Chương 3 HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG

Chương 3: HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG
 3.1 Nhiệm vụ và sơ đồ hệ thống khởi động tiêu biểu

Động cơ đốt trong cần có một hệ thống khởi động riêng biệt truyền cho
trục khuỷu động cơ một moment với một số vịng quay nhất định nào đó
để khởi động được động cơ. Cơ cấu khởi động chủ yếu trên ôtô hiện nay
là khởi động bằng động cơ điện một chiều. Tốc độ khởi động của động
cơ xăng phải trên 50 v/p, đối
ới động cơ Diesel phải trên 100 v/p.


 3.2 Máy khởi động
 3.2.1 Yêu cầu, phân loại theo cấu trúc

A. Yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống khởi động
 Máy khởi động phải quay được trục khuỷu động cơ với tốc
độ thấp nhất mà động cơ có thể nổ được.
 Nhiệt độ làm việc khơng được quá giới hạn cho phép.
 Phải bảo đảm khởi động lại được nhiều nhiều lần.
 Tỉ số truyền từ bánh răng của máy khởi động và bánh răng
của bánh đà nằm trong giới hạn (từ 9 đến 18).
 Chiều dài, điện trở của dây dẫn nối từ accu đến máy khởi
động phải nằm trong giới hạn quy định (< 1m).
 Moment truyền động phải đủ để khởi động động cơ.


Nguyên lý tạo momen


Chiều đường sức sinh ra trên khung dây

Nguyên lý quay


Động cơ điện thực tế


B.Phân Loại theo (kiểu đấu dây của máy khởi động)
+

+

+

_

+

_
+

_

_

+

_

Đấu nối tiếp

+

+

+

Đấu nối tiếp

Đấu hỗn hợp
+

+
+

_
+

_

_

_
+

+

_

Đấu hỗn hợp

+

Đấu nối tiếp

Đấu hỗn hợp


Công dụng các kiểu quấn dây


3.2.2 Cấu tạo


Cấu tạo máy khởi động có hộp giảm tốc


1- Trục thứ cấp; 2- Vòng răng; 3- Bánh răng hành tinh;
4- Bánh răng mặt trời; 5- Phần ứng; 6- Cổ góp

Hình 3-4: Cấu tạo hộp giảm tốc


Cấu tạo máy khởi động


Có 4 loại máy khởi động như trong hình vẽ bên trái.

Loại thường

Loại giảm tốc

Loại bánh răng hành tinh

Loại giảm tốc hành tinh - môtơ thanh dẫn


CÔNG TẮC TỪ(SOLENOID)


NGUYÊN LÝ HĐ SOLENOID



Khớp truyền động


Hoạt động của máy khởi động
Máy khởi động khởi động động cơ bằng cách
ăn khớp bánh răng chủ động với vành răng.

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Khố điện

Cuộn kéo
Cuộn giữ
Cuộn cảm (Stato)
Phần ứng (rơto)
Ly hợp
Bánh răng chủ
động
8. Vành răng


3.2.3 SƠ ĐỒ VÀ ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA MÁY KHỞI ĐỘNG

Rd

e  B.l.v
B.l. .n.D
e
60
P.n
e  B.l. .
30
P.n
e .
30

Rst

V 

 .D

2

Uaq

Ikđ
Ukđ

E0
Eng
Rr

 .n

30

Hình 3-8: Sơ đồ tính tóan máy khởi động

Trong đó: B_ cường độ từ trường của nam châm
l_ chiều dài khung dây
v_ vận tốc dài khung dây
P_ số cặp cực
_ từ thông qua khung dây

 .D
 
2P
N
NP
E ng 
.e 

ø.n
2a
a.60
E ng C e .n.ø


a_ số đôi mạch mắc song song trong rotor
Ce_ hằng số
Ce= pn/a.60
N _ số dây dẫn trong rotor
Số vòng quay của rotor được xác định bởi
Từ sơ đồ trên hình 3-8 ta có

n

Eng được xác định

E ng
C e .ø

U aq  E 0  IR aq
U kd U aq  IR kd

THEO ĐỊNH LUẬT
KYRCHOFF
accu

E 0  E ng  IRaq  IR d  IR kd  U ch
Trong đó: Rd_ điện trở dây cáp

E ng  E 0  U ch  I  R

Rkđ_ điện trở các cuộn dây rotor
và stator
Uch_ độ sụt thế điện áp chổi
điện
Uch = 1,3V đối với máy khởi
động 12V


ĐẶC TUYẾN MÁY KHỞI ĐỘNG
P,n,M,U
Pñt

Pck+Pt



P

n0

Mmax

E0
IRaq
Uch
n

IRkñ

M

I0

IRñ

Eng

Inm/2

I,A
Inm


Ở chế độ tải nhỏ, dòng điện qua máy khởi động nhỏ và từ thơng của cuộn kích phụ thuộc
tuyến tính vào cường độ dịng điện   K I

E 0   U ch  I  R
n 
C e .K  .I

n tăng khi  và dòng giảm

a1
n 
I  a2
Vì vậy lúc này tốc độ phụ thuộc vào cường độ dòng điện theo quy luật hyperbol

Với

E 0  U ch
a1 
C e .K 
R
a2 
C e .K 


Ở chế độ tải lớn, dòng qua máy khởi động lớn và mạch từ bị bão
hòa. Lúc này đặc tuyến n=f(I) trở nên tuyến tính:

n

E ng

n 

E 0   U ch  I  R
C e .K  .I

C e .ø

n 

a1
I  a2

U aq  E 0  IR aq
U kd U aq  IR kd

 = const
n = b1 –b2.I

Dòng điện trong máy khởi động lớn nhất khi bánh răng
máy khởi động ăn khớp với bánh đà. Lúc đó Eng = 0 và I
= Inm


Đặc tuyến moment kéo M=f(I)
Môment kéo được tạo nên do lực tác dụng tương hỗ giữa từ trường của các cuộn
kích và dịng điện trong các dây dẫn phần ứng (rotor)

M = FD/2
Trong đó:

F = N.f

B.l.I
f  B.l.i 
2a

F: tổng lực tác dụng lên các khung
dây
D: đường kính của rotor

với f _ lực tác dụng lên một khung; N là số khung có trong rotor

Với

I
i
2a

M
M
M
M

N .B.l.I D


2a
2
N .B.l.I .P  .D


2a.
2. p
P.N

B.l. .I
2a.
C M ..I


Khi tải lớn :  = const
M  KM.

Khi tải nhỏ :  = K.I

M = CM.K.I2

Moment đạt cực đại khi n=0. Như vậy, lúc tải nhở đặc tuyến phụ thuộc vào cường độ dòng
theo quy luật Parabol và khi tải lớn đặc tuyến chuyển sang dạng tuyến tính
P,n,M,U
Pđt

Pck+Pt



P

n0

Mmax

E0
IRaq
Uch

IRkđ

n
M

I0

IRđ

Eng

Inm/2

I,A
Inm