
Những năm gần đây nền khoa học kỹ thuật trên thế giới đã có những bước tiến
rất mạnh mẽ. Có rất nhiều các thành tựu khoa học tiên tiến được ứng dụng rộng rãi vào
đời sống và phát triển kinh tế, đặc biệt là trong lĩnh vực giao thông vận tải.
Trong nền công nghiệp chế tạo ô tô của thế giới hiện nay đã có sự phát triển rất
lớn và đang tạo đà cho khả năng phát triển nhanh chóng trong tương lai tới đây. Cùng
với sự phát triển của khoa học, ngành công nghiệp ôtô cũng không ngừng đưa đến cho
người tiêu dùng công nghệ mới. Nó khiến xe ô tô không những trở nên tiện nghi an
toàn hơn mà còn thân thiện với môi trường. Ngành công nghiệp ô tô hiện nay đã đưa
vào sử dụng các công nghệ hết sức tiên tiến vào chế tạo và lắp đặt ô tô như sử dụng hệ
thống chiếu sáng, hệ thống cung cấp điện, hay như hệ thống đánh lửa…
Ở Việt Nam nghành công nghiệp ô tô đa phần là lắp ráp và sử dụng. Tuy nhiên
với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật trên thế giới mà các công ty đã
dần đưa các công nghệ tiên tiến hiện đại ứng dụng vào chế tạo và lắp đặt ô tô. Trong
đó lĩnh vực về hệ thống cung cấp điện là một phần rất quan trọng.
Trong phạm vi trường “Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng yên” những năm gần đây
khoa cơ khí động lực đã có rất nhiều đổi mới về công nghệ kỹ thuật phục vụ trong
giảng dạy. Các tài liệu và mô hình sử dụng trong công tác đào tạo luôn luôn được đổi
mới giúp cho học sinh, sinh viên có điều kiện tiếp xúc và học tập tốt nhất có thể bắt
kịp với các công nghệ hiện đại sử dụng trong nghành công nghiệp ô tô hiện nay. Tuy
vậy lĩnh vực về cung cấp điện vẫn còn hạn chế số lượng chưa nhiều.
Nhận thấy đây là một lĩnh vực cần thiết và rất quan trọng trong ngành công
nghiệp ô tô hiện nay chúng em đã được định hướng và thực hiện đề tài 
 !""#. Đề tài sẽ thực hiện việc nghiên cứu kết
cấu, xây dựng phương án, chế tạo mô hình cung cấp điện và nội dung thực hành cho
mô hình. Đề tài được thực hiện bởi sự hướng dẫn của thầy $%&'() cùng với
các thầy cô khác trong khoa. Đề tài được thực hiện và hoàn thành tại khoa cơ khí động
lực trường đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng yên.
Tuy vậy đề tài còn nhiều thiếu sót kính mong các thầy cô đóng góp ý kiến để đề
tài chúng em được hoàn thiện hơn.


hệ thống và các thiết bị khác trên ôtô. Tuy nhiên Ắc quy sẽ phóng điện khi động cơ
dừng và dần hết điện.
Hệ thống cung cấp điện sử dụng sự quay của động cơ để phát sinh ra điện. Nó
không những cung cấp điện năng cho những hệ thống và thiết bị điện khác mà còn nạp
điện cho Ắc quy trong lúc động cơ đang hoạt động.
Nhiệm vụ của hệ thống cung cấp điện là cung cấp năng lượng điện cho các phụ tải
trên ô tô với một điện thế ổn định trong mọi điều kiện làm việc của động cơ.

