hinhsu89
Tài xế O-H
HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG XE TOYOTA
--v---
Những mô hình Toyota trên xe đời cũ được trang bị loại máy khởi động thông thường bằng cách truyền động trực tiếp với bánh đà, nhưng trên xe Toyota đời mới hiện nay thì được trang bị loại máy khởi động : truyền động phải qua hộp giảm tốc. Loại máy này có kích thước nhỏ gọn, vừa mang tính kinh tế và thẩm mĩ, bên cạnh đó nó còn co ưu điểm là : hoạt động với tốc độ cao, sau đó qua hộp giảm tốc để tăng moment lên rất lớn.
Hình 1: Mô hình máy khởi động có hộp giảm tốc trên xe Toyota
HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG XE TOYOTA
--v---
I.NHIỆM VỤ VÀ YÊU CẦU:
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: Sơ đồ mạch khởi động tổng quát
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.
- 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 tịnh tiến
60 -90
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, điẹn 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.
Hình 3:Tóm tắt yêu cầu sự hoạt động trên động cơ xăng
II. CẤU TẠO, HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG
1. Máy Khởi Động Có Hộp Giảm Tốc.
Máy khởi động có hộp giảm tốc bao gồm :
►Motor khởi động.
►Relay gài khớp và công tắc từ.
►Khớp truyền động.
A. Motor Khởi Động:
FLà bộ phận biến điện năng thành cơ năng. Trong đó bao gồm:
- Stator gồm : vỏ, các má cực và các cuộn dây kích từ.
- Rotor gồm : trục, khối thép từ, cuộn dây phần ứng và cổ góp
điện ,các nắp với các giá đỡ chổi than và chổi than, …
a . Stator (phần cảm) : ( Hình 4 )
- Vỏ: là một ống thép được gia công mặt trong, bên trong có gắn các khối cực từ để giữ các cuộn dây kích thích (thường có 4 khối cực từ ) trên vỏ có gắn các ốc thau cách điện để dẫn điện từ ắcquy vào.
-Cực từ: được chế tạo bằng thép ít cacbon để có đặc tính dẫn từ tốt và được bắt vào trong thân bằng các vít đặc biệt.
- Cuộn dây kích thích: có nhiệm vụ tạo từ trường chính xác ccho các khối cực, được quấn bằng dây đồng dẹp có tiết diện lớn xung quanh các khối cực từ khoản 4 – 10 vòng. Phần này là cuộn dây kích thích nối tiếp còn cuộn dây kích thích song song có tiết diện dây nhỏ, quấn nhiều vòng để đảm bảo cường độ từ cảm trên các cực từ là như nhau. Dây kích thích phải lớn vì khi máy khởi động làm việc thì dòng điện tiêu thụ rất lớn (200 – 800)A và có thể lớn hơn nữa.Các cuộn dây kích thích kề nhau được quấn ngược chiều để tuần tự tạo ra các cực Bắc,Nam khác nhau tác dụng lên thân máy,có nhiệm vụ làm cầu nối liên lạc mạch từ giũa các khối cực.
Ở các máy khởi động có công suất nhỏ thì các cuộn dây được đấu nối tiếp,còn ở máy khởi độngcó công suất lớn và trung bình các cuộn dây đấu song song - nối tiếp.
Hinh 4: Vỏ, cực từ, cuộn dây kích thích
b.Rotor ( Phần ứng ) : (Hình 5)
-Trục máy khởi động : được chế tạo bằng thép.
- Khối thép từ: thường được chế tạo bằng các lá thép kỹ thuật điện dày từ
(0,5 – 1mm), có hình dạng đặc biệt được ép lên trục rotor. Phía bên ngoài có nhiều rãnh dọc để quấn dây. Rotor được đỡ trên 2 bạc thau và quay bên trong các khối cực của stator với khe hở ít nhất để giảm bớt tốn hao năng lượng từ trường.
- Khung dây phần ứng : Dây quấn trong rotor máy khởi động là các thanh đồng có tiết diện hình chữ nhật. Mỗi rãnh thường có 2 dây và quấn sóng, các dây quấn được cách điện với lõi của rotor, các đầu dây của các khung dây được hàn vào các lá góp bằng thau của cổ góp.
- Cổ góp điện : gồm nhiều lá góp bằng thau, ghép quanh trục, giữa các lá góp được cách điện với nhau và cách điện với trục bằng mica.
Hình 5 : Rotor
- Nắp của máy khởi động (hình 6) : Thường được đúc bằng gang hoặc nhôm,bên trong có đóng các bạc thau để lắp với trục rotor,ngoài ra còn có các chốt định vị để ráp đúng vào vị trí của thân máy khởi động.
+ Nắp phía bánh răng (nắp sau): được gia công lỗ để gắn cần điều khiển khớp truyền động, vị trí lắp relay gài khớp,các lỗ bulông để lắp vào vỏ bọc bánh đà của động cơ.
+ Nắp phía cổ góp điện (nắp trước) : còn là nơi gắn các giá đỡ chổi than và lò xo. Lò xo luôn ấn chổi than tỳ vào cổ góp điện dúng với lực ép cần thiết để dẫn điện vào cuộn dây rotor.
Hình 6 : Nắp máy khởi động
- Chổi than (hình 7) : chổi than được chế tạo bằng bột than, bột đồng với thiếc,đồng với graphit được đúc ép thành khối với áp suất cao nhằm làm giảm điện trở riêng và mức mài mòn của chổi than.Các chổi điện được dính liền với dây dẫn điện .
Trong máy khởi động thường dùng 4 chổi điện,được bố trí như hình 7. Trong đó có 2 chổi điện dương được gắn vào giá đỡ, chổi điện được cách điện với thân máy, chổi điện dương có nhiệm vụ dẫn điện từ cuộn dây kích thích vào dây quấn rotor, 2 chổi âm cũng được gắn vào giá đỡ và thường tiếp mass qua nắp của máy khởi động.
Trên máy khởi động có công suất lớn thường dùng 2 chổi than bố trí chung ở một vị trí, như vậy trong máy khởi động có 8 chổi than, 2 cặp chổi than âm và 2 cặp chổi than dương.
Hình 7 : Chổi than
FNguyên lý hoạt động :
Hình 8 : Động cơ DC
Ðặt khung dây bên trong từ trường của nam châm sau cho các cạnh của khung dây thẳng góc với đường sức từ của nam châm. Hai vành của khung dây được hàn vào hai vành đổi chiều, dòng điện từ ăcquy hoặc động cơ được dẫn vào khung dây qua hai chổi than luôn tiếp xúc với vành đổi chiều.
Khi cho dòng điện một chiều chạy vào khung dây, giữa dòng điện trong khung dây và từ trường của nam châm sẽ tác dụng tương hỗ lên nhau.
Chiều của lực điện từ tác dụng lên khung dây được xác định theo quy tắc bàn tay trái, độ lớn phụ thuộc vào tỷ lệ dòng điện chạy trong khung dây và từ thông của nam châm, và chiều dài (a) của một cạnh khung dây vuông góc với đường sức từ của nam châm.
Eđiện từ = I . Þ . a
Lực điện từ luôn có hướng vuông góc với dòng điện chạy trong khung dây, tác dụng lên khung dây tạo thành momen điện từ làm quay khung dây
M đ t = Fđ t . b . sin α = I . Þ . a . b . sin α
Trong đó :
α : Góc hợp bởi mặt phẳng của khung dây và phương vuông góc với đường sức từ.
b : Chiều rộng của khung dây.
Nhờ có vành đổi chiều nên dòng điện xoay chiều được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều đưa vào khung dây. Do đó bất kì tại thời điểm nào thì Fđ t tác dụng lên thanh dẫn của khung dây cũng đều theo một chiều, và khung dây quay theo một chiều nhất định.
Tuỳ thuộc vào góc quay của khung dây, M đ t sẽ có những trị số khác nhau và M đ t có giá trị lớn nhất khi α = 90°. Vị trí dây dẫn của khung dây cắt ngang các đường sức từ của nam châm.
Trên thực tế thì các dây dẫn của khung dây được quấn ngay trên các rãnh của rotor, các đầu dây được dẫn ra các lá góp của vành đổi chiều, các lá góp này cách điện lẫn nhau.
Để rotor máy khởi động có momen quay điều và có trị số lớn, người ta thường quấn nhiều khung dây trên các rãnh của rotor.
Tóm lại động cơ điện khởi động là thiết bị biến đổi năng lượng dòng một chiều thành cơ năng, cụ thể là momen quay trên trục rotor. Trong thực tế nam châm có thể là nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện.
