Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County

Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County

1


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
MỤC LỤC
MỤC LỤC…………………………………………………………………………..2
1. MỤC ĐÍCH – Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI ............................................................. 5
2. TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE HYUNDAI COUNTY ................ 6
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG ...................................................................................... 6
2.1.1. Thông số kỹ thuật của xe Hyundai County..................................................... 6
2.1.2. Tổng quan hệ thống điện thân xe ................................................................... 7
2.1.3. Một số ký hiệu trên sơ đồ điện của xe Hyundai County ................................. 9
2.2. HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG ............................................................................. 13
2.2.1. Công dụng ................................................................................................... 13
2.2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc ..................................................................... 13
3.2.3. Sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động ........................................................... 14
2.3. HỆ THỐNG CUNG CẤP ............................................................................... 15
2.3.1. Ắc quy ......................................................................................................... 16
2.3.2. Máy phát điện .............................................................................................. 18
2.3.2.1. Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều ...................................................... 18
2.3.2.2. Bộ chỉnh lưu ............................................................................................. 20
2.3.2.3. Bộ điều chỉnh điện .................................................................................... 23
2.3.3. Sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp ............................................................. 25
2.4. HỆ THỐNG THÔNG TIN VÀ HIỂN THỊ ..................................................... 26
2.4.1. Hệ thống thông tin ....................................................................................... 26
2.4.2. Hệ thống hiển thị và đo đạc.......................................................................... 27
2.4.3. Sơ đồ mạch điện hệ thống tin đo đạc và hiển thị .......................................... 29
2.5. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG – TÍN HIỆU....................................................... 31
2.5.1. Hệ thống chiếu sáng..................................................................................... 31

2.5.1.1.Cấu tạo của bóng đèn ................................................................................ 33
3.5.1.2. Sơ đồ mạch điện điều khiển đèn pha-cốt (Head lamps) ............................. 35
2.5.1.3. Sơ đồ mạch điện điều khiển đèn sương mù ................................................ 36
2.5.2. Hệ thống tín hiệu ......................................................................................... 37
2.5.2.1. Hệ thống còi ............................................................................................. 38
3.5.2.2. Hệ thống báo rẽ và báo nguy hiểm ............................................................ 40

2


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
2.6. HỆ THỐNG AN TOÀN ................................................................................. 42
2.7. CÁC HỆ THỐNG PHỤ .................................................................................. 47
2.7.1. Hệ thống điều hòa không khí ....................................................................... 47
2.7.1.1. Công dụng ................................................................................................ 47
2.7.1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc................................................................... 47
2.7.1.3. Mạch điện hệ thống điều hòa không khí trên xe Hyundai County ............. 50
2.7.2. Hệ thống gạt nước và rửa kính ..................................................................... 53
2.7.2.1. Công dụng ................................................................................................ 53
2.7.2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc................................................................... 53
2.7.2.3. Sơ đồ mạch điện điều khiển hệ thống gạt nước và rửa kính ....................... 54
2.7.2.4. Các bộ phận chính của hệ thống ............................................................... 56
3. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE HUYNDAI COUNTY ................ 58
3.1. CƠ SỞ TÍNH TOÁN ...................................................................................... 58
3.1.1. Cơ sở tính toán hệ thống cung cấp ............................................................... 58
3.1.2. Cơ sở tính toán dây dẫn ............................................................................... 59
3.2. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CUNG CẤP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN
XE HUYNDAI COUNTY ..................................................................................... 61
3.2.1. Sơ đồ các tải công suất điện trên ô tô. .......................................................... 61
3.2.2. Tính toán công suất tiêu thụ theo các chế độ tải ........................................... 61

3.3. TÍNH TOÁN DÂY DẪN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE HUYNDAI
COUNTY .............................................................................................................. 63
3.3.1. Giới thiệu tổng quát về dây dẫn trong hệ thống điện thân xe ........................ 63
3.3.2. Mục đích của việc tính toán kiểm nghiệm dây dẫn ....................................... 64
3.3.3. Tính toán kiểm nghiệm dây dẫn ................................................................... 64
3.3.3.1. Mạch điện đèn pha-cốt.............................................................................. 64
3.3.3.2. Mạch điện đèn sương mù .......................................................................... 66
3.3.3.3. Mạch còi điện ........................................................................................... 67
4. CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC....................................... 68
4.1. CÁC HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC TRONG HỆ THỐNG KHỞI
ĐỘNG ................................................................................................................... 68

3


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
4.2. CÁC HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP
.............................................................................................................................. 70
4.2.1. Đèn báo nạp hoạt động không bình thường .................................................. 70
4.2.1.1. Đèn báo nạp không sáng khi khóa điện bật ON......................................... 70
4.2.1.2. Đèn báo nạp không tắt sau khi động cơ khởi động .................................... 70
4.2.1.3. Đèn nạp thỉnh thoảng sáng khi động cơ hoạt động.................................... 70
4.2.2. Ắc quy yếu, hết điện .................................................................................... 71
4.2.3. Ắc quy bị nạp quá mức ................................................................................ 71
4.2.4. Tiếng ồn khác thường .................................................................................. 71
4.3. CÁC HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC TRONG HỆ THỐNG CHIẾU
SÁNG ................................................................................................................... 72
4.4. CÁC HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA
.............................................................................................................................. 73
5. KẾT LUẬN ....................................................................................................... 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 77

