Giáo trình Trang bị điện và điều khiển tự động trên ô tô

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP & XÂY DỰNG

BÀI GIẢNG HỌC PHẦN
TRANG BỊ ĐIỆN
VÀ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ
Dùng cho hệ CĐ đào tạo theo tín chỉ
 (Lưu hành nội bộ)
Người biên soạn: Phan Đắc Yến
Uông Bí, năm 2011
1LỜI NÓI ĐẦU
Bài giảng trang bị điện và điều khiển tự động trên ô tô được biên soạn nhằm thực
hiện nhiệm vụ đào tạo theo mục tiêu chương trình học phần: Trang bị điện và điều khiển tự
động trên ô tô thuộc hệ đào tạo theo hệ thống tín chỉ, chuyên ngành cao đẳng công nghệ kỹ
thuật ô tô do tập thể giáo viên khoa Động lực & VHCG – Trường Cao đẳng Công nghiệp và
Xây dựng thông qua.
Nội dung biên soạn theo tinh thần ngắn gọn, dễ hiểu. Các kiến thức trong toàn bộ bài
giảng có mối liên hệ lôgíc chặt chẽ. Tuy vậy, bài giảng cũng chỉ là một phần trong nội dung
của chuyên ngành đào tạo công nghệ kỹ thuật ô tô cho nên người dạy, người học cần tham
khảo thêm các giáo trình có liên quan đối với ngành học để việc sử dụng bài giảng có hiệu
quả hơn.
Khi biên soạn bài giảng, người biên soạn đã cố gắng cặp nhật những kiến thức mới có
liên quan đến môn học/ học phần và phù hợp với đối tượng sử dụng cũng như đã cố gắng gắn
những nội dung lý thuyết với những vấn đề thường gặp trong thực tế để bài giảng có tính thực
tiễn cao.
Bài giảng biên soạn với nội dung gồm 6 chương, cụ thể:
Chương 1 – Khái quát về hệ thống điện và điều khiển điện tử trên ô tô.
Chương 2 – Hệ thống cung cấp điện.
Chương 3 – Hệ thống khởi động.
Chương 4 – Hệ thống đánh lửa
Chương 5 – Hệ thống thông tin, chiếu sáng và tín hiệu.
Chương 6 – Hệ thống điều hoà nhiệt độ.
Bài giảng được biên soạn cho đối tượng:
- Là học sinh, sinh viên hệ cao đẳng chuyên nghiệp và trung học chuyên nghiệp
ngành công nghệ ô tô.
- Tài liệu tham khảo cho các giáo viên giảng dạy ngành động lực
- Tài liệu tham khảo cho thợ điện ô tô.
Vì sự nghiệp đào tạo, chúng tôi chân thành cảm ơn các tác giả đi trước đã cho phép
chúng tôi tham khảo tài liệu của mình để biên soạn cuốn bài giảng này. Chân thành cảm ơn
quý bạn đọc, giáo viên, học sinh, sinh viên trường Cao đẳng Công nghiệp và Xây dựng đã tin
tưởng, quan tâm và sử dụng tài liệu.
Mặc dù đã cố gắng rất nhiều nhưng chắc chắn không tránh khỏi khiếm khuyết. Rất mong
được sự đóng góp ý kiến của người sử dụng để bài giảng được hoàn thiện hơn.
 Người biên soạn
2CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬ ÔTÔ
Ôtô hiện nay được trang bị nhiều chủng loại thiết bị điện và điện tử khác
nhau. Từng nhóm các thiết bị điện có cấu tạo và tính năng riêng, phục vụ một số
mục đích nhất định, tạo thành những hệ thống điện riêng biệt trong mạch điện
của ôtô.
1.1 Tổng quan về mạng điện và các hệ thống điện trên ô tô
1.1.1 Hệ thống khởi động (starting system): Bao gồm ắc quy, máy khởi động điện
(starting motor), các relay điều khiển và relay bảo vệ khởi động. Đối với động cơ
diesel có trang bị thêm hệ thống xông máy (glow system).
1.1.2 Hệ thống cung cấp điện (charging system): gồm ắc quy, máy phát điện
(alternators), bộ tiết chế điện (voltage regulator), các relay và đèn báo nạp.
1.1.3 Hệ thống đánh lửa (Ignition system): Bao gồm các bộ phận chính: ắc
quy, khóa điện (ignition switch), bộ chia điện (distributor), biến áp đánh lửa hay
bobine (ignition coils), hộp điều khiển đánh lửa (igniter), bougie (spark plugs).
1.1.4 Hệ thống chiếu ánh sáng và tín hiệu (lighting and signal system): gồm
các đèn chiếu sáng, các đèn tín hiệu, còi, các công tắc và các relay.
1.1.5 Hệ thống đo đạc và kiểm tra (gauging system): chủ yếu là các đồng hồ
báo trên tableau và các đèn báo gồm có: đồng hồ tốc độ động cơ (tachometer),
đồng hồ đo tốc độ xe (speedometer), đồng hồ đo nhiên liệu và nhiệt độ nước.
1.1.6 Hệ thống điều khiển động cơ (engine control system): gồm hệ thống điều
khiển xăng, lửa, góc phối cam, ga tự động (cruise control). Ngoài ra, trên các
động cơ diesel ngày nay thường sử dụng hệ thống điều khiển nhiên liệu bằng
điện tử (EDC – electronic diesel control hoặc common rail injection)
1.1.7 Hệ thống điều khiển ôtô: bao gồm hệ thống điều khiển phanh chống hãm
ABS (antilock brake system), hộp số tự động, tay lái, gối hơi (SRS), lực kéo
(traction control).
