Hệ thống khởi động ô tô: Cấu tạo, phân loại và nguyên lý

Hệ thống khởi động hay máy khởi động có vai trò quan trọng trong việc tác động để động cơ đốt trong hoạt động. Nguyên lý hoạt động của hệ thống này là chuyển đổi năng lượng hóa học trong bình ắc quy thành điện năng, rồi đến cơ năng trong động cơ. Vậy, hệ thống khởi động là gì? Cùng Đại An tìm hiểu trong bài viết sau đây nhé!

Hệ thống khởi động ô tô là gì?

Hệ thống khởi động là bộ phận vô cùng quan trọng giúp xe có thể lăn bánh. Bộ phận này có tác dụng cung cấp dòng điện để trục khuỷu quay khoảng 50 – 100 vòng/phút. Từ đó, động cơ đốt trong được khởi động đến khi đạt đủ công suất. 

Hình ảnh hệ thống khởi động trên xe ô tô

Các bộ phận và chức năng hệ thống khởi động ô tô

Máy khởi động hiện nay bao gồm 6 bộ phận là ắc quy, công tắc đánh lửa, rơ le khởi động, công tắc an toàn khi khởi động, động cơ khởi động và cáp pin. Những bộ phần này hoạt động hỗ trợ nhau để khởi động ô tô.

Pin/ắc quy ô tô

Trong hệ thống khởi động ô tô, đây là bộ phận giúp lưu trữ năng lượng ở dạng hóa học. Năng lượng này chuyển hóa thành dòng điện để cung cấp cho các mạch hoặc các bộ phận khác như công tắc đánh lửa. Hiện nay, có 2 loại ắc quy chính là ắc quy khô và ắc quy nước, tùy vào nhu cầu sử dụng mà có thể lựa chọn sao cho phù hợp.

Công tắc đánh lửa

Có tác dụng phân phối dòng điện nhận được từ ắc quy đến các bộ phận cần thiết của hệ thống khởi động. Công tắc đánh lửa thường được phân bổ tại 5 vị trí như sau:

– Khóa: Vị trí chìa khóa được đưa vào nhưng chưa xoay để khởi động máy. Lúc này, tất cả mạch điện đều ở trạng thái nghỉ, vô lăng bị khóa và có thể rút chìa khóa ra ngoài.

– Tắt: Ở vị trí này, các mạch điện đều tắt, không thể rút chìa khóa, nhưng vô lăng có thể xoay.

– Chạy: Các bộ phận được cung cấp dòng điện (trừ mạch khởi động), động cơ đã khởi động, nhưng không thể rút chìa khóa ra.

– Phụ kiện: Dòng điện được cung cấp cho tất cả phụ kiện như radio, bật lửa,… trừ hệ thống khởi động và đánh lửa.

– Khởi động: Dòng điện được cung cấp cho hệ thống khởi động và đánh lửa trừ các phụ kiện khác như gương chiếu hậu ô tô,….

: Dòng điện được cung cấp cho hệ thống khởi động và đánh lửa trừ các phụ kiện khác như,….

Hình ảnh các vị trí của công tắc đánh lửa trên xe ô tô

Rơ le khởi động

Bộ phận này đóng vai trò vô cùng quan trọng trong hệ thống khởi động ô tô, giúp kiểm soát, điều khiển dòng điện lớn lên đến 250A. Nguyên tắc hoạt động của rơ le là sử dụng một lượng điện nhỏ để can thiệp và điều khiển dòng điện lớn. 

Công tắc an toàn khởi động

Là một bộ phận thuộc công tắc dải số, giúp ngăn chặn tình trạng khởi động xe ở chế độ số, khiến xe ô tô giật lùi hoặc tiến về trước, gây mất an toàn cho người lái và phương tiện xung quanh. Với mỗi loại hộp số sẽ có công tắc an toàn khởi động khác nhau như sau:

– Hộp số sàn hay hộp số tay được trang bị công tắc an toàn bàn đạp ly hợp.

– Với hộp số tự động cần trang bị công tắc vị trí trung tính đỗ xe.

