MỤC LỤC
MỤC LỤC....................................................................................................... 1
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................. 5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU DẪN NHẬP...... 6
1.1. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................. 6
1.2. Phương pháp nghiên cứu......................................................................... 6
1.3. Phạm vi nghiên cứu.................................................................................. 6
1.4. Giới thiệu tổng quan hệ thống điện trên xe Ford Focus 6
1.4.1. Thông số kĩ thuật của xe................................................................. 6
1.4.2. Hệ thống điện của xe Ford Focus.................................................... 8
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT............................................................. 11
2.1. Hệ thống cung cấp điện.......................................................................... 11
2.2. Hệ thống khởi động................................................................................ 11
2.3. Hệ thống thông tin.................................................................................. 12
2.4. Hệ thống chiếu sáng tín hiệu.................................................................. 13
2.5. Hệ thống kiểm tra theo dõi..................................................................... 14
CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ĐIỆN TRÊN XE FORD FOCUS.................... 15
3.1. Hệ thống cung cấp điện.......................................................................... 15
3.1.1. Acquy axit..................................................................................... 15
3.1.2. Máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ......................... 20
3.1.3. Bộ điều chỉnh điện......................................................................... 25
3.2. Hệ thống khởi động................................................................................ 27
3.2.1. Máy khởi động giảm tốc................................................................ 27
3.2.2. Sơ đồ và điều khiển....................................................................... 29
3.3. Hệ thống thông tin.................................................................................. 30
3.3.1. Hệ thống mạng CAN..................................................................... 30
3.3.2. Hệ thống đường truyền dữ liệu...................................................... 31
3.4. Hệ thống chiếu sáng tín hiệu.................................................................. 32
3.4.1.Đèn pha cốt.................................................................................... 32
3.4.2. Đèn vị trí và đèn đậu xe................................................................ 33
3.4.3. Công tắc đèn báo rẽ và đèn báo nguy............................................ 34
3.4.4. Còi điện......................................................................................... 36
3.5. Hệ thống kiểm tra theo dõi..................................................................... 37
3.5.1.Đồng hồ báo tốc độ đông cơ........................................................... 37
3.5.2.Đồng hồ báo tốc độ xe................................................................... 38
3.5.3.Đồng hồ báo áp suất dầu............................................................... 40
3.5.4.Đồng hồ báo nhiên liệu................................................................... 41
3.5.5.Đồng hồ nhiệt độ nước................................................................... 42
3.6. Các hệ thống phụ................................................................................... 42
3.6.1.Hệ thống gạt nước rửa kính............................................................ 42
3.6.2.Hệ thống nâng hạ kính................................................................... 46
3.6.3.Hệ thống khóa cửa.......................................................................... 47
3.6.4.Hệ thống túi khí an toàn................................................................. 50
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN, KIỂM TRA CÔNG SUẤT MÁY PHÁT VÀ MỘT SỐ HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ CÁC KHẮC PHỤC....... 55
4.1. Sơ đồ các tải công suất điện trên ô tô.................................................... 55
4.2. Tính toán công suất tiêu thụ theo các chế độ tải................................... 56
4.3. Chẩn đoán hư hỏng và khắc phục một số chi tiết................................. 59
4.4. Các hư hỏng và cách khắc phục trong hệ thống chiếu sáng................ 61
4.5. Các hư hỏng và cách khắc phục trong hệ thống tín hiệu..................... 61
KẾT LUẬN.................................................................................................... 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................. 64
LỜI NÓI ĐẦU
Ngành ô tô thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang phát triển mạnh mẽ với việc ứng dụng ngày càng nhiều những thành tựu công nghệ thông tin vào sản xuất và lắp đặt các linh kiện ô tô. Hiện nay thì vấn đề “điện và điện tử” trang bị trên ô tô là tiêu chí chính để đánh giá một chiếc xe hơi cao cấp.
Trải qua thời gian học tập tại trường, với những kiến thức đã được trang bị giúp em có thêm nhiều tự tin và gắn bó hơn với ngành mình đang theo học. Đồ án tốt nghiệp là môn học cuối cùng của mỗi học viên để hoàn thành khóa học, nhận thức được tầm quan trọng đó nên tôi đã chọn đề tài “Khai thác hệ thống điện thân xe Ford Focus”. Đây là một đề tài rất gần với thực tế sản xuất và sửa chữa các hệ thống điện trên xe.
