Nghiên cứu hệ thống khởi động của xe Hyundai Santafe

MỤC LỤC



LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay hệ thống điện – điện tử trên ơ tơ đã có những bước phát triển vượt bậc,
nhằm tạo ra tính năng an tồn và thoải mái cho người vận hành, các trang thiết bị hiện đại
như hệ thống phanh điều khiển điện tử, hệ thống lái điện tử, hệ thống mã hóa động cơ và
chống trộm, hệ thống điều khiển xe hybrid... Trong đó hệ thống khởi động trên ô tô cũng
là hệ thống phát triển công nghệ hiện đại sử dụng động cơ điện để khởi động động cơ
thay thế cho máy khởi động lại có thể tiết kiệm được điện năng cho ơ tơ.
Đối với một sinh viên kỹ thuật, đồ án tốt nghiệp đóng một vai trị rất quan trọng. Đề
tài tốt nghiệp được thầy giao cho em là “Nghiên cứu kết cấu và xây dựng quy trình
kiểm tra, sửa chữa hệ thống khởi động trên xe Hyundai Santafe”. Tuy là một đề tài
quen thuộc đối với sinh viên nhưng mục đích của đề tài rất thiết thực, nó khơng những
giúp cho em có điều kiện để chuẩn lại các kiến thức đã học ở trường mà cịn có thể hiểu
biết kiến thức nhiều hơn khi tiếp xúc với thực tế. Hệ thống khởi động trên xe Hyundai
Santafe có nhiều đặc điểm mới lạ. Do đó việc tìm hiểu động cơ này thật sự đã đem đến
cho em nhiều điều hay và bổ ích.
Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy cùng các thầy cơ trong khoa cùng
với việc tìm hiểu, tham khảo các tài liệu liên quan và vận dụng các kiến thức được học,
em đã cố gắng hoàn thành đề tài này. Mặc dù vậy, do kiến thức của em có hạn lại thiếu
kinh nghiệm thực tế nên đồ án sẽ khơng tránh khỏi những thiếu sót. Em mong các thầy cơ
góp ý, chỉ bảo thêm để kiến thức của em ngày càng hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn cùng các thầy cô
trong khoa và các bạn đã nhiệt tình giúp đỡ để em có thể hồn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hưng Yên, ngày tháng 05 năm 2016
Sinh viên thực hiện

Trần Mạnh Hùng

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Những năm gần đây cùng với sự phát triển chung của xã hội, sự tiến bộ về khoa học
kỹ thuật của nhân loại đã bước lên một tầm cao mới. Rất nhiều 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 đang phát triển, nước ta đã và đang có những cải cách để thúc đẩy
nền kinh tế. Việc tiếp nhận, áp dụng các thành tựu khoa học tiên tiến của thế giới được
nhà nước quan tâm cải tạo, đẩy mạnh sự phát triển của các ngành cơng nghiệp mới, với
mục đích đưa nước ta từ một nước nông nghiệp kém phát triển thành một nước công
nghiệp phát triển. Trải qua nhiều năm phấn đấu và phát triển. Hiện nay nước ta đã là
thành viên của khối kinh tế quốc tế WTO. 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 nhiều hơn nữa nền kinh tế trong nước, bước những bước
đi vững chắc trên con đường quá độ lên XHCN.
Trong các ngành công nghiệp mới đang được nhà nước chú trọng phát triển thì
ngành cơng nghiệp ơ tơ là một trong những ngành có tiềm năng và được đầu tư phát triển
mạnh mẽ. Do sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật q trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa
phát triển mạnh mẽ, nhu cầu của con người ngày càng được nâng cao. Để đảm bảo độ an
toàn, độ tin cậy cho con người vận hành và chuyển động của xe, rất nhiều hãng sản xuất
như: FORD, DAEWOO, TOYOTA, MESCEDES, KIA, … đã có nhiều cải tiến về mẫu
mã, kiểu dáng công nghệ cũng như chất lượng phục vụ của xe nhằm đảm bảo an toàn cho
người sử dụng.
Trong ngành công nghệ ô tô, bên cạnh các công việc thiết kế, chế tạo, lắp ráp và sử
dụng, một công việc quan trọng là bảo dưỡng và sửa chữa. Ơtơ trong q trình khai thác,
sử dụng thì các tính năng vận hành, độ tin cậy, tính kinh tế và tuổi thọ của xe đều bị biến
đổi theo chiều hướng xấu, do đó để duy trì tình trạng hoạt động tốt, tăng thời gian sử
dụng, đảm bảo độ tin cậy thì phải thực hiện cơng tác bảo dưỡng định kì và sửa chữa lớn.
Công tác bảo dưỡng và sửa chữa ô tô không những kéo dài tuổi thọ, tăng độ tin cậy của