Động cơ khởi động

Vị trí lắp đặt ở sau vỏ động cơ hoặc nơi tiếp xúc của động cơ và hộp số. Đúng như tên gọi, động cơ khởi động là một phần thiết yếu trong hệ thống khởi động ô tô. Nhiệm vụ chính của bộ phận này là chuyển đổi điện năng thành cơ năng, tạo ra các momen xoắn làm quay các bánh đà của động cơ. Một động cơ khởi động hoàn chỉnh bao gồm những thành phần như sau:

– Bộ điện từ: Là một công tắc điện từ có tác dụng như một rơ le lớn.

– Cụm động cơ khởi động: Gồm nhiều bộ phận như phần cứng, cổ góp, chổi than, bánh răng trụ và ly hợp quá tốc.

Bộ điện từ và cụm động cơ khởi động 

Cáp pin

Cáp pin hay còn được biết đến với tên gọi là cắp ắc quy. Hiểu đơn giản thì bộ phận này là một dây có đường kính lớn được tạo thành từ nhiều sợi nhỏ. Cáp pin có thể mang dòng điện có cường độ lớn lên đến 250A để vận hành động cơ khởi động. 

Lưu ý: Cáp pin có thể bị ăn mòn hoặc oxi hóa theo thời gian, gây ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình khởi động. Do đó, khách hàng cần phải kiểm định kỳ để kịp thời sửa chữa, thay mới, tránh gây ảnh hưởng đến quá trình sử dụng.

Phân loại hệ thống khởi động

Tùy thuộc từng dòng xe ô tô khác nhau mà nhà sản xuất sẽ lắp đặt hệ thống khởi động phù hợp. Hiện nay, có 3 loại máy khởi động phổ biến là khởi động giảm tốc, khởi động với máy khởi động loại bánh răng hành tinh và máy khởi động PS.

Máy khởi động PS

 

Thay vì sử dụng bộ truyền hành tinh, hệ thống khởi động PS được trang bị các nam châm vĩnh cửu được đặt trong cuộn cảm. Do đó, cơ chế hoạt động của 2 loại máy khởi động này khá giống nhau.

Cấu tạo máy khởi động PS

Khởi động giảm tốc

Máy khởi động giảm tốc dùng mô tơ tốc độ cao, nhưng không có mô men lớn. Do đó, một bánh răng được gắn giữa bánh răng mô tơ và bánh răng Bendix để giảm tốc, tăng mô men lớn, dẫn đến khởi động động cơ. Sau khi được cấp điện, mô tơ tốc độ cao bắt đầu quay. Cùng lúc đó, công tắc từ đẩy bánh răng Bendix lên để khớp với vành răng trên bánh đà, khiến động cơ quay. Sau đó, công tắc từ và mô tơ bị ngắt điện để tách bánh răng và vành răng ra khỏi nhau.

Khởi động với máy khởi động loại bánh răng hành tinh

Sử dụng bộ truyền hành tinh để giảm tốc độ quay của lõi mô tơ nên khí hệ thống khởi động được cấp điện, công tắc từ sẽ bị hút xuống cùng với cần dẫn động. Do đó, bánh răng khởi động sẽ di chuyển lên trên và khớp với các chi tiết của vành răng của bánh đà. Ngược lại, khi ngừng cấp điện cho hệ thống khởi động, công tắc từ không bị hút và sẽ di chuyển về vị trí ban đầu, dẫn đến bánh răng Bendix bị tách khỏi bánh đà. Lõi quay chậm dần và mô tơ ngừng hoạt động.

Nguyên lý hoạt động máy khởi động

Để hiểu rõ hơn về hệ thống khởi động thì chúng ta phải tìm hiểu về nguyên lý hoạt động. Điều này giúp khách hàng có cái nhìn chi tiết hơn về bộ phận quan trọng trên các dòng xe sử dụng động cơ đốt trong.

Mạch điều khiển khởi động

Được phân bổ từ bảng thiết bị đến công tắc lửa khởi động, mạch điều khiển có nhiệm vụ bật/tắt bộ điện từ khởi động và hoạt động như một rơ le. Trong trạng thái hoạt động, mạch này đánh lửa → cầu chì → công tắc an toàn khởi động → rơ le khởi động của hộp cầu chì → bộ điện từ. 

Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển khởi động

Mạch động cơ khởi động điện hạng nặng

Nguyên lý hoạt động dựa trên việc lấy nguồn điện trực tiếp từ bình ắc quy thông qua một đoạn dây cáp nặng được điều khiển bởi bộ điện từ. Điều này giúp rút ngắn quá trình chuyển dòng và khởi động nhanh hơn. Ắc quy → cáp (đường kính lớn) → bộ điện từ của bộ khởi động → cụm động cơ của bộ khởi động.
Bên cạnh việc tìm hiểu chi tiết máy khởi động, bạn có thể tham khảo thêm máy phát điện ô tô qua bài viết: Máy phát điện ô tô là gì? Cấu tạo, chức năng, kiểm tra và sửa lỗi để động cơ đốt trong hoạt động tốt hơn.

Cách nhận biết hệ thống khởi động bị lỗi, hư hỏng

Dưới đây là một số biểu hiện cho thấy máy khởi động đang gặp vấn đề:

– Mặc dù mạch điện đã đóng, nhưng máy khởi động không quay.

– Máy khởi động quay chậm, kèm theo việc hệ thống đèn bị giảm hiệu năng so với trước đây.

– Máy khởi động quay nhưng tác động cơ học không được truyền đến trục cơ.

– Máy khởi động quay phát ra tiếng va đập. 

Các hư hỏng của hệ thống khởi động

Máy khởi động có thể gặp nhiều vấn đề, nhưng chủ yếu đến từ những hỏng hóc sau đây:

– Hư hỏng mạch điện: Cháy, nổ các tiếp điểm khởi động; chổi than bị mòn; hỏng rơ le đóng mạch hệ thống khởi động,…

– Hư hỏng phần cơ khí: Kẹt khớp 1 chiều, mòn bạc, mòn ổ bi, kẹt trượt quay,…

Bạc của máy khởi động bị mòn

Cách khắc phục sự cố hệ thống khởi động ô tô

Để có thể khắc phục các vấn đề của máy khởi động, chúng ta cần thực hiện theo quy trình như sau:

– Bước 1: Tiến hành tháo cực âm của bình ắc quy và đế máy.

– Bước 2: Tháo rời các bộ phận của máy khởi động.

– Bước 3: Kiểm tra chi tiết từng bộ phận để xác định vị trí hư hỏng.

– Bước 4: Sửa chữa hoặc thay mới bộ phận, chi tiết bị hỏng hóc. 

– Bước 5: Lắp ráp các bộ phận vào đúng vị trí ban đầu.

– Bước 6: Cấp điện, thử quá trình hoạt động của hệ thống khởi động.

– Bước 7: Lắp máy khởi động vào xe ô tô.

Hiện nay, có nhiều đơn vị phân phối thiết bị, phụ tùng ô tô trên thị trường nên khách hàng phải lựa chọn địa chỉ uy tín, tránh tiền mất nhưng chỉ mang về những sản phẩm kém chất lượng. Đại An – tự hào là một trong những đơn vị cung cấp phụ tùng chính hãng, với giá thành cạnh tranh nhất hiện nay. Chúng tôi cung cấp đa dạng thiết bị chuyên dụng cho các dòng xe ô tô nhằm đáp ứng tối đa nhu cầu của khách hàng. Qua đó, mang lại giá trị tốt nhất trên từng chặng đường an toàn.

Hệ thống khởi động mang đến nhiều lợi ích trong việc hỗ trợ động cơ đốt trong bắt đầu vận hành xe ô tô. Do đó, đây là một bộ phận không thể thiếu trong tất cả dòng xe hơi hiện nay. Qua bài viết, chắc hẳn rằng khách hàng đã có những thông tin hữu ích về bộ phần này. Vui lòng liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ mua, lắp đặt thiết bị, phụ tùng ô tô Ford và Mazda chính hãng, giá thành cạnh tranh.