B.Relay Gài Khớp (Solenoid Switch) và Công Tắc Từ:
1.Relay gài khớp:
Relay dùng để chuyển dồng điện đến máy khởi động có giá trị lớn khoản (200 ÷ 800)A, tuỳ theo công suất máy khởi động và có liên quan đến dòng điện điều khiển có giá trị thấp. Dòng điều khiển thấp có thể điều khiển bằng công tắc cơ khí (công tắc khởi động, công tắc đánh lửa khởi động ).Sự kết hợp giữa relay và động cơ khởi động thực hiện hai chức năng :
- Đẩy bánh răng chuyển dịch về phía trước để ăn khớp vào bánh răng bánh đà của động cơ đốt trong.
- Đóng vai trò như một công tắc chính hay relay cho phép dòng điện lớn từ ăcquy đến động cơ điện một chiều.
• Cấu tạo :
Hình 9: Cấu tạo relay
1. Lõi thép phần ứng ; 2.Cuộn dây hút (E) ; 3.Cuộn dây giữ (H) ; 4. Khối thép từ (cố định) ; 5. Lò xo tiếp điểm ; 6.Tiếp điểm tĩnh ; 7. Đầu nối dây ; 8. Tiếp điểm động ; 9.Chốt ; 10. Lò xo hồi vị.
- Lõi sắt từ (1) có thể di chuyển được trong relay, khoảng cách giữa khối thép từ (4) và lõi (1) chính là khoảng dịch chuyển của lõi. Thân relay và khối thép tạo thành mạch từ.
- Trên thân relay có quấn 2 cuộn dây với số vòng dây bằng nhau, tiết diện khác nhau và quấn cùng chiều. Cuộn dây hút (E) và cuộn dây giữ (H), đầu nói chung của hai cuộn dây được đặt cách mass và dẫn ra ngoài để nối lên công tắt, đầu còn lại của cuộn dây giữ (H) được nối ra mass, và đầu của cuộn dây hút (E) được đấu nối tiếp với động cơ điện khởi động .
- Tiếp điểm di động số (8) được cách điện với chốt (9) và có thể trượt được ở trên chốt (9), lò xo (5) có tác dụng giảm va đập cho tiếp điểm (8) khi đóng mạch. Tiếp điểm tĩnh (6) và đầu nối (7) dược lắp cách điện với nhau và cách mass. Ngoài ra ở một số relay còn bố trí thêm một tiếp điểm phụ được đưa ra đầu nối để ngắn mạch điện trở phụ của hệ thống đánh lửa trong quá trình khởi động.
• Nguyên lý làm việc :
Hình 10 : Sơ đồ hoạt động
- Khi ta ấn công tắt khởi động, dòng điện từ ăcquy sẽ chạy qua hai cuộn dây hút và cuộn giữ qua đầu nối (50). Dòng điện chạy qua cuộn dây giữ về mass trực tiếp, dòng điện chạy qua cuộn dây hút vào mạch kích thích và qua rotor máy khởi động rồi về mass.Cả hai cuộn dây cùng tạo ra từ trường mạnh hút lõi thép từ (1) di chuyển qua phía phải đóng tiếp điểm động (8) vào tiếp điểm tĩnh (6).Điện áp ở hai đầu cuộn hút lúc này cân bằng (không có dòng điện qua cuộn hút). Dòng điện chính từ ăcquy sẽ cung cấp máy khởi động qua đầu nối (7) và các tiếp điểm (8,6) và máy khởi động sẽ quay nhanh. Đồng thời khi dịch chuyển như vậy lõi thép (1) thông qua cần gạt sẽ đẩy bánh răng vào vị trí ăn khớp với vành răng bánh đà.
- Khi ngắt mạch công tắt khởi động, cuộn giữ mất từ trường, lõi thép (1), đĩa tiếp điểm, bánh răng máy khởi động sẽ quay về vị vị trí ban đầu nhanh chóng bởi lò xo hồi vị (10). Mạch điện bị cắt, máy khởi động ngừng.
- Việc bố trí cuộn dây hút có tác dụng sau:
+ Nhằm tạo ra từ trường ban đầu đủ lớn để thắng được quán tính ì của các chi tiết như: lõi thép, lò xo, khớp truyền động ,cần gạt. Để dịch chuyển bánh răng ăn khớp với vành răng bánh đà một cách nhanh chống và đóng mạch tiếp điểm động.
+ Cuộn dây hút (E) được đấu nối tiếp với dòng điện, trong giai đoạn đầu khi cuộn dây hút (E) chưa bị nối tắt, rotor máy khởi động sẽ quay lúc lắc một chút và bánh răng sẽ dễ tựa vào ăn khớp với vành răng bánh đà.
+ Khi tiếp điểm động (8) đã đóng mạch chính, cuộn dây hút (E) bị nối tắt (cả hai đầu dược nối với dương ăquy) để tiết kiệm năng lượng điện của ăcquy ; vì lúc này chỉ cần lực hút của cuộn dây giữ (H) là có thể giữ được bánh răng ở vị trí ăn khớp và tiếp điểm (8) ở vị trí đóng mạch.
2. Công Tắc Từ:
Công tắc từ hoạt động như là một công tắc chính của dòng điện chạy tới motor và điều khiển bánh răng bendix 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.
C. Khớp Truyền Động
Là cơ cấu truyền moment từ phần động cơ điện đến bánh đà, đồng thời bảo vệ cho động cơ điện qua ly hợp một chiều.
Yêu cầu bánh răng của động cơ điện chỉ ăn khớp với vành răng của bánh đà khi khởi động và khi động cơ đã nổ thì tự động tách ra.
Hình 11: Khớp truyền động
Do tỷ số truyền từ bánh răng máy khởi động đến vành răng bánh đà rất lớn khoảng (10/1 ÷ 15/1) hoặc hơn nữa. Do đó khi động cơ ôtô bắt đầu làm việc tự lập, số vòng quay có thể đạt từ (500 ÷ 1000) v/phút và hơn nữa.
Nếu lúc này bánh răng của khớp truyền động không chịu tách ra mà vẫn ăn khớp với vành răng bánh đà, rôto của máy khởi động sẽ bị bánh đà động cơ cuốn theo và quay với số vòng quay rất cao (10.000 ÷ 20.000)V/ph, có thể làm hỏng dây quấn rôto do lực li tâm, làm cháy các ổ đỡ.
Vì vậy các khớp truyền động phải tự động tách khỏi vành răng bánh đà khi động cơ ôtô đã bắt đầu làm việc tự lập, hoặc khớp được làm theo kiểu truyền động một chiều.
Khớp truyền động cùng với bánh răng khi di chuyển ra ăn khớp với vành răng bánh đà, cũng như khi tách khỏi vành răng bánh đà đều chịu sự điều khiển cưỡng bức (thường dùng ralay điện từ để điều khiển). Vì sự điều khiển cưỡng bức, sự nhã khớp của bánh răng có thể không kịp thời ngay khi động cơ bắt đầu làm việc tự lập. Do đó khớp truyền động loại này thường làm theo kiểu truyền động 1 chiều. (có thể dùng khớp 1 chiều kiểu con lăn, hoặc kiểu bánh cóc…).
Hình 12 : Cấu tạo khớp truyền động một chiều kiểu con lăn
• Nguyên lý làm việc :
Hình 13 : Sơ đồ hoạt động
- Hút vào:
Khi bật khoá điện lên vị trí START, dòng điện của accu đi vào cuộn giữ và cuộn hút. Sau đó dòng điện đi từ cuộn hút tới phần ứng qua cuộn cảm xuống mát. Việc tạo ra lực điện từ trong các cuộn giữ và cuộn hút sẽ làm từ hoá các lõi cực và do vậy piston của công tắc từ bị hút vào lõi cực của nam châm điện. Nhờ sự hút này mà bánh răng bendix bị đẩy ra và ăn khớp với vành răng bánh đà đồng thời đĩa tiếp xúc sẽ bật công tắc chính lên.
Để duy trì điện áp kích hoạt công tắc từ, một số xe có relay khởi động đặt giữa khoá điện và công tắc từ.
- Giữ :
Khi công tắc chính được bật lên, thì không có dòng điện chạy qua cuộn hút vì hai đầu cuộn hút bị đẳng áp, cuộn cảm và cuộn ứng nhận trực tiếp dòng điện từ accu. Cuộn dây phần ứng sau đó bắt đầu quay với vận tốc cao và động cơ được khởi động. Ở thời điểm này piston được giữ nguyên tại vị trí chỉ nhờ lực điện từ của cuộn giữ vì không có dòng điện chạy qua cuộn hút.