phương tiện mà còn làm tăng hiệu quả kinh tế trong sử dụng ơ tơ.
Với lí do đó đề tài: “Nghiên cứu kết cấu và xây dựng quy trình kiểm tra, sửa
chữa hệ thống khởi động trên xe Hyundai Santafe” nhằm mục đích sử dụng những kiến
thức chuyên ngành đã được học, góp phần vào việc sử dụng và sửa chữa hiệu quả xe ôtô.


1.2. Ý nghĩa của đề tài
Đề tài góp phần củng cố và nâng cao kiến thức chuyên ngành cũng như kiến thức
ngoài thực tế của sinh viên, học sinh, những kỹ thuật viên và những người quan tâm đến
“Hệ thống khởi động trên xe Hyundai Santafe”. Đề tài giúp cho sinh viên biết cách tìm
hiểu và tổng hợp tài liệu, giúp cho sinh viên có ý thức tự học tập, tự nghiên cứu về lĩnh
vực chuyên ngành.
Những kết quả thu được sau khi hoàn thành giúp cho sinh viên hiểu rõ, sâu hơn về
kết cấu, điều kiện làm việc và những hư hỏng, phương pháp kiểm tra sửa chữa “Hệ thống
khởi động trên xe Hyundai Santafe”.
1.3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: “Nghiên cứu kết cấu và xây dựng quy trình kiểm tra, sửa
chữa hệ thống khởi động trên xe Hyundai Santafe”.
Khách thể nghiên cứu: Các tài liệu về kết cấu động cơ, ô tô, tài liệu thực hành sửa
chữa, tài liệu của hãng ô tô Hyundai và những kiến thức thực hành đã được trang bị .
1.4. Mục tiêu của đề tài
Hiểu rõ kết cấu, mô tả nguyên lý điều kiện làm việc của cơ cấu, nắm được cấu tạo,
mối tương quan lắp ghép của các chi tiết, cụm chi tiết của hệ thống khởi động.
Hiểu và phân tích các hư hỏng, những nguyên nhân, tác hại và sửa chữa các chi tiết
của “Hệ thống khởi động”. Thực hiện tháo lắp đúng quy trình và kiểm tra sửa chữa các
chi tiết trong hệ thống.
Xây dựng được một mơ hình mơ tả thực “Hệ thống khởi động”.
1.5. Nhiệm vụ của đề tài
- Phân tích đặc điểm, kết cấu, nguyên lý làm việc của “Hệ thống khởi động”.
- Tổng hợp các phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa.

- Lập phương án xây dựng mơ hình vật thật.
- Chế tạo mơ hình.
1.6. Các phương pháp nghiên cứu
1.6.1. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
a. Khái niệm:

Là phương pháp trực tiếp tác động vào đối tượng trong thực tiễn làm bộc lộ bản
chất và các quy luật vận động của đối tượng.
b. Các bước thực hiện:

- Bước 1: Quan sát, tìm hiểu các thơng số kết cấu của “Hệ thống khởi động”.


