VIENIDMY Đăng nhập Vào luyện thi

Trang chủ › Giáo trình › Bảo dưỡng ô tô

Trang thiết bị điện (Ắc-quy, Khởi động, Nạp điện, Đánh lửa, Chiếu sáng - Tín hiệu)

Bảo dưỡng ô tô · 自動車整備分野 · Bài học do Tokutei Pass tự biên soạn dựa trên giáo trình chính thức; không sao chép nguyên văn.

Cấu tạo, tỷ trọng dung dịch và cách sử dụng ắc-quy chì - a-xít

Ắc-quy ô tô sử dụng loại ắc-quy chì - a-xít (lead-acid battery). Bản cực dương (chì đi-ô-xít PbO2) và bản cực âm (chì xốp Pb) được ngăn cách bởi tấm ngăn (separator) và ngâm trong dung dịch điện phân (a-xít sun-fu-ríc loãng H2SO4); sức điện động của mỗi ngăn đơn (1 cell) là khoảng 2 V. Bình ắc-quy 12 V trên xe con gồm 6 ngăn đơn mắc nối tiếp với nhau.

Khi ắc-quy phóng điện, cả hai bản cực đều biến đổi thành chì sun-fát (PbSO4) và lượng a-xít trong dung dịch giảm đi chuyển dần thành nước nên tỷ trọng dung dịch giảm xuống. Tỷ trọng dung dịch điện phân khi nạp đầy hoàn toàn ở nhiệt độ tiêu chuẩn 20°C là 1,26 đến 1,28. Cứ mỗi 1°C thay đổi thì tỷ trọng biến thiên 0,0007 nên ta quy đổi về 20°C theo công thức: S20 = St + 0,0007 × (t - 20).

Khi mức dung dịch điện phân bị cạn do bay hơi tự nhiên, vì thành phần a-xít không bay hơi nên bắt buộc phải châm thêm nước cất tinh khiết (purified water) đến vạch giới hạn trên (UPPER LEVEL). Ngoài ra, trong quá trình nạp điện sẽ sinh ra khí hi-đrô (H2) rất dễ bắt lửa và gây nổ, nên phải thông gió tốt và tuyệt đối cấm lửa.

Khi tháo cáp ra khỏi cọc bình ắc-quy, để tránh trường hợp cờ-lê chạm vào vỏ xe bằng kim loại (body ground) gây chập mạch (ngắn mạch), bắt buộc phải tháo cọc âm (-) trước. Ngược lại, khi lắp cáp vào thì phải lắp cọc dương (+) trước rồi mới lắp cọc âm (-) sau cùng.

Cấu tạo, tỷ trọng dung dịch và cách sử dụng ắc-quy chì - a-xít

Điểm cần nhớ


  • Ắc-quy 12 V gồm 6 ngăn (mỗi ngăn khoảng 2 V) mắc nối tiếp; tỷ trọng dung dịch điện phân khi nạp đầy ở 20°C là 1,26 đến 1,28

  • Khi dung dịch điện phân hao hụt tự nhiên thì châm thêm nước cất tinh khiết; khi nạp điện sinh ra khí hi-đrô dễ nổ nên phải cấm lửa

  • Khi tháo cáp ắc-quy phải tháo cọc âm (-) trước để chống chập điện; khi lắp vào phải lắp cọc dương (+) trước

  • Ví dụ: Khi tỷ trọng đo được ở nhiệt độ dung dịch 30°C là St = 1,263 thì tỷ trọng quy đổi về 20°C là S20 = 1,263 + 0,0007 × (30 - 20) = 1,263 + 0,007 = 1,270

  • Ví dụ: Bình ắc-quy có dung lượng theo chế độ phóng 5 giờ là 40 Ah (Ampe-giờ) biểu thị khả năng phóng dòng điện không đổi 40 ÷ 5 = 8 A liên tục trong 5 giờ
Từ vựngNghĩa
Dung dịch điện phân (a-xít sun-fu-ríc loãng)
Nước cất tinh khiết (purified / distilled water)
Tỷ trọng (specific gravity)
Khí hi-đrô (hydrogen gas)