- Nhả khớp:
Khi khoá điện được xoay từ vị trí START sang vị trí ON, tại thời điểm này, tiếp điểm chính vẫn còn đóng, dòng điện đi từ phía công tắc chính tới cuộn hút rồi qua cuộn giữ. Đặc điểm cấu tạo của cuộn hút và cuộn giữ là có cùng số vòng dây quấn và quấn cùng chiều. Ở thời điểm này, dòng điện qua cuộn hút bị đảo chiều, lực điện từ được tạo ra bởi cuộn hút và cuộn giữ triệt tiêu lẫn nhau nên không giữ được piston. Do đó piston bị đẩy trở lại nhờ lò xo hồi về và công tắc chính bị ngắt làm cho máy khởi động dừng lại.
2 . Máy Khởi Động Thông Thường
Về cấu tạo và nguyên lý hoạt động cũng tương tự như máy khởi động trên. Hiện nay loại máy khởi động này ít được sử dụng ở những mô hình xe đời mới, chỉ sử dụng ở xe đời củ nhiều.
III. THÁO MÁY KHỞI ĐỘNG
Trước khi tháo máy khởi động thì phải làm sạch bên ngoài máy khởi động :
- Dùng dụng cụ làm sạch, giẻ lau, thiết bị rửa, chất tẩy rửa, máy nén khí,…để làm sạch bên ngoài máy khởi động.
-
Yêu cầu làm sạch hết bụi bẩn, dầu mỡ,đảm bảo máy khởi động và nơi làm việc khô ráo, sạch sẽ.
A . Tháo máy khởi động
a. Tháo ra khỏi động cơ:
- Cắt mass ăcquy.
- Tháo các dây dẫn đến máy khởi động.
- Tháo các bulông bắt giữ máy khởi động vào động cơ.
- Lấy máy khởi động ra khỏi động cơ.
· Chú ý : Không làm chạm chập điện.
b. Tháo ra chi tiết:
- Vệ sinh máy khởi động.
- Đánh dấu vị trí lắp ghép nắp trước, nắp sau với thân.
- Tháo đai ốc, tháo dây dẫn khỏi cực của relay gài khớp.
- Tháo hai bulông xuyên tâm lấy nắp trước, nắp sau ra khỏi relay gài khớp.
- Lấy rotor cùng stato ra khỏi thân.
- Tháo hai vít nắp đầu, tách relay gài khớp ra khỏi vỏ và khớp một chiều.
Chú ý : Làm dấu vị trí lắp giữa relay gài khớp với vỏ.
- Tách khớp một chiều, lò xo hồi vị, vòng bi, và bánh răng trung gian ra khỏi relay gài khớp.
Chú ý: Chiều lắp của các chi tiết.
- Dùng thanh nam châm lấy bi thép ra khỏi trục khớp một chiều.
Chú ý: Tránh làm rơi bi thép.
- Tháo nắp đậy gá đỡ chổi than.
- Dùng tuốc nơ vít giữ chổi than và tách chổi than ra khỏi giá chổi than.
- Lấy rotor ra khỏi stator.
- Tháo khớp một chiều ra chi tiết.
Chú ý: Chỉ tháo khớp một chiều khi cần sữa chữa.
+ Đặt một thanh đồng lên êtô và lắp vỏ máy khởi động và khớp một chiều lên thanh đồng.
+ Tháo vòng hãm.
Cẩn thận : Không làm biến dạng, rơi rớt mất vòng hãm.
- Lấy bạc chặn, bánh răng chủ động, lò xo nén ra ngoài.
- Tháo trục, lò xo ép, khớp một chiều ra khỏi vỏ.
- Tháo rã công tắc từ:
- Tháo bánh răng Bendix:
B . Làm sạch các chi tiết sau khi tháo:
- Làm sạch rotor và stator, cổ góp, giá chổi than, nắp trước, nắp sau và thân.
- Yêu cầu làm sạch hết bụi bẩn, dầu mỡ đảm bảo khô ráo, sạch sẽ các chi tiết.
Chú ý : Cẩn thận không làm xước cổ góp, gãy chổi than.
- Dùng gió nén thổi sạch mụi than và dầu ở các lỗ bulông.
IV. KIỂM TRA VÀ BẢO DƯỠNG MÁY KHỞI ĐỘNG
1. Kiểm tra máy khởi động
a . Kiểm tra vỏ máy khởi động:
Dùng mắt quan sát sự rạn nứt, bể, hỏng ren của nắp trước, nắp sau và thân máy khởi động. Quan sát nứt, bể, mòn, cháy rổ của hai bạc đầu rotor.
b. Kiểm tra cổ góp:
- Dùng mắt quan sát sự cháy rổ của cổ góp.
- Kiểm tra độ côn, độ méo của cổ góp.
• Kiểm tra độ côn :
- Dùng thước cặp đo ở hai vị trí trên cùng một đường sinh.
- Thông số kỹ thuật: độ côn cho phép > 0,3mm.
• Kiểm tra độ méo:
- Dùng thước cặp đo ở hai vị trí.
- Mỗi vị trí đo ở hai vị trí vuông góc nhau.
- Thông số kỹ thuật: độ méo cho phép >0,3mm.
• Kiểm tra chiều cao tấm mica cách điện:
- Dùng thước cặp để đo hoặc quan sát bằng mắt.
- Yêu cầu kỹ thuật : tấm mica phải thấp hơn lam đồng từ (0,3÷0,6)mm.
b. Kiểm tra giá đỡ chổi than và chổi than:
- Dùng mắt quan sát sự rạn nứt, biến dạng của giá đỡ chổi than.
- Kiểm tra độ mòn, khả năng tiếp xúc của chổi than:
+ Độ mòn cho phép phải nhỏ hơn chiều dài nguyên thuỷ.
+ Diện tích tiếp xúc >75% .
- Kiểm tra tính đàn hồi của lò xo chổi than:
+ Dùng lực kế đo tính đàn hồi của lò xo.
+ Yêu cầu lực căn từ (0,79÷2,41) kgf.
- Kiểm tra sự cách mass của giá đỡ chổi than dương:
+ Dùng bóng đèn và dòng điện xoay chiều để kiểm tra: một đầu que dò đặt vào giá đỡ chổi than dương, một đầu ra mass. Đèn không sáng là tốt, đèn sáng là chổi than dương bị chạm mass.
+ Hoặc có thể dùng đồng hồ (VOM), cách kiểm tra cũng như trên.
- Kiểm tra sự tiếp mass của chổi than âm:
+ Dùng bóng đèn và dòng điện xoay chiều để kiểm tra: một đầu que dò đặt vào giá đỡ chổi than âm. Đèn sáng là tốt, ngược lại là chổi than âm không tiếp mass.
+ Có thể dùng đồng hồ (VOM) để kiểm tra, nếu thông mạch là tốt, ngược lại là chổi than âm không tiếp mass.
c. Kiểm tra stator:
- Kiểm tra sự chạm mass cuộn dây stator:
+ Dùng bóng đèn và dòng điện xoay chiều để kiểm tra: một que đầu dò chạm vào vỏ máy khởi động, que còn lại chạm vào cuộn dây stator (nếu có cuộn đấu song song thì phải tách mass đầu cuộn dây).
+ Yêu cầu đèn không sáng là tốt.
- Kiểm tra sự thông mạch của cuộn dây stator:
+ Dùng bóng đèn và dòng điện xoay chiều để kiểm tra: một đầu que dò đặt vào đầu chung của cuộn dây stator, que còn lại đặt vào đầu còn lại của cuộn dây stator.
+ Đèn không sáng là tốt.
- Kiểm tra sự chạm chập của cuộn dây stator:
+ Dùng đồng hồ VOM, đo ở hai đầu cuộn dây, lấy giá trị điện trở so sánh với yêu cầu kỹ thuật. Nếu giá trị điện trở nhỏ hơn giá trị quy định thì cuộn dây bị chạm chập.
d . Kiểm tra rotor:
- Kiểm tra độ đảo của cổ góp:
+ Gá rotor lên máy tiện hoặc khối V rồi dùng đồng hồ so đo ngoài để kiểm tra. Yêu cầu kỹ thuật: độ đảo cho phép phải < 0,05mm.
- Kiểm tra sự chạm mass của rotor:
+ Dùng bóng đèn và dòng điện xoay chiều để kiểm tra, một que đầu dò đặt vào trục, đầu còn lại đặt vào cổ góp. Nếu đèn không sáng là tốt, đèn sáng là rotor chạm mass.
+ Hoặc dùng đồng hồ VOM để kiểm tra.
- Kiểm tra sự chạm chập của rotor:
+ Sử dụng bàn GRO-NHA và lá thép mỏng để kiểm tra:
+ Đặt rotor lên bàn GRO-NHA, mở công tắc bàn, đặt lá thép song song với rãnh của rotor cách rotor từ (0,5÷0,7)mm.
+ Xoay tròn rotor.
+ Yêu cầu kỹ thuật : lá thép bị rung ở rãnh nào của rotor thì rãnh đó bị chạm chập.