- Bước 2: Xây dựng phương án thiết kế mô hình.
- Bước 3: Lập phương án kiểm tra chuẩn đốn hư hỏng của “Hệ thống khởi động”.
- Bước 4: Từ kết quả kiểm tra, lập phương án bảo dưỡng, sửa chữa, khắc phục hư
hỏng.
- Bước 5: Xây dựng hệ thống bài tập thực hành, sửa chữa “Hệ thống khởi động”.
1.6.2. Phương pháp nghiên cứu tài liệu
a. Khái niệm:
Là phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứu các
văn bản, tài liệu đã có sẵn bằng các thao tác tư duy logic để rút ra kết luận khoa học cần
thiết.
b. Các bước thực hiện:
- Bước 1: Thu thập, tìm tịi các tài liệu về hệ thống khởi động.
- Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống chặt chẽ theo từng
bước, từng đơn vị kiến thức, tư vấn đề tài khoa học có cơ sở và bản chất nhất định.
- Bước 3: Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu nói về “Hệ thống khởi động”,
phân tích kết cấu, ngun lý làm việc một cách khoa học.
- Bước 4: Tổng hợp kết quả thu được, hệ thống hóa các kiến thức liên quan ( liên

kết từng mặt, từng bộ phận thơng tin đã được phân tích ) tạo ra một hệ thống lý thuyết
đầy đủ và sâu sắc.
1.6.3. Phương pháp thống kê mô tả
Là phương pháp tổng hợp kết quả nghiên cứu thực tiễn và nghiên cứu tài liệu để
đưa ra kết luận chính xác khoa học.
Từ thực tiễn nghiên cứu các tài liệu, lý thuyết đưa ra quy trình bảo dưỡng sửa chữa,
khắc phục hư hỏng của hệ thống khởi động.


CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG
2.1. Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại
2.1.1. Nhiệm vụ
Vì động cơ đốt trong không thể tự khởi động nên cần phải có một ngoại lực để khởi
động nó. Để khởi động động cơ, máy khởi động làm quay trục khuỷu thông qua vành
răng. Máy khởi động cần phải tạo ra mômen lớn từ nguồn điện hạn chế của ắc quy đồng
thời phải gọn nhẹ. Vì lí do này người ta dùng môtơ điện một chiều trong máy khởi động.
Để khởi động động cơ thì trục khuỷu phải quay nhanh hơn tốc độ quay tối thiểu. Tốc độ
quay tối thiểu để khởi động động cơ khác nhau tùy theo cấu trúc động cơ và tình trạng
hoạt động, thường từ 40 - 60 vòng/ phút đối với động cơ xăng và từ 80 - 100 vịng/phút
đối với động cơ diesel.
2.1.2. u cầu
- Mơmen của máy khởi động phải thắng được mômen 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 q 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.
- Đối với động cơ xăng kiểu piston chuyển động tịnh tiến là 60 – 90 vòng / phút,
động cơ xăng kiểu piston quay là 150 – 180 vòng / phút.
- 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 răng 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.
- 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 ắcquy đến máy khởi động phải nằm trong
giới hạn quy định (<1m).
- Mômen truyền động phải đủ để khởi động động cơ.


2.1.3. Phân loại hệ thống khởi động
Để phân loại máy khởi động ta chia máy khởi động ra làm hai thành phần: Phần
môtơ điện và phần truyền động. Phần môtơ điện được chia ra làm nhiều lọa theo kiểu đấu
dây, còn phần truyền động phân theo cách truyền động của máy khởi động đến động cơ.
2.1.3.1. Theo kiểu đấu dây
Động cơ điện một chiều được chia làm 3 loại tùy theo phương pháp đấu dây.
- Loại mắc nối tiếp: Mômen phát ra lớn nhất khi bắt đầu quay, được dùng chủ yếu
trong máy khởi động.
- Loại mắc song song: Ít dao động về tốc độ, giống như loại dùng nam châm vình
cửu.
- Loại mắc hỗn hợp: Có cả đặc điểm của hai loại trên, thường dùng để khởi động
động cơ lớn.

