Giáo trình Điện động cơ ô tô - Tài liệu, ebook, giáo trình

Điện động cơ ụ tụ .., thỏng năm . 1 ch−ơng 1: các vấn đề chung 1.1. các kháI niệm,quy −ớc và m∙ cơ bản : 1.1.1. Điện áp : Là hiệu số điện thế giữa hai điểm khác nhau của mạch điện. UAB = VA - VB Trong đó UAB là điện áp giữa hai điểm A,B của mạch, VA ,VB là điện thế của A và B so với gốc (điểm mát). Đơn vị : Vôn (V) 1.1.2. Dòng điện : Là dòng chuyển động của các hạt mang điện trong vật chất,có chiều chuyển động từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp. Ký hiệu :

217 trang | Chia sẻ: huongnhu95 | Lượt xem: 422 | Lượt tải: 1

Tóm tắt tài liệu Giáo trình Điện động cơ ô tô, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

I §¬n vÞ : Ampe (A) 1.1.3. §iÖn trë : §iÖn trë cã t¸c dông c¶n trë dßng ®iÖn, t¹o sù sôt ¸p ®Ó thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng tuú theo vÞ trÝ cña ®iÖn trë trong m¹ch. Ký hiÖu : R §¬n vÞ : ¤m (Ω) 1.1.4. Nguån ®iÖn: Lµ n¬i chøa c¸c d¹ng n¨ng l−îng kh¸c cã thÓ chuyÓn ho¸ thµnh ®iÖn n¨ng.ë ®©y ta chØ nãi ®Õn nguån ¸p. Ký hiÖu : E §¬n vÞ : V«n (V) 1.1.5. §Þnh luËt ¤m cho mét ®o¹n m¹ch : Cho mét ®o¹n m¹ch cã ®iÖn trë R ®Æt vµo ®iÖn ¸p U. Quan hÖ gi÷a dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p ®−îc biÓu diÔn theo ®Þnh luËt ¤m : I = U/R I - dßng ®iÖn trong m¹ch tû lÖ thuËn víi ®iÖn ¸p vµ tû lÖ nghÞch víi ®iÖn trë cña toµn m¹ch 1.1.6. §Þnh luËt ¤m cho nh¸nh cã nguån : Cho nh¸nh cã nguån suÊt ®iÖn ®éng E vµ ®iÖn trë trong Ri.§Þnh luËt ¤m cho nh¸nh cã nguån lµ : U = E - RiI Th−êng ®iÖn trë nguån rÊt nhá Khi m¹ch hë (kh«ng t¶i) I = 0,do ®ã U = E Khi ®iÖn trë m¹ch ngoµi rÊt nhá so víi ®iÖn trë trong cña nguån U = 0 gäi nguån bÞ ng¾n m¹ch,lóc ®ã I = E/Ri 2 H×nh 1.3 : Minh ho¹ mèi quan hÖ U-I-R-E 1.1.7. Xung : Lµ tÝn hiÖu ®iÖn ¸p hay dßng ®iÖn biÕn ®æi theo thêi gian d−íi d¹ng rêi r¹c (gi¸n ®o¹n).Nã thay ®æi mét c¸ch ®ét biÕn cã quy luËt hoÆc kh«ng cã quy luËt.Xung ®iÖn cã thÓ lµ xung mét chiÒu hoÆc xoay chiÒu. H×nh 1.4 : Mét sè d¹ng xung c¬ b¶n trªn «t« 1.2. Linh kiÖn ®iÖn vµ ®iÖn tö c¬ b¶n : 1.2.1.Linh kiÖn thô ®éng : 1.2.1.1. §iÖn trë : a. Kh¸i niÖm: + §iÖn trë cã t¸c dông c¶n trë dßng ®iÖn, t¹o sù sôt ¸p ®Ó thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng tuú theo vÞ trÝ cña ®iÖn trë trong m¹ch. + Ký hiÖu cña ®iÖn trë trong m¹ch : 3 H×nh 1.5: Ký hiÖu ®iÖn trë. + §¬n vÞ cña ®iÖn trë: ®¬n vÞ lµ Ω (ohm), 1KΩ = 1.000Ω 1MΩ = 1.000.000Ω b. C¸ch ®äc gi¸ trÞ ®iÖn trë. * Gi¸ trÞ ®iÖn trë ®−îc ghi trùc tiÕp. H×nh 1.6: C¸ch ®äc gi¸ trÞ ®iÖn trë. B¶ng ghi vµ ®äc gi¸ trÞ ®iÖn trë trùc tiÕp trªn th©n : STT M· ghi Gi¸ trÞ 1 R22 0.22Ω 2 2R2 2.2Ω 3 47R 47Ω 4 100R 100Ω 5 1K0 1KΩ 6 10K0 10KΩ 7 1M0 1MΩ B¶ng 1.1 : C¸ch ghi vµ ®äc gi¸ trÞ ®iÖn trë * Gi¸ trÞ ®iÖn trë ®−îc s¬n b»ng m· mµu. Tuú theo sè v¹ch mµu trªn ®iÖn trë (4,5 hay s¸u v¹ch),ý nghÜa cña tõng v¹ch ®−îc minh ho¹ b»ng h×nh vÏ sau : R22 2R2 4 H×nh 1.7 : M· mµu ®iÖn trë - §iÖn trë cã 4 vßng mµu: §©y lµ ®iÖn trë th−êng gÆp nhÊt. H×nh 1.8: §iÖn trë cã 4 vßng mµu. Vßng thø nhÊt: ChØ gi¸ trÞ hµng chôc trong gi¸ trÞ ®iÖn trë. Vßng thø hai: ChØ gi¸ trÞ hµng ®¬n vÞ trong gi¸ trÞ ®iÖn trë.. Vßng thø ba: ChØ hÖ sè nh©n víi sè mò cña 10 dïng nh©n víi gi¸ trÞ ®iÖn trë . Vßng thø t−: ChØ sai sè gi¸ trÞ ®iÖn trë VÝ dô: §iÖn trë cã 4 vßng mµu theo thø tù: Vµng, tÝm, cam, Nhò b¹c. Gi¸ trÞ ®iÖn trë lµ: Vµng TÝm Cam Nhò b¹c 4 7 000 ±10% KÕt qu¶: 47.000Ω hay 47KΩ , Sai sè ±10% - §iÖn trë cã 5 vßng mµu: Lµ ®iÖn trë cã ®é chÝnh x¸c cao. H×nh 1.9: §iÖn trë cã 5 vßng mµu. Vßng thø nhÊt : ChØ gi¸ trÞ hµng tr¨m trong gi¸ trÞ ®iÖn trë. Vßng thø hai : ChØ gi¸ trÞ hµng chôc trong gi¸ trÞ ®iÖn trë. Vßng thø ba : ChØ gi¸ trÞ hµng ®¬n vÞ trong gi¸ trÞ ®iÖn trë. Vßng thø t− : ChØ hÖ sè nh©n víi sè mò cña 10 dïng nh©n víi gi¸ trÞ ®iÖn trë . Vßng thø n¨m : ChØ sai sè gi¸ trÞ ®iÖn trë VÝ dô: §iÖn trë cã 5 vßng mµu, theo thø tù: N©u, tÝm,®á ,®á, n©u. 5 Gi¸ trÞ cña ®iÖn trë: N©u tÝm ®á ®á n©u 1 7 2 00 ±1% KÕt qu¶: 17200Ω hay 17,2KΩ, sai sè ±1% c. Ph©n lo¹i ®iÖn trë Ph©n lo¹i ®iÖn trë cã nhiÒu c¸ch.Th«ng dông nhÊt lµ ph©n chia ®iÖn trë thµnh hai lo¹i : ®iÖn trë cã trÞ sè cè ®Þnh vµ ®iÖn trë cã trÞ sè thay ®æi ®−îc (biÕn trë).Trong mçi lo¹i nµy ®−îc ph©n chia theo c¸c chØ tiªu kh¸c nhau thµnh c¸c lo¹i nhá h¬n nh− sau : * §iÖn trë cã trÞ sè cè ®Þnh : §iÖn trë cã trÞ sè cè ®Þnh th−êng ®−îc ph©n lo¹i theo vËt liÖu c¶n ®iÖn nh− : + §iÖn trë than tæng hîp (than nÐn) + §iÖn trë than nhiÖt gi¶i hoÆc than mµng (mµng than tinh thÓ). + §iÖn trë d©y quÊn gåm sîi d©y ®iÖn trë dµi (d©y NiCr hoÆc manganin,constantan) quÊn trªn mét èng gèm ceramic vµ phñ bªn ngoµi lµ mét líp sø b¶o vÖ. + §iÖn trë mµng kim,®iÖn trë mµng oxit kim lo¹i hoÆc ®iÖn trë miÕng : ®iÖn trë miÕng thuéc thµnh phÇn vi ®iÖn tö.D¹ng ®iÖn trë miÕng th«ng dông lµ ®−îc in lu«n trªn tÊm r¸p m¹ch. + §iÖn trë cermet (gèm kim lo¹i). Dùa vµo øng dông ®iÖn trë ®−îc ph©n lo¹i nh− liÖt kª trong b¶ng sau : B¶ng 1.2 : C¸c ®Æc tÝnh chÝnh cña ®iÖn trë cè ®Þnh tiªu biÓu 6 H×nh 1.10 : H×nh d¹ng bªn ngoµi cña mét sè ®iÖn trë cè ®Þnh. §iÖn trë cã trÞ sè thay ®æi ®−îc (biÕn trë): BiÕn trë cã hai d¹ng.D¹ng kiÓm so¸t dßng c«ng suÊt lín dïng d©y quÊn.Lo¹i nµy Ýt gÆp trong c¸c m¹ch ®iÖn trë.D¹ng th−êng dïng h¬n lµ chiÕt ¸p.Cêu t¹o cña biÕn trë so víi ®iÖn trë cè ®Þnh chñ yÕu lµ cã thªm mét kÕt cÊu con ch¹y g¾n víi mét trôc xoay ®Ó ®iÒu chØnh trÞ sè ®iÖn trë.Con ch¹y cã kÕt cÊu kiÓu xoay(chiÕt ¸p xoay) hoÆc theo kiÓu tr−ît (chiÕt ¸p tr−ît).ChiÕt ¸p cã 3 ®Çu ra,®Çu gi÷a øng víi con tr−ît cßn hai ®Çu øng víi hai ®Çu ®iÖn trë. H×nh : ký hiÖu cña biÕn trë trªn c¸c m¹ch H×nh 1.11 : CÊu tróc cña mét chiÕt ¸p d©y quÊn * Mét sè ®iÖn trë ®Æc biÖt : - §iÖn trë nhiÖt Tecmixto : §©y lµ mét linh kiÖn b¸n dÉn cã trÞ sè ®iÖn trë thay ®æi theo nhiÖt ®é.Khi ë nhiÖt ®é b×nh th−êng th× tecmixto lµ mét ®iÖn trë,nÕu nhiÖt ®é cµng t¨ng cao th× ®iÖn trë cña nã cµng gi¶m. H×nh 1.12 : Ký hiÖu cña tecmixto trªn s¬ ®å m¹ch 7 - §iÖn trë Varixto : §©y lµ linh kiÖn b¸n dÉn cã trÞ sè ®iÖn trë thay ®æi ®−îc khi ta thay ®æi ®iÖn ¸p ®Æt lªn nã.Khi kh«ng cã ®iÖn ¸p ®Æt lªn nã hoÆc ®Æt ®iÖn ¸p thÊp,trÞ sè ®iÖn trë cña nã rÊt lín,cì 100KΩ trë lªn.Nh−ng khi gi¸ trÞ ®iÖn ¸p ®Æt trªn nã t¨ng dÇn,trÞ sè ®iÖn trë cña nã gi¶m dÇn vÒ 0 ë gi¸ trÞ ®iÖn ¸p 60 V. H×nh 1.13 : Ký hiÖu cña varixto trªn s¬ ®å m¹ch 1.2.1.2. Tô ®iÖn : a.Kh¸i niÖm : Lµ mét thiÕt bÞ mµ cã thÓ tÝch tr÷ c¸c ®iÖn tÝch khi cÊp lªn nã mét ®iÖn ¸p. Tô ®iÖn lµ mét linh kiÖn thô ®éng ®−îc sö dông rÊt réng r·i trong c¸c m¹ch ®iÖn tö ®−îc cÊu t¹o tõ hai b¶n cùc lµm b»ng hai ch©t dÉn ®iÖn( Kim lo¹i) ®Æt song song nhau, ë gi÷a cã mét líp c¸ch ®iÖn gäi lµ ®iÖn m«i. Ng−êi ta th−êng dïng c¸c chÊt : Thuû tinh, gèm sø, mica, giÊy, dÇu, paraffin, kh«ng khÝ... ®Ó lµm chÊt ®iÖn m«i H×nh 1.14 : CÊu t¹o tô ®iÖn Ký hiÖu cña tô ®iÖn trªn s¬ ®å m¹ch : H×nh 1.15 : Ký hiÖu cña tô ®iÖn trªn s¬ ®å m¹ch b. C¸ch ghi vµ ®äc gi¸ trÞ tô ®iÖn. Hai tham sè quan träng nhÊt th−êng ®−îc ghi trªn th©n tô ®iÖn lµ trÞ sè ®iÖn dung (kÌm theo dung sai s¶n xuÊt) vµ ®iÖn ¸p lµm viÖc. - C¸ch ghi trùc tiÕp : Ghi trùc tiÕp lµ c¸ch ghi ®Çy ®ñ c¸c tham sè vµ ®¬n vÞ ®o cña chóng.C¸ch nµy chØ dïng cho lo¹i tô ®iÖn cã kÝch th−íc lín. 8 - C¸ch ghi gian tiÕp theo quy −íc : C¸ch ghi gi¸n tiÕp theo quy −íc.Tô ®iÖn cã tham sè ghi theo qui −íc th−êng cã kÝch th−íc nhá vµ ®iÖn dung ghi theo ®¬n vÞ pF. Cã rÊt nhiÒu quy −íc kh¸c nhau nh− quy −íc m·,quy −íc mµu...Sau ®©y ta chØ nªu mét sè quy −íc th«ng dông. - Ghi theo quy −íc sè : c¸ch ghi nµy th−êng gÆp ë c¸c tô P«lystylen. VD : Trªn th©n tô ghi 47/630 : cã nghÜa tö sè lµ gi¸ trÞ ®iÖn dung tÝnh b»ng pF,47pF,mÉu sè lµ ®iÖn ¸p lµm viÖc mét chiÒu,630Vdc. - Ghi theo quy −íc m· : Gièng nh− ë ®iÖn trë,m· gåm c¸c ch÷ sè chØ trÞ sè ®iÖn dung vµ ch÷ c¸i chØ % dung sai. Tô cã kÝch th−íc nhá th−êng ®−îc ghi theo quy −íc sau : vÝ dô trªn tô ghi 204 nghÜa lµ trÞ sè cña ®iÖn dung 20.0000pF Vdc Tô Tantan lµ tô ph©n cùc th−êng ®−îc ghi theo ®¬n vÞ µF cïng ®iÖn ¸p lµm viÖc vµ cùc tÝnh râ rµng. - Ghi theo quy −íc mµu : Tô ®iÖn còng gièng nh− ®iÖn trë ®−îc ghi theo quy −íc mµu.Quy −íc mµu còng cã nhiÒu lo¹i : lo¹i 4 v¹ch,lo¹i 5 v¹ch mµu.Nh×n chung c¸c v¹ch mµu quy −íc gÇn gièng ®iÖn trë. H×nh 1.16 : M· mµu cña tô ®iÖn B¶ng quy −íc m· mµu trªn tô ®iÖn : 9 B¶ng 1.3 : Quy −íc m· mµu trªn tô ®iÖn c. Ph©n lo¹i tô ®iÖn : Cã nhiÒu lo¹i tô ®iÖn,th«ng th−êng ng−êi ta ph©n tô ®iÖn lµm 2 lo¹i lµ : * Tô ®iÖn cã trÞ sè ®iÖn dung cè ®Þnh : Tô ®iÖn cã trÞ sè ®iÖn dung cè ®Þnh th−êng ®−îc gäi tªn theo vËt liÖu chÊt ®iÖn m«i vµ c«ng dông cña chóng nh− trong b¶ng sau : B¶ng ph©n lo¹i tô ®iÖn theo vËt liÖu vµ c«ng dông : 10 B¶ng 1.4 : B¶ng ph©n lo¹i tô ®iÖn theo vËt liÖu vµ c«ng dông * Tô ®iÖn cã trÞ sè ®iÖn dung thay ®æi ®−îc : Tô ®iÖn cã trÞ sè ®iÖn dung thay ®æi ®−îc lµ lo¹i tô trong qu¸ tr×nh lµm viÖc ta cã thÓ ®iÒu chØnh thay ®æi trÞ sè ®iÖn dung cña chóng.Tô cã trÞ sè ®iÖn dung thay ®æi ®−îc cã nhiÒu lo¹i,th«ng dông nhÊt lµ lo¹i ®a dông vµ lo¹i ®iÒu chuÈn. - Lo¹i ®a dông cßn gäi lµ tô xoay : tô xoay ®−îc dïng lµm tô ®iÒu chØnh thu sãng trong c¸c m¸y thu thanh Tô xoay cã thÓ cã 1 ng¨n hoÆc nhiÒu ng¨n.Mçi ng¨n cã c¸c l¸ ®éng xen kÏ,®èi nhau víi c¸c l¸ tÜnh,chÕ t¹o tõ nh«m.ChÊt ®iÖn m«i cã thÓ lµ kh«ng khÝ,mica,mµng chÊt dÎo,gèm - Tô vi ®iÒu chØnh (th−êng gäi lµ tô Trimcap) : Lo¹i nµy cã nhiÒu kiÓu.ChÊt ®iÖn m«i còng dïng nhiÒu lo¹i nh− kh«ng khÝ,mµng chÊt dÎo,thuû tinh h×nh èng§Ó thay ®æi trÞ sè ®iÖn dung ta dïng tuèc-n¬-vÝt ®Ó thay ®æi vÞ trÝ gi÷a hai l¸ ®éng vµ l¸ tÜnh. 11 H×nh 1.17 : Mét sè lo¹i tô ®iÖn th−êng gÆp 1.2.2. Linh kiÖn b¸n dÉn : 1.2.2.1. ChÊt b¸n dÉn : HÇu hÕt c¸c chÊt b¸n dÉn ®Òu cã c¸c nguyªn tö s¾p xÕp theo cÊu t¹o tinh thÓ.Hai chÊt b¸n dÉn ®−îc dïng nhiÒu nhÊt trong kü thuËt chÕ t¹o linh kiÖn ®iÖn tö lµ Silicium vµ Germanium. Mçi nguyªn tö cña hai chÊt nµy ®Òu cã 4 ®iÖn tö ë ngoµi cïng kÕt hîp víi 4 ®iÖn tö kÕ cËn t¹o thµnh 4 liªn kÕt ho¸ trÞ.V× vËy tinh thÓ Ge vµ Si ë nhiÖt ®é thÊp lµ c¸c chÊt c¸ch ®iÖn. H×nh 1.18 : Tinh thÓ chÊt b¸n dÉn ë nhiÖt ®é thÊp (T=00 K) NÕu ta t¨ng nhiÖt ®é tinh thÓ,nhiÖt n¨ng sÏ lµm t¨ng n¨ng l−îng mét sè ®iÖn tö vµ lµm g·y mét sè nèi ho¸ trÞ.C¸c ®iÖn tö ë c¸c nèi bÞ g·y rêi xa nhau vµ cã thÓ di chuyÓn dÔ dµng trong m¹ng tinh thÓ d−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng.T¹i c¸c nèi ho¸ trÞ bÞ g·y ta cã c¸c lç trèng (hole).VÒ ph−¬ng diÖn n¨ng l−îng,ta cã thÓ nãi r»ng nhiÖt n¨ng lµm t¨ng 12 n¨ng l−îng c¸c ®iÖn tö trong d¶i ho¸ trÞ. H×nh 1.19 : Tinh thÓ chÊt b¸n dÉn ë nhiÖt ®é cao (T=3000K) Khi n¨ng l−îng nµy lín h¬n n¨ng l−îng cña d¶i cÊm (0.7eV ®èi víi Ge vµ 1.12eV ®èi víi Si) ,®iÖn tö cã thÓ v−ît d¶i cÊm vµo d¶i dÉn ®iÖn vµ chõa l¹i nh÷ng lç trèng (tr¹ng th¸i n¨ng l−îng trèng) trong d¶i ho¸ trÞ.Ta gäi n lµ mËt ®é ®iÖn tö tù do trong d¶i dÉn ®iÖn vµ p lµ mËt ®é lç trèng trong d¶i dÉn ®iÖn.NÕu n = p ta gäi lµ chÊt b¸n dÉn thuÇn.Th«ng th−êng chÕ t¹o lo¹i chÊt b¸n dÉn nµy rÊt khã kh¨n. * ChÊt b¸n dÉn lo¹i N : Gi¶ sö ta pha vµo Si thuÇn nh÷ng nguyªn tö thuéc nhãm V cña b¶ng tuÇn hoµn c¸c nguyªn tè ho¸ häc nh− Arsenic (As),Photpho (P),Antimony (Sb).B¸n kÝnh nguyªn tö cña As gÇn b»ng b¸n kÝnh nguyªn tö cña Si nªn cã thÓ thay thÕ mét nguyªn tö Si trong m¹ng tinh thÓ.Bèn ®iÖn tö cña As kÕt hîp víi 4 ®iÖn tö cña Si l©n cËn t¹o thµnh 4 nèi ho¸ trÞ,cßn d− l¹i mét ®iÖn tö cña As ë møc n¨ng l−îng gÇn tíi d¶i dÉn ®iÖn.