Khảo sát hệ thống điện thân xe ford focus

Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
MỤC LỤC
Trang
Các kí hiệu và viết tắt
CKP - Cảm biến vị trí trục khuỷu.
CMP - Cảm biến vị trí trục cam.
V
ss
- Cảm biến tốc độ bánh xe.
ECT - Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
GEM - Bộ điều khiển động cơ.
TCM - Bộ điều khiển số.
RCM - Bộ điều khiển túi khí.
EATC - Bộ điều khiển điều hòa.
VFD - Màn hình huỳnh quang chân không.
MPX - Các phương thức truyền dữ liệu.
1
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
CAN (Cotroller Area Network) - Điều khiển dữ liệu theo vùng.
HS-CAN - Đường truyền dữ liệu mạng CAN tốc độ cao.
MS-CAN - Đường truyền dữ liệu mạng CAN tốc độ trung bình
PCM (Powertran Control Module)- Bộ điều khiển động cơ.
IAC (Idle Air Control) - Van điều khiển không tải.
ABS (Anti-lock Brake System) - Bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh.
ESP (Stability control) - Bộ điều khiển cân bằng xe.
SRS (Supplemental Restraint System) - Hệ thống túi khí an toàn.
IC - Intergrated Circuit.
LỜI NÓI ĐẦU
Ngành ô tô thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang phát triển mạnh mẽ
với việc ứng dụng ngày càng nhiều những thành tựu công nghệ thông tin vào sản xuất
và lắp đặt các linh kiện ô tô. Hiện nay thì vấn đề “điện và điện tử” trang bị trên ô tô là

tiêu chí chính để đánh giá một chiếc xe hơi cao cấp.
Trải qua thời gian học tập tại trường, với những kiến thức đã được trang bị giúp
em có thêm nhiều tự tin và gắn bó hơn với ngành mình đang theo học. Đồ án tốt nghiệp
là môn học cuối cùng của mỗi sinh viên để hoàn thành khóa học, nhận thức được tầm
quan trọng đó nên em đã chọn đề tài “Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus”.
Đây là một đề tài rất gần với thực tế sản xuất và sửa chữa các hệ thống điện trên xe.
2
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
Với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn cùng các thầy
giáo trong bộ môn Ô tô & MCT và các bạn sinh viên, em đã hoàn thành đề tài đúng
tiến độ được giao. Tuy nhiên, do kiến thức thực tế còn hạn chế và đây là lần đầu tiên
làm quen với việc nghiên cứu khoa học nên đề tài không tránh khỏi sai sót. Em rất
mong nhận được sự quan tâm của các thầy và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Với việc thực hiện đề tài này đã giúp em có thêm nhiều kiến thức thực tế, đây chính là
hành trang để em dễ dàng hơn trong công việc sau này.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy PHẠM QUỐC THÁI và
các thầy giáo trong khoa Cơ khí Giao thông đã giúp em hoàn thành đề tài một cách tốt
nhất.
Đà Nẵng, ngày 26 tháng 05 năm 2009.

Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Văn Thanh
1. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
Ngày nay, khi mà khoa học kỹ thuật đang phát triển như vũ bảo thì những ứng
dụng công nghệ tiên tiến trên ô tô ngày càng nhiều. Trong đó không thể thiếu những
thiết bị tiện nghi trên xe, nhu cầu sử dụng xe hơi ngày càng khắt khe hơn người ta ngày
càng quan tâm đến những chiếc xe được trang bị các hệ thống hiện đại, mà trên đó
không thể thiếu được các thiết bị điện, điện tử. Ngược trở lại những năm 1950 và sớm
hơn nữa, xe hơi chỉ được trang bị ăcquy 6V và bộ sạc điện áp 7V. Dĩ nhiên, những
chiếc xe cổ này cũng không cần nhiều điện năng ngoài việc đánh lửa hay vài bóng đèn