Hình 2. 1.Các kiểu đấu dây
2.1.3.2. Theo cách truyền động

a) Máy khởi động loại giảm tốc

Hình 2. 2. Máy khởi động loại giảm tốc


Máy khởi động loại giảm tốc dùng môtơ tốc độ cao. Nó làm tăng mơmen xoắn bằng
cách giảm tốc độ quay của rôto nhờ bộ truyền giảm tốc. Lõi thép của công tắc từ đẩy trực
tiếp bánh răng khởi động đặt trên cùng một trục với nó vào ăn khớp với vành răng bánh
đà.
b) Máy khởi động loại đồng trục

Hình 2. 3. Máy khởi động loại đồng trục
Bánh răng khởi động được đặt trên cùng một trục với rôto và quay cùng tốc độ với
nó, địn bẩy được nối với lõi thép của công tắc từ đẩy bánh răng khởi động ăn khớp với
vành răng bánh đà.
c) Máy khởi động loại bánh răng hành tinh

Hình 2. 4. Máy khởi động loại bánh răng hành tinh
Máy khởi động loại bánh răng hành tinh dùng bộ truyền bánh răng hành tinh để
giảm tốc độ quay của rôto (phần ứng). Bánh răng khởi động ăn khớp với vành răng bánh
đà thơng qua địn bẩy giống như trường hợp máy khởi động thông thường.


d) Máy khởi động PS (Môtơ giảm tốc hành tinh - rơto thanh dẫn)

Hình 2. 5. Máy khởi động PS
Máy khởi động loại này sử dụng các nam châm vĩnh cửu thay cho các cuộn cảm. Cơ
cấu đóng ngắt bánh răng khởi động hoạt động giống như máy khởi động loại bánh răng
hành tinh.
e) Động cơ điện khởi động động cơ hybrid

Hình 2. 6. Động cơ điện khởi động động cơ hybrid

Hình 2. 7. Quá trình khởi động động cơ hybrid


Động cơ hybrid khởi động bằng cách lấy năng lượng cung cấp từ ắc quy tới động cơ
điện làm quay bánh đà và động cơ, trong đó q trình chạy bình thường sẽ vận hành đồng
bộ. động cơ điện cịn có cơng dụng tăng cường cung cấp năng lượng để xe tăng tốc hoặc
leo dốc. Nó cịn có cơng dụng thu hồi điện như một máy phát điện và nạp điện cho ắc
quy.
2.2. Khái quát về hệ thống khởi động trên xe ôtô
2.2.1. Nguyên lý tạo ra mômen
Đường sức từ sinh ra giữa cực bắc và cực nam của nam châm. Nó đi từ cực bắc đến
cực nam.
Khi đặt một nam châm khác ở giữa hai cực từ, sự hút và đẩy của hai nam châm làm
cho nam châm đặt giữa quay xung quanh tâm của nó. (Hình 2.8)

Hình 2. 8. Lực sinh ra giữa các nam châm
Mỗi đường sức từ không thể cắt ngang qua đường sức từ khác. Nó dường như trở
nên ngắn hơn và cố đẩy những đường sức từ gần nó ra xa. Đó là nguyên nhân làm cho
nam châm ở giữa quay theo chiều kim đồng hồ.
Trong động cơ thực tế, phần giữa là khung dây. Giả sử, chúng ta có một khung dây
quấn như trên Hình 2.9. Khi dịng điện chạy xun qua khung dây, từ thông sẽ xuyên qua
khung dây.


Hình 2. 9. Khung dây trong từ trường
Chiều của đường sức từ sinh ra trên khung dây được xác định bằng qui tắc vặn nút
chai.

Khi chiều của từ trường trùng nhau, đường sức từ trở nên mạnh hơn (dày hơn). Khi
chiều của từ trường đối ngược, thì đường sức từ trở nên yếu đi (thưa hơn).

