Khai thác kết cấu, tính năng kỹ thuật và xây dựng mô hình hệ thống khởi động xe Innova

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………...............……
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

Hưng yên, ngày....... tháng.... năm..........
Giáo viên hướng dẫn

Đồng Minh Tuấn

I


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

Hưng yên, ngày...... tháng...... năm..........

II


MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN................................................................................................I
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN...................................................................................................II
MỤC LỤC...............................................................................................................................................III
LỜI MỞ ĐẦU...........................................................................................................................................1
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU..............................................................................................................................2
1.1. Tính cấp thiết của đề tài..............................................................................................................2
1.2. Nội dung của đề tài:.....................................................................................................................3
1.3. Mục tiêu, đối tượng của đề tài....................................................................................................3
1.4. Ý nghĩa của đề tài ........................................................................................................................3
1.5. Nhiệm vụ nghiên cứu...................................................................................................................4
1.6. Phương pháp nghiên cứu............................................................................................................4
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG....................................................................6
2.1.Nhiệm vụ và yêu cầu.....................................................................................................................6
2.1.1. Nhiệm vụ..............................................................................................................................6
2.1.2. Yêu cầu.................................................................................................................................6
2.2. Các loại máy khởi động ...............................................................................................................7
2.3. Một số máy khởi động.................................................................................................................9
2.4.2. Sơ đồ 2. ( dùng cho động cơ điezen )..................................................................................14
2.5. đặc tính và các chế độ làm việc của hệ thống khởi động...........................................................17
CHƯƠNG III: KHAI THÁC KẾT CẤU, TÍNH NĂNG KỸ THUẬT HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN XE INNOVA. 21
3.1. Vị trí máy khởi động..................................................................................................................21
3.2. Sơ đồ mạch................................................................................................................................21
3.3. Cấu tạo máy khởi động trên xe INNOVA....................................................................................22
3.3.1. Motor Khởi Động:...............................................................................................................23
3.3.2. Relay gài khớp (Solenoid switch) và công tắc từ.................................................................27
3.3.3. Khớp truyền động...............................................................................................................30

3.4. Nguyên lý hoạt động của máy khởi động...................................................................................32
PHẦN IV: XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG KHỞ ĐỘNG XE INNOVA.....................................................34
4.1. Phương án thiết kế mô hình......................................................................................................34
4.1.1. Mục đích chế tạo mô hình hệ thống khởi động..................................................................34
4.1.2. Yêu cầu của mô hình hệ thống khởi động trên sa bàn điện................................................34
4.1.1. Phương án thiết kế khung...................................................................................................36
III


4.1.1.1. Chế tạo khung cho mô hình hệ thống khởi động.............................................................36
4.1.1.2. Lựa chọn phương án:.......................................................................................................40
4.1.2. Bố trí lắp đặt mô hình thực tế và đấu dây..........................................................................40
4.2.1.1.Trình tự tháo hệ thống khởi động trên xe ôtô..................................................................43
4.2.1.2. Trình tự lắp ráp máy khởi động trên xe ô tô....................................................................46
4.2.1.3. Những hư hỏng thường gặp của hệ thống khởi động......................................................48
4.3. Một số bài tập điển hình trên mô hình......................................................................................50
4.3.1. Phương pháp kiểm tra........................................................................................................50
4.3.1.1. Kiểm tra sơ bộ máy khởi động của xe Toyota Innova.....................................................50
4.3.1.2. Kiểm tra hư hỏng từng bộ phận của máy khởi động........................................................55
4.3.2. Phương pháp khắc phục.....................................................................................................57
4.4. Câu hỏi trắc nghiệm...................................................................................................................60
TÀI LIỆUTHAMKHẢO.............................................................................................................................63

DANH MỤC HÌNH VẼ

TT

Tên hình vẽ

Trang

1

Hình 2.1: Sơ đồ mạch khởi động tổng quát

6

2

Hình 2.2: Hình 2.2: Máy khởi động loại đồng trục

7

3

Hình 2.3. Máy khởi động loại đồng trụ

8

4

Hình 2.4. Máy khởi động loại bánh răng hành tinh

8

5

Hinh 2.5: Vỏ, cực từ, cuộn dây kích thích

9

6

Hình 2.6. Máy khởi động đồng trục

9

7

Hình 2.7. Cơ cấu phanh

9

8

Hình 2.8. Máy khởi động loại hành tinh

10

9

Hình 2.9.. Bộ bánh răng hành tinh

11

10

Hình 2.10. Thiết bị hấp thụ moment

11

11

Hình 2.11. Cuộn cảm - Máy khởi động PS

11
IV


12

Hình 2.12. Phần ứng - Máy khởi động PS

12

13

Hình 2.13. Mạch khởi động dùng rơ le và công tắc số thường.

13

14

Hình 2.14. Sơ đồ hệ thống khởi động dùng cho động cơ điezen

14

15

Hình 2.15 : Sơ đồ hoạt động

16

16

Hìmh 2.16. Sơ đồ hệ thống khởi động dùng máy khởi động 24V

17

17

hình 2.17. sơ đồ tính toán mạch khởi động.

18

18

hình 2.18.. đặc tính của máy khởi động

19

19

Hình 3.1: Vị trí máy khởi động trên động cơ.