1.1.8 Hệ thống điều hòa nhiệt độ (air conditioning system): bao gồm máy nén
(compressor), giàn nóng (condenser), lọc ga (dryer), van tiết lưu (expansion
valve), giàn lạnh (evaporator) và các chi tiết điều khiển như relay, thermostat,
hộp điều khiển, công tắc A/C
Nếu hệ thống này được điều khiển bằng máy tính sẽ có tên gọi là hệ thống
tự động điều hòa khí hậu (automatic climate control).
1.1.9 Các hệ thống phụ:
Hệ thống gạt nước, xịt nước (wiper and washer system).
Hệ thống điều khiển cửa (door lock control system).
Hệ thống điều khiển kính (power window system).
Hệ thống điều khiển kính chiếu hậu (mirror control).
Hệ thống định vị (navigation system)
1.2 Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống điện
1.2.1 Nhiệt độ làm việc
Tùy theo vùng khí hậu, thiết bị điện trên ôtô được chia ra làm nhiều loại:
+Ở vùng lạnh và cực lạnh (-40oC) như ở Nga, Canada.
+Ở vùng ôn đới (20oC) như ở Nhật Bản, Mỹ, châu Âu 
+Nhiệt đới (Việt Nam, các nước Đông Nam Á , châu Phi).
3+Loại đặc biệt thường dùng cho các xe quân sự (sử dụng cho tất cả mọi vùng
khí hậu).
1.2.2 Sự rung xóc
Các bộ phận điện trên ôtô phải chịu sự rung xóc với tần số từ 50 đến 250 Hz,
chịu được lực với gia tốc 150m/s2.
1.2.3 Điện áp
Các thiết bị điện ôtô phải chịu được xung điện áp cao với biên độ lên đến vài
trăm volt.
1.2.4 Độ ẩm
Các thiết bị điện phải chịu được độ ẩm cao thường có ở các nước nhiệt đới.
1.2.5 Độ bền
Tất cả các hệ thống điện trên ôtô phải được hoạt động tốt trong khoảng
0,9  1,25 Uđịnh mức (Uđm = 14 V hoặc 28 V) ít nhất trong thời gian bảo hành xe
1.2.6 Nhiễu điện từ
Các thiết bị điện và điện tử phải chịu được nhiễu điện từ xuất phát từ hệ
thống đánh lửa hoặc các nguồn khác.
1.3 Nguồn điện trên ô tô
Nguồn điện trên ô tô là nguồn điện một chiều được cung cấp bởi ắc quy, nếu
động cơ chưa làm việc, hoặc bởi máy phát điện nếu động cơ đã làm việc. Để tiết
kiệm dây dẫn, thuận tiện khi lắp đặt sửa chữa, trên đa số các xe, người ta sử dụng
thân sườn xe (car body) làm dây dẫn chung (single wire system). Vì vậy, đầu âm của
nguồn điện được nối trực tiếp ra thân xe.
1.4 Các loại phụ tải trên ô tô
Các loại phụ tải điện trên ôtô được mắc song song và có thể được chia
làm 3 loại:
1.4.1 Phụ tải làm việc liên tục: gồm bơm nhiên liệu (50  70W), hệ thống đánh
lửa (20W), kim phun (70  100W) 
1.4.2 Phụ tải làm việc không liên tục: gồm các đèn pha (mỗi cái 60W), cốt
(mỗi cái 55W), đèn kích thước (mỗi cái 10W), radio car (10  15W), các đèn
báo trên tableau (mỗi cái 2W)
1.4.3 Phụ tải làm việc trong khoảng thời gian ngắn: gồm đèn báo rẽ (4 x 21W
+ 2 x 2W), đèn thắng (2 x 21W), motor điều khiển kính (150W), quạt làm mát
động cơ (200W), quạt điều hòa nhiệt độ (2 x 80W), motor gạt nước (30  65W),
còi (25  40W), đèn sương mù (mỗi cái 35  50W), còi lui (21W), máy khởi
động (800  3000W), mồi thuốc (100W), anten (dùng motor kéo (60W)), hệ
thống xông máy (động cơ diesel) (100  150W), ly hợp điện từ của máy nén
trong hệ thống lạnh (60W)
Ngoài ra, người ta cũng phân biệt phụ tải điện trên ô tô theo công suất,
điện áp làm việc ...
1.5 Các thiết bị bảo vệ và điều khiển trung gian
Các phụ tải điện trên xe hầu hết đều được mắc qua cầu chì. Tùy theo tải
cầu chì có giá trị thay đổi từ 5  30A. Dây chảy (Fusible link) là những cầu chì
lớn hơn 40 A được mắc ở các mạch chính của phụ tải điện lớn hoặc chung cho
các cầu chì cùng nhóm làm việc thường có giá trị vào khoảng 40 120A. Ngoài
4ra, để bảo vệ mạch điện trong trường hợp chập mạch, trên một số hệ thống điện
ôtô người ta sử dụng bộ ngắt mạch (CB – circuit breaker) khi quá dòng.
Trên hình 1.2 trình bày sơ đồ hộp cầu chì của xe Honda Accord 1989.
1. Đến máy phát.
2. Cassette, Anten.
3. Quạt giàn lạnh (Hoặc nóng).
4. Relay điều khiển xông kính, điều
hoà nhiệt độ.
5. Điều khiển kính chiếu hậu, quạt
làm mát động cơ.
6. Tableau.
7. Hệ thống gạt, xịt nước kính, điều
khiển kính cửa sổ.
8. Tiết chế điện thế, cảm biến tốc
độ, hệ thống phun xăng.
9. Hệ thống ga tự động.
22.Quạt làm mát động cơ và giàn
nóng.
