TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật ơ tơ
Tên đề tài:

TÌM HIỂU, THỰC HIỆN MƠ HÌNH
HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG VÀ SA BÀN ĐIỆN TỪ
PHỤC VỤ GIẢNG DẠY
SVTH : LÊ TRUNG BÁCH
MSSV : 16145584
SVTH : UNG NGỌC QUANG
MSSV : 17145346
GVHD : ThS. NGUYỄN QUANG TRÃI

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2021


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên nhóm báo cáo xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu cùng toàn
thể thầy cô trong trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh đã
giảng dạy hết tất cả tâm huyết, truyền dạy tất cả những tri thức của cuộc đời mình
đến những lứa học sinh chúng em trong suốt thời gian vừa qua.
Em xin chân thành cảm ơn thầy cơ trong khoa Cơ Khí Động Lực đã dạy cho
chúng em những đạo đức, những kinh nghiệm làm nghề để chúng em có thể vững
bước tiếp trên con đường lập nghiệp của mình.
Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Th.S. Nguyễn Quang Trãi đã chỉ dạy và hướng
dẫn cho chúng em rất nhiều để nhóm chúng em có thể hồn thành tốt bài báo cáo cuối
mơn này.
Lời cuối cùng nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất và chúc thầy cô

luôn dồi dào sức khỏe, tiếp tục giảng dạy hết tâm huyết của mình cho những lứa học
trị sau này để đất nước ta ngày có nhiều nhân tài, những người giỏi trong các doanh
nghiệp, xây dựng đất nước phát triển hơn nữa.
Xin chân thành cảm ơn!

ix


TĨM TẮT
Hệ thống điện trên ơ tơ là một trong những hệ thống quan trọng của một chiếc
xe, nó là hệ thống giúp điều khiển, đảm bảo khả năng hoạt động ổn định của xe cũng
như là đáp ứng các yêu cầu của xe khi tham gia lưu thông. Để tạo phương tiện học
tập trực quan, đồng bộ, cụ thể và chi tiết nên nhóm chúng em chựa chọn thực hiện
thiết kế, chế tạo các mơ hình dạy học hiện đại của các hệ thống bộ phận trong hệ
thống Điện thân xe trên ơ tơ. Bên cạnh đó là việc xây dựng phương pháp, quy trình
học tập đối với từng module kiến thức liên quan của từng hệ thống. Giúp người học
xây dựng được lộ trình học căn bản đối với từng hệ thống bộ phận trong toàn bộ hệ
thống điện trên ô tô.
Nội dung đề tài bao gồm:
- Mô hình giảng dạy Hệ thống khởi động.
- Mơ hình giảng dạy Sa bàn điện từ.
- Phiếu hướng dẫn thực hành của 2 hệ thống trên.
Phương pháp nghiên cứu:
- Nghiên cứu từ những cơ sở lý thuyết để thiết kế, chế tạo các mơ hình dạy
học mới.
- Sử dụng các tài liệu liên quan, tài liệu tham khảo để thiết kế, tính tốn các
thơng số của khung mơ hình, cách bố trí , lắp đặt các chi tiết thiết bị của hệ thống.
- Sử dụng tài liệu lí thuyết để xây dựng được sơ đồ mạch điện của từng hệ thống.
- Sử dụng các nội dung liên quan đến sư phạm để xây dựng các phiếu hướng
dẫn thực hành dành cho người học.


x


MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ................................................................................ i
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ................................................................. ii
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ................................................................. v
XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN ....................................................................... viii
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ ix
TÓM TẮT ....................................................................................................................... x
MỤC LỤC...................................................................................................................... xi
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU .................................................. xiii
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................ xiv
DANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................... xvii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI............................................................................. 1
1.1 Lý do chọn đề tài ...................................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu, ý nghĩa của đề tài .................................................................................... 1
1.3. Đối tượng phạm vi nghiên cứu................................................................................ 1
1.4. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................... 1
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ............................................................................... 3
2.1 Hệ thống khởi động .................................................................................................. 3
2.1.1. Giới thiệu ........................................................................................................ 3
2.1.2. Các thành phần chính ...................................................................................... 3
2.1.3. Ắc quy khởi động ............................................................................................ 4
2.1.4 Máy khởi động ............................................................................................... 13
2.1.5 Mạch điện hệ thống khởi động 1 số xe .......................................................... 26
2.2 Sa bàn điện từ ......................................................................................................... 33
2.2.1. Dòng điện ...................................................................................................... 33
2.2.2. Hiện tượng cảm ứng điện từ ......................................................................... 34