21

20

Hình 3.2: Sơ đồ mạch

21

21

Hình 3.3: Máy khởi động

22

22

Hình 3.4: Mô tơ khởi động

23

23

Hinh 3.5: Vỏ, cực từ, cuộn dây kích thích

24

24

Hình 3.6 : Rotor

24

25

Hình 3.7 : Nắp máy khởi động

25

26

Hình 3.8 : Chổi than

25

27

Hình 3.9: Động cơ DC

26

28

Hình 3.10: Cấu tạo relay

27

29

Hình 3.11 : Sơ đồ hoạt động

28

30

Hình 3.12: Công tắc từ

29

31

Hình 3.13: Khớp truyền động.

30

32

Hình 3.14 : Cấu tạo khớp truyền động một chiều kiểu con lăn

31

33

Hình 3.15 : Sơ đồ hoạt động

31

34

Hình 3.16: Nguyên lý nhả khớp.

32

35

Hình 4.1. Máy khởi động được chọn lắp trên mô hình

33

36

Hình 4.2. Phương án bố trí mô hình HTKĐ nằm ngang

35

37

Hình 4.3. Phương án bố trí mô hình HTKĐ nằm nghiêng

36

38

Hình 4.4. Phương án bố trí HTKĐ thẳng đứng

37

39

Hình 4.5 a. Phương án bố trí nhiều hệ thống trên mô hình

38

40

Hình 4.5 b. Phương án bố trí nhiều hệ thống trên mô hình.

38

41

Hình 4.6. Sơ đồ hoạt động của hệ thống sử dụng trên mô hình

40

42

Hình 4.7. Các chi tiết của máy khởi động

40
V


43

Hình 4.8. Cầu chì và khóa điện

41

44

Hình 4.9. Đèn báo và rơ le.

41

45

Hình 4.10. Máy khởi động

41

46

Hình 4.11. Đấu dây và hoàn thiện mô hình.

42

47

Hình 4.12. Kiểm tra điện áp khởi động

51

48

Hình 4.13. Sơ đồ kiểm tra độ sụt áp

52

Hình 4.14. Sơ đồ kiểm tra dòng điện phóng

52

Hình 4.15. Sơ đồ kiểm tra

53

49

Hình 4.16. Kiểm tra điện áp accu

54

50

Hình 4.17. Kiểm tra điện áp cực 30

55

51

Hình 4.18. Kiểm tra điện áp cực 50

55

VI


LỜI MỞ ĐẦU
Ô tô là một trong những phương tiện giao thông quan trọng đối với sự phát triển
của nền kinh tế - xã hội hiện nay. Một nước muốn phát triển nền kinh tế bền vững,
hiện đại đều phải có một ngành công nghiệp ô tô tiên tiến và hiện đại. Ở Việt Nam,
nền công nghiệp ô tô còn non trẻ thì hầu hết những công nghệ về ô tô đều đến từ các
nước khác trên thế giới. Chúng ta cần phải tiếp cận với công nghệ tiên tiến này để
không những tạo tiền đề cho nền công nghiệp ô tô mà còn phục vụ cho công tác bảo
dưỡng và sửa chữa.

Qua thời gian học tập và nghiên cứu về chuyên ngành “Công nghệ kỹ thuật ô tô”
tại trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên, chúng em được Khoa tin tưởng giao
cho đề tài tốt nghiệp “Khai thác kết cấu, tính năng kỹ thuật và xây dựng mô hình
hệ thống khởi động xe Innova”, đây là một đề tài rất thiết thực nhưng còn nhiều khó
khăn. Với sự cố gắng của chúng em và dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Đồng
Minh Tuấn cùng với sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong Khoa Cơ Khí Động Lực,
các bạn trong nhóm và lớp ĐLK9LC1 chúng em đã hoàn thành đề tài đáp ứng được
yêu cầu đưa ra. Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, với khả năng và kinh nghiệm
còn hạn chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót. Vì vậy chúng em rất mong sự đóng
góp, chỉ bảo của các thầy cô để đề tài của chúng em được hoàn thiện hơn và đó chính
là những kinh nghiệm nghề nghiệp của chúng em sau này khi ra trường.
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong Khoa, đặc biệt là thầy
Đồng Minh Tuấn đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn chúng em để đề tài của chúng em
hoàn thành.
Chúng em xin trân trọng cảm ơn!
Hưng Yên, Ngày ….tháng….năm 2013
Sinh viên thực hiện
Tạ Văn Mừng

1


CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài.
Bước sang thế kỉ 21, sự tiến bộ về khoa học kỹ thuật của nhân loại đã bước lên
một tầm cao mới. Rất nhiều những thành tựu khoa học kỹ thuật, các phát minh, sáng
chế mang đậm chất hiện đại và có tính ứng dụng cao. Là một quốc gia có nền kinh tế
lạc hậu, nước ta đã và đang có những cải cách mới để thúc đẩy kinh tế. Việc tiếp thu,
áp dụng các thành tựu khoa học tiên tiến của thế giới đang rất được nhà nước quan tâm
nhằm cải tạo, đẩy mạnh phát triển các ngành công nghiệp mới, với mục đích đưa nước

