1: Vỏ; 2: Rãnh xoắn; 3: Khớp li hợp một chiều; 4: Bánh răng khởi động; 5: Trục dẫn; 6: Vòng hãm; 7: Ống trượt; 8: Bộ bánh răng hành tinh.
Cơ cấu liên động nhận lực từ công tắc từ thông qua cần dẫn động đẩy bánh răng khởi động ra ăn khớp với vành răng của bánh đà làm quay bánh đà và khởi động động cơ. Khi động cơ đã nổ cơ cấu này còn giúp bảo vệ motor thông qua cơ cấu khớp li hợp.
Cơ cấu liên động gồm có: ống lót, trục dẫn, rãnh xoắn, khới li hợp 1 chiều, bánh răng khởi động, bạc hãm.
Ống lót là chỗ nối của thanh dẫn với cơ cấu liên động, nhận lực trực tiếp từ thanh dẫn, ống lót gắn với phần vỏ của khớp li hợp một chiều.
Bánh răng khởi động truyền lực trực tiếp của cả máy khởi động đến vành răng bánh đà để khởi động động cơ.
Trục dẫn là chi tiết cố định để toàn bộ cơ cấu trượt trên nó khi cần dẫn đẩy ra.
Rãnh xoắn nằm trên trục của cần dẫn động, ăn khớp với rãnh của ống lót Bạc hãm gồm phanh hãm và bạc chặn có nhiệm vụ hãm lại chuyển động của bánh răng khởi động khi đẩy ra.
Khớp li hợp 1 chiều: 2 6 5 3 4 1 Hình 3.15: Kết cấu khớp li hợp một chiều. 1: Vỏ, 2: Vòng của bi đũa, 3: Bi đũa, 4: Con đội,
5: Lò xo con đội, 6: Moay ơ bánh răng
máy khởi động. Moay ơ 6 được lắp trên ống lót có rãnh xoắn bên trong. Mayơ 6 có bốn rãnh hình nêm, trong các rãnh đó có bi đũa 3, các thỏi bi đũa bị ép vào phần hẹp của rãnh bằng con đội 4 và lò xo 5. Bánh răng khởi động được lắp đồng tâm với mayơ 6.
Khi đóng nguồn cấp cho máy khởi động, mômen được truyền từ ống lót đến mayơ của bánh răng truyền động bằng các bi đũa. Khi đó các thỏi bi đũa bị ép chặt giữa mayơ và vòng bi. Khi động cơ ôtô đã khởi động được , mayơ của bánh răng khởi động trở thành bị động ( vành bánh răng bánh đà sẽ trở thành chủ động ), các thỏi bi đũa không bị ép chặt nữa ( được quay tự do) và khớp truyền động trượt ra cắt li hợp.
c.Bộ giảm tốc loại bánh răng hành tinh
1
3
4 2
Hình 3.16: Bộ giảm tốc loại bánh răng hành tinh. 1: Bánh răng bao, 2: Cần dẫn động, 1: Bánh răng bao, 2: Cần dẫn động,
3: Bộ bánh răng hành tinh, 4: Bánh răng mặt trời
Bộ giảm tốc loại bánh răng hành tinh giảm tốc độ quay của phần ứng truyền đến thanh dẫn đồng thời tăng mô men quay truyền ra..
Bộ giảm tốc loại bánh răng hành tinh gồm: bánh răng bao, cần dẫn động, bộ 3 bánh răng hành tinh được lắp vào trục dẫn và bánh răng mặt trời được lắp với trục của roto motor.
Hoạt động:
Cần dẫn động của bộ truyền hành tinh có ba bánh răng hành tinh. Các bánh răng hành tinh ăn khớp với bánh răng mặt trời ở phía trong và bánh răng hành tinh ăn khớp với bánh răng bao ở phía ngoài, thông thường bánh răng bao được cố định. Khi bánh răng mặt trời được phần ứng dẫn động, bánh răng hành tinh quay xung quanh bánh răng bao và làm cho cần dẫn quay. Do bán kính của bánh răng hành tinh lớn hơn bán kính của bánh răng mặt trời nên tốc độ của cần dẫn cùng với các bánh răng hành tinh giảm xuống làm cho mô men xoắn truyền tới bánh răng dẫn động khởi động tăng lên.
d.Rotor và stator
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
Hình 3.17: Rotor và stator.
1: Trục rotor; 2: Cổ góp; 3: Dây quấn; 4: Phần ứng; 5: Bánh răng mặt trời; 6: Vỏ; 7: Cuộn cảm; 8: Lõi cực; 9: Chổi than; 10: Đai nối với cực C.