2.2.3. Máy phát điện................................................................................................ 38
2.2.4. Động cơ điện 1 chiều .................................................................................... 41
2.2.5. Hiệu ứng tự cảm ............................................................................................ 43
2.2.6. Hiệu ứng cảm ứng tương hỗ ......................................................................... 45
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH GIẢNG DẠY ................................. 48
3.1. Giới thiệu............................................................................................................... 48
3.2. Thiết kế thực hiện mơ hình ................................................................................... 48
3.2.1. Lựa chọn thiết bị, vật liệu ............................................................................. 48

xi


3.2.2. Thiết kế mơ hình. .......................................................................................... 58
3.2.3. Thiết kế sơ đồ mạch điện .............................................................................. 59
3.2.4. Đấu nối hồn thiện mơ hình .......................................................................... 62
CHƯƠNG 4: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ THỰC HÀNH ..................................... 65
4.1. Hướng dẫn sử dụng ............................................................................................... 65
4.1.1. Mô hình hệ thống khởi động ......................................................................... 65
4.1.2. Sa bàn điện từ ................................................................................................ 70
4.2. Các bài thực hành .................................................................................................. 74
4.2.1. Mô hình thống khởi động.............................................................................. 74
4.2.2. Sa bàn điện từ ................................................................................................ 85
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................ 93
5.1. Kết luận ................................................................................................................. 93
5.2. Kiến nghị ............................................................................................................... 93
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................... 95

xii



DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
+B: Battery
CSW: Clutch Switch
BSW: Brake Switch
ISW: Inhibitor Switch
STI: Starter Ignition
ECU: Electronic Control Unit
VOM: Volt Ohm Miliammeter

xiii


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1.1. Máy khởi động trên động cơ ................................................................... 3
Hình 2.1.2. Các thành phần chính trên hệ thống khởi động ...................................... 4
Hình 2.1.3..1a Ắc quy khởi động ............................................................................... 5
Hình 2.1.3.1b. Ắc quy và hệ thống điện .................................................................... 6
Hình 2.1.3.2a. Cấu tạo ắc quy .................................................................................... 6
Hình 2.1.3.2b. Cấu tạo một ắc quy đơn ..................................................................... 7
Hình 2.1.3.2c. Cấu tạo bản cực ................................................................................ 8
Hình 2.1.3.2d. Chất điện phân.................................................................................... 8
Hình 2.1.3.2e. Vỏ ắc quy............................................................................................ 9
Hình 2.1.3.2f. Nắp thơng hơi .................................................................................... 9
Hình 2.1.3.2g. Dãy nắp thơng hơi ............................................................................. 9
Hình 2.1.3.2h. Cọc ắc quy .......................................................................................... 9
Hình 2.1.3.2i. Ký hiệu cọc ắc quy ............................................................................ 10
Hình 2.1.3.2k. Cửa xem tỷ trọng .............................................................................. 10
Hình 2.1.3.3a. Hoạt động ắc quy.............................................................................. 10
Hình 2.1.3.3b. Q trình phóng, nạp ........................................................................ 10
Hình 2.1.3.3c. Điện áp ắc quy .................................................................................. 11

Hình 2.1.4.1a. Máy khởi động loại giảm tốc ........................................................... 13
Hình 2.1.4.1b. Máy khởi động loại đồng trục .......................................................... 14
Hình 2.1.4.1c. Máy khởi động loại bánh răng hành tinh ......................................... 14
Hình 2.1.4d. Máy khởi động loại PS ........................................................................ 15
Hình 2.1.4.2. Các bộ phận của máy khởi động ........................................................ 15
Hình 2.1.4.3a .Nguyên lý hoạt động ........................................................................ 16
Hình 2.1.4.3b. Hút vào ............................................................................................. 16
Hình 2.1.4.3c. Giữ .................................................................................................... 16
Hình 2.1.4.3d. Hồi về .............................................................................................. 17
Hình 2.1.4.3e. Cấu tạo ly hợp máy khởi động ........................................................ 17
Hình 2.1.4.3f. Hoạt động của ly hợp khởi động...................................................... 18
Hình 2.1.4.3g. Hoạt động của ly hợp khởi động ..................................................... 18
Hình 2.1.4.3h. Hoạt động ăn khớp .......................................................................... 19
Hình 2.1.4.3j. Hoạt động nhả khớp ......................................................................... 19
Hình 2.1.4.4a. Tháo rã động cơ điện ....................................................................... 20
Hình 2.1.4.4b. Tháo rã cơng tắc từ .......................................................................... 20
Hình 2.1.4.4c. Tháo rã bánh răng bendix ................................................................. 21
Hình 2.1.4.4d. Hiện tượng chạm mạch ................................................................... 21

xiv


Hình 2.1.4.4e. Kiểm tra chạm mạch........................................................................ 21
Hình 2.1.4.4f. Kiểm tra thơng mạch rotor ............................................................... 22
Hình 2.1.4.4g. Kiểm tra cổ góp ............................................................................... 22
Hình 2.1.4.4h. Kiểm tra cổ góp ................................................................................ 22
Hình 2.1.4.4i. Kiểm tra ổ bi .................................................................................... 22
Hình 2.1.4.4j. Kiểm tra thơng mạch stator .............................................................. 23
Hình 2.1.4.4k. Kiểm tra cách điện stator ................................................................ 23
Hình 2.1.4.4l. Kiểm tra chổi than ............................................................................. 23

