xây dựng hệ thống cung cấp điện trên sa bàn điện ôtô


Những năm gần đây nền khoa học kỹ thuật trên thế giới đã có những bước tiến
rất mạnh mẽ. Có rất nhiều các thành tựu khoa học tiên tiến được ứng dụng rộng rãi vào
đời sống và phát triển kinh tế, đặc biệt là trong lĩnh vực giao thông vận tải.
Trong nền công nghiệp chế tạo ô tô của thế giới hiện nay đã có sự phát triển rất
lớn và đang tạo đà cho khả năng phát triển nhanh chóng trong tương lai tới đây. Cùng
với sự phát triển của khoa học, ngành công nghiệp ôtô cũng không ngừng đưa đến cho
người tiêu dùng công nghệ mới. Nó khiến xe ô tô không những trở nên tiện nghi an
toàn hơn mà còn thân thiện với môi trường. Ngành công nghiệp ô tô hiện nay đã đưa
vào sử dụng các công nghệ hết sức tiên tiến vào chế tạo và lắp đặt ô tô như sử dụng hệ
thống chiếu sáng, hệ thống cung cấp điện, hay như hệ thống đánh lửa…
Ở Việt Nam nghành công nghiệp ô tô đa phần là lắp ráp và sử dụng. Tuy nhiên
với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật trên thế giới mà các công ty đã
dần đưa các công nghệ tiên tiến hiện đại ứng dụng vào chế tạo và lắp đặt ô tô. Trong
đó lĩnh vực về hệ thống cung cấp điện là một phần rất quan trọng.
Trong phạm vi trường “Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng yên” những năm gần đây
khoa cơ khí động lực đã có rất nhiều đổi mới về công nghệ kỹ thuật phục vụ trong
giảng dạy. Các tài liệu và mô hình sử dụng trong công tác đào tạo luôn luôn được đổi
mới giúp cho học sinh, sinh viên có điều kiện tiếp xúc và học tập tốt nhất có thể bắt
kịp với các công nghệ hiện đại sử dụng trong nghành công nghiệp ô tô hiện nay. Tuy
vậy lĩnh vực về cung cấp điện vẫn còn hạn chế số lượng chưa nhiều.
Nhận thấy đây là một lĩnh vực cần thiết và rất quan trọng trong ngành công
nghiệp ô tô hiện nay chúng em đã được định hướng và thực hiện đề tài 
 !""#. Đề tài sẽ thực hiện việc nghiên cứu kết
cấu, xây dựng phương án, chế tạo mô hình cung cấp điện và nội dung thực hành cho
mô hình. Đề tài được thực hiện bởi sự hướng dẫn của thầy $%&'() cùng với
các thầy cô khác trong khoa. Đề tài được thực hiện và hoàn thành tại khoa cơ khí động
lực trường đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng yên.
Tuy vậy đề tài còn nhiều thiếu sót kính mong các thầy cô đóng góp ý kiến để đề
tài chúng em được hoàn thiện hơn.

Chúng em xin chân thành cảm ơn.
Hưng Yên, ngày… tháng 6 năm 2013
Sinh viên thực hiện:

Hoàng Cao Sơn

3
*+, $/01'(234$350*0*674
-&-89!:;
1.1.1. Nhiệm vụ ca hệ thống khi đng
Hệ thống cung cấp điện là một bộ phận quan trọng không thể thiếu được trên ôtô,
hệ thống điện là một trong những nhân tố quyết định đến khả năng làm việc hiệu quả
cao hay thấp của toàn xe. Đặc biệt như xu hướng gần đây phát triển động cơ chạy bằng
điện (động cơ Hybrit) thì vai trò của hệ thống cung cấp càng có ý nghĩa quan trọng.
Ban đầu sơ khai người ta sử dụng cả máy phát điện một chiều và máy phát một
chiều chúng chỉ là dùng những loại máy phát đơn giản có điện áp phát ra không ổn
định làm giảm tuổi thọ của các thiết bị dùng trên xe dẫn đến tính kinh tế không cao.
Cho đến nay đa số các xe máy, thiết bị đều dùng đến máy phát điện xoay chiều trừ
một số loại xe chuyên dùng sử dụng máy phát một chiều, do ưu điểm của máy phát
điện xoay chiều vượt trội hơn nhiều so với máy phát một chiều.
Máy phát xoay chiều đã sử dụng các diot để nắn dòng điện xoay chiều thành dòng một
chiều và dùng bộ tiết chế để điều chỉnh điện áp.
Ban đầu bộ tiết chế đơn giản chỉ là điều khiển cơ khí bình thường với sự đóng mở
của các tiếp điểm theo kiểu rung, rồi người nhật bắt đầu chế tạo ra bộ điều chỉnh thế
hiệu bán dẫn có tiếp điểm.
Và cho đến nay hầu hết các xe đều dung tiết chế bán dẫn không tiếp điểm và tiết
chế vi mạch có hiệu quả và tính chính xác cao.
 Hệ thống cung cấp điện gồm có: Ắc quy - máy phát điện (Dinamo, generateur) là
nguồn điện và bộ chỉnh điện (tiết chế)
Một hệ thống cung cấp điện trang bị trên xe cung cấp nguồn một chiều cho những