thắp sáng. Giữa thập kỷ 50, việc chuyển sang hệ thống điện 12V mang lại giúp các nhà
sản xuất có thể sử dụng các dây điện nhỏ hơn và đồng thời kéo theo việc sinh ra nhiều
tiện nghi dùng điện cho xe hơi. Trên những chiếc xe hiện đại ngày nay, ngoài các hệ
thống điện chiếu sáng còn rất nhiều các hệ thống điện rất hiện đại phục vụ cho nhu cầu
3
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
giải trí: Hệ thống âm thanh, CD, Radio…, hệ thống an toàn trên xe: ABS, hệ thống
chống trộm, hệ thống túi khí an toàn, hệ thống kiểm soát động cơ,…Các hệ thống hiện
đại này đã nâng giá trị của ô tô lên rất cao và con người không chỉ dừng ở đó, các kỹ sư
ô tô còn có những ước mơ lớn hơn là làm sao để những chiếc xe thật sự thân thiện với
người sử dụng, đến lúc đó khi ngồi trên xe ta sẽ có cảm giác thật sự thoải mái, giảm
đến mức tối thiểu các thao tác của người lái xe, mọi hoạt động của xe sẽ được kiểm
soát và điều chỉnh một cách hợp lý nhất.
Để có được những chiếc xe hiện đại và tiện nghi như vậy cần rất nhiều các thiết
bị điều khiển, những thiết bị này có thể đã được lập trình sẵn hoặc không. Tuy nhiên
chúng cùng có một đặc điểm chung là phải sử dụng nguồn điện trên ô tô, nguồn điện
này được cung cấp bởi ăcquy và máy phát.
Với những ý nghĩa tốt đẹp đó em quyết định chọn đề tài “Khảo sát hệ thống
điện thân xe Ford Focus ”, em cũng mong với đề tài này sẽ là một cuốn tài liệu chung
nhất cho công việc sửa chữa các hệ thống điện nói chung và hệ thống điện thân xe nói
riêng.

Trong đề tài này em tập trung vào tìm hiểu các kết cấu, nguyên lý làm việc và
tìm hiểu các sơ đồ mạch điện của các hệ thống điện bố trí trên xe. Từ đó phân tích,
chẩn đoán các dạng hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục hư hỏng.
2. GIỚI THIỆU VỀ XE FORD FOCUS
2.1. THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA XE FORD FOCUS
Dòng xe Ford Focus 2004.75 có ba kiểu xe dựa vào số cửa trên xe: Loại xe 3
cửa, loại xe 5 cửa và loại xe 4 cửa. Mặc dù khác nhau về số cửa nhưng các trang thiết
bị trên xe gần giống nhau, dưới đây là thông số về loại xe 4 cửa.

4
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
Bảng 2-1. Thông số kỹ thuật của xe Ford Focus
KÍCH THƯỚC XE [1]
STT Thành phần Đơn vị Số liệu
1 Chiều dài toàn bộ (A) mm 4488
2 Chiều rộng toàn bộ (B) mm 1991
3 Chiều cao toàn bộ (C) mm 1495
4 Chiều dài cơ sở (D) mm 2640
5 Chiều rộng cơ sở (E) mm 1535
6 Sức chở Người 4
THÔNG SỐ ĐỘNG CƠ [1]
7 Loại động cơ 1.6L BZ (Z6)
8 Mã động cơ G9
9 Thứ tự nổ 1-3-4-2
10 Đường kính xy lanh mm 78
11 Hành trình pision mm 83,6
12 Dung tích xy lanh cm
3
1598
13 Hệ thống nhiên liệu (Xăng) PFI (Theo trình tự)
14 Công suất động cơ KW/rpm 77/6000
15 Mômen xoắn Nm/rpm 145/4000
16 Tốc độ tối đa rpm 6500
5
Hình 2-1. Các kích thước cơ bản của xe Ford Focus
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
17 Hệ thống đánh lửa Bô bin đặt trên bugi
Hộp số tự động: Điều khiển điện tử
Ly hợp biến mô đóng ở Số 3 và 4