23.Xông kính sau.
24.Hệ thống phun xăng.
25.Motor quay kính sau (phải).
26.Motor quay kính sau (trái).
27.Motor quay đèn đầu (phải).
28.Motor quay đèn đầu (trái).
29.Quạt giàn nóng.
30.Hộp điều khiển quạt.
31. Hệ thống sưởi.
10.Hệ thống đánh lửa.
11.Hệ thống khởi động.
12.Hệ thống phun xăng.
13.Công tắc ly hợp.
14.Hệ thống phun xăng.
15.Đèn chiếu sáng trong salon.
16.Hộp điều khiển quay đèn đầu.
17.Đèn cốt trái.
18.Đèn cốt phải.
19.Đèn pha trái.
20.Đèn pha phải.
21.Máy phát.
32.Hệ thống khoá cửa.
33.Đồng hồ, cassette, ECU.
34.Mồi thuốc, đèn soi sáng.
35.Hệ thống quay đèn đầu.
36.Hệ thống báo rẽ và báo nguy.
37.Còi đèn thắng, dây an toàn.
38.Motor quay kính trước (phải).
39.Motor quay kính trước (trái).
40.Quạt dàn lạnh
51
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
Hình 1.2: Sơ đồ hộp cầu chì xe HONDA ACCORD 1989
1.6 Các ký hiệu và quy ước trong mạch điện
6Nguồn ắc quy Bóng đèn
Tụ điện Bóng đèn 2 tim
Mồi thuốc Còi
Cái ngắt mạch
(CB) Bobine
Diode
Diode zener Bóng đèn
Cảm biến điện từ
trong bộ chia điện LED
Cầu chì Đồng hồ loại kim
Dây chảy (cầu chì
chính)
Đồng hồ hiện số
Nối mass (thân
xe)
Động cơ điện
FUEL
 M
7Relay thường
đóng (NC –
normally closed)
Loa
Relay thường mở
(NO – normally
open)
Công tắc thường
mở (NO –
normally open)
Relay kép
(Changeover
relay)
Công tắc thường
đóng (NC –
normally closed)
Điện trở Công tắc kép
(changeover)
Điện trở nhiều
nấc Công tắc máy
Biến trở
Nhiệt điện trở Công tắc tác động
bằng cam
Công tắc lưỡi gà
(cảm biến tốc độ)
Transistor
Đoạn dây nối Không nối
Solenoid Nối
8Hì
nh
 1.3
:C
ác 
ký 
 hi
ệu 
v
à q
uy 
ư
ớc 
tro
ng
 s
ơ đ ồ m
ạch
 điệ
n
91.7 Dây điện và các bối day điện trên ô tô
1.7.1 Ký hiệu màu và ký hiệu số
Trong khuôn khổ giáo trình này, tác giả chỉ giới thiệu hệ thống màu dây và
ký hiệu quy định theo tiêu chuẩn châu Âu. Các xe sử dụng hệ thống màu theo
tiêu chuẩn này là: Ford, Volswagen, BMW, Mercedes Các tiêu chuẩn của các
loại xe khác bạn đọc có thể tham khảo trong các tài liệu hướng dẫn thực hành
điện ôtô
Bảng 1.1: Ký hiệu màu dây hệ châu Âu
Màu Ký hiệu Đường dẫn
Đỏ Rt Từ accu
Trắng/ Đen Ws/ Sw Công tắc đèn đầu
Trắng Ws Đèn pha (chiếu xa)
Vàng Ge Đèn cot (chiếu gần)
Xám Gr Đèn kích thước và báo rẽ chính
Xám/ Đen Gr/Sw Đèn kích thước trái
Xám/ Đỏ Gr/Rt Đèn kích thước phải
Đen/ Vàng Sw/Ge Đánh lửa
Đen/ Trắng/ Xanh lá Sw/ Ws/ Gn Đèn báo rẽ
Đen/ Trắng Sw/ Ws Baó rẽ trái
Đen/ Xanh lá Sw/ Gn Báo rẽ phải
Xanh lá nhạt LGn Âm bobine
Nâu Br Mass
Đen/ Đỏ Sw/ Rt Đèn thắng
Bảng 1.2: Ký hiệu đầu dây hệ châu Âu
1 Âm bobine
4 Dây cao áp
15 Dương công tắc máy
30 Dương accu
31 Mass
49 Ngõ vào rơ le chớp
49a Ngõ ra rơ le chớp
50 Điều khiển đề
53 Gạt nước
54 Đèn thắng
55 Đèn sương mù
56 Đèn đầu
56a Đèn pha
56b Đèn cốt
58 Đèn kích thước
61 Báo sạc
85, 86 Cuộn dây relay
87 Tiếp điểm relay
CHƯƠNG II: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
10
2.1 Ắc quy khởi động
2.1.1 Nhiệm vụ
Ắc quy trong ô tô thường được gọi là ắc quy khởi động để phân biệt với
loại ắc quy sử dụng ở các lãnh vực khác. Ắc quy khởi động trong hệ thống điện
thực hiện chức năng của một thiết bị chuyển đổi hóa năng thành điện năng và
ngược lại. Đa số ắc quy khởi động là loại ắc quy chì – axit. Đặc điểm của loại ắc
quy nêu trên là có thể tạo ra dòng điện có cường độ lớn, trong khoảng thời gian
ngắn (510s), có khả năng cung cấp dòng điện lớn (200800A) mà độ sụt thế
bên trong nhỏ, thích hợp để cung cấp điện cho máy khởi động để khởi động
động cơ.
