu vực và trên
toàn thế giới.Sự chuyển đổi này đã ảnh hưởng rõ rệt đến hoạt động kinh tế cũng
như những hoạt động khác của xã hội. Trong nhiều năm gần đây cùng với sự
phát triển của kinh tế,khoa học kỹ thuật và nhu cầu của con người tốc độ gia
tăng số lượng và chủng loại ô tô ở nước ta khá nhanh. Nhằm thỏa mãn càng
nhiều nhu cầu về giao thông vận tải và thị hiếu của con người. Nhiều hệ thống
trang thiết bị cũ kỹ trên ô tô đã dần được thay thế bởi các hệ thống kết cấu hiện
đại… Tuy vậy chúng ta cũng gặp khơng ít khó khăn trong việc khai thác sử
dụng và làm quen với các hệ thống đó. Hơn nữa khi cơng nghệ sản xuất ơ tơ liên
tục được nâng lên theo xu thế cạnh tranh kéo theo sự thay đổi cơ bản trong công
nghệ sửa chữa thì một số thói quen trong sử dụng, sửa chữa cũng khơng cịn
thích hợp. Chuyển từ việc sửa chữa chi tiết sang sửa chữa thay thế.
Cũng để giúp cho các sinh viên của trường ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI
có thể tìm hiểu sâu hơn vấn đề này các giảng viên của khoa CN Ơ TƠ đã giao
cho em tìm hiểu đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu hệ thống khởi động trên xe
TOYOTA VIOS”.
Nội dung của đồ án được trình bầy ở đây bao gồm 4 chương:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống khởi động xe ô tô
Chương 2: Cấu tạo và nguyên lý làm việc hệ thống khởi động xe ô tô
Chương 3: Đặc điểm kết cấu của hệ thống khởi động xe TOYOTA VIOS
Chương 4: Quy trình tháo lắp, kiểm tra và sửa chữa hệ thống khởi động xe
TOYOTA VIOS
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thế Việt Anh

12

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG XE Ô TƠ
1.1 Vai trị, nhiệm vụ của hệ thống khởi động trên xe ơ tơ
1.1.1 Vai trị
Hệ thống khởi động đóng vai trị quan trọng nhất trong hệ thống điện Ơtơ. Hệ thống khởi động sử dụng năng lượng từ bình ắc quy và chuyển năng
lượng này thành cơ năng quay máy khởi động. Máy khởi động truyền cơ năng
này cho bánh đà trên trục khuỷu động cơ thông qua việc gài khớp. Chuyển động
của bánh đà làm hỗn hợp khí – nhiên liệu hoặc khơng khí được hút vào bên
trong xylanh, được nén và đốt cháy để sinh công làm quay động cơ. Máy khởi
động sẽ ngừng hoạt động khi động cơ đã nổ.
Tốc độ vòng quay khởi động tối thiểu của động cơ xăng khoảng 50-100
vg/ph và của động cơ diesel khoảng 100- 200 vg/ph.

Hình 1.1 Tổng quan hệ thống khởi động
Vì động cơ đốt trong khơng thể tự khởi động nên cần có một ngoại lực để khởi
động động cơ đốt trong. Để khởi động động cơ máy khởi động làm quay trục
khuỷu thông qua vành răng bánh đà. Chuyển động của bánh đà làm hỗn hợp khí
nhiên liệu được hút vào bên trong xylanh, được nén và đốt cháy để quay động
cơ


13

Hệ thống khởi động bao gồm : Máy khởi động (động cơ điện), ắc quy và
mạch khởi động (trong mạch khởi động gồm có dây nối từ ắc quy đến máy khởi
động), rơle kéo đóng máy khởi động và cơng tắc ( khoá) khởi động.
1.1.2 Nhiệm vụ của hệ thống khởi động
Để khởi động động cơ thì trục khuỷu cần quay nhanh hơn tốc độ tối thiểu

của động cơ. Tốc độ tối thiểu của động cơ khác nhau tùy theo cấu trúc động cơ
và tính trạng hoạt động thường từ 40-60 vòng/phút đối với động cơ xăng và từ
80-100 vòng/ phút đối với động cơ diesel
1.2. Phân loại hệ thống khởi động trên xe ô tô
Để phân loại máy khởi động ta chia máy khởi động ra làm 2 thành phần.
Phần motor điện và phần chuyển động. Phần chuyển động được phân ra theo các
cách truyền động của máy khởi động đến động cơ.