Với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn cùng các thầy giáo trong Khoa Ô tô, tôi đã hoàn thành đề tài đúng tiến độ được giao. Tuy nhiên, do kiến thức thực tế còn hạn chế và đây là lần đầu tiên làm quen với việc nghiên cứu khoa học nên đề tài không tránh khỏi sai sót. Tôi rất mong nhận được sự quan tâm của các thầy để đề tài được hoàn thiện hơn. Với việc thực hiện đề tài này đã giúp tôi có thêm nhiều kiến thức thực tế, đây chính là hành trang để tôi dễ dàng hơn trong công việc sau này.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy: ThS……………. và các thầy giáo trong Khoa Ô tô đã giúp tôi hoàn thành đề tài một cách tốt nhất.
TP.Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
…………….
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU DẪN NHẬP
1.1. Mục tiêu nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu nội dung lý thuyết nhằm khảo sát và tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động, đặc điểm của hệ thống điện trên xe FORD FOCUS, để giúp cho học viên trong việc học tập, cũng như những người muốn tìm hiểu về hệ thống điện trên xe FORD FOCUS có được các kiến thức cơ bản nhất về chúng.
1.3. Phạm vi nghiên cứu
Hiện nay, hệ thống điện trên xe đời mới đã có nhiều cải tiến phù hợp với tình hình thực tiễn và đáp ứng nhu cầu của con người. Do thời gian và kinh nghiệm thực tế có hạn, tôi thực hiện đề tài chỉ nghiên cứu, khai thác hệ thống điện trên xe FORD FOCUS, trình bày những đặc điểm riêng biệt về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống này.
1.4.Giới thiệu tổng quan hệ thống điện trên xe Ford Focus.
1.4.1. Thông số kĩ thuật của xe.
Dòng xe Ford Focus 2004 có ba kiểu xe dựa vào số cửa trên xe: Loại xe 3 cửa, loại xe 4 cửa và loại xe 5 cửa. Mặc dù khác nhau về số cửa nhưng các trang thiết bị trên xe gần giống nhau, dưới đây là thông số về loại xe 4 cửa.
Thông số kỹ thuật của xe Ford Focus như bảng 1.a.
1.4.2. Hệ thống điện của xe Ford Focus
Công nghiệp ôtô - máy kéo ngày càng phát triển, kết cấu ôtô máy kéo ngày càng hoàn thiện thì mức độ tự động hóa, điện tử hóa của chúng ngày càng cao. Yêu cầu về mặt tiện nghi, về tính an toàn của chuyển động càng lớn thì hệ thống trang thiết bị điện trên ôtô - máy kéo ngày càng phức tạp và hiện đại.
CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Hệ thống cung cấp điện
2.1.1. Công dụng
Tạo ra và cung cấp năng lượng điện cho các phụ tải trên ô tô với một điện áp ổn định trong mọi điều kiện làm việc của ô tô.
2.1.2. Yêu cầu
- Điện áp tạo ra phải ổn định.
- Phải có sự cân bằng năng lượng điện giữa ác quy, máy phát và các phụ tải điện. Năng lượng điện mà ác quy có khả năng phát huy khi khởi động phải thích ứng với động cơ đốt trong.
2.2. Hệ thống khởi động
2.2.1. Nhiệm vụ:
Truyền cho trục khuỷu động cơ một tốc độ quay nhất định đủ để nổ máy và đảm bảo nổ máy dễ dàng trong mọi điều kiện khởi động động cơ.
2.2.2. Yêu cầu:
- Có công suất lớn, ít tổn hao;
- Tạo cho trục khuỷu động cơ số tốc độ quay ban đầu đủ lớn (động cơ xăng 40 ¸ 50 vòng/phút).
2.2.4. Phân loại:
Tuỳ theo cách phân loại mà người ta có thể phân máy khởi động ra thành nhiều loại khác nhau.
2.3. Hệ thống thông tin.
2.3.1. Nhiệm vụ
Hệ thống mạng thông tin là phương thức thông tin liên lạc, nó truyền hay nhận hai hay nhiều dữ liệu chỉ trên một đường truyền. Bằng cách chia sẻ thông tin sẽ giảm được các bộ phận như công tắc, bộ chấp hành...
