BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
-----------------------------------

NGUYỄN MẠNH TUẤN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ Ô TÔ

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN
TOYOTA VIOS 2018

CBHD:TS.Vũ Hải Quân
Sinh viên: Nguyễn Mạnh Tuấn

NGÀNH CÔNG NGHỆ Ô TÔ

Mã số sinh viên: 2018606479

Hà Nội – Năm 2022


1

MỤC LỤC
MỤC LỤC ..................................................................................................... 1
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................ 5
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................... 8
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG ..................... 9
1.1 Vai trò ,sơ đồ,nhiệm vụ ,phân loại hệ thống khởi động...................... 9
1.1.1 Vai trò........................................................................................... 9
1.1.2 Sơ đồ tổng quan hệ thống khởi động ......................................... 11

1.1.3 Nhiệm vụ .................................................................................... 11
1.1.4 Phân loại ..................................................................................... 12
1.2 Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống khởi động............................. 20
1.3 Các biện pháp cải thiện đặc tính làm việc của hệ thống khởi động trên
ôtô ............................................................................................................ 21
1.3.1 Phương pháp đổi nối tiếp điện áp trong quá trình khởi động .... 21
1.3.2 Dùng bu-gi có hệ thống sấy ....................................................... 22
CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỒNG
KHỞI ĐỘNG .............................................................................................. 24
2.1 Nguyên lý hoạt động của máy khởi động: ........................................ 24
2.1.1 Nguyên lý tạo ra momen ............................................................ 24
2.1.2 Nguyên lý quay liên tục ............................................................. 24
2.1.3 Lý thuyết trong động cơ điện thực tế ......................................... 26
2.2 Cấu tạo hệ thống khởi động .............................................................. 27
2.2.1 Pin / Ắc quy ô tô......................................................................... 28
2.2.2 Khóa điện ................................................................................... 33


2
2.2.3 Rơ Le khởi động......................................................................... 34
2.2.4 Cơng tắc an tồn khởi động ....................................................... 37
2.2.5 Động cơ khởi động ..................................................................... 38
2.2.6 Cáp ắc quy .................................................................................. 39
2.3 Nguyên lý làm việc của máy khởi động............................................ 40
2.3.1 Khi động cơ chưa khởi động ..................................................... 40
2.3.2 Khi khởi động động cơ............................................................... 41
2.3.3 Khi động cơ đã làm việc ............................................................ 41
2.4 Các chế độ làm việc của máy khởi động........................................... 42
2.4.1 Chế độ hãm ................................................................................ 42
2.4.2 Chế độ quay vịng tua................................................................. 42

2.4.3 Chế độ khơng tải ........................................................................ 42
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG MÁY
KHỞI ĐỘNG TRÊN XE TOYOTA VIOS 2018 ....................................... 43
3.1 Giới thiệu chung về toyota vios 2018 ............................................... 43
3.2 Cấu tạo, hoạt động hệ thống máy khởi động động cơ 1NZ-FE trên xe
Toyota Vios ............................................................................................. 46
3.2.1 Công tắc từ ................................................................................. 47
3.2.2 Phần ứng và ổ bi cầu .................................................................. 49
3.2.3 Vỏ máy khỏi động ...................................................................... 49
3.2.4 Chổi than và giá đỡ chổi than .................................................... 50
3.2.5 Ly hợp khởi động ....................................................................... 50
3.2.6 Bánh răng khởi động chủ động và then xoắn ............................ 51
3.3 Các thông số hệ thống khởi động 1NZ-FE ....................................... 53


3
3.4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống khởi động động cơ 1NZ-FE trên xe
Toyota Vios ............................................................................................. 55
CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH THÁO LẮP,PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA
BẢO DƯỠNG VÀ CHẨN ĐỐN HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN XE
TOYOTA VIOS 2018 ................................................................................. 57
4.1 Chẩn đoán hư hỏng hệ thống khởi động trên xe toyota vios ............ 57
4.1.1 Đóng mạch điện cho máy khởi động nhưng máy khởi động không
quay ..................................................................................................... 57
4.1.2 Máy khỏi động quay nhưng có tiếng va đập .............................. 58
4.1.3 Máy đề vẫn quay khi nhả khóa điện .......................................... 58
4.2 Quy trình tháo lắp máy khởi động trên xe toyota vios ..................... 59
4.2.1 Tháo máy đề ............................................................................... 59
4.2.2 Tháo giắc nối của máy đề .......................................................... 60
4.2.3 Tháo bulong máy đề ................................................................... 60

4.2.4 4.2.5 Tháo cụm công tắc từ ........................................................ 60
4.2.5 Tháo cụm stato ........................................................................... 61
4.2.6 Tháo lò xo chổi than................................................................... 62
4.2.7 Tháo cụm roto ............................................................................ 64
4.2.8 Tháo cụm ly hợp máy đề ............................................................ 64
4.3 Quy trình sửa chữa của máy khởi động ............................................ 66
4.3.1 Tháo............................................................................................ 66
4.3.2 Tháo rời ...................................................................................... 66
4.3.3 Kiểm tra ...................................................................................... 67
4.3.4 Lắp ráp ....................................................................................... 68
4.3.5 Thử ............................................................................................. 68