Ắc quy khởi động còn cung cấp điện cho các tải điện quan trọng khác trong
hệ thống điện, cung cấp từng phần hoặc toàn bộ trong trường hợp động cơ chưa
làm việc hoặc đã làm việc mà máy phát điện chưa phát đủ công suất (động cơ
đang làm việc ở chế độ số vòng quay thấp): cung cấp điện cho đèn đỗ xe
(parking lights), radio cassette, CD, các bộ nhớ (đồng hồ, hộp điều khiển), hệ
thống báo động
Ngoài ra, ắc quy còn đóng vai trò bộ lọc và ổn định điện thế trong hệ thống
điện ô tô khi điện áp máy phát dao động.
Điện áp cung cấp của ắc quy là 6V, 12V hoặc 24V. Điện áp ắc quy thường
là 12V đối với xe du lịch hoặc 24V cho xe tải. Muốn điện áp cao hơn ta đấu nối
tiếp các ắc quy 12V lại với nhau.
2.1.2 Phân loại
Trên ôtô có thể sử dụng hai loại ắc quy để khởi động: ắc quy axit và ắc quy
kiềm. Nhưng thông dụng nhất từ trước đến nay vẫn là ắc quy axit, vì so với
ắc quy kiềm nó có sức điện động của mỗi cặp bản cực cao hơn, có điện trở
trong nhỏ và đảm bảo chế độ khởi động tốt, mặc dù ắc quy kiềm cũng có khá
nhiều ưu điểm.
2.1.3 Cấu tạo và quá trình điện hoá của ắc quy axít
2.1.3.1 Cấu tạo
Ắc quy axit bao gồm vỏ bình, có các ngăn riêng, thường là ba ngăn hoặc 6
ngăn tùy theo loại ac quy 6V hay 12V.
11
Hình 2.1: Cấu tạo bình ắc quy axit
Trong mỗi ngăn đặt khối bản cực có hai loại bản cực: bản dương và bản âm.
Các tấm bản cực được ghép song song và xen kẽ nhau, ngăn cách với nhau bằng các
tấm ngăn. Mỗi ngăn như vậy được coi là một ắc quy đơn. Các ắc quy đơn được nối
với nhau bằng các cầu nối và tạo thành bình ắc quy. Ngăn đầu và ngăn cuối có hai
đầu tự do gọi là các đầu cực của ắc quy. Dung dịch điện phân trong ắc quy là axit
sunfuric, được chứa trong từng ngăn theo mức qui định thường không ngập các bản
cực quá 10  15 mm.
Vỏ ắc quy được chế tạo bằng các loại nhựa ebônit hoặc cao su cứng, có độ
bền và khả năng chịu được axit cao. Bên trong vỏ được ngăn thành các khoang
riêng biệt, ở đáy có sống đỡ khối bản cực tạo thành khoảng trống (giữa đáy bình
và khối bản cực) nhằm chống việc chập mạch do chất tác dụng rơi xuống đáy
trong quá trình sử dụng.
Khung của các tấm bản cực được chế tạo bằng hợp kim chì – stibi (Sb) với
thành phần 87  95% Pb + 5 13% Sb. Các lưới của bản cực dương được chế tạo từ
hợp kim Pb-Sb có pha thêm 1,3%Sb + 0,2% Kali và được phủ bởi lớp bột dioxit chì
Pb02 ở dạng xốp tạo thành bản cực dương. Các lưới của bản cực âm có pha 0,2% Ca+ 0,1% Cu và được phủ bởi bột chì. Tấm ngăn giữa hai bản cực làm bằng nhựa PVC
và sợi thủy tinh có tác dụng chống chập mạch giữa các bản cực dương và âm, nhưng
cho axit đi qua được.
12
Hình 2.2 : Cấu tạo khối bản cực
Dung dịch điện phân là dung dịch axid sulfuric H2SO4 có nồng độ 1,22 
1,27 g/cm3, hoặc 1,29 1,31g/cm3nếu ở vùng khí hậu lạnh . Nồng độ dung dịch quá
cao sẽ làm hỏng nhanh các tấm ngăn, rụng bản cực, các bản cực dễ bị sunfat hóa,
khiến tuổi thọ của ắc quy giảm. Nồng độ quá thấp làm điện thế ắc quy giảm.
Hình 2.3: Cấu tạo chi tiết bản cực
1. Bản cực âm
2. Bản cực dương
3. Vấu cực
4. Khối bản cực âm
5. Khối bản cực dương.
2.1.3.2 Các quá trình điện hoá trong ắc quy
Trong ắc quy thường xảy ra hai quá trình hóa học thuận nghịch đặc trưng là
quá trình nạp và phóng điện, và được thể hiện dưới dạng phương trình sau:
PbO2+ Pb + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O
Trong quá trình phóng điện, hai bản cực từ PbO2 và Pb biến thành PbSO4.Như vậy khi phóng điện, axit sunfuric bị hấp thụ để tạo thành sunfat chì, còn
nước được tạo ra, do đó, nồng độ du ... nh làm bay hơi hỗn hợp lỏng khí (dạng sương) có nhiệt độ thấp, áp suất
được cung cấp từ van tiết lưu. Do đó làm lạnh không khí xung quanh giàn lạnh.
Có hai loại giàn lạnh. Giàn lạnh cánh phẳng thường được sử dụng.
Hình 6.28: Hình dạng của bộ bốc hơi
c. Cấu tạo.