2.3.2. Các thiết bị chủ yếu
Trong hệ thống mạng thông tin sử dụng các phương pháp truyền dữ liệu như: BEAN, CAN, LIN, AVC-LIN.
2.4. Hệ thống chiếu sáng tín hiệu.
2.4.1. Nhiêm vụ
Đây là hệ thống nhằm đảm bảo điều kiện làm việc ban đêm của ô tô và đảm bảo điều kiện an toàn giao thông trên đường.
2.4.2. Yêu cầu
- Có khả năng chiếu sáng tốt quãng đường phía trước ít nhất khoảng 100m nhưng không làm lóa mắt lái xe ngược chiều.
- Các đèn hiệu phải đủ sáng rõ để người giao thông trên đường nhận biết.
2.5. Hệ thống kiểm tra theo dõi.
2.5.1. Nhiệm vụ:
Tự động kiểm tra, theo dõi, thông báo kịp thời cho người lái biết mọi hoạt động của động cơ và một số bộ phận quan trọng của ô tô.
2.5.2. Yêu cầu:
Theo dõi chính xác, kịp thời và thông báo cho lái xe
2.5.3. Các thiết bị chủ yếu gồm:
Gồm các loại đồng hồ cùng các bộ cảm biến của chúng; một số đèn báo nguy và bộ cảm biến báo nguy…
CHƯƠNG 3
HỆ THỐNG ĐIỆN TRÊN XE FORD FOCUS
3.1. Hệ thống cung cấp điện
Hệ thống cung cấp điện trên ô tô có nhiệm vụ cung cấp dòng điện một chiều cho các phụ tải khi động cơ hoạt động hoặc không.
3.1.1. Ắc quy
Để cung cấp điện cho các vật dùng điện khi động cơ không làm việc, người ta sử dụng nguồn điện hóa học một chiều gọi là ắc quy. Trong ắc quy hóa năng biến thành điện năng.
3.1.1.1 Cấu tạo của ắc quy
Để tạo được một bình ắc quy có thế hiệu (6, 12 hay 24V) người ta mắc nối tiếp các khối ắc quy đơn lại với nhau thành bình ắc quy vì mỗi bình ắc quy đơn chỉ cho suất điện động (~2V). Trên ô tô hiện nay thường sử dụng ắc quy 12 (V).
3.1.1.2. Một số đặc tính cơ bản của ắc quy
+ Sức điện động tĩnh (E0): sức điện động (SĐĐ) tĩnh của ắc quy là hiệu điện thế giữa các điện cực của ăcquy, đo khi mạch ngoài hở. Nó chỉ phụ thuộc vào tính chất hoá lý của các chất tham gia vào quá trình điện hoá, vào nồng độ dung dịch điện phân mà không phụ thuộc vào kích thước bản cực và số lượng chất tác dụng.
Sức điện động tĩnh có thể xác định theo công thức sau [3]:
E0 = 0,84 + rE (V) (3-1)
+ Điện trở trong (raq): điện trở trong của ắc quy là sức cản của ắc quy cản trở dòng điện đi qua trong nó. Được xác định như sau [3]:
raq = r0 + rp (W) (3-2)
3.1.2. Máy phát điện xoay chiều
Máy phát là nguồn điện chính trên ô tô máy kéo (ở số vòng quay trung bình và lớn của động cơ), nó có nhiệm vụ:
- Cung cấp điện cho tất cả các phụ tải.
- Nạp điện cho ắc quy.
=> Trên hầu hết các ô tô hiện đại ngày nay người ta đều sử dụng loại máy phát xoay chiều 3 pha kích thích kiểu điện từ.
3.2. Hệ thống khởi động
3.2.1. Máy khởi động giảm tốc
3.2.1.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống khởi động điện
Hầu hết trên ô tô đều trang bị hệ thống khởi động bằng động cơ điện một chiều.
Hệ thống khởi động điện bao gồm ba bộ phận chính là: Động cơ điện một chiều; Khớp truyền động và cơ cấu điều khiển.
+ Động cơ điện: Dùng để biến điện năng của ăcquy thành cơ năng quay trục khuỷu động cơ.
