BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH Nguyễn Bá Thiện, Nguyễn Văn Hậu GIÁO TRÌNH HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE (LƯU HÀNH NỘI BỘ) Quảng Ninh- 2017 LỜI NÓI ĐẦU Để đáp ứng kịp thời yêu cầu của nhiệm vụ đào tạo, Trường ĐHCN Quảng Ninh tổ chức biên soạn cuốn giáo trình Hệ thống điện thân xe. Sách được dùng làm tài liệu giảng dạy và học tập cho sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô trong nhà trường và làm tài liệu tham khảo cho những người làm công tác kĩ thuật trong ngành ô tô. Giáo trình được nhóm cán bộ giảng dạy thuộc bộ môn Cơ khí Ô tô Trường ĐHCN Quảng Ninh biên soạn, Trong quá trình biên soạn chúng tôi đã rất cố gắng để cuốn sách đảm bảo được tính khoa học, hiện đại và gắn liền với thực tế về sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất ô tô. Nhưng do khả năng có hạn và những hạn chế về thời gian và những điều kiện khách quan khác, cuốn giáo trình chắc chắn sẽ không tránh khỏi những khiếm khuyết.
Chúng tôi mong nhận được ý kiến đóng góp của các bạn đọc và đồng nghiệp để lần tái bản sau được hoàn chỉnh hơn. Nhóm tác giả CHƢƠNG 1: HỆ THỐNG THÔNG TIN TRÊN ÔTÔ 1. TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN TRÊN ÔTÔ 1. Lý thuyết về hệ thống thông tin trên ôtô Bảng đồng hồ giúp tài xế và người sửa chữa biết được thông tin về các hệ thống chính trong xe.
Bảng đồng hồ sử dụng các đồng hồ và các đèn để hiển thị, báo hiệu sự hoạt động của một số bộ phận quan trọng trên ôtô. Bảng đồng hồ ở buồng lái thường bố trí các loại đồng hồ sau: - Đồng hồ tốc độ xe. - Đồng hồ tốc độ động cơ. - Đồng hồ áp suất dầu.
- Đồng hồ báo nhiên liệu. - Đồng hồ nhiệt độ nước làm mát. Ngoài các đồng hồ trên, trên táplô còn có các đèn cảnh báo các thông số quá mức, các chức năng của thiết bị điện và sự hoạt động không bình thường của các hệ thống. Nhìn chung chúng bao gồm các đèn sau: - Đèn báo áp suất dầu thấp.
- Đèn báo pha, cốt. - Đèn báo đèn cảnh báo (giống như đèn báo xi nhan). - Đèn báo xăng sắp hết. - Đèn báo hệ thống phanh.
- Đèn báo mở cửa. 1 Đồng hồ Đèn Đèn báo hiệu tốc độ báo rẽ Các đèn báo và đèn cảnh Đồng hồ hiệu và đèn động cơ báo tốc độ xe cảnh báo Đồng hồ áp Vôn kế suất dầu Đồng hồ nhiệt độ Đồng hồ nước làm mát Đèn báo nhiên liệu chế độ pha Hình 1.1: Các loại đồng hồ chỉ thị bằng kim và các ký hiệu trên bảng đồng hồ. Đèn báo thắt dây an toàn chưa Đèn báo phanh T-BELT đúng vị trí. Đèn báo nhắc thắt dây an Đèn báo lọc nhiên liệu bị bẩn, toàn.
Đèn báo mực nước làm mát Đèn báo sạt. Đèn báo áp lực dầu thấp. Đèn báo mực nhớt động Đèn báo nguy. Đèn báo động cơ hoạt Đèn báo xông.
động không bình thường. Đèn báo cánh cửa chưa Đèn báo pha. 2 A- Báo áp lực nhớt C- Báo nhiệt độ nhớt E: Các đèn báo G- Tốc độ động cơ B- Báo điện áp D- Báo mực xăng F- Tốc độ xe H- Hành trình Hình 1.2: Cấu tạo đồng hồ táplô loại hiện số. Cấu trúc tổng quát và phân loại hệ thống thông tin trên ôtô: 1.
