Giáo Trình Hệ Thống Điện Thân Xe Ô Tô Tại Trường Cao Đẳng Công Nghệ TP.Hồ Chí Minh

Tài liệu giảng dạy hệ thống điện thân xe cung cấp kiến thức chuyên sâu, hướng dẫn chi tiết cho sinh viên và kỹ thuật viên trong ngành ô tô.

• Người hướng dẫn: PGS TS Đỗ Văn Dũng
• Trường học: Trường Cao Đẳng Công Nghệ Tp.Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Cơ Điện - Ô Tô
• Đề tài: Giáo Trình Hệ Thống Điện Thân Xe Ô Tô
• Loại tài liệu: tài liệu giảng dạy
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Tp.Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. BÀI 01: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE
• 1.1. Tổng quan các hệ thống điện trên ôtô
• 1.2. Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống điện
• 1.3. Nhiệt độ làm việc
• 1.4. Nhiễu điện từ
• 1.5. Nguồn điện trên ôtô
• 1.6. Các loại phụ tải điện trên ôtô
• 1.7. Các ký hiệu và quy ước trong sơ đồ mạch điện
• 1.8. Các loại rơle, cầu chì, dây dẫn
• 1.9. Ký hiệu màu và ký hiệu số dây dẫn
• 1.10. Tính toán chọn dây
• 1.11. Bối dây
• 2. BÀI 02: HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG
• 2.1. Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại
• 2.2. Yêu cầu kỹ thuật đối với máy khởi động
• 2.3. Phân loại máy khởi động

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Hệ Thống Điện Thân Xe Ô Tô 2023

Giáo trình Hệ thống điện thân xe ô tô năm 2023 cung cấp cái nhìn tổng quan về các hệ thống điện và điện tử trên ô tô. Nội dung giáo trình được biên soạn dựa trên các tài liệu hiện có và cập nhật công nghệ mới nhất. Đặc biệt, giáo trình này không chỉ giúp sinh viên nắm vững lý thuyết mà còn áp dụng vào thực tiễn. Các hệ thống điện ô tô ngày nay ngày càng phức tạp và yêu cầu kiến thức chuyên sâu.

1.1. Các hệ thống điện chính trong ô tô

Giáo trình giới thiệu các hệ thống điện chính như hệ thống khởi động, cung cấp điện, đánh lửa và chiếu sáng. Mỗi hệ thống đều có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động của xe.

1.2. Tầm quan trọng của hệ thống điện ô tô

Hệ thống điện ô tô không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động mà còn liên quan đến an toàn và tiện nghi cho người sử dụng. Việc hiểu rõ về hệ thống này là rất cần thiết cho các kỹ sư và kỹ thuật viên.

II. Những Thách Thức Trong Hệ Thống Điện Thân Xe Ô Tô

Hệ thống điện ô tô hiện đại đối mặt với nhiều thách thức như yêu cầu về độ bền, khả năng chịu nhiệt và độ ẩm. Các thiết bị điện cần phải hoạt động ổn định trong nhiều điều kiện khác nhau. Ngoài ra, sự phát triển nhanh chóng của công nghệ cũng đặt ra yêu cầu cao hơn cho các kỹ sư trong việc thiết kế và bảo trì hệ thống điện.

2.1. Yêu cầu về độ bền và độ tin cậy

Các thiết bị điện ô tô phải chịu được rung xóc và nhiệt độ cao. Điều này đòi hỏi các kỹ sư phải lựa chọn vật liệu và thiết kế phù hợp để đảm bảo độ bền.

2.2. Tác động của môi trường đến hệ thống điện

Độ ẩm và bụi bẩn có thể gây hư hỏng cho các linh kiện điện tử. Việc bảo vệ các thiết bị này khỏi các yếu tố môi trường là rất quan trọng.

III. Phương Pháp Thiết Kế Hệ Thống Điện Thân Xe Ô Tô

Thiết kế hệ thống điện ô tô cần phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt. Các phương pháp thiết kế hiện đại bao gồm việc sử dụng phần mềm mô phỏng và phân tích để tối ưu hóa hiệu suất. Việc lựa chọn linh kiện cũng cần phải dựa trên các tiêu chí về chất lượng và độ tin cậy.

3.1. Sử dụng phần mềm mô phỏng trong thiết kế

Phần mềm mô phỏng giúp các kỹ sư kiểm tra và tối ưu hóa thiết kế trước khi sản xuất. Điều này giúp giảm thiểu rủi ro và tiết kiệm chi phí.