3.2.2. Sơ đồ mạch điện của hệ thống khởi động
Sơ đồ mạch điện của hệ thống khởi động của động cơ 1.6 L BZ hình 3.15.
3.3. Hệ thống thông tin
3.3.1. Hệ thống mạng CAN
Trên xe Focus 2004 – 75 áp dụng hệ thống mạng CAN để kết nối giữa các bộ điều khiển nhằm làm tăng khả năng giao tiếp, trao đổi thông tin cho một số lượng lớn các bộ điều khiển trang bị trên xe.
3.3.2. Hệ thống đường truyền dữ liệu
Có rất nhiều bộ điều khiển (module) đều có khả năng truyền và chia sẻ thông tin nhận được từ các cảm biến cho nhau, việc này được thực hiện một cách chính xác và thuận lợi nhờ tính ưu việt của mạng CAN.
Hệ thống mạng CAN sử dụng hai đường truyền dữ liệu đó là:
+ Đường truyền dữ liệu CAN tốc độ cao (HS-CAN) hoạt động với tốc độ đường truyền là 500 kB.
+ Đường truyền dữ liệu CAN tốc độ trung bình (MS-CAN) hoạt động với tốc độ đường truyền là 125 kB.
3.5. Hệ thống kiểm tra theo dõi
3.5.1.Đồng hồ báo tốc độ đông cơ chỉ thị bằng số
Tín hiệu xung từ cuộn đánh lửa được nhập vào cực A8 của máy tính. Máy vi tính đo thời gian nhập 6 xung (tương ứng với 2 vòng quay của động cơ) và tính tốc độ động cơ, làm màn hình huỳnh quang chân không (VFD) bật sáng hiển thị tốc độ động cơ ở dạng thanh đồ thị.
3.5.2.Đồng hồ báo tốc độ xe
Hoạt động của đồng hồ này dựa vào tín hiệu đầu ra từ máy tính, máy tính đếm các tín hiệu xung từ cảm biến tốc độ trong khoảng thời gian xác định, rồi tính tốc độ sau đó bật VFD để hiển thị tốc độ.
3.5.3. Đồng hồ báo áp suất dầu
Đồng hồ báo áp suất dầu nhằm mục đích báo áp suất dầu trong động cơ giúp phát hiện hư hỏng trong hệ thống bôi trơn. Trên ô tô hiện nay thường dùng loại đồng hồ áp suất dầu kiểu nhiệt điện (lưỡng kim).
3.5.5. Đồng hồ nhiệt độ nước
Loại đồng hồ này vẫn sử dụng bộ cảm nhận nhiệt độ nước loại nhiệt điện trở như giới thiệu hình 3-29. Màn hình hiển thị là loại VFD.
3.6. Các hệ thống phụ
3.6.1. Hệ thống gạt nước rửa kính
Hệ thống gạt nước rửa kính trên xe có công dụng gạt nước ở kính trước và sau xe khi trời mưa hoặc lau rửa kính khi cần thiết.
3.6.2. Hệ thống nâng hạ kính
Hệ thống nâng, hạ kính dùng để nâng hạ kính cửa xe. Để nâng hạ cửa kính người ta dùng một động cơ điện một chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu, kết cấu rất nhỏ gọn và dễ bố trí. Đặc biệt nó có thể quay được cả hai chiều nếu ta đổi chiều dòng điện.
3.6.4. Hệ thống túi khí an toàn
Các túi khí được thiết kế để bảo vệ lái xe và hành khách ngồi trong xe được tốt hơn ngoài biện pháp bảo vệ chính bằng dây an toàn.
CHƯƠNG 4
TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA CÔNG SUẤT MÁY PHÁT
VÀ MỘT SỐ HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC
4.1. Sơ đồ các tải công suất điện trên ô tô
Phụ tải điện trên ô tô, dựa vào thời gian làm việc có thể chia làm 3 loại:
+ Tải hoạt động liên tục:
Là những phụ tải liên tục hoạt động trong quá trình xe vận hành (khi động cơ hoạt động). Và khi động cơ không hoạt động (thì đều sử dụng năng lượng của bình ắc quy).
+ Tải hoạt động trong thời gian dài:
Là những phụ tải hoạt động trong những khoảng thời gian tương đối dài, tùy thuộc vào điều kiện vận hành của lái xe.