4
Hình 1.1. Sơ đồ hệ thống cung cấp điện cho xe phu tải
1.1.2. Yêu cầu ca hệ thống cung cấp điện
Chế độ làm việc của ô tô luôn luôn thay đổi có ảnh trực tiếp đến chế độ làm việc
của hệ thống cung cấp điện. Do xuất phát từ điều kiện luôn phải đảm bảo các phụ tải
làm việc bình thường. Hệ thống cung cấp điện phải đảm bảo các yêu cầu sau :
+ Đảm bảo độ tin cậy tối đa của hệ thống, điều chỉnh tự động trong mọi điều kiện
sử dụng của ô tô.
+ Đảm bảo nạp điện tốt cho Ắc quyvà đảm bảo khởi động động cơ ôtô dễ dàng với
độ tin cậy cao.
+ Kết cấu đơn giản và hoàn toàn tự động làm việc ở mọi chế độ.
+ Chăm sóc và bảo dưỡng kỹ thuật ít nhất trong qua trình sử dụng.
+ Có độ bền cơ khí cao đảm bảo chịu rung và chịu sóc tốt.
+ Đảm bảo thời hạn phục vụ lâu dài.
+ Cung cấp năng lượng điện đến cho các phụ tải trên ôtô với một điện thế ổn định
trong mọi điều kiện làm việc của động cơ
-&<&7=>?
Theo các xe khác nhau dùng loại máy phát khác nhau ta có cách phân loại:
+ Hệ thống cung cấp dùng máy phát điện xoay chiều.
+ Hệ thống cung cấp điện dùng máy phát một chiều.
Theo điện áp cung cấp ta có thể phân loại sau:
5

+ Hệ thống cung cấp dùng máy phát điện 24V.
Với máy phát điện một chiều ta có thể phân loại:
+ Loại điều chỉnh trong (dùng chổi điện thứ 3)
+ Loại điều chỉnh ngoài (dùng bộ chỉnh điện kèm theo)
Với máy phát điện xoay chiều ta có thể phân loại:
+ Máy phát điện xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu.
+ Máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ.
-&@&3
1.3.1. Sơ đồ hệ thống
Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống cung cấp điện
1. Máy phát điện
2. Đồng hồ báo nạp
3. Khoá điện
4. Ắc quy
6
@
-
<
A
1.3.2. Các thiết bị chính
Hình 1.3. Ắc quy cung cấp đến các hệ thống khác trên ô tô
Hình 1.4. Vị trí lắp máy phát điện trên ôtô
7
8
Hình 1.5. Vị trí chi tiết,Ắc quy trên hệ thống cung cấp điện trên xe Toyota
9
1.3.3. Mạch điện ca hệ thống câp điện trên mô hình
1.3.3.1. Sơ đồ hệ thống cung cấp điện trên Sa bàn
Hình 1.6. Sơ đồ hệ thống cung cấp điện trên Sa bàn
1.3.3.2. Nguyên lý hoạt đng ca hệ thống cung cấp điện trên mô hình:

từ của Stato.
- Các cuộn dây ba pha Stato của máy phát điện xoay chiều được phân bố đều trong
các rãnh mặt trong của Stato theo một quy luật nhất định các pha cách nhau 120
o.

a)Từ trường rô to tạo ra b) Điện cảm ứng trên một khung dây

Hình 1.10. Nguyên lý máy phát ba pha trên ô tô sau một chu kỳ
Nếu cho rôto quay sẽ làm cho các vòng dây điện của Stato cắt các từ trường ( theo
hướng vuông góc) theo định luật cảm ứng điện từ trên các vòng dây sẽ xuất hiện một
suất điện động cảm ứng, theo công thức ta có suất điện động ở mỗi pha là E= 4,44
KW.§. W. Ф
o.Trong đó:
KW: là hệ số của cuộn dây cảm ứng
§: là tần số của suất điện động §= P.N/60
W: tổng số vòng dây trong một pha cuộn dây phần ứng
12
Ф
o
: từ thông giữa khe hở Stato và Rôto
P: số đôi cực từ máy phát
- Như vậy tại ba đầu dây ra của ba cuộn dây phần ứng sẽ có dòng điện xoay chiều
ba pha dạng hình sin, có tần số như nhau, biên độ như nhau với góc lệch pha là 120
o

