Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County

1


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
MỤC LỤC
MỤC LỤC…………………………………………………………………………..2
1. MỤC ĐÍCH – Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI ............................................................. 5
2. TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE HYUNDAI COUNTY ................ 6
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG ...................................................................................... 6
2.1.1. Thông số kỹ thuật của xe Hyundai County..................................................... 6
2.1.2. Tổng quan hệ thống điện thân xe ................................................................... 7
2.1.3. Một số ký hiệu trên sơ đồ điện của xe Hyundai County ................................. 9
2.2. HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG ............................................................................. 13
2.2.1. Công dụng ................................................................................................... 13
2.2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc ..................................................................... 13
3.2.3. Sơ đồ mạch điện hệ thống khởi động ........................................................... 14
2.3. HỆ THỐNG CUNG CẤP ............................................................................... 15
2.3.1. Ắc quy ......................................................................................................... 16
2.3.2. Máy phát điện .............................................................................................. 18
2.3.2.1. Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều ...................................................... 18
2.3.2.2. Bộ chỉnh lưu ............................................................................................. 20
2.3.2.3. Bộ điều chỉnh điện .................................................................................... 23
2.3.3. Sơ đồ mạch điện hệ thống cung cấp ............................................................. 25
2.4. HỆ THỐNG THÔNG TIN VÀ HIỂN THỊ ..................................................... 26
2.4.1. Hệ thống thông tin ....................................................................................... 26
2.4.2. Hệ thống hiển thị và đo đạc.......................................................................... 27
2.4.3. Sơ đồ mạch điện hệ thống tin đo đạc và hiển thị .......................................... 29
2.5. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG – TÍN HIỆU....................................................... 31
2.5.1. Hệ thống chiếu sáng..................................................................................... 31

3.3. TÍNH TOÁN DÂY DẪN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE HUYNDAI
COUNTY .............................................................................................................. 63
3.3.1. Giới thiệu tổng quát về dây dẫn trong hệ thống điện thân xe ........................ 63
3.3.2. Mục đích của việc tính toán kiểm nghiệm dây dẫn ....................................... 64
3.3.3. Tính toán kiểm nghiệm dây dẫn ................................................................... 64
3.3.3.1. Mạch điện đèn pha-cốt.............................................................................. 64
3.3.3.2. Mạch điện đèn sương mù .......................................................................... 66
3.3.3.3. Mạch còi điện ........................................................................................... 67
4. CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC....................................... 68
4.1. CÁC HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC TRONG HỆ THỐNG KHỞI
ĐỘNG ................................................................................................................... 68

3


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
4.2. CÁC HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP
.............................................................................................................................. 70
4.2.1. Đèn báo nạp hoạt động không bình thường .................................................. 70
4.2.1.1. Đèn báo nạp không sáng khi khóa điện bật ON......................................... 70
4.2.1.2. Đèn báo nạp không tắt sau khi động cơ khởi động .................................... 70
4.2.1.3. Đèn nạp thỉnh thoảng sáng khi động cơ hoạt động.................................... 70
4.2.2. Ắc quy yếu, hết điện .................................................................................... 71
4.2.3. Ắc quy bị nạp quá mức ................................................................................ 71
4.2.4. Tiếng ồn khác thường .................................................................................. 71
4.3. CÁC HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC TRONG HỆ THỐNG CHIẾU
SÁNG ................................................................................................................... 72
4.4. CÁC HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA
.............................................................................................................................. 73
5. KẾT LUẬN ....................................................................................................... 76

điện thân xe nói riêng, cũng như đem lại những kiến thức để phục vụ tốt cho công
việc sau này.