4


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
1. MỤC ĐÍCH – Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
Ngày nay, với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, đã đem lại
lợi ích rất lớn đối với tất cả các ngành kinh tế, nghành công nghiệp ô tô cũng đã ứng
dụng thành tựu khoa học vào để phát triển và đưa ra thị trường ngày càng nhiều
mẫu xe hiện đại, thân thiện với môi trường, tiết kiệm nhiên liệu, an toàn cho người
sử dụng. Hệ thống điện thân xe là bộ phận rất quan trọng trong việc điều khiển
những tính năng hiện đại trên xe.
Những năm đầu thế kỷ 20 khi ngành ô tô mới ra đời những chiếc xe được
trang bị hệ thống điện rất đơn giản, chủ yếu là dùng để đánh lửa, hệ thống còi điện
và có bóng đèn chiếu sáng. Ngày nay, hầu hết các xe đều được trang bị các hệ thống
điện - điện tử rất hiện đại, phục vụ cho nhu cầu của con người như: hệ thống âm
thanh, giải trí, hệ thống điều hòa, hệ thống phanh chống bó cứng trên xe ABS, hệ
thống chống trộm, hệ thống túi khí SRS an toàn, hệ thống kiểm soát động cơ, hệ
thống thông tin hiển thị, hệ thống lái tự động…và phát triển không ngừng hơn nữa,
nhằm đem lại sự thoải mái tốt nhất cho người sử dụng. Bên cạnh đó phải đảm bảo các
yêu cầu khắt khe về chất lượng sản phẩm, giá thành, cũng như về khí thải ô nhiễm môi
trường và suất tiêu hao nhiên liệu thấp nhất.
Vì vậy, việc tìm hiểu hệ thống điện thân xe giúp ta hiểu rõ hơn về tính năng
kỹ thuật của hệ thống, cũng như để sử dụng hiệu quả hơn. Và có thể chẩn đoán
được một số nguyên nhân khi hệ thống xảy ra hư hỏng. Thông qua đề tài này đã
giúp em có được những kiến thức sâu hơn về hệ thống điện.
Với những ý nghĩa như vậy nên em chọn “Tính toán hệ thống điện thân xe
Hyundai County” làm đề tài tốt nghiệp. Em mong muốn, đề tài này sẽ là một cuốn
tài liệu tham khảo cho công việc sửa chữa các hệ thống điện nói chung và hệ thống

điện thân xe nói riêng, cũng như đem lại những kiến thức để phục vụ tốt cho công
việc sau này.

5


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
2. TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE HYUNDAI COUNTY
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG

2755

2.1.1. Thông số kỹ thuật của xe Hyundai County

1795

4085

1200

1705

7080

720

720

720

720

720

720

720

720

2035

720

361

720

790

677

720
1495

Hình 2-1. Các kích thước cơ bản của xe Hyundai County
Bảng 2-1. Thông số kỹ thuật của xe Hyundai County
KÍCH THƯỚC XE
STT

Thành phần

Đơn vị

Số liệu

1

Chiều dài tổng thể

mm

7080

2

Chiều rộng tổng thể

mm

2035

3

Chiều cao tổng thể

mm

2755

4

Chiều dài cơ sở

mm

4085

5

Chiều rộng vệt bánh trước

mm

1705

6

Chiều rộng vệt bánh sau

mm

1495

TRỌNG LƯỢNG XE VÀ TẢI TRỌNG
7

Trọng lượng bản thân

kg

4125

6


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
8

Trọng lượng toàn bộ

kg

6670

9

Số chỗ ngồi cho phép

Chỗ

29

THÔNG SỐ ĐỘNG CƠ
10

Động cơ

11

Dung tích xy lanh

12

Động cơ Hyundai
D4DD

Đường kính xy lanh x Hành
trình piston

cc

3,907

mm

104 x 115

13

Công suất cực đại

Kw/vòng/phút

103 / 2800

14

Mô men xoắn cực đại

N.m/vòng/phút

380/1600

15

Tỷ số nén

18.1

16

Thứ tự nổ

1-3-4-2

17

Số xi lanh / Cách bố trí

4 / Thẳng hàng

HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC
18

Hộp số cơ khí

19

Ly hợp

5 cấp tốc độ
Đĩa đơn, ma sát
khô

2.1.2. Tổng quan hệ thống điện thân xe
Công nghiệp ôtô - máy kéo ngày càng phát triển, kết cấu ôtô máy kéo ngày
càng hoàn thiện thì mức độ tự động hóa, điện tử hóa của chúng ngày càng cao. Yêu
cầu về mặt tiện nghi, về tính an toàn của chuyển động càng lớn thì hệ thống trang
thiết bị điện trên ôtô - máy kéo ngày càng phức tạp và hiện đại.
Nếu như trên những ôtô - máy kéo đầu tiên các trang thiết bị điện hầu như
không có gì ngoài bộ phận để châm lửa hỗn hợp cháy rất thô sơ bằng dây đốt, thì
ngày nay trên ôtô - máy kéo, điện năng đã được sử dụng để thực hiện rất nhiều chức
năng trên các hệ thống sau:
7