Hình 1.2. Phân loại máy khởi động
- Loại giảm tốc (Loại R, loại RA):
Máy khởi động loại giảm tốc dùng mô tơ tốc độ cao.
Máy khởi động loại giảm tốc làm tăng mô men xoắn bằng cách giảm tốc
độ quay của phần ứng lõi mô tơ nhờ bộ truyền giảm tốc.
Píttơng của cơng tắc từ đẩy trực tiếp bánh răng chủ động đặt trên cùng
một trục với nó vào ăn khớp với vành răng.


14

- Loại bánh răng đồng trục
Bánh răng chủ động được đặt trên cùng một trục với lõi của mô tơ và
quay cùng tốc độ với lõi
Cần dẫn động được nối với thanh đẩy của công tắc từ và đẩy bánh răng
chủ động ăn khớp với vành răng
- Loại bánh răng hành tinh (Loại P)
Máy khởi động loại bánh răng hành tinh dùng bộ truyền hành tinh để
giảm tốc độ quay của lõi (phần ứng) của mô tơ.
Bánh răng dẫn động khởi động ăn khớp với vành răng thông qua cần dẫn
động giống như trường hợp máy khởi động thông thường.
1.2.1 Máy khởi động kiểu giảm tốc

Hình 1.3 Máy khởi động giảm tốc
Máy khởi động loại giảm tốc được thể hiện trên Hình 1.2. Motor khởi
động bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình vẽ dưới. Đó là kiểu của bộ khởi
động có sự kết hợp, tốc độ motor cao và sự điều chỉnh của bánh răng giảm tốc.
Toàn bộ motor nhỏ hơn và nhẹ hơn motor khởi động thông thường, nó vận hành
ở tốc độ cao hơn. Bánh răng giảm tốc chuyển mô men xoắn tới bánh răng chủ
động ở 1/4 đến 1/3 tốc độ motor.


15

Bánh răng chủ động quay nhanh hơn bánh răng trên bộ khởi động thông
thường và mô men xoắn lớn hơn rất nhiều (công suất khởi động). Bánh răng
giảm tốc được gắn trên một vài trục như bánh răng chủ động. Và khác với bộ
khởi động thông thường, công tắc từ đẩy trực tiếp bánh răng chủ động (không
qua cần dẫn động) tới ăn khớp với vòng răng bánh đà.
Đặc điểm: Động cơ điện nhỏ gọn với tốc độ cao được sử dụng để quay
hộp số giảm tốc, như vậy sẽ làm tăng momen khởi động.
Ứng dụng: Máy khởi động loại giảm tốc được sử dụng rộng rãi trên xe
nhỏ gọn và nhẹ.
1.2.2 Máy khởi động loại bánh răng đồng trục

Hình 1.4 Máy khởi động loại bánh răng đồng trục
Máy khởi động loại đồng trục được thể hiện trên Hình 1.3. Motor khởi
động thông thường bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình vẽ. Bánh răng chủ
động trên trục của phần ứng động cơ và quay cùng tốc độ. Một lõi hút trong
công tắc từ (solenoid) được nối với nạng gài. Khi kích hoạt nam châm điện thì
nạng gài sẽ đẩy bánh răng chủ động khớp với vành răng bánh đà.
Khi động cơ bắt đầu khởi động khớp ly hợp một chiều ngắt nối bánh răng

chủ động ngăn cản mô men động cơ làm hỏng motor khởi động.