5


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
2. TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE HYUNDAI COUNTY
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG

2755

2.1.1. Thông số kỹ thuật của xe Hyundai County

1795

4085

1200

1705

7080

720

720

720


Thành phần

Đơn vị

Số liệu

1

Chiều dài tổng thể

mm

7080

2

Chiều rộng tổng thể

mm

2035

3

Chiều cao tổng thể

mm

2755



4125

6


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
8

Trọng lượng toàn bộ

kg

6670

9

Số chỗ ngồi cho phép

Chỗ

29

THÔNG SỐ ĐỘNG CƠ
10

Động cơ

11


N.m/vòng/phút

380/1600

15

Tỷ số nén

18.1

16

Thứ tự nổ

1-3-4-2

17

Số xi lanh / Cách bố trí

4 / Thẳng hàng

HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC
18

Hộp số cơ khí

19

Ly hợp

thống truyền lực, hệ thống gối đệm.
- Hệ thống điều hoà nhiệt độ (Air conditioning system): Bao gồm máy nén,
giàn nóng, giàn lạnh, lọc ga, van tiết lưu và các thiết bị điều khiển hỗ trợ khác.
- Hệ thống các thiết bị phụ: Bao gồm quạt gió, hệ thống gạt nước rửa kính,
nâng hạ kính, đóng mở cửa xe, radio, hệ thống chống trộm, hệ thống nâng hạ ghế…
Các hệ thống trên hợp thành một hệ thống nhất, là hệ thống điện trên ôtô
máy kéo, với hai phần chính: Nguồn điện (hệ thống cung cấp điện) và các bộ phận
tiêu thụ điện (các hệ thống khác).
- Nguồn điện trên ôtô: Là nguồn một chiều được cung cấp bởi ắc quy nếu
động cơ chưa làm việc (hoặc làm việc ở số vòng quay nhỏ), hoặc bởi máy phát nếu
động cơ làm việc ở số vòng quay trung bình và lớn. Để tiết kiệm dây dẫn, thuận tiện
khi lắp đặt sửa chữa,…, trên đa số các xe người ta sử dụng thân sườn xe làm dây
dẫn chung. Vì vậy, đầu âm của nguồn điện được nối trực tiếp ra thân xe.
- Các bộ phận tiêu thụ điện (phụ tải điện): Trong các bộ phận tiêu thụ điện
thì máy khởi động là bộ phận tiêu thụ điện mạnh nhất (dòng điện cung cấp bởi
ăcquy khi khởi động có thể lên đến 400÷600 (A) đối với động cơ xăng, hoặc 2000
(A) đối với động cơ diesel). Phụ tải điện được chia làm các loại cơ bản sau:
8


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
+ Phụ tải làm việc liên tục: Bơm nhiên liệu, kim phun nhiên liệu,…
+ Phụ tải làm việc không liên tục: Gồm các đèn pha, đèn cốt, đèn kích
thước,…
+ Phụ tải làm việc trong khoảng thời gian ngắn: Gồm các đèn báo rẽ, đèn
phanh, mô tơ gạt nước lau kính, còi, máy khởi động, hệ thống xông máy,…
- Mạng lưới điện: Là khâu trung gian nối giữa phụ tải và nguồn điện, bao
gồm: Các dây dẫn, các bộ chuyển mạch, công tắc, các thiết bị bảo vệ và phân phối
khác nhau.
Cùng với sự phát triển vượt bậc của kỹ thuật điện tử và điều khiển tự động,

là một phần chi tiết

các dây thể hiện các

được thể hiện

dây chung một giắc

Hình này có nghĩa là

Đường lượn sóng dây

rắc cắm được cắm trực
tiếp vào chi tiết

Dây điện

Chi tiết

Giải thích

Ký hiệu

Đường liền có nghĩa là

Giắc cắm

Phần

ngừng tại đây nhưng

khác

lông

Hướng mũi tên chỉ

của

bản

vẽ.

hướng dòng điện. Phải
tìm chữ số tưng đương
trong mũi tên
Hình này có nghĩa là vỏ

Mũi tên chỉ đường dây

của chi tiết được tiếp

sẽ được nối đến một

mát trực tiếp vào phần

hệ thống khác trên

bằng kim loại trên thân

một bản vẽ khác


trên xe có thể không

mát vào phần kim loại
của vỏ xe.

Biểu tượng này cho biết

Biểu tượng này cho

dây dẫn để bảo vệ

biết cách đấu dây ở

chống lại sóng radio.
Phần bảo vệ luôn được

Cầu đấu

Bảo vệ

giống như trong bản vẽ

cầu đấu.

tiếp mát.

10



Đèn hai sợi đốt.