3.2. Lựa chọn linh kiện chất lượng cao

Việc lựa chọn linh kiện có chất lượng cao là rất quan trọng để đảm bảo hệ thống điện hoạt động ổn định và bền bỉ.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Hệ Thống Điện Thân Xe Ô Tô

Hệ thống điện ô tô không chỉ có vai trò trong việc khởi động và cung cấp điện mà còn ảnh hưởng đến các hệ thống khác như điều hòa, hệ thống an toàn và giải trí. Việc hiểu rõ ứng dụng thực tiễn của hệ thống điện giúp các kỹ sư có thể cải tiến và phát triển công nghệ mới.

4.1. Hệ thống điều hòa và điện tử

Hệ thống điện đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển hệ thống điều hòa không khí, giúp tăng cường sự thoải mái cho người sử dụng.

4.2. Hệ thống an toàn và hỗ trợ lái xe

Các hệ thống điện cũng liên quan đến các tính năng an toàn như phanh ABS, túi khí và các hệ thống hỗ trợ lái xe khác.

V. Kết Luận Về Giáo Trình Hệ Thống Điện Thân Xe Ô Tô 2023

Giáo trình Hệ thống điện thân xe ô tô năm 2023 là tài liệu quý giá cho sinh viên và kỹ sư trong ngành công nghệ ô tô. Nó không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn hướng dẫn thực hành, giúp người học nắm vững các kỹ năng cần thiết. Tương lai của ngành công nghệ ô tô sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ với sự đổi mới trong công nghệ điện và điện tử.

5.1. Tương lai của công nghệ điện ô tô

Công nghệ điện ô tô sẽ tiếp tục phát triển với sự gia tăng của các hệ thống điện tử và tự động hóa, mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp.

5.2. Định hướng nghiên cứu và phát triển

Các nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực hệ thống điện ô tô sẽ tập trung vào việc cải tiến hiệu suất và độ tin cậy của các thiết bị điện.

Nội dung chính

Giáo Trình Hệ Thống Điện Thân Xe Ô Tô (2023) – Tài Liệu Giảng Dạy Khoa Cơ Điện-Ô Tô

---

Tổng quan về giáo trình

Hệ Thống Điện Thân Xe là tài liệu giảng dạy được biên soạn bởi Bộ môn Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, Khoa Cơ Điện-Ô Tô, Trường Cao đẳng Công nghệ TP.Hồ Chí Minh, phát hành năm 2023. Tài liệu phục vụ trực tiếp cho chương trình đào tạo ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô ở bậc cao đẳng, định vị là môn học chuyên ngành thuộc nhóm kiến thức điện – điện tử ứng dụng trên xe.

Giáo trình được cấu trúc thành 11 bài, trải dài từ những khái niệm nền tảng về mạch điện ô tô đến các hệ thống chuyên biệt như khởi động, cung cấp điện, chiếu sáng, và các hệ thống điện tử điều khiển. Cách bố trí nội dung đi từ tổng quát đến chi tiết: Bài 01 thiết lập bức tranh toàn cảnh về kiến trúc điện xe, các bài tiếp theo đào sâu từng hệ thống theo logic từ nguồn điện (ắc quy, máy phát) đến các phụ tải cụ thể.

Tài liệu được biên soạn dựa trên nền tảng tham khảo chính là sách Hệ thống điện – điện tử trên Ô tô của PGS.TS Đỗ Văn Dũng, kết hợp với tài liệu đào tạo kỹ thuật của TOYOTA. Trong quá trình biên soạn, nhóm tác giả đã lược bỏ một số nội dung hàn lâm và bổ sung hình ảnh, sơ đồ cập nhật nhằm phù hợp với yêu cầu giảng dạy thực tiễn tại cơ sở.

Người học cần có nền tảng về điện tử cơ bản, kỹ thuật điện, và nguyên lý động cơ đốt trong trước khi tiếp cận giáo trình này.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các bài học và chủ đề chính

Trong phần nội dung được cung cấp, giáo trình triển khai ba bài đầu với mức độ chi tiết cao:

Bài 01 – Khái quát về hệ thống điện thân xe (từ trang 1 đến trang 13) đặt nền móng cho toàn bộ giáo trình. Bài học liệt kê và mô tả chức năng của tám nhóm hệ thống điện chính trên ô tô hiện đại:

• Starting system – hệ thống khởi động: ắc quy, máy khởi động điện, relay điều khiển; với động cơ diesel bổ sung thêm glow system.
• Charging system – hệ thống cung cấp điện: ắc quy, máy phát điện (alternators), bộ tiết chế điện (voltage regulator).
• Ignition system – hệ thống đánh lửa: khóa điện (ignition switch), bộ chia điện (distributor), bô bin (ignition coils), igniter, bugi (spark plugs).
• Lighting and signal system – hệ thống chiếu sáng và tín hiệu.
• Gauging system – hệ thống đo đạc: tachometer, speedometer, đồng hồ nhiên liệu và nhiệt độ.
• Engine control system – điều khiển động cơ: xăng, lửa, góc phối cam, cruise control; trên diesel có EDC hoặc common rail injection.
• Air conditioning system – điều hòa nhiệt độ: compressor, condenser, dryer, expansion valve, evaporator.
• Các hệ thống phụ: gạt nước, điều khiển cửa (door lock control), nâng hạ kính (power window), gương chiếu hậu, định vị (navigation).