ë nhiÖt ®é thÊp,chÊt b¸n dÉn nµy ch−a dÉn ®iÖn. H×nh 1.20 : Tinh thÓ chÊt b¸n dÉn lo¹i N Khi ta t¨ng nhiÖt ®é cña tinh thÓ,mét sè ho¸ trÞ bÞ g·y,ta cã nh÷ng lç trèng trong d¶i ho¸ trÞ vµ nh÷ng ®iÖn tö trong d¶i dÉn ®iÖn.Ngoµi ra,hÇu hÕt c¸c ®iÖn tö d− cña As ®Òu nhËn nhiÖt n¨ng ®Ó trë thµnh ®iÖn tö cã n¨ng l−îng trong d¶i dÉn ®iÖn.Do ®ã tæng sè 13 ®iÖn tö trong d¶i dÉn ®iÖn nhiÒu h¬n sè lç trèng trong d¶i ho¸ trÞ,ta gäi lµ b¸n dÉn lo¹i N. * ChÊt b¸n dÉn lo¹i P : Thay v× pha vµo Si thuÇn mét nguyªn tè thuéc nhãm V,ta pha vµo nh÷ng nguyªn tè thuéc nhãm III nh− Indium (In),Galium(Ga),Nh«m(Al)... B¸n kÝnh nguyªn tö In gÇn b»ng b¸n kÝnh nguyªn tö Si nªn nã cã thÓ thay thÕ mét nguyªn tö Si trong m¹ng tinh thÓ.Ba ®iÖn tö cña nguyªn tö In kÕt hîp víi ba ®iÖn tö cña ba nguyªn tö Si kÕ cËn t¹o thµnh 3 nèi ho¸ trÞ,cßn mét ®iÖn tö cña Si cã n¨ng l−îng trong d¶i ho¸ trÞ kh«ng t¹o mét nèi víi Indium.Gi÷a In vµ Si cã mét tr¹ng th¸i n¨ng l−îng trèng (lç trèng). H×nh 1.21 : Tinh thÓ chÊt b¸n dÉn lo¹i P Khi ta t¨ng nhiÖt ®é cña tinh thÓ sÏ cã mét sè ®iÖn tö trong d¶i ho¸ trÞ nhËn n¨ng l−îng vµ trë thµnh nh÷ng ®iÖn tö trong d¶i dÉn ®iÖn,chõa ra c¸c lç trèng.Do ®ã,tæng sè lç trèng trong d¶i ho¸ trÞ nhiÒu h¬n sè ®iÖn tö trong d¶i dÉn ®iÖn.Ta gäi lµ nh÷ng chÊt b¸n dÉn lo¹i P. 1.2.2.2.Líp tiÕp xóc P-N : T¹i líp tiÕp xóc xuÊt hiÖn c¸c dßng t¶i ®iÖn theo c¬ chÕ khuÕch t¸n : C¸c lç trèng sÏ khuÕch t¸n tõ vïng P sang vïng N,c¸c ®iÖn tö sÏ khuÕch t¸n tõ vïng N sang vïng P.Qu¸ tr×nh nµy h×nh thµnh líp ®iÖn tÝch tr¸i dÊu ë vïng gÇn líp tiÕp xóc vµ c−êng ®é ®iÖn tr−êng ë vïng l©n cËn tiÕp xóc E0.§iÖn tr−êng tiÕp xóc E0 cã chiÒu t¸c dông tõ b¸n dÉn N sang b¸n dÉn P vµ t¹o nªn mét hµng rµo thÕ n¨ng ng¨n c¶n sù khuÕch t¸n cña lç trèng qua líp tiÕp xóc. 14 H×nh 1.22 : Líp tiÕp xóc P-N Khi ®Æt mét nguån ®iÖn ¸p ngoµi lªn líp tiÕp xóc P-N cã chiÒu sao cho VP > VN,®iÖn tr−êng nµy ng−îc chiÒu ®iÖn tr−êng E0,lµm t¨ng dßng ®iÖn qua líp tiÕp xóc P-N (dßng ®iÖn thuËn). Ta gäi lµ ph©n cùc thuËn. Khi ®Æt mét nguån ®iÖn ¸p ngoµi lªn líp tiÕp xóc cã chiÒu sao cho VP < VN,®iÖn tr−êng nµy cïng chiÒu ®iÖn tr−êng E0,lµm cho dßng ®iÖn qua líp tiÕp xóc P-N gi¶m xuèng,cã mét gi¸ trÞ rÊt nhá gäi lµ dßng b·o hoµ.Ta gäi lµ ph©n cùc ng−îc. H×nh 1.23 : Ph©n cùc thuËn vµ ph©n cùc ng−îc 1.2.2.3. §ièt b¸n dÉn : a.CÊu t¹o : §ièt b¸n dÉn lµ linh kiÖn gåm cã mét líp tiÕp xóc P-N vµ hai cùc lµ anèt (A) ®−îc nèi víi b¸n dÉn P vµ catèt (K) ®−îc nèi víi b¸n dÉn N Khi UAK > 0 th× ®ièt sÏ dÉn ®iÖn vµ trong m¹ch cã dßng ®iÖn ch¹y qua v× lóc nµy tiÕp xóc P-N ®−îc ph©n cùc thuËn.Khi UAK < 0 ®ièt sÏ kho¸ v× tiÕp xóc P-N ph©n cùc ng−îc,dßng ®iÖn ng−îc rÊt nhá ch¹y qua. H×nh 1.24 : CÊu t¹o vµ ký hiÖu cña ®ièt 15 b. §Æc tÝnh V«n-Ampe cña ®ièt b¸n dÉn : §Æc tÝnh V«n-Ampe(V-A) biÓu thÞ mèi quan hÖ gi÷a dßng ®iÖn qua ®ièt víi ®iÖn ¸p ®Æt trªn nã UAK. - UD lµ ®iÖn ¸p thuËn ng−ìng cña ®ièt.UD = 0.2 V ®èi víi ®ièt Ge vµ UD = 0.6 V ®èi víi ®ièt Si. - U®t lµ ®iÖn ¸p ®¸nh thñng. - Ith.max lµ dßng ®iÖn thuËn cùc ®¹i cho phÐp,®ièt kh«ng ®−îc lµm viÖc víi dßng ®iÖn cao h¬n trÞ sè nµy cña dßng ®iÖn. - I0 lµ dßng ®iÖn ng−îc. H×nh 1.25 : §Æc tuyÕn V-A cña ®ièt b¸n dÉn c. §ièt æn ¸p (Zener): Khi ph©n cùc thuËn,®Æc tuyÕn cña ®ièt Zener gièng hÖt ®ièt th−êng.Khi ph©n cùc ng−îc ë vïng Zener,®iÖn thÕ ngang qua ®ièt gÇn nh− kh«ng thay ®æi trong khi dßng ®iÖn qua nã biÕn thiªn mét kho¶ng réng. 16 d. §ièt Tunen (hay ®ièt xuyªn hÇm ) : H×nh 1.27 : Ký hiÖu vµ ®Æc tÝnh V-A cña ®ièt tunen Lo¹i ®ièt nµy cã kh¶ n¨ng dÉn ®iÖn c¶ chiÒu thuËn vµ chiÒu ng−îc.§Æc tÝnh V-A cña ®ièt tunen ë phÇn thuËn cã ®o¹n ®iÖn trë ©m AB.Ng−êi ta sö dông ®o¹n ®Æc tuyÕn AB nµy ®Ó t¹o c¸c m¹ch dao ®éng phãng n¹p.§ièt tunen cã kÝch th−íc nhá,®é æn ®Þnh cao vµ tÇn sè lµm viÖc lªn tíi GHz. ®. §ièt xung : §ièt xung lµ ®ièt lµm viÖc ë tÇn sè cao kho¶ng vµi chôc KHz. §ièt Schètky lµ ®ièt xung ®iÓn h×nh,cã thêi gian håi phôc rÊt nhá (®æi tr¹ng th¸i nhanh) nªn ®−îc dïng rÊt phæ biÕn trong kü thuËt sè vµ ®iÒu khiÓn. H×nh 1.28 : Ký hiÖu cña ®ièt Schètky e. Photo ®ièt (LED – Lighting Emitting Diode) : Photo ®ièt lµ linh kiÖn b¸n dÉn quang ®iÖn tö.Nã cã kh¶ n¨ng ph¸t ra ¸nh s¸ng khi cã hiÖn t−îng t¸i hîp x¶y ra trong líp tiÕp xóc P-N.Tuú theo vËt liÖu chÕ t¹o mµ ta cã ¸nh s¸ng bøc x¹ cã mµu kh¸c nhau. H×nh 1.29 : Ký hiÖu cña photo ®ièt 1.2.2.4. Tranzito b¸n dÉn : a. CÊu t¹o vµ ký hiÖu trong c¸c s¬ ®å m¹ch : Tranzito ®−îc chÕ t¹o tõ mét tinh thÓ chÊt b¸n dÉn cã 3 miÒn pha t¹p kh¸c nhau ®Ó h×nh thµnh hai líp tiÕp xóc P-N ph©n cùc ng−îc nhau.Nh− thÕ cã thÓ cã 2 lo¹i tranzito kh¸c nhau : PNP (tranzito thuËn) hoÆc NPN (tranzito ng−îc).Vïng b¸n dÉn n»m gi÷a gäi lµ Baz¬ (B – cùc gèc) hai vïng cßn l¹i ®−îc gäi lµ colect¬ (C – cùc C) vµ emit¬ (E – emit¬). Líp tiÕp xóc P-N gi÷a cùc E vµ B gäi lµ TE vµ gi÷a C vµ B gäi lµ TC. 17 H×nh 1.30 : Ký hiÖu vµ cÊu t¹o cña c¸c tranzito lo¹i P-N-P vµ N-P-N b. Nguyªn lý lµm viÖc : Khi ch−a cung cÊp ®iÖn ¸p ngoµi lªn c¸c cùc cña tranzito th× hai tiÕp xóc ph¸t TE vµ gãp TC ®Òu ë tr¹ng th¸i c©n b»ng vµ dßng ®iÖn tæng ch¹y qua c¸c cùc cña tranzito b»ng 0. Muèn cho tranzito lµm viÖc ta ph¶i cung cÊp cho c¸c cùc cña nã mét ®iÖn ¸p mét chiÒu thÝch hîp.Tuú theo ®iÖn ¸p ®Æt vµo c¸c cùc mµ ta t¹o cho tranzito lµm viÖc ë c¸c chÕ ®é kh¸c nhau.C¶ hai lo¹i tranzito P-N-P vµ N-P-N ®Òu cã nguyªn lý lµm viÖc gièng hÖt nhau,chØ cã chiÒu nguån ®iÖn cung cÊp lµ ng−îc dÊu nhau. - ChÕ ®é tÝch cùc (hay chÕ ®é khuÕch ®¹i ) : Cung cÊp nguån ®iÖn mét chiÒu lªn c¸c cùc sao cho tiÕp xóc ph¸t TE ph©n cùc thuËn vµ tiÕp xóc gãp TC ph©n cùc ng−îc.Khi tranzito lµm viÖc ë chÕ ®é nµy nã cã kh¶ n¨ng khuÕch ®¹i. H×nh 1.31 : C¸c dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p trªn c¸c cùc cña tranzito PNP ë chÕ ®é tÝch cùc. HÖ sè chuyÓn dêi β : Tr−êng hîp tranzito lo¹i P-N-P : β = 0.98 – 0.995 HÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn emit¬ α : α = ICP/IE (α = 0.90 – 0.995) Quan hÖ gi÷a 3 thµnh phÇn dßng ®iÖn trong tranzito lµ : IC = αIE + ICB0 IB = (1-α)IE – ICB0 IE = IC + IB β dßng ®iÖn do c¸c h¹t dÉn chÝch vµo ®Õn ®−îc tiÕp xóc TC dßng ®iÖn cña c¸c h¹t dÉn ®−îc chÝch vµo t¹i tiÕp xóc TE 18 - ChÕ ®é ng¾t : Trong chÕ ®é nµy c¶ hai tiÕp gi¸p TE vµ TC ®Òu ph©n cùc ng−îc.Tøc lµ : UBE 0 vµ UBE < UCE → UBC < 0. Hinh 1.32 : ChÕ ®é ng¾t cña tranzito. Lóc nµy ®iÖn trë cña tranzito rÊt lín,cùc E coi nh− hë m¹ch.Dßng ®iÖn qua cùc B b»ng dßng ICB0 nh−ng ng−îc dÊu (IB = -ICB0) vµ UCE = EC - ChÕ ®é b·o hoµ : ë chÕ ®é nµy c¶ hai tiÕp gi¸p TE vµ TC ®Òu ph©n cùc thuËn vµ ®iÖn thÕ E-B lín h¬n ®iÖn thÕ B-C.§iÖn ¸p UCE rÊt nhá,trong tÝnh to¸n th−êng sö dông gi¸ trÞ UCE = 0.3 V. H×nh 1.33 : ChÕ ®é b·o hoµ cña tranzito §Æc tuyÕn truyÒn ®¹t cña tranzito trong c¸c chÕ ®é lµm viÖc : 19 H×nh 1.34 : §Æc tuyÕn truyÒn ®¹t cña tranzito c.§Æc tÝnh V-I cña tranzito : Chóng ta kh¶o s¸t ®Æc tÝnh V-I cña tranzito m¾c theo kiÓu cùc Baz¬ chung.M¹ch ®iÖn ®−îc m¾c nh− sau : H×nh 1.35 : S¬ ®å m¹ch ®iÖn tranzito m¾c theo kiÓu cùc B chung. - §Æc tuyÕn ngâ vµo ( Input curces) : lµ ®Æc tuyÕn biÓu diÔn sù thay ®æi gi÷a ®iÖn ¸p vµo UBE víi dßng ®iÖn vµo IB. H×nh 1.36 : §Æc tÝnh ngâ vµo cña tranzito Ge lo¹i PNP. Trªn hä ®Æc tuyÕn vµo ta thÊy ®iÖn ¸p UCE Ýt ¶nh h−ëng lªn dßng ®iÖn IB. - §Æc tuyÕn ngâ ra (Output curves) : lµ ®Æc tuyÕn biÓu diÔn sù thay ®æi cña dßng ®iÖn m¹ch ra IC theo ®iÖn ¸p trªn m¹ch ra UCB víi dßng ®iÖn cùc ph¸t IB lµm th«ng sè. 20 H×nh 1.37 : §Æc tuyÕn ngâ ra cña tranzito Ge lo¹i PNP. d. øng dông : - §iÒu khiÓn ©m vµ ®iÒu khiÓn d−¬ng : + §iÒu khiÓn ©m : Dßng ®iÖn ®−îc cÊp th¼ng tíi ®Çu d−¬ng (®Çu vµo) cña t¶i cßn phÝa ®Çu ©m (®Çu ra) cña t¶i ®−îc ®iÒu khiÓn (ON/OFF). + §iÒu khiÓn d−¬ng : Dßng ®iÖn ®Çu d−¬ng (®Çu vµo) cña t¶i ®−îc ®iÒu khiÓn (ON/OFF) cßn ®Çu ©m (®Çu ra) cña t¶i ®−îc nèi ®Êt. H×nh 1.38 : §iÒu khiÓn ©m vµ ®iÒu khiÓn d−¬ng - ChÕ ®é lµm viÖc cña Tranzito : + ChÕ ®é c«ng t¾c (ON/OFF): ChÕ ®é nµy ®−îc dïng trong hÖ thèng phun x¨ng,®¸nh löa,®iÒu khiÓn c¸c lo¹i van ®iÖn dïng trong c¸c lo¹i c¶m biÕn... 21 H×nh 1.39 : ChÕ ®é c«ng t¾c cña Tr + ChÕ ®é vßi n−íc : ChÕ ®é nµy th−êng ®−îc sö dông trong c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn tèc ®é qu¹t giã giµn l¹nh,®iÒu khiÓn m«t¬ b−ím ga,®iÒu khiÓn c¸c van trong hÖ thèng sè tù ®éng,phanh ABS... Hinh 1.40 : ChÕ ®é vßi n−íc cña Tr 1.2.2.5 : Tranzito tr−êng (FET _ Field-Efect Transistor): a. Nguyªn lý lµm viÖc : Ho¹t ®éng cña tranzito tr−êng dùa trªn nguyªn lý hiÖu øng tr−êng nghÜa lµ ®é dÉn ®iÖn cña ®¬n tinh thÓ b¸n dÉn do ®iÖn tr−êng bªn ngoµi ®iÒu khiÓn.Dßng ®iÖn trong tranzito tr−êng do mét lo¹i h¹t dÉn t¹o nªn : lç trèng hoÆc ®iÖn tö nªn nã cßn ®−îc gäi lµ cÊu kiÖn ®¬n cùc. Nguyªn lý ho¹t ®éng c¬ b¶n cña tranzito tr−êng la dßng ®iÖn ®i qua mét m«i tr−êng b¸n dÉn cã tiÕt diÖn thay ®æi d−íi t¸c ®éng cña ®iÖn tr−êng vu«ng gãc víi líp b¸n dÉn ®ã.Khi thay ®æi c−êng ®é ®iÖn tr−êng sÏ lµm thay ®æi ®iÖn trë cña líp b¸n dÉn vµ do ®ã lµm thay ®æi dßng ®iÖn ®i qua nã.Líp b¸n dÉn nµy ®−îc gäi lµ kªnh dÉn ®iÖn. b. Ph©n lo¹i : Tranzito tr−êng cã hai lo¹i chÝnh lµ : - Tranzito tr−êng ®iÒu khiÓn b»ng tiÕp xóc P-N (hay gäi lµ tranzito tr−êng mèi nèi ) : Junction field-effect transistor – JFET. 22 - Tranzito tr−êng cã cùc cöa c¸ch ®iÖn : Insulated-gate field effect transistor-IGFET. Th«ng th−êng líp c¸ch ®iÖn ®−îc dïng lµ líp oxit nªn gäi lµ Metal-Oxide- Semiconductor Transistor (MOSFET). Trong lo¹i tranzito tr−êng cã cùc cöa c¸ch ®iÖn ®−îc chia lµm hai lo¹i lµ MOSFET kªnh s½n vµ MOSFET kªnh c¶m øng. Mçi lo¹i FET l¹i ®−îc ph©n chia thµnh lo¹i kªnh N vµ lo¹i kªnh P. Tranzito tr−êng cã ba ch©n cùc lµ cùc nguån S (Source);cùc cöa G (gate) vµ cùc m¸ng D (drain). Cùc nguån S : lµ cùc mµ qua ®ã c¸c h¹t dÉn ®a sè ®i vµo kªnh vµ t¹o ra dßng ®iÖn nguån IS. Cùc m¸ng D : lµ cùc mµ ë ®ã c¸c h¹t dÉn ®a sè rêi khái kªnh. Cùc cöa G : lµ cùc ®iÒu khiÓn dßng ®iÖn ch¹y qua kªnh. c. Mét sè −u nh−îc ®iÓm cña tranzito tr−êng so víi tranzito l−ìng cùc : Mét sè −u ®iÓm : - Dßng ®iÖn qua tranzito chØ do mét lo¹i h¹t dÉn ®a sè t¹o nªn,do vËy FET lµ lo¹i cÊu kiÖn ®¬n cùc (unipolar device). - FET cã trë kh¸ng vµo rÊt cao. - TiÕng ån trong FET Ýt h¬n nhiÒu so víi tranzito l−ìng cùc. - Nã kh«ng bï ®iÖn ¸p t¹i dßng ID = 0 vµ do ®ã nã lµ c¸i ng¾t ®iÖn tèt. - Cã ®é æn ®Þnh vÒ nhiÖt cao. - TÇn sè lµm viÖc cao. Nh−îc ®iÓm : - HÖ sè khuÕch ®¹i thÊp h¬n nhiÒu so víi tranzito l−ìng cùc. d. Ký hiÖu cña FET trong c¸c s¬ ®å m¹ch : H×nh 1.41 : Ký hiÖu cña FET trong c¸c s¬ ®å m¹ch e. Tranzito tr−êng lo¹i ®iÒu khiÓn b»ng tiÕp xóc P-N (JFET) : * CÊu t¹o : Tranzito JFET cÊu t¹o gåm cã mét miÕng b¸n dÉn máng lo¹i N (kªnh lo¹i N) hoÆc lo¹i 23 P (kªnh lo¹i P) ë gi÷a hai tiÕp xóc P-N vµ ®−îc gäi lµ kªnh dÉn ®iÖn.Hai ®Çu miÕng b¸n dÉn ®ã ®−îc ®−a ra hai ch©n cùc gäi lµ cùc m¸ng D vµ cùc nguån S.Hai miÕng b¸n dÉn ë hai bªn cña kªnh ®−îc nèi víi nhau vµ ®−a ra mét ch©n cùc gäi lµ cöa G.Cho nªn,cùc cöa ®−îc t¸ch khái kªnh b»ng c¸c tiÕp xóc P-N. C¸c tranzito tr−êng JFET hÇu hÕt lµ lo¹i ®èi xøng,cã nghÜa lµ khi ®Êu trong m¹ch cã thÓ ®æi chç hai ch©n cùc m¸ng vµ nguån cho nhau th× c¸c tÝnh chÊt vµ tham sè cña tranzito kh«ng hÒ thay ®æi. H×nh 1.42 : CÊu t¹o cña tranzito tr−êng JFET kªnh dÉn lo¹i N. * Nguyªn lý ho¹t ®éng cña JFET : Nguyªn lý lµm viÖc cña tranzito tr−êng JFET kªnh lo¹i N vµ kªnh lo¹i P gièng nhau. Chóng chØ kh¸c nhau vÒ chiÒu cña nguån ®iÖn cung cÊp vµo c¸c ch©n cùc. §Ó cho tranzito tr−êng lµm viÖc ë chÕ ®é khuÕch ®¹i ph¶i cung cÊp nguån ®iÖn UGS cã chiÒu sao cho c¶ hai tiÕp xóc P-N ®Òu ph©n cùc ng−îc.Cßn nguån ®iÖn UDS cã chiÒu sao cho c¸c h¹t dÉn ®a sè chuyÓn ®éng tõ cùc nguån S qua kªnh vÒ cùc m¸ng D ®Ó t¹o nªn dßng ®iÖn trong m¹ch cùc m¸ng ID. H×nh 1.43 : S¬ ®å nguyªn lý lµm viÖc cña JFET XÐt s¬ ®å nguyªn lý lµm viÖc cña JFET kªnh N : ®Ó hai tiÕp xóc P-N ®Òu ph©n cùc ng−îc ta ph¶i cung cÊp nguån VGG cã cùc d−¬ng vµo ch©n cùc nguån S,cùc ©m vµo ch©n cùc cöa G.