CHƯƠNG 15 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ ĐẶC ĐIỂM, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, QUY TRÌNH THÁO L ẮP, KIỂM TRA, ĐIỀU CHỈNH, SỬA CHỮA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG ĐIỆN ĐỘ NG CƠ 3.1. Cơ sơ lý thuyết của hệ thống khởi động điện 3.1.1. Nguyên lý hoạt động chung của máy khởi động điện Khởi động là quá trình chuyển máy từ trạng thái đứng yên sang tr ạng thái làm việc. Muốn tự làm việc, máy phải thực hiện được m ột chu trình làm việc trọn vẹn, và công do chu trình ấy sinh ra ph ải đủ cung cấp năng lượng để máy có thể thực hiện được một chu trình tiếp theo. Như vậy, cần cung cấp năng lượng ban đầu để máy có thể hoạt động được, sao cho sự đốt cháy nhiên liệu có thể thực hiện được một chu trình và công sinh ra phải đủ thực hiện được chu trình sau. T ất cả các máy khởi động của có cấu tạo gần giống như một máy phát điện một chiều tuỳ từng loại mà máy khởi động có những đặc tính và kết cấu khác nhau, song chúng có 3 bộ phận chính sau: - Động cơ điện một chiều - Khớp truyền động - Cơ cấu điều khiển Hình.1.1: Sơ đồ nguyên lý kết cấu và hoạt động của một động cơ đ iện đơn g i ản a- động cơ điện đơn g i ản. b- vòng dây có điện chạy qua bị đẩy trong từ trường hai cực c ủa nam châm. Dòng điện qua cuộn dây sẽ tạo từ trường quanh dây. Chiều của các đường s ức bọc quanh dây được xác định theo nguyên tắc bàn tay phải (hình.1.2), ngón cái chỉ theo chiều dòng điện chạy các ngón kia sẽ chỉ theo chiều các đường sức bọc quanh dây. Khi đặt đoạn dây có điện đang lưu thông vào trong vùng từ trường của hai cực nam châm sẽ có một lực tác động lên hai đoạn dây. Đặc tính này được giải thích như sau. Phía d ưới đoạn dây, các đường sức của nam châm ngược chi ều với đường sức của đoạn dây, phía trên thì cùng chiều nhau làm cho các đường sức chính của nam châm bị uốn xoắn vẹo phía trên dây (hình 1.1). Các đường sức của nam châm luôn muốn đi thẳng theo hướng ngắn nhất lên phải đẩy dây xuống tác động một lực lên dây. Hình 1.1 trình bày m ột động cơ điện đơn giản chỉ có một vòng dây trên rôto n ối tiếp với hai cuộn cảm điện, khi đóng mạch công tác, điện ắcquy chạy vào chổi than và vòng thau bên phải đến vòng dây rôto qua vòng thau và than bên trái, điện chạy tiếp qua hai cuộn cảm và cuối cùng trở lại ắcquy. Hình.1.2. Xác định chiều từ trường bọc quanh cuộn dây theo quy tác bàn tay phải. Trong hình vẽ máy khởi động đơn giản, hai khối cực nam bắc đối diện nhau, từ trường của các khối cực bị uốn xoắn trên và dưới hai nhánh rôto vì có dòng điện chạy qua hai nhánh dây theo chiều ngược nhau. Lực tác động làm vòng dây chạy giữa hai khối cực, nh ưng chỉ quay 90 o đến vị trí đứng thẳng thì đứng yên vì nó không còn c ắt đường sức của từ trường chính. Muốn rôto tiếp tục quay người ta quấn nhiều vòng dây như thế dọc quanh rôto. C ường độ điện chạy vào rôto và các cuộn cảm càng lớn, sức tác động quay rôto càng l ớn. Có thể tăng sức mạnh từ trường chính của hai cuộn cảm bằng cách tăng số vòng quấn quanh các khối cực. Máy khởi động thường được quấn nối tiếp sao cho điện chạy vào các cuộn cảm trước rồi qua các vòng dây rôto ra than âm về mát. 3.1.2. Chức năng nhi ệm vụ Nhiệm vụ: Quay trục khuỷu động cơ đạt tới tốc độ nhất định để từ đó động cơ của có thể làm việc tự lập được. Khi động cơ đã ho ạt động thì thì hệ thống khởi động sẽ thôi không làm việc nữa và được nghỉ trong suốt quá trình còn nổ máy. 3.1.3. Yêu cầu kỹ thuật  Kết cấu gọn nhẹ nhưng chắc chắn. Có sự làm việc ổn định và tin c ậy cao  Lực kéo tải sinh ra trên trục của máy phải bảo đảm đủ lớn, tốc độ quay cũng phải đạt tới phạm vi làm cho trục khuỷu có tốc độ quay nhất định.  