Bài 01 cũng trình bày các yêu cầu kỹ thuật thiết thực: giải phóng nhiệt độ làm việc theo vùng khí hậu (từ −40°C ở vùng cực lạnh đến vùng nhiệt đới như Việt Nam), khả năng chịu rung xóc tần số 50–250 Hz với gia tốc 150 m/s², chịu độ ẩm cao, và điện áp hoạt động trong dải 0,9 ÷ 1,25 U_đm (14 V hoặc 28 V). Nội dung phân loại phụ tải điện thành ba nhóm theo chế độ làm việc (liên tục, không liên tục, thời gian ngắn) với các ví dụ công suất cụ thể: đèn pha 60 W/bóng, máy khởi động 800–3000 W, quạt làm mát động cơ 200 W.

Bài 02 – Hệ thống khởi động (từ trang 14 đến trang 49) là một trong những bài học dài và chi tiết nhất. Nội dung bao gồm:

• Yêu cầu kỹ thuật: tốc độ khởi động tối thiểu 50 v/p với động cơ xăng, trên 100 v/p với diesel; tỷ số truyền giữa bánh răng máy khởi động và bánh đà nằm trong khoảng 9–18; chiều dài cáp ắc quy đến máy khởi động không vượt 1 m.
• Phân loại máy khởi động theo kiểu đấu dây (nối tiếp, song song, hỗn hợp), theo cách truyền động (trực tiếp, qua hộp giảm tốc), và theo tốc độ (đồng trục, giảm tốc – bao gồm loại bánh răng hành tinh và loại PS dùng nam châm vĩnh cửu).
• Cấu tạo chi tiết máy khởi động loại giảm tốc: công tắc từ (cuộn hút W_h, cuộn giữ W_g), phần ứng, vỏ máy, chổi than, bộ truyền giảm tốc, ly hợp khởi động một chiều dạng con lăn, bánh răng bendix và then xoắn.
• Nguyên lý hoạt động ba giai đoạn: hút vào, giữ, và hồi về – phân tích dựa trên định luật Kirchhoff và quan hệ giữa cuộn hút – cuộn giữ.
• Phân tích đặc tuyến: đặc tuyến tốc độ n = f(I) (dạng hyperbol khi tải nhỏ, tuyến tính khi mạch từ bão hòa) và đặc tuyến moment M = f(I) (dạng parabol khi tải nhỏ, tuyến tính khi tải lớn).
• Hệ thống xông cho động cơ diesel: xông thường, xông nhanh QOS (Quick On Start), và hệ thống xông kết hợp cầm chừng êm Q.I (Quick Start and Silent Idling) với relay xông 1, relay xông 2, điện trở phụ, cảm biến nhiệt độ và bộ định thời.

Bài 03 – Hệ thống cung cấp điện (từ trang 49 đến trang 84) phân tích cấu trúc làm việc phối hợp giữa ắc quy và máy phát điện, phân bố tải theo chế độ hoạt động của động cơ. Nội dung bao gồm cấu tạo ắc quy, quá trình nạp/phóng điện, các phương pháp nạp, và ba thế hệ bộ tiết chế: loại rung, bán dẫn, và vi mạch (integrated regulator).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình tích hợp một số nguyên lý kỹ thuật điện cơ bản được áp dụng trực tiếp vào bối cảnh ô tô:

• Hệ thống một dây (single wire system): thân sườn xe đóng vai trò dây dẫn chung (dây âm), đầu âm nguồn điện nối trực tiếp ra mass xe – nguyên tắc thiết kế chi phối toàn bộ sơ đồ mạch điện ô tô.
• Tính toán chọn dây: công thức tính tiết diện dây dẫn S = ρ·I·L / U với các thông số độ sụt áp tối đa theo từng hệ thống (ví dụ: hệ thống chiếu sáng 0,6 V; khởi động 1,9 V). Bảng 1.4 cung cấp các cỡ dây chuẩn từ 9 sợi/0,75 mm đến 120 sợi cho cáp đề.
• Đặc tuyến máy điện một chiều mắc nối tiếp: phân tích quan hệ moment – dòng điện – tốc độ qua ba chế độ vận hành (không tải, công suất cực đại, hãm chặt), ứng dụng để chẩn đoán hư hỏng.
• Ký hiệu và quy ước mạch điện châu Âu: bảng màu dây (đỏ – từ ắc quy; nâu – mass; đen/đỏ – đèn thắng...) và ký hiệu số đầu dây chuẩn (30 – dương ắc quy; 31 – mass; 50 – điều khiển đề; 15 – dương sau công tắc máy...).