§Ó cho c¸c h¹t dÉn ®iÖn tö chuyÓn ®éng tõ cùc nguån vÒ cùc m¸ng th× nguån ®iÖn VD cã chiÒu d−¬ng vµo cùc m¸ng,chiÒu ©m vµo cùc nguån. Khi UDS > 0,th× ®iÖn thÕ t¹i mçi ®iÓm däc theo kªnh sÏ t¨ng dÇn tõ cùc nguån S ®Õn cùc m¸ng D.Do vËy,tiÕp xóc P-N sÏ bÞ ph©n cùc ng−îc m¹nh dÇn vÒ phÝa cùc m¸ng.BÒ dµy líp tiÕp xóc t¨ng dÇn vÒ phÝa cùc m¸ng vµ tiÕt diÖn cña kªnh sÏ hÑp dÇn vÒ phÝa 24 cùc m¸ng. H×nh 1.44 : M« h×nh ®Êu nèi nguån cung cÊp cho JFET kªnh N - XÐt kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn cña ®iÖn ¸p trªn cùc cöa UGS ®èi víi dßng ®iÖn ID vµ ®Æc tuyÕn truyÒn ®¹t cña FET : Muèn xÐt kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn dßng ®iÖn ID cña ®iÖn ¸p trªn cùc cöa ph¶i ®Æt lªn cùc m¸ng mét ®iÖn ¸p UDS1 > 0 vµ gi÷ cè ®Þnh. Khi ®iÖn ¸p trªn cùc cöa UGS = 0V,hai tiÕp xóc P-N sÏ ®−îc ph©n cùc ng−îc m¹nh dÇn tõ cùc nguån vÒ phÝa cùc m¸ng,vµ do ®ã kªnh còng sÏ hÑp dÇn vÒ phÝa cùc m¸ng.Tuy nhiªn,ë tr−êng hîp nµy,tiÕt diÖn cña kªnh lµ lín nhÊt nªn dßng ®iÖn ch¹y qua kªnh lµ lín nhÊt,ký hiÖu lµ ID0. Khi ®Æt ®iÖn ¸p trªn cùc cöa cã trÞ sè ©m (UGS < 0),th× tiÕp xóc P-N ®−îc ph©n cùc ng−îc cµng m¹nh h¬n,vµ tiÕt diÖn cña kªnh cµng hÑp l¹i,®iÖn trë cña kªnh cµng t¨ng,kÐo theo dßng ®iÖn ID gi¶m xuèng.Khi ®iÖn ¸p trªn cùc cöa gi¶m xuèng ®Õn mét trÞ sè gäi lµ ®iÖn ¸p ng¾t UGS ng¾t th× hai líp tiÕp xóc P-N phñ trïm lªn nhau vµ kªnh hoµn toµn biÕn mÊt,dßng ®iÖn ch¹y qua kªnh ID = 0. Quan hÖ gi÷a ID víi UGS thÓ hiÖn b»ng ®−êng ®Æc tuyÕn ®iÒu khiÓn hay cßn gäi lµ ®Æc tuyÕn truyÒn ®¹t. H×nh 1.45 : §Æc tuyÕn truyÒn ®¹t cña JFET kªnh lo¹i N. - §Æc tuyÕn ra cña JFET : 25 §Æc tuyÕn ra chØ mèi quan hÖ gi÷a ID vµ ®iÖn ¸p m¸ng UDS. §èi víi JFET kªnh lo¹i N,®Æt mét trÞ sè UGS ≤ 0 vµ gi÷ cè ®Þnh,sau ®ã thay ®æi trÞ sè ®iÖn ¸p UDS.Khi ®iÖn ¸p UDS = 0 V th× hai tiÕp xóc P-N ®−îc ph©n cùc ng−îc ®ång ®Òu tõ cùc nguån ®Õn cùc m¸ng,tiÕt diÖn cña kªnh lµ lín nhÊt nh−ng dßng ®iÖn ID = 0. §Æt UDS > 0,vµ cã gi¸ trÞ nhá,®iÖn thÕ t¹i mçi ®iÓm däc theo kªnh sÏ t¨ng dÇn tõ cùc nguån ®Õn cùc m¸ng,lµm cho tiÕp xóc P-N ®−îc ph©n cùc ng−îc m¹nh dÇn vÒ phÝa cùc m¸ng,®ång thêi c¸c h¹t dÉn ®iÖn tö sÏ chuyÓn ®éng vÒ cùc m¸ng t¹o nªn dßng ®iÖn cùc m¸ng ID.T¨ng dÇn ®iÖn ¸p UDS,hai tiÕp xóc P-N cµng ®−îc ph©n cùc ng−îc m¹nh h¬n vÒ phÝa cùc m¸ng,tiÕt diÖn cña kªnh cµng bÞ hÑp dÇn vÒ phÝa cùc m¸ng,nh−ng dßng ®iÖn ID l¹i cµng t¨ng tuyÕn tÝnh víi sù t¨ng cña ®iÖn ¸p UDS.Ta cã ®o¹n ®Æc tuyÕn dèc ®øng gäi la vïng thuÇn trë. Khi ®iÖn ¸p UDS t¨ng ®Õn trÞ sè mµ t¹i ®ã hai tiÕp xóc P-N ch¹m nhau,t¹o ra “®iÓm th¾t’’ cña kªnh,th× trÞ sè ®iÖn ¸p ®ã ta gäi lµ ®iÖn ¸p UDS b·o hoµ hay cßn gäi lµ ®iÖn ¸p th¾t.Lóc nµy dßng ®iÖn ID ®¹t tíi trÞ sè dßng ®iÖn b·o hoµ IDbh .NÕu tiÕp tôc t¨ng ®iÖn ¸p cùc m¸ng cµng d−¬ng h¬n th× dßng ID kh«ng t¨ng n÷a mµ chØ cã tiÕp xóc P-N ®−îc ph©n cùc ng−îc m¹nh h¬n vµ chóng trïm phñ lªn nhau lµm cho mét ®o¹n kªnh bÞ lÊp vµ chiÒu dµi cña kªnh bÞ ng¾n l¹i.Lóc nµy,quan hÖ gi÷a dßng ®iÖn ID víi ®iÖn ¸p UDS kh«ng theo ®Þnh luËt ¤m n÷a,ID gÇn nh− kh«ng ®æi khi UDS tiÕp tôc t¨ng. NÕu t¨ng trÞ sè UDS lªn qu¸ cao cã thÓ x¶y ra hiÖn t−îng ®¸nh thñng tiÕp xóc P-N vµ dßng ®iÖn ID sÏ t¨ng vät lªn gäi lµ vïng ®¸nh thñng. Thay ®æi trÞ sè ®iÖn ¸p trªn cùc cöa vµ thùc hiÖn l¹i c¸c b−íc nh− trªn ta ®−îc hä ®Æc tuyÕn ra. H×nh 1.46 : Hä ®Æc tuyÕn ra cña JFET kªnh lo¹i N f. Tranzito tr−êng lo¹i MOSFET kªnh s½n : * CÊu t¹o : 26 MOSFET kªnh s½n cßn gäi lµ MOSFET chÕ ®é nghÌo (Depletion-Mode MOSFET, viÕt t¾t lµ DMOSFET).Khi chÕ t¹o ng−êi ta chÕ t¹o s½n kªnh dÉn,kªnh dÉn lo¹i P hoÆc kªnh dÉn lo¹i N. H×nh 1.47 : CÊu t¹o cña MOSFET kªnh s½n lo¹i P * Nguyªn lý lµm viÖc : Khi lµm viÖc,th«ng th−êng cùc nguån S ®−îc nèi víi ®Õ vµ nèi ®Êt nªn US = 0.C¸c ®iÖn ¸p ®Æt vµo c¸c ch©n cùc cöa G vµ cùc m¸ng D lµ so víi ch©n cùc S. Nguyªn t¾c cung cÊp nguån ®iÖn cho c¸c ch©n cùc sao cho h¹t dÉn ®a sè ch¹y tõ cùc nguån S qua kªnh vÒ cùc m¸ng D ®Ó t¹o nªn dßng ®iÖn ID trong m¹ch cùc m¸ng.Cßn ®iÖn ¸p ®Æt trªn cùc cöa cã chiÒu sao cho MOSFET lµm viÖc ë chÕ ®é giµu h¹t dÉn hoÆc ë chÕ ®é nghÌo h¹t dÉn. Nguyªn lý lµm viÖc cña hai lo¹i kªnh P vµ kªnh N gièng nhau chØ cã cùc tÝnh cña nguån ®iÖn cung cÊp cho c¸c ch©n cùc lµ tr¸i dÊu nhau. H×nh 1.48 : S¬ ®å nguyªn lý cña MOSFET kªnh s½n - XÐt kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn cña DMOSFET lo¹i P : Kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn dßng ®iÖn ID cña ®iÖn ¸p trªn cùc cöa UGS chÝnh lµ mèi quan hÖ gi÷a dßng ®iÖn ID víi ®iÖn ¸p UGS khi UDS cè ®Þnh. §Ó c¸c h¹t dÉn lç trèng chuyÓn ®éng tõ cùc nguån S vÒ cùc m¸ng D,ta ®Æt mét ®iÖn ¸p trªn cùc m¸ng UDS1 < 0 vµ gi÷ kh«ng ®æi.Sau ®ã thay ®æi ®iÖn ¸p trªn cùc cöa UGS 27 theo chiÒu d−¬ng hoÆc theo chiÒu ©m.Khi UGS = 0 th× d−íi t¸c dông cña ®iÖn ¸p UDS c¸c lç trèng chuyÓn ®éng tõ cùc nguån vÒ cùc m¸ng t¹o nªn dßng ®iÖn ID. NÕu UGS < 0,nhiÒu lç trèng ®−îc hót vÒ kªnh lµm nång ®é h¹t dÉn trong kªnh t¨ng lªn,®é dÉn ®iÖn cña kªnh t¨ng vµ dßng ®iÖn ch¹y trong kªnh t¨ng lªn.ChÕ ®é lµm viÖc nµy gäi lµ chÕ ®é giµu h¹t dÉn. NÕu UGS > 0,c¸c lç trèng bÞ ®Èy ra xa kªnh lµm nång ®é h¹t dÉn trong kªnh gi¶m xuèng,®é dÉn ®iÖn cña cña kªnh gi¶m vµ dßng ®iÖn ch¹y qua kªnh ID gi¶m xuèng.ChÕ ®é lµm viÖc nµy gäi lµ chÕ ®é nghÌo h¹t dÉn H×nh 1.49 : §Æc tÝnh truyÒn ®¹t cña MOSFET kªnh s½n lo¹i P - XÐt hä ®Æc tuyÕn ra : §Æc tuyÕn ra chØ mèi quan hÖ gi÷a ID vµ ®iÖn ¸p UDS khi UGS kh«ng ®æi. H×nh 1.50 : §Æc tÝnh ra cña MOSFET kªnh s½n lo¹i P Trªn hä ®Æc tuyÕn ra,khi ®iÖn ¸p UDS = 0 V th× dßng ®iÖn qua kªnh ID = 0,do ®ã ®Æc tuyÕn xuÊt ph¸t tõ gèc to¹ ®é.§iÒu chØnh cho UDS ©m dÇn,víi trÞ sè nhá th× dßng ®iÖn ID t¨ng tuyÕn tÝnh víi sù t¨ng cña ®iÖn ¸p UDS vµ mèi quan hÖ nµy ®−îc tÝnh theo ®Þnh luËt ¤m.Ta cã vïng thuÇn trë cña ®Æc tuyÕn. 28 Khi ®iÖn ¸p UDS ®¹t tíi trÞ sè b·o hoµ UDSbh th× dßng ®iÖn cùc m¸ng còng ®¹t tíi trÞ sè b·o hoµ IDbh.Trong tr−êng hîp nµy,líp tiÕp xóc P-N ch¹m vµo ®¸y cña líp oxit vµ kªnh cã ®iÓm th¾t t¹i cùc m¸ng,nªn UDSbh cßn ®−îc gäi lµ ®iÖn ¸p “th¾t“. NÕu cho | UDS | > | UDSbh | th× dßng ®iÖn kh«ng thay ®æi vµ gi÷ nguyªn trÞ sè b·o hoµ IDbh.§ång thêi,tiÕp xóc P-N bÞ ph©n cùc ng−îc cµng m¹nh vÒ phÝa cùc m¸ng,lµm cho chiÒu dµi cña phÇn kªnh bÞ “th¾t“ t¨ng lªn.§é chªnh lÖch cña ®iÖn ¸p ∆UDS = | UDS | - | UDSbh | ®−îc ®Æt lªn ®o¹n kªnh bÞ “th¾t“ vµ lµm cho c−êng ®é ®iÖn tr−êng ë ®©y t¨ng,gióp cho sè c¸c lç trèng v−ît qua ®o¹n kªnh bÞ “th¾t“ kh«ng thay ®æi,do vËy dßng IDbh gi÷ kh«ng ®æi. Tr−êng hîp nÕu ®Æt UDS qu¸ lín sÏ dÉn ®Õn hiÖn t−îng ®¸nh thñng tiÕp xóc P-N ë phÝa cùc m¸ng,dßng ®iÖn ID t¨ng vät.Lóc nµy tranzito chuyÓn sang vïng ®¸nh thñng. Qua c¸c hä ®Æc tuyÕn cña DMOSFET ta thÊy nã lµm viÖc ë c¶ hai chÕ ®é nghÌo vµ giµu h¹t dÉn.DMOSFET cã møc ån nhá nªn nã ®−îc dïng trong c¸c tÇng khuÕch ®¹i ®Çu tiªn cña thiÕt bÞ cao tÇn.§é hç dÉn cña nã phô thuéc vµo ®iÖn ¸p UGS nªn hÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p th−êng ®−îc tù ®éng ®iÒu khiÓn. g. Tranzito tr−êng kªnh c¶m øng : * CÊu t¹o : Tranzito tr−êng kªnh c¶m øng cßn gäi lµ MOSFET chÕ ®é giµu (Enhancement-Mode MOSFET,viÕt t¾t lµ E-MOSFET).Cã hai lo¹i lµ E-MOSFET lo¹i N vµ lo¹i P. H×... n¨ng cña ®ièt ®iÓm trung hoµ : Cuén d©y stato m¾c h×nh sao cã ®iÓm trung hoµ.§iÖn ¸p t¹i ®iÓm nµy cã thµnh phÇn xoay chiÒu khi cã t¶i,gi¸ trÞ ®Ønh cña thµnh phÇn xoay chiÒu nµy sÏ v−ît qu¸ gi¸ trÞ ®iÖn ¸p ra cña m¸y ph¸t ë tèc ®é h¬n 2000-3000 vßng/phót.Cã thªm hai ®ièt ®iÓm trung tÝnh sÏ lÊy ®−îc phÇn ®iÖn ¸p v−ît nµy ®Ó lµm t¨ng c«ng suÊt m¸y ph¸t. H×nh 2.19 : Hai ®ièt bï ®iÓm trung hoµ H×nh 2.20 : Thµnh phÇn ®iÖn ¸p xoay H×nh 2.21 : §Æc tÝnh t¶i khi cã ®ièt chiÒu t¹i ®iÓm trung hoµ ®iÓm trung hoµ 2.3.3. Bé tiÕt chÕ IC : a. Chøc n¨ng cña bé tiÕt chÕ : - §iÒu chØnh ®iÖn ¸p m¸y ph¸t ®iÖn Umf : æn ®Þnh ë mét gi¸ trÞ trong d¶i 13.6V - 14.8 V. Ta cã Umf = c.nmf KTφ - ImfZ, Trong ®ã : Z lµ tæng trë m¸y ph¸t,cè ®Þnh. nmf vµ Imf thay ®æi ngÉu nhiªn,kh«ng kiÓm so¸t ®−îc Muèn cã Umf kh«ng ®æi,ta cÇn ph¶i thay ®æi tõ th«ng kÝch tõ KTφ - B¸o n¹p : BËt vµ t¾t ®Ìn b¸o n¹p ®Ó b¸o hiÖu m¸y ph¸t ®· cung cÊp ®iÖn cho m¹ng ®iÖn. 58 - B¸o sù cè trong hÖ thèng cung cÊp ®iÖn. b. S¬ ®å c¬ b¶n cña bé tiÕt chÕ : H×nh 2.22 : Bé tiÕt chÕ IC kiÓu M Trong ®ã : - M.IC : theo dâi ®iÖn ¸p ra vµ ®iÒu khiÓn dßng kÝch tõ,®Ìn b¸o s¹c vµ t¶i ë ®Çu d©y L. - Tr1 : ®iÒu chØnh dßng kÝch tõ. - Tr2 : bËt t¾t ®Ìn b¸o n¹p - D1 : ®ièt hÊp thô dßng ®iÖn c¶m øng trong cuén d©y kÝch tõ - IG : gi¾c cÊp d−¬ng tõ kho¸ ®iÖn vµo m¸y ph¸t ®Ó kÝch tõ ban ®Çu (måi tõ) cho m¸y ph¸t (Ignition switch) - B : cäc d−¬ng cña m¸y ph¸t (Battery) - F : gi¾c kÝch tõ (Field) - S : gi¾c tÝn hiÖu ®iÖn ¸p m¸y ph¸t ®−a vÒ bé tiÕt chÕ so s¸nh (Sensing),gi¾c nµy chØ cã ë tiÕt chÕ kiÓu nhËn biÕt ®iÖn ¸p ¾c quy. - L : gi¾c ®Ìn b¸o n¹p (Lamp) - E : gi¾c m¸t (Earth) - P : gi¾c trÝch ®iÖn ¸p ë mét pha xoay chiÒu ®−a vµo bé tiÕt chÕ ®Ó t¾t ®Ìn b¸o n¹p (Phase) c. C¬ chÕ ho¹t ®éng cña bé tiÕt chÕ IC lo¹i nhËn biÕt ®iÖn ¸p ¾c quy : * Ho¹t ®éng b×nh th−êng : + Khi kho¸ ®iÖn bËt ON vµ ®éng c¬ t¾t m¸y : Khi bËt kho¸ ®iÖn ON,®iÖn ¸p ¾cquy ®−îc ®Æt vµo cùc IG,lµm kÝch ho¹t m¹ch M.IC vµ Tr1 ®−îc më lµm dßng kÝch tõ ch¹y trong cuén d©y kÝch tõ.ë tr¹ng th¸i nµy m¸y 59 ph¸t ch−a ho¹t ®éng,do ®ã bé tiÕt chÕ bËt t¾t Tr1 ng¾t qu·ng ®Ó tiÕt kiÖm ®iÖn n¨ng cho ¾cquy ®ång thêi ®iÒu khiÓn më Tr2 ®Ó bËt ®Ìn b¸o n¹p (H×nh 2.20). + Khi m¸y ph¸t ®ang ph¸t ®iÖn (®iÖn ¸p thÊp h¬n ®iÖn ¸p ®iÒu chØnh) : H×nh 2.23 : Ho¹t ®éng cña bé tiÕt chÕ khi ®iÖn ¸p ra thÊp. Khi ®éng c¬ khëi ®éng dÉn ®éng m¸y ph¸t,m¹ch M.IC ®iÒu khiÓn Tr1 më dßng kÝch tõ vµ m¸y ph¸t ph¸t ®iÖn.§Õn khi ®iÖn ¸p cùc B lín h¬n ®iÖn ¸p ¾cquy th× dßng ®iÖn m¸y ph¸t sÏ n¹p cho ¾cquy vµ cung cÊp cho c¸c phô t¶i ®iÖn.§ång thêi m¹ch M.IC nhËn biÕt ®iÖn ¸p cùc P lín sÏ ®iÒu khiÓn ®ãng Tr2 ®Ó t¾t ®Ìn b¸o n¹p. + Khi m¸y ph¸t ®ang ph¸t ®iÖn (®iÖn ¸p cao h¬n ®iÖn ¸p ®iÒu chØnh) H×nh 2.24 : Ho¹t ®éng cña bé tiÕt chÕ khi ®iÖn ¸p ra cao Khi Tr1 tiÕp tôc më,®iÖn ¸p m¸y ph¸t tiÕp tôc t¨ng lªn kÐo theo ®iÖn ¸p cùc S t¨ng.Khi m¹ch M.IC nhËn biÕt ®iÖn ¸p cùc S lín h¬n ®iÖn ¸p ®iÒu chØnh,m¹ch M.IC sÏ ®ãng Tr1,ng¾t dßng kÝch tõ vµ ®iÖn ¸p m¸y ph¸t (cùc B) gi¶m xuèng.