- Kiểm tra thông mạch của cuộn dây rotor:
+ Sử dụng bàn GRO-NHA để kiểm tra :
+ Đặt rotor lên bàn GRO-NHA, mở công tắc bàn và công tắc (mA) về than
đo phù hợp (LOW), đặt mũi đo vào hai lam đồng kế tiếp nhau và nghiên
một góc từ 15°÷45° rồi xoay tròn rotor,giữ nguyên mũi đo để kiểm tra
lam đồng kế tiếp.
+ Yêu cầu kỹ thuật :
• Nếu đồng hồ (mA) báo giá trị như nhau và khác 0 là tốt.
• Nếu đồng hồ (mA) báo giá trị 0 là do giá trị giứa hai lam đồng bị hở mạch.
e. Kiểm tra relay gài khớp:
Kiểm tra những mục sau đây bằng đồng hồ đo điện :
1. Thông mạch giữa cực 50 và cực C (kiểm tra thông mạch trong cuộn kéo).
Ghi chú : 1.Cực 50; 2. Cực C; 3. Cuộn kéo; 4. Cuộn giữ; 5. Thân công tắc; 6. Cực 30; 7. Thông mạch.
- Cuộn kéo nối cực 50 và cực C. Nếu cuộn kéo bình thường, sẽ có thông mạch giữa các cực.
- Khi cuộn kéo bị hở mạch, píttông không thể kéo vào được.
2. Thông mạch giữa cực 50 và thân công tắc.(Kiểm tra thông mạch cuộn giữ).
- Cuộn giữ nối cực 50 và thân công tắc. Nếu cuộn kéo bình thường, sẽ có thông mạch giữa cực và thân công tắc.
- Khi cuộn kéo bị hở mạch, píttông được kéo vào, nhưng nó không giữ được, nên bánh răng chủ động sẽ liên tục nhảy ra và trở về.
d . Kiểm tra khớp một chiều :
Kiểm tra hoạt động của ly hợp máy đề:
1. Tự do; 2. Khoá.
- Quay ly hợp máy đề bằng tay và kiểm tra xem khớp một chiều có ở trạng thái hãm hay không.
- Khớp một chiều truyền mômen chỉ theo chiều quay. Theo chiều ngược lại, khớp chỉ quay không tải mà không truyền mômen.
- Sau khi động cơ khởi động bằng chuyển động quay của máy đề, động cơ sẽ quay máy đề. Do đó, khớp một chiều làm việc để tránh làm hư máy đề.
f . Kiểm tra công tắc từ:
Kiểm tra hoạt động của công tắc từ :
- Ấn píttông vào bằng ngón tay. Kiểm tra rằng píttông trả nhẹ về vị trí ban đầu của nó sau khi nhả ngón tay ra.
- Do công tắc nằm trong píttông, nếu píttông không trả nhẹ về vị trí ban đầu của nó, tiếp xúc của công tắc sẽ trở nên không đủ, và có thể làm mất tác dụng bật tắt của máy đề.
- Hãy thay cụm công tắc từ nếu hoạt động của píttông không bình thường.
2 .Bảo dưỡng máy khởi động
Nhiều máy khởi động không cần bảo dưỡng giữa các lần sữa chữa động cơ chính hoặc đại tu. Tuy nhiên, các chổi góp, các ổ đỡ, và các ống lót sẽ mòn. Selenoid, bộ ly hợp một chiều và các bộ phận khác có thể hư hỏng. Các cuộn cảm bị ngắn mạch hoặc chạm mass, sự mài mòn vẫn xảy ra, máy khởi động bị hỏng phải được tháo và sửa chữa, thay mới hoặc tân trang lại.
- Nắp trước, nắp sau bị rạn nứt bể có thể hàn lại.
- Bạc đỡ hai đầu rotor bị nứt , bể ,mòn thì thay mới.
- Cổ góp bị cháy rổ ít có thể dùng giấy nhám đánh lại, nếu nhiều quá thì
tiện lại.
- Độ côn, độ méo vượt quá giá tri quy định thì tiện lại.
- Chiều cao tấm mica nhỏ hơn quy định thì dùng lưỡi cưa cưa theo rãnh tấm mica.
- Chiều cao chổi than mòn quá quy định thì thay chổi than mới.
- Mặt tiếp xúc chổi than không đạt yêu cầu thì dùng giấy nhám đánh lại.
- Tính đàn hồi của lò xo không đạt yêu cầu thì thay lò xo mới.
- Giá đỡ chổi than dương bị chạm mass thì dùng xăng rửa sạch hoặc thay
tấm mica cách điện mới.
- Giá đỡ chổi than âm không tiếp mass thì dùng xăng rửa sạch hoặc hàn lại.
- Phần ứng: kiểm tra sự cọ sát hoặc kéo lê phần ứng lên các má cực, độ mòn
và độ nhám ở các ổ đỡ trục phần ứng. Nếu phần ứng bị xước do cọ sát với
các má cực thì dùng giấy nhám đánh lại; ổ đỡ trục phần ứng bị mòn hoặc
trục phần ứng bị cong,có thể tiện lại hoặc thay mới.
+ Kiểm tra các cuộn dây phần ứng bị đứt, hoặc lớp cách điện bị cháy và các
nối kết không được hàn chắc chắn. Ở nhiều phần ứng, các cuộn dây được
hàn với các thanh của bộ đảo mạch, các nối kết này không thể sửa chữa
bằng cách hàn lại, chỉ có thể thay phần ứng mới.
+ Kiểm tra sự ngắn mạch và chạm mass của phần ứng bằng đồng hồ VOM,
nếu phần ứng bị ngắn mạch hay chạm mass thì ta thay phần ứng mới
tương đương.
- Phần cảm : Dùng đồng hồ đo điện, tiến hành những phép kiểm tra sau đây.
+ Thông mạch giữa các dây dẫn chổi than (nhóm A) và dây dẫn.
1.Dây chổi than(nhómA); 2. Dây dẫn; 3. Rotor; 4. Cuộn cảm; 5. Thông mạch; 6. Dây chổi than(nhóm B); 7. Phần cảm (khung từ).
+ Dây dẫn chổi than bao gồm 2 nhóm; một được nối với dây dẫn (nhóm A) và nhóm kia được nối với stato (nhóm B).
+ Kiểm tra thông mạch trong dây dẫn và tất cả các dây chổi than. 2 dây dẫn chổi than có thông mạch thuộc về nhóm A và 2 dây dẫn không có thông mạch thuộc về nhóm B.
+ Kiểm tra thông mạch giữa dây chổi than và dây dẫn sẽ giúp xác định xem có hở mạch trong cuộn cảm hay không.
+ Kiểm tra cách điện giữa dây chổi than và phần cảm sẽ giúp xác định xem có ngắn mạch xảy ra trong cuộn cảm hay không.
• Nếu những hư hỏng nhẹ có thể sửa chữa và hư hỏng nặng thì thay thế phần cảm mới.
- Kiểm tra khớp truyền động : xem xét vết mòn trên các răng của bộ ly hợp một chiều. Thay bộ ly hợp một chiều hoặc vành răng bị sứt mẻ, rạn nứt , hoặc các răng quá mòn hoặc có dấu hiệu của sự ăn khớp không hoàn toàn. Các răng trên bánh răng cuă bộ ly hợp một chiều phải ăn khớp với vành rănghơn một nửa chiều cao răng trên vành răng.
- Kiểm tra sự khoá chặt bộ ly hợp một chiều, bánh răng phải quay theo một chiều tự do và không quay theo chiều ngược lại.
V. Lắp Máy Khởi Động
Trước khi lắp cần phải làm sạch các chi tiết để đảm bảo dẫn điện tốt, máy khởi động hoạt động bình thường, công suất tối đa.
- Lắp bánh răng Bendix:
- Lắp công tắc từ:
- Lắp khớp một chiều vào vỏ máy khởi động.
+ Lắp trục, lò xo ép, khớp một chiều (bôi mỡ vào then hoa của ly hợp máy đề ):
+ Lắp bạc chặn, bánh răng chủ động , lò xo nén (đúng chiều lắp và đồng tâm) .