Hệ thống khởi động (Starter) và Hệ thống nạp điện (Alternator)

Máy khởi động (starter / củ đề) dùng điện năng của ắc-quy làm quay mô-tơ điện một chiều, đẩy bánh răng bendix (pinion gear) ăn khớp với vành răng bánh đà (ring gear) để quay khởi động động cơ. Công tắc từ (magnetic switch / chuột đề) có 2 chức năng: vừa đẩy bánh răng pinion lao ra ăn khớp, vừa đóng mở tiếp điểm chính cho dòng điện lớn chạy vào mô-tơ.

Trong máy khởi động được trang bị khớp một chiều (overrunning clutch / one-way clutch). Bộ phận này giúp ngắt truyền động ngay khi động cơ vừa nổ máy, ngăn không cho vành răng bánh đà quay nhanh kéo ngược lại phần ứng (armature) của máy khởi động làm cháy hỏng mô-tơ do quá tốc.

Máy phát điện xoay chiều (alternator) của hệ thống nạp được dẫn động bằng dây đai từ pu-li trục khuỷu động cơ. Bên trong máy phát gồm rô-to (cuộn dây kích từ) quay tạo ra từ trường và sta-to (cuộn dây phần tĩnh) cố định xung quanh để phát ra dòng điện xoay chiều 3 pha.

Dòng điện xoay chiều 3 pha sinh ra ở cuộn dây sta-to được bộ chỉnh lưu (rectifier gồm các đi-ốt) biến đổi thành dòng điện một chiều (DC). Đồng thời, bộ tiết chế vi mạch (IC regulator) điều khiển dòng điện kích từ cấp vào rô-to để giữ điện áp phát ra luôn ổn định ở mức tiêu chuẩn (khoảng 14,0 đến 14,5 V đối với xe 12 V) dù tốc độ động cơ thay đổi.

Hệ thống khởi động (Starter) và Hệ thống nạp điện (Alternator)

Điểm cần nhớ


  • Khớp một chiều (overrunning clutch) của máy khởi động ngăn không cho vành răng bánh đà kéo ngược phần ứng (armature) quay quá tốc sau khi động cơ đã nổ

  • Máy phát điện (alternator) dùng rô-to tạo từ trường, cuộn dây sta-to phát ra điện xoay chiều 3 pha, và bộ chỉnh lưu (rectifier / đi-ốt) đổi thành điện một chiều

  • Bộ tiết chế IC (IC regulator) điều chỉnh dòng kích từ vào rô-to để giữ điện áp máy phát ổn định ở mức quy định (khoảng 14 đến 14,5 V)
Từ vựngNghĩa
Máy khởi động (starter)
Khớp một chiều (overrunning clutch)
Máy phát điện xoay chiều (alternator)
Bộ chỉnh lưu bằng đi-ốt (rectifier)
Bộ tiết chế vi mạch (IC regulator)

Hệ thống đánh lửa (Bô-bin đánh lửa và Bu-gi)

Hệ thống đánh lửa trên động cơ xăng biến đổi điện áp thấp 12 V của ắc-quy thành điện áp cao từ 10.000 đến 30.000 V nhờ bô-bin đánh lửa (ignition coil), sau đó phóng tia lửa điện qua khe hở điện cực của bu-gi (spark plug) để đốt cháy hòa khí đã nén.

Bên trong bô-bin đánh lửa có cuộn dây sơ cấp (ít vòng dây) và cuộn dây thứ cấp (số vòng dây gấp hàng chục đến hàng trăm lần cuộn sơ cấp) quấn quanh lõi sắt từ. Ngay khoảnh khắc cụm đánh lửa (igniter) ngắt đột ngột dòng điện cuộn sơ cấp, hiện tượng tự cảm và hỗ cảm sẽ sinh ra điện áp cực cao ở cuộn thứ cấp.