§ièt D1 sÏ hÊp thô dßng ®iÖn c¶m øng khi tõ th«ng qua cuén d©y kÝch tõ gi¶m ®ét ngét.Sau ®ã nÕu ®iÖn ¸p cùc S gi¶m tíi gi¸ trÞ ®iÒu chØnh th× m¹ch M.IC l¹i më Tr1,th«ng dßng kÝch tõ 60 vµ ®iÖn ¸p m¸y ph¸t t¨ng lªn.Bé tiÕt chÕ IC gi÷ cho ®iÖn ¸p cùc S æn ®Þnh (®iÖn ¸p ®iÒu chØnh) b»ng c¸ch lÆp ®i lÆp l¹i c¸c qu¸ tr×nh trªn. * Ho¹t ®éng kh«ng b×nh th−êng : + Khi cuén d©y kÝch tõ bÞ ®øt : H×nh 2.25 : Ho¹t ®éng cña bé tiÕt chÕ khi cuén d©y kÝch tõ bÞ ®øt Khi m¸y ph¸t ®ang ho¹t ®éng,nÕu cuén d©y kÝch tõ bÞ ®øt th× m¸y ph¸t sÏ kh«ng s¶n xuÊt ra ®iÖn vµ ®iÖn ¸p cùc P = 0.M¹ch M.IC më Tr2 ®Ó bËt ®Ìn b¸o n¹p cho biÕt hiÖn t−îng kh«ng b×nh th−êng nµy. + Khi cuén d©y kÝch tõ bÞ chËp (ng¾n m¹ch) : H×nh 2.26 : Ho¹t ®éng cña bé tiÕt chÕ khi cuén d©y kÝch tõ ng¾n m¹ch Khi m¸y ph¸t quay,nÕu cuén d©y kÝch tõ bÞ chËp m¹ch,tøc lµ ®iÖn ¸p cùc B ®−îc ®Æt trùc tiÕp vµo cùc F,dßng ®iÖn ®i vµo trong m¹ch M.IC rÊt lín.M¹ch M.IC ®ãng Tr1 ®Ó b¶o vÖ ®ång thêi më Tr2 ®Ó bËt ®Ìn b¸o n¹p. + Khi cùc S bÞ ng¾t : 61 H×nh 2.27 : Ho¹t ®éng cña bé tiÕt chÕ khi cùc S bÞ ng¾t Khi m¸y ph¸t ®ang quay,nÕu cùc S bÞ ng¾t,m¹ch M.IC nhËn thÊy kh«ng cã tÝn hiÖu vµo tõ cùc S sÏ më Tr2 bËt ®Ìn b¸o n¹p,®ång thêi m¹ch M.IC sÏ lÊy ®iÖn ¸p cùc B ®Ó thay cho cùc S lµm ®iÖn ¸p ®iÒu chØnh. + Khi cùc B bÞ ng¾t : H×nh 2.28 : Ho¹t ®éng cña bé tiÕt chÕ khi cùc B bÞ ng¾t Khi m¸y ph¸t quay,nÕu cùc B ë t×nh tr¹ng bÞ hë m¹ch th× ¾cquy sÏ kh«ng ®−îc n¹p vµ ®iÖn ¸p ¾cquy (cùc S) gi¶m dÇn.M¹ch M.IC nhËn thÊy ®iÖn ¸p cùc S thÊp h¬n gi¸ trÞ ®iÒu chØnh th× më Tr1,th«ng dßng kÝch tõ ®Ó t¨ng dßng ®iÖn t¹o ra.KÕt qu¶ lµ ®iÖn ¸p cùc B cø t¨ng lªn.Tuy nhiªn m¹ch M.IC ®iÒu chØnh dßng kÝch tõ sao cho ®iÖn ¸p cùc B kh«ng v−ît qu¸ 20 V ®Ó b¶o vÖ m¸y ph¸t vµ bé tiÕt chÕ IC. Khi ®iÖn ¸p cùc S tiÕp tôc gi¶m thÊp h¬n (11 V-13V),m¹ch M.IC sÏ ®iÒu chØnh ®Ó ¾c quy kh«ng ®−îc n¹p,®ång thêi më Tr2 bËt ®Ìn b¸o n¹p vµ ®iÒu chØnh dßng kÝch tõ ®Ó gi¶m ®iÖn ¸p cùc B ®Ó b¶o vÖ m¸y ph¸t vµ bé tiÕt chÕ IC. + Khi ng¾n m¹ch gi÷a cùc F vµ cùc E : 62 H×nh 2.29 : Ho¹t ®éng cña bé tiÕt chÕ khi cùc E vµ F ng¾n m¹ch Khi m¸y ph¸t quay,nÕu cùc F vµ E ng¾n m¹ch th× ®iÖn ¸p ë cùc B sÏ ®−îc nèi m¸t (cùc E) th«ng qua cuén d©y kÝch tõ mµ kh«ng qua Tr1.KÕt qu¶ lµ ®iÖn ¸p ra cña m¸y ph¸t trë lªn rÊt lín v× dßng kÝch tõ kh«ng ®−îc ®ãng ng¾t theo Tr1 thËm trÝ ®iÖn ¸p cùc S sÏ v−ît ®iÖn ¸p ®iÒu chØnh.M¹ch M.IC nhËn biÕt ®iÖn ¸p cao t¹i cùc S vµ më Tr2 bËt ®Ìn b¸o n¹p. 63 Ch−¬ng 3 : hÖ thèng khëi ®éng 3.1.C«ng dông,ph©n lo¹i vµ yªu cÇu : - Quay trôc khuûu ®éng c¬ (b¸nh ®µ ®éng c¬) víi sè vßng quay tèi thiÓu ®ñ ®Ó næ m¸y (n®cmi) n®cmin = 25 ÷30 vßng/phót ®èi víi ®éng c¬ x¨ng,thùc tÕ lµ 125 ÷175 vßng/phót = 70 ÷120 vßng/phót ®èi víi ®éng c¬ ®iesel,thùc tÕ lµ 150 ÷ 330 vßng/phót - Hç trî khëi ®éng l¹nh (®èi víi ®éng c¬ ®iesel) - SÊy nãng buång ch¸y - SÊy nãng kh«ng khÝ n¹p (giã) H×nh 3.1 : HÖ thèng khëi ®éng H×nh 3.2 : M¸y ®Ò 1 - ¾c quy;2 – kho¸ ®iÖn; 3 – m¸y ®Ò Yªu cÇu : • Maùy khôûi ñoäng phaûi quay ñöôïc truïc khuyûu ñoäng cô vôùi toác ñoä thaáp nhaát maø ñoäng cô coù theå noå ñöôïc. • Nhieät ñoä laøm vieäc khoâng ñöôïc quaù giôùi haïn cho pheùp. • Phaûi baûo ñaûm khôûi ñoäng laïi ñöôïc nhieàu laàn. • Tyû soá truyeàn töø baùnh raêng cuûa maùy khôûi ñoäng vaø baùnh raêng cuûa baùnh ñaø naèm trong giôùi haïn (töø 9 ñeán 18). • Chieàu daøi, ñieän trôû cuûa daây daãn noái töø accu ñeán maùy khôûi ñoäng phaûi naèm trong giôùi haïn quy ñònh (< 1m). • Moment truyeàn ñoäng phaûi ñuû ñeå khôûi ñoäng ñoäng cô. 3.2. Nguyªn lý lµm viÖc cña hÖ thèng vµ c¸c s¬ ®å tiªu biÓu : 3.2.1. Nguyªn lý lµm viÖc cña hÖ thèng : H×nh 3.3 64 Khi thùc hiÖn ®Ò,ng−êi ta bËt kho¸ ®iÖn ®ª cÊp ®iÖn vµo gi¾c 50 cña m¸y ®Ò.Hai cuén d©y WK (cuén kÐo) vµ cuén WG (cuén gi÷) cña chuét ®Ò ®−îc cÊp ®iÖn nªn t¹o ra tõ tr−êng hót lâi thÐp cña chuét ®Ò di chuyÓn.Trong khi lâi thÐp cña chuét ®ª di chuyÓn,th«ng qua n¹ng g¹t hoÆc qua lß xo ®Èy,®Èy khíp truyÒn ®éng cïng b¸nh r¨ng ®Ò tiÕn vÒ vµnh r¨ng b¸nh ®µ,¨n khíp víi r¨ng b¸nh ®µ.Cho ®Õn khi r¨ng m¸y ®Ò ®· ¨n khíp ®ñ víi r¨ng b¸nh ®µ th× mét tiÕp ®iÓm chÝnh(d¹ng ®Üa ®ång ,thái ®ång) sÏ ®ãng m¹ch tõ cäc 30 ®Õn cäc C cña m¸y ®Ò ®Ó ¾c quy cung cÊp ®iÖn trùc tiÕp vµo m«t¬ ®ª.M«t¬ ®Ò quay vµ ph¸t huy m«men lín lµm quay b¸nh ®µ vµ trôc khuûu ®éng c¬. H×nh 3.3 : HÖ thèng ®Ò 1- kho¸ ®iÖn; 2 – cäc 50; 3 – cuén hót; 4 – cuén gi÷; 5 – chuét ®Ò; 6 – lâi thÐp chuét ®Ò; 7 – n¹ng g¹t; 8 – b¸nh r¨ng ®Ò; 9 – vµnh r¨ng b¸nh ®µ; 10 – tiÕp ®iÓm chÝnh; 11 – cäc 30; 12 – cäc C 3.2.2. C¸c m¹ch ®Êu hÖ thèng ®Ò tiªu biÓu : * S¬ ®å 1 : §Ò trùc tiÕp qua kho¸ ®iÖn : + ¾cquy → kho¸ ®iÖn → cäc 50 * S¬ ®å 2 : §Ò qua r¬le ®Ò trung gian vµ c«ng t¾c ch©n c«n §¹p ch©n c«n ®Ó c«ng t¾c ch©n c«n ®ãng → bËt kho¸ ®iÖn vÒ vÞ trÝ STA : + ¾cquy → kho¸ ®iÖn → cuén d©y r¬le ®Ò trung gian → c«ng t¾c ch©n c«n → - ¾cquy → tiÕp ®iÓm cña r¬le ®Ò trung gian ®ãng ®Ó cÊp + tíi cäc 50. * S¬ ®å 3 : §Ò qua c«ng t¾c sè tù ®éng : (®Ó tay sè P hoÆc N) bËt kho¸ ®iÖn ë nÊc ®Ò. +¾cquy → kho¸ ®iÖn → c«ng t¾c sè tù ®éng ON → cäc 50 * S¬ ®å 4 : §Ò qua t¬le ®Ò trung gian : bËt kho¸ ®iÖn ë nÊc STA : + ¾cquy → kho¸ ®iÖn → cuén d©y r¬le ®Ò trung gian → m¸t → - ¾cquy dÉn ®Õn tiÕp ®iÓm ®ãng → cÊp + vµo cäc 50. * S¬ ®å 5 : §Ò qua r¬le ®Ò trung gian vµ c«ng t¾c sè tù ®éng : (®Ó ë tay sè P hoÆc N) + ¾c quy → kho¸ ®iÖn → c«ng t¾c sè tù ®éng ON → cuén d©y r¬le ®Ò trung gian → m¸t → - ¾cquy,dÉn ®Õn tiÕp ®iÓm r¬le ®Ò trung gian ®ãng ®Ó cÊp + ¾cquy vµo cäc 50. 65 H×nh 3.4 : C¸c s¬ ®å m¹ch ®Êu hÖ thèng khëi ®éng tiªu biÓu 3.3. C¸c thiÕt bÞ trong hÖ thèng khëi ®éng ®éng c¬ : 3.3.1. M¸y khëi ®éng : Cã 4 lo¹i m¸y khëi ®éng : - Lo¹i th−êng : dïng c¬ cÊu n¹ng g¹t ®Ó g¹t b¸nh r¨ng ®Ò tiÕn vÒ vµnh r¨ng b¸nh ®µ - Lo¹i gi¶m tèc : m«t¬ ®Ò dÉn ®éng b¸nh r¨ng ®Ò th«ng qua cÆp b¸nh r¨ng gi¶m tèc. - Lo¹i b¸nh r¨ng hµnh tinh : m«t¬ ®Ò dÉn ®éng b¸nh r¨ng ®Ò th«ng qua bé b¸nh r¨ng hµnh tinh. - Lo¹i gi¶m tèc hµnh tinh-m«t¬ thanh dÉn H×nh 3.5 : C¸c lo¹i m¸y khëi ®éng. a.CÊu t¹o : ë ®©y ta xÐt cÊu t¹o cña m¸y khëi ®éng lo¹i gi¶m tèc. 66 H×nh 3.6.M¸y khëi ®éng lo¹i gi¶m tèc - Chuét ®Ò (c«ng t¾c tõ) : Thùc hiÖn viÖc ®Èy b¸nh r¨ng ®Ò vµo ¨n khíp víi vµnh r¨ng b¸nh ®µ vµ kÐo b¸nh r¨ng ®Ò vÒ vÞ trÝ ban ®Çu khi qu¸ tr×nh ®Ò kÕt thóc.Chuét ®Ò cßn ho¹t ®éng nh− mét c«ng t¾c cung cÊp dßng ®iÖn ®Õn m«t¬ ®Ò. - PhÇn øng vµ æ bi : C¸c vßng d©y phÇn øng ®−îc m¾c nèi tiÕp t¹i c¸c l¸ ®ång cæ gãp.PhÇn øng cã nhiÖm vô sinh ra m«mem quay r«to ë tèc ®é cao. - PhÇn c¶m : Gåm c¸c cuén d©y kÝch tõ t¹o ra tõ th«ng,vµ c¸c lâi cùc,vá b»ng s¾t ®Ó dÉn tõ. 67 - Chæi than vµ gi¸ ®ì chæi than : Cung cÊp dßng ®iÖn vµo c¸c vßng d©y phÇn øng theo chiÒu tõ chæi than d−¬ng ®Õn chæi than ©m. - Bé truyÒn gi¶m tèc : Gåm bé truyÒn b¸nh r¨ng ¨n khíp ngoµi cã tû sè truyÒn gi¶m tèc vµ ly hîp mét chiÒu ®−îc l¾p bªn trong ®Ó ng¨n dßng truyÒn m«men ng−îc tõ b¸nh ®µ vÒ m«t¬. - M¨ng®Ých ®Ò : TruyÒn m«men quay cña m«t¬ ®Õn b¸nh r¨ng ®Ò,®ång thêi ng¨n sù truyÒn ng−îc m«men tõ b¸nh ®µ vÒ m«t¬.§ång thêi trôc xo¾n èc biÕn ®æi chuyÓn ®éng quay cña m«t¬ ®Ò thµnh chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn cña b¸nh r¨ng ®Ò,gióp cho viÖc vµo khíp gi÷a b¸nh r¨ng ®Ò vµ vµnh r¨ng b¸nh ®µ ®−îc b¶o ®¶m. 3.3.2. Moät soá cô caáu ñieàu khieån trong heä thoáng khôûi ñoäng : 3.3.2.1. Rô le khôûi ñoäng trung gian : Relay khôûi ñoäng laø thieát bò duøng ñeå ñoùng maïch ñieän cung caáp ñieän cho maùy khôûi ñoäng. Thieát bò naøy coù taùc duïng laøm giaûm doøng qua coâng taéc maùy. 68 Hình 3.7: Relay khôûi ñoäng 3.3.2.2. Rô le gaøi khôùp : Relay gaøi khôùp duøng ñeå ñaåy baùnh raêng maùy khôûi ñoäng vaøo aên khôùp vôùi voøng raêng baùnh ñaø vaø ñoùng tieáp ñieåm ñöa doøng ñieän ñeán motor ñieän, giöõ yeân tieáp ñieåm cho ñeán heát thôøi gian khôûi ñoäng. 3.3.2.3. Rô le baûo veä khôûi ñoäng : a. Coâng duïng Relay baûo veä khôûi ñoäng laø thieát duøng ñeå baûo veä maùy khôûi ñoäng trong nhöõng tröôøng hôïp sau: • Khi taøi xeá khoâng theå nghe ñöôïc tieáng ñoäng cô noå. • Khôûi ñoäng baèng ñieàu khieån töø xa. • Khôûi ñoäng laïi nhieàu laàn. Thieát bò duøng baûo veä khôûi ñoäng coøn goïi laø relay khoùa khôûi ñoäng. Relay khoùa khôûi ñoäng hoaït ñoäng tuøy thuoäc vaøo toác ñoä quay cuûa ñoäng cô. Ta coù theå laáy tín hieäu naøy töø maùy phaùt (daây L cuûa ñeøn baùo saïc vaø diode phuï). Khi khôûi ñoäng, ñieän theá ôû ñaàu L cuûa maùy phaùt taêng. Khi ñoäng cô ñaït toác ñoä ñuû lôùn (ñoäng cô ñaõ noå), relay khoùa khôûi ñoäng seõ ngaét doøng ñieän ñöa ñeán relay cuûa maùy khôûi ñoäng, cho duø taøi xeá vaãn coøn baät coâng taéc khôûi ñoäng. Ngoaøi ra, relay khoùa khôûi ñoäng khoâng cho pheùp khôûi ñoäng khi ñoäng cô ñang hoaït ñoäng. Caáu taïo nguyeân lyù laøm vieäc cuûa relay khoùa khôûi ñoäng 69 Relay khoùa khôûi ñoäng duøng tieáp ñieåm cô khí. Khi baät coâng taéc khôûi ñoäng, doøng ñieän qua Wbv qua cuoän kích maùy phaùt veà mass laøm ñoùng tieáp ñieåm K, doøng ñieän ñeán relay khôûi ñoäng. Khi ñoäng cô hoaït ñoäng, maùy phaùt ñieän baét ñaàu laøm vieäc (ñaàu L coù ñieän aùp baèng ñieän aùp accu nhöng maùy chöa taét coâng taéc khôûi ñoäng), doøng ñieän qua Wbv maát khieán khoùa K môû, ngaét doøng ñeán relay khôûi ñoäng laøm cho maùy khôûi ñoäng khoâng hoaït ñoäng nöõa. Hình 3.9: Sô ñoà thöïc teá maïch baûo veä khôûi ñoäng 1. Accu; 2. Coâng taéc nguoàn; 3. Coâng taéc maùy; 4. Coâng taéc khôûi ñoäng; 5. Ñeøn baùo naïp, 6. Maùy phaùt; 7. Relay baûo veä khôûi ñoäng; 8. Maùy khôûi ñoäng b. Maïch baûo veä khôûi ñoäng ñieàu khieån baèng ñieän töû Trong loaïi naøy, ngöôøi ta söû duïng maïch bieán ñoåi taàn soá sang ñieän theá baèng caùch laáy tín hieäu taàn soá töø daây trung hoaø (N) cuûa maùy phaùt hoaëc ñaàu aâm bobine. Tín hieäu toác ñoä ñoäng cô theå hieän qua taàn soá ñaùnh löûa ñöôïc ñöa ñeán ngoõ vaøo cuûa maïch baûo veä, laøm thay ñoåi taàn soá ñoùng môû cuûa T1. Hieäu ñieän theá trung bình treân tuï C2 phuï thuoäc K STARTING RELAY BATL(ALT)ST(IG/SW) Hình 3.8: Relay baûo veä khôûi ñoäng 1 70 vaøo taàn soá naøy. Vì vaäy, khi ñoäng cô hoaït ñoäng, transitor T3 seõ ôû traïng thaùi ñoùng vaø maïch khôûi ñoäng seõ khoâng hoaït ñoäng. Hình 3.10: Maïch baûo veä khôûi ñoäng duøng OP-AMP 3.3.2.4. Rô le ñoåi daáu ñieän aùp : Treân moät soá xe coù coâng suaát lôùn thöôøng söû duïng heä thoáng ñieän 12/24V. Heä thoáng ñieän 12V duøng cung caáp cho caùc phuï taûi coøn heä thoáng ñieän 24V duøng ñeå khôûi ñoäng. Hình 3.14 trình baøy sô ñoà ñaáu daây cuûa maïch ñoåi ñieän aùp treân xe IFA. Treân sô ñoà naøy, maùy khôûi ñoäng coù hieäu ñieän theá laøm vieäc laø 24 V trong khi caùc phuï taûi ñieän khaùc vaø maùy phaùt coù ñieän aùp ñònh möùc laø 12V. Ñeå chuyeån ñoåi ñieän aùp trong luùc khôûi ñoäng, thöôøng boá trí relay ñoåi ñieän aùp, relay naøy coù nhieäm vuï ñaáu noái tieáp 2 bình accu 12V ñeå coù 24V khi khôûi ñoäng. Khi keát thuùc khôûi ñoäng hai bình accu seõ ñöôïc maéc song song ñeå maùy phaùt naïp ñieän cho chuùng. Hình 3.11: Maïch khôûi ñoäng vôùi relay ñoåi ñieän 12V-24V AÂm bobine IG ST (relay ñeà) Mass T1 T2 T3 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 C2 C1 R10 + - D1 D2 D3 71 3.3.3. HÖ thèng hç trî khëi ®éng ®éng c¬ Diesel. HÖ thèng hç trî khëi ®éng ®éng c¬ diesel bao gåm hai nguyªn t¾c sÊy: - SÊy nãng buång ®èt ®éng c¬ : trªn xe con,xe nhá,xe trung b×nh. - SÊy nãng kh«ng khÝ n¹p trªn ®−êng èng n¹p : trªn xe t¶i,xe buýt a. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña hÖ thèng sÊy ®iÒu khiÓn trùc quan: H×nh 3.12. HÖ thèng sÊy ®iÒu khiÓn trùc quan Khi vÆn kho¸ ®iÖn vÒ nÊc G (Glow-sÊy),dßng ®iÖn ®i theo chiÒu : + Aq → cÇu ch× → kho¸ ®iÖn (nÊc G) → cuén d©y r¬le sÊy → m¸t,khi ®ã,tiÕp ®iÓm cña r¬le sÊy ®ãng,sÏ cung cÊp dßng ®iÖn ®Õn c¸c bugi sÊy l¾p song song → m¸t. §ång thêi sÏ cã dßng ®iÖn ®i tõ + Aq → cÇu ch× → khãa ®iÖn → r¬ le thêi gian sÊy vµ ®Ìn b¸o sÊy → m¸t. Ngay khi ng−êi l¸i vÆn kho¸ ®iÖn vÒ nÊc G,r¬ le thêi gian sÊy th«ng ©m ®Ó bËt ®Ìn b¸o sÊy,vµ khëi ®éng bé ®Õm thêi gian sÊy.Khi thêi gian sÊy kÕt thóc,r¬le thêi gian sÊy t¾t ®Ìn b¸o sÊy,ng−êi l¸i vÆn kho¸ ®iÖn vÒ nÊc STA,thùc hiÖn qu¸ tr×nh ®Ò.NÕu ®Ò kho¶ng 10 gi©y ®éng c¬ ch−a næ,ph¶i nghØ 2 phót tr−íc khi lÆp l¹i qu¸ tr×nh ®Ò. b. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña hÖ thèng sÊy lËp tr×nh ®iÒu khiÓn hai chÕ ®é : - ChÕ ®é sÊy nhanh : khi nhiÖt ®é n−íc lµm m¸t ®éng c¬ < 500C,bé ®iÒu khiÓn Controller ®iÒu khiÓn r¬le 1 ON ®Ó ¾cquy cÊp ®iÖn trùc tiÕp ®Õn c¸c bugi sÊy m¾c song song víi nhau,®Õn khi nhiÖt ®é bugi sÊy ®¹t 9000C (ph¶n ¸nh qua dßng ®iÖn cÊp cho 72 bugi sÊy,®o b»ng ®iÖn trë c¶m biÕn) th× bé ®iÒu khiÓn sÊy t¾t OFF r¬le 1 vµ cÊp ®iÖn cho r¬le 2 ®Ó tiÕp tôc sÊy ë nÊc 2 .ë nÊc 2 : ¾c quy cÊp ®iÖn cho c¸c bugi sÊy qua r¬le 2 vµ ®iÖn trë phô,do ®ã nhiÖt ®é bugi sÊy ®¹t 4500C,gäi lµ chÕ ®é sÊy æn ®Þnh. Trong c¶ hai tr−êng hîp nµy,®Ìn b¸o sÊy s¸ng.Sau ®ã,®Ìn b¸o sÊy t¾t,b¸o hiÖu qu¸ tr×nh sÊy ®· hoµn thµnh,chuyÓn sang ®Ò. - ChÕ ®é sÊy æn ®Þnh : khi nhiÖt ®é n−íc lµm m¸t ®éng c¬ ≥ 500C,thùc hiÖn sÊy ë nÊc 2. H×nh 3.13 : HÖ thèng sÊy lËp tr×nh ®iÒu khiÓn hai chÕ ®é 73 Ch−¬ng 4 : hÖ thèng ®¸nh löa 4.1.C«ng dông,ph©n lo¹i,yªu cÇu : a.C«ng dông : BiÕn ®æi dßng ®iÖn mét chiÒu ®iÖn ¸p thÊp (12V,14V) thµnh c¸c xung ®iÖn cao ¸p (12.000V-45.000V) ®ñ t¹o ra tia löa ®iÖn m¹nh (nhiÖt ®é 10.000 0C) vµo ®óng thêi ®iÓm quy ®Þnh (thêi ®iÓm ®¸nh löa sím) vµ theo thø tù nhÊt ®Þnh (thø tù næ). b.Tæng quan vÒ hÖ thèng ®¸nh löa : Trong ®éng c¬ x¨ng,hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu ®−îc ®¸nh löa ®Ó ®èt ch¸y (næ) vµ ¸p lùc sinh ra tõ sù bèc ch¸y sÏ ®Èy pÝtt«ng xuèng.N¨ng l−îng nhiÖt ®−îc biÕn thµnh ®éng lùc cã hiÖu qu¶ cao nhÊt khi ¸p lùc næ cùc ®¹i ®−îc ph¸t sinh vµo thêi ®iÓm trôc khuûu ë vÞ trÝ 100 sau ®iÓm chÕt trªn (TDC).V× vËy ph¶i ®¸nh löa sím sao cho ¸p lùc næ cùc ®¹i ®−îc t¹o ra vµo thêi ®iÓm 100 sau TDC .Thêi ®iÓm ®¸nh löa ®Ó ®éng c¬ cã thÓ s¶n ra ¸p lùc næ cùc ®¹i nµy l¹i th−êng xuyªn thay ®æi tuú thuéc vµo ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña ®éng c¬. Gãc ®¸nh löa sím γ 0pt lµ gãc quay cña trôc khuûu ®éng c¬ tÝnh tõ thêi ®iÓm xuÊt hiÖn tia löa ®iÖn t¹i bugi cho ®Õn khi pÝtt«ng lªn tíi TDC. H×nh 4.1 : Gãc ®¸nh löa sím Gãc ®¸nh löa sím ¶nh h−ëng rÊt lín ®Õn c«ng suÊt,tÝnh kinh tÕ vµ ®é « nhiÔm cña khÝ th¶i ®éng c¬.Gãc ®¸nh löa sím tèi −u phô thuéc vµo rÊt nhiÒu yÕu tè : γ 0pt = f(pb®,tb®,p,twt,tmt,n,N0) Trong ®ã : pb® : ¸p suÊt trong buång ®èt t¹i thêi ®iÓm ®¸nh löa tb® : nhiÖt ®é buång ®èt p : ¸p suÊt trªn ®−êng èng n¹p twt : nhiÖt ®é n−íc lµm m¸t ®éng c¬ tmt : nhiÖt ®é m«i tr−êng n : sè vßng quay cña ®éng c¬ 74 N0 : chØ sè octan cña x¨ng - Qu¸ tr×nh ch¸y cña hoµ khÝ : + giai ®o¹n ch¸y trÔ : + giai ®o¹n lan truyÒn ngän löa : - Thêi ®iÓm ®¸nh löa sím : 75 c.Ph©n lo¹i hÖ thèng ®¸nh löa : Chia lµm 5 nhãm : 1 - HÖ thèng ®¸nh löa m¸ vÝt (tiÕp ®iÓm) : CI (Conventional Ignition system) 2 - HÖ thèng ®¸nh löa b»ng IC : TI ( Transistor Ignition system) 76 3 - HÖ thèng ®¸nh löa lËp tr×nh cã bé chia ®iÖn : SI ( Semiconductor Ignition system) 4 - HÖ thèng ®¸nh löa lËp tr×nh kh«ng cã bé chia ®iÖn : BSI hoÆc DLI ( Distributorless Ignition system) 5 – HÖ thèng ®¸nh löa b»ng tô ®iÖn : CDI (Capacitor Discharged Ignition system) Trong mçi nhãm l¹i chia thµnh nhiÒu kiÓu kh¸c nhau,tæng céng h¬n 20 kiÓu. d. Yªu cÇu : - HT§L ph¶i sinh ra søc ®iÖn ®éng thø cÊp ®ñ lín ®Ó phãng ®iÖn qua khe hë bugi trong tÊt c¶ c¸c chÕ ®é lµm viÖc cña ®éng c¬. - Tia löa ®iÖn trªn bugi ph¶i ®ñ n¨ng l−îng vµ thêi gian phãng ®Ó ®èt ch¸y hoµn toµn hoµ khÝ. - Gãc ®¸nh löa sím ph¶i ®óng trong mäi chÕ ®é ho¹t ®éng cña ®éng c¬. - C¸c phô kiÖn cña hÖ thèng ®¸nh löa ph¶i ho¹t ®éng tèt trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é cao vµ ®é rung xãc lín. 77 4.2. nguyªn lý t¹o ®iÖn cao ¸p vµ c¸c s¬ ®å ®¸nh löa tiªu biÓu : - S¬ ®å nguyªn lý hÖ thèng ®¸nh löa : - N¨ng l−îng dù tr÷ Wdt : N¨ng l−îng dù tr÷ Wdt lµ n¨ng l−îng tÝch luü d−íi d¹ng tõ tr−êng trong cuén d©y s¬ cÊp cña b«bine.§Ó ®¶m b¶o tia löa ®iÖn cã ®ñ n¨ng l−îng ®Ó ®èt ch¸y hoµn toµn hoµ khÝ,hÖ thèng ®¸nh löa ph¶i ®¶m b¶o ®−îc n¨ng l−îng dù tr÷ trªn cuén s¬ cÊp cña b«bine ë mét gi¸ trÞ x¸c ®Þnh : - Tèc ®é biÕn thiªn cña hiÖu ®iÖn thÕ thø cÊp S : tèc ®é biÕn thiªn hiÖu ®iÖn thÕ thø c¸p S cµng lín th× tia löa ®iÖn xuÊt hiÖn t¹i ®iÖn cùc bugi cµng m¹nh nhê ®ã dßng kh«ng bÞ rß qua muéi than trªn ®iÖn cùc bugi,n¨ng l−îng tiªu hao trªn m¹ch thø cÊp gi¶m. - Quy luËt biÕn ®æi cña dßng ®iÖn s¬ cÊp i1 vµ ®iÖn ¸p thø cÊp U2m : Vïng gia t¨ng dßng ®iÖn s¬ cÊp vµ t¹o n¨ng l−îng tÝch luü chuÈn bÞ cho ®¸nh löa Vïng dßng ®iÖn s¬ cÊp bÞ ng¾t,tèc ®é biÕn thiªn cña tõ tr−êng rÊt lín vµ c¶m øng ra ®iÖn cao ¸p ë cuén thø cÊp 78 - Nh÷ng hÖ thèng ®¸nh löa trªn «t« hiÖn nay,®Ó ng¾t dßng s¬ cÊp ng−êi ta dïng IC ®¸nh löa nhËn tÝn hiÖu tõ c¶m biÕn ®¸nh löa (HT§L TI hay HT§L ®éc lËp kh«ng hép ®en),cßn trong c¸c HT§L cã hép ®en (ECU) ®Ó ng¾t dßng ®iÖn s¬ cÊp ng−êi ta dïng IC ®¸nh löa hoÆc Tranzito nhËn tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn tõ ECU (xung IGT). 4.3. C¸c hÖ thèng ®¸nh löa : 4.3.1. HÖ thèng ®¸nh löa CI : 4.3.1.1. S¬ ®å nguyªn lý: H×nh 4.2: HÖ thèng ®¸nh löa th−êng 1. ¾c quy 4. Cuén s¬ cÊp 7. Con quay chia ®iÖn 10. CÆp tiÕp ®iÓm 2. Kho¸ ®iÖn 5. Lâi thÐp 8. N¾p bé chia ®iÖn 11. Cam chia ®iÖn 3. §iÖn trë phô 6. Cuén thø cÊp 9. Bugi 12. Tô ®iÖn H×nh 4.3: S¬ ®å ®Êu d©y hÖ thèng ®¸nh löa th−êng 1. ¾c quy; 2. Kho¸ ®iÖn; 3. B«bin; 4. Bé chia ®iÖn; 5. Tô ®iÖn; 6. CÆp tiÕp ®iÓm; 7. Bugi. 79 4.3.1.2. Nguyªn lý lµm viÖc Khi ®ãng kho¸ ®iÖn, dßng ®iÖn mét chiÒu I1 sÏ qua cuén d©y s¬ cÊp (4). Khi tiÕp ®iÓm (10) ®ãng, m¹ch s¬ cÊp khÐp kÝn vµ dßng s¬ cÊp trong m¹ch cã chiÒu tõ : (+) ¾c quy t kho¸ ®iÖn t ®iÖn trë phô (3) t cuén s¬ cÊp (w1) t tiÕp ®iÓm (10) t m¸t t (-) ¾c quy. Khi khãa ®iÖn ë møc START (nÊc khëi ®éng) ®iÖn trë phô ®−îc nèi t¾t lo¹i ra khái m¹ch s¬ cÊp trªn. Thêi gian tiÕp ®iÓm ®ãng dßng s¬ cÊp gia t¨ng tõ gi¸ trÞ I0 ®Õn gi¸ trÞ cùc ®¹i Imax. Cam chia ®iÖn(11) quay, t¸c ®éng tiÕp ®iÓm (10) më ra, m¹ch s¬ cÊp bÞ ng¾t (më) ®ét ngét,tõ tr−êng trong lâi thÐp bÞ ng¾t ®ét ngét, tõ th«ng do dßng s¬ cÊp sinh ra biÕn thiªn mãc vßng qua hai cuén s¬ cÊp vµ thø cÊp. Trong cuén s¬ cÊp sinh ra søc ®iÖn ®éng tù c¶m C1 cã trÞ sè (180 ÷300)(V). §ång thêi trong cuén thø cÊp xuÊt hiÖn mét søc ®iÖn ®éng c¶m øng cã trÞ sè 18 ÷ 25(KV). Lóc ®ã xung cao ¸p ë cuén thø cÊp sÏ ®−îc dÉn qua con quay (7) bé chia ®iÖn (8) ®Ó dÉn ®Õn bugi (9) vµ phãng qua khe hë cña bugi t¹o ra tia löa ®iÖn ®óng thêi ®iÓm gÇn cuèi cña qu¸ tr×nh nÐn ®Ó ®èt ch¸y hçn hîp c«ng t¸c cña ®éng c¬. ë cuén s¬ cÊp xuÊt hiÖn søc ®iÖn ®éng U1 = 180 ÷ 300(V). Lóc nµy tô ®iÖn sÏ tÝch ®iÖn, lµm gi¶m nhanh søc ®iÖn ®éng tù c¶m U1 hay nãi c¸ch kh¸c, lµm cho dßng s¬ cÊp mÊt ®i ®ét ngét, ®Ó lµm xuÊt hiÖn søc ®iÖn ®éng c¶m øng lín ë cuén s¬ cÊp. Tô ®iÖn cßn cã t¸c dông b¶o vÖ cÆp tiÕp ®iÓm khái bÞ ch¸y. 4.3.1.3. C¸c bé phËn chÝnh trong hÖ thèng ®¸nh löa: a. BiÕn ¸p ®¸nh löa (b«bin). * C«ng dông: BiÕn ®iÖn ¸p mét chiÒu 6V, 12V thµnh ®iÖn ¸p 12 ÷ 25(KV). * CÊu t¹o: B«bin th−êng ®−îc lµm kÝn, kh«ng th¸o l¾p chi tiÕt bªn trong ®Ó söa ch÷a. Lâi b«bin ®−îc lµm b»ng l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn, cã chiÒu dµy 0,35 (mm) ®−îc s¬n c¸ch ®iÖn víi nhau. Trªn lâi thÐp ®−îc cuèn hai cuén d©y s¬ cÊp vµ thø cÊp. Cuén d©y s¬ cÊp ®−îc cuèn kho¶ng 250 ÷400(vßng), tiÕt diÖn d©y kho¶ng 0,7÷0,8(mm) vµ ®−îc cuèn phÝa ngoµi ®Ó tho¸t nhiÖt. Cßn cuén thø cÊp ®−îc cuèn bªn trong, sè vßng d©y 19000 ÷26000(vßng), tiÕt diÖn 0,07 ÷0,1(mm). Trong mét sè b«bin c¶ lâi vµ c¸c cuén d©y ®Òu ®−îc ng©m trong dÇu biÕn thÕ, môc ®Ých ®Ó lµm m¸t nhanh cho b«bin . 80 H×nh 4.4: CÊu t¹o cña b«bin 1. Cäc cao ¸p 9. Cuén d©y thø cÊp 2. C¸c l¸ thÐp kü thuËt 10. Khoang chøa dÇu lµm m¸t 3. N¾p c¸ch ®iÖn 11. §Õ c¸ch ®iÖn 4. Lß xo tiÕp dÉn 12. Lâi 5. Th©n cña biÕn ¸p 13. Cäc nèi ra tiÕp ®iÓm (cäc ©m) 6. Gi¸ ®ì 14. Cäc d−¬ng (BK+) nèi tõ kho¸ ®iÖn 7. M¹ch tõ tr−êng ngoµi 15. Cäc cao ¸p trung t©m (cäc 4) 8. Cuén s¬ cÊp * Nguyªn lý ho¹t ®éng : Khi kho¸ ®iÖn ®ãng vµ cÆp tiÕp ®iÓm cña bé chia ®iÖn ®ãng (m¹ch s¬ cÊp khÐp kÝn). Dßng ®iÖn ch¹y trong cuén s¬ cÊp, lâi thÐp trë thµnh nam ch©m ®iÖn , sinh ra tõ tr−êng ë cuén d©y s¬ cÊp vµ tõ tr−êng nµy mãc vßng qua cuén thø cÊp. NÕu dßng s¬ cÊp bÞ ng¾t ®ét ngét vµ tõ tr−êng do nã sinh ra còng bÞ mÊt ®ét ngét . Nªn theo ®Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ ë cuén thø cÊp sÏ xuÊt hiÖn mét søc ®iÖn ®éng cã trÞ sè cao tû lÖ víi sè vßng d©y t−¬ng øng kho¶ng 18÷25(KV). §ång thêi còng lµm xuÊt hiÖn søc ®iÖn ®éng tù c¶m ë cuén s¬ cÊp cã trÞ sè kho¶ng 180 ÷ 300(V). b. Bé chia ®iÖn: * C«ng dông : §ãng c¾t dßng ®iÖn s¬ cÊp ®Ó t¹o xung cao ¸p, ®ång thêi ph©n phèi xung ®iÖn ¸p cao tíi c¸c bugi theo ®óng thêi ®iÓm (gãc ®¸nh löa sím) vµ thø tù næ. * CÊu t¹o : 14 15 13 81 Bé chia ®iÖn gåm 3 bé phËn chÝnh : Bé phËn t¹o xung , bé phËn chia ®iÖn cao ¸p vµ bé ®iÒu chØnh gãc ®¸nh löa sím H×nh 4.5: CÊu t¹o bé phËn chia ®iÖn Bé phËn t¹o xung : gåm cam vµ cÆp tiÕp ®iÓm, cam chia ®iÖn ®−îc chÕ t¹o riªng l¾p chÆt víi trôc cña bé chia ®iÖn sè vÊu cam ®óng b»ng sè xi lanh cña ®éng c¬. Bé chia ®iÖn ®−îc dÉn ®éng tõ trôc cam th«ng qua ¨n khíp b¸nh r¨ng cña trôc cam vµ trôc bé chia ®iÖn . CÆp tiÕp ®iÓm ®−îc bè trÝ cè ®Þnh trªn mét ®Üa trong bé chia ®iÖn lµm nhiÖm vô ®ãng vµ ng¾t dßng s¬ cÊp. C¸c tiÕp ®iÓm ho¹t ®éng nhê cam khi cam quay theo chiÒu lµm viÖc cho ®Õn khi phÇn vÊu cam t¸c ®éng vµo tiÕp ®iÓm ®éng vµ lµm tiÕp ®iÓm më ra. TiÕp ®iÓm më hoµn toµn khi ®Ønh cña vÊu cam t¸c ®éng vµo vÊu tú cña cÇn tiÕp ®iÓm ®éng. Qóa tr×nh lÆp ®i lÆp l¹i cho c¸c vÊu cam tiÕp theo. H×nh 4.6: Cam chia ®iÖn t¸c ®éng vµo cÆp tiÕp ®iÓm . - Tô ®iÖn : + Khi tiÕp ®iÓm më dßng s¬ cÊp bÞ ng¾t ®ét ngét. Theo ®Þnh luËt c¶m øng th× trong cuén s¬ cÊp sinh ra mét søc ®iÖn ®éng tù c¶m cã chiÒu chèng l¹i sù biÕn thiªn cña dßng s¬ cÊp, 1. cam bé c¾t ®iÖn. 2. Tô ®iÖn. 3. Lß xo l¸. 4. CÇn bé c¾t ®iÖn. 5. Trôc tiÕp ®iÓm cè ®Þnh. 6. Vá. 7. CÇn gi÷. 