LỜI NÓI ĐẦU........................................................1
PHẦN 1: MỞ ĐẦU.........................................................2
1.1 Lý do chọn đề tài và lịch sử vấn đề nghiên cứu...............................2
1.1.1 Tính cấp thiết của đề tài...............................................................2
1.1.2 Ý nghĩa của đề tài.............................................................................3
1.2. Mục tiêu của đề tài................................................................................3
Đề tài nhằm thực hiện mục tiêu đề ra:...................................................3
1.3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu....................................................3
1.4. Giả thiết khoa học..................................................................................3
1.5. Nhiệm vụ nghiên cứu.............................................................................4
1.6 Các phương án nghiên cứu...................................................................4
1.6.1 Phương án nghiên cứu thực tiễn...................................................4
1.6.2 Phương án nghiên cứu tài liệu......................................................4
1.6.3 Phương án thống kê mô tả.............................................................5
PHẦN 2: NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI....................................................................6
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TRÊN ÔTÔ..6
1.1.1.Yêu cầu của hệ thống cung cấp điện...........................................7
1.1.2. Phân loại hệ thống cung cấp điện................................................7
1.2. Các thiết bị chính trong hệ thống cung cấp điện ............................7
1.2.1. Ắc-quy.................................................................................................7
1.2.1.1. Cấu tạo ắc quy axit chì................................................................7
1.2.1.2. Quá trình nạp điện, phóng điện của ắc quy axit chì..........11
1.2.1.3. Các thông số kỹ thuật của quá trình nạp, phóng điện và các
phương pháp nạp điện cho ắc quy.......................................................13
1.2.1.4. Phương pháp bảo dưỡng ắc quy..............................................14
1.2.1.5. Các thông số kỹ thuật và phương pháp kiểm nghiệm ắc quy
.........................................................................................................................15
1.2.2. Máy phát điện xoay chiều.............................................................16
1.2.2.1. Cấu tạo chung..............................................................................16
1.2.2.2. Nguyên lý phát điện chung của máy phát điện xoay chiều..17

2.6.4. Các thông số kỹ thuật và phương pháp kiểm nghiệm sau sữa
chữa đối với máy phát điện xoay chiều...............................................43
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
TRÊN Ô TÔ........................................................................................................44
3.1. Mục tiêu thiết kế..................................................................................44
3.2. Nhiệm vụ thiết kế mô hình...............................................................45
3.3. Các yêu cầu với mô hình.....................................................................45
3.4. Các phương án thực hiện nhiệm vụ..................................................45
3.4.1. Các phương án thiết kế xa bàn của hệ thống cung cấp điện
.....................................................................................................................46
3.4.1.1. Phương án 1: Phương án thiết kế xa bàn dạng hình hộp
đứng...........................................................................................................46
3.4.1.2. Phương án 2: Phương án thiết kế xa bàn dạng lăng trụ tứ
diện.............................................................................................................46
3.4.1.3. Phương án 3: Phương án thiết kế xa bàn dạng hình chữ L
.....................................................................................................................47
3.5. Chọn phương án thực hiện.................................................................47
3.6. Thiết kế mô hình hệ thống cung cấp điện trên xe ô tô.................47
3.6.1. Chế tạo khung mô hình................................................................47
3.6.2. Thiết kế bảng gắn các thiết bị của hệ thống...........................48
3.7 Danh mục vật tư thiết bị cần thiết để thưc hiện mô hình............49
3.7.1 Phần khung xa bàn........................................................................49
3.7.2 Các thiết bị của mô hình hệ thống cung cấp điện trên ô tô 49
3.8. Mô hình hoàn thiện................................................................................52
3.8.1. Mô hình hoàn thiện sau khi tính toán thiết kế và xây dựng. 52
3.8.2. Các chi tiết, cụm chi tiết trên mô hình.......................................52
3.9. Ý nghĩa của mô hình .............................................................................55
3.10. Mô hình đấu dây hoàn thiện
...................56
Ký hiệu các chân giắc trong mô hình....................................................57

cấp điện và chế tạo mô hình máy phát điện trên ô tô ”. Với kinh nghiệm và kiến
thức còn ít nhưng với sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo Th.S Bùi Hà Trung em hoàn
thành đồ án đúng thời gian quy định.
Trong quá trình làm đồ án, dù bản thân đã hết sức cố gắng, cộng với sự giúp đỡ
nhiệt tình của các thầy cô và bạn bè xong do khả năng, tài liệu và thời gian còn hạn
chế nên khó có thể tránh khỏi sai xót. Vì vậy em rất mong sự chỉ bảo của thầy cô và sự
góp ý của bạn bè để đồ án của em được hoàn thiện.
Qua đây em cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy và
các thầy trong bộ môn đã tạo điều kiện để em hoàn thành đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hưng Yên, ngày … tháng… năm 2013
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Thế Huyền
1