Rotor của máy khởi động bao gồm lõi thép, dây quấn, cổ góp và trục động cơ. Dây quân và lõi thép được quấn như trên hình 3.16, phần dây quấn
được sơn một lớp cách điện với phần lõi thép, trục của rotor được nối cứng với bánh răng mặt trời của bộ giảm tốc. Cổ góp gồm những tấm đồng được nối với cuộn dây và nối thông với nhau.
Stator của máy khởi động là những nam châm điện gồm cuộn cảm và lõi cực được đặt cách đều nhau và gắn chặt với phần thân vỏ của máy khởi động. Stator có chiều dài bao trọn phần ứng của rotor, khi có điện chúng sẽ được kích từ và cung cấp từ trường cho rotor.
Hoạt động:
Stator là nam châm điện cung cấp từ trường cho rotor, khi có điện chạy từ chổi than qua cổ góp vào cuộn dây sinh ra một lực từ tác dụng lên cuộn dây làm cuộn dây quay, do các tấm đồng ở cổ góp đảo chiều nên momen quay tạo ra sẽ quay theo một chiều duy nhất. Lõi thép được lắp xen kẽ vào các vòng dây giúp tăng cường lực từ.
e.Chổi than và giá đỡ chổi than
1
2
3
Hình 3.18: Chổi than và giá đỡ chổi than. 1: Giá đỡ chổi than; 2: Lò xo chổi than; 3: Chổi than 1: Giá đỡ chổi than; 2: Lò xo chổi than; 3: Chổi than
Bộ phận này có nhiệm vụ cấp điện cho rotor động cơ làm việc. Điện dương từ cực C qua dây dẫn đến cặp chổi than dương cấp điện cho cổ góp, điện qua cuộn dây đến cổ góp qua cặp chổi than âm và về mass.
Chổi than được chế tạo bằng hợp kim đồng và cácbon (60%-70% đồng) cho phép dẫn nhiệt tốt và chống mòn, có nhiệm vụ cấp điện trực tiếp cho rotor hoạt động. Có 2 cặp chổi than, 1 cặp được nối với điện dương từ cuộn cảm, 1 cặp được bắt với giá đỡ chổi than và tiếp mass.
Lò xo có chức năng ép cho chổi than luôn luôn tiếp xúc với cổ góp, đồng thời tạo lực hãm khi rotor không hoạt động nữa.
Cao su cách điện giúp cách toàn bộ dây điện mạng điện dương khỏi chạm mass. Nếu bộ phận này bị nhão, nứt gây chạm mass ở các dây dương sẽ làm xảy ra chập cháy.
Giá đỡ chổi than là bộ phận để lắp toàn bộ các chi tiết khác lên nó và là nơi tiếp mass cho chổi than âm.
3.4 Nguyên lí hoạt động của hệ thống khởi động trên xe Toyota Vios 2010
Nguyên lí hoạt động: 1 1 1B 4B 4S 1 1 1 1 CA1 CA2 AA1 AD4 AA1 AD4 AD2 B A AD4 A A A B AA1 AC1 AD4 CA1 B L P N STSW STAR STA ACCR (* 1 ) (* 1 ) (* 1 ) (* 1 ) (* 2 ) (* 2 ) (* 2 ) (* 2 ) IG2 ST2 AM2 15A AM2 15A DOME 30A ST
(BAT) (BAT) (BAT)
O BE O O BE BE O BE M
Hình 3.20: Đường đi của dòng điện khi vặn và giữ START.
- Khi vặn và giữ khóa điện từ ON/IG sang vị trí START, điện dương từ ăc quy qua cầu chì AM2-15A, qua khóa điện, và đi theo 2 đường, 1 đường qua giắc AD4(9) xuống chân STSW của ECM, 1 đường qua diode D47 xuống giắc nối D39(5). Điện từ giắc D39(5) sẽ thông sang D39(6) qua giắc AD4(10) và AA1(13) xuống giắc nối A24(1), do xe sử dụng hộp số cơ khí nên điện sẽ từ giắc A24(3) qua công tắc chân côn để đến giắc chia A24(13). Tại đây điện sẽ đi đến chân 2 của rơ le khởi động kích từ cho cuộn dây, tiếp điểm của rơ le sẽ
được hút lại, đồng thời điện cũng đi đến chân STA của ECM thông qua chân giắc A24(12) và giắc AA1(5). Chân STA khi nhận được điện dương, ECM sẽ ngắt âm ở chân ACCR để tiếp điểm của rơ le D50 (rơ le các phụ tải) tách ra, để điện từ ắc quy sẽ tập trung cho máy khởi động.