4
4.3.6 Lắp.............................................................................................. 68
KẾT LUẬN ................................................................................................. 69
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................... 70


5

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1 Vị trí làm việc của máy khởi động .............................................. 10
Hình 1. 2 Vị trí bố trí máy khởi động trên xe .............................................. 10
Hình 1. 3 Sơ đồ tổng quan hệ thống khởi động .......................................... 11
Hình 1. 4 Sơ đồ mạch khởi động ................................................................. 12
Hình 1. 5 Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động trực tiếp ............................ 12
Hình 1. 6 Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động gián tiếp ............................ 14
Hình 1. 7 Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động gián tiếp ............................ 16
Hình 1. 8 Các loại máy khởi động .............................................................. 18

Hình 1. 9 Loại giảm tốc............................................................................... 18
Hình 1. 10 Loại bánh răng đồng trục ......................................................... 19
Hình 1. 11 Loại bánh răng hành tinh.......................................................... 20
Hình 2. 1 Tạo ra momen quay ………………………………………………..24
Hình 2. 2 Đường sức từ trong khung dây ................................................... 25
Hình 2. 3 Cổ góp và chổi than gắn trên khung dây .................................... 25
Hình 2. 4 Quấn nhiều khung dây tăng momen............................................ 26
Hình 2. 5 Đặt lõi thép tăng từ thơng ........................................................... 26
Hình 2. 6 Nam Châm điện ........................................................................... 26
Hình 2. 7 Máy khởi động thực tế................................................................. 27
Hình 2. 8 Cấu tạo hệ thống khởi động ........................................................ 27
Hình 2. 9 Ắc quy ơ tơ ................................................................................... 28
Hình 2. 10 Đặc tính điện thế và tỷ trọng khi phóng và nạp ........................ 29
Hình 2. 11 Đặc tính điện thế và thời gian phóng ....................................... 30
Hình 2. 12 Ngun tắc hoạt động của ắc quy ............................................. 31
Hình 2. 13 Quá trình nạp điện .................................................................... 32
Hình 2. 14 Q trình phóng điện ................................................................ 32
Hình 2. 15 Bảng thông số kỹ thuật một số ắc quy ơ tơ ............................... 33
Hình 2. 16 Khóa điện .................................................................................. 33


6
Hình 2. 17 Rơ Le khởi động ........................................................................ 34
Hình 2. 18 Rơ le kéo .................................................................................... 35
Hình 2. 19 Rơ le đóng mạch........................................................................ 36
Hình 2. 20 Sơ đồ của rơ le khởi động ......................................................... 36
Hình 2. 21 Cơng tắc an tồn khởi động ...................................................... 37
Hình 2. 22 Động cơ khởi động ................................................................... 38
Hình 2. 23 Cơng tắc từ ............................................................................... 39
Hình 2. 24 Sơ đồ máy khởi động ................................................................ 40

Hình 2. 25 Khi động cơ chưa khởi động ..................................................... 40
Hình 2. 26 Khi khởi động động cơ ............................................................. 41
Hình 2. 27 Khi động cơ đã làm việc............................................................ 41
Hình 3. 1 Xe Toyota Vios 2018 ………………………………………………..43
Hình 3. 2 Doanh số bán xe Toyota Vios tháng 1/2018 ............................... 44
Hình 3. 3 Cơng nghệ van biến thiên VVT-I trên xe Toyota Vios 2018 ....... 44
Hình 3. 4 Bảng thông số kỹ thuật trên xe Toyota Vios 2018 ...................... 45
Hình 3. 5 bộ phận tháo rời của máy khởi động động cơ 1NZ-FE .............. 46
Hình 3. 6 Cơng tắc từ .................................................................................. 47
Hình 3. 7 Dịng điện chế độ hút .................................................................. 47
Hình 3. 8 Dịng điện ở chế độ giữ ............................................................... 48
Hình 3. 9 Dịng điện ở chế độ nhả về.......................................................... 48
Hình 3. 10 Phần ứng và ổ bi cầu ................................................................ 49
Hình 3. 11 Vỏ máy khởi động...................................................................... 49
Hình 3. 12 Chổi than và giá đỡ chổi than ................................................... 50
Hình 3. 13 Ly hợp máy khởi động ............................................................... 50
Hình 3. 14 Ly hợp khi động cơ quay khởi động ......................................... 51
Hình 3. 15 Bánh răng khởi động chủ động và then xoắn ........................... 51
Hình 3. 16 Cơ cấu ăn khớp ......................................................................... 52
Hình 3. 17 Cơ cấu nhả khớp ....................................................................... 52
Hình 3. 18 Bảng thơng số sửa chữa hệ thống khởi động 1NZ-FE ............. 54