4.2. Tính toán công suất tiêu thụ theo các chế độ tải
4.2.1. Chế độ tải hoạt động liên tục
Ở chế độ tải hoạt động liên tục thì hệ số sử dụng của mỗi tải là: l = 100 %.
4.2.2. Chế độ tải hoạt động không liên tục
Ở chế độ này thì hệ số sử dụng (l) của mỗi tải thay đổi phụ thuộc vào sự vận hành xe của mỗi tài xế cũng như phụ thuộc vào điều kiện vận hành và địa bàn xe hoạt động. l được chọn theo đề xuất của nhà chế tạo.
Trong bảng 4.b, ta có:
Công suất tính toán = Công suất thực ´ Hệ số sử dụng
Từ bảng 4-1 và 4-2, ta có tổng công suất tiêu thụ của các tải trên xe là:
PåW = PW1 + PW2 = 370 + 587 = 957 (W). (4-1)
4.3. Chẩn đoán hư hỏng và khắc phục một số chi tiết
4.3.1. Các hư hỏng và cách khắc phục trong hệ thống cung cấp
Trên xe có trang bị đèn báo nạp thì người lái sẽ phát hiện được những hư hỏng của hệ thống nạp thông qua đèn báo nạp, hoặc có thể không khởi động được động cơ do ăcquy yếu.
4.4. Các hư hỏng và cách khắc phục trong hệ thống chiếu sáng
Các hư hỏng và cách khắc phục trong hệ thống chiếu sáng như bảng 4.a.
4.5. Các hư hỏng và cách khắc phục trong hệ thống tín hiệu
Các hư hỏng và cách khắc phục trong hệ thống tín hiệu như bảng 4.b.
KẾT LUẬN
Hệ thống điện thân xe là một khái niệm tương đối rộng vì nó bao hàm nhiều hệ thống điện khác nhau, mỗi hệ thống điện đó có một mục đích và nguyên lý hoạt động khác nhau. Trên thực tế thì hệ thống điện thân xe rất hay bị hư hỏng do cách vận hành xe của người sử dụng thường không đúng so với nhà sản xuất yêu cầu và do điều kiện môi trường làm việc của các hệ thống điện trên xe. Điều này thể hiện ở việc phải thường xuyên bảo dưỡng, sửa chữa ăcquy, máy phát (hệ thống cung cấp), mô tơ gạt nước lau kính... được xem là những chi tiết hay gặp sự cố nhất trong các hệ thống của ô tô. Một ví dụ minh họa cho điều này là rất hay xảy ra hiện tượng chạm mạch trong hệ thống điện do khung sườn xe được sử dụng làm dây dẫn chung (dây (-)), nếu dây dẫn (dây (+)) vì một lý do nào đó bị xước vỏ bọc thì ngay lập tức sẽ bị chập mạch và có thể xảy ra những thiệt hại rất lớn.
Đề tài đã đi sâu nghiên cứu, tìm hiểu được một số hệ thống điện cơ bản dưới dạng các sơ đồ mạch điện, đồng thời cũng đề ra một số biện pháp khắc phục hư hỏng của các hệ thống điện đó.
Tuy nhiên đề tài cũng còn một số hạn chế nhất định như:
+ Chưa thể trình bày được đầy đủ các mạch điện trong hệ thống điện thân xe.
+ Chưa tính toán, thiết kế các vi mạch điều khiển và khả năng chịu tải của dây dẫn.
Tôi hy vọng sau khi đề tài được hoàn thiện nó sẽ trở thành cuốn tài liệu thực hành cho công việc sửa chữa các hệ thống điện thân xe.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. “Giáo trình Trang bị điện”, Phạm Ngọc Tuấn, Trường Sỹ Quan Kỹ Thuật Quân Sự, 2007.
2. “Trang bị điện & điện tử trên ô tô hiện đại”, PGS-TS Đỗ Văn Dũng, Nhà xuất bản Đại học quốc gia TP. HCM,2004.
3. “Bài giảng môn học Trang bị điện và điện tử trên ô tô”,Phạm Quốc Thái, Đại học Đà Nẵng, 2007.
4.“Tài liệu đào tạo giai đoạn 2 - ĐIỆN THÂN XE”, Công ty ô tô TOYOTA Việt Nam, 1998.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"