Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống khởi động xe Toyota Vios 2018

Đề tài nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống khởi động xe Toyota Vios 2018. Phân tích sơ đồ mạch, linh kiện và nguyên lý hoạt động.

• Tác giả: Lê Nguyễn Duy Hưng
• Người hướng dẫn: Lê Trí Hiếu
• Trường học: HCM University of Technology, Institute of International Education
• Chuyên ngành: Automotive Engineering
• Đề tài: Thiết Kế Mô Hình Hệ Thống Khởi Động Toyota Vios 2018
• Loại tài liệu: Đồ án môn học
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

Mục lục chi tiết

• Acknowledgement
• Table of figure
• 1. Chapter 1: Topic introduction
• 1.1. Introduction
• 1.2. Definitions
• 1.3. Topic objective
• 1.4. Study method
• 2. Chapter 2: Overview of starting system
• 2.1. Starting system requirement
• 2.2. Starting system design
• 2.3. Starting system circuit
• 2.4. Types of starter motor
• 2.4.1. Inertia starters
• 2.4.2. Pre-engaged starters
• 2.4.3. Permanent magnet starters
• 2.4.4. Heavy Vehicle starters
• 2.5. Toyota Vios 2018 circuit diagram and basic operation
• 2.5.1. Component of the Toyota Vios 2018 starting system
• 2.5.1.1. Armature shaft and rear bushing
• 2.5.1.2. Brushes and brushes mount
• 2.5.1.3. Field coil and housing
• 2.5.1.4. Bendix drive and Bendix gear
• 2.5.2. Toyota Vios 2018 starting system circuit and operation
• 2.5.2.1. Toyota Vios 2018 starting circuit analyze
• 2.6. Diagnostic, services of the Toyota Vios 2018 starting system
• 2.6.1. Diagnostic the Toyota Vios 2018 Starting system
• 3. Chapter 3: Manufacture the starter system based on Toyota Vios 2018
• 3.1. Design a circuit diagram on “Circuit diagram web editor”
• 3.2. The Parameters of components of the model
• 3.3. Simulating a basic model of the starting system

Tóm tắt

I. Khám Phá Toàn Diện Mô Hình Hệ Thống Khởi Động Vios 2018

Hệ thống khởi động là một trong những cụm chi tiết quan trọng nhất trên xe ô tô, có nhiệm vụ biến đổi năng lượng điện từ ắc quy thành năng lượng cơ học để quay trục khuỷu động cơ đến tốc độ tối thiểu, khởi tạo chu trình đốt cháy. Đối với dòng xe phổ thông như Toyota Vios 2018, việc hiểu rõ cấu trúc và nguyên lý của hệ thống này không chỉ cần thiết cho công tác sửa chữa mà còn là nền tảng cho các hoạt động nghiên cứu và giảng dạy. Một mô hình hệ thống khởi động Toyota Vios 2018 được thiết kế chính xác sẽ trở thành một giáo cụ trực quan vô giá, giúp người học và kỹ thuật viên dễ dàng hình dung các thành phần và tương tác giữa chúng. Mô hình này không chỉ mô phỏng lại các bộ phận vật lý như ắc quy Toyota Vios, công tắc máy (ổ khóa), rơ le, và máy khởi động, mà còn tái hiện lại dòng chảy của dòng điện và các cơ cấu cơ khí. Việc xây dựng mô hình này đòi hỏi sự phân tích kỹ lưỡng tài liệu sửa chữa Toyota Vios, đặc biệt là phần hệ thống điện thân xe Vios 2018, để đảm bảo tính chính xác về mặt kỹ thuật. Mục tiêu cuối cùng là tạo ra một công cụ hỗ trợ hiệu quả cho việc đào tạo, giúp rút ngắn khoảng cách giữa lý thuyết và thực hành, đồng thời cung cấp một nền tảng vững chắc cho các đồ án ô tô và báo cáo thực tập chuyên sâu.

1.1. Vai trò và yêu cầu kỹ thuật của hệ thống khởi động ô tô

Chức năng cốt lõi của hệ thống khởi động là cung cấp mô-men xoắn ban đầu để thắng lực cản của động cơ và quay nó đạt tốc độ tối thiểu (khoảng 100 vòng/phút). Để làm được điều này, hệ thống phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật khắt khe. Thứ nhất, nó phải có độ bền cao, hoạt động tin cậy trong các điều kiện nhiệt độ và môi trường khác nhau. Thứ hai, hệ thống cần cung cấp đủ mô-men xoắn ngay cả khi nhiệt độ xuống thấp, vì khi đó dầu động cơ đặc lại và điện trở trong của ắc quy tăng. Theo nghiên cứu, mô-men xoắn yêu cầu để khởi động một động cơ 2 lít, 4 xi-lanh ở điều kiện khắc nghiệt (-20°C) có thể lên tới 480 Nm. Thứ ba, các bộ phận phải được thiết kế nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ để tối ưu không gian và hiệu suất nhiên liệu. Các thông số kỹ thuật máy khởi động như công suất định mức, tỷ số truyền giữa bánh răng khởi động và vành răng bánh đà (thường từ 9:1 đến 18:1) được tính toán cẩn thận để đáp ứng những yêu cầu này.