hệ thống và các thiết bị khác trên ôtô. Tuy nhiên Ắc quy sẽ phóng điện khi động cơ
dừng và dần hết điện.
Hệ thống cung cấp điện sử dụng sự quay của động cơ để phát sinh ra điện. Nó
không những cung cấp điện năng cho những hệ thống và thiết bị điện khác mà còn nạp
điện cho Ắc quy trong lúc động cơ đang hoạt động.
Nhiệm vụ của hệ thống cung cấp điện là cung cấp năng lượng điện cho các phụ tải
trên ô tô với một điện thế ổn định trong mọi điều kiện làm việc của động cơ.

4
Hình 1.1. Sơ đồ hệ thống cung cấp điện cho xe phu tải
1.1.2. Yêu cầu ca hệ thống cung cấp điện
Chế độ làm việc của ô tô luôn luôn thay đổi có ảnh trực tiếp đến chế độ làm việc
của hệ thống cung cấp điện. Do xuất phát từ điều kiện luôn phải đảm bảo các phụ tải
làm việc bình thường. Hệ thống cung cấp điện phải đảm bảo các yêu cầu sau :
+ Đảm bảo độ tin cậy tối đa của hệ thống, điều chỉnh tự động trong mọi điều kiện
sử dụng của ô tô.
+ Đảm bảo nạp điện tốt cho Ắc quyvà đảm bảo khởi động động cơ ôtô dễ dàng với
độ tin cậy cao.
+ Kết cấu đơn giản và hoàn toàn tự động làm việc ở mọi chế độ.
+ Chăm sóc và bảo dưỡng kỹ thuật ít nhất trong qua trình sử dụng.
+ Có độ bền cơ khí cao đảm bảo chịu rung và chịu sóc tốt.
+ Đảm bảo thời hạn phục vụ lâu dài.
+ Cung cấp năng lượng điện đến cho các phụ tải trên ôtô với một điện thế ổn định
trong mọi điều kiện làm việc của động cơ
-&<&7=>?
Theo các xe khác nhau dùng loại máy phát khác nhau ta có cách phân loại:
+ Hệ thống cung cấp dùng máy phát điện xoay chiều.
+ Hệ thống cung cấp điện dùng máy phát một chiều.
Theo điện áp cung cấp ta có thể phân loại sau:
5

Accqu
y
Máy
phát
Hệ thống ĐK động
cơ
HT khởi
động
HT chiếu
sáng
HT gạt
mưa
vxông
kính
HT tín
hiệu
HT điều
hoà KK
HT khoá
cửa
HT
đ.khiển
phanh
HTĐK
túi khí
HT giải
trí trên xe
HT thông
tin
+ Hệ thống cung cấp điện dùng máy phát 12V

+ Hệ thống cung cấp dùng máy phát điện 24V.
Với máy phát điện một chiều ta có thể phân loại:
+ Loại điều chỉnh trong (dùng chổi điện thứ 3)
+ Loại điều chỉnh ngoài (dùng bộ chỉnh điện kèm theo)
Với máy phát điện xoay chiều ta có thể phân loại:
+ Máy phát điện xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu.
+ Máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ.
-&@&3
1.3.1. Sơ đồ hệ thống
Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống cung cấp điện
1. Máy phát điện
2. Đồng hồ báo nạp
3. Khoá điện
4. Ắc quy
6
@
-
<
A
1.3.2. Các thiết bị chính
Hình 1.3. Ắc quy cung cấp đến các hệ thống khác trên ô tô
Hình 1.4. Vị trí lắp máy phát điện trên ôtô
7
8
Hình 1.5. Vị trí chi tiết,Ắc quy trên hệ thống cung cấp điện trên xe Toyota
9
1.3.3. Mạch điện ca hệ thống câp điện trên mô hình
1.3.3.1. Sơ đồ hệ thống cung cấp điện trên Sa bàn
Hình 1.6. Sơ đồ hệ thống cung cấp điện trên Sa bàn
1.3.3.2. Nguyên lý hoạt đng ca hệ thống cung cấp điện trên mô hình:

- Trong máy phát điện một chiều rôto điện quay, phần cảm ứng đứng trong máy
phát điện xoay chiều, ngược lại: phần ứng điện đứng, phần cảm điện quay.
Hình 1.7. Nguyên lý sinh điện của máy phát điện xoay chiều
10
- Hình vẽ trên giới thiệu nguyên lý một máy phát điện xoay chiều đơn giản: gồm
một nam châm vĩnh cửu quay trong vòng dây ứng điện.
- Khi nam châm quay đường sức từ của nam châm cắt qua khung dây làm cho
trong khung dây xuất hiện sức điện động cảm ứng xoay chiều(chiều của dòng điện
được xác định bằng quy tắc bàn tay phải).
Hình 1.8. Góc quay của khung dây
- Khi lực của nam châm quét ngang nhánh dây ứng bên phải dòng điện ở mạch
ngoài chạy từ B – A ( hình a). Nam châm quay 180
o
, cực nam châm quét ngang qua
nhánh dây bên phải dòng điện ứng trong mạch ngoài chạy từ A sang B( hình b) dòng
điện phát sinh trong vòng dây ứng là dòng điện xoay chiều Để phù hợp với yêu cầu
lắp đặt trong ôtô người ta sử dụng nam châm điện thay cho nam châm vĩnh cửu.
Nhận xét: Để nâng cao công suất thì máy phát được dùng là loại máy phát điện
đồng bộ ba pha gồm ba cuộn dây pha được đặt lệch nhau 120
o
trong không gian.
Hình 1.9. Đường cong biến đổi điện áp ra máy phát điện xoay chiều ba pha
- Sức mạnh của dòng điện ứng phụ thuộc vào ba yếu tố:
+Tốc độ quay của phần cảm điện( nam châm quay).
11
+ Sức mạnh của từ trường phần cảm điện.
+ Số vòng dây điện ứng.
1.3.3.3. Nguyên lý phát điện chung ca máy phát điện xoay chiều
- Khi cung cấp điện cho cuộn dây kích từ trong rôto thì sẽ tạo ra các cực từ xen kẽ ở
hai chùm vấu cực. Như vậy sẽ tạo ra từ thông kép kín qua vấu cực của rôto và khung

từ của Stato.
- Các cuộn dây ba pha Stato của máy phát điện xoay chiều được phân bố đều trong
các rãnh mặt trong của Stato theo một quy luật nhất định các pha cách nhau 120
o.

a)Từ trường rô to tạo ra b) Điện cảm ứng trên một khung dây

Hình 1.10. Nguyên lý máy phát ba pha trên ô tô sau một chu kỳ
Nếu cho rôto quay sẽ làm cho các vòng dây điện của Stato cắt các từ trường ( theo
hướng vuông góc) theo định luật cảm ứng điện từ trên các vòng dây sẽ xuất hiện một
suất điện động cảm ứng, theo công thức ta có suất điện động ở mỗi pha là E= 4,44
KW.§. W. Ф
o.


Trong đó:
KW: là hệ số của cuộn dây cảm ứng
§: là tần số của suất điện động §= P.N/60
W: tổng số vòng dây trong một pha cuộn dây phần ứng
12
Ф
o
: từ thông giữa khe hở Stato và Rôto
P: số đôi cực từ máy phát
- Như vậy tại ba đầu dây ra của ba cuộn dây phần ứng sẽ có dòng điện xoay chiều
ba pha dạng hình sin, có tần số như nhau, biên độ như nhau với góc lệch pha là 120
o

-&A&*?>9!=B=!89;CD>


1.4.1 Ắc quy
Một bình Ắc quy trên ô tô bao gồm một dung dịch acid sunfuric loãng và các bản
cực âm, dương. Khi các bản cực được làm từ chì hoặc vật liệu có nguồn gốc từ chì thì
nó được gọi là Ắc quy chì-acid. Một bình Ắc quy được chia thành nhiều ngăn (Ắc quy
trên ô tô thường có 6 ngăn), mỗi một ngăn có nhiều bản cực, tất cả được nhúng trong
dung dịch điện phân.
Hình 1.12. Cấu tạo Ắc quy
13
Hình 1.11. Ắc quy
1.4.1.1. Cấu tạo ca mt ngăn
Cơ sở cho hoạt động của Ắc quy là các ngăn của Ắc quy. Các bản cực âm và bản
cực dương được nối riêng rẽ với nhau. Các nhóm bản cực âm và bản cực dương này
được đặt xen kẽ với nhau và ngăn cách bằng các tấm ngăn có lỗ thông nhỏ. Kết hợp
với nhau, các bản cực và tấm ngăn tạo nên một ngăn của accu. Việc kết nối bản cực
theo cách này tăng bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu hoạt tính và chất điện phân. Điều đó
cho phép cung cấp một lượng điện nhiều hơn. Mặt khác dung lượng của bình Ắc quy
tăng lên vì diện tích bề mặt tăng lên. Càng nhiều diện tích bề mặt đồng nghĩa với việc
Ắc quy cung cấp điện nhiều hơn.
Hình 1.13. Cấu tạo một Ắc quy đơn
1.4.1.2. Bản cực
Bản cực Ắc quy được cấu trúc từ một khung sườn làm bằng hợp kim chì có chứa
Antimony hay Canxi. Khung sườn này là một lưới phẳng, mỏng. Lưới tạo nên khung
cần thiết để dán vật liệu hoạt tính lên nó, cả ở bản cực âm và bản cực dương. Vật liệu
hoạt tính được dán lên ở bản cực dương là chì oxide (PbO
2
) và ở bản cực âm là chì xốp
(Pb).