8. Trôc bé chia ®iÖn. 9. Bé ®iÒu chØnh li t©m. 10. §Üa cè ®Þnh. 11. §Üa di ®éng. 12. Bé ®iÒu chØnh ®¸nh löa kiÓu ch©n kh«ng. 82 søc ®iÖn ®éng nµy cã n¨ng l−îng kh¸ lín 180 ÷ 200(V), sÏ phãng qua hai cùc cña m¸ vÝt, do tô ®iÖn m¾c song song víi hai m¸ vÝt nªn lóc nµy tô ®iÖn tÝch ®iÖn (n¹p ®iÖn). + Khi tiÕp ®iÓm ®ãng dßng s¬ cÊp biÕn thiªn ®Õn gi¸ trÞ x¸c ®Þnh, tõ th«ng biÕn thiªn lµm xuÊt hiÖn trong cuén s¬ cÊp mét søc ®iÖn ®éng tù c¶m cã chiÒu chèng l¹i dßng sinh ra nã, g©y ra sù c¶n trë dßng s¬ cÊp vµ lµm nãng b«bin, lóc nµy tô ®iÖn phãng ®iÖn triÖt tiªu dßng ®iÖn tù c¶m trªn. - §iÖn trë phô : Dßng ®iÖn qu¸ cao trong m¹ch s¬ cÊp sÏ t¹o ra hå quang vµ lµm ch¸y c¸c tiÕp ®iÓm. Dßng ®iÖn nµy còng cã thÓ lµm cuén d©y cña b«bin nãng lªn, cã thÓ qu¸ nhiÖt g©y ¶nh h−ëng ®Õn ®iÖn ¸p ®¸nh löa vµ lµm h− háng b«bin. §Ó ng¨n dßng s¬ cÊp qu¸ cao, ng−êi ta l¾p nèi tiÕp mét ®iÖn trë phô vµo tr−íc cuén s¬ cÊp vµ sau kho¸ ®iÖn. Khi khëi ®éng ®éng c¬, dßng khëi ®éng lín do ®ã sôt ¸p lín, v× vËy ®Ó ®¶m b¶o trÞ sè dßng s¬ cÊp ®ñ lín ®Ó t¹o xung cao ¸p ®¸nh löa, ng−êi ta nèi t¾t ®iÖn trë phô. Toµn bé ®iÖn ¸p sÏ cung cÊp cho khëi ®éng vµ m¹ch s¬ cÊp, nh− vËy võa ®¶m b¶o dßng khëi ®éng võa ®¶m b¶o yªu cÇu cña m¹ch ®¸nh löa. Sau khi khëi ®éng xong trÞ sè dßng s¬ cÊp t¨ng lªn, ®iÖn trë phô ®−îc ®−a vµo lµm viÖc. * Bé phËn chia ®iÖn cao ¸p gåm cã : - Con quay chia ®iÖn - N¾p bé chia ®iÖn - Than tiÕp ®iÖn vµ lß xo ®µn håi - Con quay chia ®iÖn ®−îc l¾p c¸ch ®iÖn víi trôc vµ cè ®Þnh trªn trôc. Thái than tiÕp ®iÖn ®−îc l¾p cïng lß xo ®Ó ®¶m b¶o tiÕp xóc tèt gi÷a r«to (con quay) víi d©y cao ¸p trung t©m . N¾p bé chia ®iÖn ®−îc lµm b»ng vËt liÖu c¸ch ®iÖn cao, trªn n¾p bè trÝ c¸c cÆp ®Êu d©y cao ¸p, sè cäc b»ng sè xi lanh cña ®éng c¬. Mét vÊn ®Ò ®−îc ®Æt ra lµ: tiÕp ®iÓm ph¶i ®−îc më sím tuú theo tèc ®é ®éng c¬(gãc ®¸nh löa sím) . Cã hai c¸ch ®Ó lµm tiÕp ®iÓm më sím lµ: +Bè trÝ xoay c¶ cÆp tiÕp ®iÓm ng−îc chiÒu trôc cam . +Xoay cam bé chia ®iÖn ®i mét gãc cïng chiÒu víi chiÒu quay cña bé chia diÖn . Khi ®éng c¬ ch¹y ë chÕ ®é cÇm chõng, sù ®¸nh löa x¶y ra ngay tr−íc khi piston lªn ®Õn §CT ë cuèi kú nÐn. ë c¸c tèc ®é cao h¬n, gãc ®¸nh löa sím lín h¬n.NhiÒu bé chia ®iÖn sö dông hai bé ®iÒu chØnh ®¸nh löa sím : b»ng ch©n kh«ng vµ b»ng li t©m .C¬ cÊu ®¸nh löa sím b»ng ch©n kh«ng ®iÒu chØnh gãc ®¸nh löa sím dùa vµo t¶i cña ®éng c¬ . C¬ cÊu ®¸nh löa sím b»ng li t©m ®iÒu chØnh gãc ®¸nh löa sím nhê lùc qu¸n tÝnh cña qu¶ v¨ng li t©m lµm xoay trôc bé chia ®iÖn ®i mét gãc khi sè vßng quay cña ®éng c¬ t¨ng. + Bé ®iÒu chØnh ®¸nh löa sím kiÓu ch©n kh«ng: + Lo¹i hép mµng ®¬n . + Lo¹i hép mµng kÐp . - Hép mµng ®¬n 83 * CÊu t¹o : Gåm hép mµng . Nhê cã mµng cao su chia hép thµnh hai mµng riªng biÖt: + Buång th«ng víi khÝ trêi . + Buång nèi th«ng víi phÝa sau b−ím ga hoÆc phÝa tr−íc b−ím ga hoÆc lµ mét buång nèi víi phÝa tr−íc, mét buång nèi phÝa sau lß xo håi vÞ lu«n cã xu h−íng ®Èy mµng vÒ vÞ trÝ c©n b»ng. CÇn kÐo (3) mét ®Çu ®−îc cè ®Þnh víi m©m di ®éng nhê ®Çu kia nèi víi mµng. H×nh 4.7: Bé ®iÒu chØnh ®¸nh löa sím kiÓu ch©n kh«ng víi hép mµng ®¬n (a) vµ hép mµng kÐp (b). 1. M©m di ®éng ; 2. CÇn kÐo ; 3. Mµng cao su ; 4. Lß xo håi vÞ cña mµng ®¬n;5. Vá hép ch©n kh«ng ; 6. §Çu èng ch©n kh«ng nèi phÝa sau b−ím ga ; 7. Lß xo håi vÞ mµng nèi phÝa tr−íc b−ím ga; 8. C÷ chÆn ; 9. §Çu èng ch©n kh«ng nèi phÝa tr−íc b−ím ga. H×nh 4.7: Nguyªn lý lµm viÖc cña bé ®iÒu chØnh ®¸nh löa sím b»ng ch©n kh«ng 1. Bé chia ®iÖn. 2. M©m chia ®iÖn. 3. Mµng. 4. Khoang th«ng víi phÝa d−íi b−ím ga. 5. Khoang th«ng víi phÝa tr−íc b−ím ga. 6. Vá. 7. B−ím ga. 8. Häng khuÕch t¸n. 84 T¨ng t¶i träng Gi¶m t¶i träng H×nh 4.8: Bé tù ®éng ®iÒu chØnh ®¸nh löa sím kiÓu ch©n kh«ng - Nguyªn lý ho¹t ®éng: Khi ®éng c¬ ch−a lµm viÖc, ¸p suÊt ë hai buång nh− nhau, lß xo ®Èy mµng vµ cÇn ®Èy vµo gi÷ cho m©m trªn ë mét vÞ trÝ cè ®Þnh øng víi gãc ®¸nh löa sím ban ®Çu. Khi ®éng c¬ b¾t ®Çu lµm viÖc b−ím ga cßn ®ãng kÝn hoÆc hÐ më nhá. §é ch©n kh«ng ë phÝa sau b−ím ga lín th¾ng ®−îc søc c¨ng lß xo hót mµng ®i ra, kÐo theo cÇn vµ m©m trªn quay ng−îc chiÒu víi chiÒu quay cña trôc bé chia ®iÖn, lµm gãc ®¸nh löa sím t¨ng lªn. Khi b−ím ga më lín dÇn, ®é ch©n kh«ng phÝa sau b−ím ga gi¶m dÇn, ¸p suÊt ë hai buång kh«ng cßn chªnh lÖch nhiÒu, kh«ng th¾ng ®−îc søc c¨ng cña lß xo, lß xo c¨ng ra ®Èy mµng vµ cÇn ®i vµo lµm cho m©m chia ®iÖn quay cïng chiÒu víi chiÒu quay cña trôc bé chia ®iÖn lµm gi¶m gãc ®¸nh löa sím. B. Bé ®iÒu chØnh gãc ®¸nh löa sím kiÓu ly t©m: 1. §Õn buång hçn hîp cña c¸c burato. 2. Lß xo. 3. N¾p. 4. Mµng. 5. Vá. 6. §Üa cè ®Þnh. 7. CÇn kÐo. 8. §Üa di ®éng. 9. Vá bé c¾t...ôùc (chæ laøm vieäc khi nhieät lôùn hôn 84oC). Hình 7.3: Maïch ñieän quaït laøm maùt loaïi thöôøng ñoùng treân xe TOYOTA Nguyeân lyù hoaït ñoäng Khi baät coâng taéc maùy (IG/SW) seõ coù doøng ñieän qua caàu chì 7,5A cung caáp cho cuoän daây cuûa relay quaït laøm maùt (cooling fan motor relay) qua coâng taéc nhieät ñoä nöôùc(water temprature switch) veà mass huùt coâng taéc ngaét doøng ñeán motor. Ñoàng thôøi doøng ñieän cuõng ñeán cung caáp cho cuoän daây cuûa relay chính (main relay) ñi xuoáng mass huùt coâng taéc W sang vò trí C. Khi ñoäng cô laøm vieäc ôû nhieät ñoä döôùi 84oC, do coâng taéc nhieät ñoä nöôùc vaãn ñoùng neân quaït laøm maùt ñoäng cô chöa laøm vieäc. Khi nhieät nöôùc laøm maùt ñoäng cô vöôït quaù 840C thì coâng taéc nhieät ñoä nöôùc seõ ngaét doøng qua cuoän daây cuûa relay quaït giaûi nhieät keùt nöôùc (cooling fan relay) laøm cho coâng taéc traû veà vò trí cuõ noái döông cho motor laøm quaït quay. b. Heä thoáng ñieàu khieån quaït keùt nöôùc baèng coâng taéc nhieät thöôøng môû (normally open): Heä thoáng ñieän ñieàu khieån quaït nöôùc laøm maùt ñoäng cô loaïi naøy ñöôïc laép ñaët treân xe HONDA ACCORD model 90-94, khoâng duøng chung vôùi maïch ñieän ñieàu khieån heä thoáng laïnh. Caáu taïo cuûa heä thoáng bao goàm: accu, caàu chì, coâng taéc maùy, relay ñieàu khieån quaït, quaït laøm maùt ñoäng cô, coâng taéc nhieät ñoä nöôùc (laøm vieäc khi nhieät ñoä nöôùc vöôït quaù 90oC ). Motor quaït laøm maùt Relay quaït laøm maùt Coâng taéc nhieät 80A 50A 15A IG ST B 197 Hình 7.4: Maïch ñieän quaït laøm maùt loaïi thöôøng môû treân xe HONDA - ACCORD Nguyeân lyù hoaït ñoäng Khi baät coâng taéc maùy (IG/SW) ñieän theá döông qua caàu chì ñöôïc caáp ñeán moät ñaàu cuoän daây cuûa relay quaït laøm maùt keùt nöôùc vaø tieáp ñieåm cuûa relay naøy. Khi ñoäng cô laøm vieäc ôû nhieät ñoä döôùi 90oC do caáu taïo cuûa coâng taéc nhieät ñoä nöôùc (coolant temperature switch) vaãn chöa ñoùng neân motor quaït laøm maùt keùt nöôùc chöa laøm vieäc. Khi nhieät ñoä nöôùc laøm maùt vöôït quaù 90oC, coâng taéc nhieät ñoä nöôùc seõ ñoùng tieáp mass cho cuoän daây cuûa relay quaït (radiator fan relay) ñeå ñoùng coâng taéc cung caáp döông cho quaït laøm vieäc. 7.1.4. Heä thoáng ñieàu khieån quaït laøm maùt keát hôïp vôùi heä thoáng ñieàu hoøa nhieät ñoä : Heä thoáng ñieàu khieån quaït laøm maùt duøng chung vôùi maïch ñieän ñieàu khieån heä thoáng laïnh döôùi ñaây ñöôïc laép treân xe TOYOTA COROLLA. Caáu taïo cuûa heä thoáng bao goàm caùc boä phaän: accu, caùc caàu chì, coâng taéc maùy, relay ñieàu khieån quaït laøm maùt vaø quaït giaøn laïnh, coâng taéc nhieät ñoä nöôùc laøm maùt (laøm vieäc khi nhieät ñoä nöôùc laøm maùt ñoäng cô > 90oC). Relay motor quaït laøm maùt Relay ñoäng cô 7.5AB ST IG M motor quaït laøm maùt C B A Coâng taéc nhieät ñoä nöôùc 198 Hình 7.5: Sô ñoà maïch ñieän ñieàu khieån quaït laøm maùt khi heä thoáng ñieàu hoaø nhieät ñoä hoaït ñoäng Nguyeân lyù hoaït ñoäng Khi baät coâng taéc maùy seõ coù doøng ñieän töø: (+) Accu Æ IG Æ caàu chì 15A Æ qua cuoän daây cuûa relay chính Æ maùt Æ qua cuoän daây cuûa relay quaït keùt nöôùc laøm maùt Æ coâng taéc nhieät ñoä nöôùc Æ maùt Æ qua cuoän daây cuûa relay quaït giaøn noùng Æ coâng taéc nhieät ñoä nöôùc laøm maùt Æ maùt. Î laøm huùt tieáp ñieåm caùc relay. Khi baät coâng taéc maùy laïnh, coâng taéc nhieät ñoä nöôùc laøm maùt ñoùng (nöôùc laøm maùt coøn thaáp), coù doøng ñieän nhö sau: (+) Accu Æ cuoän daây cuûa relay ly hôïp maùy laïnh (A/C magnetic clutch relay) Æ mass laøm ñoùng tieáp ñieåm relay ly hôïp ñieän töø, caùc doøng cho cuoän daây relay quaït giaøn noùng ñoùng tieáp ñieåm relay. Xuaát hieän doøng ñi töø relay chính Æ motor quaït giaøn noùng Æ relay 4 chaân cuûa quaït giaøn noùng Æ relay 5 chaân cuûa quaït giaøn noùng Æ motor quaït keùt nöôùc laøm maùt ñoäng cô Æ maùt. Laøm caû hai quaït ñeàu quay, nhöng vôùi toác ñoä chaäm do maéc noái tieáp vôùi nhau. Relay ly hôïp maùy laïnh Relay quaït giaøn noùng Quaït giaøn noùng Relay quaït giaøn noùng Relay quaït laøm maùt Relay chính Quaït laøm maùt ñoäng cô Coâng taéc nhieät ñoä nöôùc laøm maùt A/C SW 15A 15A IG/SW BAT + 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 5 5 1 2 5 199 Khi nhieät ñoä nöôùc laøm maùt ñoäng cô > 90oC, coâng taéc nhieät ñoä nöôùc laøm maùt hôû laøm relay quaït giaøn noùng vaø relay quaït keùt nöôùc laøm maùt ñoäng cô cuõng hôû theo, phaùt sinh moät doøng ñieän môùi ñi töø: IG Æ relay chính Æ chaân soá 5 cuûa relay quaït laøm maùt ñoäng cô Æ motor quaït Æ maùt. Quaït quay vôùi toác ñoä cao nhaát. IG Æ relay chính Æ motor quaït giaøn noùng Æ relay 4 chaân cuûa quaït giaøn noùng Æ chaân 3 vaø chaân 4 cuûa relay 5 chaân quaït giaøn noùng Æ maùt. Quaït giaøn noùng quay ôû toác ñoä cao nhaát. 7.1.5. Ñieàu khieån quaït laøm maùt qua hoäp ñieàu khieån 7.1.5.1.Heä thoáng ñieàu khieån quaït vôùi hoäp ñieàu khieån ñoäc laäp Maïch ñieän ñieàu khieån quaït laøm maùt treân xe Lexus ES –300 ñöôïc ñieàu khieån töø hoäp ECU, quaït laøm maùt keùt nöôùc hoaït ñoäng nhôø aùp suaát daàu trôï löïc laùi. Maïch ñieän ñieàu khieån quaït laøm maùt nöôùc ñoäng cô laép treân xe Lexus –ES 300 goàm nhöõng boä phaän sau: accu, caàu chì, hoäp ñieàu khieån quaït (cooling fan ECU), caûm bieán vò trí böôùm ga (throttle position sensor), van solenoid, coâng taét aùp suaát bôm (A/C singlepressure swith), caûm bieán nhieät ñoä nöôùc laøm maùt ñoäng cô (engine coolant temperature sensor), caûm bieán ñaùnh löûa (ignition sensors), quaït laøm maùt keùt nöôùc. Hình 7.6: Sô ñoà quaït laøm maùt vôùi hoäp ñieàu khieån ñoäc laäp Nguyeân lyù hoaït ñoäng Quaït laøm maùt ñoäng cô treân xe Lexus ES 300 laø loaïi duøng aùp suaát daàu ñeå ñieàu khieån toác ñoä quaït. Khi baät coâng taéc maùy seõ coù nguoàn (+) qua caàu chì 15A cung caáp cho hoäp ñieàu khieån quaït ôû chaân 1 vaø hoäp ñöôïc noái mass ôû chaân 4. Caùc tín hieäu vò trí böôùm ga veà hoäp chaân soá 5, caûm bieán nhieät ñoä nöôùc baùo veà hoäp chaân 9 vaø chaân 10, coâng taéc aùp suaát cao noái veà hoäp ôû chaân 8, caûm bieán ñaùnh löûa gôûi veà hoäp ôû chaân 6. Khi toång hôïp caùc tín hieäu treân, hoäp seõ ñieàu khieån valve solenoid ôû chaân 2 vaø 3 ñeå 1 H oäp ñ ie àu kh ie ån B LU /Y EL B LU /W H T Caûm bieán nhieät ñoä nöôùc laøm maùt B LK /R E B LK B R N Y EL /B L Y EL B LU B LU /R E AÂm bobine Van ñieän töø ECU – IG FUSE 15A Caûm bieán vò trí böôùm ga 2 3 4 5 6 8 9 10 Coâng taéc aùp suaát gas 200 ñieàu khieån aùp suaát daàu laøm quaït quay ôû toác ñoä öùng vôùi caùc tín hieäu gôûi veà hoäp. 7.1.5.2. Heä thoáng ñieàu khieån quaït vôùi ECU ñoäng cô Treân hình 7.7 trình baøy maïch ñieän ñieàu khieån quaït laøm ñoäng cô treân xe Nissan laép ñoäng cô GA 16DE & SR model cho xöù noùng, ñöôïc ñieàu khieån töø hoäp ECU ñoäng cô. Caáu taïo cuûa heä thoáng goàm nhöõng boä phaän sau: accu, caàu chì, coâng taéc maùy, relay ñieàu khieån quaït (radiator fan relay), caûm bieán nhieät ñoä (themo switch), hoäp ñieàu khieån (ECCS control unit), hai quaït laøm maùt nöôùc (radiator fan). Hình 7.7: Sô ñoà maïch ñieän ñieàu khieån quaït laøm maùt vôùi ECU ñoäng cô 7.2. ÑIEÀU KHIEÅN ÑIEÀU HOAØ KHOÂNG KHÍ OÂTOÂ: 7.2.1. Chöùc naêng cuûa heä thoáng ñieàu hoaø khoâng khí : Heä thoáng ñieàu hoaø khoâng khí oâtoâ coù 3 chöùc naêng chính : - Laøm maùt: baèng caùch thoåi khoâng khí qua giaøn laïnh cuûa heä thoáng ñieàu hoaø tröôùc khi ñöa vaøo khoang laùi. Hình 7.8. Nguyeân lyù laøm maùt - Söôûi aám khoâng khí trong xe : Baèng caùch thoåi khoâng khí qua keùt söôûi tröôùc khi vaøo ECCS CONTROL 613107108116 R ad ia to r fa n 2 R ad ia to r fa n 1 R ad ia to r f an re la y Themistor 30A 30A 10A BAT 10 A 201 khoang laùi.Keùt söôûi ñöôïc laøm noùng baèng nöôùc laøm maùt ñoäng cô. Hình 7.9. Nguyeân lyù söôûi aám - Huùt aåm khoâng khí trong xe : Khi doøng khoâng khí ñöôïc thoåi qua giaøn laïnh,nhieät ñoä khoâng khí giaûm ñoät ngoät,nöôùc trong khoâng khí seõ ngöng tuï laïi trong khay höùng vaø ñöôïc xaû ra ngoaøi. Hình 7.10. Nguyeân lyù huùt aåm 7.2.2. Caáu taïo cuûa heä thoáng ñieàu hoaø khoâng khí oâtoâ : Bao goàm caùc boä phaän chính : Hình 7.11. Heä thoáng ñieàu hoaø oâtoâ - Maùy neùn : Neùn ga ñieàu hoaø ñeán nhieät ñoä,aùp suaát cao tröôùc khi ñi vaøo giaøn noùng. 