Bộ bốc hơi (giàn lạnh) được cấu tạo bằng một ống kim loại (5) dài uốn cong chữ
chi xuyên qua vô số các lá mỏng hút nhiệt, các lá mỏng hút nhiệt được bám sát tiếp
xúc hoàn toàn quanh ống dẫn môi chất lạnh. Cửa vào của môi chất bố trí bên dưới
và cửa ra bố trí bên trên bộ bốc hơi. Với kiểu thiết kế này, bộ bốc hơi có được diện
tích hấp thu nhiệt tối đa trong lúc thể tích của nó được thu gọn tối thiểu.
Trong xe ô tô bộ bốc hơi được bố trí dưới bảng đồng hồ. Một quạt điện kiểu
lồng sóc thổi một số lượng lớn không khí xuyên qua bộ này đưa khí mát vào
cabin ô tô.
150
Hình 6.29: Cấu tạo (bộ bốc hơi) giàn lạnh
1. Cửa dẫn môi chất vào 4. Luồng khí lạnh
2. Cửa dẫn môi chất ra 5. Ống dẫn môi chất
3. Cánh tản nhiệt 6. Luồng khí nóng
d. Nguyên lý hoạt động.
Trong quá trình hoạt động, bên trong bộ bốc (giàn lạnh) hơi xảy ra hiện tượng
sôi và bốc hơi của môi chất lạnh. Quạt gió sẽ thổi luồng không khí qua giàn
lạnh, khối không khí đó được làm mát và được đưa vào trong xe. Trong thiết kế
chế tạo, một số yếu tố kỹ thuật sau đây quyết định năng suất của bộ bốc hơi:
+ Đường kính và chiều dài ống dẫn môi chất lạnh.
+ Số lượng và kích thước các lá mỏng bám quanh ống kim loại.
+ Số lượng các đoạn uốn cong của ống kim loại.
+ Khối lượng và lưu lượng không khí thổi xuyên qua bộ bốc hơi.
+ Tốc độ của quạt gió.
Bộ bốc hơi hay giàn lạnh còn có chức năng hút ẩm, chất ẩm sẽ ngưng tụ thành
nước và được hứng đưa ra bên ngoài ô tô nhờ ống xả bố trí dưới giàn lạnh. Đặc
tính hút ẩm này giúp cho khối không khí mát trong cabin được tinh chế và khô ráo.
Tóm lại, nhờ hoạt động của van giãn nở hay của ống tiết lưu, lưu lượng môi
chất phun vào bộ bốc hơi được điều tiết để có được độ mát lạnh thích ứng với
mọi chế độ tải của hệ thống điện lạnh. Trong công tác tiết lưu này, nếu lượng
môi chất chảy vào bộ bốc hơi quá lớn, nó sẽ bị tràn ngập, hậu quả là độ lạnh
kém vì áp suất và nhiệt độ trong bộ bốc hơi cao. Môi chất không thể sôi cũng
như không bốc hơi hoàn toàn được, tình trạng này có thể gây hỏng hóc cho máy
nén. Ngược lại, nếu môi chất lạnh lỏng nạp vào không đủ, độ lạnh sẽ rất kém do
lượng môi chất ít sẽ bốc hơi rất nhanh khi chưa kịp chạy qua khắp bộ bốc hơi.
6.2 Hệ thống điện của hệ thống điều hòa trên ô tô
6.2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch điện của hệ thống điều hòa
6.2.1.1 Sơ đồ nguyên lý
151
Hình 6.30 Sơ đồ nguyên lý mạch điện điều khiển hệ thống điều hòa không khí
1. Bình ắc quy; 2. Công tắc máy; 3. Bộ ngắt mạch; 4. Cầu chì; 5. Rơ le nhiệt; 6.
Công tắc quạt giớ; 7. Cầu chì máy lạnh; 8. Mô tơ quạt gió; 9. Bộ cảm biến vận
tốc máy nén; 10. Nhiệt điện trở; 11. Công tắc áp suất kép; 12. Công tắc máy
lạnh; 13. Nguồn cung cấp điện; 14. Rơ le bộ ly hợp từ trường; 15. Bộ cảm biến
nhiệt độ; 16. Bộ ly hợp từ trường.
6.2.1.2 Nguyên lý hoạt động
Bật công tắc máy (2) nối điện “ON”.
Công tắc quạt gió (6) “ON”, rơ le (5) “ON”, mô tơ quạt gió (8) quay.
Công tắc máy lạnh (12) “ON”, nguồn cung cấp điện chính (13) “ON”.
Công tắc áp suất kép (11) “ON” điều khiển áp suất trong hệ thống trên 2,1
kg/cm2 và dưới 27 kg/cm2.
Nhiệt điện trở (10) cung cấp tín hiệu nhiệt độ của giàn lạnh cho nguồn
cung cấp điện chính amplifier.
Van VSV “ON” tăng tốc độ cầm chừng
Rơ le bộ ly hợp từ trường nối mạch “ON”.
Bộ cảm biến nhiệt độ (15) “ON”
Ly hợp từ trường (16) nối khớp quay máy nén
Bộ cảm biến vận tốc (9) cung cấp tín hiệu về vận tốc máy nén cho amplifier.
Nếu máy nén bị kẹt cứng, amplifier sẽ cắt mạch điện của bộ ly hợp từ trường.
6.2.2 Sơ đồ mạch điện của hệ thống điện lạnh ô tô
Hình 6.31 trình bày sơ đồ mạch điện của hệ thống điện lạnh ô tô Toyota
Corona & Carina.
152
Hì
nh
 6.3
1.s
ơ đ ồ m
ạch
 điệ
n c
ủa
 hệ
 th
ốn
g đ
iện
 lạn
h ô
 tô 
To
yot
a C
oro
na
 & 
Ca
rin
a.