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
- Hệ thống cung cấp điện (Charging system): Bao gồm ắc quy, máy phát
điện, các bộ điều chỉnh điện.
- Hệ thống khởi động (Starting system): Bao gồm máy khởi động (động cơ
điện), các rơle điều khiển và các rơle bảo vệ khởi động. Ngoài ra, đối với động cơ
Diesel còn trang bị thêm hệ thống xông máy.
- Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu (Lighting and signal system): Gồm các
đèn chiếu sáng, đèn tín hiệu, còi, các công tắc và các rơ le.
- Hệ thống đo đạc và kiểm tra (Gauging system): Bao gồm các đồng hồ trên
bảng Taplô (đồng hồ tốc độ động cơ, đồng hồ tốc độ xe, đồng hồ đo nhiên liệu,
đồng hồ đo nhiệt độ nước làm mát…) và các đèn báo hiệu.
- Hệ thống điều khiển ôtô (Vehicle control system): Gồm hệ thống điều
khiển phanh chống hãm cứng (ABS), hộp số tự động, hệ thống lái, hệ thống treo, hệ

thống truyền lực, hệ thống gối đệm.
- Hệ thống điều hoà nhiệt độ (Air conditioning system): Bao gồm máy nén,
giàn nóng, giàn lạnh, lọc ga, van tiết lưu và các thiết bị điều khiển hỗ trợ khác.
- Hệ thống các thiết bị phụ: Bao gồm quạt gió, hệ thống gạt nước rửa kính,
nâng hạ kính, đóng mở cửa xe, radio, hệ thống chống trộm, hệ thống nâng hạ ghế…
Các hệ thống trên hợp thành một hệ thống nhất, là hệ thống điện trên ôtô
máy kéo, với hai phần chính: Nguồn điện (hệ thống cung cấp điện) và các bộ phận
tiêu thụ điện (các hệ thống khác).
- Nguồn điện trên ôtô: Là nguồn một chiều được cung cấp bởi ắc quy nếu
động cơ chưa làm việc (hoặc làm việc ở số vòng quay nhỏ), hoặc bởi máy phát nếu
động cơ làm việc ở số vòng quay trung bình và lớn. Để tiết kiệm dây dẫn, thuận tiện
khi lắp đặt sửa chữa,…, trên đa số các xe người ta sử dụng thân sườn xe làm dây
dẫn chung. Vì vậy, đầu âm của nguồn điện được nối trực tiếp ra thân xe.
- Các bộ phận tiêu thụ điện (phụ tải điện): Trong các bộ phận tiêu thụ điện
thì máy khởi động là bộ phận tiêu thụ điện mạnh nhất (dòng điện cung cấp bởi
ăcquy khi khởi động có thể lên đến 400÷600 (A) đối với động cơ xăng, hoặc 2000
(A) đối với động cơ diesel). Phụ tải điện được chia làm các loại cơ bản sau:
8


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
+ Phụ tải làm việc liên tục: Bơm nhiên liệu, kim phun nhiên liệu,…
+ Phụ tải làm việc không liên tục: Gồm các đèn pha, đèn cốt, đèn kích
thước,…
+ Phụ tải làm việc trong khoảng thời gian ngắn: Gồm các đèn báo rẽ, đèn
phanh, mô tơ gạt nước lau kính, còi, máy khởi động, hệ thống xông máy,…
- Mạng lưới điện: Là khâu trung gian nối giữa phụ tải và nguồn điện, bao
gồm: Các dây dẫn, các bộ chuyển mạch, công tắc, các thiết bị bảo vệ và phân phối
khác nhau.
Cùng với sự phát triển vượt bậc của kỹ thuật điện tử và điều khiển tự động,

các trang thiết bị điện, điện tử trên các ôtô - máy kéo hiện đại hiện nay không tồn tại
dưới các bộ phận, các cụm tương đối độc lập về chức năng như trước mà được kết
hợp lại thành các vi mạch tích hợp, được xử lý và điều khiển thống nhất bởi một bộ
xử lý trung tâm, làm việc theo các chương trình đã được định sẵn.
2.1.3. Một số ký hiệu trên sơ đồ điện của xe Hyundai County
Ký hiệu

Giải thích

Phần

Tên của giắc cắm

toàn bộ các chi tiết

được liệt kê ra để

được thể hiện

tham khảo.
Tên của chân

giắc

cắm.

Đường nét đứt có nghĩa

Đường đứt nối giữa

là một phần chi tiết

các dây thể hiện các

được thể hiện

dây chung một giắc

Hình này có nghĩa là

Đường lượn sóng dây

rắc cắm được cắm trực
tiếp vào chi tiết

Dây điện

Chi tiết

Giải thích

Ký hiệu

Đường liền có nghĩa là

Giắc cắm

Phần

ngừng tại đây nhưng

còn nối dài tới phần
tiếp theo

9


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
Hình này có nghĩa là

Dây có tiết diện 0.5,

giắc cắm được cắm vào

vỏ bọc màu đỏ có một

một dây nối trực tiếp từ

chỉ đen

chi tiết
Hình này có nghĩa là

Đường dây vẫn được

một đầu dây được bắt

tiếp tục tới khu vực

vào chi tiết bằng bu

khác

lông

Hướng mũi tên chỉ

của

bản

vẽ.

hướng dòng điện. Phải
tìm chữ số tưng đương
trong mũi tên
Hình này có nghĩa là vỏ

Mũi tên chỉ đường dây

của chi tiết được tiếp

sẽ được nối đến một

mát trực tiếp vào phần

hệ thống khác trên

bằng kim loại trên thân

một bản vẽ khác

xe
Tên của chi tiết được

Đường dây chỉ sự lựa

ghi tại góc trên bên phải

chọn khác nhau cho
các options hoặc các

Nối dây được thể hiện

Biểu tượng này thể

bằng một vòng tròn đặc

hiện điểm cuối của

đặt giữa vị trí nối các

dây điện được tiếp

dây. Vị trí nối thực tế

Mát

Nối dây

mô đun khác nhau

trên xe có thể không

mát vào phần kim loại
của vỏ xe.