Số 1 2,816:1
Số 2 1,497:1
Số 3 1,0:1
Số 4 0,725:1
Tỷ số truyền số lùi 2,648:1
Tỷ số truyền bán trục 4,416:1
2.2. GIỚI THIỆU CÁC HỆ THỐNG CƠ BẢN TRÊN XE
2.2.1. Hệ thống khởi động
2.2.1.1. 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 (n
kd
).
Đối với động cơ xăng tốc độ khởi động thường nằm trong khoảng 35÷50 (v/ph).
Trong khi đó, động cơ Diezel cần tốc độ khởi động lớn hơn, vào khoảng 100÷200
(v/ph).
2.2.1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống khởi động điện
Hầu hết trên ô tô đều trang bị hệ thống khởi động bằng động cơ điện một chiều.
6
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
Nguyên lý hoạt động: Khi bật công tắc máy khởi động ở vị trí Star (13) có dòng
điện từ (+) Ăcquy → Cầu chì (11) → Rơle (12) → Vào đồng thời cuộn kéo (7) và cuộn
giữ (8). Dòng điện từ ăcquy chạy qua cuộn giữ về mát trực tiếp, đồng thời cũng chạy
qua cuộn kéo về mát trong máy khởi động. Cả hai cuộn cùng tạo từ trường mạnh hút
lõi thép qua phía phải áp đĩa tiếp điện vào hai tiếp điểm đóng mạch cho dòng điện chạy
trực tiếp từ (+) ăcquy vào roto máy khởi động làm quay máy khởi động.
Công dụng của cuộn kéo 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. Khi đĩa tiếp điện đã áp vào hai tiếp điểm thì điện (+) ăcquy 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.
7
1
2
10
9
11
12
13
876
5
4
3
Hình 2-2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động.
1- Ăcquy; 2- Máy khởi động; 3- Lò xo; 4- Khớp truyền động; 5- Cần gạt; 6- Lõi
Solennoid; 7- Cuộn hút; 8- Cuộn giữ; 9- Đĩa tiếp điện; 10- Tiếp điểm; 11- Cầu
chì; 12- Rơle máy khởi động; 13- Công tắc máy khởi động.
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
Hệ thống khởi động điện bao gồm ba bộ phận chính là: Động cơ điện một chiều;
Khớp truyền động và cơ cấu điều khiển.
+ Động cơ điện: Dùng để biến điện năng của ăcquy thành cơ năng quay trục
khuỷu động cơ.
Cấu tạo của động cơ điện: Các cuộn dây phần ứng và kích thích của nó thường
có tiết diện chữ nhật, kích thước lớn hơn khá nhiều và số vòng dây ít hơn so với các
cuộn dây của máy phát. Bởi vì khi khởi động động cơ, máy (động cơ điện) khởi động
tiêu thụ một dòng rất lớn, khoảng: 600 ÷ 800 (A).
+ Khớp truyền động dùng để:
- Nối trục của máy khởi động với vành răng bánh đà khi khởi động.

- Tách chúng ra ngay sau khi động cơ đã nổ (khởi động).
Việc tách trục máy khởi động ra khỏi vành răng bánh đà cần phải được thực
hiện tự động để tránh trường hợp máy khởi động bị động cơ nổ kéo theo với số vòng
quay lớn gây hư hỏng.
Cụm bánh răng và đầu ly kết một chiều được điều khiển cài và tách răng đối với
vành răng bánh đà nhờ cần gạt. Cần gạt được tác động nhờ công tắc từ trường (Solenoid).
Khi máy khởi động quay làm cho ống (4) quay theo chiều kim đồng hồ, các viên
bi lăn trên ống bị động (bánh răng 7) và ống chủ động rồi bị kẹt ở rãnh nông hơn giữa
phần (7) và phần chủ động làm khóa cứng hai phần này với nhau. Dưới tác dụng của
8
Hình 2-3. Kết cấu cơ cấu truyền động cơ khí và ly khớp một chiều.
1- Vòng hãm; 2- Ống gài; 3- Lò xo giảm chấn; 4- Ống lót dẫn hướng; 5- Nắp;
6- Con lăn; 7- Bánh răng; 8- Lò xo; 9- Cốc lò xo.
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
lực điện từ nạng gạt sẽ gạt ống (2) và qua lò xo (3) đẩy cả khối ống lót, khớp một chiều
và bánh răng vào ăn khớp với vành răng bánh đà. Nếu răng của bánh răng (7) chưa ăn
khớp được với răng của vành bánh đà thì bánh răng bị giữ lại, nạng gạt tiếp tục ép lò
xo (3) lại, đồng thời đóng tiếp điểm nối mạch điện của máy khởi động làm phần ứng
quay, và dưới tác dụng của lò xo bánh răng sẽ vào ăn khớp với vành răng bánh đà.
Khi động cơ đã nổ bánh răng (7) và ống bị động quay nhanh hơn rô to và ống
chủ động (4) nên các viên bi (6) bị lùi lui về phía lò xo (8), không còn bị kẹt nữa. Lúc
này bánh răng (7) quay lồng không trên trục với tốc độ động cơ, trong khi đó ống (4)
vẫn quay với tốc độ của máy khởi động, tránh cho máy khởi động bị vượt tốc.
Khi công tắc máy khởi động được thả ra dòng điện qua solenoid mất làm từ
trường triệt tiêu → máy khởi động ngừng quay, dưới tác dụng của lò xo hồi vị kéo
nạng gạt và các cơ cấu về vị trí ban đầu.
2.2.1.3. Sơ đồ mạch điện của hệ thống khởi động
9
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
2.2.2. Hệ thống đánh lửa