ta từ một nước nông nghiệp lạc hậu thành một nước công nghiệp phát triển. Trải qua
rất nhiều năm phấn đấu và phát triển. Hiện nay nước ta đã là thành viên của khối kinh
tế quốc tế WTO. Với việc tiếp cận các quốc gia có nền kinh tế phát triển, chúng ta có
thể giao lưu, học hỏi kinh nghiệm, tiếp thu và áp dụng các thành tựu khoa học tiên tiến
để phát triển hơn nữa nền kinh tế trong nước, bước những bước đi vững chắc trên con
đường quá độ lên CNXH
Trong các ngành công nghiệp mới đang được nhà nước chú trọng, đầu tư phát
triển thì công nghiệp ô tô là một trong những ngành tiềm năng. Do sự tiến bộ về khoa
học công nghệ nên quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hoá phát triển một cách ồ ạt, tỷ
lệ ô nhiễm nguồn nước và không khí do chất thải công nghiệp ngày càng tăng. Các
nguồn tài nguyên thiên nhiên như: than, đá, dầu mỏ. . . bị khai thác bừa bãi nên ngày
càng cạn kiệt. Điều này đặt ra bài toán khó cho ngành động cơ đốt trong nói chung và
ô tô nói riêng, đó là phải đảm bảo chất lượng khí thải và tiết kiệm nhiên liệu. Các hãng
sản xuất ôtô như FORD, TOYOTA, MESCEDES, KIA-HUYNDAI... Đã có rất nhiều
cải tiến về mẫu mã, kiểu dáng cũng như chất lượng phục vụ của xe, nhằm đảm bảo an
toàn cho người sử dụng, tiết kiệm nhiên liệu và giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường do
khí thải. Để đáp ứng được những yêu cầu đó thì các hệ thông điều khiển trên ô tô nói
chung và động cơ nói riêng phải có sự hoạt động an toàn, chính xác, đúng lúc, đúng
thời điểm, bền, đẹp, rẻ… Do vậy mà các hệ thống điều khiển bằng cơ khí đã không
còn đáp ứng được và thay thế vào đó là các hệ thống điều khiển bằng điện tử như: Hệ
thống phun xăng điện tử, hệ thống phun nhiên liệu diesel điện tử, hệ thống đánh lửa
điện tử, hệ thống chống bó cứng phanh ABS, hệ thống khởi động... Chúng hoạt động
được là nhờ các cảm biến giám sát mọi tình trạng hoạt động của ô tô và đưa về bộ điều
khiển trung tâm (ECU). Bộ điều khiển này có kết cấu phức tạp, hiện đại. Nó nhận các
tín hiệu từ cảm biến, tổng hợp lại, xử lý và đưa ra các tín hiệu điều khiển các hệ thống
trên xe một cách chính xác. Với các ứng dụng hiên đại như vậy đòi hỏi người kỹ thuật
viên phải có trình độ hiểu biết, học hỏi, sáng tạo để bắt kịp với khoa học tiên tiến hiện
2

đại, nắm bắt được những thay đổi về các đặc tính kỹ thuật của từng loại xe, dòng xe,
đời xe. . . Có thể chẩn đoán hư hỏng và đưa ra phương án sửa chữa tối ưu vì vậy mà
người kỹ thuật viên trước đó phải được đào tạo với một chương trình đào tạo tiên tiến,
hiện đại, cung cấp đầy đủ kiến thức lý thuyết cũng như thực hành.
Trên thực tế, trong các trường kỹ thuật của ta hiện nay thì trang thiết bị cho sinh
viên, học sinh thực hành còn thiếu thốn rất nhiều, đặc biệt là các trang thiệt bị, mô
hình thực tập tiên tiến, hiện đại. Các kiến thức mới có tính khoa học kỹ thuật cao còn
chưa được khai thác và đưa vào thực tế giảng dạy. Tài liệu về các hệ thống điều khiển
hiện đại trên ôtô như: EFI, ESA, ABS, MFI.hệ thống khởi động.. còn thiếu, chưa được
hệ thống hoá một cách khoa học. Các bài tập hướng dẫn thực tập, thực hành còn thiếu
thốn. Vì vậy mà người kỹ thuật viên khi ra trường sẽ gặp nhiều khó khăn, khó tiếp xúc
với những kiến thức, thiết bị tiên tiến, hiện đại trong thực tế.
Do đó việc chế tạo mô hình máy khởi động trong giảng dạy trở nên rất cần thiết.
Với đề tài : “Khai thác kết cấu, tính năng kỹ thuật và xây dựng mô hình hệ thống
khởi động xe Innova”. Giúp người học có cách nhìn tổng quan, dễ hiểu, dễ thao tác.
Qua đó, người học rút ra được nhiều kiến thức thực tế, tăng hiệu quả trong quá trình
đào tạo.

1.2. Nội dung của đề tài:
Đề tài được thực hiện kết hợp lý thuyết và thực hành, gồm các nội sau:
- Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu.
- Chương 2: Cơ sở lý thuyết về hệ thống khởi động.
- Chương 3: Khai thác kết cấu, tính năng kỹ thuật hệ thống khởi động trên xe
Innova.
- Chương 4: Xây dựng mô hình hệ thống khởi động xe Innova.

1.3. Mục tiêu, đối tượng của đề tài.
- Giới thiệu về các loại hệ thống khởi động được dùng trên ô tô.
- Khai thác kết cấu, tính năng kỹ thuật hệ thống khởi động trên xe Innova.
- Đối tượng nghiên cứu là hệ thống khởi động trên xe Innova.