1.2. Các thành phần chính trong hệ thống khởi động Vios 2018

Hệ thống khởi động trên Toyota Vios 2018 bao gồm bốn thành phần chính. Ắc quy Toyota Vios là nguồn cung cấp năng lượng, thường là loại 12V có khả năng cung cấp dòng điện rất lớn (có thể lên tới 500A) trong thời gian ngắn. Công tắc máy (ổ khóa) là thiết bị điều khiển, cho phép người lái kích hoạt hệ thống. Rơ le khởi động (thường được tích hợp trong công tắc từ) đóng vai trò như một công tắc điện từ, sử dụng một dòng điện nhỏ từ ổ khóa để đóng một mạch điện có dòng điện lớn hơn nhiều từ ắc quy đến máy khởi động. Cuối cùng, máy khởi động là cơ cấu chấp hành, chuyển đổi điện năng thành cơ năng. Cụ thể trên Vios 2018, đây là loại máy khởi động giảm tốc, sử dụng nam châm vĩnh cửu và bộ truyền bánh răng hành tinh để tăng mô-men xoắn, giúp máy có kích thước nhỏ gọn nhưng hiệu suất cao.

II. Cách Chẩn Đoán Chính Xác Lỗi Hệ Thống Khởi Động Vios 2018

Việc chẩn đoán hệ thống khởi động là một kỹ năng thiết yếu đối với bất kỳ kỹ thuật viên ô tô nào. Mặc dù được thiết kế để có độ bền cao, hệ thống này vẫn có thể gặp sự cố do hao mòn tự nhiên hoặc các yếu tố bên ngoài. Các vấn đề thường gặp bao gồm động cơ không quay, quay chậm, hoặc có tiếng kêu bất thường khi khởi động. Nguyên nhân có thể đến từ cả phần cơ khí lẫn điện. Ví dụ, một ắc quy Toyota Vios yếu hoặc hết điện là nguyên nhân phổ biến nhất khiến động cơ không khởi động được. Các kết nối điện bị lỏng hoặc ăn mòn ở cọc bình, dây dẫn mass hoặc dây dương tới máy khởi động cũng làm tăng điện trở mạch, khiến máy khởi động quay yếu. Hư hỏng bên trong máy khởi động như mòn chổi than, hỏng khớp một chiều (Bendix), hoặc lỗi công tắc từ cũng là những nguyên nhân thường gặp. Việc phân tích sơ đồ mạch điện khởi động Vios 2018 giúp khoanh vùng sự cố một cách hệ thống. Một quy trình chẩn đoán bài bản sẽ bắt đầu từ việc kiểm tra các yếu tố đơn giản nhất như tình trạng ắc quy, các kết nối điện, trước khi tiến hành các bước phức tạp hơn như tháo và kiểm tra máy khởi động.

2.1. Nhận biết triệu chứng hư hỏng máy khởi động phổ biến

Các triệu chứng hư hỏng có thể được phân loại như sau: 1) Động cơ không quay khi bật chìa khóa: Nguyên nhân có thể là do ắc quy chết, kết nối điện bị ngắt, lỗi rơ le khởi động, hỏng công tắc từ hoặc lỗi ổ khóa. 2) Động cơ quay chậm: Thường do ắc quy yếu, điện trở cao trong mạch (kết nối lỏng/ăn mòn), hoặc lỗi cơ khí bên trong máy khởi động (ví dụ kẹt bạc lót). 3) Tiếng lách cách khi khởi động: Đây là dấu hiệu kinh điển của việc công tắc từ hoạt động nhưng không đủ dòng điện từ ắc quy để quay mô-tơ. 4) Tiếng ken két hoặc tiếng kim loại va chạm: Có thể do bánh răng Bendix không ăn khớp đúng cách với vành răng bánh đà hoặc khớp một chiều bị hỏng, khiến nó không nhả ra sau khi động cơ đã nổ. Việc nhận diện đúng triệu chứng là bước đầu tiên và quan trọng nhất trong quy trình chẩn đoán hệ thống khởi động.