+ Lắp vòng hãm (lắp phải vào rãnh chắc chắn)
- Đặt rotor vào stator (bôi mỡ vào các vòng bi) :
- Lắp giá chổi than (lắp chắc chắn,dây chổi than dương không chạm mass) :
+ Lắp cách điện giá đỡ chổi than:
+ Lắp lò xo lên cách điện giá đỡ chổi than và ép lò xo chổi than xuống :
+ Lắp đĩa ép chổi than:
- Lắp nắp sau (lắp đúng vị trí làm dấu, không làm chạm giá chổi than):
- Lắp viên bi thép vào trục khớp một chiều (bôi mỡ viên bi, đặt viên bi vào lỗ trên trục của khớp một chiều ):
- Lắp lò xo hồi vị (bôi mỡ vào lò xo, lắp lò xo vào lỗ công tắc từ) :
- Lắp bánh răng trung gian và vòng bi :
- Lắp vỏ máy và relay khởi động :
- Đặt Stator và rotor vào vỏ máy khởi động (lắp đúng dấu và ăn khớp với bánh răng trung gian) :
- Lắp hai bulông xuyên tâm (siết phải đúng lực ):
- Lắp dây dẫn vào cực của relay khởi động và lắp đai ốc (lắp dây dẫn không bị chạm vào vỏ máy khởi động) :
--v---
Hình 1: Mô hình máy khởi động có hộp giảm tốc trên xe Toyota
HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG XE TOYOTA
--v---
I.NHIỆM VỤ VÀ YÊU CẦU:
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.
Hình 2: Sơ đồ mạch khởi động tổng quát
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.
- 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 tịnh tiến
60 -90
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, điẹn 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.
Hình 3:Tóm tắt yêu cầu sự hoạt động trên động cơ xăng
II. CẤU TẠO, HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG
1. Máy Khởi Động Có Hộp Giảm Tốc.
Máy khởi động có hộp giảm tốc bao gồm :
►Motor khởi động.
►Relay gài khớp và công tắc từ.
►Khớp truyền động.
A. Motor Khởi Động:
FLà bộ phận biến điện năng thành cơ năng. Trong đó bao gồm:
- Stator gồm : vỏ, các má cực và các cuộn dây kích từ.
- Rotor gồm : trục, khối thép từ, cuộn dây phần ứng và cổ góp
điện ,các nắp với các giá đỡ chổi than và chổi than, …
a . Stator (phần cảm) : ( Hình 4 )
- Vỏ: là một ống thép được gia công mặt trong, bên trong có gắn các khối cực từ để giữ các cuộn dây kích thích (thường có 4 khối cực từ ) trên vỏ có gắn các ốc thau cách điện để dẫn điện từ ắcquy vào.
-Cực từ: được chế tạo bằng thép ít cacbon để có đặc tính dẫn từ tốt và được bắt vào trong thân bằng các vít đặc biệt.
- Cuộn dây kích thích: có nhiệm vụ tạo từ trường chính xác ccho các khối cực, được quấn bằng dây đồng dẹp có tiết diện lớn xung quanh các khối cực từ khoản 4 – 10 vòng. Phần này là cuộn dây kích thích nối tiếp còn cuộn dây kích thích song song có tiết diện dây nhỏ, quấn nhiều vòng để đảm bảo cường độ từ cảm trên các cực từ là như nhau. Dây kích thích phải lớn vì khi máy khởi động làm việc thì dòng điện tiêu thụ rất lớn (200 – 800)A và có thể lớn hơn nữa.Các cuộn dây kích thích kề nhau được quấn ngược chiều để tuần tự tạo ra các cực Bắc,Nam khác nhau tác dụng lên thân máy,có nhiệm vụ làm cầu nối liên lạc mạch từ giũa các khối cực.
Ở các máy khởi động có công suất nhỏ thì các cuộn dây được đấu nối tiếp,còn ở máy khởi độngcó công suất lớn và trung bình các cuộn dây đấu song song - nối tiếp.
Hinh 4: Vỏ, cực từ, cuộn dây kích thích
b.Rotor ( Phần ứng ) : (Hình 5)
-Trục máy khởi động : được chế tạo bằng thép.
- Khối thép từ: thường được chế tạo bằng các lá thép kỹ thuật điện dày từ
(0,5 – 1mm), có hình dạng đặc biệt được ép lên trục rotor. Phía bên ngoài có nhiều rãnh dọc để quấn dây. Rotor được đỡ trên 2 bạc thau và quay bên trong các khối cực của stator với khe hở ít nhất để giảm bớt tốn hao năng lượng từ trường.
- Khung dây phần ứng : Dây quấn trong rotor máy khởi động là các thanh đồng có tiết diện hình chữ nhật. Mỗi rãnh thường có 2 dây và quấn sóng, các dây quấn được cách điện với lõi của rotor, các đầu dây của các khung dây được hàn vào các lá góp bằng thau của cổ góp.
Hình 5 : Rotor
- Nắp của máy khởi động (hình 6) : Thường được đúc bằng gang hoặc nhôm,bên trong có đóng các bạc thau để lắp với trục rotor,ngoài ra còn có các chốt định vị để ráp đúng vào vị trí của thân máy khởi động.
+ Nắp phía bánh răng (nắp sau): được gia công lỗ để gắn cần điều khiển khớp truyền động, vị trí lắp relay gài khớp,các lỗ bulông để lắp vào vỏ bọc bánh đà của động cơ.
+ Nắp phía cổ góp điện (nắp trước) : còn là nơi gắn các giá đỡ chổi than và lò xo. Lò xo luôn ấn chổi than tỳ vào cổ góp điện dúng với lực ép cần thiết để dẫn điện vào cuộn dây rotor.
Hình 6 : Nắp máy khởi động
- Chổi than (hình 7) : chổi than được chế tạo bằng bột than, bột đồng với thiếc,đồng với graphit được đúc ép thành khối với áp suất cao nhằm làm giảm điện trở riêng và mức mài mòn của chổi than.Các chổi điện được dính liền với dây dẫn điện .
Trong máy khởi động thường dùng 4 chổi điện,được bố trí như hình 7. Trong đó có 2 chổi điện dương được gắn vào giá đỡ, chổi điện được cách điện với thân máy, chổi điện dương có nhiệm vụ dẫn điện từ cuộn dây kích thích vào dây quấn rotor, 2 chổi âm cũng được gắn vào giá đỡ và thường tiếp mass qua nắp của máy khởi động.
Trên máy khởi động có công suất lớn thường dùng 2 chổi than bố trí chung ở một vị trí, như vậy trong máy khởi động có 8 chổi than, 2 cặp chổi than âm và 2 cặp chổi than dương.
Hình 7 : Chổi than
FNguyên lý hoạt động :
Hình 8 : Động cơ DC
Ðặt khung dây bên trong từ trường của nam châm sau cho các cạnh của khung dây thẳng góc với đường sức từ của nam châm. Hai vành của khung dây được hàn vào hai vành đổi chiều, dòng điện từ ăcquy hoặc động cơ được dẫn vào khung dây qua hai chổi than luôn tiếp xúc với vành đổi chiều.
Khi cho dòng điện một chiều chạy vào khung dây, giữa dòng điện trong khung dây và từ trường của nam châm sẽ tác dụng tương hỗ lên nhau.
Chiều của lực điện từ tác dụng lên khung dây được xác định theo quy tắc bàn tay trái, độ lớn phụ thuộc vào tỷ lệ dòng điện chạy trong khung dây và từ thông của nam châm, và chiều dài (a) của một cạnh khung dây vuông góc với đường sức từ của nam châm.
Eđiện từ = I . Þ . a
Lực điện từ luôn có hướng vuông góc với dòng điện chạy trong khung dây, tác dụng lên khung dây tạo thành momen điện từ làm quay khung dây
M đ t = Fđ t . b . sin α = I . Þ . a . b . sin α
Trong đó :
α : Góc hợp bởi mặt phẳng của khung dây và phương vuông góc với đường sức từ.
b : Chiều rộng của khung dây.
Nhờ có vành đổi chiều nên dòng điện xoay chiều được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều đưa vào khung dây. Do đó bất kì tại thời điểm nào thì Fđ t tác dụng lên thanh dẫn của khung dây cũng đều theo một chiều, và khung dây quay theo một chiều nhất định.
Tuỳ thuộc vào góc quay của khung dây, M đ t sẽ có những trị số khác nhau và M đ t có giá trị lớn nhất khi α = 90°. Vị trí dây dẫn của khung dây cắt ngang các đường sức từ của nam châm.
Trên thực tế thì các dây dẫn của khung dây được quấn ngay trên các rãnh của rotor, các đầu dây được dẫn ra các lá góp của vành đổi chiều, các lá góp này cách điện lẫn nhau.
Để rotor máy khởi động có momen quay điều và có trị số lớn, người ta thường quấn nhiều khung dây trên các rãnh của rotor.
Tóm lại động cơ điện khởi động là thiết bị biến đổi năng lượng dòng một chiều thành cơ năng, cụ thể là momen quay trên trục rotor. Trong thực tế nam châm có thể là nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện.