Diode phát quang
Diode zener
Hai công tắc này được
bật cùng một lúc.
Đường nét đứt chỉ ra

Loại PNP

cho thấy có một liên
Công tắc

Transistor

Loại NPN

kết cơ khí giữa hai
công tắc
Công tắc đơn (một
điểm tiếp xúc)

Cảm biến

Phát tín hiệu

Giàn ngưng

Các chi tiết thông dụng


87
Rơ le 4 chân có diode
bên trong

Ắc quy

Rơ le 4 chân có cuộn

Đen

Giắc cái

Br

Nâu

G

Xanh lá cây

T

Nâu vàng

O

Da cam

P


Li

Xanh nhạt

Giắc cắm

B

Màu dây

Màu dây

dây bên trong

Giắc đực

12


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
2.2. HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG
2.2.1. Công dụng
Hệ thống khởi động có nhiệm vụ cung cấp một nguồn năng lượng bên ngoài,
quay động cơ đến một tốc độ tối thiểu nào đó để đảm bảo nhiên liệu đưa vào động
cơ có thể đốt cháy được và sau đó động cơ có thể tự làm việc được. Tốc độ tối thiểu
đó gọi là tốc độ khởi động của động cơ (nkd).
Đối với động cơ xăng tốc độ khởi động cần phải đảm bảo tạo được độ chân
không cần thiết trong đường nạp để hỗn hợp hòa trộn tốt và chuyển động đủ nhanh
để giảm hiện tượng ngưng tụ hơi nhiên liệu. Tốc độ khởi động của động cơ xăng
thường nằm trong khoảng 35÷50 (v/ph). Trong khi đó, động cơ Diezel cần tốc độ

9

10
1

M

11

Hình 2-2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động
1- Ắc quy; 2- Máy khởi động; 3- Cặp tiếp điểm; 4- Công tắc khởi động;
5- Rơ le khởi động; 6- Cuộn giữ; 7-. Cuộn hút; 8- cần gạt;
9- Khớp truyền động; 10- Bánh đà động cơ; 11- Bộ giảm tốc

13


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
Trên xe Hyundai County trang bị hệ thống khởi động bằng động cơ điện một
chiều, với công suất 24V-3,2KW như hình 2.2
Khi bật công tắc khởi động ở ON thì dòng điện sẽ chạy theo mạch: Từ (+)
ắc quy → công tắc → cuộn dây rơ le khởi động → chân L → mát. Lúc này tiếp
điểm P2 đóng, cho dòng điện đi theo mạch từ (+) ắc quy → chân B → P 2 → chân S
→ cuộn hút 7 (P) và cuộn giữ 6 (H) → về mát. Lõi từ của cuộn hút và cuộn giữ kéo
cần gạt 8, đóng khớp truyền động (9) với bánh đà của động cơ (10). Đồng thời cũng
đóng tiếp điểm P1, cho dòng điện lớn đi tới chân M → motor → về mát. Lúc này
motor quay và thông qua bộ truyền động truyền mô men xoắn tới bánh đà, khởi
động động cơ.
Công dụng của cuộn hút (P) là tạo thêm từ trường đủ mạnh vào lúc đầu để
đẩy bánh răng khớp truyền động cài vào vành răng bánh đà, áp đĩa tiếp điện vào hai

M39

START

40A

LOCK

ỉ khoùa
õióỷn

ON ACC

15R
2
3.0W
2 MF07

M39

2.0R

3.0W

Cỏửu chỗ 1
10A

ếc quy
12V
100AH

ECM

Baùnh õaỡ

Mọ tồ
khồới õọỹng

1 E18

Cuọỹn
dỏy õióỷn
tổỡ khồới
õọỹng

40B

Nọỳi maùt

ọỹng cồ
D4DD

Baùnh rng

Motor

Khồùp truyóửn õọỹng

Hỡnh 2-3. S mch in iu khin h thng khi ng
2.3. H THNG CUNG CP
Trờn xe cú trang b c quy cung cp in v h thng np to ra ngun