Hình 1.14. Cấu tạo bản cực Hình 1.15. Chất điện phân
14

1.4.1.3. Chất điện phân
Chất điện phân trong bình Ắc quy là hỗn hợp 36% acid sulfuric (H
2
SO
4
) và 64%
nước cất (H
2
O). Dung dịch điện phân trên accu ngày nay có tỷ trọng là 1.270 (ở 20
0
C)
khi nạp đầy. Tỷ trọng là trọng lượng của một thể tích chất lỏng so sánh với trọng
lượng của nước với cùng một thể tích. Tỷ trọng càng cao thì chất lỏng càng đặc.
Một tỷ trọng kế được sử dụng để đo tỷ trọng của dung dịch điện phân. Chất điện
phân trong bình accu đã được nạp điện thì mạnh hơn và nặng hơn chất điện phân trong
accu đã phóng điện.
Những cẩn trọng khi sử dụng Ắc quy:Chất điện phân trong bình Ắc quy là hỗn
hợp của acid sulfuric và nước. Acid sulfuric thì có tính ăn mòn rất cao và có thể gây
thương tích trên da và mắt. Luôn luôn mang đồ bảo hộ khi tiếp xúc với bình accu. Khi
bị dung dịch acid dính vào tay phải rửa ngay bằng nhiều nước, khi văng vào mắt phải
rửa bằng nước ngay và khám y tế càng sớm càng tốt. Khi nạp Ắc quy, khí Hydrogene
được giải phóng vì vậy phải tránh Sa ngọn lửa và tia lửa điện nếu không có thể gây ra
cháy nổ nghiêm trọng.
1.4.1.4. Vỏ Ắc quy
Vỏ Ắc quy giữ các điện cực và các ngăn riêng rẽ của bình Ắc quy. Nó được chia
thành 6 phần hay 6 ngăn. Các bản cực được đặt trên các gờ đỡ, giúp cho các bản cực
không bị ngắn mạch khi có vật liệu hoạt tính rơi xuống đáy Ắc quy. Vỏ được làm từ
polypropylen, cao su cứng, và plastic. Một vài nhà sản xuất làm vỏ Ắc quy có thể nhìn
xuyên qua để có thể nhìn thấy được mực dung dịch điện phân mà không cần mở nắp
Ắc quy. Đối với loại này thường có hai đường để chỉ mực thấp (lower) và cao (upper)

bên ngoài vỏ.
Hình 1.16. Vỏ Ắc quy Hình 1.17. Nắp thông hơi
1.4.1.4. Nắp thông hơi
Nắp thông hơi chụp trên các lỗ để thêm dung dịch điện phân. Nắp thông hơi được
thiết kế để hơi acid ngưng tụ và rơi trở lại accu và cho phép hydrogene bay hơi.
Dãy nắp thông hơi.
15
Hầu hết các ắcquy ngày nay thiết kế một dãy nắp thông hơi để có thể chụp cho
nhiều ngăn. Dãy nắp thông hơi được thiết kế để hơi acid ngưng tụ và rơi trở lại ắcquy
và cho phép hydrogene bay hơi.
1.4.1.5. *EFG
Có 3 loại cọc bình Ắc quy được sử dụng, loại đỉnh, loại cạnh và loại L. Loại trên
đỉnh thông dụng nhất trên ô tô. Loại này có cọc được vát xiêng. Loại cạnh là loại đặc
trưng của hãng General Motors, loại L được dùng trên tàu thuỷ.
Hình 1.18. Cọc Ắc quy
Ký hiệu trên cọc Ắc quy:
Ký hiệu trên cọc Ắc quy để nhận biết cực dương hay âm. Thông thường, ký hiệu
"+" để chỉ cực dương, "-" để chỉ cực âm. Đôi khi, các ký hiệu "POS" và "NEG" cũng
được sử dụng để ký hiệu cực dương và cực âm. Trên loại accu có cọc là loai đỉnh, đầu
của cọc dương thường lớn hơn cực âm, mục đích để dễ phân biệt.
Đầu kẹp ắcquy:
Đầu kẹp cáp của Ắc quy có thể làm bằng thép hoặc chì tuỳ thuộc vào nhà chế tạo.

Hình 1.19. Ký hiệu cọc Ắc quy Hình 1.20. Đầu kẹp Ắc quy
1.4.1.6. *HIJ8KE
Cửa xem tỷ trọng dùng một quả cầu có thể đo được tỷ trọng của dung dịch điện
phân trong một ngăn.
16
Hình 1.21 Cửa xem tỷ trọng
-&A&-&L&=B>?M

- Khi động cơ hoạt động nhờ dẫn động dây đai kéo máy phát quay. Cuộn dây kích
thích đã được cấp điện từ acqui. Rôto quay làm từ thông biến thiên trong cuộn dây
kích thích dẫn tới hai chùm cực từ trở thành hai cực của nam châm, các cực này xếp
xen kẽ nhau nên đường sức từ đi từ cực này sang cực khác nối tiếp nhau quay bên
trong phần ứng (stato). Làm phần ứng cảm ứng một suất điện động đưa ra ngoài qua
bộ chỉnh lưu thành dòng một chiều, dòng điện này được ổn định nhờ bộ tiết chế và đưa
ra ngoài cấp cho các phụ tải, nạp điện cho Ắc quy.
- Hai kim loại không giống nhau đặt trong dung dịch acid sẽ sinh ra hiệu điện thế
giữa hai cực. Cực dương làm bằng chì oxide PbO
2
, cực âm làm bằng chì Pb. Dung
dịch điện phân là hỗn hợp acid sunfuric và nước. Chúng tạo nên một phần tử của ngăn.