Kỹ năng phát triển

Xuyên suốt các bài học, người học được dẫn dắt xây dựng ba nhóm kỹ năng:

• Kỹ năng đọc sơ đồ mạch điện: nhận biết ký hiệu linh kiện (relay thường đóng/mở, transistor, solenoid, đường nối và không nối), đọc sơ đồ hộp cầu chì (ví dụ thực tế trên xe Honda Accord 1989).
• Kỹ năng tính toán kỹ thuật: chọn tiết diện dây theo công suất phụ tải và độ sụt áp; phân tích đặc tuyến máy khởi động để định vị hư hỏng tại phần cơ hay phần điện.
• Kỹ năng kiểm tra và bảo dưỡng: quy trình đo đồng hồ VOM kiểm tra rotor (cách điện cổ góp – lõi, thông mạch giữa thanh dẫn, độ đảo hướng kính với đồng hồ so), kiểm tra chổi than (kích thước giới hạn mòn 9 mm cho xe Fortuner 2009, điện trở cách điện giá giữ chổi ≥ 10 kΩ), kiểm tra ly hợp khởi động, và công tắc từ.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng cách tiếp cận từ tổng quan đến chi tiết, phù hợp với đặc điểm học tập của sinh viên cao đẳng kỹ thuật. Mỗi bài mở đầu bằng phần tổng quan nhiệm vụ – yêu cầu – phân loại trước khi đi vào cấu tạo và nguyên lý, tạo khung nhận thức để người học định hướng thông tin kỹ thuật phức tạp.

Sơ đồ và hình ảnh kỹ thuật được sử dụng xuyên suốt: sơ đồ bố trí tổng thể thiết bị điện trên xe Volga M21, sơ đồ mạch khởi động tổng quát (Hình 2.1), sơ đồ tính toán máy khởi động (Hình 2.24), giản đồ thời gian điều khiển xông (Hình 2.32, 2.34, 2.35, 2.37), sơ đồ mạch thực tế hệ thống xông nhanh ISUZU (Hình 2.30). Đây là phương tiện chính để người học hình dung hoạt động của các mạch điện mà không nhất thiết phải tiếp cận xe thực.

Câu hỏi ôn tập cuối bài được thiết kế theo nhiều cấp độ tư duy. Bài 01 gồm năm câu hỏi, bao gồm câu hỏi trình bày (trình bày các hệ thống điện-điện tử trên ôtô), câu hỏi phân tích (phân tích quá trình tính toán chọn dây), và bài tập tính toán có số liệu cụ thể (tính toán và chọn dây cho đèn pha có công suất 75 W/bóng).

Bảng số liệu tra cứu được tích hợp ngay trong bài học thay vì tách riêng vào phụ lục: Bảng 1.1–1.3 tra màu cầu chì theo dòng điện định mức (từ 3 A đến 100 A); Bảng 1.4 cỡ dây và ứng dụng; Bảng màu dây theo tiêu chuẩn châu Âu (áp dụng cho Ford, Volkswagen, BMW, Mercedes). Cách trình bày này hỗ trợ việc tra cứu nhanh trong bối cảnh thực hành xưởng.

Để tự học hiệu quả, người đọc được hướng dẫn trong Lời mở đầu: "đọc và nghiên cứu theo từng chương" – tức là không bỏ qua thứ tự bài, bởi mỗi bài xây dựng trên nền kiến thức của bài trước (ví dụ: bài về ắc quy trong hệ thống cung cấp điện là cơ sở để hiểu mạch khởi động và mạch đánh lửa).

---

Điểm nổi bật và nội dung cập nhật

Giáo trình phản ánh sự phát triển của hệ thống điện ô tô đương đại thông qua một số nội dung không xuất hiện trong các tài liệu cũ hơn:

Hệ thống điều khiển điện tử trên động cơ diesel: giáo trình đề cập đến EDC (Electronic Diesel Control) và common rail injection – các công nghệ phun nhiên liệu điện tử hiện đang phổ biến trên các dòng xe thương mại tại Việt Nam.

Hệ thống xông nhanh đa tầng: nội dung về QOS và Q.I (Quick Start and Silent Idling) mô tả kiến trúc điều khiển hai relay xông phối hợp với cảm biến nhiệt độ, cảm biến tốc độ xe và bộ định thời – phản ánh mức độ tích hợp điện tử trong hệ thống khởi động diesel hiện đại, bao gồm cả giản đồ thời gian chi tiết với ngưỡng nhiệt độ 60°C, 65°C, 900°C.