B.Relay Gài Khớp (Solenoid Switch) và Công Tắc Từ:
1.Relay gài khớp:
Relay dùng để chuyển dồng điện đến máy khởi động có giá trị lớn khoản (200 ÷ 800)A, tuỳ theo công suất máy khởi động và có liên quan đến dòng điện điều khiển có giá trị thấp. Dòng điều khiển thấp có thể điều khiển bằng công tắc cơ khí (công tắc khởi động, công tắc đánh lửa khởi động ).Sự kết hợp giữa relay và động cơ khởi động thực hiện hai chức năng :
- Đẩy bánh răng chuyển dịch về phía trước để ăn khớp vào bánh răng bánh đà của động cơ đốt trong.
- Đóng vai trò như một công tắc chính hay relay cho phép dòng điện lớn từ ăcquy đến động cơ điện một chiều.
• Cấu tạo :
Hình 9: Cấu tạo relay
1. Lõi thép phần ứng ; 2.Cuộn dây hút (E) ; 3.Cuộn dây giữ (H) ; 4. Khối thép từ (cố định) ; 5. Lò xo tiếp điểm ; 6.Tiếp điểm tĩnh ; 7. Đầu nối dây ; 8. Tiếp điểm động ; 9.Chốt ; 10. Lò xo hồi vị.
- Lõi sắt từ (1) có thể di chuyển được trong relay, khoảng cách giữa khối thép từ (4) và lõi (1) chính là khoảng dịch chuyển của lõi. Thân relay và khối thép tạo thành mạch từ.
- Trên thân relay có quấn 2 cuộn dây với số vòng dây bằng nhau, tiết diện khác nhau và quấn cùng chiều. Cuộn dây hút (E) và cuộn dây giữ (H), đầu nói chung của hai cuộn dây được đặt cách mass và dẫn ra ngoài để nối lên công tắt, đầu còn lại của cuộn dây giữ (H) được nối ra mass, và đầu của cuộn dây hút (E) được đấu nối tiếp với động cơ điện khởi động .
- Tiếp điểm di động số (8) được cách điện với chốt (9) và có thể trượt được ở trên chốt (9), lò xo (5) có tác dụng giảm va đập cho tiếp điểm (8) khi đóng mạch. Tiếp điểm tĩnh (6) và đầu nối (7) dược lắp cách điện với nhau và cách mass. Ngoài ra ở một số relay còn bố trí thêm một tiếp điểm phụ được đưa ra đầu nối để ngắn mạch điện trở phụ của hệ thống đánh lửa trong quá trình khởi động.
• Nguyên lý làm việc :
Hình 10 : Sơ đồ hoạt động
- Khi ta ấn công tắt khởi động, dòng điện từ ăcquy sẽ chạy qua hai cuộn dây hút và cuộn giữ qua đầu nối (50). Dòng điện chạy qua cuộn dây giữ về mass trực tiếp, dòng điện chạy qua cuộn dây hút vào mạch kích thích và qua rotor máy khởi động rồi về mass.Cả hai cuộn dây cùng tạo ra từ trường mạnh hút lõi thép từ (1) di chuyển qua phía phải đóng tiếp điểm động (8) vào tiếp điểm tĩnh (6).Điện áp ở hai đầu cuộn hút lúc này cân bằng (không có dòng điện qua cuộn hút). Dòng điện chính từ ăcquy sẽ cung cấp máy khởi động qua đầu nối (7) và các tiếp điểm (8,6) và máy khởi động sẽ quay nhanh. Đồng thời khi dịch chuyển như vậy lõi thép (1) thông qua cần gạt sẽ đẩy bánh răng vào vị trí ăn khớp với vành răng bánh đà.
- Khi ngắt mạch công tắt khởi động, cuộn giữ mất từ trường, lõi thép (1), đĩa tiếp điểm, bánh răng máy khởi động sẽ quay về vị vị trí ban đầu nhanh chóng bởi lò xo hồi vị (10). Mạch điện bị cắt, máy khởi động ngừng.
- Việc bố trí cuộn dây hút có tác dụng sau:
+ Nhằm tạo ra từ trường ban đầu đủ lớn để thắng được quán tính ì của các chi tiết như: lõi thép, lò xo, khớp truyền động ,cần gạt. Để dịch chuyển bánh răng ăn khớp với vành răng bánh đà một cách nhanh chống và đóng mạch tiếp điểm động.
+ Cuộn dây hút (E) được đấu nối tiếp với dòng điện, trong giai đoạn đầu khi cuộn dây hút (E) chưa bị nối tắt, rotor máy khởi động sẽ quay lúc lắc một chút và bánh răng sẽ dễ tựa vào ăn khớp với vành răng bánh đà.
+ Khi tiếp điểm động (8) đã đóng mạch chính, cuộn dây hút (E) bị nối tắt (cả hai đầu dược nối với dương ăquy) để tiết kiệm năng lượng điện của ăcquy ; vì lúc này chỉ cần lực hút của cuộn dây giữ (H) là có thể giữ được bánh răng ở vị trí ăn khớp và tiếp điểm (8) ở vị trí đóng mạch.
2. Công Tắc Từ:
Công tắc từ hoạt động như là một công tắc chính của dòng điện chạy tới motor và điều khiển bánh răng bendix 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.
C. Khớp Truyền Động
Là cơ cấu truyền moment từ phần động cơ điện đến bánh đà, đồng thời bảo vệ cho động cơ điện qua ly hợp một chiều.
Yêu cầu bánh răng của động cơ điện chỉ ăn khớp với vành răng của bánh đà khi khởi động và khi động cơ đã nổ thì tự động tách ra.
Hình 11: Khớp truyền động
Do tỷ số truyền từ bánh răng máy khởi động đến vành răng bánh đà rất lớn khoảng (10/1 ÷ 15/1) hoặc hơn nữa. Do đó khi động cơ ôtô bắt đầu làm việc tự lập, số vòng quay có thể đạt từ (500 ÷ 1000) v/phút và hơn nữa.
Nếu lúc này bánh răng của khớp truyền động không chịu tách ra mà vẫn ăn khớp với vành răng bánh đà, rôto của máy khởi động sẽ bị bánh đà động cơ cuốn theo và quay với số vòng quay rất cao (10.000 ÷ 20.000)V/ph, có thể làm hỏng dây quấn rôto do lực li tâm, làm cháy các ổ đỡ.
Vì vậy các khớp truyền động phải tự động tách khỏi vành răng bánh đà khi động cơ ôtô đã bắt đầu làm việc tự lập, hoặc khớp được làm theo kiểu truyền động một chiều.
Khớp truyền động cùng với bánh răng khi di chuyển ra ăn khớp với vành răng bánh đà, cũng như khi tách khỏi vành răng bánh đà đều chịu sự điều khiển cưỡng bức (thường dùng ralay điện từ để điều khiển). Vì sự điều khiển cưỡng bức, sự nhã khớp của bánh răng có thể không kịp thời ngay khi động cơ bắt đầu làm việc tự lập. Do đó khớp truyền động loại này thường làm theo kiểu truyền động 1 chiều. (có thể dùng khớp 1 chiều kiểu con lăn, hoặc kiểu bánh cóc…).
Hình 12 : Cấu tạo khớp truyền động một chiều kiểu con lăn
Hình 13 : Sơ đồ hoạt động
- Hút vào:
Khi bật khoá điện lên vị trí START, dòng điện của accu đi vào cuộn giữ và cuộn hút. Sau đó dòng điện đi từ cuộn hút tới phần ứng qua cuộn cảm xuống mát. Việc tạo ra lực điện từ trong các cuộn giữ và cuộn hút sẽ làm từ hoá các lõi cực và do vậy piston của công tắc từ bị hút vào lõi cực của nam châm điện. Nhờ sự hút này mà bánh răng bendix bị đẩy ra và ăn khớp với vành răng bánh đà đồng thời đĩa tiếp xúc sẽ bật công tắc chính lên.
Để duy trì điện áp kích hoạt công tắc từ, một số xe có relay khởi động đặt giữa khoá điện và công tắc từ.
- Giữ :
Khi công tắc chính được bật lên, thì không có dòng điện chạy qua cuộn hút vì hai đầu cuộn hút bị đẳng áp, cuộn cảm và cuộn ứng nhận trực tiếp dòng điện từ accu. Cuộn dây phần ứng sau đó bắt đầu quay với vận tốc cao và động cơ được khởi động. Ở thời điểm này piston được giữ nguyên tại vị trí chỉ nhờ lực điện từ của cuộn giữ vì không có dòng điện chạy qua cuộn hút.
- Nhả khớp:
Khi khoá điện được xoay từ vị trí START sang vị trí ON, tại thời điểm này, tiếp điểm chính vẫn còn đóng, dòng điện đi từ phía công tắc chính tới cuộn hút rồi qua cuộn giữ. Đặc điểm cấu tạo của cuộn hút và cuộn giữ là có cùng số vòng dây quấn và quấn cùng chiều. Ở thời điểm này, dòng điện qua cuộn hút bị đảo chiều, lực điện từ được tạo ra bởi cuộn hút và cuộn giữ triệt tiêu lẫn nhau nên không giữ được piston. Do đó piston bị đẩy trở lại nhờ lò xo hồi về và công tắc chính bị ngắt làm cho máy khởi động dừng lại.