-&A&*?>9!=B=!89;CD>


1.4.1.3. Chất điện phân
Chất điện phân trong bình Ắc quy là hỗn hợp 36% acid sulfuric (H
2
SO
4
) và 64%
nước cất (H
2
O). Dung dịch điện phân trên accu ngày nay có tỷ trọng là 1.270 (ở 20
0
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 accu đã được nạp điện thì mạnh hơn và nặng hơn chất điện phân trong
accu 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 mòn rất cao và có thể gây
thương tích trên da và mắt. Luôn luôn mang đồ bảo hộ khi tiếp xúc với bình accu. 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 Sa ngọn lửa và tia lửa điện nếu không có thể gây ra
cháy nổ nghiêm trọng.
1.4.1.4. 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
xuyên 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)

- Khi động cơ hoạt động nhờ dẫn động dây đai kéo máy phát quay. Cuộn dây kích
thích đã được cấp điện từ acqui. Rôto quay làm từ thông biến thiên trong cuộn dây
kích thích dẫn tới hai chùm cực từ trở thành hai cực của nam châm, các cực này xếp
xen kẽ nhau nên đường sức từ đi từ cực này sang cực khác nối tiếp nhau quay bên
trong phần ứng (stato). Làm phần ứng cảm ứng một suất điện động đưa ra ngoài qua
bộ chỉnh lưu thành dòng một chiều, dòng điện này được ổn định nhờ bộ tiết chế và đưa
ra ngoài cấp cho các phụ tải, nạp điện cho Ắc quy.
- 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 PbO
2
, 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 1.22. Hoạt động Ắc quy Hình 1.23. Điện áp Ắc quy

Ắc quy chứa điện ở dạng hoá năng. Thông qua phản ứng hoá 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 hoá năng trong quá trình này, accu cần được nạp điện lại bằng máy phát. Bằng
dòng điện ngược đi qua accu, quá trình hoá 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 không xét đến kích cỡ và số lượng các bản cực. Ắc
quy trên ô tô có 6 ngăn nối tiếp với nhau, sinh ra điện áp 12.6 V.
17
1.4.1.8. Một số biểu thức tính toán cơ bản đối với máy phát điện xoay chiều
N$OPQRSTSIJ""U"
+ Tiêu thụ điện của các tải điện hoạt động liên tục
Tải điện hoạt động liên tục Công suất (W)
Hệ thống đánh lửa 20
Bơm nhiên liệu 70
Hệ thống phun nhiên liệu 100

18
Hình 1.24. Rotor
1.4.2.2. *V9!9WD.
- Chức năng: cho dòng điện chạy qua rotor để tạo ra từ trường.
- Các thành phần chính: Chổi than, Lò xo, Vòng kẹp chổi than, Vòng tiếp điện
chổi than làm bằng grafít - kim loại với tính chất đặc biệt có điện trở nhỏ và được phủ
một lớp đặc biệt chống mòn.

Hình 1.25. Chổi than và vòng tiếp điện
1.4.2.3. %>
Chức năng: tạo ra điện thế xoay chiều 3 pha nhờ sự thay đổi từ thông khi rotor
quay.
Các thành phần chính: Lõi stator, cuộn dây stator, đầu ra

Hình 1.26. Stator
Nhiệt sinh ra lớn nhất ở stator so với các thành phần khác của máy phát, vì vậy
dây quấn phải phủ lớp chịu nhiệt.
Cuộn dây stator có thể mắc theo hai cách:
- Cách mắc kiểu hình sao: cho ra điện thế cao, được sử dụng phổ biến.
- Cách mắc kiểu tam giác: cho ra dòng điện lớn.
19
Hình 1.27. Đấu hình sao và đấu hình tam giác
Cuộn dây stator gồm 3 cuộn dây riêng biệt. Trong cách mắc hình sao, đầu chung
của 3 cuộn dây được nối thành đầu trung hòa.
1.4.2.4. B chỉnh lưu