Khe hở giữa điện cực trung tâm và điện cực tiếp mát của bu-gi (khe hở bu-gi / plug gap) thường khoảng 0,8 đến 1,1 mm. Mức độ truyền nhiệt từ bu-gi ra nắp máy gọi là chỉ số nhiệt (heat range): loại tản nhiệt nhanh gọi là bu-gi lạnh (chỉ số nhiệt cao), loại giữ nhiệt nhiều gọi là bu-gi nóng (chỉ số nhiệt thấp).

Nếu nhiệt độ đầu bu-gi quá thấp sẽ bị bám muội than gây mất lửa, còn nếu quá cao sẽ làm điện cực quá nhiệt gây cháy sớm (pre-ignition). Ngoài ra, khi tốc độ động cơ càng cao thì cần phải đánh lửa sớm hơn (advance ignition timing) để áp suất cháy đạt cực đại ngay sau điểm chết trên.

Điểm cần nhớ


  • Bô-bin đánh lửa (ignition coil) dùng hiện tượng cảm ứng điện từ khi ngắt dòng sơ cấp để tạo ra điện áp cao khoảng 10.000 đến 30.000 V ở cuộn thứ cấp

  • Chỉ số nhiệt của bu-gi biểu thị khả năng thoát nhiệt: loại thoát nhiệt nhanh là bu-gi lạnh (chỉ số nhiệt cao), loại khó thoát nhiệt là bu-gi nóng (chỉ số nhiệt thấp)

  • Khi tốc độ quay của động cơ tăng lên, thời điểm đánh lửa cần được điều chỉnh sớm hơn (đánh lửa sớm)
Từ vựngNghĩa
Bô-bin đánh lửa (ignition coil)
Bu-gi đánh lửa (spark plug)
Chỉ số nhiệt bu-gi (loại lạnh và loại nóng)
Thời điểm đánh lửa (đánh lửa sớm / muộn)

Cơ sở kỹ thuật điện (Định luật Ohm, Công suất tiêu thụ, Điện trở tương đương)

Trong mạch điện, giữa điện áp V (Vôn), dòng điện I (Ampe) và điện trở R (Ohm: Ω) luôn tuân theo định luật Ohm: V = I × R (Điện áp = Dòng điện × Điện trở). Biến đổi công thức ta có I = V ÷ R và R = V ÷ I, làm cơ sở để kiểm tra mạch điện và chọn cầu chì.

Công suất điện P (Oát: W) mà bóng đèn hoặc mô-tơ tiêu thụ được tính bằng công thức P = V × I (Công suất = Điện áp × Dòng điện). Ví dụ khi nối bóng đèn pha 60 W vào nguồn điện 12 V thì dòng điện chạy qua là I = 60 ÷ 12 = 5 A.

Khi mắc nhiều điện trở trên cùng một đường thẳng gọi là mắc nối tiếp (series connection): dòng điện qua mọi điện trở đều bằng nhau và điện trở tương đương bằng tổng các điện trở thành phần (R = R1 + R2). Do đó càng mắc thêm điện trở nối tiếp thì tổng trở càng tăng và dòng điện càng giảm.

Ngược lại, khi mắc rẽ nhánh gọi là mắc song song (parallel connection): điện áp đặt lên mỗi nhánh đều bằng nhau và điện trở tương đương của 2 điện trở mắc song song là R = (R1 × R2) ÷ (R1 + R2). Các đèn chiếu sáng và phụ tải điện trên ô tô được mắc song song với ắc-quy để khi một bóng bị đứt thì các bóng khác vẫn sáng bình thường.

Điểm cần nhớ


  • Định luật Ohm là V = I × R, còn công suất tiêu thụ điện là P(W) = V(V) × I(A)

  • Điện trở tương đương mắc nối tiếp là R = R1 + R2, mắc song song là R = (R1 × R2) ÷ (R1 + R2); hệ thống đèn trên ô tô được mắc song song

  • Ví dụ: Mắc nối tiếp hai bóng đèn có điện trở 4 Ω và 2 Ω vào ắc-quy 12 V thì điện trở tương đương R = 4 + 2 = 6 Ω, dòng điện trong mạch I = 12 ÷ 6 = 2 A