Tích hợp tài liệu kỹ thuật OEM: tham chiếu trực tiếp đến tài liệu đào tạo của Toyota và số liệu tiêu chuẩn từ xe Toyota Fortuner 2009 (đường kính cổ góp tối thiểu 34 mm; chiều dài chổi than tối thiểu 9 mm; điện trở cách điện ≥ 10 kΩ) giúp người học quen với cách đọc và áp dụng thông số kỹ thuật từ tài liệu nhà sản xuất.

Độ phức tạp dây dẫn hiện đại: giáo trình ghi nhận rằng trên các xe đời mới, bối dây có thể chứa hơn 1.000 sợi so với vài chục sợi trên xe đời cũ, và chỉ ra rằng hư hỏng điện ô tô ngày nay chủ yếu xuất phát từ dây dẫn chứ không phải linh kiện bán dẫn – định hướng quan trọng cho thực hành chẩn đoán.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô tại bậc cao đẳng là đối tượng sử dụng chính, đặc biệt từ năm thứ hai trở đi khi đã hoàn thành các môn học nền tảng. Tài liệu cũng phù hợp với chương trình trung cấp nghề có học phần điện thân xe.

Kiến thức tiên quyết được nêu rõ trong Lời mở đầu gồm ba lĩnh vực: điện tử cơ bản (nhận biết linh kiện, đọc sơ đồ), kỹ thuật điện (định luật Ohm, Kirchhoff, tính toán mạch), và nguyên lý động cơ đốt trong (hiểu chu trình công tác để nắm vai trò của hệ thống khởi động, đánh lửa).

Giảng viên có thể sử dụng tài liệu như bài giảng chính cho học phần, với cấu trúc 11 bài cho phép phân bổ linh hoạt theo số tiết lý thuyết và thực hành. Phần câu hỏi ôn tập cuối bài và bài tập tính toán hỗ trợ trực tiếp cho việc kiểm tra đánh giá.

Người tự học với nền tảng kỹ thuật điện cơ bản có thể sử dụng tài liệu như tài liệu tham khảo tra cứu, đặc biệt phần bảng ký hiệu màu dây, bảng cầu chì, và quy trình kiểm tra bảo dưỡng có giá trị thực tiễn trong bối cảnh sửa chữa điện ô tô.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Tài liệu phù hợp với sinh viên cao đẳng và trung cấp ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, đặc biệt những người đang học học phần điện thân xe hoặc điện – điện tử ô tô. Kỹ thuật viên đang làm việc tại xưởng dịch vụ ô tô cũng có thể tham khảo các phần quy trình kiểm tra và bảng số liệu tra cứu.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Như nêu trong Lời mở đầu của giáo trình, người học cần có kiến thức về điện tử cơ bản, kỹ thuật điện và nguyên lý động cơ đốt trong. Trong thực tế, người học cần biết đọc sơ đồ mạch điện cơ bản, sử dụng đồng hồ đo VOM, và hiểu khái niệm công suất, điện áp, cường độ dòng điện.

3. Điểm khác biệt với sách Hệ thống điện – điện tử trên Ô tô của PGS.TS Đỗ Văn Dũng?

Tập bài giảng này được biên soạn dựa trên sách của PGS.TS Đỗ Văn Dũng, nhưng đã được điều chỉnh cho phù hợp với mục tiêu giảng dạy: lược bỏ một số nội dung nghiên cứu chuyên sâu, bổ sung hình ảnh cập nhật, và tích hợp tài liệu đào tạo kỹ thuật của Toyota. Tài liệu ngắn gọn, có định hướng thực hành, và gắn với bối cảnh đào tạo nghề tại Việt Nam hơn so với sách tham khảo học thuật.

4. Làm sao để tự học hiệu quả?

Nhóm tác giả khuyến nghị đọc và nghiên cứu theo từng bài theo thứ tự, không bỏ qua bài trước để đọc bài sau. Với mỗi bài, nên đọc phần tổng quan nhiệm vụ – yêu cầu – phân loại trước, sau đó kết hợp đọc sơ đồ mạch điện song song với mô tả cấu tạo và nguyên lý. Thực hành giải các câu hỏi ôn tập và bài tập tính toán cuối bài giúp kiểm tra mức độ hiểu biết.

5. Có tài liệu bổ trợ nào được đề cập?

Giáo trình dẫn chiếu đến hai nguồn bổ trợ chính: sách Hệ thống điện – điện tử trên Ô tô của PGS.TS Đỗ Văn Dũng (được mô tả là đề cập khá đầy đủ về chủ đề này) và tài liệu đào tạo của Toyota. Ngoài ra, đối với hệ thống màu dây theo tiêu chuẩn của các hãng xe không thuộc tiêu chuẩn châu Âu (ví dụ Toyota, Honda, Hyundai), tài liệu chú thích rằng người đọc có thể tham khảo trong các tài liệu hướng dẫn thực hành điện ôtô của từng hãng.