Hình 1.28. Bộ chỉnh lưu
Vai trò của bộ chỉnh lưu: Biến dòng điện xoay chiều ba pha trong stator thành
dòng điện 1 chiều.
Các thành phần chính: Đầu ra, dode âm, diode dương

gồm : nhiệt sinh ra trên vật dẫn (ở các cuộn dây và diode), trên các lõi thép do dòng fuco và
do ma sát (ở ổ bi, chổi than và với không khí). Nhiệt sinh ra làm giảm hiệu suất của máy phát.
1.5. Tính cấp thiết của đề tài.
Hiện nay với tốc độ phát triển mạnh mẽ của khoa học và công nghệ, kĩ thuật trên
thế giới. Từ đó yêu cầu các kĩ sư, người lao động cần có kiến thức chuyên ngành nhất
định, tay nghề cao, thành thạo thực hành chuyên môn. Vì vậy các kĩ sư tương lai,
những sinh viên đang trong quá trình được đào tạo cần được tìm hiểu, học tập, tiếp cận
với những công nghệ hiện đại, những ứng dụng công nghệ tiên tiến nhất.
Chính vì thế việc đổi mới phương pháp dạy và học là vấn đề cấp thiết, dựa trên
quan điểm nhằm nâng cao tính tích cực của người học thông qua việc hướng dẫn của
giáo viên đang được áp dụng rộng rãi. Sự phát triển đã làm thay đổi không chỉ cách
giảng mà còn thay đổi cả quá trình tổ chức dạy học, ứng dụng công nghệ dạy học,
phương tiện kỹ thuật trong giảng dạy…do đó khắc phục được nhược điểm của phương
pháp cũ, tạo ra chất lượng của phương pháp mới cho giáo dục – đào tạo, đây cũng là
chủ trương của nhà nước đề ra: đổi mới mạnh mẽ nội dung và phương pháp dạy học,
học tập, chú trọng chất lượng. Đặc biệt đối với ngành cơ khí ô tô, việc nghiên cứu chế
tạo mô hình phục vụ cho công tác dạy và học là nhu cầu cấp thiết.
Ngoài ra, nhằm cập nhật những công nghệ mới và nhằm tăng tính trực quan hoá
trong dạy và học, với mục đích nâng cao chất lượng dạy và học. Các mô hình này
22
được chế tạo và thiết kế đầy đủ với các hệ thống nói chung. Song đó còn có các bài
giảng mẫu dưới dạng phiếu thực hành giúp cho việc giảng dạy và học tập trên mô hình
đạt kết quả cao nhất. Chính vì lẽ đó, nhóm sinh viên chúng em định hướng nghiên cứu
“Xây dựng mô hình hệ thống cung cấp điện trên sa bàn điện”.Giúp sinh viên có cái
nhìn toàn diện và sâu sắc về hệ thống mà đề tài đã giao.
-&X&YQZ!
- Tìm hiểu về hệ thống cung cấp điện trên ô tô.
- Lập các phương án chế tạo mô hình cho hệ thống cung cấp điện
- Xây dựng và thiết kế khung và các tấm panel.
- Xây dựng nội dung thực hành cho mô hình