  • Ví dụ: Mắc song song hai điện trở 6 Ω và 3 Ω vào ắc-quy 12 V thì điện trở tương đương R = (6 × 3) ÷ (6 + 3) = 18 ÷ 9 = 2 Ω, dòng điện tổng I = 12 ÷ 2 = 6 A

  • Ví dụ: Trong mạch điện 12 V, bật sáng 2 bóng đèn pha công suất 60 W mắc song song thì tổng công suất P = 120 W, tổng dòng điện chạy qua I = 120 ÷ 12 = 10 A
Từ vựngNghĩa
Định luật Ohm (Ohm's law)
Công suất tiêu thụ điện (P = V × I)
Mắc nối tiếp và mắc song song
Điện trở tương đương (combined resistance)

Vai trò của tiếp mát thân xe (Body Earth), Cầu chì và Rơ-le

Trong mạng dây điện ô tô (wire harness), cọc âm (-) của ắc-quy và dây âm của các thiết bị điện được nối trực tiếp vào thân vỏ kim loại của xe hoặc thân máy, tận dụng chính thân xe làm đường dẫn điện quay về. Phương pháp này gọi là tiếp mát thân xe (body earth / hệ thống 1 dây), giúp giảm đáng kể chiều dài và khối lượng dây điện.

Nếu mạch điện bị chạm chập (ngắn mạch) làm dòng điện quá lớn chạy qua, vỏ bọc dây điện sẽ nóng chảy và gây cháy xe. Để bảo vệ mạch, người ta lắp cầu chì (fuse) hoặc dây chảy (fusible link dùng cho mạch dòng lớn) ở phía nguồn; khi có dòng quá tải, dây kim loại bên trong sẽ nóng chảy để ngắt mạch.

Khi cầu chì bị đứt (nóng chảy), trước hết phải tìm và sửa nguyên nhân chạm chập, sau đó bắt buộc phải thay bằng cầu chì mới có cùng dung lượng định mức (số Ampe). Cầu chì dạng dẹt được phân biệt dung lượng theo màu sắc (ví dụ: 10 A màu đỏ, 15 A màu xanh dương, 20 A màu vàng). Tuyệt đối cấm dùng dây đồng, dây thép hoặc cầu chì có dung lượng lớn hơn vì sẽ gây cháy dây điện.

Ngoài ra, các mạch tiêu thụ dòng điện lớn như đèn pha, còi, quạt làm mát thường sử dụng rơ-le (relay). Công tắc ở ghế lái chỉ cần cho dòng điện nhỏ chạy qua để hút nam châm điện trong rơ-le, từ đó đóng tiếp điểm cho dòng điện lớn đi qua dây dẫn ngắn và to tới tải, giúp chống cháy tiếp điểm công tắc và giảm sụt áp.

Vai trò của tiếp mát thân xe (Body Earth), Cầu chì và Rơ-le

Điểm cần nhớ


  • Tiếp mát thân xe (body earth) nối cực âm ắc-quy và cực âm của thiết bị điện vào khung vỏ kim loại của xe nhằm rút gọn hệ thống dây dẫn

  • Cầu chì tự nóng chảy khi quá dòng để bảo vệ dây điện; khi đứt cầu chì phải khắc phục nguyên nhân rồi thay đúng cầu chì có cùng dung lượng định mức

  • Rơ-le (relay) dùng dòng điện nhỏ ở công tắc để đóng mở mạch dòng điện lớn, giúp bảo vệ tiếp điểm công tắc và giảm sụt áp trên dây dẫn
Từ vựngNghĩa
Tiếp mát thân xe (body earth / ground)
Cầu chì (fuse)
Dây chảy / cầu chì tổng (fusible link)
Rơ-le (relay)

Hệ thống đèn chiếu sáng - tín hiệu, Đèn cảnh báo và Gạt mưa

Hệ thống đèn trên ô tô được Tiêu chuẩn an toàn quy định chặt chẽ về màu sắc, vị trí lắp và cường độ sáng. Đèn chiếu sáng phía trước (headlamp), đèn kích thước trước (clearance lamp), đèn lùi (back lamp) và đèn soi biển số đều có màu trắng.