PHẦN 1: MỞ ĐẦU
1.1 Lý do chọn đề tài và lịch sử vấn đề nghiên cứu
1.1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Bước sang thế kỷ XXI, sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật của nhân loại đã bước lên
một tầm cao mới. Rất nhiều những thành tựu khoa học, những phát minh, sáng chế
mang đậm tính hiện đại và có ứng dụng cao. Là một quốc gia có nền kinh tế đang trên
đà phát triển, nước ta đã và đang có những cải cách mới để thúc đẩy kinh tế. Việc tiếp
thu, áp dụng những thành tựu khoa học tiên tiến của thế giới đang được nước ta quan
tâm, đẩy mạnh phát triển các ngành công nghiệp mới, với mục đích đưa nước ta từ một
nước nông nghiệp lạc hậu thành một nước công nghiệp phát triển. Trải qua rất nhiều
năm phấn đấu và phát triển, hiện nay nước ta đã là thành viên của tổ chức thương mại
thế giới WTO. Với việc tiếp cận các quốc gia có nền kinh tế phát triển, chúng ta có thể
giao lưu, học hỏi kinh nghiệm, tiếp thu những thành tựu khoa học kỹ thuật để phát
triển hơn nữa nền kinh tế trong nước, bước những bước đi vững chắc trên con đường

chưa được khai thác và đưa vào thực tế giảng dạy. Tài liệu về các hệ thống điều khiển
hiện đại trên ôtô như: EFI, ESA, ABS… còn thiếu chưa được hệ thống hoá một cách
khoa học. Các bài tập hướng dẫn thực tập, thực hành còn thiếu thốn. Vì vậy người kỹ
thuật viên khi ra trường còn gặp rất nhiều khó khăn, khó tiếp xúc với những kiến thức,
thiết bị tiên tiến, hiện đại trong thực tế.
1.1.2 Ý nghĩa của đề tài
Đề tài giúp cho sinh viên năm cuối có thể củng cố kiến thức, tổng hợp và nâng
cao kiến thức chuyên ngành, cũng như những kiến thức ngoài thực tế xã hội, đề tài còn
giúp cho học sinh nâng cao khả năng tự tìm tòi, sáng tạo. Đề tài nghiên cứu về hệ
thống cung cấp điện mà cụ thể là trên động cơ TOYOTA CORLLA không chỉ giúp
cho chúng em tiếp cận với thực tế mà còn giúp cho chúng em tìm hiểu sâu hơn về hệ
thống cung cấp điện nói chung. Những kết quả thu được sau khi hoàn thành đề tài này
là giúp cho chúng em có thể hiểu sâu rộng về kết cấu, điều kiện làm việc, một số hư
hỏng cũng như các phương pháp kiểm tra chuẩn đoán các hư hỏng thường gặp của hệ
thống cung cấp điện.

1.2. Mục tiêu của đề tài
Đề tài nhằm thực hiện mục tiêu đề ra:
- Tìm hiểu về đặc điểm, cấu tạo, nguyên lý làm việc các thiết bị của hệ thống
cung cấp điện trên ô tô
- Kiểm tra sữa chữa các thiết bị trên hệ thống
- Xây dựng mô hình hệ thống cung điện trên ô tô.