10
10 2 3
0) OFF
1) ACC
2) Run
3) Start
M
P
N
4
4) Start
inhibit
swich
3
4
5
6
7
8
1
2
Battery
Junction
Box (BJB)
Battery
Junction
Box (BJB)
Hình 2- 4. Sơ đồ mạch điện của hệ thống khởi động của động cơ 1.6 L BZ.
1- Công tắc khởi động (Ignition switch); 2- Cầu chì; 3- Acquy; 4- Máy phát điện;
5- Máy khởi động; 6- Powertrain control module (PCM); 7- Công tắc cảnh báo hộp

số tự động; 8- Relay khởi động.
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
Động cơ 1.6L BZ sử dụng hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS) :
11
Battery
Junction
Box (BJB)
10 9
78
3
4
5
1
2
6
Hình 2- 5. Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa động cơ 1.6L BZ.
1- Bô bin xylanh số 1; 2- Bô bin xylanh số 2; 3- Bô bin xylanh số 3; 4- Bô bin
xylanh số 4; 5- Tụ điện; 6,9- Powertranin Control Module (PCM); 7- Cảm biến vị
trí trục khuỷu; 8- Cảm biến vị trí trục cam; 10- Cảm biến kích nổ.
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
+ Không có bộ chia điện, bô bin đặt trên đỉnh bugi . Do đó, gần như không còn
dây cao áp và giảm được năng lượng tổn thất.
+ Cực dương của bugi chế tạo bằng hợp kim “iridium alloy” và cực âm mạ bạch kim.
+ Bên trong mỗi một bô bin có một transistor điều khiển nguồn.
Bộ điều khiển điện tử (PCM) nhận tín hiệu từ các cảm biến: cảm biến vị trí, cảm
biến tốc độ động cơ, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, Từ đó, tính toán và đưa ra tín
hiệu điều khiển đánh lửa tối ưu cho từng bobin.
2.2.3. Hệ thống làm mát
Đặc điểm chính của hệ thống làm mát động cơ 1.6L BZ là:
+ Có bình ngưng phụ.

+ Van hàn nhiệt kiểu giản nở theo nhiệt độ lắp ở đường vào của hệ thống làm
mát.
12
Hình 2-6. Sơ đồ hệ thống làm mát động cơ 1.6L BZ.
1- Bình đựng nước làm mát; 2- Két nước; 3- Van hằng nhiệt; 4- Bơm nước làm
mát; 5- Khối xy lanh; 6- Nắp máy; 7- Hệ thống sưởi; 8- Van điều khiển không tải
(idle air control (IAC) valve).
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
Tốc độ quạt làm mát điều khiển bởi bộ điều khiển quạt thông qua tín hiệu từ
PCM. Hệ thống cũng có khả năng làm thay đổi tốc độ quạt phù hợp với điều kiện làm
việc của động cơ để làm giảm tiếng ồn và sự tiêu thụ điện năng.
Tín hiệu gửi đến bộ điều khiển quạt từ PCM là dạng tín hiệu chu kỳ điều khiển,
dựa trên thông tin từ những cảm biến sau: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECT), cảm biến
tốc độ xe (Vss), điện thế ăcquy (B+), công tắc ga điều hòa (ON/OFF), công tắc (A/C).
2.2.4. Hệ thống nhiên liệu
Đặc điểm chính của hệ thống nhiên liệu động cơ 1.6L BZ là:
+ Sử dụng nhiên liệu xăng.
+ Hệ thống nhiên liệu không có đường xăng hồi từ khoang động cơ trở về thùng.
+ Nhiệt hấp thụ vào hệ thống nhiên liệu giảm, điều này làm giảm sự bốc hơi của
xăng trong thùng nhiên liệu.
+ Bộ điều tiết áp suất đặt trong thùng xăng.
+ Đường ống nhiên liệu lắp ghép bằng khớp nối nhanh
13
Hình 2-7. Hệ thống nhiên liệu động cơ 1.6L BZ.
1- Kênh phân phối nhiên liệu; 2- Bộ giảm tiếng ồn; 3- Đường áp suất thấp;
4- Đường ống dẫn xăng; 5- Bộ điều tiết áp suất; 6- Đường xăng hồi; 7- Bơm xăng;
8- Đường xăng ra từ bơm; 9- Bầu lọc xăng; 10- Phao báo mức xăng.
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
2.2.5. Hệ thống treo
2.2.5.1. Hệ thống treo trước