Hình 2.1.4.4m. Kiểm tra giá giữ chổi than............................................................... 23
Hình 2.1.4.4n. Kiểm tra giá ..................................................................................... 23
Hình 2.1.4.4o. Kiểm tra li hợp ................................................................................. 24
Hình 2.1.4.4p. Kiểm tra cuộn hút, cuộn giữ ............................................................ 24
Hình 2.1.4.4q. Ráp máy khởi động ......................................................................... 25
Hình 2.1.4.4r. Kiểm tra điện áp cực 50 .................................................................... 26
Hình 2.1.5a. Sơ đồ hệ thống khởi động trên xe Toyota Camry 2002. .................... 26
Hình 2.1.5b. Sơ đồ hệ thống khởi động trên xe Toyota Fortuner 2017. ................. 28
Hình 2.1.5c. Sơ đồ hệ thống khởi động trên xe Toyota Fortuner 2017. ................. 29
Hình 2.1.5d. Sơ đồ hệ thống khởi động trên xe Honda Civic 2019. ....................... 30
Hình 2.1.5e. Sơ đồ hệ thống khởi động trên xe Honda Civic 2019. ....................... 31
Hình 2.1.5f. Sơ đồ hệ thống khởi động trên xe Hyundai Santefe 2016. ................. 32
Hình 2.2.4a. Nguyên tắc hoạt động động cơ điện một chiều .................................. 42
Hình 2.2.5a. Hiệu ứng tự cảm ................................................................................. 43
Hình 2.2.6a. Hiệu ứng cảm ứng tương hỗ ............................................................... 46
Hình 2.2.6b. Hiện tượng hỗ cảm ............................................................................. 47
Hình 2.2.6c. Bơ bin đánh lửa .................................................................................. 47
Hình 3.2.1.1a . Nhơm định hình ............................................................................... 40
Hình 3.1.1.1b. Ke góc nhơm định hình ..................................................................... 49
Hình 3.2.1.1c. Vít kết nối ke góc và nhơm định hình .............................................. 49
Hình 3.2.1.2a . Bảng mica ........................................................................................ 50
Hình 3.2.1.3a . Module Arduino Uno R3 ................................................................. 50
Hình 3.2.1.3b. Module relay 5VDC có opto ........................................................... 51
Hình 3.2.1.3c. Module relay 5VDC có opto ............................................................ 51
Hình 3.2.1.3d. Module LM7805 đầu ra USB.......................................................... 51
Hình 3.2.1.3e. Hộp cầu chì ....................................................................................... 52
Hinh 3.2.1.3f. Khóa điện .......................................................................................... 52
Hình 3.2.1.3g. Đèn led ............................................................................................. 52

xv



Hình 3.2.1.3h. Rơle khởi động ................................................................................. 53
Hình 3.2.1.3i. Máy khởi động .................................................................................. 53
Hình 3.2.1.3e. Cơng tắc ly hợp ................................................................................ 53
Hình 3.2.1.3j. Cơng tắc bàn đạp phanh .................................................................... 54
Hình 3.2.1.3f. Cơng tắc vị trí số .............................................................................. 54
Hình 3.2.1.3g. Đế banana ........................................................................................ 55
Hình 3.2.1.3h. Giắc cắm banana .............................................................................. 55
Hình 3.2.1.3i. Thiết bị A .......................................................................................... 55
Hình 3.2.1.3k. Thiết bị B.......................................................................................... 55
Hình 3.2.1.3l. Thiết bị C .......................................................................................... 55
Hình 3.2.1.3m. Thiết bị D ........................................................................................ 56
Hình 3.2.1.3n. Thiết bị E .......................................................................................... 56
Hình 3.2.1.3o. Thiết bị F .......................................................................................... 56
Hình 3.2.1.3p. Đồng hồ đo ....................................................................................... 57
Hình 3.2.1.3q. Bóng Led .......................................................................................... 57
Hình 3.2.2a. Bố trí chung mơ hình Hệ thống khởi động .......................................... 58
Hình 3.2.2b. Bố trí chung mơ hình Sa bàn điện từ .................................................. 58
Hình 3.2.3a. Mạch điện hệ thống khởi động 01 ....................................................... 59
Hình 3.2.3b. Mạch điện hệ thống khởi động 02....................................................... 59
Hình 3.2.3c. Mạch điện hệ thống khởi động 03 ....................................................... 60
Hình 3.2.3e. Sơ đồ mạch điện arduino uno với relay.............................................. 61
Hình 3.2.3f. Thuật tốn điều khiển Arduino. .......................................................... 61
Hình 3.2.4.a. Mơ hình hệ thống khởi động 01 ......................................................... 62
Hình 3.2.4.b. Mơ hình hệ thống khởi động 02 ......................................................... 62
Hình 3.2.4.c. Mơ hình hệ thống khởi động 03 ......................................................... 63
Hình 3.2.4.d. Mơ hình hệ thống khởi động 04 ......................................................... 63
Hình 3.2.4e. Mơ hình Sa bàn điện từ ....................................................................... 64
Hình 4.1.1.1a . Mạch điện hệ thống khởi động 01. .................................................. 66