Hình 1.22. Hoạt động Ắc quy Hình 1.23. Điện áp Ắc quy

Ắc quy chứa điện ở dạng hoá năng. Thông qua phản ứng hoá học, Ắc quy sinh ra
và giải phóng điện vì các nhu cầu của hệ thống điện và các thiết bị điện. Khi Ắc quy
mất đi hoá năng trong quá trình này, accu cần được nạp điện lại bằng máy phát. Bằng
dòng điện ngược đi qua accu, quá trình hoá học được phục hồi, vì vậy nạp cho bình Ắc
quy. Chu trình phóng nạp được lặp lại liên tục và được gọi là chu trình của Ắc quy.
Mỗi một ngăn có điện áp xấp xỉ 2.1V không xét đến kích cỡ và số lượng các bản cực. Ắc
quy trên ô tô có 6 ngăn nối tiếp với nhau, sinh ra điện áp 12.6 V.
17
1.4.1.8. Một số biểu thức tính toán cơ bản đối với máy phát điện xoay chiều
N$OPQRSTSIJ""U"
+ Tiêu thụ điện của các tải điện hoạt động liên tục
Tải điện hoạt động liên tục Công suất (W)
Hệ thống đánh lửa 20
Bơm nhiên liệu 70
Hệ thống phun nhiên liệu 100

Radio, casstte 12
Đèn trước( pha cốt) 110
Đèn kích thước 10
Đèn bảng số 10
Đèn soi bảng điều khiển 10
Tổng công suất 350W
+ Tải điện hoạt động gián đoạn
Tải hoạt động gián đoạn Giá trị
thực(W)
Hệ số Công suất tương
đương
Quạt giàn nóng lạnh 80 0.5 40
Xông kính 120 0.5 60
Gạt nước 60 0.25 15
Quạt điện giải nhiệt két nước 65 0.1 6.5
Đèn kích thước 36 0.1 3.6
Đèn phanh 42 0.1 4.2
Đèn báo rẽ 70 0.1 7
Đèn sương mù 70 0.1 7
Đèn báo sương mù 35 0.1 3.5
Tổng công suất 134W
Như vậy tổng công suất khi ôtô hoạt động là:
P = 350+134 = 484W
1.4.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc ca các phần tử trong máy phát
Gồm các bộ phận chính sau: Rôto( phần cảm), Stato( phần ứng), bộ chỉnh lưu,
ngoài ra còn có nắp trước và nắp sau, bộ điều chỉnh điện( tiết chế).
1.4.2.1. Rotor
Chức năng : tạo ra từ trường và xoay để tạo ra sức điện động trong cuộn dây stator.
Các thành phần chính : cuộn dây rotor, cực từ, trục

18
Hình 1.24. Rotor
1.4.2.2. *V9!9WD.
- Chức năng: cho dòng điện chạy qua rotor để tạo ra từ trường.
- Các thành phần chính: Chổi than, Lò xo, Vòng kẹp chổi than, Vòng tiếp điện
chổi than làm bằng grafít - kim loại với tính chất đặc biệt có điện trở nhỏ và được phủ
một lớp đặc biệt chống mòn.

Hình 1.25. Chổi than và vòng tiếp điện
1.4.2.3. %>
Chức năng: tạo ra điện thế xoay chiều 3 pha nhờ sự thay đổi từ thông khi rotor
quay.
Các thành phần chính: Lõi stator, cuộn dây stator, đầu ra

Hình 1.26. Stator
Nhiệt sinh ra lớn nhất ở stator so với các thành phần khác của máy phát, vì vậy
dây quấn phải phủ lớp chịu nhiệt.
Cuộn dây stator có thể mắc theo hai cách:
- Cách mắc kiểu hình sao: cho ra điện thế cao, được sử dụng phổ biến.
- Cách mắc kiểu tam giác: cho ra dòng điện lớn.
19
Hình 1.27. Đấu hình sao và đấu hình tam giác
Cuộn dây stator gồm 3 cuộn dây riêng biệt. Trong cách mắc hình sao, đầu chung
của 3 cuộn dây được nối thành đầu trung hòa.
1.4.2.4. B chỉnh lưu

Hình 1.28. Bộ chỉnh lưu
Vai trò của bộ chỉnh lưu: Biến dòng điện xoay chiều ba pha trong stator thành
dòng điện 1 chiều.
Các thành phần chính: Đầu ra, dode âm, diode dương