Cơ cấu treo trước là loại cơ cấu treo kiểu McPherson (lò xo trụ giảm sóc ống),
hai tay đòn đỡ phía dưới có hình chữ ‘L’. Hai tay đòn này được lắp ghép với dầm
ngang thông qua hai bạc lót bằng cao su không cần phải bảo dưỡng.
Bộ phận tạo xung cho cảm biến tốc độ bánh xe (Wss) của hệ thống phanh ABS
được lắp ghép với vòng bi moay ơ trước.
2.2.5.2. Hệ thống treo sau
Cơ cấu treo sau là cơ cấu treo độc lập, gồm bốn tay đòn đỡ với những kích
thước khác nhau được bố trí lắp đặt cho hai bánh xe sau.
Moay ơ bánh sau là một cụm chi tiết độc lập, lắp ghép với cơ cấu treo sau bằng
bốn bu lông.
Phần trên của giảm sóc sau lắp ghép với vỏ xe, phần dưới của giảm sóc sau lắp
ghép với tay đòn đỡ của cơ cấu treo.
14
Hình 2- 8. Cơ cấu treo trước trên xe Ford Focus
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
2.2.6. Hệ thống lái
2.2.6.1. Tổng quan
Hệ thống lái xe Focus là hệ thống lái điều khiển điện tử sử dụng một mô tơ điện
để kéo bơm dầu (bơm lái). Phần trước lái không có gì thay đổi về cấu tạo, vẫn là loại
thước lái sử dụng trên các xe có hệ thống lái hỗ trợ thủy lực.
15
Hình 2-9. Cơ cấu treo sau xe Ford Focus
Hình 2- 10. Cơ cấu lái xe Ford Focus.
1- Trục vào; 2- Cảm biến góc độ tay lái; 3- Van; 4- Xylanh; 5- Đường dầu.
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
Một bộ điều khiển được lắp trực tiếp trên bơm lái. Tốc độ quay của bơm được
điều chỉnh theo chương trình điều khiển nhằm đáp ứng kịp thời lưu lượng dầu cho tất
cả các điều kiện vận hành của hệ thống lái. Bộ điều khiển (ECM) luôn luôn giám sát
tốc độ của ô tô và tốc độ quay vô lăng thông qua các cảm biến tốc độ.
2.2.6.2. Cụm bơm lái

Cụm bơm lái bao gồm: mô tơ điện, bơm thủy lực, bình chứa dầu và bộ điều
khiển (ECM).
+ Mô tơ điện một chiều kiểu không chổi than nhằm tăng tính tiện nghi và tuổi
thọ của mô tơ. Hệ thống mạch trong mô tơ là hệ thống mạch điện tử với sự điều khiển
trực tiếp của bộ điều khiển (ECM).
+ Bơm dầu (bơm lái) là một loại bơm bánh răng, có buồng dập sóng và tiếng ồn
đặt trong vỏ bơm. Tốc độ của bơm chỉ tăng khi nào có nhu cầu đòi hỏi về trợ lực lái,
điều này sẽ làm giảm sự tiêu thụ điện năng và giảm mức tiêu thụ nhiên liệu trong quá
trình hệ thống lái làm việc. Hơn 85% thời gian trong các điều kiện vận hành của hệ
thống lái, bơm lái chỉ làm việc trong điều kiện sẵn sàng với dòng điện tiêu thụ 4 Ampe.
Nhưng tốc độ của bơm sẽ tăng rất nhanh nếu có sự đòi hỏi về trợ lực lái cao
+ Một van điều tiết áp suất đặt ở vỏ bơm để giới hạn áp suất lớn nhất cho phép
12000 KPa.
2.2.7. Hệ thống phanh
16
Hình 2-11. Cụm bơm lái xe Ford Focus.
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
Xe Focus được trang bị hệ thống phanh với cơ cấu phanh bánh trước là cơ cấu
phanh đĩa và cơ cấu phanh sau là tang trống.
Dẫn động phanh thủy lực với trợ lực chân không.
Phanh tay là phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau.
Để đảm bảo an toàn và tính ổn định khi phanh trên xe có trang bị hệ thống ABS
(Anti Lock Brake Systems). Tín hiệu vào và tín hiệu ra của ABS đưa lên đường truyền
dữ liệu mạng CAN tốc độ cao
3. KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE FORD FOCUS
3.1. TỔNG QUAN