2.2. Quy trình kiểm tra và bảo dưỡng theo tài liệu sửa chữa

Theo tài liệu sửa chữa Toyota Vios, quy trình kiểm tra bắt đầu bằng việc xác minh tình trạng ắc quy (điện áp tĩnh, khả năng sụt áp khi tải). Tiếp theo, kiểm tra trực quan các dây cáp và điểm kết nối. Bước thứ ba là kiểm tra sụt áp trên mạch dương và mạch âm để xác định điện trở cao. Nếu các bước trên đều ổn, kỹ thuật viên sẽ tiến hành kiểm tra máy khởi động. Thử nghiệm không tải (bench test) giúp đánh giá tốc độ quay và dòng điện tiêu thụ của máy khởi động khi tháo rời. Thử nghiệm giữ và kéo của công tắc từ cũng được thực hiện để đảm bảo nó hoạt động đúng chức năng. Về bảo dưỡng, hệ thống khởi động hiện đại yêu cầu ít bảo dưỡng, chủ yếu là giữ sạch các cọc bình ắc quy và đảm bảo các kết nối luôn chắc chắn. Việc tuân thủ quy trình này giúp xác định chính xác nguyên nhân và tránh thay thế linh kiện không cần thiết.

III. Phân Tích Sâu Sơ Đồ Mạch Điện Khởi Động Vios 2018 Chi Tiết

Để hiểu rõ cách hệ thống hoạt động, việc phân tích sơ đồ mạch điện khởi động Vios 2018 là không thể thiếu. Mạch điện này có thể được chia thành hai phần chính: mạch điều khiển và mạch công suất. Mạch điều khiển có dòng điện thấp, bắt đầu từ công tắc máy (ổ khóa). Khi người lái xoay chìa khóa đến vị trí "ST" (Start), một dòng điện nhỏ được gửi qua cầu chì, công tắc an toàn (công tắc chân côn đối với xe số sàn hoặc công tắc vị trí P/N đối với xe số tự động) và đến cuộn dây của rơ le khởi động (nằm trong công tắc từ). Mạch công suất mang dòng điện rất cao, chạy trực tiếp từ cọc dương của ắc quy Toyota Vios qua một dây cáp lớn đến cọc 30 của công tắc từ. Khi mạch điều khiển kích hoạt rơ le, công tắc từ sẽ đóng lại, nối liền cọc 30 và cọc C, cho phép dòng điện hàng trăm ampe chạy vào máy khởi động, làm quay mô-tơ. Sự tách biệt hai mạch này giúp bảo vệ ổ khóa và các công tắc nhỏ khỏi dòng điện lớn, đảm bảo an toàn và độ bền cho hệ thống.

3.1. Cấu tạo máy khởi động giảm tốc và nam châm vĩnh cửu

Cấu tạo máy khởi động Toyota Vios 2018 thuộc loại giảm tốc nam châm vĩnh cửu, một thiết kế hiện đại và hiệu quả. Thay vì sử dụng các cuộn dây kích từ (field coil) như các loại truyền thống, nó sử dụng các nam châm vĩnh cửu mạnh mẽ gắn vào vỏ. Điều này giúp giảm trọng lượng và kích thước khoảng 15-40%. Bên trong là phần ứng (armature) với các cuộn dây và cổ góp. Một bộ phận quan trọng là bộ truyền bánh răng hành tinh. Mô-tơ điện quay với tốc độ rất cao nhưng mô-men xoắn thấp. Bộ truyền này (tỷ số khoảng 5:1) sẽ làm giảm tốc độ quay nhưng đồng thời tăng mô-men xoắn đầu ra lên nhiều lần, đủ sức để quay động cơ. Thiết kế này cho phép mô-tơ hoạt động ở dải tốc độ hiệu quả nhất, giúp tiết kiệm năng lượng từ ắc quy và tăng tuổi thọ.

3.2. Nguyên lý làm việc của đề ô tô qua các vị trí ổ khóa

Nguyên lý làm việc của đề ô tô diễn ra theo các bước sau: Khi chìa khóa ở vị trí "ST", dòng điện đi vào công tắc từ, cấp điện đồng thời cho cuộn giữ và cuộn kéo. Từ trường tạo ra sẽ kéo lõi piston di chuyển. Chuyển động này, thông qua một đòn bẩy, đẩy bánh răng Bendix trượt trên trục để ăn khớp với vành răng bánh đà của động cơ. Đồng thời, dòng điện từ cuộn kéo cũng đi qua mô-tơ, làm nó quay chậm để việc ăn khớp dễ dàng hơn. Khi bánh răng đã ăn khớp hoàn toàn, lõi piston di chuyển đến cuối hành trình và đóng một tiếp điểm công suất lớn. Lúc này, dòng điện chính từ ắc quy sẽ chạy thẳng vào mô-tơ, làm nó quay với toàn bộ công suất. Cuộn kéo bị ngắt mạch (do có điện áp bằng nhau ở hai đầu), chỉ còn cuộn giữ duy trì lõi piston. Khi động cơ nổ và người lái nhả chìa khóa, dòng điện đến công tắc từ bị ngắt, lò xo hồi vị đẩy lõi piston và bánh răng Bendix trở lại vị trí ban đầu.