1.3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Các bộ phận trong hệ thống cung cấp điện như: ắc
quy, máy phát điện, đèn báo nạp, khoá điện.
- Khách thể nghiên cứu: Các loại động cơ tiêu biểu là động cơ TOYOTA
COROLLA

1.4. Giả thiết khoa học

Là phương án nghiên cứu, thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứu các văn
bản, tài liệu đã có sẵn và các thao tác tư duy logic để rút ra các kết luận khoa học cần
thiết.
b) Các bước thực hiện
Bước 1: Thu thập, tìm tòi các tài liệu về hệ thống cung cấp điện.
Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống logic chặt chẽ theo từng
bước, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cơ sở bản chất nhất định.
Bước 3: Đọc nghiên cứu, phân tích các tài liệu nói về máy điện, phân tích kết cấu
nguyên lý làm việc một cách khoa học
Bước 4: Tổng hợp kết quả đã phân tích được, hệ thống hoá lại những kiến thức tạo
4


ra hệ thống lý thuyết đầy đủ, sâu sắc.
1.6.3 Phương án thống kê mô tả
a) Khái niệm
Là phương án tổng hợp kết quả nghiên cứu thực tiễn và nghiên cứu tài liệu để đưa ra
kết luận chính xác, khoa học.
b) Các bước thực hiện
Từ thực tiễn nghiên cứu động cơ và nghiên cứu các tài liệu lý thuyết đưa ra hệ
thống bài tập thực hành, bảo dưỡng, sửa chữa, khắc phục hư hỏng của hệ thống cung
cấp điện.

5


PHẦN 2: NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TRÊN
ÔTÔ
1.1 Giới thiệu hệ thống cung cấp điện trên ô tô

kiện sử dụng của ô tô.
+ Đảm bảo nạp điện tốt cho ắc quy và 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.
1.1.2. Phân loại hệ thống cung cấp điện
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:
+ Hệ thống cung cấp điện dùng máy phát 12v
+ Hệ thống cung cấp dùng máy phát điện 24v.

1.2. Các thiết bị chính trong hệ thống cung cấp điện
1.2.1. Ắc-quy
1.2.1.1. Cấu tạo ắc quy axit chì
1. Nắp bình
2. Cọc bình
3. Vỏ bình
4. Cầu nối bản cực giữa các phần tử
5. Nút có lỗ thông hơi
6. Cầu nối các bản cực cùng tên
7. Vỏ bình phía dưới
8. Đế bình
9. Các bản cực
10. Các tấm ngăn cách

Hình 1.2. Cấu tạo ắc quy axit chì

Hầu hết các ắcquy ngày nay thiết kế một dãy nắp thông hơi để có thể chụp cho
nhiều ngăn. Dãy nắp thông hơi được thiết kế để hơi axít ngưng tụ và rơi trở lại ắcquy
và cho phép hydrogene bay hơi.

8


 Bản cực
Bản cực làm bằng hợp kim chì và Antimon, trên bề mặt bản cực có gắn các
Xương dọc và ngang để tăng độ cứng vững cho bản cực và tạo ra các ô cho bản chì
bám chắc trên cực. Hai bề mặt của bản cực được chát bột chì. Bản cực dương trát đầy
bột chì PbO2 còn bản cực dương trát đầy bột chì xốp Pb. Sau khi trát và ép chất tác
dụng người ta ngâm các bản cực vào dung dịch H 2SO4 . Chùm bản cực dương và chùm
bản cực âm được lồng xen kẽ vào nhau giữa chúng là lớp cách. Trong một ngăn số bản
cực dương nhiều hơn sô bản cực âm một tấm, mục đích là để bản cực dương làm việc
ở cả hai phía.
 Tấm cách
Tấm cách là chất cách điện, nó
được chế tạo từ nhựa đặc biệt, thuỷ
tinh hoặc gỗ. Các tấm cách phải cách điện tốt,
xốp để cho nước tích điện lưu thông tự
do quanh các bản cực. Tác dụng của tấm
cách xốp là ngăn hiện tượng các bản cực chạm
vào nhau gây ra đoản mạch trong nguồn.
 Các cọc của ắc quy

Hình 1.5. Cấu tạo lá cách

Có 3 loại cọc bình Ắc quy được sử dụng,
loại đỉnh, loại cạnh và loại L. Loại trên đỉnh thông dụng nhất trên ô tô. Loại này có cọc

điện tích tăng hay giảm với mức 15 0C thì phải chỉnh lại số đọc mới nơi tỷ trọng kế. Ví
dụ cao hơn 10C ta cộng thêm 0,0007 g/cm 3. Nếu thấp hơn 150C thì cứ 10C ta trừ bớt đi
0,0007g/cm3. Khi ắc quy nạp đầy, thành phần dung dịch điện phân là 38%(H2SO4) tính
theo trọng lượng hoặc 27% tính theo thể tích.