202 Coù nhieàu kieåu maùy neùn : + Maùy neùn loaïi piston : Hình 7.12. Maùy neùn loaïu piston + Maùy neùn loaïi caùnh tröôït : Hình 7.13. Maùy neùn loaïi caùnh tröôït + Maùy neùn loaïi caùnh gaït : Hình 7.14. Maùy neùn loaïi caùnh gaït + Maùy neùn loaïi piston coù löu löôïng thay ñoåi (thay ñoåi goùc nghieâng ñóa vaùt,daãn ñeán haønh trình piston thay ñoåi) 203 : Hình 7.15. Maùy neùn coù löu löôïng thay ñoåi + Ly hôïp töø : Puli ñöôïc daãn ñoäng toaøn thôøi gian baèng daây curoa töø ñoäng cô,ly hôïp töø ñoùng hoaëc ngaét truïc maùy neùn khoûi puli . Hình 7.16. Ly hôïp töø - Giaøn noùng : Giaûi nhieät vaø laøm ngöng tuï ga ñieàu hoaø. Hình 7.17. Giaøn noùng 204 - Bình chöùa ga ( coù maét quan saùt): Loïc heát ga daïng hôi,ngaên khoâng cho ga daïng hôi ñi tôùi van tieát löu,ñoàng thôøi chöùa ga loûng vaø huùt aåm trong ga. Hình 7.18. Bình chöùa a - Maét quan saùt ga : Quan saùt traïng thaùi ga ñieàu hoaø. Hình 7.19. Maét ga - Van giaõn nô (van tieát löu): Laép tröôùc ngoõ vaøo giaøn laïnh,coù loã tieát löu raát nhoû chæ cho pheùp löu löôïng ga loûng raát nhoû qua ñoù vaø boác hôi vaøo giaøn laïnh.Ñieàu chænh löu löôïng ga loûng qua van tieát löu ñeán giaøn laïnh ñeå ñieàu chænh möùc ñoä laïnh cuûa giaøn laïnh. + Van tieát löu kieåu hoäp : Hình 7.20. Van tieát löu kieåu hoäp + Van tieát löu loaïi thöôøng (caân baèng ngoaøi) : 205 Hình 7.21. Van tieát löu loaïi thöôøng - Giaøn laïnh : Taïi ngoõ vaøo,ga laïnh döôùi daïng hôi söông. Taïi khu vöïc giöõa giaøn laïnh,khoaûng moät nöûa ga laïnh boác hôi,taïo thaønh hoãn hôïp hôi vaø söông. Taïi khu ngoõ ra giaøn laïnh, ga bay hôi hoaøn toaøn,bieán thaønh ga laïnh daïng hôi. Hình 7.22. Giaøn laïnh - Moâi chaát laïnh ( hay coøn goïi ga ñieàu hoaø,laõnh chaát) : Söû duïng loaïi HCF134-a (R134) vôùi ñaëc tính aùp suaát-nhieät ñoä nhö sau : Hình 7.23. Ñoà thò aùp suaát-nhieät ñoä cuûa moâi chaát - Daàu maùy neùn : boâi trôn maùy neùn baèng caùch hoaø vaøo moâi chaát vaø tuaàn hoaøn trong heä thoáng. Daàu maùy neùn ñöôïc söû duïng vôùi löôïng quy ñònh,neáu quaù ít seõ khoâng coù taùc duïng boâi 206 trôn maùy neùn;neáu quaù nhieàu seõ laøm bieán ñoåi tính chaát ga laïnh. 7.2.3. Chu trình laøm laïnh cô baûn : - Chu trình laøm laïnh kieåu ñôn : Hình 7.24. Chu trình laøm laïnh kieåu ñôn - Chu trình laøm laïnh kieåu keùp : Hình 7.25. Chu trình laøm laïnh kieåu keùp 207 7.2.4. Ñieàu khieån heä thoáng ñieàu hoaø : - Ñieàu khieån ñoùng ngaét maùy neùn : ECU ñoäng cô ñieàu khieån boä khueách ñaïi A/C thoâng doøng hoaëc ngaét doøng qua rôle ly hôïp töø,ñoøng hoaëc ngaét ly hôïp töø. Hình 7.26. Ñieàu khieån ly hôïp töø - Ñieàu khieån ngaét ly hôïp töø khi aùp suaát ga baát thöôøng duøng coâng taéc aùp suaát keùp. Hình 7.27. Coâng taéc aùp suaát keùp + Ngaét khi aùp suaát ga quaù thaáp (nhoû hôn 0.2 Mpa) : Hình 7.28. Khi aùp suaát moâi chaát nhoû hôn 0.2 MPa 208 + Ngaét khi aùp suaát ga quaù cao ( lôùn hôn 3.1 Mpa) Hình 7.29. Khi aùp suaát moâi chaát lôùn hôn 3.1 MPa 7.3. HÖ thèng tuÇn hoµn khÝ x¶ EGR : 7.3.1. Khaùi quaùt veà heä thoáng EGR: Hình 7.30. Sô ñoà heä thoáng tuaàn hoaøn khí xaû. Heä thoáng ñieàu khieån khí thaûi ñöôïc duøng giaûm löôïng NOx sinh ra trong khí thaûi. 7.4.2. Van VSV: 209 Hình 7.31. Van VSV * Hoaït ñoäng cuûa van VSV: Khi ECU caáp doøng ñeán cuoän daây cuûa van, döôùi taùc duïng cuûa löïc töø loõi di ñoäng bò huùt xuoáng laøm môû doøng chaân khoâng töø bôm chaân khoâng ñeán van EGR, ñieàu khieån môû van EGR. Ñieän trôû cuûa cuoän daây van VSV ôû 200C laø 38.5-44.5Ω Khi doøng ñieän ñeán cuoän daây bò ngaét, löïc loø xo ñaåy loõi di ñoäng ñi leân, ñoàng thôøi môû van (1). Khoâng khí töø buoàng (5) ñöôïc ñöa ñeán van EGR, laøm van naøy ñoùng laïi. 7.4.3. Van EGR: Maøng ñieàu khieån ngaên buoàng chaân khoâng vôùi khoâng khí, chaân khoâng ñöôïc truyeàn ñeán buoàng chaân khoâng töø van VSV qua oáng daãn. Khi chaân khoâng ñöôïc caáp ñeán maøng ñieàu khieån seõ bò huùt leân môû van ñieàu khieån, ñöa doøng khí EGR ñeán ñöôøng oáng naïp. Hình 7.32. Van EGR 7.4.4. Boä caét ñöôøng naïp: - Caáu taïo: Caáu taïo van VSV A : Khoâng khí B : Töø bôm chaân khoâng C : Ñeán van EGR 1 : Van 2 : Maøng 3 : Loõi Stator 4 : Loõi di ñoäng 5 : Buoàng khoâng khí 210 Hình 7.33. Sô ñoà boä caét ñöôøng naïp Heä thoáng bao goàm moät van chính vaø moät van phuï. Van chính ñöôïc ñieàu khieån bôûi baøn ñaïp ga, van phuï ñöôïc ñieàu khieån bôûi caùc boä chaáp haønh. Caùc boä naøy hoaït ñoäng cuøng vôùi hai van VSV (VSV1 vaø VSV2) ECU sau khi toång hôïp caùc tín hieäu nhaän ñöôïc töø caùc caûm bieán seõ ñieàu khieån hoaït ñoäng cuûa 2 van VSV. - Hoaït ñoäng: Khi ñoäng cô noå maùy, van chính vaø van phuï ñöôïc ñieàu chænh môû toái öu phuø hôïp vôùi toác ñoä ñoäng cô, ñieàu kieän taûi cuûa ñoäng cô vaø löôïng khí EGR. Ñoàng thôøi khi ñoäng cô chaïy ôû toác ñoä chaäm, taûi nheï, van phuï laøm giaûm löôïng khoâng khí naïp. Khi ñoäng cô taét maùy, van phuï ñöôïc ñieàu khieån ñoùng hoaøn toaøn nhaèm giaûm söï naïp cuûa khoâng khí. Do ñoù, caùc rung ñoäng xuaát hieän khi döøng ñoäng cô cuõng ñöôïc giaûm thieåu ñaùng keå. 7.4. ÑIEÀU KHIEÅN TOÁC ÑOÄ KHOÂNG TAÛI VAØ BUØ KHOÂNG TAÛI : Ñeå ñieàu khieån toác ñoä khoâng taûi, ngöôøi ta cho theâm moät löôïng gioù ñi taét qua caùnh böôùm ga vaøo ñoäng cô nhaèm taêng löôïng hoãn hôïp ñeå giöõ toác ñoä khoâng taûi khi ñoäng cô hoaït ñoäng ôû caùc cheá ñoä taûi khaùc nhau. Löôïng gioù ñi taét naøy ñöôïc kieåm soaùt bôûi moät van ñieän goïi laø van ñieàu khieån khoâng taûi. Ñoâi khi bieän phaùp môû theâm caùnh böôùm ga cuõng ñöôïc söû duïng. a. Cheá ñoä khôûi ñoäng Khi ñoäng cô ngöng hoaït ñoäng, töùc khoâng coù tín hieäu toác ñoä ñoäng cô gôûi ñeán ECU thì van ñieàu khieån môû hoaøn toaøn, giuùp ñoäng cô khôûi ñoäng laïi deã daøng. b. Cheá ñoä sau khôûi ñoäng Nhôø thieát laäp traïng thaùi khôûi ñoäng ban ñaàu, vieäc khôûi ñoäng deã daøng vaø löôïng gioù phuï vaøo nhieàu hôn. Tuy nhieân, khi ñoäng cô ñaõ noå (toác ñoä taêng) neáu van vaãn môû lôùn hoaøn toaøn thì toác ñoä ñoäng cô seõ taêng quaù cao. Vì vaäy, khi ñoäng cô ñaït ñöôïc moät toác ñoä nhaát ñònh (phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä nöôùc laøm maùt), ECU gôûi tín hieäu ñeán van 211 ñieàu khieån khoâng taûi ñeå ñoùng töø vò trí môû hoaøn toaøn ñeán vò trí ñöôïc aán ñònh theo nhieät ñoä nöôùc laøm maùt. Hình 7.34. Ñieàu khieån khoâng taûi ôû cheá ñoä sau khôûi ñoäng Ví duï ñoäng cô khôûi ñoäng khi nhieät ñoä nöôùc laøm maùt ôû 20oC thì van ñieàu khieån seõ ñoùng daàn töø vò trí môû hoaøn toaøn A ñeán ñieåm B ñeå ñaït toác ñoä aán ñònh. c. Cheá ñoä haâm noùng Khi nhieät ñoä ñoäng cô taêng leân, van ñieàu khieån tieáp tuïc ñoùng töø B Æ C cho ñeán khi nhieät ñoä nöôùc laøm maùt ñaït 80oC. Hình 7.35. Ñieàu khieån khoâng taûi ôû cheá ñoä haâm noùng d. Cheá ñoä maùy laïnh Khi ñoäng cô ñang hoaït ñoäng, neáu ta baät ñieàu hoaø nhieät ñoä, do taûi cuûa maùy neùn lôùn seõ laøm toác ñoä khoâng taûi ñoäng cô tuït xuoáng. Neáu söï cheânh leäch toác ñoä thaät söï cuûa ñoäng cô vaø toác ñoä oån ñònh cuûa boä nhôù lôùn hôn 20 v/p thì ECU seõ gôûi tín hieäu ñeán van ñieàu khieån ñeå taêng löôïng khí theâm vaøo qua ñöôøng bypass nhaèm muïc ñích taêng toác ñoä ñoäng cô khoaûng 100 v/p. ÔÛ nhöõng xe coù trang bò ly hôïp maùy laïnh ñieàu khieån baèng ECU, khi baät coâng taéc maùy laïnh ECU seõ gôûi tín hieäu tôùi van ñieàu khieån tröôùc ñeå taêng toác ñoä khoâng taûi sau ñoù ñeán ly hôïp maùy neùn ñeå traùnh tình traïng ñoäng cô ñang chaïy bò khöïng ñoät ngoät. B A to nöôùc % ñoä môû 100% 20o B C A to nöôùc % ñoä môû 100% 20o 80o 212 Hình 7.36. Cheá ñoä maùy laïnh e. Theo taûi maùy phaùt Khi baät caùc phuï taûi ñieän coâng suaát lôùn treân xe, taûi ñoäng cô seõ taêng do löïc caûn cuûa maùy phaùt lôùn. Ñeå toác ñoä khoâng taûi oån ñònh trong tröôøng hôïp naøy, ECU seõ buø theâm neáu thaáy taûi cuûa maùy phaùt taêng. Ñeå nhaän bieát tình traïng taûi cuûa maùy phaùt coù hai caùch: laáy tín hieäu töø coâng taéc ñeøn, xoâng kính (TOYOTA) hoaëc laáy tín hieäu töø coïc FR cuûa maùy phaùt (HONDA). Hình 7.37. Ñieàu khieån khoâng taûi theo taûi maùy phaùt f. Tín hieäu töø hoäp soá töï ñoäng Khi tay soá ôû vò trí “R”, “P” hoaëc “D”, moät tín hieäu ñieän aùp ñöôïc göûi veà ECU ñeå ñieàu khieån môû van cho moät löôïng khí phuï vaøo laøm taêng toác ñoä khoâng taûi. Hình 7.38. Tín hieäu töø hoäp soá töï ñoäng ECU F Cuoän kích Tieát cheá Tail light ECU C om bi na tio n S/ W Tail light relay ECU P Lamp PN P A/T N A/T ECU ISCV A/C clutch % ñoä môû Toác ñoä ñoäng cô Tín hieäu A/C 100% Coâng taéc A/C 213 7.5. §iÒu khiÓn ®éng c¬ hybrid 7.5.1. Tæng quan vÒ Hybrid : Mét hÖ thèng hybrid bao gåm nh÷ng ®Æc tÝnh ho¹t ®éng tèi −u nhÊt cña ®éng c¬ ®èt trong vµ mét m«t¬ ®iÖn. Mét hÖ thèng hybrid phøc t¹p h¬n n÷a cã thÓ thu håi n¨ng l−îng nhiÖt tõ qu¸ tr×nh phanh vµ bæ sung n¨ng l−îng nµy ®Ó n©ng cao c«ng suÊt ®éng c¬ ®èt trong.