Hình 4.1.1.1b. Mạch điện hệ thống khởi động 02................................................... 67
Hình 4.1.1.1c. Mạch điện hệ thống khởi động 03. .................................................. 68
Hình 4.1.1.1d. Mạch điện hệ thống khởi động 04 .................................................. 69
Hình 4.2.1.1a. Mạch điện hệ thống khởi động 01. ................................................... 75
Hình 4.2.1.2a. Mạch điện hệ thống khởi động 02. ................................................... 77
Hình 4.2.1.3a. Mạch điện hệ thống khởi động 03. ................................................... 79
Hình4.2.1.4a. Mạch điện hệ thống khởi động 04. .................................................... 81

xvi


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1.3.3d. Q trình phóng điện ....................................................................... 12
Bảng 2.1.3.3e. Quá trình nạp điện ............................................................................ 12
Bảng 4.1. Bảng dụng cụ thiết bị thực hành hệ thống khởi động .............................. 65
Bảng 4.2. Bảng dụng cụ thiết bị thực hành Sa bàn điện từ. ..................................... 70

xvii


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1 Lý do chọn đề tài
Theo xu hướng phát triển tồn cầu hóa, nền kinh tế Việt Nam đang bước sang
một thời kỳ mới thời kỳ Cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước gắn liền với việc mở
rộng quan hệ hợp tác các nước trong khu vực và trên thế giới. Quá trình chuyển đổi
này ảnh hưởng rõ rệt đến hoạt động kinh tế cũng như xã hội.Trong đó nhu cầu về giao
thơng vận tải ngày càng tăng, nhiều hệ thống thiết bị cũ trên ô tô đã dần được thay
thế bởi các hệ thống hiện đại. Yêu cầu đặt ra đối với các trường, các cơ sở đào tạo
ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô chính là trang bị cho người học những kiến thức cơ
bản và nâng cao về ô tô cũng như kịp thời cập nhật các nội dung kiến thức mới liên

quan đến chuyên ngành.Vì vậy việc trang bị các mơ hình, dụng cụ, thiết bị dạy học
đầy đủ là vô cùng quan trọng.
Nhằm phục vụ cho việc học tập, nghiên cứu và giảng dạy trong khoa Cơ Khí
Động Lực, nhóm chúng em lựa chọn đề tài “ Tìm hiểu, thực hiện mơ hình Hệ thống
khởi động và Sa bàn điện từ phục vụ giảng dạy”.
1.2 Mục tiêu, ý nghĩa của đề tài
Đề tài này sau khi hoàn thành sẽ mang đến những lợi ích sau:
- Cung cấp các mơ hình dạy học hiện đại, phục vụ chop nghiên cứu, học tập
của sinh viên khoa Cơ Khí Động Lực.
- Taọ ra sự đồng bộ và hướng đến sự đồng bộ trong việc thiết kế các mơ hình,
đem lại sự tinh tế, thẩm mỹ cho các mơ hình.
- Xây dựng được các nội dung hướng dẫn thực hành mang tính chất tích cực
và tồn diện hóa người học. Sau khi hồn thành được các nội dung thực hành, người
học sẽ học tập và rèn luyện được nhiều kỹ năng cũng như trau dồi về mặt kiến thức
tổng quan và chi tiết của từng hệ thống.
1.3. Đối tượng phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của hệ thống khởi động bao gồm hộp điều khiển động
cơ Engine ECU, công tắc bàn đạp phanh, cơng tắc ly hợp, cơng tắc vị trí số. Trên cơ
sở đó nghiên cứu và thiết kế mơ hình hệ thống khởi trên ô tô.
Đối tượng nghiên cứu của sa bàn điện từ gồm các module thiết bị trên mơ
hình. Trên cơ sở đó nghiên cứu và thiết kế mơ hình sa bàn điện từ.