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:
- Hệ thống cung cấp điện (Charging system): Bao gồm ăcquy, máy phát điện,
các bộ điều chỉnh điện.
- Hệ thống khởi động (Starting system): Bao gồm máy khởi động (động cơ
điện), các rơ le điều khiển và các rơ le bảo vệ khởi động. Ngoài ra, đối với động cơ
Diesel còn trang bị thêm hệ thống xông máy.
- Hệ thống đánh lửa (Ignition system): Bao gồm các bộ phận chính như: biến áp
đánh lửa (Bô bin), bộ chia điện, hộp điều khiển đánh lửa, bugi và các dây cao áp.
- 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 rơle.
- 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.
17
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
- Hệ thống điều khiển động cơ (Engine control system): Gồm hệ thống điều
khiển phun nhiên liệu (IEF), hệ thống điều khiển ga tự động,…
- 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 lau kính, nâng
hạ kính, đóng mở cửa xe, radio, tivi, 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 ăcquy 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:
+ Phụ tải làm việc liên tục: Gồm hệ thống đánh lửa, 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
18
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
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 dựng sẵn.
3.2. HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
Hệ thống cung cấp điện trên ô tô có nhiệm vụ cung cấp dòng điện một chiều cho
các phụ tải khi động cơ hoạt động hoặc không.
3.2.1. Ăcquy
Để cung cấp điện cho các vật dùng điện khi động cơ không làm việc, người ta

sử dụng nguồn điện hóa học một chiều gọi là ăcqui. Trong ăcqui hóa năng biến thành
điện năng.
Có nhiều phương pháp để phân loại ăcquy, tuy nhiên trên ô tô hiện nay thường
sử dụng hai loại chính là ăcquy nước và ăcquy khô, việc sử dụng ăcquy khô trên ô tô
có tính ưu việt hơn hẳn so với ăcquy nước. Tuy nhiên nếu so sánh hai ăcquy có cùng
dung lượng như nhau thì ăcquy nước có thời gian đề máy và tuổi thọ cao hơn.
Theo tính chất dung dịch điện phân, ắcquy nước được chia ra các loại:
+ Ăc quy axít: dung dich điện phân là axít H
2
SO
4
.
+ Ăc quy kiềm: dung dịch điện phân là KOH hoặc NaOH.
So sánh hai loại ăcquy axít và kiềm thì ăcquy axít có suất điện động mỗi ngăn
cao hơn (~2V), điện trở trong nhỏ hơn, nên khi phóng với dòng lớn độ sụt thế ít, chất
lượng khởi động tốt hơn. Ăcquy kiềm có suất điện động mỗi ngăn khoảng 1,38V, giá
thành cao hơn (2÷3 lần) do phải sử dụng các loại vật liệu quý hiếm như bạc, niken,
cađimi, điện trở trong lớn hơn.
Tuy vậy, ăcquy kiềm có độ bền cơ học và tuổi thọ cao hơn (4÷5 lần), làm việc
tin cậy hơn.
Trên đa số ô tô hiện nay đều sử dụng ăcquy axit.
3.2.1.1 Cấu tạo của ăcquy
Để tạo được một bình ăcquy có thế hiệu (6, 12 hay 24V) người ta mắc nối tiếp
các khối ắcquy đơn lại với nhau thành bình ăcquy vì mỗi bình ăcquy đơn chỉ cho suất
điện động (~2V). Trên ô tô hiện nay thường sử dụng ăcquy 12 (V).
Cấu tạo ăcquy như sau:
+ Vỏ bình: có dạng hình hộp chữ nhật, làm bằng nhựa êbônít, cao su cứng hay
19
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
chất dẻo chịu a xít và được chia thành các ngăn tương ứng với số lượng các ắcquy đơn