Biểu tượng này cho biết

Biểu tượng này cho

dây dẫn để bảo vệ

biết cách đấu dây ở

chống lại sóng radio.
Phần bảo vệ luôn được

Cầu đấu

Bảo vệ

giống như trong bản vẽ

cầu đấu.

tiếp mát.

10

- Luôn cấp điện cho hệ

Chỉ cấp nguồn khi

thống

chìa khóa điện bật ON

- Thanh nối tắt đến các
cầu chì tổng khác
- Tên cầu chì

Cầu chì thiết bị

Cầu chì tổng

Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County

Tên cầu chì
Công suất cầu chì

- Công suất của cầu chì

Đèn một sợi đốt.

Diode thường
Diode

Đèn

Đèn hai sợi đốt.

Diode phát quang
Diode zener
Hai công tắc này được
bật cùng một lúc.
Đường nét đứt chỉ ra

Loại PNP

cho thấy có một liên
Công tắc

Transistor

Loại NPN

kết cơ khí giữa hai
công tắc
Công tắc đơn (một
điểm tiếp xúc)

Cảm biến

Phát tín hiệu

Giàn ngưng

Các chi tiết thông dụng

Các chi tiết thông dụng

Sấy nóng

Loa

Còi

11


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
Rơ le 4 chân, thường

Vòi phun

mở

Van điện từ

Rơ le 5 chân, khi
không có dòng điện
qua cuộn dây rơ le
đóng chân 87a, khi có
dòng điện qua cuộn
Rơ le

Mô tơ

dây, rơ le đóng chân

87
Rơ le 4 chân có diode
bên trong

Ắc quy

Rơ le 4 chân có cuộn

Đen

Giắc cái

Br

Nâu

G

Xanh lá cây

T

Nâu vàng

O

Da cam

P

Hồng

Pp

Tía

R

Đỏ

Gr

Xám

W

Trắng

L

Xanh da trời

Y

Vàng

Lg

Xanh lá cây

Li

Xanh nhạt

Giắc cắm

B

Màu dây

Màu dây

dây bên trong

Giắc đực

12


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
2.2. HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG
2.2.1. Công dụng
Hệ thống khởi động có nhiệm vụ cung cấp một nguồn năng lượng bên ngoài,
quay động cơ đến một tốc độ tối thiểu nào đó để đảm bảo nhiên liệu đưa vào động
cơ có thể đốt cháy được và sau đó động cơ có thể tự làm việc được. Tốc độ tối thiểu
đó gọi là tốc độ khởi động của động cơ (nkd).
Đối với động cơ xăng tốc độ khởi động cần phải đảm bảo tạo được độ chân
không cần thiết trong đường nạp để hỗn hợp hòa trộn tốt và chuyển động đủ nhanh
để giảm hiện tượng ngưng tụ hơi nhiên liệu. Tốc độ khởi động của động cơ xăng
thường nằm trong khoảng 35÷50 (v/ph). Trong khi đó, động cơ Diezel cần tốc độ

khởi động lớn hơn để đảm bảo cho nhiên liệu tự bốc cháy được cần phải có một
nhiệt độ đủ lớn ở cuối kỳ nén, tốc độ khởi động của động cơ diesel vào khoảng
100÷200 (v/ph).
2.2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc
4
5
6
B

P2
L

S
3

8

S
2

7

P1

B
M

P

H

9

10
1

M

11

Hình 2-2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động
1- Ắc quy; 2- Máy khởi động; 3- Cặp tiếp điểm; 4- Công tắc khởi động;
5- Rơ le khởi động; 6- Cuộn giữ; 7-. Cuộn hút; 8- cần gạt;
9- Khớp truyền động; 10- Bánh đà động cơ; 11- Bộ giảm tốc

13


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
Trên xe Hyundai County trang bị hệ thống khởi động bằng động cơ điện một
chiều, với công suất 24V-3,2KW như hình 2.2
Khi bật công tắc khởi động ở ON thì dòng điện sẽ chạy theo mạch: Từ (+)
ắc quy → công tắc → cuộn dây rơ le khởi động → chân L → mát. Lúc này tiếp
điểm P2 đóng, cho dòng điện đi theo mạch từ (+) ắc quy → chân B → P 2 → chân S
→ cuộn hút 7 (P) và cuộn giữ 6 (H) → về mát. Lõi từ của cuộn hút và cuộn giữ kéo
cần gạt 8, đóng khớp truyền động (9) với bánh đà của động cơ (10). Đồng thời cũng
đóng tiếp điểm P1, cho dòng điện lớn đi tới chân M → motor → về mát. Lúc này
motor quay và thông qua bộ truyền động truyền mô men xoắn tới bánh đà, khởi
động động cơ.
Công dụng của cuộn hút (P) là tạo thêm từ trường đủ mạnh vào lúc đầu để
đẩy bánh răng khớp truyền động cài vào vành răng bánh đà, áp đĩa tiếp điện vào hai