---

Kết luận

Tài liệu Giảng Dạy Hệ Thống Điện Thân Xe (2023) của Khoa Cơ Điện-Ô Tô, Trường Cao đẳng Công nghệ TP.HCM cung cấp lộ trình học tập có cấu trúc cho học phần điện ô tô ở bậc cao đẳng. Ba giá trị học thuật cốt lõi của tài liệu gồm: (1) hệ thống hoá kiến thức từ tổng quan kiến trúc điện đến từng hệ thống cụ thể; (2) tích hợp số liệu kỹ thuật OEM có thể áp dụng trực tiếp trong thực hành chẩn đoán; (3) kết hợp phân tích lý thuyết đặc tuyến máy điện với quy trình kiểm tra thực tế.

Lộ trình học tập đề xuất: nắm vững Bài 01 trước để có nền kiến thức ký hiệu và quy ước mạch điện, tiếp tục theo thứ tự Bài 02 (khởi động) và Bài 03 (cung cấp điện) để hiểu rõ nguồn năng lượng trước khi chuyển sang các hệ thống phụ tải trong các bài tiếp theo.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, ngành công nghệ ô tô đã phát triển mạnh mẽ. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng và giải quyết các vấn đề về môi trường. Những tiện nghi, an toàn và hiệu suất các hệ thống trên ô tô đã không ngừng được cải tiến và phát triển liên tục. Trong sự phát triển đó phải kể đến các hệ thống điện và điện tử ôtô.

Giáo trình là nguồn tài liệu để sinh học tập và nghiên cứu về hệ thống điện và điện tử Ô tô. Để nắm bắt được kiến thức được biên soạn trong giáo trình đọc giả cần có kiến thức về điện tử cơ bản, kỹ thuật điện và nguyên lý của động cơ đốt trong. Giáo trình được chia làm 11 bài. Nội dung của giáo trình khái quát các hệ thống điện và điện tử trên ôtô, Hiện nay trên thị trường cũng có một số sách và tài liệu viết về điện và điện tử ô tô.

Trong các tài liệu này có sách <Hệ thống điện - điện tử trên Ô tô= của PGS TS Đỗ Văn Dũng, được đề cập khá đầy đủ. Tập bài giảng <Hệ thống điện thân xe= được chúng tôi biên soạn dựa trên nội dung sách của PGS TS Đỗ Văn Dũng và tài liệu đào tạo của TOYOTA. Quá trình biên soạn chúng tôi đã lược bỏ và đưa vào những nội dung và hình ảnh mới để phù hợp cho việc giảng dạy. Giáo trình được biên soạn bố trí từ khái quát đến các hệ thống trên ô tô, để nắm bắt được nội dung giáo trình đọc giả đọc và nghiên cứu theo từng chương.

Vì sự phát triển giáo dục và đào tạo của ngành công nghệ ô tô, kính mong quí đồng nghiệp, đóng góp kiến để tập bài giảng ngày hoàn thiện hơn. Xin chân thành cám ơn. Bài 01: Khái quát về hệ thống điện thân xe BÀI 01: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE 1. Tổng quan các hệ thống điện trên ôtô - Hệ thống khởi động (starting system): Bao gồm ắc quy, máy khởi động điện (starting motor), các relay điều khiển và relay bảo vệ khởi động.

Đối với động cơ diesel có trang bị thêm hệ thống xông máy (glow system). - Hệ thống cung cấp điện (charging system): gồm ắc quy, máy phát điện (alternators), bộ tiết chế điện (voltage regulator), các relay và đèn báo nạp. - Hệ thống đánh lửa (Ignition system): Bao gồm các bộ phận chính: ắc quy, khóa điện (ignition switch), bộ chia điện (distributor), biến áp đánh lửa hay bô bin (ignition coils), hộp điều khiển đánh lửa (igniter), bugi (spark plugs). - Hệ thống chiếu ánh sáng và tín hiệu (lighting and signal system): gồm các đèn chiếu sáng, các đèn tín hiệu, còi, các công tắc và các relay.