§iÒu nµy cho phÐp hiÖu suÊt nhiÖt liÖu tèi −u vµ gi¶m hµm l−îng CO2. HÖ thèng Hybrid trªn xe Prius Toyota lµ mét vÝ dô víi thÕ hÖ thø nhÊt THS (2001- 2003) vµ thÕ hÖ thø hai THS-II( tõ n¨m 2004 trë vÒ ®©y).SuÊt tiªu hao nhiªn liÖu ®¹t c¸c tiªu chuÈn rÊt cao theo b¶ng tiªu chuÈn cña bang California. ThÕ hÖ §i trong thµnh phè §i ®−êng cao tèc §¹t chuÈn THS 52 mpg 45 mpg SULEV THS-II 60 mpg 51 mpg AT-PZEV Tham kh¶o b¶ng tiªu chuÈn vÒ khÝ th¶i ®èi víi «t« chë ng−êi : 7.5.2. Nguyªn lý ho¹t ®éng : Mét hÖ thèng hybrid bao gåm nh÷ng bé phËn c¬ b¶n sau : H×nh 7.39. CÊu t¹o hÖ thèng hybrid - §éng c¬ x¨ng ( IC Engine) - §éng c¬-m¸y ph¸t kÕt hîp 1 (Motor Generator1 - MG1) - §éng c¬-m¸y ph¸t kÕt hîp 2 (Motor Generator2 - MG2) 214 - Bé b¸nh r¨ng hµnh tinh - Bé chuyÓn ®æi Inverter - Pin cao ¸p (HV battery) - ECU §éng c¬-m¸y ph¸t MG1 vËn hµnh bé b¸nh r¨ng hµnh tinh, Nã lÊy lÊy ®iÖn n¨ng tõ pin HV ®ång thêi cung cÊp ®iÖn n¨ng cho ®éng c¬-m¸y ph¸t MG2. MG1 ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh chuyÓn sè tù ®éng cña hép sè vµ ho¹t ®éng nh− lµ mét ®éng c¬ khëi ®éng. MG2 ®−îc sö dông nh− lµ nguån ®éng n¨ng chÝnh cña «t« khi ch¹y tèc ®é thÊp vµ lµ nguån ®éng n¨ng hç trî khi ch¹y tèc ®é cao. Nhê ®ã, «t« ®¹t ®−îc hiÖu qu¶ ®éng häc tèi −u. MG2 còng ®ãng vai trß lµ mét m¸y ph¸t ®iÖn,chuyÓn ®éng n¨ng cña qu¸ tr×nh phanh thµnh ®iÖn n¨ng. Bé b¸nh r¨ng hµnh tinh ®ãng vai trß lµ bé truyÒn c«ng suÊt. MG1 nèi víi b¸nh r¨ng mÆt trêi,MG2 nèi víi b¸nh r¨ng bao vµ trôc khuûu ®éng c¬ nèi víi cÇn dÉn. C¶ ba bé phËn nµy võa ®ãng vai trß lµ bé tæng hîp c«ng suÊt cña ®éng c¬ vµ MG2,®ång thêi thu håi n¨ng l−îng tr¶ vÒ pin HV. Bé chuyÓn ®æi Inverter biÕn ®æi dßng ®iÖn mét chiÒu cña pin HV thµnh dßng xoay chiÒu ®Ó cÊp cho hÖ thèng vµ chØnh l−u dßng xoay chiÒu cao ¸p tõ MG1 vµ MG2 ®Ó n¹p trë l¹i pin HV. Nh− vËy,Pin HV chøa ®iÖn n¨ng ®−îc sinh ra bëi MG2 trong qu¸ tr×nh phanh vµ ®iÖn n¨ng ®−îc sinh ra bëi MG1. §ång thêi pin HV nµy cung cÊp ®iÖn n¨ng cho c¸c m«t¬ khi ®éng c¬ x¨ng t¾t hoÆc khi cÇn nguån c«ng suÊt hç trî. Khi ®éng c¬ x¨ng t¾t vµ khi ch¹y ë tèc ®é thÊp,MG2 cung cÊp nguån ®éng lùc ®Ó vËn hµnh «t«. Trong tr−êng hîp ®iÖn ¸p pin HV thÊp hoÆc tèc ®é v−ît qu¸ 15-20 mph,®éng c¬ x¨ng sÏ khëi ®éng ngay lËp tøc. Khi vËn hµnh ë ®iÒu kiÖn b×nh th−êng,c«ng suÊt ®éng c¬ ®−îc chia lµm 2 phÇn. Mét phÇn dÉn ®éng b¸nh xe vµ mét phÇn dÉn ®éng MG1 ®Ó s¶n xuÊt ®iÖn n¨ng. ViÖc ph©n chia nµy ®−îc ®iÒu khiÓn bëi ECU ®Ó ®¹t ®−îc hiÖu qu¶ cao nhÊt. Trong qu¸ tr×nh t¨ng tèc,m«men xo¾n cña ®éng c¬ x¨ng vµ MG1 kÕt hîp víi m«men cña MG2 tæng hîp l¹i,gióp «t« t¨ng tèc nhanh h¬n. Trong qu¸ tr×nh gi¶m tèc hoÆc phanh,b¸nh xe dÉn ®éng MG2,MG2 lóc nµy ho¹t ®éng nh− lµ mét m¸y ph¸t,sinh ra ®iÖn n¨ng n¹p cho pin HV. 7.5.3. ChÕ ®é ®iÒu khiÓn : HÖ thèng hybrid sö dông rÊt nhiÒu chÕ ®é ®iÒu khiÓn ®Ó ®¹t ®−îc hiÖu qu¶ tèi −u trong tõng ®iÒu kiÖn vËn hµnh kh¸c nhau. 7.5.3.1. Khëi ®éng : Khi khëi ®éng d−íi t¶i nhÑ vµ b−ím ga më nhá,chØ cã MG2 cung cÊp ®éng n¨ng ®Ó vËn hµnh «t«,MG1 quay ng−îc vµ kh«ng quay tr¬n,kh«ng sinh ®iÖn n¨ng. 215 H×nh 7.40. ChÕ ®é khëi ®éng 7.5.3.2. VËn hµnh b×nh th−êng : Khi «t« ch¹y ë tèc ®é trªn 14 mph, ®éng c¬ x¨ng lµ nguån cung cÊp ®éng n¨ng chÝnh. MG2 lµ m«t¬ ®iÖn cung cÊp ®éng n¨ng phô trî.MG1 quay cïng chiÒu víi ®éng c¬ x¨ng vµ sinh ra ®iÖn n¨ng cung cÊp cho MG2. H×nh 7.41. Vën hµnh b×nh th−êng 7.5.3.3. ChÕ ®é ®Çy t¶i,t¨ng tèc vµ ch¹y ga tù ®éng tèc ®é cao : §Ó t¨ng tèc nhanh vµ ®¹t tèc ®é cao,MG2 ®−îc cung cÊp ®iÖn n¨ng bëi pin HV,ho¹t ®éng nh− m«t¬ ®iÖn hç trî ®éng n¨ng cïng víi ®éng c¬ x¨ng.MG1 còng nhËn ®iÖn n¨ng tõ pin HV vµ quay theo chiÒu ng−îc l¹i ®Ó t¹o tû sè truyÒn tiÕn cho vËn tèc lín. 216 H×nh 7.42. ChÕ ®é ®Çy t¶i,t¨ng tèc hoÆc cã tèc ®é cao 7.5.3.4. ChÕ ®é gi¶m tèc vµ phanh : Ngay khi nh¶ ch©n ga,MG2 trë thµnh m¸y ph¸t.B¸nh xe dÉn ®éng MG2 sinh ra ®iÖn n¨ng n¹p l¹i cho pin HV. Qu¸ tr×nh nµy gäi lµ regenerative braking. Khi «t« gi¶m tèc,®éng c¬ x¨ng ngõng h¼n,MG1 quay theo chiÒu ng−îc l¹i ®Ó gi÷ nguyªn tû sè truyÒn bé b¸nh r¨ng hµnh tinh. H×nh 7.43. ChÕ ®é gi¶m tèc vµ phanh 7.5.3.5. ChÕ ®é ®i lïi : Khi «t« ®i lïi,MG2 chuyÓn thµnh m«t¬ ®iÖn. §éng c¬ x¨ng ngõng h¼n.MG1 quay theo chiÒu tiÕn vµ quay tr¬n,kh«ng sinh ra ®iÖn n¨ng. 217 H×nh 7.44. ChÕ ®é ®i lïi 184 Ch−¬ng 6 : ®iÒu khiÓn ®Æc tÝnh ®éng c¬ 6.1. VÊn ®Ò thay ®æi ®Æc tÝnh ®éng c¬ 6.1.1. §Æc tÝnh ®éng c¬ : Lµ mèi quan hÖ gi÷a tèc ®é quay cña ®éng c¬ vµ m«men sinh ra t−¬ng øng víi mét pha phèi khÝ cè ®Þnh. Khi pha phèi khÝ thay ®æi, ®Æc tÝnh ®éng c¬ còng thay ®æi. pha phèi khÝ sím pha phèi khÝ muén c¸c ®Æc tÝnh ®éng c¬ t−¬ng øng H×nh 6.1 : Pha phèi khÝ vµ ®Æc tÝnh ®éng c¬ 6.1.2. ý nghÜa viÖc ®iÒu khiÓn ®Æc tÝnh ®éng c¬ : - SÏ t¹o ra ®−îc ®éng c¬ cã hai (hoÆc nhiÒu) ®−êng ®Æc tÝnh kh¸c nhau. NghÜa lµ cã thÓ lùa chän ®Æc tÝnh vËn hµnh cña ®éng c¬ tuú theo ®iÒu kiÖn sö dông,n©ng cao tÝnh n¨ng vËn hµnh cña ®éng c¬. - Cã thÓ lùa chän pha phèi khÝ tèi −u cho tõng chÕ ®é ho¹t ®éng cña ®éng c¬,tiÕt kiÖm nhiªn liÖu,t¨ng tuæi thä ®éng c¬,gi¶m « nhiÔm m«i tr−êng. 6.2. C¸c biÖn ph¸p ®iÒu khiÓn ®Æc tÝnh ®éng c¬ 6.2.1. §iÒu khiÓn pha phèi khÝ th«ng minh 6.2.1.1. Ph−¬ng ph¸p ®Æt l¹i dÊu cam tù ®éng (khi ®éng c¬ ®ang ho¹t ®éng) : B»ng c¸ch thay ®æi s−ên c¨ng ®ai(hoÆc xÝch cam).Ph−¬ng ph¸p nµy ®−îc ¸p dông trªn c¸c xe Toyota ®êi cò. H×nh 6.2. C¬ cÊu thay ®æi s−ên c¨ng ®ai 1-b¸nh ®ai trôc cam; 2-c¬ cÊu c¨ng ®ai; 3-d©y ®ai cam; 4-b¸nh ®ai trôc khuûu 6.2.1.2.Ph−¬ng ph¸p dïng khíp dÇu ë ®Çu trôc cam ®Ó xoay trôc cam mét gãc lÖch víi b¸nh ®ai cam (hoÆc b¸nh xÝch cam) : a. H·ng Nissan : 185 H×nh 6.3 : Côm khíp dÇu ë ®Çu trôc cam h·ng Nissan - CÊu t¹o : gåm 3 bé phËn chÝnh : + Vá khíp dÇu : l¾p víi b¸nh xÝch cam,lßng trong cã then xo¾n b−íc dµi ®Ó l¾p víi then xo¾n cña ruét khíp dÇu + Ruét khíp dÇu: lµ mét d¹ng piston,mÆt trô ngoµi cã then xo¾n l¾p khÝt víi then xo¾n cña vá khíp dÇu,mÆt trô trong cã then th¼ng l¾p tr−ît víi chi tiÕt trung gian l¾p then ë ®Çu trôc cam + Lß xo håi vÞ : kh¸ cøng,lu«n ®Èy piston vÒ cuèi ®Çu trôc - Ho¹t ®éng : + GÇn gièng nh− côm khíp truyÒn ®éng (m¨ng ®Ých ®Ò) cña m¸y ®Ò. Tøc lµ khi kh«ng cã dÇu b«i tr¬n ®ñ ¸p suÊt (chÕ ®é ®éng c¬ kh«ng ho¹t ®éng hoÆc ho¹t ®éng ë vïng tèc ®é cao) cÊp vµo ®Çu piston (tõ tr¸i sang ph¶i) th× lß xo håi vÞ ®Èy piston vÒ cuèi ®Çu trôc (tõ ph¶i sang tr¸i) vµ ®Ó cã thÓ di chuyÓn ®−îc nã (piston) ph¶i võa tr−ît võa xoay mét gãc 200 ng−îc chiÒu quay cña b¸nh xÝch.T¹o ra pha phèi khÝ muén. + Khi cã dÇu ®ñ ¸p suÊt (khi ®éng c¬ ho¹t ®éng ë vïng tèc ®é thÊp) cÊp vµo ®Çu piston th× ¸p lùc dÇu sÏ nÐn lß xo vµ ®Èy piston dÞch chuyÓn tõ tr¸i sang ph¶i,piston l¹i võa di tr−ît võa lµm xoay trôc cam mét gãc 200 cïng chiÒu uay b¸nh xÝch,t¹o ra pha phèi khÝ s¬m (pha phèi khÝ th«ng th−êng). b. Bé ®iÒu khiÓn VVT-i cña Toyota : Dïng mét côm khíp dÇu ®Ó nèi trôc cam vµ b¸nh xÝch trôc cam (bé ®iÒu khiÓn VVT- i) H×nh 6.4 : HÖ thèng VVT-i 186 - CÊu t¹o : bao gåm + Bé ®iÒu khiÓn VVT-i : cã c¸c c¸nh g¹t ®−îc cè ®Þnh víi trôc cam,c¸c c¸nh g¹t nµy n»m trong th©n bé ®iÒu khiÓn ®· ®−îc g¾n chÆt víi ®Üa xÝch cam .Nh− vËy bé ®iÒu khiÓn VVT-i ®−îc chia thµnh c¸c khoang,trong mçi khoang nµy cã mét c¸nh g¹t chia khoang thµnh 2 phÇn : phÇn tr−íc vµ sau c¸nh g¹t,mçi phÇn cã mét ®−êng dÇu vµo ®−îc khoan tõ trôc cam. H×nh 6.5. Bé ®iÒu khiÓn VVT-i + Van ®iÒu khiÓn dÇu : Cã cuén d©y ®iÖn tõ ®−îc ®iÒu khiÓn bëi ECU ®éng c¬,mét van tr−ît ®ãng më c¸c cöa dÇu ®i vÒ hai nh¸nh : nh¸nh sím (pha phèi khÝ s¬m) vµ nh¸nh muén (pha phèi khÝ muén) H×nh 6.6 : Van ®iÒu khiÓn dÇu - Ho¹t ®éng : + Lµm sím pha phèi khÝ : ECU ®éng c¬ ®iÒu khiÓn van tr−ît cña van ®iÒu khiÓn dÇu,më ®−êng dÇu sím,cÊp dÇu cã ¸p suÊt tíi c¸c phÇn sau cña c¸nh g¹t,xoay c¸nh g¹t (trôc cam) ®i mét gãc tèi ®a 400 theo chiÒu t¹o ra pha phèi khÝ sím cho ®éng c¬. 187 H×nh 6.7 : §iÒu khiÓn pha phèi khÝ sím + Lµm muén pha phèi khÝ : ECU ®éng c¬ ®iÒu khiÓn van tr−ît cña van ®iÒu khiÓn dÇu,më ®−êng dÇu muén,cÊp dÇu cã ¸p suÊt tíi c¸c phÇn tr−íc cña c¸nh g¹t,xoay c¸nh g¹t (trôc cam) ®i mét gãc tèi ®a 400 theo chiÒu t¹o ra pha phèi khÝ muén cho ®éng c¬. H×nh 6.8 : §iÒu khiÓn pha phèi khÝ muén + Gi÷ cè ®Þnh pha phèi khÝ : ECU ®éng c¬ tÝnh to¸n gãc phèi khÝ chuÈn theo ®iÒu kiÖn ho¹t ®éng cña ®éng c¬. Sau khi ®Æt thêi ®iÓm phèi khÝ chuÈn,van ®iÒu khiÓn dÇu sÏ ®ãng c¶ hai ®−êng dÇu sím vµ muén,duy tr× ¸p suÊt dÇu trong c¸c phÇn cña bé ®iÒu khiÓn VVT-i,gi÷ æn ®Þnh vÞ trÝ trôc cam so víi b¸nh xÝch cam. H×nh 6.9 : Gi÷ æn ®Þnh pha phèi khÝ Khi ®éng c¬ ngõng,trôc cam xoay ®Õn tr¹ng th¸i muén nhÊt ®Ó duy tr× kh¶ n¨ng khëi ®éng. Khi ¸p suÊt dÇu kh«ng ®Õn bé ®iÒu khiÓn VVT-i ngay lËp tøc sau khi khëi ®éng,chèt h·m sÏ h·m c¸c c¬ cÊu ho¹t ®éng cña bé ®iÒu khiÓn VVT-i ®Ó tr¸nh tiÕng gâ. 6.2.2. §iÒu khiÓn hµnh tr×nh xupp¸p th«ng minh VVTL-i : Cã cÊu t¹o vµ nguyªn lý ho¹t ®éng gÇn gièng víi hÖ thèng VVT-i. 188 H×nh 6.10 : HÖ thèng VVTL-i - CÊu t¹o : Dïng cam 2 vÊu : VÊu cam tèc ®é cao vµ vÊu cam tèc ®é thÊp vµ trung b×nh. C¬ cÊu chuyÓn vÊu cam ®−îc l¾p bªn trong cß mæ gi÷a xupp¸p vµ vÊu cam. H×nh 6.11 : Cam hai vÊu vµ c¬ cÊu chuyÓn vÊu cam - Ho¹t ®éng : + ë tèc ®é thÊp vµ trung b×nh : (n®c < 6000 v/ph) Van ®iÒu khiÓn dÇu më phÝa x¶,kh«ng cã dÇu t¸c dông lªn chèt h·m,chèt ®Öm (mµu vµng) kh«ng tiÕp xóc víi vÊu cam tèc ®é cao.Lóc nµy chØ cã vÊu cam tèc ®é thÊp vµ trung b×nh t¸c ®éng vµo con l¨n trªn cß mæ. Cß mæ ®−îc vËn hµnh theo vÊu cam tèc ®é thÊp vµ trung b×nh. 189 H×nh 6.12 : ChÕ ®é tèc ®é thÊp vµ trung b×nh + ë tèc ®é cao : ( n®c > 6000v/ph; nhiÖt ®é n−íc lµm m¸t > 600C ) Van ®iÒu khiÓn dÇu ®ãng cöa x¶ l¹i,më ®−êng dÇu ¸p suÊt cao ®Õn c¸c c¬ cÊu chuyÓn vÊu cam. ¸p suÊt dÇu Ên chèt h·m bªn d−íi chèt ®Öm,®Èy chèt ®Öm lªn tiÕp xóc víi vÊu cam tèc ®é cao. Khi ®ã,vÊu cam tèc ®é cao sÏ Ên chèt ®Öm tr−íc (tøc lµ Ên cß mæ) nªn vÊu cam tèc ®é thÊp vµ trung b×nh kh«ng tiÕp xóc ®−îc víi con l¨n.Cß mæ ®−îc vËn hµnh theo vÊu cam tèc ®é cao. 190 H×nh 6.13 : ChÕ ®é tèc ®é cao 6.2.3. §iÒu khiÓn n¹p giã th«ng minh : HiÖu øng chiÒu dµi ®−êng n¹p thay ®æi ACIS ( Acoustic Control Induction System). XuÊt ph¸t tõ nguyªn t¾c : Trong qu¸ tr×nh n¹p,mçi lÇn xylanh hót,t¹o ra mét nhÞp sãng ©m thanh. NÕu thay ®æi chiÒu dµi ®−êng n¹p tû lÖ víi b−íc sãng ©m thanh th× hiÖu suÊt ®éng c¬ cao nhÊt. §Ó cã thÓ thay ®æi ®−îc ®Æc tÝnh cña ®éng c¬,theo nguyªn lý ©m thanh chóng ta ph¶i t¹o ra ®−îc sù thay ®æi chiÒu dµi häng hót (®−êng n¹p) tû lÖ víi b−íc sãng ©m thanh cña qu¸ tr×nh n¹p. 6.2.3.1.HÖ thèng ACIS (Toyota) : - CÊu t¹o : Bao gåm + Van ®iÒu khiÓn khÝ n¹p n»m trong khoang khÝ n¹p,®Ó chia ®−êng èng n¹p thµnh 2 ®o¹n mµ cho phÐp thay ®æi chiÒu dµi hiÖu dông cña ®−êng èng n¹p phï hîp víi tèc ®é ®éng c¬ vµ gãc më b−ím ga. + Van VSV ( Vacuum Switch Valve).Tuú theo tÝn hiÖu ACIS tõ ECU ®éng c¬,VSV ®iÒu khiÓn ®−êng ch©n kh«ng ®Õn bé chÊp hµnh cña van ®iÒu khiÓn khÝ n¹p. + Bé chÊp hµnh : lµ mét hép mµng chia lµm hai khoang.Khoang trªn nèi víi b×nh ch©n kh«ng qua VSV. Khoang d−íi nèi víi kh«ng khÝ. Mµng ng¨n nèi víi c¬ cÊu thanh dÉn ®éng ®Ó ®ãng më van ®iÒu khiÓn khÝ n¹p. + B×nh ch©n kh«ng : Cã l¾p mét van mét chiÒu,vµ nã l−u ch©n kh«ng t¸c dông lªn bé chÊp hµnh sao cho van ®iÒu khiÓn khÝ n¹p cã thÓ ®ãng l¹i hoµn toµn thËm chÝ ë tr¹ng th¸i ch©n kh«ng thÊp. 191 H×nh 6.14 : HÖ thèng ACIS - Ho¹t ®éng : + Khi van ®iÒu khiÓn khÝ n¹p ®ãng (VSV ON) : Khi VSV ON,ch©n kh«ng ®−îc cÊp ®Õn mµng bé chÊp hµnh.Mµng bé chÊp hµnh dÞch chuyÓn,kÐo thanh dÉn ®éng ®ãng van ®iÒu khiÓn n¹p. §iÒu nµy kÐo dµi chiÒu dµi hiÖu dông cña ®−êng èng n¹p. N©ng cao hiÖu qu¶ n¹p khÝ vµ c«ng suÊt ®éngc c¬ ë ph¹m vi tèc ®é thÊp vµ trung b×nh do hiÖu øng dao ®éng cña kh«ng khÝ trong ®−êng èng n¹p. H×nh 6.15 : Khi van ®iÒu khiÓn n¹p ®ãng + Khi van ®iÒu khiÓn n¹p më (VSV OFF) : Khi ECU ®éng c¬ t¾t van VSV,¸p suÊt khÝ quyÓn ®−îc cÊp bé chÊp hµnh,më van ®iÒu khiÓn n¹p. ChiÒu dµi hiÖu dông cña ®−êng èng n¹p rót ng¾n l¹i,nã t¹o hiÖu qu¶ n¹p khÝ tèi ®a ®Ó t¨ng c«ng suÊt ë tèc ®é cao. 192 H×nh 6.16 : Khi van ®iÒu khiÓn n¹p më

Các file đính kèm theo tài liệu này:

giao_trinh_dien_dong_co_o_to.pdf