1.4. Ý nghĩa của đề tài
- Đề tài giúp sinh viên năm cuối củng cố, tổng hợp lại kiến thức chuyên ngành
cũng như các lĩnh vực khác.
- Đề tài về hệ thống khởi động trên mô hình còn giúp sinh viên hiểu thêm về
nguyên lý, cấu tạo và hoạt động của hệ thống khởi động.
- Đề tài cũng có thể tạo nguồn tài liệu cho các bạn học sinh - sinh viên các khóa
sau có thêm nguồn tài liệu để nghiên cứu, học tập và thực hành đạt hiệu quả cao.
3


1.5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Phân tích kết cấu, nguyên lý làm việc và tính năng kỹ thuật của hệ thống khởi
động trên xe Innova.
- Nghiên cứu, lắp đặt trên mô hình.
- Tổng hợp các phương án kết nối và kiểm tra.
- Tổng hợp các tài liệu trong nước và ngoài nước để hoàn thành đề tài của mình.

1.6. Phương pháp nghiên cứu
a. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Đọc tài liệu, tìm hiểu, quan sát hệ thống trên xe.
- Phân tích cấu tạo nghiên cứu sâu hơn về hệ thống khởi động.
- Xây dựng mô hình.
b. Phương pháp nghiên cứu tài liệu
- Là phương pháp thu thập thông tin trên cơ sở nghiên cứu các văn bản đã có
sẵn bằng tư duy logic.
- Mục đích: để rút ra những kết luận cần thiết.
Các bước thực hiện:
- Bước 1: Thu thập tài liệu về hệ thống khởi động.
- Bước 2: Sắp xếp nội dung tài liệu một cách hệ thống và logic chặt chẽ theo

từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cơ sở và bản chất nhất định.
- Bước 3: Đọc, nghiên cứu và phân tích tài liệu nói về hệ thống khởi động. Phân
tích cấu tạo và nguyên lý làm việc một cách khoa học.
- Bước 4: Tổng hợp kết quả đã phân tích được, hệ thống hóa lại kiến thức tạo ra
một hệ thống lý thuyết đầy đủ và sâu sắc.
c. Phương pháp phân tích, thống kê và mô tả
- Là phương pháp tổng hợp lại kết quả nghiên cứu thực tiễn và nghiên cứu tài
liệu đánh giá và đưa ra những kết luận chính xác.
- Chủ yếu được sử dụng để đánh giá các mối quan hệ thông qua thông số thu
được.
Bước thực hiện
- Từ thực tiễn nghiên cứu về hệ thống và nghiên cứu tài liệu lý thuyết đưa ra
phương án thiết kế, lắp đặt mô hình.
- Qua các phương pháp nghiên cứu trên đề tài thực hiện theo phương phương
pháp thực nghiệm, kết hợp lý thuyết và xây dựng mô hình để làm sáng tỏ cấu tạo cũng
4


như cách thức hoạt động của hệ thống khởi động nói chung, và hệ thống khởi động
trên xe Innova nói riêng.

5


CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG
2.1.Nhiệm vụ và yêu cầu.
2.1.1. Nhiệm vụ.
Để khởi động cơ ôtô, trục khuỷu phải quay đủ nhanh để rút hỗn hợp không khí
nhiên liệu vào cylinder. Bộ khởi động bằng điện hoặc máy khởi động có nhiệm vụ
biến

điện năng của ăcquy thành cơ năng để dẫn động trục khuỷu của động cơ quay với tốc
độ quay ban đầu nhất định đủ để khởi động động cơ, sau đó động cơ sẽ hoạt động tự
lập.
Ngoài ra một số máy khởi động dùng trên động cơ xăng còn có nhiệm vụ tự
động ngắn mạch điện trở phụ của hệ thống đánh lửa trong qua trình khởi động .

Hình 2.1: Sơ đồ mạch khởi động tổng quát
2.1.2. Yêu cầu.
Momen của máy khởi động phải thắng được momen ma sát của động cơ (trục
khuỷu, piston, các thiết bị khác được dẫn động trực tiếp từ trục khuỷu động cơ …),
momen quán tính của các chi tiết chuyển động quay trong quá trình nén khí.
Máy khởi động phải quay được trục khuỷu động cơ với tốc độ thấp nhất mà
động cơ có thể nổ được.
6


- Nhiệt độ làm việc không quá giới hạn cho phép:
Yêu cầu tốc độ quay ở nhiệt độ -20ºC

Tốc độ quay trục khuỷu (vòng /phút)

Động cơ xăng kiểu piston chuyển động
60 -90
tịnh tiến
Động cơ xăng kiểu piston quay

150 -180

Đối với động cơ diesel, tuỳ thuộc vào dạng buồng cháy mà số vòng khởi động
dao động trong khoảng 80 – 250 vòng /phút.

- Chỉ truyền động một chiều từ máy khởi động đến động cơ. Phải tự động tắt
máy khởi động, tách bánh răng máy khởi động ra khỏi vành rằg bánh đà khi động cơ
bắt đầu làm việc độc lập.
- Bảo đảm sẵn sàng khởi động, khởi động nhiều lần.
- Có tuổi thọ cao, số lần khởi động cao (đặc biệt là ôtô di chuyển trong thành
phố) .
- Có cấu tạo cứng vững, chịu được rung động và ăn mòn.
- Trọng lượng và kích thước nhỏ gọn.
- Ít chăm sóc bảo dưỡng.
- Tỷ số truyền từ bánh răng của máy khởi động và bánh răng của bánh đà nằm
trong giới hạn từ 9-18 vòng/phút.
- Chiều dài, điện trở của dây dẫn nối từ ăcquy đến máy khởi động phải nằm
trong giới hạn quy định (<1m).
- Momen truyền động phải đủ để khởi động động cơ.