tiếp điểm (P1). Khi đĩa tiếp điện đã áp vào hai tiếp điểm thì điện (+) ắc quy đặt vào
cả hai đầu dây của cuộn kéo nên không có dòng điện qua cuộn này. Cuộn giữ vẫn
tiếp tục tạo từ trường duy trì đĩa tiếp điện áp vào hai tiếp điểm đóng mạch cho máy
khởi động.
Khi công tắc khởi động tắt, tiếp điểm P2 mở. Khi đó tiếp điểm P1 vẫn đóng,
sẽ có dòng điện đi từ (+) ắc quy → chân B → cuộn hút P và cuộn giữ H → về mát.
Nhưng vì cuộn hút P và cuộn giữ H được quấn ngược nhau nên từ thông do chúng
sinh ra bị triệt tiêu, lò xo hồi vị sẽ đẩy lõi từ về vị trí ban đầu, và mở tiếp điểm P1,
ngắt dòng điện cung cấp cho motor.
3.2.3. Sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động
Khi bật khóa điện về vị trí Start, sẽ có dòng điện từ (+) ắc quy  cầu chì
mạch khởi động  cầu chì số 1 trong hộp cầu chì  cuộn dây khởi động từ. Lúc
này cuộn dây điện từ thực hiện đóng tiếp điểm khởi động cấp điện cho động cơ khởi
động và đưa bánh răng khởi động ăn khớp với vành răng của bánh đà động cơ thực
hiện qua trình khởi động. Ngoài ra để đảm bảo an toàn cho hệ thống khởi động làm
việc cũng như sự làm việc ổn định của động cơ, sẽ có mạch điện nối từ hệ thống
khởi động đến ECM để ECM sử lý thông tin và cảnh báo sự cố và hư hỏng trong
quá trình làm việc.
14


Tớnh toỏn h thng in thõn xe Hyundai County

6

Họỹp cỏửu
chỗ

Sỏỳ y õọỹng cồ

M39

START

40A

LOCK

ỉ khoùa
õióỷn

ON ACC

15R
2
3.0W
2 MF07

M39

2.0R

3.0W

Cỏửu chỗ 1
10A

ếc quy
12V
100AH

Họỹp cỏửu
chỗ

2.0R
6

MF07

2.0R
2.0G

40R

0.5R

Nam chỏm õióỷn
ếc quy
12V
100AH

2

Cỏửn õỏứy

EF06
14 F39-3

2.0B/W

ECM

Baùnh õaỡ

Mọ tồ
khồới õọỹng

1 E18

Cuọỹn
dỏy õióỷn
tổỡ khồới
õọỹng

40B

Nọỳi maùt

ọỹng cồ
D4DD

Baùnh rng

Motor

Khồùp truyóửn õọỹng

Hỡnh 2-3. S mch in iu khin h thng khi ng
2.3. H THNG CUNG CP
Trờn xe cú trang b c quy cung cp in v h thng np to ra ngun

cung cp in khi ng c ang n mỏy. H thng np cung cp in cho tt c cỏc
thit b in v np in cho c quy.
H thng cung cp bao gm cỏc thit b chớnh sau õy: c quy; mỏy phỏt
in; b chnh lu (t trong mỏy phỏt); b iu chnh in; ốn bỏo np; cụng tc
mỏy.

15


Tớnh toỏn h thng in thõn xe Hyundai County

Hóỷ thọỳng õióửu khióứn
õọỹng cồ

Hóỷ thọỳng
chióỳu saùng

Hóỷ thọỳng
tờn hióỷu
Hóỷ thọỳng
thọng tin

ếc quy

Hóỷ thọỳng
giaới trờ
Hóỷ thọỳng
õióửu hoỡa
HT õióửu
khióứn cổớa

Maùy phaùt
õióỷn

HT õióửu
khióứn phanh
HT khồới õọỹng
õọỹng cồ

HT khoùa õai an
toaỡn

HT gaỷt nổồùc
vaỡ rổớa kờnh

Hỡnh 2-4. S h thng cung cp in trờn xe
2.3.1. c quy
3
1

4

2

5

6

9
7

8

Hỡnh 2-5. Cu to bỡnh c quy axớt
1- Np c quy; 2- Cu ni; 3- in cc; 4- Tm thy tinh;
5- Thanh ni; 6- V c quy; 7- Vin gi; 8- Tm ngn; 9- Bn cc