153
6.3 Kiểm tra, chẩn đoán, sửa chữa hệ thống điện lạnh ô tô
6.3.1 Vấn đề an toàn lao động
Trước khi tiến hành kiểm tra, sửa chữa hệ thống điện lạnh ô tô cần lưu ý
một số vấn đề sau:
1. Lưu trữ môi chất lạnh ở nơi mát, nhiệt độ không cao quá 520C.
2. Không nên tiếp xúc trực tiếp với môi chất lạnh
3. Khi cần xả ga hay tháo các bộ phận của hệ thống lạnh nên thao tác
đúng quy trình, vì áp suất hoạt động của hệ thống lạnh rất cao.
4. Luôn luôn phải mang kính bảo hộ mắt
5. Môi chất lạnh tiêp xúc với ngọn lửa sẽ phát sinh khí độc.
6. Phải tháo dây bình ắc quy trước khi sửa chữa phần điện lạnh
7. Khi nổ máy để tiến hành trắc nghiệm hệ thống điện lạnh, cần phải nối
dài ống xả đưa khí thải thoát ra ngoài.
6.3.2 Quy trình kiểm tra, trắc nghiệm
6.3.2.1 Quan sát
Trước khi tiến hành bất cứ một trắc nghiệm nào, cũng cần phải quan sát, xem
xét kỹ hệ thống điện lạnh như sau:
1. Dây đai máy nén được căng đúng mức quy định
Phải dùng thiết bị chuyên dùng để căng dây đai máy nén, tuyệt đối không
xác định mức căng bằng cách đoán mò theo thói quen.
2. Chân gắn máy nén phải được siết cứng, không được nứt, vỡ, long lỏng.
3. Các đường ống dẫn hơi không được mòn khuyết, xì hơi.
4. Phớt trục máy nén phải kín. Nếu bị hở sẽ nhận thấy vết dầu quanh trục máy nén.
5. Giàn nóng phải thật sạch sẽ và được lắp ráp đúng vị trí.
6. Quan sát tất cả các ống dẫn khí, các cửa cánh gà cũng như hệ thống cơ khí
điều khiển phân phối luồng khí, phải hoạt động nhạy, nhẹ và tốt.
7. Các ống của giàn lạnh, cả bộ giàn lạnh phải sạch, không được bám bụi bẩn.
8. Động cơ điện quạt gió phải hoạt động tốt, chạy đầy đủ mọi tốc độ quy định.
Nếu không đạt yêu cầu này, cần kiểm tra tình trạng chập mạch của các điện trở
điều khiển quạt gió.
9. Các bộ lọc không khí phải sạch
10. Nếu phát hiện thấy một vài vết dầu trên các bộ phận hệ thống lạnh, chứng tỏ
có tình trạng xì thoát môi chất lạnh. Vì khi môi chất lạnh xì ra thường kéo theo
dầu bôi trơn.
6.3.2.2 Lắp ráp bộ đồng hồ vào hệ thống để kiểm tra, trắc nghiệm
Kỹ thuật lắp ráp bộ đồng hồ phải qua hai bước: lắp bộ đồng hồ và xả
không khí ra khỏi các ống nối. Thao tác như sau:
1. Mang kính bảo hộ mắt
2. Che phủ hai bên vè xe để tránh làm sước sơn
3. Tháo nắp đậy các cửa van thử phía thấp áp và phía cao áp của máy nén. Cần
kiểm soát kỹ ga không xì ra tại các cửa này.
4. Đầu nối ống các ống nối hơi phải được trang bị chốt ấn kim van chặn trên
máy nén.
5. Đóng kín khóa van của hai đồng hồ.
154
6. Ráp bộ đồng hồ với các ống nối vào cửa thử của máy nén đúng kỹ thuật. Ống
nối mầu xanh là đồng hồ thấp áp, được nối vào cửa thấp áp (cửa hút) của máy
nén. Ống màu đỏ của đồng hồ cao áp được nối vào cửa thử phía cao áp (cửa xả
của máy nén).
6.3.2.3 Xả gió trong các ống nối
Phải xả sạch không khí trong hai ống nối trước khi bắt đầu đo kiểm áp
suất hệ thống lạnh. Cách xả như sau:
1. Mở hé van đồng hồ thấp áp trong vài giây cho một ít môi chất thoát ra sau đó
khóa kín van lại.
2. Cũng làm như trên đối với ống nối đồng hồ phía cao áp.
Bây giờ bộ đồng hồ đã được ráp đúng kỹ thuật, sẵn sàng cho công tác kiểm tra.
Để tiến hành đo kiểm áp suất trong hệ thống điện lạnh ô tô ta thao tác như sau:
a. Cho động cơ nổ ở vận tốc trục khuỷu 2000 V/p
b. Đặt núm chỉnh nhiệt độ lạnh tối đa “Max Cold”
c. Cho quạt gió chạy ở tốc độ cao nhất
d. Mở lớn hai của trước xe
e. Mở tất cả các cửa phân phối khí lạnh.
Sự liên hệ giữa nhiệt độ, áp suất đẩy và áp suất hút của máy nén trong kỳ hoạt
động của nó theo bảng sau:
Nhiệt độ môi trường 700F
(210C)
800F
(26,50C)
900F
(320C)
1000F
(37,50C)
1100F
(430C)
Nhiệt độ khí lạnh
thoát ra (0C)
2 - 8 4 - 10 7 - 13 10 - 17 13 - 21
Áp suất bơm môi
chất lạnh (PSI)
140 - 210 180- 235 210 - 270 240 - 310 280 - 350
Áp suất hút môi chất
lạnh (PSI)
10 - 35 16 - 38 20 - 42 25 - 48 30 - 55
6.3.3 Chẩn đoán, sửa chữa các hỏng hóc thường gặp
Kết quả đo kiểm á suất bên phía áp suất thấp và bên phía áp suất cao của
hệ thống điện lạnh ô tô được tóm tắt với nhiều tình huống sau đây sẽ giúp chúng
ta chẩn đoán và sử lý đúng kỹ thuật.