7
Hình 3. 19 Momen xiết các chi tiết hệ thống khởi động ............................. 54
Hình 3. 20 Sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động 1NZ-FE .......................... 56
Hình 4. 1 Thay cáp ắc quy

………………………………………………..57


Hình 4. 2 Vành răng bánh đà bị mịn.......................................................... 58
Hình 4. 3 Tháo cáp âm của ác quy ............................................................. 59
Hình 4. 4 Tháo máy đề ............................................................................... 59
Hình 4. 5 Tháo giắc nối máy đề .................................................................. 60
Hình 4. 6 Tháo bulong máy đề .................................................................... 60
Hình 4. 7 Tháo cụm cơng tắc từ .................................................................. 61
Hình 4. 8 Tháo cụm stato ............................................................................ 61
Hình 4. 9 Tháo Lị xo chổi than .................................................................. 62
Hình 4. 10 Tháo lị xo chổi than khi ép bằng tơ vít ..................................... 63
Hình 4. 11 Tháo lị xo chổi than ra khỏi tấm cách điện ............................. 63
Hình 4. 12 Tháo tấm cách điện giá đỡ chổi than ........................................ 64
Hình 4. 13 Tháo cụm roto ........................................................................... 64
Hình 4. 14 Tháo cụm ly hợp máy đề ........................................................... 64
Hình 4. 15 Quy trình kiểm tra ..................................................................... 66
Hình 4. 16 Tháo cực âm ác quy .................................................................. 66
Hình 4. 17 Tháo rời máy khởi động ............................................................ 67
Hình 4. 18 Lắp ráp máy khởi động ............................................................. 68


8

LỜI MỞ ĐẦU
Ơ tơ là một phương tiện vận tải quan trọng của hệ thống giao thông
đường bộ. Trong hoạt động của cộng đồng, ô tô được sử dụng hết sức đa
dạng và linh hoạt để chuyên chở người và hàng hóa với các khoảng cách
khác nhau,trên nhiều loại địa hình... Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền
kinh tế thế giới,ôtô cũngđược phát triển không ngừng để đáp ứng nhu cầu sử
dụng ngày càng cao của con người.
Qua q trình học tập trong trường Đại học Cơng Nghiệp Hà Nội khoa
Công nghệ ô tô, em đã được trang bị cho mình các kiến thức về cấu tạo,

ngun lí,kết cấu các chi tiết của ô tô. Với đề tài được giao “Nghiên cứu hệ
thống khởi động xe Toyota Vios 2018 ”. Trong q trình hồn thành đồ án
chun ngành này, mặc dù gặp rấtnhiều khó khăn nhưng em đã nhận được
sự giúp đỡ của các bạn trong lớp cùng sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo
bộ mơn. Qua đó rút ra cho mình nhiều kinh nghiệm hơn, giúp em cũng cố
kiến thức đã học và tích lũy thêm kiến thức mới, nâng cao được trình độ
chun mơn. Quan trọng hơn, em đã dần hình thành cho mình phương pháp
học tập, nghiên cứu mới và có ý thức hơn cho nghề nghiệp của mình trong
tương lai
Trong khi vận dụng làm đồ án chun ngành, khơng tránh khỏi những
sai sót, vì vậy em rất mong được sự xem xét, giúp đỡ và nhận xét của các
thầy để bài làm của em được hoàn thiện hơn
Em xin chân thành cảm ơn Giảng viên: TS Vũ Hải Quân đã giúp đỡ
em hoàn thành bản đồ án chuyên ngành này.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Mạnh Tuấn


9

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG
1.1 Vai trò ,sơ đồ,nhiệm vụ ,phân loại hệ thống khởi động
1.1.1 Vai trị
Hệ thống khởi động là một hệ thống đóng vai trị quan trọng trên xe
ơ tơ.Ngun lý hoạt động được của nó sử dụng năng lượng từ bình ắc quy và
chuyển năng lượng này thành cơ năng làm quay máy khởi động. Máy khởi
động sẽ truyền cơ năng này cho bánh đà nằm trên trục khuỷu động cơ thông
qua việc gài khớp. Chuyển động của bánh đà làm hỗn hợp khí nhiên liệu
được hút vào bên trong xy lanh, được nén và đốt cháy để quay động cơ. Hầu
hết các động cơ trên xe ô cần đạt tốc độ quay khoảng 200 rpm [1].