Hình 2. 10. Đường sức của khung dây và nam châm
Bản chất của đường sức từ thường trở nên ngắn đi và cố đẩy những đường sức từ
khác ra xa nó tạo ra lực. Lực sinh ra trên khung dây cung cấp năng lượng làm quay động
cơ điện.
Đặt hai đầu khung dây lên điểm tựa để nó có thể quay. Tuy nhiên, nó chỉ có thể tiếp
tục quay khi lực sinh ra theo chiều cũ.
Bằng cách gắn cổ góp và chổi than vào khung dây, dịng điện chạy qua dây dẫn từ
sau đến trước phía cực bắc, trong khi dòng điện chạy từ trước ra sau phía cực nam và duy
trì như vậy. Điều đó làm nam châm tiếp tục quay.


Hình 2. 11. Lực từ sinh ra trên khung dây
•

Hoạt động trong thực tế
Để ứng dụng lý thuyết này trong thực tế, trước tiên, người ta phải quấn nhiều khung
dây để tăng từ thơng từ đó sinh ra mơmen lớn. Tiếp theo, người ta đặt một lõi thép bên
trong các khung dây cũng nhằm tăng từ thông và tạo ra mơmen lớn.
Thay vì sử dụng nam châm vĩnh cửu, người ta có thể dùng nam châm điện làm phẩn
cảm.
Quan hệ giữa cực từ của nam châm và dòng điện chạy qua nó có thể dùng qui tắc
bàn tay phải để giải thích. Hướng tất cả bốn ngón tay, trừ ngón tay cái của bàn tay phải
theo chiều của dòng điện đi qua cuộn dây. Khi đó, ngón cái sẽ chỉ chiều của cực bắc.
Để tốc độ động cơ quay cao và quay êm, người ta dùng nhiều khung dây.
Từ những lý thuyết trên, người ta thiết kế nên máy khởi động trong thực tế.

Hình 2. 12. Cấu tạo thực tế của động cơ máy khởi động

Hình 2. 13. Dây quấn trong rơto
Cuộn dây phần ứng được quấn như Hình 2.13. Hai đầu của hai khung dây cạnh
nhau được hàn với cùng một phiến đồng trên cổ góp. Dịng điện chạy từ chổi than dương
đến âm qua các khung dây mắc nối tiếp.
Nếu nhìn từ phía bánh răng khởi động, thì dịng điện có chiều như Hình 2.14.
Khi đó, chiều của dịng điện chạy qua các khung dây trong cùng một phần tư rôto là
như nhau. Và nhờ thế chiều của từ trường sinh ra ở mỗi khung sẽ khơng đổi khi cổ góp
quay.

Hình 2. 14. Dịng điện trong rơto
Nhờ sự bố trí các khung dây trong phần cảm và phần ứng mà sinh ra lực từ làm
quay phần ứng.
Rôto quay theo chiều kim đồng hồ theo qui luật bàn tay trái.


2.2.2. Khảo sát mạch điện và đặc tuyến của máy khởi động
2.2.2.1. Khảo sát mạch điện
Để xác định các đặc tuyến cơ bản của máy khởi động ( chủ yếu là phần động cơ
điện ), ta khảo sát mạch điện của một máy khởi động loại mắc nối tiếp. Sơ đồ tính tốn
được trình bày trên hình 2.15.
Rd
Rst
Ua
Ra

Iđk
Ukđ

Eo
Eng
Rr

Hình 2. 15. Sơ đồ tính tốn máy khởi động
Trong đó :
Rd : Điện trở dây cáp ắc quy.

Rst :Điện trở stato

Iđk : Cường độ dòng điện điều khiển

Ra : Điện trở mạch.

Ukđ :Hiệu điện thế của rôto và stato

Ua : Hiệu điện thế mạch.