Khi động cơ đã làm việc, phải cắt được được sự truyền độ ng từ máy khởi động tới trục khuỷu.  Có thiết bị điều khiển (nút bấm hoặc khoá) thuận tiện cho ng ười sử dụng.  Công suất tối thiểu của động cơ điện khởi động P K Đ (Watt) : Trong đó : P K Đ = M C . .n min (W) 30  n min : = (50 - 100) v/ph – đối với động cơ xăng  n min : = (100 – 200) v/ph – đối với động cơ diesel  M C : = Môment cản khởi động của động cơ . M C ph ụ thuộc loại động cơ, số lượng và dung tích công tác của xylanh động cơ  Công suất khởi động động cơ P K Đ còn được xác định theo công su ất định m ức Nđm (kW) của động cơ theo công thức kinh nghi ệm : Động cơ xăng P K Đ = (0,016 – 0,027) Nđm Động cơ diesel P K Đ = (0,045 – 0,1 ) Nđm  Động cơ Diesel có tỷ số nén cao hơn động cơ xăng vì vậy muốn cho nhiên liệu tự cháy được thì động cơ Diesel có lực hay mô men l ớn hơn để quay trục khuỷu động cơ.  Trong một số động cơ để giảm áp suất lúc đầu của hòa khí ho ặc không khí nén khi kh ởi động, dùng cơ cấu giảm áp nối thông xy lanh với khí tr ời. 3.1.4. Phân loại 3.1.4.1. Dựa theo nguyên lý truyền động - Truyền động quán tính: Bánh răng truyền động tự động văng ra theo quán tính để ăn khớp với vành răng bánh đà. Khi động cơ đ ã nổ thì bánh răng bị hất về chỗ cũ một cách tự động. - Truy ền động cưỡng bức: Bánh răng truyền động vào ăn khớp v ới vành răng bánh đà cũng như ra khỏi vị trí ăn khớp đều chịu sự điều khiển cưỡng bức, loại này thường sử dụng kiểu truyền động m ột chiều. - Truyền động tổng hợp: Bánh răng truyền động vào ăn khớp v ới vành răng bánh đà chịu sự cưỡng bức còn ra khỏi vị trí ăn khớp m ột cách tự động. 3.1.4.2. Dựa theo cơ cấu điều khiển - Điều khiển trực tiếp: Người điều khiển trực tiếp phải tác động vào mạng gài. r ơle . - Điều khiển gián tiếp: Người điều khiển tác động thông qua công t ắc hoặc Hình 1.3.Các lo ại máy kh ởi động. 1. bánh r ăng chủ động 2. phần ứng 3. bánh r ăng trung gian 3. bánh r ăng hành tinh 4. nam châm v ĩnh cửu. độ . A. máy kh ởi động loại thường: bánh răng chủ động và phần ứng cùng tốc B. Máy kh ởi động loại giảm tốc. Là loại máy có một bánh răng trung gian giữa bánh răng chủ động và bánh răng bị động nhằm làm giảm chuy ển động của ph ần ứng và truyền nó đến bánh răng chủ động. C. Máy kh ởi động loại hành tinh. Là loại máy khởi động có bánh răng hành tinh nhằm làm giảm chuyển động của phần ứ ng. Nó gọn và nhẹ hơn máy khởi động loại giảm tốc. D. Máy kh ởi động loại hành tinh – môtơ thanh dẫn. Các nam châm v ĩnh cửu được sử dụng trong cuộn dây phần cảm, cuộn dây phần ứng được chế tạo gọn hơn. Kết quả rút ng ắn chiều dài tổng thể. . CHƯƠNG 15 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ ĐẶC ĐIỂM, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, QUY TRÌNH THÁO L ẮP, KIỂM TRA, ĐIỀU CHỈNH, SỬA CHỮA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG ĐIỆN ĐỘ NG CƠ 3.1. Cơ sơ lý thuyết của hệ thống khởi động. động cơ xăng  n min : = (100 – 200) v/ph – đối với động cơ diesel  M C : = Môment cản khởi động của động cơ . M C ph ụ thuộc loại động cơ, số lượng và dung tích công tác của xylanh động cơ . Nguyên lý hoạt động chung của máy khởi động điện Khởi động là quá trình chuyển máy từ trạng thái đứng yên sang tr ạng thái làm việc. Muốn tự làm việc, máy phải thực hiện được m ột chu trình làm