IV. Phương Pháp Thiết Kế Mô Hình Dạy Học Hệ Thống Khởi Động

Việc thiết kế và chế tạo một mô hình dạy học cho hệ thống khởi động Toyota Vios 2018 là một nhiệm vụ quan trọng trong các đồ án ô tô và chương trình đào tạo kỹ thuật. Mục tiêu chính là tạo ra một giáo cụ trực quan sinh động, an toàn và dễ vận hành, cho phép người học tương tác và quan sát trực tiếp nguyên lý hoạt động. Quá trình thiết kế bắt đầu bằng việc nghiên cứu kỹ lưỡng sơ đồ mạch điện khởi động Vios 2018 và lựa chọn các linh kiện thật hoặc tương đương. Các thành phần chính như máy khởi động, ắc quy Toyota Vios (hoặc bộ nguồn DC có công suất tương đương), công tắc máy (ổ khóa), rơ le, và các công tắc an toàn sẽ được gắn trên một bảng hoặc khung giá chắc chắn. Sơ đồ mạch điện sẽ được vẽ rõ ràng trên bề mặt bảng, với các điểm đo và giắc cắm được bố trí hợp lý để sinh viên có thể thực hiện các bài thực hành đo kiểm. Yếu tố an toàn được đặt lên hàng đầu, với cầu chì bảo vệ và các đầu nối được bọc cách điện cẩn thận để tránh nguy cơ chập cháy khi vận hành mô hình.

4.1. Lựa chọn linh kiện và thông số kỹ thuật cần thiết cho mô hình

Việc lựa chọn linh kiện quyết định tính chính xác và độ bền của mô hình. Các thành phần chính bao gồm: Máy khởi động Toyota Vios đã qua sử dụng nhưng còn hoạt động tốt; một ắc quy 12V hoặc bộ nguồn DC có khả năng cấp dòng tối thiểu 50A (để vận hành mô hình an toàn, không cần dòng khởi động thực tế); một công tắc máy (ổ khóa) của xe ô tô; hai rơ le khởi động 4 chân loại 12V/40A; một công tắc hành trình để mô phỏng công tắc chân côn/vị trí P/N; cầu chì 30A để bảo vệ mạch; và các bóng đèn 12V để chỉ thị trạng thái (ví dụ: đèn báo vị trí IG, đèn báo khi máy khởi động hoạt động). Tất cả các linh kiện này được lựa chọn dựa trên thông số kỹ thuật máy khởi động và sơ đồ mạch điện gốc để đảm bảo sự tương thích và phản ánh đúng hoạt động của hệ thống trên thực tế.

4.2. Xây dựng sơ đồ cho việc mô phỏng hệ thống khởi động

Sơ đồ mạch điện cho mô hình được đơn giản hóa từ sơ đồ gốc nhưng vẫn giữ lại đầy đủ các thành phần và nguyên lý cốt lõi. Việc mô phỏng hệ thống khởi động trên mô hình này bắt đầu bằng việc kết nối các linh kiện theo sơ đồ đã vẽ trên bảng. Dây dẫn được sử dụng phải có tiết diện phù hợp với dòng điện dự kiến (dây lớn cho mạch công suất, dây nhỏ cho mạch điều khiển) và được mã hóa màu sắc để dễ dàng nhận biết. Khi người dùng bật chìa khóa đến vị trí IG, đèn báo sẽ sáng. Khi xoay đến vị trí ST (và nhấn công tắc an toàn), rơ le sẽ được kích hoạt, công tắc từ hoạt động, đẩy bánh răng Bendix ra và làm quay máy khởi động. Sơ đồ này cho phép người học quan sát trực quan toàn bộ quá trình, từ hành động điều khiển đến cơ cấu chấp hành, củng cố kiến thức lý thuyết một cách hiệu quả.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Mô Hình Trong Giảng Dạy Và Nghiên Cứu