Khi ta bắt đầu khởi động động cơ thì nó khơng thể tự quay với cơng suất
của nó. Trước khi tia lửa điện xuất hiện thì ta phải dùng lực từ bên ngoài để
làm cho quay động cơ. Máy khởi động sẽ đảm nhiệm công việc này.
Trên xe ơ tơ có 2 hệ thống khởi động khác nhau được dùng. Cả 2 hệ
thống này đều có các mạch điện riêng… Một mạch điều khiển và một mạch
motor. Một hệ thống sẽ có một motor khởi động riêng. Hệ thống này được
trang bị trên hầu hết các dịng xe đời cũ. Loại mạch điều khiển có một motor
khởi động giảm tốc. Hệ thống này được trang bị lên hầu hết các dịng xe ơ tơ
hiện nay. Một cơng tắc từ có cơng suất lớn hay Solenoid sẽ có nhiệm vụ đóng
và mở motor. Nó là thành phần của cả 2 mạch điều khiển và mạch motor [1].
Cả 2 hệ thống này đều được điều khiển từ công tắc máy và được bảo vệ
qua cầu chì. Trên một vài dòng xe, một rơle khởi động được dùng để khởi
động mạch điều khiển. Ở xe hộp số tự động, có một cơng tắc khởi động trung
gian ngăn cho trường hợp khởi động xe khi xe vẫn đang cài số. Ở xe hộp số
sàn, có cơng tắc ly hợp ngăn cho trường hợp khởi động xe mà không đạp bàn
đạp cơn. Hiện nay trên các dịng xe đặc biệt có trang bị tính năng cơng tắc
an tồn cho phép xe khởi động trên đường đồi dốc mà không cần đạp ly hợp
[1].


10

Hình 1. 1 Vị trí làm việc của máy khởi động

Hình 1. 2 Vị trí bố trí hệ thống khởi động trên xe


11
1.1.2 Sơ đồ tổng quan hệ thống khởi động


Hình 1. 3 Sơ đồ tổng quan hệ thống khởi động

Hệ thống khởi động bao gồm: Máy khởi động (động cơ điện), ắc quy
và mạch khởi động (trong hệ thống mạch khởi động bao gồm có các cáp nối
từ ắc quy đến máy khởi động), rơle kéo tác dụng để đóng máy khởi động và
cơng tắc (khố) khởi động
1.1.3 Nhiệm vụ
Đối với xe ơ tơ, động cơ đốt trong sẽ cần có một hệ thống khởi động
riêng biệt nhằm giúp truyền momem cho trục khuỷu động cơ với số vòng
quay nhất định nào đó để động cơ được khởi động giúp xe có thể vận hành.
Các dịng xe ơtơ hiện nay chủ yếu là dùng cơ cấu khởi động bằng động cơ
điện một chiều .
Tốc độ vòng quay tối thiểu để cho máy khởi động của động cơ xăng
nằm trong khoảng 50 - 100 (v/p) và đối với của động cơ diesel khoảng 100 200 (v/p)


12

Hình 1. 4 Sơ đồ mạch khởi động
1.1.4 Phân loại
a) Hệ thống khởi động trực tiếp
Cấu tạo
- Ắc quy là nguồn cung cấp điện cho máy khởi động của hệ thống khởi
động.
- Khố điện dùng để đóng cắt dịng điện cho máy khởi động.
-Hộp công tắc gồm: Đĩa đồng 2 dùng để đóng tiếp điểm chính để cung
cấp điện cho máy khởi động. Đĩa đồng 3 dùng để nối tắt điện trở phụ khi
khởi động động cơ.
-Máy khởi động gồm có: Cuộn cảm và rơto có nhiệm vụ tạo ra mô men


quay khớp truyền động một chiều và bánh răng máy khởi động có nhiệm vụ
truyền mơ men quay cho trục khuỷu của động cơ
- Trụ điều khiển 4 có tác dụng đóng tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ.

Hình 1. 5 Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động trực tiếp


13
1:Hộp cơng tắc từ
2:Đĩa đồng tiếp điểm chính

7:Bánh răng máy khởi động
8:Vành răng bánh đà

3:Đĩa đồng nối tắt điện trở phụ

9:Máy khởi động

4:Trụ điều khiển

10:Lắp máy khởi động

5:Nạng gài điều khiển

Kđ:Khóa điện

6:Lị xo hồi vị
Ngun lý làm việc:
Khi đóng khố điện Kđ, nhưng chưa tác động vào trụ điều khiển 4 thì
các tiếp điểm trong hộp cơng tắc 1 chưa đóng. Vì vậy máy khởi động chưa

được cung cấp điện,đồng thời lúc này lò xo 6 chưa bị ép nén nó đẩy cho khớp
truyền động một chiều lùi về tách bánh răng máy khởi động 7 ra không ăn
khớp với vành răng bánh đà 8.
Khi tác động vào trụ điều khiển 4, đẩy cho cần điều khiển đi vào để
đóng các tiếp điểm trong hộp công tắc 1, đồng thời lò xo hồi vị của cần điều
khiển cũng bị nén lại, tiếp điểm phụ 3 đóng để nối tắt điện trở phụ của hệ
thống đánh lửa, sau đó tiếp điểm chính 2 tiếp tục đi vào để đóng điện cho
máy khởi động.
Lúc này dòng điện cung cấp cho máy khởi động sẽ đi như sau: (+)Aq
→ Khoá điện Kđ → Cặp tiếp điểm chính 2 → Cuộn dây kích từ Wkt → Rô
to → mát → (-) Aq. Đồng thời khi tác động trục điều khiển 4 đi sang trái, nhờ
càng gạt 5 sẽ nén lò xo 6 lại đẩy cho khớp truyền động một chiều cùng với
bánh răng máy khởi động 7 lao ra ăn khớp với vành răng bánh đà 8.
Nhờ dịng điện có giá trị lớn đi qua các cuộn dây của máy khởi động sẽ
tạo ra một mô men quay lớn cho máy khởi động, mô men này được truyền
qua khớp truyền động một chiều tới bánh răng máy khởi động 7 làm quay
bánh đà 8 kéo cho trục khuỷu của động cơ quay để thực hiện việc khởi động
động cơ.