16

Đặc điểm: Công suất đầu ra của máy khởi động là 0.8, 0.9 hoặc 1KW.
Trong hầu hết các trường hợp, bộ khởi động cho motor cũ được thay thế bằng
motor có bánh răng giảm tốc.
Ứng dụng: Máy khởi động loại đồng trục được sử dụng chủ yếu trên xe
nhỏ.
1.2.3 Máy khởi động loại bánh răng hành tinh

Hình 1.5 Máy khởi động loại bánh răng hành tinh
Máy khởi động loại bánh răng hành tinh được thể hiện trên Hình 4. Bánh
răng hành tinh cũng dùng để giảm tốc nhằm tăng momen quay. Trục rotor sẽ
truyền lực qua bánh răng hành tinh đến bánh răng bendix. Nhờ trọng lượng nhỏ
momen lớn, ít tiếng ồn nên máy khởi động loại bánh răng hành tinh được sử
dụng ở nhiều loại xe nhỏ đến trung bình.
1.3 u cầu đối với hệ thống khởi động
Do tính chất, đặc điểm và chức năng của máy khởi động như trên, những
yêu cầu kĩ thuật cơ bản đối với máy khởi động điện bao gồm:
+ Kết cấu gọn nhẹ, chắc chắn, làm việc ổn định với độ tin cậy cao.
+ Lực kéo tải sinh ra trên trục của máy khởi động phải đảm bảo đủ lớn,
tốc độ quay cũng phải đạt tới một trị số nào đó để cho trục khuỷu của động cơ
Ơ-tơ đạt tốc độ quay nhất định.


17

+ Khi động cơ ô tô đã làm việc,phải cắt được khớp truyền động của máy

khởi động ra khỏi trục khuỷu của động cơ ơ tơ.
+ Có thiết bị điều khiển từ xa khi thực hiện khởi động động cơ ô tô (nút
bấm hoặc khóa khởi động) thuận tiện cho người sử dụng.
Công suất tối thiểu của máy khởi động điện được tính theo cơng thức:
Pkđ = Mc.Π.nmin/30 (w)
Trong đó: nmin-tốc độ quay nhỏ nhất tương ứng với trạng thái nhiệt độ của
động cơ khi khởi động, vòng/phút.Với trị số tốc độ này, động cơ ô tô phải làm
việc tự lập được sau ít nhất hai lần khởi động, thời gian khởi động không kéo dài
quá 10s đối với động cơ xăng và không quá 15s đối với động cơ điêzen, khoảng
thời gian giãn cách giữa hai lần khởi động liên tiếp không quá 60s.Trị số nmin
phụ thuộc vào loại động cơ. số lượng xylanh có trong động cơ và nhiệt độ của
động cơ lúc bắt đầu khởi động.Trị số tốc độ đó bằng :
nmin= (40÷60) vịng/phút đối với động cơ xăng.
nmin= (80÷100) vịng/phút đối vớ động cơ điêzen.
Mc – mơmen cản trung bình của động cơ ơ tơ trong q trình khởi động ,
N.m.
Mơmen cản khởi động của động cơ ô tô bao gồm mômen cản do lực ma
sát của các chi tiết có chuyển động tương đối so với động cơ ô tô khi khởi động
gây ra và mômen cản khi nén hỗn hợp công tác trong các xylanh của động cơ ô
tô. Trị số Mc phụ thuộc vào loại động cơ, số lượng xylanh có trong động cơ và
nhiệt độ động cơ khi khởi động.