cần thiết. Trong các ngăn đó được đặt các khối bản cực. Dưới đáy vỏ bình có các gân
dọc hình lăng trụ để đỡ các khối bản cực. Khoảng trống dưới đáy giữa các gân dùng để
chứa các chất kết tủa, các chất tác dụng bong ra từ các bản cực, để chúng không làm
chập (ngắn mạch) các bản cực khác dấu.
+ Khối bản cực: Bao gồm các bản cực dương và âm đặt xen kẽ nhau, giữa
chúng có các tấm ngăn cách điện. Mỗi bản cực gồm có phần cốt hình mắt cáo và các
chất tác dụng trát trên nó. Phần trên của cốt có tai 3 (hình 3-2) để nối các bản cực cùng
tên với nhau thành phân khối bản cực. Phần dưới của cốt có các chân để tựa lên các
gân ở đáy bình. Các chân được bố trí so le để tránh chập mạch qua sóng đỡ.
Cốt được đúc từ hợp kim chống ôxy hoá, gồm: 92÷93% chì và 7÷8%
ăngtimon(Sb). Cốt của các bản cực dương còn cho thêm 0,1÷0,2% Asen (As).
20
Hình 3-1. Cấu tạo bình ăcquy axit.
1- Bản cực âm; 2- Tấm cách; 3- Bản cực dương; 4- Khối bản cực; 5- Cầu
nối các bản cực cùng tên; 6- Đầu ra; 7- Cực dương; 8- Vỏ bình; 9- Đệm làm
kín; 10- Nút; 11- Nắp; 12- Cầu nối các ngăn; 13- Lỗ thông hơi; 14- Cực âm.
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
Ăngtimon và Asen có tác dụng làm tăng độ bền cơ học, giảm ôxy hoá cho cốt, ngoài ra
còn làm tăng tính đúc của hợp kim.
Chất tác dụng trên bản cực âm được chế tạo từ bột chì và dung dịch a xít H
2
SO
4
,
ngoài ra để tăng độ xốp, giảm khả năng co và hoá cứng bản cực người ta còn cho thêm
2÷3% chất nở. Để làm chất nở có thể sử dụng các chất hữu cơ hoạt tính bề mặt hỗn hợp
với sun phát bari BaSO
4
như các muối humát chế tạo từ than bùn, bồ hóng, chất thuộc da
Chất tác dụng trên bản cực dương: được chế tạo từ minium chì Pb

3
O
4
, monoxít
chì PbO và dung dịch a xít H
2
SO
4
. Ngoài ra, để tăng độ bền người ta còn cho thêm sợi
polipropilen.
Các phân khối bản cực và tấm ngăn được lắp ráp lại tạo thành khối bản cực. Số
bản cực âm thường lớn hơn số bản cực dương một bản để đặt các bản cực dương vào
giữa các bản cực âm, đảm bảo cho các bản cực dương làm việc đều cả hai mặt để tránh
cong vênh và bong rơi chất tác dụng.
+ Tấm ngăn là những lá mỏng chế tạo từ vật liệu xốp chịu a xít như: mipo,
21
Hình 3-2. Cấu tạo của bản cực và khối bản cực.
a- Phần cốt; b- Nửa khối bản cực;
c- Khối bản cực và các tấm cách; d- Tấm cách.
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
miplát, bông thuỷ tinh hay kết hợp giữa bông thuỷ tinh với miplát hoặc gỗ. Các tấm
ngăn thường có một mặt nhẵn và một mặt hình sóng, lồi lõm. Mặt nhẵn đặt hướng về
phía bản cực âm, còn mặt hình sóng hướng về phía bản cực dương để tạo điều kiện cho
dung dịch điện phân dễ luân chuyển đến bản cực dương và lưu thông tốt hơn.
+ Ngoài ra còn một số các chi tiết khác như: nút, nắp, cầu nối, ống thông hơi.
3.2.1.2. Một số đặc tính cơ bản của ăcquy
+ Sức điện động tĩnh (E
0
): sức điện động (SĐĐ) tĩnh của ăcquy là hiệu điện thế
giữa các điện cực của ăcquy, đo khi mạch ngoài hở. Nó chỉ phụ thuộc vào tính chất hoá

lý của các chất tham gia vào quá trình điện hoá, vào nồng độ dung dịch điện phân mà
không phụ thuộc vào kích thước bản cực và số lượng chất tác dụng.
Sức điện động tĩnh có thể xác định theo công thức sau [3]:
E
0
= 0,84 + ρ
E
(V) (3-1)
ở đây: ρ
E
- là một đại lượng tính bằng vôn, có giá trị bằng nồng độ dung dịch
điện phân, tính bằng g/cm
3
ở 15
O
C.
Đối với các ăcquy axít khởi động, nồng độ dung dịch điện phân thường dao
động từ 1,11÷1,27 (g/cm3) (phụ thuộc mức độ phóng nạp) thì E
0
=1,95÷2,11 (V).
+ Điện trở trong (r
aq
): điện trở trong của ăcquy là sức cản của ăcquy cản trở
dòng điện đi qua trong nó. Được xác định như sau [3]:
r
aq
= r
0
+ r
p