Sự ra đời của mô hình hệ thống khởi động Toyota Vios 2018 mang lại nhiều giá trị ứng dụng thực tiễn to lớn, đặc biệt trong lĩnh vực giáo dục và đào tạo nghề. Thay vì chỉ học lý thuyết suông trên sách vở hay các phần mềm mô phỏng 2D, sinh viên và học viên có cơ hội được tương tác trực tiếp với một hệ thống vật lý hoạt động. Mô hình này đóng vai trò như một giáo cụ trực quan sinh động, giúp giảng viên giải thích các khái niệm phức tạp như nguyên lý điện từ, cơ cấu bánh răng hành tinh, và hoạt động của khớp một chiều một cách dễ hiểu. Hơn nữa, mô hình còn là một công cụ lý tưởng cho các bài thực hành. Sinh viên có thể tự tay thực hiện các thao tác đo kiểm điện áp, dòng điện, điện trở tại các điểm khác nhau trên mạch, từ đó rèn luyện kỹ năng chẩn đoán hệ thống khởi động. Đây là một bước đệm quan trọng trước khi làm việc trên xe thật, giúp giảm thiểu rủi ro và tăng cường sự tự tin. Đối với các sinh viên làm đồ án ô tô hay báo cáo thực tập, mô hình cung cấp một đối tượng nghiên cứu cụ thể, cho phép họ đi sâu vào phân tích, cải tiến hoặc phát triển các phương pháp chẩn đoán mới.

5.1. Nâng cao hiệu quả giảng dạy với giáo cụ trực quan sinh động

Mô hình dạy học chuyển đổi phương pháp học tập từ thụ động sang chủ động. Người học có thể quan sát chuyển động của bánh răng Bendix, nghe âm thanh của công tắc từ và máy khởi động, và thấy được mối liên hệ nhân quả giữa hành động bật chìa khóa và kết quả là mô-tơ quay. Giảng viên có thể dễ dàng tạo ra các tình huống giả lập hư hỏng (ví dụ: ngắt một kết nối, sử dụng nguồn yếu) để sinh viên thực hành tìm lỗi. Phương pháp này giúp kiến thức được ghi nhớ sâu hơn và lâu hơn so với việc chỉ đọc tài liệu sửa chữa Toyota Vios. Việc sử dụng giáo cụ trực quan như vậy đã được chứng minh là làm tăng sự hứng thú và hiệu quả tiếp thu của người học trong các ngành kỹ thuật.

5.2. Hỗ trợ sinh viên thực hiện đồ án ô tô và báo cáo thực tập

Đối với sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, việc hoàn thành một đồ án ô tô hoặc báo cáo thực tập chất lượng đòi hỏi sự kết hợp giữa lý thuyết và kỹ năng thực hành. Mô hình hệ thống khởi động là một đề tài lý tưởng. Sinh viên có thể đặt ra các mục tiêu nghiên cứu như: phân tích so sánh hiệu suất giữa máy khởi động loại thường và máy khởi động giảm tốc, nghiên cứu ảnh hưởng của sụt áp đến hiệu suất khởi động, hoặc phát triển một quy trình chẩn đoán tự động dựa trên các thông số đo được từ mô hình. Quá trình từ thiết kế, chế tạo đến thử nghiệm mô hình cung cấp cho sinh viên kinh nghiệm thực tiễn quý báu về kỹ thuật điện, cơ khí và phương pháp luận nghiên cứu khoa học.

VI. Kết Luận và Hướng Phát Triển Tương Lai Cho Mô Hình Nghiên Cứu

Việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thành công mô hình hệ thống khởi động Toyota Vios 2018 đã đạt được các mục tiêu đề ra. Mô hình không chỉ tái hiện chính xác cấu trúc và nguyên lý hoạt động của hệ thống trên xe thực tế mà còn chứng tỏ được giá trị to lớn như một giáo cụ trực quan hiệu quả trong giảng dạy và nghiên cứu. Nó đã hệ thống hóa kiến thức từ tài liệu sửa chữa Toyota Vios, biến những sơ đồ mạch điện phức tạp thành một hệ thống vật lý tương tác được. Qua đó, mô hình giúp người học nắm vững kiến thức từ cấu tạo máy khởi động Toyota đến các quy trình chẩn đoán hệ thống khởi động phức tạp. Tuy nhiên, công nghệ ô tô không ngừng phát triển. Hướng đi tương lai cho mô hình này là rất rộng mở. Việc tích hợp các công nghệ mới và mở rộng khả năng của mô hình sẽ giúp nó luôn bắt kịp với xu hướng của ngành và tiếp tục là một công cụ đào tạo giá trị. Những cải tiến này không chỉ nâng cao chất lượng đào tạo mà còn mở ra những khả năng nghiên cứu mới, góp phần vào sự phát triển chung của ngành công nghệ ô tô.