10


1.2.1.2. Quá trình nạp điện, phóng điện của ắc quy axit chì
- Bản chất dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion
âm và ion dương
- Hiện tượng chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện được gọi là
phóng điện, và ngược lại hiện tượng chuyển đổi năng lượng điện thành hóa học được
gọi là nạp điện
Quá trình nạp, phóng điện của ắc quy

Hình 1.8. Quá trình nạp, phóng điện của ắc quy
H2SO4: Axit sunphuric H2O: Nước H2: Hyđrô O2: Ôxy
A. Dòng điện
1. Phóng điện

B. Phóng Dòng điện nạp
2. Nạp điện

a) Qúa trình nạp điện
Khi ắc quy được lắp ráp xong người ta đổ dung dịch Axit sunfuric vào trong các
ngăn bình thì trên các bản cực sẽ sinh ra một lớp mỏng chì sunfat (PbSO 4) vì chì oxit
tác dụng với axit sunfuric cho phản ứng :
PbO + H2SO4 → PbSO4 + H2O
Đem nối nguồn điện một chiều vào hai đầu cực của ắcquy thì dòng điện một chiều

bị phân tích thành cation 2H+và anion SO42-,đồng
thời quá trình phóng điện cũng tạo ra nước trong
dung dịch , do đó nồng độ của dung dịch giảm dần
và sức điện động của ắcquy cũng giảm dần.

Hình 1.12. Qúa trình phóng điện

c) Điều kiện làm việc
Với ắc quy có các tấm bản cực Nhanh bị mất chì và oxit chì bị bật ra khỏi các tấm bản
cực, lắng xuống đáy bình làm phát sinh hiện tượng phóng điện trong ắc quy nên ắc
quy nhanh bị hỏng do thời tiết có độ ẩm không khí lớn có thể làm ắc quy tự phóng
điện.

12


1.2.1.3. Các thông số kỹ thuật của quá trình nạp, phóng điện và các phương pháp
nạp điện cho ắc quy
Bảng 1.1. Bảng thông số kỹ thuật của một số ắc quy dùng trên ôtô.
Ký hiệu

Dung
lượng
định
mức(Ah)

Điện áp
định mức
(V)


68

12

10

60-70

15-20

1,7

12-45AH

45

12

10

40-50

15

2

12-55AH

45


• Các phương án nạp điện cho ắc quy.
- Trước khi tiến hành nạp điện cho ắc quy. phải lau sạch sẽ bên ngoài, kiểm tra và
châm đủ mức dung dịch cho ắc quy.
- Nạp điện cho ắc quy có thể theo
nhóm hoặc theo từng chế độ. Có hai
phương pháp nạp điện cho ắc quy.
 Nạp điện với điện áp không đổi
(nạp ắc quy với máy nạp nhanh)
Ở phương pháp này những ắc quy được

Hình 1.13. Nạp điện cho ắc
quy với dòng điện không đổi

nạp thải có cùng điện áp hoặc được đánh
dấu để có cùng điện áp, sau đó đấu song
song vào máy nạp. Điện áp của nguồn phải lớn
hơn điện áp ắc quy định. Ví dụ: ắc quy 12V thì
điện áp nguồn 15V, ắc quy 6V thì điện áp nguồn
7,5V.
Chú ý: Ắc quy đã bị sunfat hoá thì không
thể nạp đầy với máy nạp nhanh.

13
Hình 1.14. Nạp điện cho ắc
quy với điện áp không đổi


 Nạp với dòng điện không đổi
Sử dụng phương pháp này nếu thời gian cho phép
hoặc nếu chưa biết tình trạng của bản cực. Khi