Cấu trúc tổng quát: Bao gồm các đồng hồ sau: a- Đồng hồ tốc độ xe: Nó bao gồm đồng hồ tốc độ để chỉ tốc độ xe, đồng hồ quãng đường để chỉ quãng đường xe đi được từ lúc xe bắt đầu hoạt động và đồng hồ hành trình. b- Đồng hồ tốc độ động cơ. Chỉ thị tốc độ động cơ theo v/p (vòng/phút) hay tốc độ trục khuỷu động cơ. Chỉ thị điện áp Accu hay điện áp ra của máy phát.
d- Đồng hồ áp lực nhớt. Chỉ thị áp lực nhớt của động cơ. e- Đồng hồ nhiệt độ nước làm mát. Chỉ thị nhiệt độ nước làm mát động cơ.
f- Đồng hồ báo nhiên liệu. Chỉ thị mức nhiên liệu có trong bình. g- Đèn báo áp suất dầu thấp. Chỉ thị rằng áp suất dầu động cơ thấp dưới mức bình thường.
h- Đèn báo Accu phóng điện. 3 Chỉ thị rằng hệ thống nạp hoạt động không bình thường. i- Đèn báo pha, cốt. Chỉ thị rằng đèn đang ở chế độ bật pha, cốt.
j- Đèn báo xi nhan. Chỉ thị đèn báo rẽ phải hay trái. k- Đèn báo nguy hoặc ưu tiên. Chỉ thị rằng cả đèn báo xi nhan phải và trái đang chớp.
l- Đèn báo mức nhiên liệu thấp. Chỉ thị rằng nhiên liệu trong thùng nhiên liệu sắp hết. m- Đèn báo hệ thống phanh. Chỉ thị rằng đang kéo phanh tay, dầu phanh không đủ hay bố thắng quá mòn.
n- Đèn báo cửa mở. Chỉ thị rằng có cửa chưa được đóng chặt. Phân loại: Hệ thống thông tin trên ôtô có hai dạng: a. Thông tin dạng tương tự: Thông tin dạng tương tự (Analog) trên Ôtô là các loại đồng hồ chỉ báo bằng kim.
Thông tin dạng số: Thông tin dạng số: (Digital) là loại đồng hồ hiển thị sử dụng các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau và tính toán dựa trên các tín hiệu này để xác định tốc độ xe, rồi hiển thị chúng ở dạng số hay các đồ thị dạng thanh. Các yêu cầu của hệ thống thông tin trên Ôtô: Do đặc thù trong hoạt động của ôtô nên hệ thống thông tin trên ôtô ngoài yêu cầu đòi hỏi tính mỹ thuật phải đảm bảo: - Độ bền cơ học. - Chịu được nhiệt độ cao. - Chịu được độ ẩm.
- Có độ chính xác cao.3: Sơ đồ của một tableau loại tương tự 1. THÔNG TIN DẠNG TƢƠNG TỰ (ANALOG) 5 Đây là hệ thống các đồng hồ và các đèn hiệu để kiểm tra và theo dõi hoạt động của một số bộ phận quan trọng của động cơ cũng như toàn xe.4: Đồng hồ chỉ thị bằng kim. Đồng hồ và cảm biến báo áp suất dầu: Đồng hồ áp suất dầu báo áp suất dầu trong động cơ giúp phát hiện hư hỏng trong hệ thống bôi trơn. Đồng hồ áp suất dầu là kiểu đồng hồ lưỡng kim.
Toàn bộ cơ cấu đồng hồ thường gồm hai phần: bộ cảm biến, được lắp vào carte của động cơ hoặc nắp ở bộ lọc dầu thô và đồng hồ (bộ phận chỉ thị), được bố trí ở bảng đồng hồ trước mặt tài xế. Đồng hồ và bộ cảm biến mắc nối tiếp với nhau và đấu vào mạch sau công tắc máy. Bộ cảm biến làm nhiệm vụ biến đổi tương đương sự thay đổi của áp suất dầu nhờn thành sự thay đổi của các tín hiệu điện để đưa về đồng hồ đo. Đông hồ là bộ phận chỉ thị áp suất nhớt ứng với các tín hiệu điện thay đổi từ bộ cảm biến.
Thang đo đồng hồ được phân độ theo đơn vị Kg/cm2. Trên các ôtô ngày nay có thể gặp bốn loại đồng hồ áp suất dầu nhờn: loại đồng hồ nhiệt điện, loại từ điện, cơ khí đơn thuần và loại điện tử. Ở đây chỉ giới thiệu hai loại là đồng hồ nhiệt điện và loại từ điện. Đồng hồ áp suất nhớt kiểu đồng hồ nhiệt điện.