2.2. Các loại máy khởi động
2.2.1 Loại giảm tốc
- Máy khởi động loại giảm tốc dùng
motor tốc độ cao.
- Máy khởi động loại giảm tốc làm
tăng moment xoắn bằng cách giảm
tốc độ quay của phần ứng lõi motor
nhờ bộ truyền giảm tốc.
Hình 2.2: Máy khởi động loại giảm tốc
- Piston của công tắc từ đẩy trực tiếp
bánh răng chủ động đặt trên cùng một giảđồng trục trục với nó vào ăn
khớp với vành răng.
2.2.2. Máy khởi động loại đồng trục
7

- Bánh răng bendix được đặt trên cùng một trục với lõi motor (phần ứng) và
quay cùng tốc độ với lõi.
- Cần dẫn động được nối với thanh
đẩy của công tắc từ đẩy bánh răng chủ
động và làm cho nó ăn khớp với vành
răng.

Hình 2.3. Máy khởi động loại đồng trục
2.2.3. Máy khởi động loại bánh răng hành tinh
- Máy khởi động loại bánh răng hành
tinh dùng bộ truyền hành tinh để giảm
tốc độ quay của lõi (phần ứng) của
motor.
- Bánh răng bendix ăn khớp với vành
răng thông qua cần dẫn động giống như
trường hợp máy khởi động đồng trục.

Hình 2.4. Máy khởi động loại bánh
răng hành tinh
2.2.4. Máy khởi động PS (Motor giảm tốc hành tinh-rotor thanh dẫn)
- Máy khởi động này sử dụng các nam châm vĩnh cửu đặt trong cuộn cảm.
- Cơ cấu đóng ngắt hoạt động giống như máy khởi động loại bánh răng hành
tinh.

8


Hình 2.5. Máy khởi động loại PS

2.3. Một số máy khởi động.
2.3.1. Máy khởi động đồng trục

Hình 2.6. Máy khởi động đồng trục
Hình 2.7. Cơ cấu phanh
 Công tắc từ
Cấu tạo của công tắc từ của máy khởi động loại đồng trục về cơ bản giống như
công tắc từ của máy khởi động loại giảm tốc. Tuy nhiên loại này kéo piston để đưa
bánh răng bendix vào ăn khớp và nhả khớp trong khi máy khởi động loại giảm tốc đẩy
piston để thực hiện thao tác này.
 Cần đẩy dẫn động
Cần đẩy bendix truyền chuyển động của công tắc từ tới bánh răng bendix. Nhờ
chuyển động này bánh răng bendix được đưa vào ăn khớp và nhả khớp với vành răng.
 Lò xo dẫn động
Lò xo dẫn động được đặt trong cần đẩy dẫn động hoặc trong công tắc từ. Lò xo
dẫn động của máy khởi động loại đồng trục hoạt động giống như lò xo hồi về của máy
khởi động loại giảm tốc.
 Cơ cấu giảm tốc
Vì máy khởi động loại đồng trục có thể tạo ra moment đủ lớn để có thể khởi động
động cơ nhờ phần ứng lớn, nên loại này không cần cơ cấu giảm tốc. Vì lí do này nên
phần ứng được nối trực tiếp với bánh răng bendix.
 Cơ cấu phanh

9


Một số máy khởi động loại đồng trục được trang bị một cơ cấu phanh để dừng
motor lại nếu động cơ không khởi động được. Cơ cấu phanh cũng được dùng để điều
khiển tốc độ cao của motor ngay sau khi
động cơ khởi động.

Một số máy khởi động loại đồng trục và
loại giảm tốc khác không có cơ cấu phanh
là vì những lí do sau đây:
- Phần ứng có khối lượng nhỏ và
lực quán tính nhỏ.
- Lực ép của chổi than lớn.
- Bộ truyền giảm tốc tạo ra lực ma
sát.
Hoạt động:
Lò xo phanh và và đĩa phanh hãm
đẩy phần ứng tỳ vào khung ở đầu cổ góp
Hình 2.8. Máy khởi động loại hành tinh
để tạo ra lực hãm.
2.3.2. Máy khởi động loại hành tinh:
 Sự ăn khớp / nhả khớp của bánh răng chủ động
Lò xo dẫn động được đặt trong công tắc từ. Lò xo dẫn động hoạt động giống
như lò xo dẫn động của máy khởi động loại giảm tốc và máy khởi động loại đồng trục.
Công tắc từ và cần đẩy dẫn động hoạt động giống như công tắc từ và cần đẩy
dẫn động của máy khởi động loại đồng trục.
 Cơ cấu giảm tốc