xe toyota, trông có vẻ rất đơn giản nhưng toát lên được đầy đủ nguyên lý hoạt động
của hệ thống cung cấp điện nên rất dễ hiểu giúp người học bám sát vào thực tế ,dễ
dàng tiếp thu kiến thức và nâng cao được khả năng tư duy mà hệ thống cung cấp điện
mang lại.Từ những cái đơn giản để người học hiểu sâu về nó rồi dần dần sẽ phát triển
nâng cao một hệ thống khởi động trở nên phức tạp và hoàn thiện hơn.
<&<&f:;8"e
- Xây dựng hệ thống cung cấp điện trên Sa bàn, đầy đủ các cụm chi tiết , thiết bị
hãng xe Toyota
- Mô hình hệ thống cung cấp điện trên Sa bàn hoàn thiện giúp người sử dụng có
thể thực hiện được việc tháo các chi tiết cụm chi tiết, hiểu được cấu tạo nguyên lý làm
việc, lắp ráp hoàn chỉnh hệ thống, vận hành mô hình trên Sa bàn.
24
- Sử dụng mục đích học tập, nghiên cứu thí nghiệm trên mô hình
- Mô hình dùng để kiểm tra trạng thái làm việc và không làm việc của các phần
tử của hệ thống cung cấp điện.
- Đo được các thông số của hệ thống cung cấp điện
- So sánh các đặc tính của các phần tử trong hệ thống cung cấp điện như các đặc
tính của máy phát, bộ điều chỉnh, đặc tính làm việc đồng thời của máy phát.
- Đo được các thông số kĩ thuật: Điện áp pha, Điện áp dây, cường độ dòng và
điện áp sau chỉnh lưu bằng đồng hồ van năng.
- Kết cấu nhỏ gọn, bền đẹp,tạo hứng thú khi được sử dụng và thực hành, thí
nghiệm trên mô hình.
Mô hình hệ thống cung cấp điện trên Sa bàn hoàn thành xây dựng nội dung thực
hành. thí nghiệm, tìm hiểu nguyên lý, kết cấu tháo lắp, tạo panel phục vụ trong quá
trình học tập, củng cố trắc kiến thức đã học vận dụng trên mô hình.
<&@&*P+,PD?>8"e
Qua những đánh giá và những phân tích ở trên đề tài nhận thấy tầm quan trọng
của hệ thống cung cấp điện trong quá trình vận hành của ô tô. Việc nghiên cứu về hệ
thống cung cấp điện trực tiếp trên ô tô gặp rất nhiều khó khăn vì việc khảo sát hệ
thống trên xe là một vấn đề rất khó khăn, bởi nó liên quan đến nhiều cụm chi tiết rất

+ Mô hình tích hợp nhiều hệ thống
Mỗi kiểu mô hình đều có những ưu nhược điểm nhưng để đáp ứng mục đích và
yêu cầu của đề ra của mô hình đặc biệt với mục đích để đào tạo sau đây là những
phương án chế tạo mô hình cụ thể và chi tiết .
Phương án 1: Sa bàn nằm ngang
Hình 2.1. Hình dạng khung sa bàn kiểu nằm ngang
- Thiết kế sa bàn kiểu nằm có mặt thuận lợi mô hình nhỏ gọn kết cấu rất đơn giản
dễ bố chí thiết bị trên mặt phẳng dễ giàng,lực phân bố đều sa bàn rất vững trắc.
Thiết kế sa bàn kiểu nằm rất dễ quan sát,quá trình làm mô hình thuận lợi, dễ quan
sát từ từ mọi góc nhìn, vận hành đơn giản .Tuy nhiên việc bố trí mô hình quá đơn điệu
với một mô hình hệ thống cung cấp điện,không kết hợp được nhiều hệ thống trên cùng
mô hình .

26
Phương án 2: Bố chí sa bàn kiểu nằm ngiêng
Hình 2.2. Sa bàn kiểu nằm ngiêng
- Phương án sa bàn nằm ngiêng có kết cấu và hình dáng nhỏ gọn ,di chuyển dễ
dàng trong những điều kiện chật hẹp,bố chí thiết bị rất thuận lợi, thuận tiện cho công
tác kiểm tra tháo lắp và thao tác, vận hành hệ thống cung cấp điện của sinh viên trong
quá trình học.
Sinh viên có thể dễ dàng tổng quan bao quát toàn bộ sự hoạt động của hệ thống,dễ
bố trí sinh động tạo thêm hứng thú trong qua trình học của sinh viên.Tuy nhiên mô
hình đơn điệu chưa kết hợp được nhiều hệ thống trên cùng mô hình.
 Phương án 3: Bố trí sa bàn kiểu đứng kết hợp nhiều hệ thống
Hình 2.3. Sa bàn kiểu đứng kết hợp nhiều hệ thống
27

Trích đoạn Chế tạo các tấm panel cho mô hình hệ thống cung cấp điện Xây dựng mô hình hoàn thiện Những hư hỏng và nguyên nhân

---