1.4. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết hệ thống khởi động, các hiện tượn điện từ.

1


- Nghiên cứu sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động.
- Tham khảo tài liệu các mơ hình giảng dạy tại Khoa Cơ Khí Động Lực để cải

tiến nội dung cho mơ hình phù hợp hơn.
- Thu thập thơng tin, học hỏi kinh nghiệm từ thầy cô, bạn bè.
- Quan sát, thực hiện các mơ hình phục vụ giảng dạy.

2


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Hệ thống khởi động
2.1.1. Giới thiệu
Vì động cơ đốt trong khơng thể tự khởi động nên cần phải có một ngoại lực để
khởi động nó. Để khởi động động cơ, máy khởi động làm quay trục khuỷu thông qua
vành răng. Máy khởi động cần phải tạo ra moment lớn từ nguồn điện hạn chế của ắc
quy đồng thời phải gọn nhẹ. Vì lí do này người ta dùng motor điện một chiều trong
máy khởi động. Để khởi động động cơ thì trục khuỷu phải quay nhanh hơn tốc độ
quay tối thiểu. Tốc độ quay tối thiểu để khởi động động cơ khác nhau tuỳ theo cấu
trúc động cơ và tình trạng hoạt động, thường từ 40 - 60 vòng/ phút đối với động cơ
xăng và từ 80 - 100 vòng/phút đối với động cơ diesel.

Hình 2.1.1. Máy khởi động trên động cơ
2.1.2. Các thành phần chính
Các thành phần chính trên hệ thống khởi động bao gồm:
- Máy khởi động
- Hộp điều khiển động cơ ECU
- Khóa điện
- Cơng tắc bàn đạp phanh, cơng tắc ly hợp
- Cơng tắc vị trí số
- Hộp cầu chì
- Rờ le khởi động
- Bình ắc quy


3


Hình 2.1.2. Các thành phần chính trên hệ thống khởi động
2.1.3. Ắc quy khởi động
2.1.3.1 Khái quát về ắc quy
 Công dụng ắc quy
Ắc quy trong ô tô thường được gọi là ắc quy khởi động để phân biệt với loại
ắc quy sử dụng ở các lĩnh vực khác. Ắc quy khởi động trong hệ thống điện thực hiện
chức năng của một thiết bị chuyển đổi hóa năng thành điện năng và ngược lại. Đa số
ắc quy khởi động là loại ắc quy chì – axit. Đặc điểm của loại ắc quy nêu trên là có thể
tạo ra dịng điện có cường độ lớn, trong khoảng thời gian ngắn (510s), có khả năng
cung cấp dịng điện lớn (200800A) mà độ sụt thế bên trong nhỏ, thích hợp để cung
cấp điện cho máy khởi động để khởi động động cơ.

4


Hình 2.1.3.1a. Ắc quy khởi động
Ắc quy khởi động cịn cung cấp điện cho các tải điện quan trọng khác trong hệ
thống điện, cung cấp từng phần hoặc toàn bộ trong trường hợp động cơ chưa làm việc
hoặc đã làm việc mà máy phát điện chưa phát đủ công suất (động cơ đang làm việc ở
chế độ số vòng quay thấp): cung cấp điện cho đèn đậu (parking lights), radio cassette,
CD, các bộ nhớ (đồng hồ, hộp điều khiển…), hệ thống báo động…
Ngồi ra, ắc quy cịn đóng vai trị bộ lọc và ổn định điện thế trong hệ thống điện
ô tô khi điện áp máy phát dao động.
Điện áp cung cấp của ắc quy là 6V, 12V hoặc 24V. Điện áp ắc quy thường là 12V
đối với xe du lịch hoặc 24V cho xe tải. Muốn điện áp cao hơn ta đấu nối tiếp các ắc
quy 12V lại với nhau.

 Ắc quy cung cấp điện khi:
 Động cơ ngừng hoạt động: Điện từ bình ắc quy được sử dụng để chiếu
sáng, dùng cho các thiết bị điện phụ, hoặc là các thiết bị điện khác khi động cơ không
hoạt động.
 Động cơ khởi động: Điện từ bình ắc quy được dùng cho máy khởi động và
cung cấp dòng điện cho hệ thống đánh lửa trong suốt thời gian động cơ đang khởi
động. Việc khởi động xe là chức năng quan trọng nhất của ắc quy.
 Động cơ đang hoạt động: Điện từ bình ắc quy có thể cần thiết để hỗ trợ
cho hệ thống nạp khi nhu cầu về tải điện trên xe vượt qua khả năng của hệ thống nạp.
Cả ắc quy và máy phát đều cấp điện khi nhu cầu đòi hỏi cao.