10


Hình 2.9.. Bộ bánh răng hành tinh
Cần dẫn của bộ truyền hành tinh có ba bánh răng hành tinh. Các bánh răng hành
tinh ăn khớp với bánh răng mặt trời ở phía trong và bánh răng hành tinh ăn khớp với
bánh răng bao ở phía ngoài. Thông thường bánh răng bao được cố định.
Tỉ số truyền giảm của bộ truyền hành tinh là 1:5, phần ứng nhỏ hơn và tốc độ của
nó nhanh hơn so với máy khởi động loại giảm tốc. Để bộ truyền hoạt động êm người

ta thường chế tạo bánh răng bao bằng chất dẻo. Máy khởi động loại hành tinh có thiết
bị hấp thụ moment thừa để tránh cho bánh răng bao bị hỏng.
Khi bánh răng mặt trời được phần ứng dẫn động, bánh răng hành tinh quay xung
quanh bánh răng bao và làm cho cần dẫn quay. Kết quả là tốc độ của cần dẫn cùng với
các bánh răng hành tinh giảm xuống làm cho moment xoắn truyền tới bánh răng
bendix tăng lên.
 Thiết bị hấp thụ moment:
Bằng cách làm quay bánh răng bao, đĩa ly hợp ăn khớp với bánh răng bao bị
trượt và do đó hấp thụ moment thừa.

Hình 2.10. Thiết bị hấp thụ moment
2.3.3. Máy khởi động PS (Motor giảm tốc hành tinh- rotor thanh dẫn).
 Phần cảm
Thay vì sử dụng các cuộn cảm như trong máy
khởi động đồng trục, máy khởi động loại PS sử dụng
hai loại nam châm vĩnh cửu: Nam châm chính và
nam châm đặt giữa các cực. Nam châm chính và nam
châm đặt giữa các cực được xắp xếp xen kẽ nhau
trong vỏ máy khởi động. Từ cách sắp đặt này làm cho
từ thông được tạo ra giữa các nam châm chính và
nam châm đặt giữa các cực bổ sung cho nhau tạo nên
từ thông tổng lớn hơn. Ngoài việc tăng lượng từ
thông, cấu trúc này còn rút ngắn được chiều dài tổng
Hình 2.11. Cuộn cảm - Máy khởi
cộng của vỏ máy khởi động.
động PS
11


 Phần ứng

Thay vì sử dụng dây dẫn dạng tròn như trong máy khởi động loại đồng trục
máy khởi động loại PS sử dụng dây dẫn hình vuông. Ở cấu trúc này các dây dẫn hình
vuông có thể đạt được các điều kiện giống như khi quấn các dây dẫn hình tròn nhưng
không làm tăng khối
lượng. Kết quả là moment xoắn cao lên đồng thời cuộn ứng cũng trở nên gọn hơn. Vì
bề mặt của dây dẫn hình vuông làm cổ góp nên chiều dài tổng cộng của loại PS được
rút ngắn.

Hình 2.12. Phần ứng - Máy khởi động PS

2.4. Một số mạch khởi động trên ô tô.
Có 4 sơ đồ nguyên lý tiêu biểu dùng trong hệ thống khởi động áp dụng cho
những loại xe khác nhau.
2.4.1. Sơ đồ 1. ( áp dụng cho động cơ xăng )
 Sơ đồ nguyên lý.

12


Hình 2.13. Mạch khởi động dùng rơ le và công tắc số thường.
1. Ắc quy; 2. Cầu trì; 3. Khoá điện; 4. Công tắc khởi động số thường; 5.Rơ le khởi
động; 6. Máy khởi động.
 Nguyên lý làm việc.
Khi bật khoá điện về nấc 2 ( ST ) để khởi động động cơ ta sẽ có dòng điện đi từ
dương ắc quy qua cầu trì 2 đến cọc ( AM ) của khoá điện, sang nấc (ST) của khoá điện
rồi đến cọc 15 của công tắc khởi động số thường. Lúc này không có dòng điện đi qua
rơ le nên tiếp điểm của rơ le vẫn mở và máy khởi động chưa làm việc.
Muốn khởi động động cơ ta chỉ cần ấn vào nút của công tắc khởi động số trung
gian, và lúc đó sẽ có dòng điện đi như từ cọc 15 của công tắc khởi động số trung gian
qua cuộn dây của rơ le khởi động. Do nhận được dòng điện nên cuộn dây của rơ le sẽ

bị từ hoá sinh ra lực từ đóng tiếp điểm của rơ le khởi động. Dòng điện lúc này sẽ đi từ
cực dương của ắc quy qua cầu trì đến tiếp điểm của rơ le khởi động, đến cọc 50 của
máy khởi động điều khiển cho đĩa đồng lao ra đóng lại. Dòng điện cung cấp cho máy
khởi động lúc này đi trực tiếp từ dương ắc quy đến cọc 30 của máy khởi động ( dòng
này có trị số rất lớn ) nó sẽ cấp mô
Khi động cơ đã tự khởi động được, do cơ cấu khớp truyền động của máy khởi
động nó sẽ tự văng về để tránh gây nguy hiểm cho máy khởi động. Lúc này người lái
xe chỉ việc tắt khoá điện ngừng cung cấp dòng cho máy khởi động, và máy khởi động
sẽ ngừng làm việc