Đặc điểm:
Sáu diode (tám diode nếu bộ chỉnh lưu có nối với dây trung hòa) được sử dụng để
chỉnh lưu toàn kỳ, phiến tản nhiệt có hai mặt.
Bản thân diode chỉnh lưu sinh ra nhiệt khi có dòng điện chạy qua. Tuy nhiên chất
bán dẫn tạo ra diode lại không chịu nhiệt nên diode bị hư khi quá nhiệt. Vì vậy phiến
tản nhiệt phải có diện tích lớn. Khi tốc độ máy phát khoảng 3000v/p, nhiệt độ của
diode là cao nhất.
20

Hình 1.29. Tiết chế vi mạch
1.4.2.5. Tiết chế vi mạch
- Vai trò của tiết chế: Điều chỉnh dòng điện kích từ (đến cuộn dây rotor) để kiểm
soát điện áp phát ra, theo dõi tình trạng phát điện và báo khi có hư hỏng.
- Các thành phần chính: Vi mạch, Phiến tản nhiệt, Giắc cắm
Tiết chế và vi mạch có hai loại tùy thuộc vào cách nhật biết điện áp sạc:
Loại D: Nhận biết điện áp sạc ở đầu ra của máy phát và điều chỉnh nó luôn ở một
khoảng xác định.
Hình 1.30. Tiết chế loại D
Loại M: Nhận biết điện áp tại accu đồng thời điều chỉnh dòng ra ở một khỏang xác
định.
Hình 1.31. Tiết chế loại M
21
1.4.2.6. Quạt
Vai trò của quạt: Khi quạt quay, không khí được hút qua các lỗ trống làm mát
cuộn rotor, stator và bộ chỉnh lưu làm giảm nhiệt độ của các bộ phận này ở mức cho phép.
Đặc điểm:
- Có hai quạt hút từ hai phía để cung cấp đủ lượng gió cần thiết.
- Không khí mát được hướng vào cuộn stator, nơi phát sinh ra nhiều nhiệt nhất.
Một phụ tải điện sẽ sinh ra nhiệt khi dòng đi qua. Bộ xông kính chẳng hạn, nó đã sử dụng
nhiệt này. Máy phát sinh nhiệt ở nhiều dạng khác nhau như trình bày ở phần trên. Chúng bao

gồm : nhiệt sinh ra trên vật dẫn (ở các cuộn dây và diode), trên các lõi thép do dòng fuco và
do ma sát (ở ổ bi, chổi than và với không khí). Nhiệt sinh ra làm giảm hiệu suất của máy phát.
1.5. Tính cấp thiết của đề tài.
Hiện nay với tốc độ phát triển mạnh mẽ của khoa học và công nghệ, kĩ thuật trên
thế giới. Từ đó yêu cầu các kĩ sư, người lao động cần có kiến thức chuyên ngành nhất
định, tay nghề cao, thành thạo thực hành chuyên môn. Vì vậy các kĩ sư tương lai,
những sinh viên đang trong quá trình được đào tạo cần được tìm hiểu, học tập, tiếp cận
với những công nghệ hiện đại, những ứng dụng công nghệ tiên tiến nhất.
Chính vì thế việc đổi mới phương pháp dạy và học là vấn đề cấp thiết, dựa trên
quan điểm nhằm nâng cao tính tích cực của người học thông qua việc hướng dẫn của
giáo viên đang được áp dụng rộng rãi. Sự phát triển đã làm thay đổi không chỉ cách
giảng mà còn thay đổi cả quá trình tổ chức dạy học, ứng dụng công nghệ dạy học,
phương tiện kỹ thuật trong giảng dạy…do đó khắc phục được nhược điểm của phương
pháp cũ, tạo ra chất lượng của phương pháp mới cho giáo dục – đào tạo, đây cũng là
chủ trương của nhà nước đề ra: đổi mới mạnh mẽ nội dung và phương pháp dạy học,
học tập, chú trọng chất lượng. Đặc biệt đối với ngành cơ khí ô tô, việc nghiên cứu chế
tạo mô hình phục vụ cho công tác dạy và học là nhu cầu cấp thiết.
Ngoài ra, nhằm cập nhật những công nghệ mới và nhằm tăng tính trực quan hoá
trong dạy và học, với mục đích nâng cao chất lượng dạy và học. Các mô hình này
22
được chế tạo và thiết kế đầy đủ với các hệ thống nói chung. Song đó còn có các bài
giảng mẫu dưới dạng phiếu thực hành giúp cho việc giảng dạy và học tập trên mô hình
đạt kết quả cao nhất. Chính vì lẽ đó, nhóm sinh viên chúng em định hướng nghiên cứu
“Xây dựng mô hình hệ thống cung cấp điện trên sa bàn điện”.Giúp sinh viên có cái
nhìn toàn diện và sâu sắc về hệ thống mà đề tài đã giao.
-&X&YQZ!
- Tìm hiểu về hệ thống cung cấp điện trên ô tô.
- Lập các phương án chế tạo mô hình cho hệ thống cung cấp điện
- Xây dựng và thiết kế khung và các tấm panel.
- Xây dựng nội dung thực hành cho mô hình