16


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
Chức năng của ắc quy ôtô là cung cấp một dòng điện đủ cho các thiết bị điện
của xe như mô tơ khởi động, đèn pha và gạt nước hoạt động…
Trên xe Hyundai County được trang bị 2 bình ắc quy 12V, với dung lượng
200AH. Mỗi ắc quy 12V thường có 6 ngăn, mỗi ngăn sản sinh ra một điện áp
khoảng 2,1V, các ngăn được mắc nối tiếp với nhau. Mỗi ngăn bao gồm các tấm cực
dương làm bằng monoxide chì, tấm ngăn có cấu trúc rỗng tổ ong cho phép axit đi
qua, cực âm làm bằng chì nguyên chất và dung dịch điện dịch bằng axide sulfuric
cho phép dòng điện chạy qua.
Các tấm cực dương nối với nhau tạo thành cực dương, các tấm cực âm nối với
nhau tạo thành cực âm. Trong quá trình hoạt động (nạp điện hoặc phóng điện) sẽ có
sự chuyển dịch các ion điện tích từ cực dương qua điện dịch đến các cực âm.
Khi ắc quy được nạp đầy điện, tỉ trọng của dung dịch điện dịch là 1,28g/cm3
(với một số nước nhiệt đới tỉ trọng thấp hơn là 1,23g/cm3). Trong điều kiện thời tiết
lạnh, công suất ắc quy và khả năng khởi động lạnh sẽ giảm xuống do phản ứng hóa
học xảy ra chậm hơn. Khi ắc quy được nạp đầy điện, điện áp của một ngăn có thể
lên đến 2,2V, và ắc quy được coi là phóng điện hoàn toàn khi điện áp của một ngăn
giảm xuống 1,75V và tỉ trọng còn là 1,16g/cm3. Trong điều kiện nạp đầy, cực
dương là PbO2 và cực âm là Pb, dung dịch điện dịch là H2SO4 hòa tan trong nước.
Khi có tải đặt vào hai cực, xảy ra các phản ứng hóa học, ion âm sulfat SO4- sẽ di

chuyển về hai cực âm và dương tạo thành PbSO4, đồng thời các phần tử ô xy từ cực
dương cũng tách ra và tác dụng với các ion dương hydrogen tạo thành nước, quá
trình này giải phóng năng lượng điện cấp cho các tải. Trong quá trình phóng điện,
nồng độ axit giảm đồng thời tỉ trọng điện dịch cũng giảm do đó có thể dùng tỉ trọng
điện dịch để đo độ nạp của ắc quy. Trong quá trình nạp lại ắc quy, quá trình xảy ra
ngược lại, PbSO4 tại hai cực sẽ biến thành Pb và PbO2 và dung dịch điện dịch sẽ
chuyển thành nước. Thông thường ắc quy luôn ở trong tình trạng nạp một phần. Khi
ắc quy đã nạp đầy mà vẫn tiếp tục nạp thì xảy ra quá trình tách nước và giải phóng
khí hidrogen có thể gây cháy nổ. Khi sử dụng ắc quy để khởi động cho một xe khác,
do dòng điện sử dụng lớn nên một lượng lớn khí hidrogen được giải phóng cũng có
thể gây cháy nổ. Ắc quy chì được thiết kế không để tình trạng phóng điện hoàn toàn

17


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
mà phải luôn được nạp đầy, khi phóng điện hoàn toàn có thể xảy ra quá trình sulfat
hóa hoặc biến cứng bề mặt sulfat chì làm giảm công suất của ắc quy hay còn gọi là
hiện tượng ắc quy bị chai. Cần hết sức cẩn thận khi thao tác với ắc quy vì nó chứa
H2SO4 là một chất ăn mòn mạnh và hidrogen một chất dễ cháy nổ.
2.3.2. Máy phát điện
Máy phát điện trên ô tô nói chung được sử dụng để cung cấp điện cho các phụ
tải và nạp điện cho ắcquy. Nguồn điện phải đảm bảo một hiệu điện thế ổn định ở
mọi chế độ phụ tải và thích ứng với mọi điều kiện môi trường làm việc.
Máy phát sử dụng trên xe Hyundai County là loại máy phát điện xoay chiều 3 pha
kích thích kiểu điện từ. Với công suất đầu ra là 24V – 70A.
2.3.2.1. Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều

Hình 2-6. Cấu tạo máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ
1- Stato và cuộn dây; 2- Rô to; 3- Cuộn kích thích; 4- Quạt gió; 5- Puli; 6, 7- Nắp;

8- Bộ chỉnh lưu; 9- Vòng tiếp điện; 10- Chổi điện và giá đỡ
Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ loại có vòng
tiếp điện gồm những bộ phận chính là: rotor, stator, puli, cánh quạt, bộ chỉnh lưu,
quạt, vòng tiếp điểm. Máy phát trang bị trên xe sử dụng bộ điều chỉnh điện bên
ngoài.

18


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
 Rotor: Gồm hai chùm cực hình móng lắp then trên trục. Giữa các chùm
cực có các cuộn dây kích thích đặt trên trục qua ống lót bằng thép. Các đầu của
cuộn dây kích thích được nối với các vòng tiếp điện gắn trên trục máy phát.
Trục của rôto được đặt trên các ổ bi lắp trong các nắp bằng hợp kim nhôm. Trên
nắp, phía vòng tiếp điện còn bắt giá đỡ chổi điện. Một chổi điện được nối với vỏ
máy phát, chổi còn lại nối với đầu ra cách điện với vỏ. Trên trục còn lắp cánh quạt
và puli dẫn động.

1

3

2

4

Hình 2-7. Rotor và các chi tiết chính của rotor
1, 3- Các nửa rotor trái và phải; 2- Cuộn kích thích; 4- Trục.
 Stator: Stator gồm khối thép từ ghép từ các lá thép điện kỹ thuật, phía
trong có xẻ rãnh phân bố đều để đặt cuộn dây phần ứng.

