Hệ Thống Khởi động ô Tô – Cấu Tạo Và Nguyên Lí Làm Việc
Hệ thống khởi động ô tô là gì?
Hệ thống khởi động ô tô (hay còn gọi là thiết bị khởi động) là một hệ thống làm quay trục khuỷu động cơ thông qua các vành răng giúp động cơ được khởi động, chính là lúc ô tô nổ máy.
Thông thường, trục khuỷu phải quay được khoảng 40-60 vòng/phút đối với động cơ xăng, khoảng 80-100 vòng/phút đối với động cơ diesel thì mới tạo ra đủ lực để có thể khởi động được động cơ ô tô.
Yêu cầu đối với hệ thống khởi động ô tô
Để ô tô có thể khởi động nhanh chóng và ổn định, hệ thống khởi động ô tô phải đảm bảo các yêu cầu sau:
-
Động cơ có thể khởi động khi hệ thống khởi động ô tô khiến trục khuỷu quay với tốc độ thấp nhất. Hay nói cách khác, lực tác động lên trục khuỷu đủ để nổ máy phải là tối thiểu.
-
Nhiệt độ trong thiết bị phải được duy trì trong phạm vi cho phép.
-
Momen truyền động phải đủ lớn để động cơ có thể khởi động.
-
Đảm bảo rằng động cơ có thể khởi động lặp lại nhiều lần.
-
Chiều dài và điện trở của dây dẫn nối từ ắc quy đến thiết bị khởi động được thiết kế theo giới hạn quy định ( chiều dài dây dưới 1 mét, điện trở dao động phụ thuộc vào chất liệu và thiết diện của dây).
-
Tỉ số truyền từ bánh răng của thiết bị khởi động tới bánh răng của bánh đà nằm trong khoảng từ 9 đến 18.
Xem thêm: Hệ thống chống bó cứng phanh ABS là gì
Công tắc khởi động
Công tắc khởi động được coi như “điểm bắt đầu” của hệ thống khởi động ô tô.
Khi công tắc được truyền điện, cuộn dây có chức năng như nam châm điện, ngay lập tức hút thanh sắt xuống, hai tiếp điểm bị đóng lại và thiết bị khởi động được cấp điện từ ắc quy.
Do thanh sắt được gắn kèm lò xo hồi vị, nên ngay sau đó lập tức ngừng cấp điện cho công tắc khởi động, các tiếp điểm cũng được mở ra và thiết bị khởi động dừng hoạt động.
Hơn nữa, motor khởi động đã được trang bị cùng với khớp một chiều, để khắc phục tình trạng khi động cơ đã chạy mà motor khởi động vẫn hoạt động, động cơ sẽ dẫn động ngược trở lại motor với tốc độ cao hơn rất nhiều lần, dẫn đến hư hỏng hệ thống khởi động ô tô.
Có thể bạn quan tâm: Hệ thống phun xăng điện tử và những lưu ý quan trọng
Cấu tạo máy khởi động
Phân loại hệ thống khởi động ô tô
Mỗi dòng xe sẽ phù hợp với những hệ thống khởi động khác nhau. Tuy nhiên, dưới đây là ba loại hệ thống khởi động ô tô được sử dụng nhiều nhất trong các dòng xe phổ thông trên thị trường:
Khởi động giảm tốc
Đây là hệ thống khởi động ô tô được trang bị máy khởi động với motor tốc độ cao và thường ít khi có mô men lớn.
Mà để động cơ có thể khởi động thì momen phải được tăng đủ lớn. Do đó, phải tăng momen bằng cách giảm tốc độ quay của phần ứng lõi motor thông qua bộ truyền giảm tốc (bánh răng có vai trò giảm tốc nằm ở vị trí giữa bánh răng mô tơ với bánh răng Bendix).
Ngay thời điểm được cấp điện, motor tốc độ cao bắt đầu quay, Piston của công tắc từ đẩy trực tiếp bánh răng Bendix lên cùng một trục ăn khớp với vành răng của bánh đà, khi đó động cơ được khởi động.
Sau đó, công tắc từ cùng motor lập tức bị ngắt điện và quay về vị trí ban đầu.
Đọc thêm: Nội thất ô tô là gì
Máy khởi động bánh răng hành tinh
Giống như khởi động giảm tốc, máy khởi động bánh răng hành tinh cũng giảm tốc độ quay của lõi motor, tuy nhiên nó giảm bằng bộ truyền hành tinh.
Công tắc từ bị hút xuống ngay khi được cấp điện, kéo theo cần dẫn động đóng xuống, bánh răng lăn dần lên trên, khớp với vành răng của bánh đà. Từ đó motor cũng bị quay theo, dẫn tới động cơ được khởi động.
Ngay sau đó, điện bị ngắt, công tắc sẽ từ từ quay về vị trí ban đầu, tách dần bánh răng Bendix ra khỏi răng bánh đà, motor cũng ngừng hoạt động.
Máy khởi động PS (Mô tơ giảm tốc hành tinh – roto thanh dẫn)
Với loại máy này, các nam châm vĩnh cửu được đặt trong cuộn cảm, và nó có cơ chế đóng – ngắt, cách thức hoạt động giống hệt như loại máy khởi động bánh răng hành tinh.
Bài viết liên quan: Tổng quan nhiệm vụ của hệ thống đánh lửa là gì? Lưu ý quan trọng
Nguyên lý của quy trình khởi động máy
Hút vào (kéo)
Khi khóa điện được mở, dòng điện của ắc quy được truyền vào cuộn giữ và cuộn kéo. Sau đó, dòng điện từ cuộn kéo đi tới phần ứng thông qua cuộn cảm, làm cho phần ứng được quay với tốc độ thấp.
Các lõi cực sẽ bị từ hóa do lực điện từ được tạo ra trong cuộn giữ và cuộn kéo, Piston của công tắc từ cũng bị kéo vào trong lõi cực của nam châm điện. Nhờ vậy mà đẩy được bánh răng dẫn động khởi động đến vị trí ăn khớp với vàng răng của bánh đà, ngay lúc đó đĩa tiếp xúc cũng làm công tắc chính được bật lên.
Đọc thêm: Hệ thống Intercooler là gì? Một số lỗi thường gặp
Giữ
Ngay khi công tắc chính bật lên, hai đầu đẳng áp nên lúc này không có dòng điện nào chạy qua cuộn hút. Trong khi đó, cuộn cảm và cuộn ứng thì được nhận dòng điện trực tiếp từ ắc quy.
Sau khi được nhận điện ổn định, cuộn dây phần ứng sẽ bắt đầu quay với vận tốc cao và động cơ cũng được khởi động. Nhờ có lực điện từ chỉ chạy qua cuộn giữ mà không chạy qua cuộn hút nên lúc này Piston vẫn được giữ nguyên vị trí.
Nhả về (hồi về)
Khi kéo khóa điện từ Start sang chế độ On, dòng điện từ công tắc chính sẽ truyền từ cuộn giữ tới cuộn kéo, dòng điện qua cuộn hút bị đổi chiều, nút Piston không thể giữ được ở vị trí cũ do lực điện từ ở cuộn giữ và cuộn kéo đã bị triệt tiêu. Nhờ có lò xo hồi mà Piston bị kéo trở lại, công tắc chính cũng bị ngắt điện theo, thiết bị khởi động dừng lại.
Xem thêm các bài viết khác tại : Thành Vô Lăng