14
Khi động cơ đã tự khởi động được, tốc độ quay của động cơ sẽ lớn hơn
tốc độ quay của máy khởi động. Như vậy, mô men quay rất lớn, từ động cơ
sẽ truyền ngược vào máy khởi động làm hư máy khởi động.
Nhưng nhờ có khớp truyền động một chiều mà mô men quay của động
cơ không truyền vào máy khởi động được , mặc dù bánh răng khởi động 7
vẫn ăn khớp với vành răng bánh đà 8. Nhờ vậy mà máy khởi động được bảo
vệ an toàn.
Khi thơi tác động vào trụ điều khiển 4, lị xo 6 dãn ra đẩy cho khớp
truyền động một chiều cùng với bánh răng máy khởi động 7 lùi về phía trái

tách khỏi vành răng bánh đà 8. Đồng thời lúc này lò xo của cần điều khiển
cũng dãn ra đẩy cho điều khiển đi sang phải làm tách các tiếp điểm chính 2
và tiếp điểm phụ 3, máy khởi động bị ngắt điện. Vì vậy máy khởi động sẽ
khơng làm việc nữa.
b) Hệ thống khởi động gián tiếp có cực từ là nâm châm điện
Cấu tạo:

Hình 1. 6 Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động gián tiếp
1:Khóa điện

4:Cuộn dây cảm

7:Bánh răng

2:Rơ le

5:Cần gạt

8:Ắc quy

3:Lò xo hồi vị

6:Khớp truyền động một chiều

9:Rôto


15
Ngun lý làm việc:
Khi bật khố điện có dịng điện đi từ (+) ắc quy → Khoá điện 1→ cọc 50 của

rơ le khởi động

Cuộn dây hút → cuộn dây cảm 4 → cuộn dây rôto 9 →

mát → (-) ắc quy.

Cuộn dây giữ → mát

Do đó dịng điện chạy trong hai cuộn dây của rơ le khởi động nên lõi
thép của rơle bị từ hoá thành nam châm điện, lực từ do nó sinh ra thắng được
sức căng của lị xo 3 vì vậy nó sẽ hút lõi đi vào thực hiện việc đóng tiếp điểm
và nhờ có càng gạt đưa bánh răng máy khởi động 7 cùng với khớp truyền
động một chiều 6 lao ra ăn khớp với vành răng bánh đà.
Khi tiếp điểm 30 chưa đóng thì dòng điện đi qua cuộn dây hút và các
cuộn dây của máy khởi động có giá trị nhỏ, nên nó chỉ làm cho rô to của máy
khởi động quay nhúc nhích để tạo điều kiện cho bánh răng máy khởi động
ăn khớp với vành răng bánh đà một cách dễ dàng.
Khi tiếp điểm 30 đóng, một dịng điện rất lớn từ ắc quy đi qua khoá điện
1→ tiếp điểm 30 → các cuộn dây máy khởi động →(-) mát.
Lúc này cuộn dây hút bị nối tắt nên khơng có dịng điện đi qua mà chỉ
còn dòng điện qua cuộn dây giữ để tạo một lực từ đủ sức giữ cho bánh răng
ở vị trí ăn khớp và tiếp điểm đóng. Nhờ dịng điện có giá trị rất lớn đi qua
các cuộn dây của máy khởi động sẽ tạo ra một mô men quay lớn cho máy
khởi động, mô men này được truyền qua khớp truyền động một chiều 6 tới
bánh răng khởi động 7 kéo cho trục khuỷu quay để thực hiện việc khởi động
động cơ.
Khi động cơ đã tự khởi động được, nhưng người lái xe chưa đưa khoá
điện khỏi nấc khởi động, nhờ có khớp truyền động một chiều 6 mà mô men
quay từ trục khuỷu không truyền ngược vào rơto. Vì vậy mặc dù lúc này
bánh răng máy khởi động vẫn ăn khớp với vành răng bánh đà nhưng tốc độ

quay của trục khuỷu và tốc độ quay của rôto và khác nhau, máy khởi động
sẽ được bảo vệ an toàn.