Đèn hậu (tail lamp) và đèn phanh (stop lamp / brake lamp) lắp ở phía sau xe có màu đỏ; nếu đèn phanh dùng chung bóng với đèn hậu thì khi đạp phanh, cường độ sáng của đèn phanh phải gấp 5 lần trở lên so với đèn hậu.

Đèn báo rẽ (xi-nhan / turn signal lamp) và đèn cảnh báo nguy hiểm (hazard lamp) có màu vàng cam (amber) và nhấp nháy với tần số từ 60 đến 120 lần/phút.

Trên bảng đồng hồ táp-lô, các đèn cảnh báo áp suất dầu, đèn báo nạp (charge lamp) và đèn cảnh báo phanh sẽ bật sáng khi bật khóa điện ON (lúc động cơ chưa nổ) để kiểm tra đứt bóng, và phải tắt đi sau khi động cơ đã nổ máy và hệ thống hoạt động bình thường.

Mô-tơ gạt nước kính chắn gió (wiper motor) được tích hợp cơ cấu tự dừng đúng vị trí (auto-stop mechanism), giúp cần gạt luôn quay về nằm gọn ở mép dưới kính chắn gió rồi mới dừng hẳn dù người lái tắt công tắc gạt mưa ở bất kỳ thời điểm nào.

Ngoài ra, nếu bật gạt mưa khi mặt kính đang khô sẽ làm xước kính và hỏng lưỡi cao su, nên phải phun nước rửa kính (washer fluid) trước khi gạt.

Điểm cần nhớ


  • Màu sắc đèn: đèn pha, đèn lùi, đèn biển số = màu trắng; đèn hậu, đèn phanh = màu đỏ; đèn xi-nhan (nháy 60 đến 120 lần/phút) = màu vàng cam

  • Đèn báo áp suất dầu và đèn báo nạp sáng lên khi bật khóa điện ON (máy dừng) và tắt đi sau khi động cơ nổ máy bình thường

  • Mô-tơ gạt mưa có cơ cấu tự dừng (auto-stop) giúp lưỡi gạt tự động trở về vị trí gốc ở mép dưới kính khi tắt công tắc
Từ vựngNghĩa
Đèn chiếu sáng phía trước / đèn pha (headlamp)
Đèn phanh (stop lamp)
Đèn báo rẽ / xi-nhan (turn signal lamp)
Cơ cấu tự đưa gạt mưa về vị trí dừng (auto-stop)

Kiểm tra dây đai dẫn động phụ kiện (Fan belt) và hệ thống điện

Dây đai dẫn động (fan belt / dây curoa chữ V hoặc V-ribbed) mắc qua pu-li trục khuỷu dùng để kéo máy phát điện (alternator), bơm nước, lốc điều hòa và bơm trợ lực lái.

Khi kiểm tra, cần quan sát xem bề mặt dây đai có vết nứt, sờn rách hay dính dầu mỡ không, đồng thời dùng ngón tay ấn vào giữa đoạn dây đai căng giữa hai pu-li (lực ấn khoảng 98 N tương đương 10 kgf) để kiểm tra độ võng (độ căng).

Nếu dây đai quá chùng (lỏng) sẽ bị trượt trên pu-li gây tiếng kêu rít, làm máy phát nạp yếu (hết bình ắc-quy) và làm bơm nước quay chậm gây quá nhiệt động cơ (overheat). Ngược lại, nếu căng dây đai quá mức sẽ làm nhanh hỏng vòng bi (bạc đạn) của máy phát điện và bơm nước.

Khi tháo lắp các giắc nối điện (connector / coupler) của cảm biến và thiết bị điện, tuyệt đối không được cầm dây điện giật ra để tránh đứt ngầm dây, mà phải bóp mở chốt khóa (lock) rồi cầm vào thân giắc nối để rút ra.

Khi bảo dưỡng hộp điều khiển điện tử (ECU) hoặc hệ thống túi khí (SRS airbag), phải tắt khóa điện OFF, tháo cáp cọc âm (-) ắc-quy và chờ đủ thời gian quy định rồi mới bắt đầu thao tác để tránh kích hoạt nhầm hoặc chạm chập làm hỏng hộp điều khiển.