(Ω) (3-2)
Trong đó:
r
0
- Điện trở thuần của ăcquy (Ω); r
p
- Điện trở phân cực của ăcquy (Ω).
+ Điện trở suất của dung dịch điện phân (phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ của
nó) được xác định theo công thức [3]:
r
t
= r
t0
[1 + α(t - 20)] (Ω/cm
3
) (3-3)
Trong đó:
r
t
- Điện trở suất của dung dịch điện phân ở t
0
bất kỳ, (Ω/cm
3
); r
t0
- Điện trở suất của
dung dịch điện phân ở 20
0
C, (Ω/cm
3

); α- Hệ số nhiệt độ phụ thuộc nồng độ dung dịch,
khi ρ = 1,15÷1,3 (g/cm
3
) thì α = -0,016/1
O
C.
22
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
+ Đặc tính phóng nạp của ăcquy: đặc tính phóng nạp của ăcquy là các đường
biểu diễn quan hệ U=f(t) và ρ=f(t) khi cho ăcquy phóng và nạp với dòng không đổi.
Khi phóng với dòng điện không đổi (I
p
=const): thì nồng độ dung dịch điện phân
ρ giảm dần theo đường thẳng [3]:
U
p
= E
0
- (I
p
.r
aq
) = E
0
- I
p
.r
0
- ∆E (V) (3-4)
Khi nạp với dòng điện không đổi (I

n
=const), thì xảy ra quá trình ngược lại, thế
hiệu của ăcquy lớn hơn SĐĐ của nó một lượng bằng độ rơi thế trong ăcquy và thay đổi
theo quy luật ngược với quá trình phóng điện [3]:
U
n
= E
0
+ (I
n
.r
aq
) = E
0
+ I
n
.r
0
+ ∆E (3-5)
23
Hình 3-3. Đặc tính phóng của ăcquy.
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
+ Điện dung của ăcquy: điện dung của ăcquy là một đại lượng đặc trưng cho
khả năng phóng nạp của nó.
Điện dung phóng (Q
p
): là điện lượng mà ăcquy có thể cung cấp cho phụ tải khi
cho nó phóng đến thế hiệu cho phép [3].
Q
p

= I
p
.t
p
(A.h) (3-6)
Trong đó: I
p
- Dòng điện phóng (A); t
p
- Thời gian phóng (h)
Điện dung nạp Q
n
): là điện lượng mà ăcquy tiếp nhận được trong quá trình nạp [3]
Q
n
= I
n
.t
n
(A.h) (3-7)
Trong đó: I
p
- Dòng điện nạp (A); t
p
- Thời gian nạp (h)
Do có các tổn hao trong quá trình nạp, nên điện dung nạp thường phải lớn hơn
điện dung phóng 10÷15%.
3.2.2. Máy phát điện xoay chiều
Máy phát là nguồn điện chính trên ô tô máy kéo (ở số vòng quay trung bình và
lớn của động cơ), nó có nhiệm vụ:

- Cung cấp điện cho tất cả các phụ tải.
- Nạp điện cho ắc quy.
⇒ Trên hầu hết các ô tô hiện đại ngày nay người ta đều sử dụng loại máy phát xoay
chiều 3 pha kích thích kiểu điện từ.
24
Hình 3-4. Đặc tính nạp của ăcquy.
Khảo sát hệ thống điện thân xe Ford Focus
3.2.2.1. Cấu tạo và nguyên lý sinh điện của máy phát xoay chiều 3 pha
+ Cấu tạo: Cấu tạo của máy phát điện loại có vòng tiếp điện gồm những bộ phận
chính là: rô to, stato, các nắp, puli, cánh quạt và bộ chỉnh lưu.
- Rôto: 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.
25
1
2
3
4
5
6
7
8
Hình 3-5. Máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ.
1- Vỏ máy phát; 2- Bạc lót; 3- Startor; 4- Giá đỡ; 5- Bộ chỉnh lưu; 6- Bộ điều chỉnh
điện; 7- Vòng tiếp điện; 8- Rôto.