16
Khi người lái tắt khoá điện, các cuộn dây hút, cuộn dây giữ của rơle
khởi động sẽ mất điện , nên lõi thép khơng được từ hố, lị xo 3 giãn ra trở
về vị trí ban đầu mang theo lõi thép làm tách các điểm ra. Đồng thời bánh
răng máy khởi động, cùng với khớp truyền động một chiều 6 tách khỏi vành
răng bánh đà.
c) Hệ thống khởi động gián tiếp có cực từ là nâm châm vĩnh cửu
Cấu tạo:

Hình 1. 7 Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động gián tiếp
1:Bánh răng khởi động

7:Roto

2:Vành răng bánh đà

8:Chổi than

3:Bộ tiếp hợp

9:Rơ le máy khởi động
10:Khóa điện

4:Cần gạt
5:Bộ truyền hành tinh


11:Ắc quy

6:Cực từ
Ngun lý hoạt động
Khi bật khố điện, có dịng điện đi từ (+) ắc quy → khoá điện → cọc
50 của rơ le khởi động

Cuộn dây hút → Rôto → mát → (-) ắc quy.
Cuộn dây giữ → mát.

Do có dịng điện chạy trong hai cuộn dây rơle khởi động là lõi thép của
rơle bị từ hoá thành nam châm điện, lực từ do nó sinh ra thắng được sức căng
của lị xo vì vậy nó sẽ hút lõi thép đi vào để thực hiện việc đóng tiếp điểm


17
và đưa bánh răng máy khởi động 1 cùng với khới truyền động 1 chiều 3 lao
ra ăn khớp với vành răng bánh đà.
Khi tiếp điểm 30 chưa đóng thì dịng điện đi qua cuộn dây hút và cuộn
rơto của máy khởi động có giá trị nhỏ, nên nó làm cho rơto của máy khởi
động quay nhúc nhích để tạo điều kiện cho bánh răng máy khởi động ăn khớp
với vành bánh răng bánh đà một cách dễ dàng.
Khi tiếp điểm 30 đóng, một dịng điện rất lớn từ ắc quy qua khố điện
→tiếp điểm 30 → cuộn dây rơto → mát → (-) ắc qui.
Lúc này cuộn dây hút bị nối tắt nên khơng có dịng điện đi qua mà chỉ
còn dòng điện qua cuộn dây giữ để tạo một lực từ đủ sức giữ cho bánh răng
ở vị trí ăn khớp và tiếp điểm đóng. Nhờ dịng điện có giá trị rất lớn đi qua
cuộn rơto của máy khởi động sẽ tạo ra một mô men quay lớn cho máy khởi
động, mô men này được truyền qua khớp chuyển động một chiều tới bánh
răng máy khởi động kéo cho trục khuỷu quay để thực hiện việc khởi động

động cơ.
Ở hệ thống khởi động này có trang bị thêm bộ truyền hành tinh, khi mô
men quay của máy khởi động phát ra sẽ truyền qua bộ truyền hành tinh làm
tăng mô men xoắn trước khi truyền đến vành răng bánh đà. Vì vậy sẽ làm
tăng mơ men xoắn để kéo cho trục khuỷu quay nhằm khởi động động cơ một
cách nhanh chóng.
Khi động cơ đã tự khởi động được, nhưng người lái chưa đưa khoá điện
khỏi nấc khởi động, nhờ có khớp truyền động một chiều mà mơ men quay từ
trục khuỷu khơng truyền ngược được vào rơto. Vì vậy mặc dù lúc này bánh
răng máy khởi động vẫn ăn khớp với vành răng bánh đà nhưng tốc độ quay
của trục khuỷu và tốc độ quay của rôto là khác nhau, máy khởi động sẽ được
bảo vệ an toàn.
Khi người lái tắt khoá điện, các cuộn dây hút, cuộn dây giữ của rơle trở
động sẽ mất điện, nên lõi thép khơng được từ hố lị xo 3 giãn ra trở về vị trí
ban đầu mang theo lõi thép làm tách các tiếp điểm ra. Đồng thời đưa bánh


18
răng máy khởi động cùng với khớp truyền động một chiều tách khỏi vành
răng bánh đà.
Khi phân loại máy khởi động ta chia máy khởi động ra làm 2 phần: Phần
motor điện và phần truyền động. Phần motor điện sẽ được chia ra thành nhiều
loại theo các kiểu đấu dây như hình 1.5, cịn phần truyền động phân theo
cách truyền động của máy khởi động với động cơ
Hiện nay hệ thống khởi động thường sử dụng 3 loại máy khởi động

Hình 1. 8 Các loại máy khởi động
-Loại giảm tốc: loại R và loại RA
-Loại bánh răng đồng trục; loại G và loại GA
-Loại bánh răng hành tinh: loại D

d) Loại giảm tốc

Hình 1. 9 Loại giảm tốc
Motor khởi động bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình vẽ dưới. Đó
là kiểu của bộ khởi động có sự kết hợp, tốc độ motor cao và sự điều chỉnh


