Cấu tạo, phân loại & nguyên lý của hệ thống khởi động trên ô tô - The first knowledge sharing application in Vietnam

(News.oto-hui.com) – Trên động cơ đốt trong cần có một hệ thống khởi động riêng biệt nhằm truyền cho trục khuỷu động cơ một moment với số vòng quay nhất định nào đó để có thể khởi động được động cơ. Cơ cấu khởi động chủ yếu trên ô tô hiện nay là khởi động bằng động cơ điện một chiều. Tốc độ khởi động của động cơ xăng phải trên 50 vg/ph và 100 vg/ph đối với động cơ diesel.

Sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động trên ô tô.

Mục lục bài viết

1. Yêu cầu đối với hệ thống khởi động:

Máy khởi động phải quay được trục khuỷu động cơ với tốc độ thấp nhất mà động cơ có thể nổ được.
Moment truyền động phải đủ để khởi động động cơ.
Phải bảo đảm khởi động lại được nhiều lần.
Nhiệt độ làm việc không được quá giới hạn cho phép.
Chiều dài, điện tở của dây dẫn nối từ ắc quy đến máy khởi động phải nằm trong giới hạn quy định, thông thường nhỏ hơn 1 mét.
Tỉ số truyền từ bánh răng của máy khởi động và bánh răng của bánh đà nằm trong giới hạn từ 9 đến 18.

2. Công tắc khởi động:

Khi công tắc khởi động được cấp điện, cuộn dây sẽ trở thành nam châm điện và thu hút thanh sắt xuống. Chuyển động của thanh sắt đóng hai tiếp điểm, cấp điện từ ắc quy đến máy khởi động. Thanh sắt có lò xo hồi vị nên khi ngừng cấp điện cho công tắc khởi động, các tiếp điểm mở ra và máy khởi động ngừng làm việc.

Ngoài ra, nếu động cơ đã hoạt động và motor khởi động vẫn hoạt động, động cơ sẽ dẫn động ngược lại motor với tốc độ cao hơn nhiều lần dẫn đến hư hỏng. Vì vậy, motor khởi động được trang bị khớp một chiều nhằm tránh trường hợp này.

3. Cấu tạo máy khởi động:

4. Phân loại máy khởi động:

a. Máy khởi động loại giảm tốc:

Máy khởi động loại giảm tốc dùng mô tơ tốc độ cao và loại mô tơ này thường không có mô men lớn. Vì vậy, để tăng được mô men lớn, đủ để khởi động động cơ, thì một bánh răng đóng vai trò giảm tốc được gắn giữa bánh răng mô tơ và bánh răng Bendix
Khi được cấp điện, mô tơ tốc độ cao quay, đồng thời công tắc từ đẩy bánh răng Bendix lên ăn khớp với vành răng trên bánh đà và khởi động động cơ. Khi động cơ đã hoạt động, công tắc từ và mô tơ bị ngắt điện, công tắc từ sẽ trở về vị trí ban đầu và tách bánh răng Bendix ra khỏi vành răng của bánh đà.

b. Máy khởi động loại bánh răng hành tinh:

Máy khởi động loại bánh răng hành tinh dùng bộ truyền hành tinh để giảm tốc độ quay của lõi của mô tơ. Khi máy khởi động được cấp điện, công tắc từ hút xuống kéo theo cần dẫn động làm cho bánh răng khởi động đi lên ăn khớp với vành răng trên bánh đà. Đồng thời, mô tơ quay kéo theo bánh đà, khởi động động cơ.
Khi ngừng cấp điện cho máy khởi động, công tắc từ trở về vị trí ban đầu, tách bánh răng Bendix ra khởi bánh đà. Đồng thời, mô tơ ngừng hoạt động.

c. Máy khởi động PS (Mô tơ giảm tốc hành tinh – roto thanh dẫn):

Máy khởi động PS sử dụng các nam châm vĩnh cửu đặt trong cuộn cảm và cơ cấu đóng ngắt hoạt động giống như máy khởi động loại bánh răng hành tinh.

5. Nguyên lí của máy khởi động:

a. Chế độ hút vào:

Khi bật khóa điện vị trí START, dòng điện của ắc quy vào cuộn giữ và cuộn kéo. Sau đó dòng điện đi từ cuộn kéo tới phần ứng thông qua cuộn cảm làm quay phần ứng với tốc độ thấp. Việc tạo ra lực điện từ trong các cuộn giữ và cuộn kéo làm từ hóa lõi cực và do vậy piston của công tắc từ bị kéo vào lõi cực của nam châm điện. Nhờ sự kéo này mà bánh răng dẫn động khởi động dễ bị đẩy ra và ăn khớp với vành răng bánh đà đồng thời đĩa tiếp xúc sẽ bật công tắc chính lên.

b. Chế độ Giữ:

Khi công tắc chính bật lên thì không có dòng điện chạy qua cuộn giữ cuộc cảm và cuộn ứng nhận trực tiếp dòng điện từ ắc quy. Cuộn dây phần ứng sau đó bắt đầu quay với vận tốc cao và động cơ được khởi động. Ở thời điểm này piston được giữ nguyên tại vị trí chỉ nhờ lực điện từ của cuộn giữ vì không có lực điện từ chạy qua cuộn hút

c. Chế độ nhả về:

Khi khóa điện được xoay từ vị trí START sang vị trí ON, dòng điện đi từ phía công tắc chính tới cuộn giữ qua cuộn kéo. Ở vị trí này vị lực điện từ được tạo ra bởi cuộn kéo vào cuộn giữ triệt tiêu nhau nên không giữ được piston nữa. Do đó piston bị kéo lại nhờ lò xo hồi vị và công tắc chính bị ngắt làm cho máy khởi động dừng lại.

6. Các hư hỏng của hệ thống khởi động:

Hư hỏng của phần mạch điện bao gồm: cháy hỏng các tiếp điểm khởi động, cổ góp cháy bẩn, chổi than mòn, kẹt, các cuộn dây chập đứt, hỏng rơle đóng mạch khởi động.
Hư hỏng của phần cơ khí: kẹt khớp một chiều hay trượt quay, mòn bạc hay ổ bi, mòn bánh răng…