6.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu và những đóng góp chính

Dự án đã thành công trong việc phân tích sâu sắc hệ thống khởi động của Toyota Vios 2018, từ các yêu cầu kỹ thuật, cấu tạo chi tiết đến nguyên lý làm việc của đề ô tô. Kết quả là một mô hình vật lý hoàn chỉnh, an toàn và hoạt động ổn định. Đóng góp chính của nghiên cứu là việc tạo ra một công cụ học tập và thực hành hiệu quả, thu hẹp khoảng cách giữa lý thuyết và thực tiễn. Mô hình này giúp chuẩn hóa quy trình đào tạo về chẩn đoán và sửa chữa hệ thống khởi động, đồng thời là một nền tảng vững chắc cho các đề tài đồ án ô tô và nghiên cứu khoa học kỹ thuật trong tương lai.

6.2. Thảo luận về hệ thống Start Stop Vios và công nghệ mới

Một hướng phát triển quan trọng là tích hợp các công nghệ hiện đại hơn. Ví dụ, nhiều phiên bản Vios mới hơn được trang bị hệ thống Start-Stop system Vios. Hệ thống này yêu cầu một máy khởi động bền bỉ hơn và một hệ thống quản lý ắc quy phức tạp hơn để xử lý số lần khởi động tăng lên đáng kể. Mô hình có thể được nâng cấp để mô phỏng cả hệ thống này, bao gồm các cảm biến và bộ điều khiển điện tử (ECU) liên quan. Việc nghiên cứu và tích hợp công nghệ này sẽ giúp chương trình đào tạo luôn cập nhật với thực tế ngành công nghiệp ô tô, chuẩn bị cho học viên những kỹ năng cần thiết để làm việc với các dòng xe đời mới.

6.3. Đề xuất cải tiến và nâng cấp mô hình trong tương lai

Để tăng thêm tính hữu ích, mô hình có thể được cải tiến theo nhiều hướng. Thứ nhất, tích hợp một bộ tạo lỗi có thể lập trình, cho phép giáo viên tạo ra nhiều kịch bản hư hỏng khác nhau một cách tự động. Thứ hai, kết nối mô hình với máy tính thông qua các giao diện thu thập dữ liệu (DAQ), cho phép hiển thị các thông số như dòng điện, điện áp, tốc độ quay dưới dạng biểu đồ thời gian thực. Điều này sẽ nâng cao khả năng phân tích và mô phỏng hệ thống khởi động. Cuối cùng, có thể phát triển các phiên bản mô hình cho các loại hệ thống khởi động khác, chẳng hạn như hệ thống trên xe hybrid hoặc xe điện, để mở rộng phạm vi đào tạo và nghiên cứu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HCM UNIVERSITY OF TECHNOLOGY INSTITUTE OF INTERNATIONAL EDUCATION Research, design and manufacture a model of Starter system based on Toyota Vios 2018. Major: AUTOMOTIVE ENGINEERING Course’s name: AUTOMOTIVE ELECTRICAL AND ELECTRONIC SYSTEM PROJECT Course code: AUT412 Instructor : Dr. Lê Nguyễn Duy Hưng ID: 2011252129 Class: 20DOTQA1 2. Nguyễn Minh Sang ID: 2182508253 Class: 21DOTQA2 3.

Huỳnh Hữu Tài ID: 2182501983 Class: 21DOTQA2 Ho Chi Minh City 12/2023 Acknowledgement e&f Our study about vehicle starting system has been done quite good lately. We would like to thank our teacher for providing us with guidance during our learning process. We have gained a lot of experience about the basic structure of an automobile chassis over the last month. We have been given a chance to work with every system in an automobile starting system and the working experience had been wonderful.

Over the last month, we had the chance to know more about systems in automobiles, types of cars systems, and their working principle. Our internship with you helps us achieve my objective which is to increase my exposure to the automobile industry. This automotive electrical and electronic system project has sparked our interest in my career. We would love to stay in touch, and perhaps talk to you again at the next level of this subject.

ii Table of Contents Acknowledgement.ii Table of figure.v Chapter 1: Topic introduction.2 Chapter 2: Overview of starting system.1: Starting system requirement.2: Starting system design.3: Starting system circuit.4: Types of starter motor.2: Pre-engaged starters.3: Permanent magnet starters.4: Heavy Vehicle starters.5: Toyota Vios 2018 circuit diagram and basic operation.1: Component of the Toyota Vios 2018 starting system.2: Armature shaft and rear bushing.3: Brushes and brushes mount.4: Field coil and housing.5: Bendix drive and Bendix gear.2: Toyota Vios 2018 starting system circuit and operation.2: Toyota Vios 2018 starting circuit analyze.6: Diagnostic, services of the Toyota Vios 2018 starting system.1: Diagnostic the Toyota Vios 2018 Starting system.31 Chapter 3: Manufacture the starter system based on Toyota Vios 2018.1: Design a circuit diagram on “Circuit diagram web editor”.2: The Parameters of components of the model.3 Simulating a basic model of the starting system.41 iv Table of figure Figure 2. 1: Starting system as part of the complete electrical system. 2: Starter torque and engine cranking torque. 3: Starter system general layout.