Rr : Điện trở rô to

Eo : Sức điện động của mạch

Eng : Sức điện động ngược

2.2.2.2. Đặc tuyến và đánh giá hư hỏng thông qua các đặc tuyến
a. Đặc tuyến tốc độ máy khởi động n = f (I)
Sức điện động ngược Eng sinh ra trong cuộn dây phần ứng khi máy khởi động quay:
e = B.l.v
B.l.π.n.D
e=

60
P.n
e = B.l.τ.
30
P.n
e = Φ.
30

(2.1)

Trong đó:
B:

cường độ từ trường của nam châm


l :

chiều dài khung dây

v :

vận tốc khung dây

P:

số cặp cực

φ :

từ thông qua khung dây

V=

ω .D
π .n
ω=
2 và
30

(2.2)

π .D
2P
N
NP
E ng = .e =
Φ. n
2a
a.60
E ng = C e . n . Φ

τ=

a: số đôi mạch mắc song song trong rôto
Ce: hằng số
Ce= pn/a.60
N: số dây dẫn trong rôto
n=

E ng
C e .Φ

Từ trên hình 2.35 ta có :
Ua = Eo – IRa
Ukd = Ua – IRkd
Đối với sơ đồ trên, theo định luật Kirchhoff, ta có thể viết:

E0 − E ng = IRaq + IRd + IRkd + ∆ U ch
E ng = E0 − ∆ U ch − I ∑ R

(2.3)

Trong đó :
Rd: điện trở dây cáp acquy
Rkd: điện trở các cuộn dây rôto và stato
Uch: độ sụt áp trên chổi than
Uch = 1,3V đối với máy khởi động 12V
Uch = 2,5V đối với máy khởi động 24V
Eng được xác định:


E ng = E o − ∆U ch + IR aq + IR d + IR kd
∆U = I .rch
n=

E ng
Ce

=

E o − ∆U ch − I ∑ R
Ce

Hình 2. 16. Đặc tuyến của máy khởi động
Ở chế độ tải nhỏ, dòng điện qua máy khởi động nhỏ và từ thơng của cuộn kích phụ
thuộc tuyến tính vào cường độ dòng điện φ ≅ KφI

n≈

E 0 − ∆U ch − I ∑ R
C e .K φ .I

n=

a1
I − a2

Vì vậy lúc này tốc độ phụ thuộc vào cường độ dòng điện theo quy luật hyperbol :

Với:

a1 =

E 0 − ∆U ch
C e .K φ

a2 =

∑R

C e .K φ

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

φ = const
n = b1 –b2.I


Dòng điện trong máy khởi đọng lớn nhất khi bánh răng máy khởi động ăn khớp với
bánh đà. Lúc đó Eng = 0 và I = Inm
b. Đặc tuyến mômen kéo M = f(I)
Mômen kéo được tạo nên do lực tác dụng tương hỗ giữa từ trường của các cuộn
kích và dịng điện trong các dây dẫn phần ứng (rơto)
M = FD/2
Trong đó:

(2.4)

F: tổng lực tác dụng lên các khung dây
D: đường kính của rơto
F = N.f
Với f : lực tác dụng lên một khung
N: số khung có trong rơto
f = B. l. i =
i=

B. l. I
2a

I
2a : dòng điện chạy trong một khung
N .B.l .I D
x
2a
2
N .B.l .I .P π .D
M=
x
2a. π
2P
M=

P.N
× B.l.τ.I
2a.π
M = CM . Φ . I
M=

Khi tải nhỏ: φ = Kφ.I
M = CM.K .I2
Khi tải lớn :  = const
M ≅ KM.
Mômen đạt cực đại khi n = o. Như vậy, lúc tải nhỏ đặc tuyến phụ thuộc vào cường
độ dòng theo quy luâtj parabol và khi tải lớn đặc tuyến chuyển sang dạng tuyến tính.
c. Đặc tuyến cơng suất P = (I)
Tính số mơmen kéo và vận tốc góc của rơto sẽ là cơng suất điện từ P, tức là công
suất do các lực điện từ làm quay rôto tạo nên.

