Giáo trình Hệ thống điện động cơ - Đỗ Văn Dũng
Trên 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 quát về mạng điện và các hệ thống điện trên ôtô
1. Hệ thống khởi động (Starting system): Bao gồm accu, 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).
2. Hệ thống cung cấp điện (Charging system): Gồm accu, máy phát điện
(Alternators), bộ tiết chế điện (Voltage regulator), các relay và đèn báo
nạp.
3. Hệ thống đánh lửa (Ignition system): Bao gồm các bộ phận chính:
accu, khóa điện (Ignition switch), bộ chia điện (Distributor), biến áp đánh
lửa hay bôbin (Ignition coils), hộp điều khiển đánh lửa (Igniter), bugi
(Spark plugs).
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.
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.
6. Hệ thống điều khiển động cơ (Engine control system): Bao 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 unit
pump in line)
7. Hệ thống điều khiển ôtô: Hệ thống điều khiển phanh chống hãmABS
(Antilock brake system), hộp số tự động, tay lái, gối hơi (SRS), lực kéo
(Traction control).
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 quát về mạng điện và các hệ thống điện trên ôtô
1. Hệ thống khởi động (Starting system): Bao gồm accu, 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).
2. Hệ thống cung cấp điện (Charging system): Gồm accu, máy phát điện
(Alternators), bộ tiết chế điện (Voltage regulator), các relay và đèn báo
nạp.
3. Hệ thống đánh lửa (Ignition system): Bao gồm các bộ phận chính:
accu, khóa điện (Ignition switch), bộ chia điện (Distributor), biến áp đánh
lửa hay bôbin (Ignition coils), hộp điều khiển đánh lửa (Igniter), bugi
(Spark plugs).
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.
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.
6. Hệ thống điều khiển động cơ (Engine control system): Bao 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 unit
pump in line)
7. Hệ thống điều khiển ôtô: Hệ thống điều khiển phanh chống hãmABS
(Antilock brake system), hộp số tự động, tay lái, gối hơi (SRS), lực kéo
(Traction control).
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Hệ thống điện động cơ - Đỗ Văn Dũng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- giao_trinh_he_thong_dien_dong_co_do_van_dung.pdf
Nội dung text: Giáo trình Hệ thống điện động cơ - Đỗ Văn Dũng
- Truong DH SPKT TP. HCM Hệ thống điện và điện tử trên ôtô hiện đại - Hệ thống điện động cơ 1.7 Dây điện và bối dây điện trong hệ thống điện ôtô 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 Aâu. 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 ô tô. Bảng 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 láBan quyenSw/Ws/Gn © Truong DH Su pham Ky thuat TP.Đèn HCM báo rẽ Đen/Trắng Sw/Ws Baó rẽ trái Đen/Xanh lá Sw/Gn Báo rẽ phải Xanh lá nhạt LGn Aâm bôbin Nâu Br Mass Đen/Đỏ Sw/Rt Đèn thắng Bảng 2: Ký hiệu đầu dây hệ châu Aâu 1 Aâm bôbin 4 Dây cao áp 15 Dương công tắc máy 30 Dương accu 31 Mass 49 Ngõ vào cục chớp 49a Ngõ ra cục chớp 50 Điều khiển đề 53 Gạt nước 54 Đèn thắng 55 Đèn sương mù 56 Đèn đầu PGS.TS Đỗ Văn Dũng Trang : 10 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