4: Equivalent circuit for a starter system. 5: Power output of the starter compared with engine size. 6: basic starting circuit. 7: Inertia type starter.

8: Pre-engaged starter. 10: One-way roller clutch drive pinion. 12: Modern permanent magnet starter (Source: Bosch Press). 13: Delco-Remy 42-MT starter.

14: Toyota Vios 2018 starting system. 16: Armature shaft and rear bushing. 17: Brushes and brushes mount. 18: Starter field coil.

19: Bendix drive and Bendix gear. 20: starting circuit configuration for automatic transmission. 21: starting circuit configuration for manual transmission. 22: Current flow of the starter motor when ignition switch in ST.

23: Current flow of the starter motor when ignition switch in ON. 24: over-running clutch during engine starting and after engine started. 25: Ignition switch at IG2 position. 26: Ignition switch at ST2 position.

27: Clutch start switch. 28: Park/Neutral position switch. 29: starter motor location. 30: Starter motor inspection procedure.

1: circuit model of the starting system 47 Figure 3. 2: key switch 48 Figure 3. 6: Filament bulb 50 Figure 3. 7: Toyota Vios starter motor 51 vi HUTECH INSTITUTE OF INTERNATIONAL EDUCATION REGISTRATION FORM AUTOMOTIVE ELECTRICAL AND ELECTRONIC SYSTEM PROJECT Program: ………………………….

Name of student/ group (Number of member in group 3) (1) Nguyễn Minh Sang ID: 2182504253 Class: 21DOTQA2 (2) Huỳnh Hữu Tài ID: 2182501983 Class :21DOTQA2 (3) Lê Nguyễn Duy Hưng ID: 2011252129 Class: 20DOTQA1 Subject : Automotive electrical and electronic system project Specialty : Automotive engineering technology 2. Registered topic: Researching the starting system based on the research of Toyota Vios 2018. Students understood the thesis’s requirements and commit to implement the project in accordance with schedule and meet the deadline. Ho Chi Minh City,.

Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống khởi động dựa trên cơ sở của xe Toyota Vios 2018. Giảng viên hướng dẫn: TS. Lê Trí Hiếu 4. Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện đề tài (sĩ số trong nhóm…3…): (1) Lê Nguyễn Duy Hưng MSSV: 2011252129 Lớp: 20DOTQA1 (2) Nguyễn Minh Sang MSSV: 2182508253 Lớp: 21DOTQA2 (3) Huỳnh Hữu Tài MSSV: 2182501983 Lớp: 21DOTQA2 Kết quả thực hiện của sinh Tuần Ngày Nội dung thực hiện viên (Giảng viên hướng dẫn ghi) 1 Giao đề tài Tuần 1.

Giao phiếu Giao đề tài 2 và phiếu Theo dõi tiến độ ix Kết quả thực hiện của sinh Tuần Ngày Nội dung thực hiện viên (Giảng viên hướng dẫn ghi) Tuần 2. Nghiên cứu tổng quan 3 về hệ thống khởi động trên xe ô tô. Nghiên cứu tổng quan 4 về hệ thống khởi động trên xe ô tô. + Nghiên cứu sơ đồ mạch điện 5 và nguyên lý hoạt động của hệ thống khởi động trên xe Toyota Vios 2018.

+ Xác định thông số kỹ thuật của 6 các bộ phận/ linh kiện của hệ thống khởi động trên xe Toyota Vios 2018. Vẽ sơ đồ mạch điện của hệ thống khởi động cần thiết kế 7 chế tạo dựa trên cơ sở của xe Toyota Vios 2018. Các hư hỏng của hệ 8 thống và nguyên nhân. Phương pháp chuẩn đoán và sửa chữa hệ thống.