5


Hình 2.1.3.1b. Ắc quy và hệ thống điện
 Phân loại ắc quy
Trên ơtơ có thể sử dụng hai loại ắc quy để khởi động: ắc quy axit và ắc quy
kiềm. Nhưng thông dụng nhất từ trước đến nay vẫn là ắc quy axit, vì so với ắc quy
kiềm nó có sức điện động của mỗi cặp bản cực cao hơn, có điện trở trong nhỏ và đảm
bảo chế độ khởi động tốt, mặc dù ắc quy kiềm cũng có khá nhiều ưu điểm.
2.1.3.2 Cấu tạo ắc quy
Một bình ắc quy trên ô tô bao gồm một dung dịch acid sunfuric loãng và các bản
cực âm, dương. Khi các bản cực được làm từ chì hoặc vật liệu có nguồn gốc từ chì
thì nó được gọi là ắc quy chì-acid. Một bình ắc quy được chia thành nhiều ngăn (ắc
quy trên ô tô thường có 6 ngăn), mỗi một ngăn có nhiều bản cực, tất cả được nhúng
trong dung dịch điện phân.

Hình 2.1.3.2a. Cấu tạo ắc quy

6



 Cấu tạo của một ngăn
Cơ sở cho hoạt động của ắc quy là các ngăn của ắc quy. Các bản cực âm và bản
cực dương được nối riêng rẽ với nhau. Các nhóm bản cực âm và bản cực dương này
được đặt xen kẽ với nhau và ngăn cách bằng các tấm ngăn có lỗ thơng nhỏ. Kết hợp
với nhau, các bản cực và tấm ngăn tạo nên một ngăn của ắc quy. Việc kết nối bản cực
theo cách này tăng bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu hoạt tính và chất điện phân. Điều đó
cho phép cung cấp một lượng điện nhiều hơn. Mặt khác dung lượng của bình ắc quy
tăng lên vì diện tích bề mặt tăng lên. Càng nhiều diện tích bề mặt đồng nghĩa với việc
ắc quy cung cấp điện nhiều hơn.

Hình 2.1.3.2b. Cấu tạo một ắc quy đơn
 Bản cực
Bản cực ắc quy được cấu trúc từ một khung sườn làm bằng hợp kim chì có chứa
Antimony hay Canxi. Khung sườn này là một lưới phẳng, mỏng. Lưới tạo nên khung
cần thiết để dán vật liệu hoạt tính lên nó, cả ở bản cực âm và bản cực dương. Vật liệu
hoạt tính được dán lên ở bản cực dương là chì oxide (PbO2) và ở bản cực âm là chì
xốp (Pb).

7


Hình 2.1.3.2c. Cấu tạo bản cực
Hình 2.1.3.2d. Chất điện phân
 Chất điện phân
Chất điện phân trong bình ắc quy là hỗn hợp 36% acid sulfuric (H2SO4) và 64%
nước cất (H2O). Dung dịch điện phân trên ắc quy ngày nay có tỷ trọng là 1.270 (ở 200
C) khi nạp đầy. Tỷ trọng là trọng lượng của một thể tích chất lỏng so sánh với trọng
lượng của nước với cùng một thể tích. Tỷ trọng càng cao thì chất lỏng càng đặc.

Một tỷ trọng kế được sử dụng để đo tỷ trọng của dung dịch điện phân. Chất điện
phân trong bình ắc quy đã được nạp điện thì mạnh hơn và nặng hơn chất điện phân
trong ắc quy đã phóng điện.
*Những cẩn trọng khi sử dụng ắc quy: Chất điện phân trong bình ắc quy là hỗn hợp
của acid sulfuric và nước. Acid sulfuric thì có tính ăn mịn rất cao và có thể gây
thương tích trên da và mắt. Ln ln mang đồ bảo hộ khi tiếp xúc với bình ắc quy.
Khi bị dung dịch acid dính vào tay phải rửa ngay bằng nhiều nước, khi văng vào mắt
phải rửa bằng nước ngay và khám y tế càng sớm càng tốt. Khi nạp ắc quy, khí
Hydrogene được giải phóng vì vậy phải tránh xa ngọn lửa và tia lửa điện nếu khơng
có thể gây ra cháy nổ nghiêm trọng.
 Vỏ ắc quy
Vỏ ắc quy giữ các điện cực và các ngăn riêng rẽ của bình ắc quy. Nó được chia
thành 6 phần hay 6 ngăn. Các bản cực được đặt trên các gờ đỡ, giúp cho các bản cực
không bị ngắn mạch khi có vật liệu hoạt tính rơi xuống đáy ắc quy. Vỏ được làm từ
polypropylen, cao su cứng, và plastic. Một vài nhà sản xuất làm vỏ ắc quy có thể nhìn
xun qua để có thể nhìn thấy được mực dung dịch điện phân mà không cần mở nắp
ắc quy. Đối với loại này thường có hai đường để chỉ mực thấp (lower) và cao (upper)
bên ngoài vỏ.