19
của bánh răng giảm tốc. Toàn bộ motor nhỏ hơn và nhẹ hơn motor khởi động
thơng thường, nó vận hành ở tốc độ cao hơn. Bánh răng giảm tốc chuyển mô
men xoắn tới bánh răng chủ động ở 1/4 đến 1/3 tốc độ motor. Bánh răng chủ
động quay nhanh hơn bánh răng trên bộ khởi động thông thường và mô men
xoắn lớn hơn rất nhiều
Bánh răng giảm tốc được gắn trên một vài trục như bánh răng chủ
động. Và khác với bộ khởi động thông thường, công tắc từ đẩy trực tiếp
bánh răng chủ động (không qua cần dẫn động) tới ăn khớp với vòng răng
bánh đà.
Động cơ điện nhỏ gọn với tốc độ cao được sử dụng để quay hộp số giảm
tốc, như vậy sẽ làm tăng momen khởi động.
e) Loại bánh răng đồng trục

Hình 1. 10 Loại bánh răng đồng trục
Motor khởi động thông thường bao gồm các thành phần được chỉ rõ
hình vẽ. Bánh răng chủ động trên trục của phần ứng động cơ và quay cùng
tốc độ. Một lõi hút trong công tắc từ(solenoid) được nối với nạng gài. Khi
kích hoạt nam châm điện thì nạng gài sẽ đẩy bánh răng chủ động khớp với
vành răng bánh đà.
Khi động cơ bắt đầu khởi động khớp ly hợp một chiều ngắt nối bánh
răng chủ động ngăn cản mô men động cơ làm hỏng motor khởi động.



20
Công suất đầu ra là 0.8, 0.9 và 1KW. Trong hầu hết trường hợp thay thế
bộ khởi động cho motor cũ bằng motor có bánh răng giảm tốc.
Bánh răng dendix được lắp ở cuối của truc rotor
Lực của công tắc từ đẩy bánh răng bendix nhờ đòn dẫn hướng.
Sử dụng chủ yếu trên xe nhỏ.
f) Loại bánh răng hành tinh

Hình 1. 11 Loại bánh răng hành tinh
Bánh răng hành tinh cũng dùng để giảm tốc nhằm tăng momen quay.
Trục rotor sẽ truyền lực qua bánh răng hành tinh đến bánh răng bendix.
Nhờ trọng lượng nhỏ momen lớn, ít tiếng ồn. Nên được sử dụng ở nhiều
loại xe nhỏ đến trung bình.
1.2 Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống khởi động
Do tính chất, đặc điểm và chức năng nhiệm vụ của hệ thống khởi động
như đã trình bày ở trên, những yêu cầu kỹ thuật cơ bản đối với hệ thống khởi
động điện bao gồm:
a) Kết cấu gọn nhẹ, chắc chắnm làm việc ổn định với độ tin cậy cao.
b) Lực kéo tái sinh ra trên trục của máy khởi động phải đảm bảo đủ lớn, tốc
độ quay cũng phải phải đạt tới trị số nào đó để cho trục khuỷu của động
cơ ôtô quay nhất định.
c) Khi động cơ ôtô đã làm việc, phải cắt được khớp truyền động của hệ thống
khởi động ra khỏi trục khuỷu của động cơ ôtô


21
d) Có thiết bị điều khiển từ xa khi thực hiện khởi động động cơ ôtô ( nút
nhấn hoặc công tắc khởi động) thuận tiện cho người sử dụng.
Công suất tối thiểu của máy khởi động trong hệ thống khởi động

điện được tính theo cơng thức sau:
Pkt= nmin. Mc
Trong đó nmin - tốc độ quay nhỏ nhất tương ứng với trạng thái nhiệt đọ
của động cơ ôtô khi khởi động, vong/ phút (với trị số tốc độ này, động cơ ôtô
phải tự động làm việc được sau ít nhất hai lần khởỉ động, thời gian khởi động
kéo dài khôngo quá 10s đối với động cơ xăng và không quá 15s đối với động
cơ diezen, khoảng thời gian cách giữa hai lần khởi động liên tiếp không quá
60s). trị số nmin phụ thuộc vào loại động cơ, số lượng xilanh cáo trong động
cơ và nhiệt độ của động cơ ôtô lúc bắt đầu khởi động. trị số tốc độ đó bằng:
nmin = (40-60) vòng đối với động cơ xăng.
nmin = (80-120) v ịng/ phút đối với động cơ diezen.
Mc – mơmen cản trung bình của động cơ ơtơ trong q trình khởi
động, N.m.
Mômen cản khởi động của động cơ ôtô bao gồm cản do lực ma sát của
các chi tiết có truyển động tương đối so với động cơ ôtô khi khởi động gây
ra mơmen cản khí nén hỗn hợp cơng tác trong xilanh của động cơ ôtô. trị số
của Mc phụ thuộc vào loại động cơ, số lượng xilanh có trong động cơ và
nhiệt độ động cơ khi khởi động
1.3 Các biện pháp cải thiện đặc tính làm việc của hệ thống khởi động
trên ôtô
1.3.1 Phương pháp đổi nối tiếp điện áp trong q trình khởi động
Dịng điện khi khởi động rất lớn, vì vậy tổn thất điện áp trên đường dây
nối từ ắc quy đến máy khởi động, trong ắc quy và máy khởi động là đánh kể,
nên ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của hệ thống khởi động. một trong
những biện pháp giảm tổn thất điện áp trên các bộ phận trên trong hệ thống
khởi động là nâng trị số điện áp cấp cho máy khởi động khi khởi động.