2 . Máy Khởi Động Thông Thường
III. THÁO MÁY KHỞI ĐỘNG
Trước khi tháo máy khởi động thì phải làm sạch bên ngoài máy khởi động :
- Dùng dụng cụ làm sạch, giẻ lau, thiết bị rửa, chất tẩy rửa, máy nén khí,…để làm sạch bên ngoài máy khởi động.
-
A . Tháo máy khởi động
a. Tháo ra khỏi động cơ:
- Cắt mass ăcquy.
- Tháo các dây dẫn đến máy khởi động.
- Tháo các bulông bắt giữ máy khởi động vào động cơ.
- Lấy máy khởi động ra khỏi động cơ.
· Chú ý : Không làm chạm chập điện.
b. Tháo ra chi tiết:
- Vệ sinh máy khởi động.
- Đánh dấu vị trí lắp ghép nắp trước, nắp sau với thân.
- Tháo đai ốc, tháo dây dẫn khỏi cực của relay gài khớp.
- Tháo hai bulông xuyên tâm lấy nắp trước, nắp sau ra khỏi relay gài khớp.
- Lấy rotor cùng stato ra khỏi thân.
- Tháo hai vít nắp đầu, tách relay gài khớp ra khỏi vỏ và khớp một chiều.
Chú ý : Làm dấu vị trí lắp giữa relay gài khớp với vỏ.
- Tách khớp một chiều, lò xo hồi vị, vòng bi, và bánh răng trung gian ra khỏi relay gài khớp.
Chú ý: Chiều lắp của các chi tiết.
- Dùng thanh nam châm lấy bi thép ra khỏi trục khớp một chiều.
Chú ý: Tránh làm rơi bi thép.
- Tháo nắp đậy gá đỡ chổi than.
- Dùng tuốc nơ vít giữ chổi than và tách chổi than ra khỏi giá chổi than.
- Lấy rotor ra khỏi stator.
- Tháo khớp một chiều ra chi tiết.
Chú ý: Chỉ tháo khớp một chiều khi cần sữa chữa.
+ Đặt một thanh đồng lên êtô và lắp vỏ máy khởi động và khớp một chiều lên thanh đồng.
+ Tháo vòng hãm.
Cẩn thận : Không làm biến dạng, rơi rớt mất vòng hãm.
- Lấy bạc chặn, bánh răng chủ động, lò xo nén ra ngoài.
- Tháo trục, lò xo ép, khớp một chiều ra khỏi vỏ.
- Tháo rã công tắc từ:
- Tháo bánh răng Bendix:
B . Làm sạch các chi tiết sau khi tháo:
- Làm sạch rotor và stator, cổ góp, giá chổi than, nắp trước, nắp sau và thân.
- Yêu cầu làm sạch hết bụi bẩn, dầu mỡ đảm bảo khô ráo, sạch sẽ các chi tiết.
Chú ý : Cẩn thận không làm xước cổ góp, gãy chổi than.
- Dùng gió nén thổi sạch mụi than và dầu ở các lỗ bulông.
IV. KIỂM TRA VÀ BẢO DƯỠNG MÁY KHỞI ĐỘNG
1. Kiểm tra máy khởi động
a . Kiểm tra vỏ máy khởi động:
Dùng mắt quan sát sự rạn nứt, bể, hỏng ren của nắp trước, nắp sau và thân máy khởi động. Quan sát nứt, bể, mòn, cháy rổ của hai bạc đầu rotor.
b. Kiểm tra cổ góp:
- Dùng mắt quan sát sự cháy rổ của cổ góp.
- Kiểm tra độ côn, độ méo của cổ góp.
• Kiểm tra độ côn :
- Dùng thước cặp đo ở hai vị trí trên cùng một đường sinh.
- Thông số kỹ thuật: độ côn cho phép > 0,3mm.
• Kiểm tra độ méo:
- Dùng thước cặp đo ở hai vị trí.
- Mỗi vị trí đo ở hai vị trí vuông góc nhau.
- Thông số kỹ thuật: độ méo cho phép >0,3mm.
• Kiểm tra chiều cao tấm mica cách điện:
- Dùng thước cặp để đo hoặc quan sát bằng mắt.
- Yêu cầu kỹ thuật : tấm mica phải thấp hơn lam đồng từ (0,3÷0,6)mm.
b. Kiểm tra giá đỡ chổi than và chổi than:
- Dùng mắt quan sát sự rạn nứt, biến dạng của giá đỡ chổi than.
- Kiểm tra độ mòn, khả năng tiếp xúc của chổi than:
+ Độ mòn cho phép phải nhỏ hơn chiều dài nguyên thuỷ.
+ Diện tích tiếp xúc >75% .
- Kiểm tra tính đàn hồi của lò xo chổi than:
+ Dùng lực kế đo tính đàn hồi của lò xo.
+ Yêu cầu lực căn từ (0,79÷2,41) kgf.
- Kiểm tra sự cách mass của giá đỡ chổi than dương:
+ Dùng bóng đèn và dòng điện xoay chiều để kiểm tra: một đầu que dò đặt vào giá đỡ chổi than dương, một đầu ra mass. Đèn không sáng là tốt, đèn sáng là chổi than dương bị chạm mass.
+ Hoặc có thể dùng đồng hồ (VOM), cách kiểm tra cũng như trên.
- Kiểm tra sự tiếp mass của chổi than âm:
+ Dùng bóng đèn và dòng điện xoay chiều để kiểm tra: một đầu que dò đặt vào giá đỡ chổi than âm. Đèn sáng là tốt, ngược lại là chổi than âm không tiếp mass.
+ Có thể dùng đồng hồ (VOM) để kiểm tra, nếu thông mạch là tốt, ngược lại là chổi than âm không tiếp mass.
c. Kiểm tra stator:
- Kiểm tra sự chạm mass cuộn dây stator:
+ Dùng bóng đèn và dòng điện xoay chiều để kiểm tra: một que đầu dò chạm vào vỏ máy khởi động, que còn lại chạm vào cuộn dây stator (nếu có cuộn đấu song song thì phải tách mass đầu cuộn dây).
+ Yêu cầu đèn không sáng là tốt.
- Kiểm tra sự thông mạch của cuộn dây stator:
+ Dùng bóng đèn và dòng điện xoay chiều để kiểm tra: một đầu que dò đặt vào đầu chung của cuộn dây stator, que còn lại đặt vào đầu còn lại của cuộn dây stator.
+ Đèn không sáng là tốt.
- Kiểm tra sự chạm chập của cuộn dây stator:
+ Dùng đồng hồ VOM, đo ở hai đầu cuộn dây, lấy giá trị điện trở so sánh với yêu cầu kỹ thuật. Nếu giá trị điện trở nhỏ hơn giá trị quy định thì cuộn dây bị chạm chập.
d . Kiểm tra rotor:
- Kiểm tra độ đảo của cổ góp:
+ Gá rotor lên máy tiện hoặc khối V rồi dùng đồng hồ so đo ngoài để kiểm tra. Yêu cầu kỹ thuật: độ đảo cho phép phải < 0,05mm.
- Kiểm tra sự chạm mass của rotor:
+ Dùng bóng đèn và dòng điện xoay chiều để kiểm tra, một que đầu dò đặt vào trục, đầu còn lại đặt vào cổ góp. Nếu đèn không sáng là tốt, đèn sáng là rotor chạm mass.
+ Hoặc dùng đồng hồ VOM để kiểm tra.
- Kiểm tra sự chạm chập của rotor:
+ Sử dụng bàn GRO-NHA và lá thép mỏng để kiểm tra:
+ Đặt rotor lên bàn GRO-NHA, mở công tắc bàn, đặt lá thép song song với rãnh của rotor cách rotor từ (0,5÷0,7)mm.
+ Xoay tròn rotor.
+ Yêu cầu kỹ thuật : lá thép bị rung ở rãnh nào của rotor thì rãnh đó bị chạm chập.
- Kiểm tra thông mạch của cuộn dây rotor:
+ Sử dụng bàn GRO-NHA để kiểm tra :
+ Đặt rotor lên bàn GRO-NHA, mở công tắc bàn và công tắc (mA) về than
đo phù hợp (LOW), đặt mũi đo vào hai lam đồng kế tiếp nhau và nghiên
một góc từ 15°÷45° rồi xoay tròn rotor,giữ nguyên mũi đo để kiểm tra
lam đồng kế tiếp.
