mở đầu: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE Th i gian: 8 gi Giới thiệu: Hệ thống điện thân xe hiện nay có cấu tạo rất phức tạp, bài này giúp ngƣời học có cách nhìn về tổng quan về hệ thống điện thân xe, để làm cơ sở học các bài kế tiếp. Mục tiêu: - Trình bày đƣợc nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại các hệ thống điện thân xe - Giải thích đƣợc sơ đồ tổng quát và nguyên lý làm việc của các hệ thống điện thân xe. - Nhận dạng đƣợc các cụm chi tiết cơ bản trong các hệ thống điện trên ô tô - Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô - Rèn luyện tính kỷ luật, c n thận, tỉ mỉ của học viên. Nội dung bài: I Nhiệm vụ, êu cầu và ph n o i 1.
Nhiệm vụ: - Cung cấp điện cho các phụ tải và nạp điện cho accu trên ôtô. - Khởi động động cơ, điều khiển phun xăng và đánh lửa. Yêu cầu: - Nguồn điện phải bảo đảm một hiệu điện thế ổn định ở mọi chế độ phụ tải và thích ứng với mọi điều kiện môi trƣờng làm việc. - Hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo điều kiện làm việc cho ngƣời lái ô tô nhất là vào ban đêm và bảo đảm an toàn giao thông.
- Các bộ phận điện trên ôtô phải chịu sự rung sốc với tần số từ 50 đến 250 Hz, chịu đƣợc lực với gia tốc 150m/s2. - Các thiết bị điện ôtô phải chịu đƣợc xung điện áp cao với biên độ lên đến vài trăm volt. - Các thiết bị điện phải chịu đƣợc độ m cao thƣờng có ở các nƣớc nhiệt đới. - Tất các hệ thống điện trên ôtô phải đƣợc 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.
- Các thiết bị điện và điện tử phải chịu đƣợc nhiễu điện từ xuất phát từ hệ thống đánh lửa hoặc các nguồn khác. Phân lo i: Hiện nay, các hoạt động của ô tô hầu nhƣ đƣợc điều khiển bằng điện khá phức tạp, để đơn giản ta chia thành từng cụm nhƣ sau: a) Hệ thống khởi động (Starting system): Bao gồm accu, 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). b) Hệ thống cung cấp điện (Charging system): Gồm accu, máy phát điện (Alternators), bộ tiết chế điện (Voltage regulator), các relay và đèn báo nạp.
c) Hệ thống đánh lửa (Ignition system): Bao gồm các bộ phận chính: accu, khóa điện (Ignition switch), bộ chia điện (Distributor), biến áp đánh lửa hay bôbin (Ignition coils), hộp điều khiển đánh lửa (Igniter), bugi (Spark plugs). d) 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. e) 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 nƣớc. f) Hệ thống điều khiển động cơ (Engine control system): Bao gồm hệ thống điều khiển xăng, lửa, góc phối cam, ga tự động (cruise control).
Ngoài ra, trên các động cơ diesel ngày nay thƣờng sử dụng hệ thống điều khiển nhiên liệu bằng điện tử (EDC – electronic diesel control hoặc unit pump in line) g) Hệ thống điều khiển ôtô: Hệ thống điều khiển phanh chống hãm ABS (Antilock brake system), hộp số tự động, tay lái, gối hơi (SRS), lực kéo (Traction control). h) Hệ thống điều hòa nhiệt độ (Air conditioning system): Bao gồm máy nén (Compressor), giàn nóng (condenser), lọc ga (dryer), van tiết lƣu (expansion valve), giàn lạnh (Evaporator) và các chi tiết điều khiển nhƣ relay, thermostat, hộp điều khiển, công tắc A/C… Nếu hệ thống này đƣợc điều khiển bằng máy tính sẽ có tên gọi là hệ thống tự động điều hòa khí hậu (Automatic climate control). i) Các hệ thống phụ: Hệ thống gạt nƣớc, xịt nƣớc (Wiper and washer system). 7 Hệ thống điều khiển cửa (Door lock control system).