22
Nguyên tăc chung của biện pháp này là: ở chế độ bình thường, các thiết bị

điện trên xe được cung cấp nguồn điện có trị số điện áp bằng 12V (Đối với
xe mà hệ thống cung cáp điện có điện áp định mức 12V). Khi khởi động,
riêng hệ thống khởi động được cung cấp nguồn điện có trị số điện áp bằng
24V (Hoặc cao hơn) trong khi đó các phụ tải điện khác vẫn được cung cấp
nguồn có trị số điện áp bằng 12V
1.3.2 Dùng bu-gi có hệ thống sấy
Hiệu quả làm việc của hệ thống khởi động phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt
độ của động cơ ôtô khi khởi động. Ở nhiệt độ thất, việc khởi động động cơ
rất khó khăn do các nguyên nhân sau:
Độ nhớt của dầu bôi trơn lớn, làm tăng trị số mômen cản (Mc) đặt trên
trục động cơ khởi động.
Độ nhớt của nhiên liệu tăng lên, làm giảm khả năng bay hơi để hoà trộn
với khơng khí trong q trình hình thành hỗn hợp công tác trong xilanh của
động cơ ôtô, làn tăng trị số tốc độ thấp nhất khi khởi động(nmin)
Giảm trị số áo suất và nhiệt độ trong xilanh của động cơ ôtô ở chu kỳ
nén, ảnh hưởng xấu đến khả năng bén lửa, cháy và giãn nở sinh công của
hỗn hợp cơng tác.
Dung lượng phóng điện của ắc quy ở nhiệt độ thấp giảm.
Để cải thiện đặc tính làm việc của hệ thống khởi động ngưởi ta sử dụng
nhiều biện pháp khác nhay hỗ trợ cho qua trình khởi động khi nhiệt độ môi
trường thấp. một trong những biện pháp trên được áp dụng rộng rãi là dùng
bu-gi có bộ phận sấy.
Bu-gi có bộ phận sấy gồm 1 lõi làm bằng vật liệu gốm ( sứ ) chịu nhiệt,
bên ngoài lõi có quấn dây điện trở, ống bọc ngồ có phủ 1 lớp chất cách điện
và chịu nhiệt. Bu-gi có bộ phận sấy được lắp vào trong buồng đốt (Trong
xilanh của động cơ ơtơ), có chức năng sấy nóng khơng khí trong xilanh tạo


23
điều kiện thuận lợi cho việc bốc hơi, hoà trộn của nhiên liệu với khơng khí

trong q trình hình thành hỗp hợp cơng tác (Đối với động cơ xăng), cịn đối
với động cơ điêzen tạo điều kiện thuận lợi cho việc bộc hơi, hoà trộn và bốc
cháy cuả nhiên liệu khi vòi phun nhiên liệu vào buồng đốt.
Để điều kiển thời gian sấy cần thiết của bu-gi, có thể sử dụng phương
pháp đơn giản (Phương pháp điều kiển bằng tay) hoặc phương pháp điều
kiển dùng mạch định thời gian sấy.


24

CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA
HỆ THỒNG KHỞI ĐỘNG
2.1 Nguyên lý hoạt động của máy khởi động:
Nguyên lý hoạt động của máy khởi động dựa trên các nguyên lý sau:
Nguyên lý tạo ra mô men
Nguyên lý quay liên tục
Lý thuyết trong động cơ điện
2.1.1 Nguyên lý tạo ra momen
Đường sức từ sinh ra giữa cực bắc và cực nam của nam châm. Nó đi từ
cực bắc đến cực nam Khi đặt một nam châm khác ở giữa hai cực từ, sự hút
và đẩy của hai nam châm làm cho nam châm đặt giữa quay xung quanh tâm
của nó.

Hình 2. 1 Tạo ra momen quay
Mỗi đường sức từ khơng thể cắt ngang qua đường sức từ khác. Nó
dường như trở nên ngắn hơn và cố đẩy những đường sức từ gần nó ra xa. Đó
là nguyên nhân làm cho nam châm ở giữa quay theo chiều kim đồng hồ.
2.1.2 Nguyên lý quay liên tục
Trong động cơ thực tế, phần giữa là khung dây. Giả sử, chúng ta có
một khung dây quấn . Khi dòng điện chạy xuyên qua khung dây, từ thông sẽ

xuyên qua khung dây Chiều của đường sức từ sinh ra trên khung dây được