8


Hình 2.1.3.2e .Vỏ ắc quy Hình 2.1.3.2f. Nắp thơng hơi Hình 2.1.3.2g. Dãy nắp
thơng hơi
 Nắp thơng hơi
Nắp thơng hơi chụp trên các lỗ để thêm dung dịch điện phân. Nắp thông hơi được
thiết kế để hơi acid ngưng tụ và rơi trở lại ắc quy và cho phép hydrogene bay hơi.
 Dãy nắp thông hơi:
Hầu hết các ắc quy ngày nay thiết kế một dãy nắp thông hơi để có thể chụp cho
nhiều ngăn. Dãy nắp thơng hơi được thiết kế để hơi acid ngưng tụ và rơi trở lại ắc

quy và cho phép hydrogene bay hơi.
 Cọc ắc quy
Có 3 loại cọc bình ắc quy được sử dụng, loại đỉnh, loại cạnh và loại L. Loại
trên đỉnh thông dụng nhất trên ơ tơ. Loại này có cọc được vát xiêng. Loại cạnh là loại
đặc trưng của hãng General Motors, loại L được dùng trên tàu thuỷ.

Hình 2.1.3.2h. Cọc ắc quy
 Ký hiệu trên cọc ắc quy:
Ký hiệu trên cọc ắc quy để nhận biết cực dương hay âm. Thông thường, ký
hiệu "+" để chỉ cực dương, "-" để chỉ cực âm. Đôi khi, các ký hiệu "POS" và "NEG"
cũng được sử dụng để ký hiệu cực dương và cực âm. Trên loại ắc quy có cọc là loại
đỉnh, đầu của cọc dương thường lớn hơn cực âm, mục đích để dễ phân biệt.
 Đầu kẹp ắc quy:
Đầu kẹp cáp của ắc quy có thể làm bằng thép hoặc chì tuỳ thuộc vào nhà chế tạo.

9


Hình 2.1.3.2i. Ký hiệu cọc ắc quy
Hình 2.1.3.2j. Đầu kẹp
 Cửa xem tỷ trọng
ắc quy
Cửa xem tỷ trọng dùng một quả cầu có thể đo được tỷ trọng của dung dịch điện
phân trong một ngăn.

Hình 2.1.3.2k. Cửa xem tỷ trọng
2.1.3.3 Hoạt động của ắc quy
 Hoạt động của một ngăn
Hai kim loại không giống nhau đặt trong dung dịch acid sẽ sinh ra hiệu điện thế
giữa hai cực. Cực dương làm bằng chì oxide PbO2, cực âm làm bằng chì Pb. Dung

dịch điện phân là hỗn hợp acid sunfuric và nước. Chúng tạo nên một phần tử của
ngăn.

Hình 2.1.3.3a. Hoạt động ắc quy

Hình 2.1.3.3b. Q trình phóng, nạp

10


Hình 2.1.3.3c. Điện áp ắc quy
Ắc quy chứa điện ở dạng hố năng. Thơng qua phản ứng hố học, ắc quy
sinh ra và giải phóng điện vì các nhu cầu của hệ thống điện và các thiết bị điện.
Khi ắc quy mất đi hố năng trong q trình này, ắc quy cần được nạp điện lại
bằng máy phát. Bằng dòng điện ngược đi qua ắc quy, q trình hố học được
phục hồi, vì vậy nạp cho bình ắc quy. Chu trình phóng nạp được lặp lại liên tục
và được gọi là chu trình của ắc quy.
Mỗi một ngăn có điện áp xấp xỉ 2.1V khơng xét đến kích cỡ và số lượng các
bản cực. Ắc quy trên ơ tơ có 6 ngăn nối tiếp với nhau, sinh ra điện áp 12.6 V.
 Các q trình điện hóa trong ắc quy
Trong ắc quy thường xảy ra hai q trình hóa học thuận nghịch đặc trưng là
q trình nạp và phóng điện, và được thể hiện dưới dạng phương trình sau:
PbO2 + Pb + 2H2SO4  2PbSO4 + 2H2O
Trong q trình phóng điện, hai bản cực từ PbO2 và Pb biến thành PbSO4. Như
vậy khi phóng điện, axit sunfuric bị hấp thụ để tạo thành sunfat chì, cịn nước được
tạo ra, do đó, nồng độ dung dịch H2SO4 giảm.
Sự thay đổi nồng độ dung dịch điện phân trong q trình phóng và nạp là một
trong những dấu hiệu để xác định mức phóng điện của ắc quy trong sử dụng.