- Mô tả khái quát về nguyên lý và kết cấu của hệ thống cung cấp điện trên mô
hình.
- Phục hồi mô hình hệ thống cung cấp điện trên sa bàn điện
23
*+,<.*3[$\]Y^3_334$350*0*674$`a
%'bc
<&-&YQdD?>8"e
Trên Ôtô hiện đại, trang bị điện và các hệ thống điều khiển điện tử ngày càng phát
triển hoàn thiện. Xu hướng hiện nay là thay thế các phần cơ khí bằng các phần điện tử
nhằm đáp ứng nhu cầu: Tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm độc hại
của khí thải, tăng tính an toàn và tiện nghi của ôtô. để nắm bắt, nghiên cứu, tìm hiểu về
trang thiết bị điện và các hệ thống điều khiển điện tử thì các thiết bị băng thu cũng không
còn phù hợp để đánh giá các đặc tính của: Máy phát, bộ điều chỉnh điện áp.
Do đó việc học tập, tìm hiểu, nghiên cứu của sinh viên gặp nhiều khó khăn. Vấn
đề đặt ra là phải có một công cụ khác để thông qua đó giải quyết được các vấn đề sau:
- Phân tích kết cấu khác nhau của các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện trên
ôtô hiện đại: Kết cấu của Ắc quy, máy phát, bộ điều chỉnh điện áp và hộp cầu chì.
- Nguyên lý hoạt động của hệ thống cung cấp điện
- Khảo sát sự làm việc đo đạc đánh giá các đặc tính điện áp và dòng điện của thiết bị.
- Đo đạc khảo sát thông số phục vụ cho thiết kế mới
- Chuẩn đoán phát hiện các lỗi trong phần tử, mạch điện của hệ thống cung cấp
điện phục vụ cho công tác sửa chữa.
- Xây dựng mô hình phục vụ cho mục đích thực hành ,thí nghiệm tìm hiểu nguyên
lý kết cấu ,tháo nắp
- Mô hình hệ thống cung cấp điện trên Sa bàn đáp ứng mục đích thực hành. thí
nghiệm, tìm hiểu nghiên lý, kết cấu tháo lắp phục vụ trong quá trình học tập, củng cố
vững trắc kiến thức đã học vận dụng trên mô hình.
Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó phương án phục hồi mô hình hệ thống cung cấp
điện trên Sa bàn được thông qua. Hệ thống cung cấp điện được xây dựng trên Sa bàn
gồm có: accu, máy phát điện , khóa điện ,động cơ điện hoàn toàn là thiết bị có thật trên

xe toyota, trông có vẻ rất đơn giản nhưng toát lên được đầy đủ nguyên lý hoạt động
của hệ thống cung cấp điện nên rất dễ hiểu giúp người học bám sát vào thực tế ,dễ
dàng tiếp thu kiến thức và nâng cao được khả năng tư duy mà hệ thống cung cấp điện
mang lại.Từ những cái đơn giản để người học hiểu sâu về nó rồi dần dần sẽ phát triển
nâng cao một hệ thống khởi động trở nên phức tạp và hoàn thiện hơn.
<&<&f:;8"e
- Xây dựng hệ thống cung cấp điện trên Sa bàn, đầy đủ các cụm chi tiết , thiết bị
hãng xe Toyota
- Mô hình hệ thống cung cấp điện trên Sa bàn hoàn thiện giúp người sử dụng có
thể thực hiện được việc tháo các chi tiết cụm chi tiết, hiểu được cấu tạo nguyên lý làm
việc, lắp ráp hoàn chỉnh hệ thống, vận hành mô hình trên Sa bàn.
24
- Sử dụng mục đích học tập, nghiên cứu thí nghiệm trên mô hình
- Mô hình dùng để kiểm tra trạng thái làm việc và không làm việc của các phần
tử của hệ thống cung cấp điện.
- Đo được các thông số của hệ thống cung cấp điện
- So sánh các đặc tính của các phần tử trong hệ thống cung cấp điện như các đặc
tính của máy phát, bộ điều chỉnh, đặc tính làm việc đồng thời của máy phát.
- Đo được các thông số kĩ thuật: Điện áp pha, Điện áp dây, cường độ dòng và
điện áp sau chỉnh lưu bằng đồng hồ van năng.
- Kết cấu nhỏ gọn, bền đẹp,tạo hứng thú khi được sử dụng và thực hành, thí
nghiệm trên mô hình.
Mô hình hệ thống cung cấp điện trên Sa bàn hoàn thành xây dựng nội dung thực
hành. thí nghiệm, tìm hiểu nguyên lý, kết cấu tháo lắp, tạo panel phục vụ trong quá
trình học tập, củng cố trắc kiến thức đã học vận dụng trên mô hình.
<&@&*P+,PD?>8"e
Qua những đánh giá và những phân tích ở trên đề tài nhận thấy tầm quan trọng
của hệ thống cung cấp điện trong quá trình vận hành của ô tô. Việc nghiên cứu về hệ
thống cung cấp điện trực tiếp trên ô tô gặp rất nhiều khó khăn vì việc khảo sát hệ
thống trên xe là một vấn đề rất khó khăn, bởi nó liên quan đến nhiều cụm chi tiết rất