+ Yêu cầu kỹ thuật :
• Nếu đồng hồ (mA) báo giá trị như nhau và khác 0 là tốt.
• Nếu đồng hồ (mA) báo giá trị 0 là do giá trị giứa hai lam đồng bị hở mạch.
e. Kiểm tra relay gài khớp:
1. Thông mạch giữa cực 50 và cực C (kiểm tra thông mạch trong cuộn kéo).
Ghi chú : 1.Cực 50; 2. Cực C; 3. Cuộn kéo; 4. Cuộn giữ; 5. Thân công tắc; 6. Cực 30; 7. Thông mạch.
- Cuộn kéo nối cực 50 và cực C. Nếu cuộn kéo bình thường, sẽ có thông mạch giữa các cực.
- Khi cuộn kéo bị hở mạch, píttông không thể kéo vào được.
2. Thông mạch giữa cực 50 và thân công tắc.(Kiểm tra thông mạch cuộn giữ).
- Cuộn giữ nối cực 50 và thân công tắc. Nếu cuộn kéo bình thường, sẽ có thông mạch giữa cực và thân công tắc.
- Khi cuộn kéo bị hở mạch, píttông được kéo vào, nhưng nó không giữ được, nên bánh răng chủ động sẽ liên tục nhảy ra và trở về.
d . Kiểm tra khớp một chiều :
Kiểm tra hoạt động của ly hợp máy đề:
1. Tự do; 2. Khoá.
- Quay ly hợp máy đề bằng tay và kiểm tra xem khớp một chiều có ở trạng thái hãm hay không.
- Khớp một chiều truyền mômen chỉ theo chiều quay. Theo chiều ngược lại, khớp chỉ quay không tải mà không truyền mômen.
- Sau khi động cơ khởi động bằng chuyển động quay của máy đề, động cơ sẽ quay máy đề. Do đó, khớp một chiều làm việc để tránh làm hư máy đề.
f . Kiểm tra công tắc từ:
Kiểm tra hoạt động của công tắc từ :
- Ấn píttông vào bằng ngón tay. Kiểm tra rằng píttông trả nhẹ về vị trí ban đầu của nó sau khi nhả ngón tay ra.
- Do công tắc nằm trong píttông, nếu píttông không trả nhẹ về vị trí ban đầu của nó, tiếp xúc của công tắc sẽ trở nên không đủ, và có thể làm mất tác dụng bật tắt của máy đề.
- Hãy thay cụm công tắc từ nếu hoạt động của píttông không bình thường.
2 .Bảo dưỡng máy khởi động
Nhiều máy khởi động không cần bảo dưỡng giữa các lần sữa chữa động cơ chính hoặc đại tu. Tuy nhiên, các chổi góp, các ổ đỡ, và các ống lót sẽ mòn. Selenoid, bộ ly hợp một chiều và các bộ phận khác có thể hư hỏng. Các cuộn cảm bị ngắn mạch hoặc chạm mass, sự mài mòn vẫn xảy ra, máy khởi động bị hỏng phải được tháo và sửa chữa, thay mới hoặc tân trang lại.
- Nắp trước, nắp sau bị rạn nứt bể có thể hàn lại.
- Bạc đỡ hai đầu rotor bị nứt , bể ,mòn thì thay mới.
- Cổ góp bị cháy rổ ít có thể dùng giấy nhám đánh lại, nếu nhiều quá thì
tiện lại.
- Độ côn, độ méo vượt quá giá tri quy định thì tiện lại.
- Chiều cao tấm mica nhỏ hơn quy định thì dùng lưỡi cưa cưa theo rãnh tấm mica.
- Chiều cao chổi than mòn quá quy định thì thay chổi than mới.
- Mặt tiếp xúc chổi than không đạt yêu cầu thì dùng giấy nhám đánh lại.
- Tính đàn hồi của lò xo không đạt yêu cầu thì thay lò xo mới.
- Giá đỡ chổi than dương bị chạm mass thì dùng xăng rửa sạch hoặc thay
tấm mica cách điện mới.
- Giá đỡ chổi than âm không tiếp mass thì dùng xăng rửa sạch hoặc hàn lại.
- Phần ứng: kiểm tra sự cọ sát hoặc kéo lê phần ứng lên các má cực, độ mòn
và độ nhám ở các ổ đỡ trục phần ứng. Nếu phần ứng bị xước do cọ sát với
các má cực thì dùng giấy nhám đánh lại; ổ đỡ trục phần ứng bị mòn hoặc
trục phần ứng bị cong,có thể tiện lại hoặc thay mới.
+ Kiểm tra các cuộn dây phần ứng bị đứt, hoặc lớp cách điện bị cháy và các
nối kết không được hàn chắc chắn. Ở nhiều phần ứng, các cuộn dây được
hàn với các thanh của bộ đảo mạch, các nối kết này không thể sửa chữa
bằng cách hàn lại, chỉ có thể thay phần ứng mới.
+ Kiểm tra sự ngắn mạch và chạm mass của phần ứng bằng đồng hồ VOM,
tương đương.
- Phần cảm : Dùng đồng hồ đo điện, tiến hành những phép kiểm tra sau đây.
+ Thông mạch giữa các dây dẫn chổi than (nhóm A) và dây dẫn.
1.Dây chổi than(nhómA); 2. Dây dẫn; 3. Rotor; 4. Cuộn cảm; 5. Thông mạch; 6. Dây chổi than(nhóm B); 7. Phần cảm (khung từ).
+ Dây dẫn chổi than bao gồm 2 nhóm; một được nối với dây dẫn (nhóm A) và nhóm kia được nối với stato (nhóm B).
+ Kiểm tra thông mạch trong dây dẫn và tất cả các dây chổi than. 2 dây dẫn chổi than có thông mạch thuộc về nhóm A và 2 dây dẫn không có thông mạch thuộc về nhóm B.
+ Kiểm tra thông mạch giữa dây chổi than và dây dẫn sẽ giúp xác định xem có hở mạch trong cuộn cảm hay không.
+ Kiểm tra cách điện giữa dây chổi than và phần cảm sẽ giúp xác định xem có ngắn mạch xảy ra trong cuộn cảm hay không.
• Nếu những hư hỏng nhẹ có thể sửa chữa và hư hỏng nặng thì thay thế phần cảm mới.
- Kiểm tra khớp truyền động : xem xét vết mòn trên các răng của bộ ly hợp một chiều. Thay bộ ly hợp một chiều hoặc vành răng bị sứt mẻ, rạn nứt , hoặc các răng quá mòn hoặc có dấu hiệu của sự ăn khớp không hoàn toàn. Các răng trên bánh răng cuă bộ ly hợp một chiều phải ăn khớp với vành rănghơn một nửa chiều cao răng trên vành răng.
- Kiểm tra sự khoá chặt bộ ly hợp một chiều, bánh răng phải quay theo một chiều tự do và không quay theo chiều ngược lại.
V. Lắp Máy Khởi Động
Trước khi lắp cần phải làm sạch các chi tiết để đảm bảo dẫn điện tốt, máy khởi động hoạt động bình thường, công suất tối đa.
- Lắp bánh răng Bendix:
- Lắp khớp một chiều vào vỏ máy khởi động.
+ Lắp trục, lò xo ép, khớp một chiều (bôi mỡ vào then hoa của ly hợp máy đề ):
+ Lắp bạc chặn, bánh răng chủ động , lò xo nén (đúng chiều lắp và đồng tâm) .
+ Lắp vòng hãm (lắp phải vào rãnh chắc chắn)
- Đặt rotor vào stator (bôi mỡ vào các vòng bi) :
- Lắp giá chổi than (lắp chắc chắn,dây chổi than dương không chạm mass) :
+ Lắp cách điện giá đỡ chổi than:
+ Lắp lò xo lên cách điện giá đỡ chổi than và ép lò xo chổi than xuống :
+ Lắp đĩa ép chổi than:
- Lắp nắp sau (lắp đúng vị trí làm dấu, không làm chạm giá chổi than):
- Lắp viên bi thép vào trục khớp một chiều (bôi mỡ viên bi, đặt viên bi vào lỗ trên trục của khớp một chiều ):
- Lắp lò xo hồi vị (bôi mỡ vào lò xo, lắp lò xo vào lỗ công tắc từ) :
- Lắp bánh răng trung gian và vòng bi :
- Lắp vỏ máy và relay khởi động :
- Đặt Stator và rotor vào vỏ máy khởi động (lắp đúng dấu và ăn khớp với bánh răng trung gian) :
- Lắp hai bulông xuyên tâm (siết phải đúng lực ):
- Lắp dây dẫn vào cực của relay khởi động và lắp đai ốc (lắp dây dẫn không bị chạm vào vỏ máy khởi động) :