11



 Q trình phóng điện
Bản cực âm

Chất ban đầu

Pb

Q trình ion hóa
Q trình tạo dịng

Dung dịch
điện phân

Bản cực dương

2H2SO4 + 2H2O

PbO2

SO4- -, SO4- -,4H+

4OH - Pb++++

2e-

2ePb++ - 2 e-

++


Pb +2e

-

4H2O
Chất được tạo ra

-2H2O

PbSO4

PbSO4

2H2O

Bảng 2.1.3.3d. Q trình phóng điện
 Q trình nạp điện
Bản cực âm

Chất được tạo ra cuối q
trình phóng
Q trình ion hóa
Q trình tạo dịng

Chất ban đầu

PbSO4

Pb++, SO4- +


Dung dịch
điện phân
4H2O

Bản cực
dương
PbSO4

2H+, 4OH -, 2H+

SO4- -, Pb++

2e-

2ePb++++
2H2O
Pb

H2SO4

H2SO4

PbO2

Bảng 2.1.3.3e. Quá trình nạp điện
2.1.3.4 Những qui định chung khi sạc ắc quy
- Ln ln mở nắp trong suốt q trình nạp
- Luôn luôn làm theo những chỉ dẫn của nhà sản xuất.
- Ln ln sạc bình ắc quy ở những nơi thơng khí tốt, đeo bảo vệ mắt và găng

tay.
- Ln luôn tránh để gần tia lửa và ngọn lửa (Tránh hút thuốc gần)

12


- Tỉ lệ nạp giống như khi phóng. Ắc quy phóng nhanh thì nạp nhanh, phóng
chậm thì nạp chậm (Nếu nghi ngờ thì thực hiện nạp chậm)
- Khơng bao giờ sạc khi ắc quy đang lắp trên xe. Gỡ ắc quy ra rồi mới nạp.
Điện áp sạc cao quá có khả năng làm hư hỏng các thiết bị điện trên xe.
- Kiểm tra tỉ trọng dung dịch sau từng khoảng thời gian.
- Kiểm tra nhiệt độ của ắc quy khi đang sạc bằng cách sờ tay vào mặt cạnh,
nếu cao quá, ngừng sạc chờ nguội.
2.1.4 Máy khởi động
2.1.4.1 Phân loại máy khởi động
 Loại giảm tốc
- Máy khởi động loại giảm tốc dùng motor tốc độ cao.
- Máy khởi động loại giảm tốc làm tăng moment xoắn bằng cách giảm tốc độ
quay của phần ứng lõi motor nhờ bộ truyền giảm tốc.
- Piston của công tắc từ đẩy trực tiếp bánh răng chủ động đặt trên cùng một
trục với nó vào ăn khớp với vành răng.

Hình 2.1.4.1a. Máy khởi động loại giảm tốc
 Máy khởi động loại đồng trục
- Bánh răng bendix được đặt trên cùng một trục với lõi motor (phần ứng) và
quay cùng tốc độ với lõi.
- Cần dẫn động được nối với thanh đẩy của công tắc từ đẩy bánh răng chủ động
và làm cho nó ăn khớp với vành răng.

13



Hình 2.1.4.1b. Máy khởi động loại đồng trục
 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 (phần ứng) của motor.
- Bánh răng bendix ăn khớp với vành răng thông qua cần dẫn động giống như
trường hợp máy khởi động đồng trục.

Hình 2.1.4.1c. Máy khởi động loại bánh răng hành tinh
 Máy khởi động PS (Motor giảm tốc hành tinh-rotor thanh dẫn)
- Máy khởi động này sử dụng các nam châm vĩnh cửu đặt trong cuộn cảm.
- Cơ cấu đóng ngắt hoạt động giống như máy khởi động loại bánh răng
hành tinh.

14


Hình 2.1.4d. Máy khởi động loại PS
2.1.4.2 Cấu tạo của máy khởi động

Hình 2.1.4.2. Các bộ phận của máy khởi động
Máy khởi động loại giảm tốc gồm có các bộ phận sau đây:
- Công tắc từ - Phần ứng (lõi của motor khởi động)
- Vỏ máy khởi động
- Chổi than và giá đỡ chổi than
- Bộ truyền bánh răng giảm tốc
- Li hợp khởi động
- Bánh răng bendix và then xoắn.


15