13


2.4.2. Sơ đồ 2. ( dùng cho động cơ điezen ).
 Cấu tạo gốm có:

Hình 2.14. Sơ đồ hệ thống khởi động dùng cho động cơ điezen.
1. Ắc quy; 2; Khoá điện; 3. Rơ le sấy; 4. Đèn báo sấy; 5. Bộ định thời gian sấy; 6.
Rơ le bảo vệ khởi động; 7. Rơ le con chuột; 8. Khớp truyền động; 9. Bu gi sấy; 10.
Động cơ máy khởi động. CC1, CC1, ,CC3 ,CC4 ,CC5 lần lượt là các cầu trì, K1, K2 lần
lượt là các tiếp điểm của rơ le sấy và rơ le khởi động. W 1,W2 là hai cuộn dây điều
khiển rơ le khởi động và rơ le sấy. Wh ,Wg là cuộn hút và cuộn giữ của rơ le gài khớp
của máy khởi động; Cọc (AM ) nối với dương nguồn đến khoá điện; Cọc (CT) và cọc
(IG) là các cọc ra của khởi động và sấy lấy từ khoá điện. Phía trước cuộn W 1 có bố
trí một đi ốt thông qua cọc
( ST ) của rơ le sấy.
 Nguyên lý làm việc:
Quá trình khởi động động cơ điezen được thực hiện làm hai bước.
Bước 1: Sấy nóng động cơ.
Bật khoá điện về nấc G ta sẽ có một dòng điện cung cấp cho bộ định thời gian

sấy và các rơ le sấy đi như sau.
Dòng điện đi từ dương ắc quy (+)AQ→ CC2 → khoá điện( AM → G ) →
CC5 .Từ đây dòng điện lại đi làm hai đường như sau.
Đường thứ nhất → W1→ mát → (-) AQ.
14


Đường thứ hai → cọc 3 → đèn sấy → cọc 2 → cọc 4→ mát → (-) AQ.
Lúc này đèn báo sấy sáng báo hiệu cho ta biết mạch điện đang ở chế độ sấy. Do
cuộn W1 được cung cấp điện nên nó sẽ sinh ra một lực từ hút tiếp điểm K 1 đóng cung
cấp dòng điện cho các bu gi sấy. lúc này sẽ có một dòng điện đi từ (+)AQ → CC3 →
K1 → bugi sấy→ mát → (-) Aq. Khi thời gian sấy đã đủ bộ định thời gian sấy sẽ ngắt
điện cung cấp cho đèn báo sấy và đèn báo sấy tắt báo hiệu thời gian sấy đã hết, lúc
này đã có thể bật khoá điện về nấc (ST ) được.
Bước2:
Khi ta bật khoá điện về nấc (ST) thì quá trình sấy lại tiếp tục nhờ đi ốt bố trí
trước cuộn W1của rơ le sấy, và W1 được cung cấp một dòng điện đi từ (+)AQ → CC2
→ AM → ST → CC4→ Điôt → W1 → E → (–) nguồn. Đồng thời lúc này có một
dòng điện cung cấp cho rơ le khởi động đi như sau:
(+) AQ → CC1 → K2 → 50 ( rơ le khởi động )→ Wg, Wh → mát→ âm nguồn.
Dòng điện đi qua cuộn Wh qua cuộn kích từ của động, qua chổi than cổ góp rồi ra
mát. Đồng thời lúc đó cũng có dòng điện đi qua cuộn W g của rơ le khởi động rồi về âm
nguồn. Hai dòng điện qua W h , Wg này cùng chiều nên nó lập tức sinh ra một lực từ rất
mạnh hút đĩa đồng di chuyển về bên trái cung cấp dòng điện trực tiếp từ ắc quy đến
máy khởi động (dòng này có trị số rất lớn ) để khởi động động cơ.
Khi động cơ đã khởi động được người lái xe tắt khoá điện, dòng điện cung cấp
cho khởi động và cho mạch sấy lúc này bị mất và quá trình khởi động được kết thúc.

15

2.4.3. Sơ đồ 3.
 Sơ đồ cấu tạo:

Hình 2.15. Sơ đồ của hệ thống khởi động dùng máy khởi động điện áp 24V.
1. Ắc quy; 2. Công tắc chính của ắc quy; 3. Khoá điện; 4. Nút khởi động; 5. Đèn
báo; 6. Máy phát điện; 7. Rơ le bảo vệ khởi động; 8. Máy khởi động.
 Nguyên lý làm việc.
Khi máy phát điện chưa làm việc, đèn báo nạp sáng, người lái xe ấn công tắc
chính 2 của ắc quy. Lúc này sẽ có dòng điện từ ắc quy truyền đi. Tiếp tục người lái xe
bật công tắc 3 sẽ có một dòng điện đi như sau:
Dòng điện bắt đầu từ dương ắc quy đến cọc 15 của khoá điện, từ đây nó rẽ làm
hai nhánh, nhánh thứ nhất đi đến cọc 15 của nút khởi động, nhánh thứ hai đi đến đèn
báo nạp qua D+ của máy phát rồi ra mát trở về âm nguồn.
Muốn khởi động người đó chỉ cần ấn nút khởi động 4 và lúc đó sẽ có một dòng
điện điều khiển cho máy khởi động đi từ dương ắc quy đến cọc 30 của khoá điện rồi
chuyển sang cọc 15 của nút khởi động, đến cọc 50 của rơ le và cuối cùng đến cọc 50
của máy khởi động. Dòng này là dòng điều khiển cho hai cuộn hút và giữ . Lúc này
máy khởi động quay nhờ dòng điện cung cấp qua W h qua các chổi than rồi ra mát trở
về âm nguồn. Đồng thời lực từ hoá sinh ra ở hai cuộn W h , Wg sẽ hút tiếp điểm đóng
lại, và sẽ có một dòng điện từ ắc quy đến cọc 30 của máy khởi động qua các chổi than
rồi ra mát, dòng này rấy lớn tạo ra một mô men lớn nhất để vành răng máy khởi động
lao ra ăn khớp với vành răng bánh đà để khởi động động cơ.
Khi động cơ đã nổ, máy phát lúc này đã làm việc và đèn báo nạp tắt. Có dòng
điện đi từ cực D+ của máy phát đi vào rơ le làm cho rơ le ngắt dòng điện đến máy khởi
động và máy khởi động sẽ tự tắt cho dù người lái xe vẫn bật khoá điện.
16


2.4.4. Sơ đồ 4.( Dùng cho động cơ IFAW50.)

a. Sơ đồ mạch.