Hệ thống điều khiển kính (Power window system). Hệ thống điều khiển kính chiếu hậu. II SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE: 1 Sơ đồ hệ thống cung cấp điện tổng quát trên ô tô: HT điều khi n động cơ HT HT Đánh lửa & Phun xăng) chi u sáng tín hiệu HT thông tin Accu HT giải trí trong xe HT điều hòa không khí Máy phát HT khóa cửa điện & bảo vệ xe HT ĐK phanh HT khởi động HT gạt & xông HT khoá đai an động cơ kính to n & ĐK túi khí Hình 1-1: Sơ đồ hệ thống cung cấp điện tổng quát trên ô tô Phụ tải điện trên ôtô có thể chia làm 3 loại: tải thƣờng trực là những phụ tải liên tục hoạt động khi xe đang chạy, tải gián đoạn trong thời gian dài và tải gián đoạn trong thời gian ngắn. Trên hình 1-2 trình bày sơ đồ phụ tải điện trên ôtô hiện đại.
8 * Sơ đồ phụ tải điện trên ô tô: MÁY PHÁT ACCU Tải hoạt động gián đoạn Tải hoạt động gián đoạn Tải thư ng tr c trong th i gian d i trong th i gian ngắn Hệ thống đánh Car radio Đèn báo rẽ Đèn sƣơng mù 2 lửa 20W 10 - 15W 4 x 21W x 35W Đèn stop Đèn de Bơm nhiên Đèn báo trên 2 x 21W 2 x 21W liệu 50 - 70W tableau 8x2W Đèn trần 5W Motor gạt nƣớc 60 - 90W Hệ thống phun nhiên liệu Đèn kích thƣớc 4x10W Motor điều Khởi động điện 70 - 100W khiển kính 800 - 3000W 4 x 30W Đèn đậu 4 x 3-5W Quạt làm mát Quạt điều hoà động cơ nhiệt độ 2 x 100W Đèn cốt 2 x 80W 4 x 55W Mồi thuốc Xông kính 100W Đèn pha 120W 4 x 60W Hệ thống xông Motor phun máy (động cơ Đèn soi biển nƣớc rửa kính diesel) 100W số 2 x 5W 30-60W Còi 25 - 40W Hình 1-2: Sơ đồ phụ tải điện trên ôtô 9 2. Nguyên lý làm việc của hệ thống điện thân xe: a) Nguồn điện trên ôtô Nguồn điện trên ô tô là nguồn điện một chiều đƣợc cung cấp bởi accu nếu động cơ chƣa 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 ngƣời ta sử dụng thân sƣờn xe (car body) làm dây dẫn chung (single wire system). Vì vậy, đầu âm của nguồn điện đƣợc nối trực tiếp ra thân xe.
b) Các lo i phụ tải điện trên ôtô -Phụ tải làm việc liên tục: Bơm nhiên liệu (50 70W); hệ thống đánh lửa (20W), kim phun (70 100W),… -Phụ tải làm việc không liên tục: Gồm các đèn pha (Mỗi cái 60W), cốt (Mỗi cái 55W), đèn kích thƣớc (Mỗi cái 10W), radio car (10 15W), các đèn báo trên tableau (Mỗi cái 2W),… -Phụ tải làm việc trong khoảng thời gian ngắn: 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 nƣớc (30 65W); còi (25 40W); đèn sƣơng mù (mỗi cái 35 50W); còi lui (21W), máy khởi động (800 3000W), mồi thuốc (100W); ănten (Dùng motor kéo (60W), hệ thống xông máy (Động cơ diesel) (100 150W), ly hợp điện từ cuả máy nén trong hệ thống lạnh (60W),… Ngoài ra, ngƣời ta cũng phân biệt phụ tải điện trên ô tô theo công suất, điện áp làm việc,. c) Các thiết bị bảo vệ và điều khiển trung gian Các phụ tải điện trên xe hầu hết đều đƣợc 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 đƣợc mắc ở các mạch chính của phụ tải điện lớn hoặc chung cho các cầu chì cùng nhóm làm việc thƣờng có giá trị vào khoảng 40 120A.