3
1

2

4

Hình 2-8. Stator và các chi tiết chính của stator
1- Stator; 2- Cuộn dây stator; 3- Lõi stator; 4- Đầu ra.

19


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
2.3.2.2. Bộ chỉnh lưu
Các thiết bị điện trên xe đều yêu cầu dòng điện một chiều để hoạt động và
ắc quy cần dòng điện một chiều để nạp.
Trên xe sử dụng máy phát điện xoay chiều 3 pha nên muốn sử dụng dòng điện
này cần phải biến đổi thành dòng một chiều. Việc biến đổi dòng điện xoay chiều
thành dòng một chiều gọi là “chỉnh lưu”.
Trên xe Hyundai County sử dụng bộ chỉnh lưu cầu 3 pha, sử dụng các diode
như hình 2.9.
1

E19

ÀÕc quy

LAMP

FR

0.5µF
D1

D3

D5

1

D7

A
C
2

B

I.C âiãöu chènh
Cuäün dáy
kêch tæì

D8

Cuäün dáy Stator
D2

3
D4

D6

D9

Bäü chènh læu

Hình 2-9. Sơ đồ bộ chỉnh lưu cầu 3 pha
Diode là một vật liệu bán dẫn nó chỉ cho phép dòng điện đi qua theo một
chiều, cấu tạo bởi chất bán dẫn Silic hoặc Gecmani có pha thêm một số chất để tăng
cường electron tự do.
Điện áp tức thời trên các pha A, B, C theo [6] là :
UA = Um.sin t ; UB = Um.sin( t  2 / 3 ); UC = Um.sin( t  2 / 3 )
Trong đó:
Um là điện áp cực đại của máy phát.
  2f là vận tốc góc.

Theo [6] giá trị tức thời của điện áp chỉnh lưu:
U mf =

3 .U m .Cos t

20


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
Trên sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha hình 2.9 có 9 diode, 3 diode ở nhóm trên hay
còn gọi là các diode dương (D1, D3, D5), có các catod được nối với nhau. Nhóm
dưới còn gọi là các diode âm (D2, D4, D6) các anode được nối với nhau.
Khi rôto quay một vòng, trong các cuộn dây Stato dòng điện được sinh ra

trong mỗi cuộn dây này đựơc chỉ ra từ (0) tới (2  ).
Từ 0 


cuộn dây C có điện áp dương nhất, cuộn dây B có điện áp âm nhất.
6

Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây C tới cuộn dây B.
Cuộn dây C  Điểm 3  Diode D5  Tải  Diode D4  Điểm 2  Cuộn dây
B.
Từ



cuộn dây A có điện áp dương nhất, cuộn dây B có điện áp âm

6
2

nhất. Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây A tới cuộn dây B.
Cuộn dây A  Điểm 1  Diode D1  Tải  Diode D4  Điểm 2  Cuộn dây
B.
Từ


5

cuộn dây A có điện áp dương nhất, cuộn dây C có điện áp âm
2
6

nhất. Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây A tới cuộn dây C.
Cuộn dây A  Điểm 1  Diode D1  Tải  Diode D6  Điểm 3  Cuộn dây
C.
Từ

5
7
cuộn dây B có điện áp dương nhất, cuộn dây C có điện áp âm

6
6

nhất. Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây B tới cuộn dây C.
Cuộn dây B  Điểm 2  Diode D3  Tải  Diode D6  Điểm 3  Cuộn dây
C.
Từ

7
9

cuộn dây B có điện áp dương nhất, cuộn dây A có điện áp âm
6
6

nhất. Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây B tới cuộn dây A.

21

Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
Cuộn dây B  Điểm 2  Diode D3  Tải  Diode D2  Điểm 1  Cuộn dây
A.
Từ

9
11

cuộn dây C có điện áp dương nhất, cuộn dây A có điện áp âm
6
6

nhất. Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây C tới cuộn dây A.
Cuộn dây C  Điểm 3  Diode D5  Tải  Diode D2  Điểm 1  Cuộn dây
A.
Từ

11
 2 cuộn dây C có điện áp dương nhất, cuộn dây B có điện áp âm
6

nhất. Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây C tới cuộn dây B.
Cuộn dây C  Điểm 3  Diode D5  Tải  Diode D4  Điểm 2  Cuộn dây
B.

Hình 2-10. Dòng điện và điện áp phát ra
Khi rôto quay các vòng tiếp theo một vòng, dòng điện được sinh ra trong mỗi
cuộn dây được lặp lại theo chu trình trên. Ta nhận thấy dòng điện sau khi được nắn
(chỉnh lưu) thành dòng một chiều vẫn còn nhấp nhô. Vì vậy, trên ô tô thường sử
dụng các bộ lọc (tụ điện, cuộn cảm) nắn điện sao cho dòng điện ra đến tải gần với

dạng đường thẳng.