- Hệ thống đo đạc và kiểm tra (gauging system): chủ yếu là các đồng hồ báo trên tableau và các đèn báo gồm có: đồng hồ tốc độ động cơ (tachometer), đồng hồ đo tốc độ xe (speedometer), đồng hồ đo nhiên liệu và nhiệt độ nước. - Hệ thống điều khiển động cơ (engine control system): gồm hệ thống điều khiển xăng, lửa, góc phối cam, ga tự động (cruise control). Ngoài ra, trên các động cơ diesel ngày nay thường sử dụng hệ thống điều khiển phun nhiên liệu bằng điện tử (EDC – electronic diesel control hoặc common rail injection) - Hệ thống điều khiển ôtô: bao gồm hệ thống điều khiển phanh chống hãm ABS (antilock brake system), hộp số tự động, tay lái, gối hơi (SRS), điều khiển lực kéo (traction control). -Hệ thống điều hòa nhiệt độ (air conditioning system): bao gồm máy nén (compressor), giàn nóng (condenser), lọc ga (dryer), van tiết lưu (expansion valve), giàn lạnh (evaporator) và các chi tiết điều khiển như relay, thermostat, hộp điều khiển, công tắc A/C… Nếu hệ thống này được điều khiển bằng máy tính sẽ có tên gọi là hệ thống tự động điều hòa khí hậu (automatic climate control).

- Các hệ thống phụ: ● Hệ thống gạt nước, xịt nước (wiper and washer system). ● Hệ thống điều khiển cửa (door lock control system). ● Hệ thống điều khiển kính (power window system). ● Hệ thống điều khiển kính chiếu hậu (mirror control).

● Hệ thống định vị (navigation system). 1 Bài 01: Khái quát về hệ thống điện thân xe 1. Bộ điều chỉnh điện; 5. Motor lau cửa kính; 6.

Biến áp đánh lửa; 7. Bộ chia điện; 8. Đồng hồ; 10 và 15. Công tắc đèn trần tự động; 11.

Công tắc đèn trần; 12. Đèn trần; 13 và 16. Bó dây chính; 14. Máy khởi động điện; 18.1: Sơ đồ bố trí các thiết bị điện trên ôtô (M21 – Volga) 2 Bài 01: Khái quát về hệ thống điện thân xe 2.

Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống điện 2. Nhiệt độ làm việc Tùy theo vùng khí hậu, thiết bị điện trên ôtô được chia ra làm nhiều loại: ● Ở vùng lạnh và cực lạnh (-40oC) như ở Nga, Canada. ● Ở vùng ôn đới (20oC) như ở Nhật Bản, Mỹ, châu Âu … ● Nhiệt đới (Việt Nam, các nước Đông Nam Á, châu Phi…). ● Loại đặc biệt thường dùng cho các xe quân sự (sử dụng cho tất cả mọi vùng khí hậu).

Sự rung xóc Các bộ phận điện trên ôtô phải chịu sự rung xóc với tần số từ 50 đến 250 Hz, chịu được lực với gia tốc 150m/s2. Điện áp Các thiết bị điện ôtô phải chịu được xung điện áp cao với biên độ lên đến vài trăm volt. Độ ẩm Các thiết bị điện phải chịu được độ ẩm cao thường có ở các nước nhiệt đới. Độ bền Tất cả các hệ thống điện trên ôtô phải được hoạt động tốt trong khoảng 0,9 ÷ 1,25 Uđịnh mức (Uđm = 14 V hoặc 28 V) ít nhất trong thời gian bảo hành của xe.

Nhiễu điện từ Các thiết bị điện và điện tử phải chịu được nhiễu điện từ xuất phát từ hệ thống đánh lửa hoặc các nguồn khác. Nguồn điện trên ôtô Nguồn điện trên ô tô là nguồn điện một chiều được cung cấp bởi ắc quy, nếu động cơ chưa làm việc, hoặc bởi máy phát điện nếu động cơ đã làm việc. Để tiết kiệm dây dẫn, thuận tiện khi lắp đặt sửa chữa…, trên đa số các xe, người ta sử dụng thân sườn xe (car body) làm dây dẫn chung (single wire system). Vì vậy, đầu âm của nguồn điện được nối trực tiếp ra thân xe.

Các loại phụ tải điện trên ô tô Các loại phụ tải điện trên ôtô được mắc song song và có thể được chia làm 3 loại: 4. Phụ tải làm việc liên tục: gồm bơm nhiên liệu (50 ÷ 70W), hệ thống đánh lửa (20W), kim phun (70 ÷ 100W) … 3 Bài 01: Khái quát về hệ thống điện thân xe 4. Phụ tải làm việc không liên tục: gồm các đèn pha (mỗi cái 60W), cốt (mỗi cái 55W), đèn kích thước (mỗi cái 10W), radio car (10 ÷ 15W), các đèn báo trên tableau (mỗi cái 2W)… 4. Phụ tải làm việc trong khoảng thời gian ngắn: gồm đèn báo rẽ (4 x 21W + 2 x 2W), đèn thắng (2 x 21W), motor điều khiển kính (150W), quạt làm mát động cơ (200W), quạt điều hòa nhiệt độ (2 x 80W), motor gạt nước (30 ÷ 65W), còi (25 ÷ 40W), đèn sương mù (mỗi cái 35 ÷ 50W), còi lùi (21W), máy khởi động (800 ÷ 3000W), mồi thuốc (100W), anten (dùng motor kéo (60W)), hệ thống xông máy (động cơ diesel) (100 ÷ 150W), ly hợp điện từ của máy nén trong hệ thống lạnh (60W)… Ngoài ra, người ta cũng phân biệt phụ tải điện trên ô tô theo công suất, điện áp làm việc.