Điểm cần nhớ


  • Dây đai (fan belt) quá chùng sẽ bị trượt gây thiếu điện nạp và quá nhiệt động cơ; quá căng sẽ làm hỏng vòng bi máy phát và bơm nước

  • Kiểm tra sức căng dây đai bằng cách đo độ võng khi ấn lực quy định (khoảng 98 N) vào giữa hai pu-li hoặc dùng đồng hồ đo lực căng đai

  • Khi rút giắc điện (connector), không được kéo dây dẫn mà phải mở lẫy khóa và cầm trực tiếp vào thân giắc nối để rút
Từ vựngNghĩa
Dây đai dẫn động (fan belt / V-ribbed belt)
Độ võng dây đai (deflection)
Vòng bi / bạc đạn (bearing)
Giắc nối điện (connector / coupler)

Các điểm hay ra thi và mẹo ghi nhớ

Các câu hỏi về ắc-quy xuất hiện trong hầu hết mọi đề thi. Hãy thuộc lòng 5 quy tắc: 1 ngăn 2 V × 6 ngăn nối tiếp = 12 V; tỷ trọng nạp đầy ở 20°C = 1,26 đến 1,28; nước châm thêm = nước cất tinh khiết (châm a-xít loãng là Sai); khí sinh ra khi nạp = khí hi-đrô (khí ô-xy hay CO là Sai); thứ tự tháo lắp = tháo cọc âm (-) trước, lắp cọc dương (+) trước.

Ở máy khởi động và máy phát điện, đề thi hay hỏi ghép tên chi tiết với công dụng: Khớp một chiều (overrunning clutch) = chống kéo ngược phần ứng sau khi nổ máy; Cuộn dây sta-to = phát điện xoay chiều 3 pha; Bộ chỉnh lưu (rectifier / đi-ốt) = đổi điện xoay chiều thành một chiều; Bộ tiết chế (IC regulator) = giữ ổn định điện áp phát ra.

Trong bài toán tính điện, áp dụng định luật Ohm, công thức công suất điện và công thức tích chia tổng cho hai điện trở song song. Lưu ý tính chất: điện trở tương đương của mạch song song luôn nhỏ hơn điện trở thành phần nhỏ nhất trong mạch.

Khi cầu chì bị đứt, mọi phương án nói thay cầu chì có dung lượng lớn hơn cho đỡ đứt hoặc lấy dây đồng, dây thép nối tạm đều là Sai. Bắt buộc phải tìm sửa nguyên nhân chạm chập rồi thay cầu chì mới cùng dung lượng quy định.

Điểm cần nhớ


  • Ắc-quy: tỷ trọng 20°C là 1,26 đến 1,28 / Châm thêm nước cất / Khi nạp sinh khí hi-đrô / Tháo cọc âm (-) trước, lắp cọc dương (+) trước

  • Máy phát điện: Rô-to (tạo từ trường) → Sta-to (phát điện xoay chiều 3 pha) → Rectifier (chỉnh lưu thành điện một chiều) → IC regulator (ổn định điện áp)

  • Khớp một chiều của máy khởi động ngăn không cho phần ứng bị bánh đà kéo quay quá tốc sau khi động cơ nổ máy

  • Vận dụng thành thạo định luật Ohm V = I × R, công suất P = V × I và điện trở tương đương song song R = (R1 × R2) ÷ (R1 + R2)

  • Khi cầu chì đứt phải sửa nguyên nhân chạm chập rồi thay đúng cầu chì cùng dung lượng định mức (nghiêm cấm dùng dây thép hoặc cầu chì lớn hơn)
Từ vựngNghĩa
Ngắn mạch / chập điện (short circuit)
Nóng chảy đứt cầu chì (blowing a fuse)
Dung lượng định mức (rated capacity)

Điện ô tô (ắc quy, khởi động, sạc, đánh lửa, đèn)

Luyện câu hỏi chương này trong app

Tài liệu tham khảo chính thức

💬

Zalo