1. Áp suất cả hai phía bình thường, cửa sổ kính cho thấy dòng môi chất lạnh có
chút ít bọt, gió thổi ra lạnh vừa, thử đóng, ngắt liên tục công tắc ổn nhiệt nhưng
kim đồng hồ phía thấp áp không giao động. Các triệu chứng này chứng tỏ hệ
thống lạnh có lẫn chút không khí và chất ẩm. Kiểm tra, sửa chữa như sau:
a. Tiến hành trắc nghiệm tình trạng xì ga
b. Xả hết môi chất lạnh trong hệ thống
c. Khắc phục xì ga
d. Bình lọc/hút ẩm môi chất lạnh đã đầy ứ chất ẩm ướt, phải thay mới.
e. Rút chân không hệ thống trong thời gian tối thiểu 30 phút.
f. Nạp ga trở lại
g. Cho hệ thống lạnh vận hành và kiểm tra lại.
2. Áps suất của cả hai phía bình thường, có ít bọt trong dòng môi chất, gió thổi
ra âm ấm vào lúc khí trời nóng, nguyên do còn tồn tại quá nhiều chất ẩm ướt
trong hệ thống lạnh, cần phải:
155
a. Xả hết môi chát lạnh
b. Thay mới bình lọc hút ẩm
c. Rút chân không
d. Nạp ga trở lại đúng số lượng quy định
e. Vận hành hệ thống lạnh và kiểm tra.
3. Áp suất cả hai phía bình thường, máy nén hoạt động lúc ngừng, lúc chạy, theo
chu kỳ nhanh quá, phía áp suất thâp đồng hồ chỉ không đạt lắm. Nguyên do của
các triệu chứng này là công tắc ổn nhiệt hỏng. Xử lý như sau:
a. Tắt máy, ngắt off hệ thống lạnh
b. Thay mới công tắc ổn nhiệt, nhớ để nguyên vị trí ống mao dẫn như cũ
c. Vận hành hệ thống lạnh, kiểm tra lại.
4. Bên phía thấp áp thì áp suất cao, bên phía cao áp thì áp suất bình thường, áp
suất ở phía thấp áp của máy nén cao quá bình thường trước khi máy nén bắt đầu
bơm. Nguyên do là công tắc ổn nhiệt sai, cách khắc phục:
a. Tắt máy, tắt hệ thống lạnh
b. Sửa hay thay mới công tắc ổn nhiệt
c. Nổ máy, chạy máy lạnh, kiểm tra.
5. Áp suất cả hai phía đều thấp, gió thổi ra hơi lạnh, một vài bọt trong dòng môi
chất lạnh chảy qua kính cửa sổ. Nguyên do hệ thống lạnh bị thiếu môi chất. Sử
lý như sau:
a. Kiểm tra xì ga
b. Xả hết ga môi chất lạnh
c. Khắc phục chỗ bị xì
d. Kiểm tra mức dầu nhờn trong máy nén
e. Rút chân không
f. Nạp ga trở lại đúng lượng quy định
g. Vận hành hệ thống lạnh và kiểm tra.
6. Cả hai phía áp suất đều thấp, gió thổi ra nóng chứ không lạnh, kính cửa quan
sát trong suốt. Nguyên nhân thiếu rất nhiều môi chất trong hệ thống, có khả
năng hệ thống bị xì ga. Khắc phục như sau:
a. Kiểm tra tìm kiếm chỗ xì
b. Kiểm tra cẩn thận tình trạng xì ga tại máy nén
c. Xả hết môi chất lạnh
d. Kiểm tra mức dầu bôi trơn trong máy nén
e. Rút chân không
f. Nạp ga
g. Vận hành hệ thống lạnh và kiểm tra
7. Áp suất cả hai phía đều thấp, gió thổi ra lạnh ít, bên ngoài van giãn nở có đổ
mồ hôi hay đóng sương, nguyên do van giãn nở bị kẹt đóng, màng của van giãn
nở bị dính, bầu cảm biến hoạt động không đúng. Xử lý như sau:
a. Xả ga
b. Tháo gỡ van giãn nở ra khỏi hệ thống, kiểm tra màng của van
c. Làm sạch và thay mới màng van, gắn trở lại vào hệ thống
d. Rút chân không
e. Nạp ga
156
f. Chạy thử
8. Áp suất cả hai phía đều thấp, không khí thổi ra có lạnh, sờ vào ống dẫn bên
phía cao áp thấy lạnh, đồng thời quanh ống dẫn có đổ mồ hôi và đọng sương.
Triệu chứng này chứng tỏ đường ống phía bên cao áp hệ thống bị nghẽn. Xử lý
như sau:
a. Xả ga
b. Thay mới bình lọc/hút ẩm và các ống dẫn cũng như các chi tiết bị nghẽn.
c. Rút chân không
d. Nạp ga lại
e. Chạy thử và kiểm tra.
9. Phía thấp áp có áp suất cao, bên phía cao áp áp suất lại thấp, máy nén kêu.
Chứng tỏ máy nén hỏng, cách chữa như sau:
a. Tháo gỡ máy nén ra khỏi xe
b. Tháo nắp đầu máy nén để tiện quan sát bên trong
c. Kiểm tra mức dầu bôi trơn máy nén
d. Thay mới bình lọc/hút ẩm
e. Chạy thử để kiểm tra
10. Áp suất cả hai phía đều cao, gió thổi ra nóng, thấy đầy bọt qua kính cửa quan
sát, ống dẫn bên phía cao áp nóng, nguyên do là giàn nóng bị hỏng và quá tải.