6 Cấu tạo: Xem hình 1.5 Phaàn töû löôõng kim Boä taïo aùp suaát daàu Daây may so Phaàn töû löôõng kim Daây may so Tieáp ñieåm Coâng taéc maùy Maøng Accu Caûm bieán aùp suaát daàu Hình 1.5: Đồng hồ áp suất dầu. Nguyên lý của loại đồng hồ này là cho môt dòng điện đi qua một phần tử lưỡng kim được chế tạo bằng cách liên kết hai loại kim loại hoặc hợp kim có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau. Nhờ hệ số giãn nở nhiệt khác nhau, nên các phần tử lưỡng kim bị cong khi nhiệt thay đổi. Rất nhiều đồng hồ bao gồm một phần tử lưỡng kim kết hợp với một dây may so.
Phần tử lưỡng kim có hình dạng như hình 1. Khi phần tử lưỡng kim bị cong do ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường không làm tăng sai số của đồng hồ. 7 Löôõng kim A Daây may so Khoâng sinh nhieät Bò cong bôûi doøng ñieän A Sinh nhieät Nhieät ñoä khoâng cao (Khoâng sai soá) Hình 1.6: Hoạt động của phần tử lưỡng kim. Hoạt động: Áp suất dầu thấp/không có áp suất dầu.
Phần tử lưỡng kim ở bộ phận áp suất dầu gắn một tiếp điểm và độ dịch chuyển kim đồng hồ tỉ lệ với dòng điện chạy qua dây may so. Khi áp suất dầu bằng không, tiếp điểm mở, không có dòng điện chạy qua khi bật công tắc máy. Vì vậy, kim vẫn chỉ không. Khi áp suất dầu thấp, màng đẩy tiếp điểm làm nó tiếp xúc nhẹ.
Sau đó có một dòng điện chạy qua dây may so của cảm biến và bộ báo áp suất dầu. Vì áp suất tiếp xúc của tiếp điểm nhỏ, tiếp điểm lại mở do phần tử lưỡng kim bị uốn cong do có dòng điện nhỏ chạy qua. Do tiếp điểm phía bộ cảm nhận áp suất dầu mở khi dòng điện chạy qua trong một thời gian rất ngắn, nhiệt độ của phần tử lưỡng kim trong bộ chỉ thị không tăng nên nó bị uốn ít. Vì vậy, kim sẽ lệch nhẹ.
8 Ñoàng hoà baùo aùp suaát daàu Coâng taéc maùy Accu Caûm bieán aùp suaát daàu Khoâng coù aùp suaát daàu Hình 1.7: Hoạt động của đồng hồ nhiệt điện khi áp suất dầu thấp/không có dầu. Áp suất dầu cao. Khi áp suất dầu tăng, màng đẩy tiếp điểm mạnh nâng phần tử lưỡng kim lên. Vì vậy, dòng điện sẽ chạy qua trong một thời gian dài, tiếp điểm sẽ mở chỉ khi phần tử lưỡng kim uốn lên trên đủ để chống lại lực đẩy của dầu.
Do dòng điện chạy qua bộ báo áp suất dầu trong một thời gian dài cho đến khi tiếp điểm phía cảm biến áp suất dầu mở, nhiệt độ phần tử lưỡng kim phía bộ chỉ thị tăng làm tăng độ cong của nó. Khiến kim đồng hồ lệch nhiều. Như vậy, độ cong của phần tử lưỡng kim trong bộ chỉ thị tỉ lệ với độ cong của phần tử lưỡng kim trong bộ cảm nhận áp suất dầu. Ñoàng hoà baùo aùp suaát daàu Coâng taéc maùy Accu Caûm bieán aùp suaát daàu AÙp suaát daàu cao 9 Hình 1.8: Hoạt động của đồng hồ nhiệt điện khi áp suất dầu cao.
Đồng hồ áp suất dầu loại từ điện. Cấu tạo: Như hình vẽ dưới đây: Ñoàng hoà chæ thò Boä caûm bieán Coâng taéc maùy Hình 1.9: Đồng hồ áp suất dầu nhờn loại từ điện. Chú thích hình vẽ 1. b) Véctơ từ thông tổng và vị trí kim đồng hồ ứng với các vị trí khác nhau.
c) Sơ đồ nguyên lý đấu dây. 1- Buồng sáp suất 11- Lá đồng tiếp điện 2- Chốt tì 12- Dây dẫn đồng 3- và 7- Vít điều chỉnh 13- Lò xo.