dụng 1 tháng. Ngoài những công việc bảo dưỡng cấp 1 phải làm thêm.
14


- Kiểm tra tỷ trọng dung dịch điện phân.
- Kiểm tra khả năng phóng nạp bằng phóng điện thế.
1.2.1.5. Các thông số kỹ thuật và phương pháp kiểm nghiệm ắc quy
- Kiểm tra mức dung dịch điệmn phân mức dung dịch điện phân phải cao hơn lưới
bảo vệ từ (10-15mm)
- Nồng độ dung dịch điện phân
+ Trong bình ắc quy sự chênh lệch nồng độ giữa các ngăn không được vượt quá
0,002g/cm3
+ Dùng tỷ trọng kế đo nồng độ dung dịch ở nhiệt độ 13 0C với ắc quy 130C nạp đầy
nồng độ dung dịch là 1.72g/cm3 nạp theo chế độ 3A khi nạp nhiệt độ không được vượt
quá 400C. Khi nạp no tại 200C nồng độ dung dịch là 1,25g-1,27g
• Điện áp ắc quy
Dòng vôn kế để kiểm tra điện áp các ngăn của ắc quy. Vôn kế đo được điện áp 3V
về hai phía có điện trở tải R1= (0,018-0,02)Ω; R2= (0,01-0,012)Ω
+ Khi kiểm tra ắc quy có dung lượng nhỏ hơn Ah thì đóng điện trở tải 1
+ Khi dung lượng từ 70÷100 Ah thì đóng điện trở R2 mở điện trở R1
+ Khi dung lượng lớn hơn 100 Ah đóng cả điện trở R1 và R2
+ Khi kiểm tra ta quan sát vôn kế thấy kim ổn định ở:
- Nếu:
+ 1,75 -1,8V ắc quy nạp đầy
+ 1,65-1,7V ắc quy phóng 25% dung lượng
+ 1,5-1,6V ắc quy phóng 50% dung lượng
+ 1,3-1,4V ắc quy phóng 100% dung lượng
+ Kiểm tra đồng hồ báo nạp ở vòng quay định mức dòng nạp không quá mười đến
20A


c) Dòng điện xoay chiều ba pha
Hình 1.11. 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. Фo.
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
Фo.: 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 .
17


1.2.2.3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các phần tử trong máy phát
Máy pháy điện xoay chiều gồm các bộ phận chính sau: Rôto( phần cảm),
Stato( phần ứng), bộ chỉnh lưu, ngoài ra còn có nắp trước và nắp sau, bộ điều chỉnh
điện( tiết chế).
a) Rôto (phần cảm)

Hình 1.12. Cấu tạo rô to
- Là bộ phận tạo từ trường của máy điện xoay chiều gồm có: hai má cực bọc ngoài
làm bằng thép từ, các cuộn dây cực từ và vang khuyên tiếp điện dựa vào hình dạng cực
từ khác nhau chia làm hai loại.
- Dạng móng và dạng lõi, máy điện xoay chiều phần nhiều dùng cực từ dạng móng.
- Mỗi khối cực móng đều có một số cực từ có hình móng giống nhau, được chế tạo
bằng sắt non sau đó ép chặt với trục và bao cuộn dây phần ứng.

Hình 1.15. Bộ chỉnh lưu điôt Silicon của máy phát điện xoay chiều
Các điôt công suất được ép cứng vào trong các rế tản nhiệt của bộ chỉnh lưu
1. Điôt dương

3. Điôt công suất

2. Điôt âm

4. Điôt kích từ

Đặc điểm của đi ôt là: nếu cực(+) của điôt có điện áp lớn hơn so với cực (-) thì
điôt sẽ thông điện, ngược lại sẽ bị chặn.

Hình 1.16. Sơ đồ nguyên lý làm việc của bộ chỉnh lưu
Khi rôto quay một vòng , trong các cuộn dây Stato dòng điện được sinh ra trong
mỗi cuộn dây này được chỉ ra từ (a) tới (f) ( của hình 1.22 ) Ở vị trí (a), dòng điện có
20


chiều dương được tạo ra ở cuộn dây III và dòng điện có chiều âm được được tạo ra ở
cuộn dây II. Vì vậy dòng điện chạy theo hướng từ cuộn dây II tới cuộn dây III
Dòng điện này chạy vào tải qua điốt 3 và sau đó trở về cuộn dây II qua điốt 5. Ở thời
điểm này cường độ dòng điện ở cuộn dây I bằng 0. Vì vậy không có dòng điện chạy
trong cuộn dây I
Bằng cách giải thích tương tự từ các vị trí (b) tới (f) dòng điện xoay chiều được chỉnh
lưu bằng cách cho qua 2 điốt và dòng điện tới các phụ tải được duy trì ở một giá trị
không đổi.
Điốt được sử dụng để chỉnh lưu sẽ sinh ra nhiệt khi có dòng điện đi qua . Tuy nhiên vì
các phần tử của điốt lại chịu nhiệt kém (chất bán dẫn) nên việc nung nóng điốt sẽ làm
giảm khả năng chỉnh lưu. Vì vậy cần phải bố trí các cánh tản nhiệt để diện tích tản