phức tạp. Chính vì vậy đề tài hình thành ý tưởng thiết kế mô hình bao gồm đầy đủ các
chi tiết của hệ thống cung cấp điện trên xe ôtô. Qua đó giúp cho sinh viên thuận lợi
hơn trong quá trình học tập.
Để giải quyết những vấn đề khó khăn đó, ý tưởng thiết kế và chế tạo mô hình hệ
thống cung cấp điện. Dưới hình thức thu gọn hệ thống cung cấp điện thật trên xe thành
một mô hình đơn giản, nhỏ gọn, thuận tiện cho việc di chuyển, kết cấu các bộ phận và
nguyên lý hoạt động của hệ thống được phù hợp với yêu cầu học tập và nghiên cứu, nhưng
vẫn đảm bảo tính thực tế, thể hiện đầy đủ những tính năng của hệ thống trên mô hình.
Mô hình hệ thống cung cấp điện giúp cho người học trực quan sinh động, có một
cái nhìn cụ thể hơn trong qua trình học tập, điều đó giúp cho việc học tập và nghiên
cứu đạt hiệu quả cao hơn. Đồng thời trên mô hình cụ thể đó sẽ giúp cho người học có
khả năng thực tập, vận hành, kiểm tra các chi tiết của hệ thống một cách rất dễ dàng.
Mô hình đảm bảo được sự kết hợp hài hoà và sáng tạo giữa tính khoa học kỹ
thuật, tính thẩm mỹ và sư phạm, nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy và học tập.
Căn cứ vào điều kiện thực tế về không gian của xưởng thực tập và cho sự thuận
tiện trong việc di chuyển mô hình phục vụ công tác giảng dạy tại các phòng học.
Vì vậy, việc thiết kế khung gá phải được lựa chọn phương án tối ưu nhất, khung
gá phải phù hợp, đáp ứng yêu cầu nhỏ gọn và thuận tiện cho việc di chuyển nhưng vẫn
đảm bảo sự vững chắc, chịu được tải trọng của các chi tiết được lắp trên mô hình.
25
Khung gá phải đảm bảo sự bố trí đầy đủ các chi tiết của hệ thống trên mô hình, sự
bố trí phải phù hợp mang tính khoa học, giúp người học dễ dàng quan sát.
Để đi tới thiết kế khung gá cho mô hình hệ thống cung cấp điện, trước đó đã có
nhiều giả thuyết đưa ra để lựa chọn và xác định phương án nào là phương án tối ưu
nhất để bắt tay vào thi công mô hình.
2.3.1. Lập các phương án chế tạo mô hình
Xuất phát từ mục đích và yêu cầu thiết yếu của đề tài đề ra những phương án:
+ Mô hình nằm ngang,
+ Mô hình đứng,
+ Mô hình nghiêng tích hợp nhiều hệ thống

+ Mô hình tích hợp nhiều hệ thống
Mỗi kiểu mô hình đều có những ưu nhược điểm nhưng để đáp ứng mục đích và
yêu cầu của đề ra của mô hình đặc biệt với mục đích để đào tạo sau đây là những
phương án chế tạo mô hình cụ thể và chi tiết .
Phương án 1: Sa bàn nằm ngang
Hình 2.1. Hình dạng khung sa bàn kiểu nằm ngang
- Thiết kế sa bàn kiểu nằm có mặt thuận lợi mô hình nhỏ gọn kết cấu rất đơn giản
dễ bố chí thiết bị trên mặt phẳng dễ giàng,lực phân bố đều sa bàn rất vững trắc.
Thiết kế sa bàn kiểu nằm rất dễ quan sát,quá trình làm mô hình thuận lợi, dễ quan
sát từ từ mọi góc nhìn, vận hành đơn giản .Tuy nhiên việc bố trí mô hình quá đơn điệu
với một mô hình hệ thống cung cấp điện,không kết hợp được nhiều hệ thống trên cùng
mô hình .

26
Phương án 2: Bố chí sa bàn kiểu nằm ngiêng
Hình 2.2. Sa bàn kiểu nằm ngiêng
- Phương án sa bàn nằm ngiêng có kết cấu và hình dáng nhỏ gọn ,di chuyển dễ
dàng trong những điều kiện chật hẹp,bố chí thiết bị rất thuận lợi, thuận tiện cho công
tác kiểm tra tháo lắp và thao tác, vận hành hệ thống cung cấp điện của sinh viên trong
quá trình học.
Sinh viên có thể dễ dàng tổng quan bao quát toàn bộ sự hoạt động của hệ thống,dễ
bố trí sinh động tạo thêm hứng thú trong qua trình học của sinh viên.Tuy nhiên mô
hình đơn điệu chưa kết hợp được nhiều hệ thống trên cùng mô hình.
 Phương án 3: Bố trí sa bàn kiểu đứng kết hợp nhiều hệ thống
Hình 2.3. Sa bàn kiểu đứng kết hợp nhiều hệ thống
27