GVHD góp ý và chỉnh 10 sửa nội dung của báo cáo đồ án môn học. Hoàn thiện nội dung của báo cáo đồ án môn học. x Kết quả thực hiện của sinh Tuần Ngày Nội dung thực hiện viên (Giảng viên hướng dẫn ghi) Đánh giá kết quả báo cáo: (Hình thức, Nội dung báo cáo ; Sản 12 phẩm thực hiện; Thái độ ; Kỹ năng; ….) Cách tính điểm: Điểm đánh giá quá trình thực hiện đồ án = 50% x Tính chủ động, tích cực, sáng tạo + %50 x Đáp ứng nội dung nhiệm vụ Tổng điểm kết thúc học phần = Điểm đánh giá quá trình thực hiện đồ án x 40% + Điểm chấm báo cáo GVHD x 30% + Điểm chấm báo cáo GVPB x 30% Lưu ý: Tổng điểm tiêu chí đánh giá về quá trình thực hiện đồ án; Điểm báo cáo bảo vệ đồ án môn học; Điểm quá trình (Ghi theo thang điểm 10), giảng viên chuyển điểm vào bảng điểm Viện đã giao. Tiêu chí đánh giá về quá trình thực Tổng điểm tiêu chí đánh giá hiện đồ án về quá trình thực hiện đồ án Họ tên sinh viên Mã số SV Tính chủ động, Đáp ứng nội dung (tổng 2 cột điểm 1*50% tích cực, sáng tạo nhiệm vụ +2*50%) 1 2 3 Lê Nguyễn Duy 2011252129 Hưng Nguyễn Minh 2182508253 Sang Huỳnh Hữu Tài 2182501983 Ghi chú: Điểm số nếu có sai sót, GV gạch bỏ rồi ghi lại điểm mới kế bên và ký nháy vào phần điểm chỉnh sửa.

xi Sinh viên thực hiện TP. HCM, ngày 06 tháng 03 năm 2023 (Ký và ghi rõ họ tên các thành viên) Giảng viên hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) xii Chapter 1: Topic introduction 1. Introduction This section introduces the starting systems that can be found in today’s passenger cars. Of course, many car-derived components and systems can also be found in small commercial vehicles.

Also, larger derivatives, which have much in common, can be found in heavy goods and public service vehicles. We have endeavored to introduce the main starting system types and some areas of technology that can be found within the units. In this chapter, however, we can only hope to introduce the subject of starting system to you. To make up for this brevity, we include references to other material so you can follow up on any particular subject in greater detail.

It is probably worth stating that, in practice, the choice of starting units for a particular vehicle is heavily influenced by what is in production and available. Equally, producing a special starting motor to support a specific model would also be difficult to justify even for a large vehicle manufacturer. Current developments are extremely interesting as technology, particularly electronic control, is very much blurring the distinction between the conventional classes of starting systems. These developments not only make the starting system interesting from an engineering perspective but also create marketing features from an area of the vehicle often hidden from view and largely ignored by the buyer until it causes a problem.

Overall, our group would love to research the starting system based on the Toyota Vios 2018 starting system.2 Definitions The starting system of a Toyota Vios 2018 is a complex system comprised of various components designed to ensure quick and efficient vehicle startup. The system's key components include the starting battery, starter motor, starting control unit, and starting fuse. Other critical components such as the combustion chamber, fuel distribution system, air filter, and transmission system also play crucial roles in enabling safe and efficient engine starting. The starting battery is a lead-acid battery that provides a high current to operate the starter motor, and it is typically located near the engine.

The starter motor, which is responsible for initiating the engine starting process, connects to the starting battery and the engine using various parts. The starting control unit is an electronic module programmed to regulate the starting battery and the starter motor's operations. The starting fuse is a safety component that helps protect the system from malfunctions, short circuits, and damage. 1 During the engine starting process, the driver inserts the key into the ignition and presses the engine start button, sending a signal to the starting control unit to activate the starter motor.

The system's proper operation depends on the battery's state of charge, the starter motor speed, and the engine's status. Should the starting system encounter any issues, the vehicle owner is advised to seek assistance from experienced technicians at an authorized Toyota service center for repair and maintenance.3: Topic objective  Analyze the starting system of the Toyota Vios 2018.  Build a simple starting system model with a key switch.  Analyze some common failures and causes on the starting system.4: Study method - Books and internet sources - Microsoft Word - Power point presentation - Building demonstrate model 2 Chapter 2: Overview of starting system 2.1: Starting system requirement An internal combustion engine requires the following criteria in order to start and continue running.

 Combustible mixture  Compression stroke  A form of Ignition  The minimum starting speed (about 100rev/min) In order to produce the first three of these, the minimum starting speed must be achieved. This is where the electric starter comes in. The ability to reach this minimum speed is again dependent on a number of factors.  Rated voltage of the starting system.

 Lowest possible temperature at which it must still be possible to start the engine. This is known as the starting limit temperature.  Engine cranking resistance. In other words, the torque required to crank the engine at its starting limit temperature (including the initial stalled torque).

 Voltage drops between the battery and the starter.  Starter-to-ring gear ratio.  Characteristics of the starter.  Minimum cranking speed of the engine at the starting limit temperature.

It is not possible to view the starter as an isolated component within the vehicle electrical system, as Figure 2. The battery in particular is of prime importance. 1: Starting system as part of the complete electrical system Another particularly important consideration in relation to engine starting requirements is the starting limit temperature.2 shows how, as temperature decreases, starter torque also decreases and the torque required to crank the engine to its minimum speed increases. 2: Starter torque and engine cranking torque 4 2.