Maùy phaùt
õióỷn

HT õióửu
khióứn phanh
HT khồới õọỹng
õọỹng cồ

HT khoùa õai an
toaỡn

HT gaỷt nổồùc
vaỡ rổớa kờnh

Hỡnh 2-4. S h thng cung cp in trờn xe
2.3.1. c quy
3
1

4

2

5

6

9
7

chuyển về hai cực âm và dương tạo thành PbSO4, đồng thời các phần tử ô xy từ cực
dương cũng tách ra và tác dụng với các ion dương hydrogen tạo thành nước, quá
trình này giải phóng năng lượng điện cấp cho các tải. Trong quá trình phóng điện,
nồng độ axit giảm đồng thời tỉ trọng điện dịch cũng giảm do đó có thể dùng tỉ trọng
điện dịch để đo độ nạp của ắc quy. Trong quá trình nạp lại ắc quy, quá trình xảy ra
ngược lại, PbSO4 tại hai cực sẽ biến thành Pb và PbO2 và dung dịch điện dịch sẽ
chuyển thành nước. Thông thường ắc quy luôn ở trong tình trạng nạp một phần. Khi
ắc quy đã nạp đầy mà vẫn tiếp tục nạp thì xảy ra quá trình tách nước và giải phóng
khí hidrogen có thể gây cháy nổ. Khi sử dụng ắc quy để khởi động cho một xe khác,
do dòng điện sử dụng lớn nên một lượng lớn khí hidrogen được giải phóng cũng có
thể gây cháy nổ. Ắc quy chì được thiết kế không để tình trạng phóng điện hoàn toàn

17


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
mà phải luôn được nạp đầy, khi phóng điện hoàn toàn có thể xảy ra quá trình sulfat
hóa hoặc biến cứng bề mặt sulfat chì làm giảm công suất của ắc quy hay còn gọi là
hiện tượng ắc quy bị chai. Cần hết sức cẩn thận khi thao tác với ắc quy vì nó chứa
H2SO4 là một chất ăn mòn mạnh và hidrogen một chất dễ cháy nổ.
2.3.2. Máy phát điện
Máy phát điện trên ô tô nói chung được sử dụng để cung cấp điện cho các phụ
tải và nạp điện cho ắcquy. Nguồn điện phải đảm bảo một hiệu điện thế ổn định ở
mọi chế độ phụ tải và thích ứng với mọi điều kiện môi trường làm việc.
Máy phát sử dụng trên xe Hyundai County là loại máy phát điện xoay chiều 3 pha
kích thích kiểu điện từ. Với công suất đầu ra là 24V – 70A.
2.3.2.1. Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều

Hình 2-6. Cấu tạo máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ
1- Stato và cuộn dây; 2- Rô to; 3- Cuộn kích thích; 4- Quạt gió; 5- Puli; 6, 7- Nắp;

3
1

2

4

Hình 2-8. Stator và các chi tiết chính của stator
1- Stator; 2- Cuộn dây stator; 3- Lõi stator; 4- Đầu ra.

19


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
2.3.2.2. Bộ chỉnh lưu
Các thiết bị điện trên xe đều yêu cầu dòng điện một chiều để hoạt động và
ắc quy cần dòng điện một chiều để nạp.
Trên xe sử dụng máy phát điện xoay chiều 3 pha nên muốn sử dụng dòng điện
này cần phải biến đổi thành dòng một chiều. Việc biến đổi dòng điện xoay chiều
thành dòng một chiều gọi là “chỉnh lưu”.
Trên xe Hyundai County sử dụng bộ chỉnh lưu cầu 3 pha, sử dụng các diode
như hình 2.9.
1

E19

ÀÕc quy

LAMP



D6

D9

Bäü chènh læu

Hình 2-9. Sơ đồ bộ chỉnh lưu cầu 3 pha
Diode là một vật liệu bán dẫn nó chỉ cho phép dòng điện đi qua theo một
chiều, cấu tạo bởi chất bán dẫn Silic hoặc Gecmani có pha thêm một số chất để tăng
cường electron tự do.
Điện áp tức thời trên các pha A, B, C theo [6] là :
UA = Um.sin t ; UB = Um.sin( t  2 / 3 ); UC = Um.sin( t  2 / 3 )
Trong đó:
Um là điện áp cực đại của máy phát.
  2f là vận tốc góc.