P = M .ω
2π .n
ω=
60
E ng
π
×
30 C e .Φ
E ng
PN
π
P=
Φ.I ×
2a
30 PN .Φ
60.a
k
P = C M .Φ.I ×

n=
với:

E ng
C e .Φ

P = I .E ng

P = I ( E 0 − ∆U ch − I ∑ R )

P = I ( E 0 − ∆U ch ) − I 2 ∑ R

Lấy đạo hàm phương trình P để tìm giá trị cực đại:
dP
= E 0 − ∆U ch − 2 I ∑ R = 0
dI
E − ∆U ch I nm
I p max = 0
=
2∑ R
2

Khi n = 0 thì Eng = 0
E 0 − ∆U ch − I nm ∑ R = 0
I nm =

E 0 − ∆U ch
2∑ R

Inm là dòng điện cực đại mà máy khởi động tiêu thụ khi nó bị hãm chặt. Thay giá trị
Ipmax vào phương trình P, ta được cơng suất điện từ cực đại.

Pmax =
Pmax =

( E0 − ∆U ch ) 2 ( E0 − ∆U ch ) 4
2∑ R

−

( E0 − ∆U ch ) 2

4∑ R

∑R

4∑ R
P1 = U kd .I = E ng + ( Rs + Rr ).I .I = E ng .I + ( Rs + Rr ).I 2

[

]

P1 = P + ∆Pd
∆P = I 2 ( Rs + Rr ) = I 2. .Rkd
P = P2 + ∆Pck + ∆Pt

( 2.5)

Trong đó :
P1

: cơng suất ắc quy đưa đến máy khởi động

Pđ

: mất mát công suất về điện do nhiệt sinh ra trên dây.

P2

: cơng suất hữu ích

Pck

: cơng suất mất mát do cơ khí (ổ bi, chổi than).

Pt

: công suất mất mát về từ, chủ yếu là dịng Fuco

P1 = P2 + Pđ + Pck + Pt
P1 = P2 + P
Hiệu suất của máy khởi động :

η=

P2 P1 − ∆ P
=
≈ 0,7
P1
P1

d. Đánh giá hư hỏng thông qua các đặc tuyến
Căn cứ vào các đặc tuyến, ta chia hoạt động của máy khởi động ra làm 3 chế độ:

•

Chế độ khơng tải ứng với máy khởi động quay ở tốc độ khơng tải n0 lúc đó cơng sinh
ra đủ thắng Pđ , Pck , Pt.

•

Chế độ cơng suất cực đại ứng với cường độ dịng điện gần bằng Inm/2.

•

Chế độ hãm chặt ứng với I = Inm, khi n = 0 và M = Mmax
Trên thực tế, ta có thể ứng dụng các chế độ làm việc thứ nhất và thứ ba để chẩn
đoán hư hỏng của máy khởi động.
Ở chế độ thứ nhất, nếu tốc độ không tải đo được của máy khởi động nhỏ hơn giá trị
cho phép của nhà chế tạo n0 và cường độ dịng điện khơng tải lớn hơn bình thường thì hư
hỏng xảy ra chủ yếu ở phần cơ : xem xét các ổ đỡ và chổi than.
Ở chế độ thứ ba, nếu dòng ngắn mạch lớn hơn giá trị cho phép trong khi mơmen
kéo nhỏ hơn thì hư hỏng chủ yếu xảy ra ở phần điện: chập mạch các vòng dây hoặc chạm
mát.
2.2.3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của một số loại máy khởi động
2.2.3.1. Máy khởi động loại giảm tốc.


Hình 2. 17. Các bộ phận của máy khởi động
a. Cơng tắc từ

Hình 2. 18. Cơng tắc từ
Cơng tắc từ hoạt động như là một cơng tắc chính của dịng điện chạy tới môtơ và
điều khiển bánh răng khởi động bằng cách đẩy nó vào ăn khớp với vành răng khi bắt đầu
khởi động và kéo nó ra sau khi khởi động. Cuộn hút được quấn bằng dây có đường kính
lớn hơn cuộn giữ và lực điện từ của nó tạo ra lớn hơn lực điện từ được tạo ra bởi cuộn
giữ.