22


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
2.3.2.3. Bộ điều chỉnh điện
Khi điều chỉnh điện áp và cường độ dòng điện của máy phát trong các hệ
thống cung cấp điện thì đối tượng điều chỉnh là máy phát và ắc quy. Hoạt động
đồng thời của máy phát cùng ắc quy xảy ra khi có sự thay đổi vận tốc quay của
phần ứng (rotor) của máy phát, của tải và của nhiệt độ trong phạm vi rộng. Để các
bộ phận tiếp nhận điện năng làm việc bình thường thì điện thế của lưới điện phải
không đổi. Vì vậy, cần phải có sự điều chỉnh điện thế.
Trong quá trình vận hành, máy phát có thể có những trường hợp khi tải vượt
quá trị số định mức. Điều này sẽ dẫn đến hiện tượng bị cháy, làm giảm khả năng
chuyển đổi mạch hoặc quá nhiệt, dẫn đến tăng tải trên các chi tiết cơ khí của hệ
thống dẫn động máy phát. Vì vậy, cần có thiết bị đảm bảo sự hạn chế dòng điện của
máy phát. Tất cả các chức năng này ở hệ thống cung cấp điện cho ôtô, máy kéo
được thực hiện tự động nhờ bộ điều chỉnh điện.
Điện áp của máy phát được xác định như sau [6]:
U mf 

Trong đó:

C E .n.
1 

(V)

(2.1)

Umf - Điện áp ra của máy phát (V)
n - Tốc độ của máy phát (v/ph)
 - Từ thông cực từ (Wb)
CE - Hệ số phụ thuộc kết cấu mạch từ
 - Hệ số tải.

Từ biểu thức (2.1) ta thấy: điện áp ra của máy phát phụ thuộc vào tốc độ máy
phát (tức là phụ thuộc vào tốc độ động cơ) và phụ thuộc vào tải.
Trên ôtô, tốc độ động cơ thay đổi trong một phạm vi rộng từ 500 ÷ 700 (v/ph)
ở tốc độ cầm chừng và đến khoảng 5000 ÷ 6500 (v/ph) ở tốc độ cao  tốc độ máy
phát thay đổi. Ngoài ra, các phụ tải sử dụng trên xe như: đèn, hệ thống điều hòa, gạt
nước mưa... luôn thay đổi (tức là  luôn thay đổi)  Làm cho Umf thay đổi.

23


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
 Để Umf ổn định cần phải sử dụng bộ điều chỉnh. Từ biểu thức (2-1) ta thấy
để Umf = Uđm cần phải điều chỉnh , tức là điều chỉnh dòng kích từ.
 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ điều chỉnh bán dẫn trên
ô tô Huyndai County
FR

LAMP

ÀÕc quy
0.5µF

R2

Bäü chènh læu
Cuäün caím

Df

R1

R3

ZD

Cuäün stato

R4
Tr1

Hình 2-11. Sơ đồ bộ điều chỉnh điện bán dẫn ô tô Huyndai County
* Hoạt động của bộ điều chỉnh điện bán dẫn:
Khi công tắc khởi động được bật lên, dòng điện sẽ đi từ ắc quy đến transitor
nguồn, làm cho nó bật lên. Sau đó, dòng sẽ đi đến cuộn cảm làm sáng đèn nạp.
Khi động cơ khởi động thì máy phát điện bắt đầu phát sinh dòng điện, dòng
điện được cung cấp do chính máy phát điện sản sinh ra. Dòng đến từ đi ốt tri ốt sẽ
làm cảm ứng cuộn cảm. Điện thế đầu ra ở các cọc B và L là như nhau, lúc đó đèn
nạp sẽ tắt.
Lúc điện thế máy phát điện tăng, thì điốt Zener được kích hoạt, và cung cấp
một dòng điện đến Tr1, để bật nó lên. Điều này làm cho dòng điện của transitor
nguồn bị ngắt với Tr1. Transitor nguồn sẽ tắt và dòng sẽ ngừng dẫn đến làm giảm
điện thế đầu ra của máy phát điện.

24


Tớnh toỏn h thng in thõn xe Hyundai County
Khi in th u ra gim, thỡ it Zener s tt, lm bt transitor ngun lờn v
lm tng in th khi cung cp dũng cm ng li. Do ú iu chnh in th phỏt
sinh do mỏy phỏt bi b iu tit IC s luụn c lp li khi vũng tun hon ny
hot ng.
2.3.3. S mch in h thng cung cp
Cỏỳp nguọửn khi khoùa
õióỷn ồớ vở trờ ON

Sỏỳy
õọỹng cồ

Họỹp
Cỏửu chỗ 2 cỏửu chỗ

Họỹp cỏửu
chỗ nguọửn

10A

100A
0.85R

15R

óỳn maỷch
(SD 120-1)

0.5R
2 M41-3
CHARGE

5.0R

5.0R

0.85R

ọửng họử
baùo naỷp

11 M41-2

ếc quy

1

2

EF02

0.5W/O

12V
100AH

0.5W/O

8
5.0W

5.0W

7

1.25R

40R

MF08

0.85W/O

8

4

0.5R

0.5Y

EF01
0.5W/O

1

12V
100AH

2

1

E19

ếc quy

FR

E10

Maùy
phaùt

LAMP

ếc quy
0.5àF

R2

Bọỹ chốnh lổu
Cuọỹn caớm

40B

Df

R1

R3

3

M25-2
ETACM

Nọỳi maùt
ZD

Cuọỹn stato

R4
Tr1

Bọỹ chốnh lổu

Hỡnh 2-12. S mch in iu khin h thng cung cp

25