Hìmh 2.16. Sơ đồ hệ thống khởi động dùng máy khởi động 24V.
1. Ắc quy 12V thứ nhất; 2. Rơ le đổi đầu điện áp; 3. ắc quy 12V thứ hai; 4. Công
tắc khởi động.; 5. Máy khởi động 24V.
 Nguyên lý làm việc.
Đây là loại sơ đồ sử dụng hai loại điện áp. Đặc điểm của loại này là sử
dụng mô tơ đề loại 24V. Vì vậy khi khởi động động cơ cần mắc nối tiếp hai ắc quy để
trị số điện áp phù hợp với trị số điện áp của máy khởi động. Còn khi máy khởi động đã
nổ và động cơ đã làm việc thì mạng điện sử dụng trên ô tô lúc này là 12 V để phù hợp
với điện áp máy phát phát ra, và lúc này ta lại phải cần đấu song song hai ắc quy để đạt
trị số 12V như yêu cầu. Trong khi đó các phụ tải khác vẫn được cấp điện áp 12V.
2.5. đặc tính và các chế độ làm việc của hệ thống khởi động.
Các đặc tính của động cơ điện một chiều phụ thuộc vào phương pháp kích từ
động cơ. với các động cơ điện một chiều có kích từ kiểu nối tiếp ta có các công thứ
xác định sức điện động, mô men và công suất điện từ như sau :
eư =
m1 =

pN
nΦ
60a
pN
ikđ Φ
2Π a

p1= mdt ω = m1

2Π n
60

(*)

trong đó :
eư – sức điện động phần ứng của động cơ, v.
17


m1 – mô men điện từ, nm.
p1 - công suất điện từ, w.
p - số đôi cực từ của động cơ.
n - số lượng cuộn dây phần ứng của rotor.
a - số đôi nhánh song song của cuôn dây phần ứng.
n - tốc độ quay của ro tor động cơ, vòng /phút.
ω - tốc độ quay của rôto động cơ, rad/ s.

φ. - từ thông qua các cuộn dây phần ứng, vê-be.
ikd- dòng điện khởi động, a.
Sơ đồ tính toán mạch khởi động được trình bày trên hình 2.20. Viết phương trình
kiếc- khốp cho mạch khởi động trên, ta có:
eaq - eư = ikd ( raq + rd + rkt + rư ) + ∆uch.
eư = eaq – ikd ( raq + rd + rkt + rư ) - ∆uch.
eư = uaq – ikd ( rd + rkt +ru ) - ∆uch.
Thay giá trị của eư vào công thức ( * ) ta tính được p1.
p1 = ( eaq - ∆uch) ikd – i2kd( raq + rd + rkt + rư )
p1 = ( uaq - ∆uch) ikd – i2kd ( rd + rkt + rư ).

hình 2.17. sơ đồ tính toán mạch khởi động.
Trong công thức trên: raq, rd, rkt , rư lần lượt là các trị số điện trở trong của ắc
quy, điện trở dây dẫn, điện trở cuộn kích từ và điện trở cuộn dây rôto máy khởi động.

∆uch là sụt áp trên tiếp xúc của chổi than và cổ góp của động cơ. đường cong biểu diễn
quan hệ giữa công suất điện từ p 1 với dòng điện khởi động có dạng pa ra bôn, khi đó ta
xác định được các trị số p1max và trị số ikdmax theo các công thức:
18


 Đường đặc tính của máy khởi động.

hình 2.18.. đặc tính của máy khởi động.
Hình 2.18. trình bày các đồ thị đặc tính của máy khởi động trên ô tô. đó là quan
hệ gữa từ thông qua các vòng dây của rôto, mô men quay, mô men điện từ, tốc độ
quay của máy khởi động, công suất cơ, công suất điện từ, điện áp đặt vào máy khởi
động phụ thuộc vào sự biến đổi của dòng điện khởi động ( ikd ).
Khi dòng điện khởi động tăng, từ thông tăng theo dạng của đường cong thấm
từ. khi tải trọng ( mô men hãm ) lên trục động cơ điện tăng, dòng khởi động có trị số
lớn, do mức độ bão hoà thấm từ của lõi thép nên hầu như φ không tăng.
Dòng điện khởi động tăng làm cho sụt áp ∆u trên các điện trở trong của ắc quy,
dây dẫn cũng tăng lên và do đó điện áp u lớn cấp cho máy khởi động giảm đi. các sụt
áp trong máy khởi động ( qua cuộn dây kích thích, điện trở phần ứng, chổi than ) ∆ukd
cùng tăng tỷ lệ với với dòng i kd. Khi tăng ikd, tốc độ quay của động cơ khởi động giảm,
19