Phải kiểm tra:
a. Dây đai quạt gió giải nhiệt giàn nóng bị lỏng, đứt
b. Kiểm tra giàn nóng có bị bụi bẩn làm nghẽn gió lưu thông
c. Kiểm tra giàn nóng có được gắn đủ xa đối với két nước làm mát động
cơ không
d. Kiểm tra môi chất lạnh có bị nạp quá nhiều không
e. Vận hành và kiểm tra hệ thống điện lạnh
11. Áp suất cả hai phía đều cao, qua cửa sổ quan sát thỉnh thoảng thấy có bọt,
gió thổi ra lạnh ít, nguyên do có quá nhiều không khí và ẩm ướt trong hệ thống
lạnh. Sử lý:
a. Xả hết ga
b. Thay mới bình lọc/hút ẩm vì bình cũ đã chúa đầy chất ẩm ướt
c. Rút chân không
d. Nạp ga lại
e. Chạy thử và kiểm tra
12. Áp suất cả hai phía đều cao, gió thổi ra ẩm, giàn lạnh đổ mồ hôi hay đóng
sương. Nguyên do van giãn nở bị kẹt mở. Sử lý
a. Xả ga
b. Thay mới van giãn nở, nhớ đảm bảo đúng tiếp xúc tốt nơi cần thiết
c. Rút chân không thật kỹ, nạp ga lại
d. Chạy thử và kiểm tra.
157
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. TS. Đinh Ngọc Ân; Trang bị điện trên ô tô máy kéo; NXB CNKT, Hà Nội, 1990.
2. TS. Đinh Ngọc Ân; Khai thác kỹ thuật các kết cấu mới của ô tô Nhật Bản;
NXB KHKT, Hà Nội; 1995.
3. PGS.TS. Phạm Hữu Nam; Trang bị điện trên ô tô hiện đại; NXB KHKT, Hà
Nội, 2000.
4. GS.TS. Nguyễn Tất Tiến; Nguyên lý động cơ; NXB KHKT; 1998
5. http: // www.oto - hui.com.
158
MỤC LỤC
Nội dung Trang
Chương 1: Khái quát về hệ thống điện và điện tử trên ô tô 1
1.1 Tổng quan về mạng điện và các hệ thống điện trên ô tô 1
1.2 Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống điện 1
1.3 Nguồn điện trên ô tô 2
1.4 Các loại phụ tải trên ô tô 2
1.5 Các thiết bị bảo vệ và điều khiển trung gian 3
1.6 Các ký hiệu và quy ước trong mạch điện 5
1.7 Dây điện và các bối dây điện trên ô tô 8
Chương 2: Hệ thống cung cấp điện 9
2.1 Ắc qui khởi động 9
2.2 Máy phát điện 20
2.2.1 Phân loại, đặc điểm cấu tạo, nguyên tắc hoạt động 20
2.2.2 Đặc tính của máy phát điện xoay chiều 32
2.3 Bộ điều chỉnh điện (Bộ tiết chế) 35
2.3.1 Cơ sở lý thuyết và phương pháp điều chỉnh 35
2.3.2 Các bộ điều chỉnh điện tiêu biểu 39
2.3.3 Tính toán chế độ tải và chọn máy phát điện 50
Chương3: Hệ thống khởi động 52
3.1 Nhiệm vụ và sơ đồ chung của hệ thống khởi động 52
3.2 Máy khởi động 52
3.3 Các cơ cấu điều khiển trung gian trong hệ thống khởi động 61
3.4 Hệ thống hỗ trợ khởi động cho động cơ Diesel 63
Chương 4: Hệ thống đánh lửa 74
4.1 Những vấn đề chung 74
4.1.1 Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại 74
4.1.2 Lý thuyết về đánh lửa cao áp trên động cơ ô tô 75
4.2 Hệ thống đánh lửa thường 82
4.2.1 Sơ đồ và nguyên lý làm việc 82
4.2.2 Cấu tạo một số các bộ phận 83
4.3 Hệ thống đánh lửa bán dẫn 90
4.3.1 Một số bộ cảm biến trong HTĐL bán dẫn và HTĐL điện tử 90
4.3.2 Phân loại và sơ đồ nguyên lý của HTĐL bán dẫn 97
4.4 Hệ thống đánh lửa điện dung 103
4.5 Hệ thống đánh lửa theo chương trình 108
Chương 5: Hệ thống thông tin,chiếu sáng và tín hiệu trên ô tô 110
5.1 Hệ thống thông tin trên ô tô 110
5.1.1 Cấu trúc tổng quát và phân loại hệ thống thông tin 110
5.1.2 Thông tin dạng tương tự 111
5.1.3 Thông tin dạng kỹ thuật số 124
5.2 Hệ thống chiếu sáng trên ô tô 128
5.2.1 Sơ đồ chung hệ thống chiếu sáng 128
5.2.2 Các thiết bị trong hệ thống chiếu sáng 128
5.3 Hệ thống tín hiệu 133
5.3.1 Hệ thống tín hiệu báo rẽ 133
5.3.2 Còi điện 135
Chương 6: Hệ thống điều hoà nhiệt độ 137
6.1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều hoà nhiệt độ 137
6.2 Hệ thống điện của hệ thống điều hòa trên ô tô 155
6.3 Kiểm tra, chẩn đoán, sửa chữa hư hỏng của hệ thống điều hòa 157
Tài liệu tham khảo 161
159