Khi tiếp điểm của rơ le khởi động đóng lại điện dương sẽ đi từ ắc quy qua cầu chì ST-30A, qua tiếp điểm, qua giắc CA1(10) xuống chân 50 của máy khởi động, đồng thời luôn có nguồn dương chờ ở chân 30 của máy khởi động, khi đó máy khởi động sẽ làm việc.
1 1 1B 4B 4S 1 1 1 1 CA1 CA2 AA1 AD4 AA1 AD4 AD2 B A AD4 A A A B AA1 AC1 AD4 CA1 B L P N STSW STAR STA ACCR (* 1) (* 1) (* 1) (* 1) (* 2) (* 2) (* 2) (* 2) IG2 ST2 AM2 15A AM2 15A DOME 30A ST
(BAT) (BAT) (BAT)
O BE O O BE BE O BE M
- Trong trường hợp khi vặn nhưng không giữ hoặc giữ chìa trong một thời gian quá ngắn ở vị trí START, tín hiệu điện đến chân STSW trong thời gian ngắn, tốc độ vòng tua từ cảm biến Ne gửi về ECM là không đủ để khởi động động cơ, ECM sẽ tự động xuất điện dương từ chân STAR xuống giắc nối D39(7) để cấp điện cho hệ thống tiếp tục làm việc. Đồng thời diode D47 ngăn không cho dòng chạy ngược lên chân STSW.
Chú thích: AD4(9) : Giắc AD4 chân số 9
3.5 Kết luận chương 3
Với những cơ sở lí thuyết của chương 2 cùng với sự nghiên cứu trên xe thực tế, em đã làm rõ được cấu tạo và nguyên lí họat động của hệ thống khởi động trên một chiếc xe đó là Toyota Vios 2010. Em đã trình bày tổng quan của hệ thống, đặc điểm công dụng,vị trí của từng bộ phận cũng như hình ảnh của nó trên xe. Bên cạnh đó là sự phân tích chi tiết kết cấu của máy khởi động loại bánh răng hành tinh được sử dụng trên xe và sơ đồ mạch điện trên xe để các thợ, kĩ thuật viên có cái nhìn chung nhất về hệ thống khi sửa chữa.
CHƯƠNG 4 NHỮNG HƯ HỎNG, NGUYÊN NHÂN, BIỆN PHÁP KIỂM TRA, SỬA CHỮA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN Ô TÔ. 4.1 Những hư hỏng, nguyên nhân và cách khắc phục hệ thống khởi động
Bảng 4.1: Những hư hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục hệ thống khởi động ô tô.
Hiện tượng Nguyên nhân Kiểm tra, sửa chữa
Đèn pha sáng tốt nhưng bấm nút khởi động thì động cơ không quay
Không có điện vào máy khởi động do hở mạch tại công tắc, trong máy, rơ le hoặc cầu chì.
Dùng đồng hồ vạn năng kiểm tra mạch điện khởi động theo cách phân đoạn
Đèn sáng lờ mờ, động cơ không quay
Ắc quy yếu hoặc do chập mạch trong máy khởi động
Kiểm tra nạp ắc quy và sửa chữa máy khởi động
Đèn pha sáng hơi mờ, động cơ không quay
Bánh răng khởi động bị trượt hoặc mạch khởi động có điện trở lớn
Thay chi tiết hỏng, làm sạch cổ góp và chổi than
Đèn không sáng, động cơ không quay
Các đầu nối điện ắc quy lỏng hoặc ắc quy hỏng
Lau sạch, siết chặt các đầu nối và kiểm tra ắc quy
Động cơ quay chậm và không nổ
- Ắc quy yếu
- Máy khởi động hỏng
Nạp điện hoặc thay ắc quy
-Kiểm tra, sửa chữa Động cơ quay bình
thường nhưng không nổ
Nguyên nhân do động
Rơ le bị kêu
- Cuộn dây giữ bị hở mạch
- Cháy cong tắc rơ le - Ắc quy yếu
- Kiểm tra, thay mới - Thay mới
- Nạp điện cho đủ
Bánh răng khởi động tách ra khỏi bánh đà chậm sau khi khởi động
- Kẹt lõi sắt của rơ le - Ly hợp một chiều hỏng hoặc bị kẹt trên trục roto - Nạng gạt yếu - Kiểm tra, làm sạch - Kiểm tra, làm sạch trục hoặc thay ly hợp mới - Thay mới Ồn không bình thường trong khi hởi động
- Khe hở ăn khớp của bánh răng khởi động và vánh răng bánh đà quá lớn - Ly hợp một chiều hỏng - Roto mất cân bằng hoặc trục roto cong
- Kiểm tra, thay các chi tiết mòn
- Thay mới - Thay mới
• Kiểm tra điện áp acquy trong khởi động
Với diện áp acquy bình thường khi không có tải thi việc kiểm tra điện áp acquy trong khi khởi động sẽ cho biết trình trạng điện trở của mạch khởi động. Ấn nút khởi động động cơ , nếu máy khởi động quay bình thường và vôn kế chỉ 9 V hoặc hơn là tình trạng tốt. Động cơ quay chậm , điện áp cao hơn 9 V là mạch điện khởi động có điện trở lớn , cần kiểm tra làm sạch cổ góp điện và bảo dưỡng chối than.