4 Bài 01: Khái quát về hệ thống điện thân xe 5. Các ký hiệu và quy ước trong sơ đồ mạch điện CÁC KÝ HIỆU TRONG MẠCH ĐIỆN Ô TÔ Nguồn ắc quy Bóng đèn Tụ điện Bóng đèn 2 tim Mồi thuốc Còi Cái ngắt mạch (CB) Bô bin Diode Diode zener Bóng đèn Cảm biến điện từ LED trong bộ chia điện Cầu chì Đồng hồ loại kim Dây chảy (cầu chì FUEL Đồng hồ hiện số chính) Nối mass (thân Động cơ điện xe) M 5 Bài 01: Khái quát về hệ thống điện thân xe Relay thường đóng (NC – normally Loa closed) Relay thường hở Công tắc thường (NO – normally mở (NO – open) normally open) Relay kép (Changeover relay) Công tắc thường đóng (NC – normally closed) Điện trở Công tắc kép (changeover) Điện trở nhiều nấc Công tắc máy Biến trở Nhiệt điện trở Công tắc tác động bằng cam Công tắc lưỡi gà Transistor (cảm biến tốc độ) Đoạn dây nối Không nối Solenoid Nối 6 Bài 01: Khái quát về hệ thống điện thân xe 6. Các loại rơle, cầu chì, dây dẫn. Rơ le và cầu chì.

Các phụ tải điện trên xe hầu hết đều được mắc qua cầu chì. Tùy theo tải cầu chì có giá trị thay đổi từ 5 ÷ 30A. Dây chảy (Fusible link) là những cầu chì lớn hơn 40 A được mắc ở các mạch chính của phụ tải điện lớn hoặc chung cho các cầu chì cùng nhóm làm việc thường có giá trị vào khoảng 40 ÷120A. Ngoài ra, để bảo vệ mạch điện trong trường hợp chập mạch, trên một số hệ thống điện ôtô người ta sử dụng bộ ngắt mạch (CB – circuit breaker) khi quá dòng.2 trình bày sơ đồ hộp cầu chì của xe Honda Accord 1989.

Đèn pha phải. Quạt giàn lạnh (Hoặc nóng). Quạt làm mát động cơ và giàn nóng. Relay điều khiển xông kính, điều hoà 23.

Xông kính sau. Hệ thống phun xăng. Điều khiển kính chiếu hậu, quạt làm 25. Motor quay kính sau (phải).

Motor quay kính sau (trái). Motor quay đèn đầu (phải). Hệ thống gạt, xịt nước kính, điều 28. Motor quay đèn đầu (trái).

khiển kính cửa sổ. Quạt giàn nóng. Tiết chế điện thế, cảm biến tốc độ, hệ 30. Hộp điều khiển quạt.

thống phun xăng. Hệ thống sưởi. Hệ thống ga tự động. Hệ thống khóa cửa.

Hệ thống đánh lửa. Đồng hồ, cassette, ECU. Hệ thống khởi động. Mồi thuốc, đèn soi sáng.

Hệ thống phun xăng. Hệ thống quay đèn đầu. Công tắc ly hợp. Hệ thống báo rẽ và báo nguy.

Hệ thống phun xăng. Còi đèn thắng, dây an toàn. Đèn chiếu sáng trong salon. Motor quay kính trước (phải).

Hộp điều khiển quay đèn đầu. Motor quay kính trước (trái). Đèn cốt trái. Quạt dàn lạnh 18.

Đèn cốt phải. Đèn pha trái. 7 Bài 01: Khái quát về hệ thống điện thân xe Hình 1.2: Sơ đồ mạch điện hộp cầu chì xe HONDA ACCORD 1989 8 Bài 01: Khái quát về hệ thống điện thân xe Để các phụ tải điện làm việc, mạch điện nối với phụ tải phải kín. Thông thường phải có các công tắc đóng mở trên mạch.

Công tắc trong mạch điện xe hơi có nhiều dạng: thường đóng (normally closed), thường mở (normally open) hoặc phối hợp (changeover switch) có thể tác động để thay đổi trạng thái đóng mở (ON – OFF) bằng cách nhấn, xoay, mở bằng chìa khóa.