18

CHƯƠNG 2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG
KHỞI ĐỘNG XE Ô TÔ
2.1 Sơ đồ cấu tạo của hệ thống khởi động
2.1.1 Cấu tạo

Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống khởi động
Hệ thống khởi động bao gồm : máy khởi động (động cơ điện), ắc quy và
mạch khởi động ( trong mạch khởi động gồm có dây nối từ ắc quy đến máy khởi
động ), rơle kéo đóng máy khởi động và cơng tắc ( khố) khởi động.
2.1.2 Các bộ phận chính trong hệ thống khởi động
- Ắc quy điện

Hình 2.2 Ắc quy


19

Ắc quy trong hệ thống điện thực hiện chức năng của một số thiết bị
chuyển
đổi hóa năng thành nhiệt năng và ngược lại. Đa số ăc quy trên ô tô hiện nay
là ắc quy chì – axit. Đặc điểm của loại ắc quy này là có thể tạo ra dịng điện
lớn trong thời gian ngắn và độ sụt áp bên trong nhỏ
là loại ắc quy 12v có nhiệm vụ dự trữ điện để cung cấp điện một chiều
cho máy khởi động nhằm làm động cơ hoạt động. Đảm bảo cung cấp điện cho
máy khởi động có thể khởi động nhiều lần liên tục.
- Máy phát điện

Hình 2.3 Máy phát điện
Máy phát điện có nhiệm vụ cung cấp điện áp cho các phụ tải và nạp điện cho ắc
quy sau khi động cơ khởi động. Máy phát điện sử dụng trên ô tô hiện nay
thường là máy phát điện xoay chiều 3 pha kích thích bằng điện từ có vịng
tiếp điện.
- Cầu chì:

Hình 2.3 Cầu chì tổng

20

Là loại cầu chì 30A có tác dụng đảm bảo an toàn cho mạch điện khi một
số đoạn dây dẫn đến máy khởi động bị chập hoặc máy khởi động bị q tải tăng
điện áp.
- Cơng tắc khởi động

Hình 2.4 Ổ khóa
Cơng tắc khởi động có tác dụng khởi đóng mạch để truyền điện từ ác quy
đến máy khởi động để làm nổ động cơ. Và ngắt dòng điện đến từ ác quy đến
máy khởi động khi động cơ đã nổ và hoạt động.
- Rơ le đề

Hình 2.5 Rơ le
Có tác dụng đảm ảo an tồn cho dịng điện và hệ thống điện khác trên xe.
Khi máy khởi động bị chập điện hoặc bị quá tải thì rơ le đề sẽ ngắt khơng cho
dịng điện đi qua, để khơng làm ảnh hưởng đến các hệ thống khác trên xe.


21

- Máy khởi động

Hình 2.6 máy khởi động
khi được cấp điện đến, máy khởi động sẽ có tác dụng khởi động cho động
cơ nổ và hoạt động. khi động cơ đã hoạt động thì máy khởi động sẽ dừng việc
khởi động lại.
2.2 Nguyên lý hoạt động của Hệ Thống Khởi Động

Hình 2.7 Hệ thống khởi động
Mạch điện hệ thống khởi động động cơ bao gồm: ắc quy, cụm máy khởi
động, rơ le khởi động, rơ le cắt ACC, cụm công tắc khởi động của ly hợp, cụm
cơng tắc vị trí P/N của hộp số, diode khởi động, khóa điện, ECM, các giắc kết
nối, các cầu chì.


22

2.2.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống khởi động
Hệ thống khởi động hoạt động khi người lái phải gạt cần số về vị trí N
trên hộp số hoặc đạp hết chân bàn đạp côn để ngắt động cơ với hộp số đối với
hộp số sàn. Còn đối với hộp số tự động thì người lái phải gạt cần số về vị trí P
trên hộp số thì mới có thể khởi động đưuọc xe.
Khi người lái bật khóa điện về nấc ST2 (Start) thì ECM có nhiệm vụ điều
khiển hoạt động của hệ thống khởi động. Khi đó nguồn điện từ bình ác quy sẽ
qua cầu chì 30A. Lúc này cơng tắc đang ở chế độ Start nên dịng điện được
thông qua và qua rơ le khởi động, khi rơ le khởi động được cấp điện thì cuộn từ
trong rơ le sẽ hút làm đống công tắc rơ le và dịng điện được đi thơng qua cuộn
dây cụm cơng tắc từ. Dịng điện từ đó đến cực 30 của máy khởi động và thực
hiện khởi động xe.
Khi động cơ đã hoạt động thì người lái nhả cơng tắc khởi động để cơng
tắc trở về vị trí ON và làm ngắt khóa trên cơng tắc khởi động, dịng điện tới máy
khởi động đã bị ngắt lại. Kết quả quá trình khởi động kết thúc.
2.2.2 Nguyên lý hoạt động của máy khởi động

Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý máy khởi động
1: Phần ứng 2: Cuộn cảm 3:Cuộn kéo 4: Cơng tắc chính
5: pittong

6: Đĩa tiếp xúc 7: khóa điện 8: Cuộn giữ

9: Bánh răng khởi động 10: Khớp 1 chiều


23

Hoạt động của máy khởi động
Quá trình kéo:

Hình 2.9 Đường đi của dịng điện
Khi bật khố điện lên vị trí START, dòng điện của ắc qui đi vào cuộn giữ
và cuộn kéo. Sau đó dịng điện đi từ cuộn kéo tới phần ứng qua cuộn cảm làm
quay phần ứng với tốc độ thấp. Việc tạo ra lực điện từ trong các cuộn giữ và
cuộn kéo sẽ làm từ hoá các lõi cực và do vậy píttơng của cơng tắc từ bị kéo
vàovào lõi cực của nam châm điện. Nhờ sự kéo này mà bánh răng dẫn động khởi
động bị đẩy ra và ăn khớp với vành răng bánh đà đồng thời đĩa tiếp xúc sẽ bật
cơng tắc chính lên.
Q trình giữ

Hình 2.10: Dịng điện đi trong mạch


24

Khi cơng tắc chính được bật lên, thì khơng có dòng điện chạy qua cuộn
giữ, cuộn cảm và cuộn ứng nhận trực tiếp dòng điện từ ắc qui. Cuộn dây phần
ứng sau đó bắt đầu quay với vận tốc cao và động cơ được khởi động. ở thời
điểm này píttơng được giữ nguyên tại vị trí chỉ nhờ lực điện từ của cuộn giữ vì

khơng có lực điện từ chạy qua cuộn hút.
Q trình nhả hồi về

Hình 2.11 Dịng điện đi trong mạch
Khi khố điện được xoay từ vị trí START sang vị trí ON, dịng điện đi từ
phía cơng tắc chính tới cuộn giữ qua cuộn kéo. ở thời điểm này vì lực điện từ
được tạo ra bởi cuộn kéo và cuộn giữ triệt tiêu lẫn nhau nên không giữ được
píttơng. Do đó píttơng bị kéo lại nhờ lị xo hồi vị và cơng tắc chính bị ngắt làm
cho máy khởi động dừng lại.
2.3 Nguyên lý tạo ra momen quay trong máy khởi động
2.3.1 Nguyên lý tạo momen
Đường sức từ sinh ra giữa cực bắc và cực nam của nam châm.Nó đi từ
cực bắc đến cực nam.Khi đặt một nam châm khác ở giữa hai cực từ, sự hút và sự
đẩy của hai nam châm làm cho nam châm đặt giữa quay quanh tâm của nó.

Hình 2.12 Chiều đường sức từ


25

Mỗi đường sức từ không thể cắt ngang qua đường sức khác.Nó dường
như trở thành ngắn hơn và cố đẩy những đường sức gần nó ra xa. Đó là nguyên
nhân làm nam châm ở giữa quay theo chiều kim đồng hồ.

Hình 2.13 Sự biến đổi của đường sức từ
Trong động cơ điện thực tế phần giữa là khung dây.

Hình 2.14 Khung dây trong từ trường
Khi dòng điện chạy xuyên qua khung dây từ thơng sẽ bao quanh khung dây.

Hình 2.15 Đường sức từ trong khung dây
Khi chiều của từ trường trùng nhau, đường sức từ trở nên mạnh hơn hơn>.