Ngoài ra, để bảo vệ mạch điện trong trƣờng hợp chập mạch, trên một số hệ thống điện ôtô ngƣời ta sử dụng bộ ngắt mạch (CB – circuit breaker) khi quá dòng. 10 III NHẬN DẠNG CÁC KÝ HIỆU CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE: 1. Các ký hiệu Nguồn accu Bóng đèn Tụ điện Bóng đèn 2 tim Mồi thuốc Còi Cái ngắt mạch (CB) Bobine Diode Diode zener Bóng đèn Cảm biến điện từ LED trong bộ chia điện Cầu chì Đồng hồ kim loại Dây chảy (cầu chì FUE Đồng hồ hiện số chính) L Nối mass(thân Động cơ điện xe) M 11 Relay thƣờng đóng (NC – normally Loa closed) Relay thƣởng hở Công tắc thƣờng mở (NO – normally (NO – normally open) open) Relay kép Công tắc thƣờng (Changeover relay) đóng (NC – normally closed) Điện trở Công tác kép (changeover) Điện trở nhiều nấc Công tắc máy Biến trở Nhiệt điện trở Công tác tác động bằng cam Công tắc lƣỡi gà Transistor (cảm biến tốc độ) Đoạn dây nối Không nối Solenoid Nối 2. D điện và bối d điện trong hệ thống điện ôtô a) Ký hiệu màu và ký hiệu số Trong khuôn khổ giáo trình này, tác giả chỉ giới thiệu hệ thống màu dây và ký hiệu quy định theo tiêu chu n châu Âu.
Các xe sử dụng hệ thống màu theo tiêu chu n này là: Ford, Volswagen, BMW, Mercedes,… Các tiêu chu n của các loại xe khác bạn đọc có thể tham khảo trong các tài liệu hƣớng dẫn thực hành điện ô tô. 12 Bảng 1-1: Ký hiệu màu dây hệ châu Âu Màu Ký hiệu Đường dẫn Đỏ Rt Từ accu Trắng/Đen Ws/Sw Công tắc đèn đầu Trắng Ws Đèn pha (chiếu xa) Vàng Ge Đèn code (chiếu gần) Xám Gr Đèn kích thƣớc và báo rẽ chính Xám/Đen Gr/Sw Đèn kích thƣớc trái Xám/Đỏ Gr/Rt Đèn kích thƣớc phải Đen/Vàng Sw/Ge Đánh lửa Đen/Trắng/Xanh lá Sw/Ws/Gn Đèn báo rẽ Đen/Trắng Sw/Ws Baó rẽ trái Đen/Xanh lá Sw/Gn Báo rẽ phải Xanh lá nhạt LGn Âm bôbin Nâu Br Mass Đen/Đỏ Sw/Rt Đèn thắng Bảng 1-2: Ký hiệu đầu dây hệ châu Âu 1 Âm bôbin 4 Dây cao áp 15 Dƣơng công tắc máy 30 Dƣơng accu 31 Mass 49 Ngõ vào cục chớp 49a Ngõ ra cục chớp 13 50 Điều khiển đề 53 Gạt nƣớc 54 Đèn thắng 55 Đèn sƣơng mù 56 Đèn đầu 56a Đèn pha 56b Đèn cốt 58 Đèn kích thƣớc 61 Báo sạc 85, 86 Cuộn dây relay 87 Tiếp điểm relay b) Tính Toán Chọn D Các hƣ hỏng trong hệ thống điện ô tô ngày nay chủ yếu bắt nguồn từ dây dẫn vì đa số các linh kiện bán dẫn đã đƣợc chế tạo với độ bền khá cao. Ôtô càng hiện đại, số dây dẫn càng nhiều thì xác suất hƣ hỏng càng lớn.