Theo [6] giá trị tức thời của điện áp chỉnh lưu:
U mf =

3 .U m .Cos t

20


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
Trên sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha hình 2.9 có 9 diode, 3 diode ở nhóm trên hay
còn gọi là các diode dương (D1, D3, D5), có các catod được nối với nhau. Nhóm
dưới còn gọi là các diode âm (D2, D4, D6) các anode được nối với nhau.
Khi rôto quay một vòng, trong các cuộn dây Stato dòng điện được sinh ra


nhất. Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây A tới cuộn dây C.
Cuộn dây A  Điểm 1  Diode D1  Tải  Diode D6  Điểm 3  Cuộn dây
C.
Từ

5
7
cuộn dây B có điện áp dương nhất, cuộn dây C có điện áp âm

6
6

nhất. Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây B tới cuộn dây C.
Cuộn dây B  Điểm 2  Diode D3  Tải  Diode D6  Điểm 3  Cuộn dây
C.
Từ

7
9

cuộn dây B có điện áp dương nhất, cuộn dây A có điện áp âm
6
6

nhất. Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây B tới cuộn dây A.

21



dạng đường thẳng.

22


Tính toán hệ thống điện thân xe Hyundai County
2.3.2.3. Bộ điều chỉnh điện
Khi điều chỉnh điện áp và cường độ dòng điện của máy phát trong các hệ
thống cung cấp điện thì đối tượng điều chỉnh là máy phát và ắc quy. Hoạt động
đồng thời của máy phát cùng ắc quy xảy ra khi có sự thay đổi vận tốc quay của
phần ứng (rotor) của máy phát, của tải và của nhiệt độ trong phạm vi rộng. Để các
bộ phận tiếp nhận điện năng làm việc bình thường thì điện thế của lưới điện phải
không đổi. Vì vậy, cần phải có sự điều chỉnh điện thế.
Trong quá trình vận hành, máy phát có thể có những trường hợp khi tải vượt
quá trị số định mức. Điều này sẽ dẫn đến hiện tượng bị cháy, làm giảm khả năng
chuyển đổi mạch hoặc quá nhiệt, dẫn đến tăng tải trên các chi tiết cơ khí của hệ
thống dẫn động máy phát. Vì vậy, cần có thiết bị đảm bảo sự hạn chế dòng điện của
máy phát. Tất cả các chức năng này ở hệ thống cung cấp điện cho ôtô, máy kéo
được thực hiện tự động nhờ bộ điều chỉnh điện.
Điện áp của máy phát được xác định như sau [6]:
U mf 

Trong đó:

C E .n.
1 

(V)

(2.1)


Bäü chènh læu
Cuäün caím

Df

R1

R3

ZD

Cuäün stato

R4
Tr1

Hình 2-11. Sơ đồ bộ điều chỉnh điện bán dẫn ô tô Huyndai County
* Hoạt động của bộ điều chỉnh điện bán dẫn:
Khi công tắc khởi động được bật lên, dòng điện sẽ đi từ ắc quy đến transitor
nguồn, làm cho nó bật lên. Sau đó, dòng sẽ đi đến cuộn cảm làm sáng đèn nạp.
Khi động cơ khởi động thì máy phát điện bắt đầu phát sinh dòng điện, dòng
điện được cung cấp do chính máy phát điện sản sinh ra. Dòng đến từ đi ốt tri ốt sẽ
làm cảm ứng cuộn cảm. Điện thế đầu ra ở các cọc B và L là như nhau, lúc đó đèn
nạp sẽ tắt.
Lúc điện thế máy phát điện tăng, thì điốt Zener được kích hoạt, và cung cấp
một dòng điện đến Tr1, để bật nó lên. Điều này làm cho dòng điện của transitor
nguồn bị ngắt với Tr1. Transitor nguồn sẽ tắt và dòng sẽ ngừng dẫn đến làm giảm
điện thế đầu ra của máy phát điện.


0.5R
2 M41-3
CHARGE

5.0R

5.0R

0.85R

ọửng họử
baùo naỷp

11 M41-2

ếc quy

1

2

EF02

0.5W/O

12V
100AH

0.5W/O



2

1

E19

ếc quy

FR

E10

Maùy
phaùt

LAMP

ếc quy
0.5àF

R2

Bọỹ chốnh lổu
Cuọỹn caớm

40B

Df