• Kiểm tra máy khởi động ở trạng thải không tải
tra điện áp dòng điện qua máy và tốc độ của máy khi chạy không tải trên bằng thử . Đấu nối tiếp ampe kế vào mạch điện khởi động và nối vôn kể song song giữa đầu điện vào và đầu điện ra của máy , đóng công tắt rơle cho máy chạy, đo tốc độ máy và đọc số đo điện áp và dòng điện trên các đồng hồ. Kết quả được đánh giá như sau :
1. Nếu các giá trị đo nằm trong giá trị giới hạn quy định thì kết luận tình trạng kỹ thuật của máy khởi động bình thưởng.
2. Nếu tốc độ thấp và dòng điện lớn , có thể do ma sát lớn hoặc chập mạch trong roto. Ma sát lớn có thể do vòng bị bẩn, chặt, mỏn hoặc do roto chạm vào các đầu cực trên stato;
3. Nếu máy khởi động không quay và dòng điện lớn là do vòng bị kẹt hoặc dầu nối điện dương hoặc chổi than dương bị chạm mát.
4. Nếu máy khởi động không quay và dòng điện bằng 0 là mạch điện hở, có thể hở mạch ở chổi than, cuộn dây stato hoặc đứt mạch roto.
5. Tốc độ và dòng điện thấp chứng tỏ điện trở của mạch lớn do các mối nối không chặt, cổ góp điện bẩn hoặc sự tiếp xúc giữa chổi than và cổ góp không tốt.
6. Tốc độ cao và dòng điện cao chứng tỏ có sự chập mạch một phần của các cuộn dây stato.
4.2 Những hư hỏng, nguyên nhân, biện pháp khắc phục máy khởi động
Máy khởi động sau một thời gian dài hoạt động mà không được bảo dưỡng định kì sẽ có một số hư hỏng:
Hư hỏng ở phần mạch điện bao gồm: cháy nổ các tiếp điểm khởi động, chổi than mòn, cổ góp cháy bẩn, kẹt, các cuộn dây chập đứt,..
Hư hỏng phần cơ khí: kẹt khớp 1 chiều hoặc trượt quay, mòn bạc hay ổ bi, mòn bánh răng…
Biện pháp khắc phục: với những hư hỏng nặng thì thay mới còn với những hư hỏng nhẹ có thể khắc phục để tiết kiệm.
Bảng 4.2: Những hư hỏng, nguyên nhân, biện pháp khắc phục máy khởi động.
Hư hỏng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục
Máy khởi động không quay
Có sự hở mạch ở cuộn hút hoặc trong các cuộn dây của rotor.
Tiếp điểm tĩnh và động trong công tắc từ không được tiếp xúc với nhau.
Các dây nối ở các cực bị đứt.
Chổi than không tiếp xúc được với cổ góp.
Các dây dẫn điện bị chạm mass, lớp cách điện giữa phần ứng với dây quấn trong rotor bị bong ra làm chập mạch.
Thay mới
Hàn đắp tiếp điểm để chúng tiếp xúc với nhau hoặc thay mới cặp tiếp điểm.
Nối lại các dây ở các cực.
Thay chổi than mới
Bọc cách điện cho các đoạn dây điện, dây quấn và phần ứng thông nhau thì thay mới rotor. Máy khởi động quay yếu, tạo momen không đủ.
Các dây nối điện ở các cực bị lỏng.
Tiếp xúc giữa cổ góp và chổi than kém do các mạt ở chổi than khi chạy lâu ngày sinh ra làm giảm sự tiếp xúc điện.
Xiết chặt lại dây dẫn ở các đầu cực.
Dùng giấy nhám đánh sạch muội than ở cổ góp sau đó dùng xăng rửa sạch lại.
Máy khởi động khi hoạt động có tiếng kêu và sự Do ổ bi của rotor bị kẹt, khô hoặc bị rỉ sét làm khi quay tạo ra tiếng kêu
Trục rotor hoặc trục dẫn bị cong làm cho có sự đảo khi
Tra mỡ vào ổ bi, nếu ổ bi kẹt quá hoặc không đạt tiêu chuẩn thì thay mới.