- Truong DH SPKT TP. HCM Hệ thống điện và điện tử trên ôtô hiện đại - Hệ thống điện động cơ 56a Đèn pha 56b Đèn cốt 58 Đèn kích thước 61 Báo sạc 85, 86 Cuộn dây relay 87 Tiếp điểm relay 1.7.2 Tính Toán Chọn Dây Các hư hỏng trong hệ thống điện ô tô ngày nay chủ yếu bắt nguồn từ dây dẫn vì đa số các linh kiện bán dẫn đã được chế tạo với độ bền khá cao. Ôtô càng hiện đại, số dây dẫn càng nhiều thì xác xuất hư hỏng càng lớn. Tuy nhiên, trên thực tế rất ít người chú ý đến đặc điểm này, kết quả là trục trặc của nhiều hệ thống điện ôtô xuất phát những sai lầm trong đấu dây. Bài viết này nhằm giới thiệu với bạn đọc những kiến thức cơ bản về dây dẫn trên ôtô, giúp người đọc giảm bớt những sai sót trong sửa chữa hệ thống điện ôtô. Dây dẫn trong ô tô thường là dây đồng có bọc chất cách điện là nhựa PVC. So với dây điện dùng trong nhà, dây điện trong ô tô dẫn điện và được cách điện tốt hơn. (Rất tiếc là do nguồn cung cấp loại dây này ít nên ở nước ta, thợ điện và giáo viên dạy điệnBan ô tô quyen vẫn ©sử Truong dụng DH dây Su điện pham nhà Ky thuatđể đấu TP. điện HCM xe!). Chất cách điện bọc ngoài dây đồng không những có điện trở rất lớn (1012/mm) mà còn phải chịu được xăng dầu, nhớt, nước và nhiệt độ cao, nhất là đối với các dây dẫn chạy ngang qua nắp máy (của hệ thống phun xăng và đánh lửa). Một ví dụ cụ thể là dây điện trong khoang động cơ của một hãng xe nổi tiếng vào bậc nhất nhất thế giới, chỉ có khả năng chịu nhiệt được trong thời gian bảo hành ở môi trường khí hậu nước ta! Ở môi trường nhiệt độ và độ ẩm cao, tốc độ lão hóa nhựa cách điện tăng đáng kể. Hậu quả là lớp cách điện của dây dẫn bắt đầu bong ra gây tình trạng chập mạch trong hệ thống điện. Thông thường tiết diện dây dẫn phụ thuộc vào cường độ dòng điện chạy trong dây. Tuy nhiên, điều này lại bị ảnh hưởng không ít bởi nhà chế tạo vì lý do kinh tế. Dây dẫn có kích thước càng lớn thì độ sụt áp trên đường dây càng nhỏ nhưng dây cũng sẽ nặng hơn. Điều này đồng nghĩa với tăng chi phí do phải mua thêm đồng. Vì vậy mà nhà sản xuất cần phải có sự so đo giữa hai yếu tố vừa nêu. Ở bảng 3 sẽ cho ta thấy độ sụt áp của dây dẫn trên một số hệ thống điện ô tô và mức độ cho phép. PGS.TS Đỗ Văn Dũng Trang : 11 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
- Truong DH SPKT TP. HCM Hệ thống điện và điện tử trên ôtô hiện đại - Hệ thống điện động cơ Bảng 3. Độ sụt áp tối đa trên dây dẫn kể cả mối nối. Hệ thống (12V) Độ sụt áp(V) Sụt áp tối đa(V) Hệ thống chiếu sáng 0.1 0.6 Hệ thống cung cấp điện 0.3 0.6 Hệ thống khởi động 1.5 1.9 Hệ thống đánh lửa 0.4 0.7 Các hệ thống khác 0.5 1.0 Nhìn chung, độ sụt áp cho phép trên đường dây thường nhỏ hơn 10% điện áp định mức. Đối với hệ thống 24V thì các giá trị trong bảng 3 phải nhân đôi. Độ sụt áp trên dây dẫn thường được tính bởi công thức: .I l. S U Trong đó: I = cường độ dòng điện chạy trong dây tính bằng Ampere là tỷ số giữa công suất của phụ tải điện và hiệu điện thế định mức. = 0.0178 .mm2/m điện trở suất của đồng. S = tiết diện dây dẫn . Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM l = chiều dài dây dẫn. Từ công thức trên, ta có thể tính toán để chọn tiết diện dây dẫn nếu biết công suất của phụ tải điện mà dây cần nối và độ sụt áp cho phép trên dây. Để có độ uốn tốt và bền, dây dẫn trên xe được bện bởi các sợi đồng có kích thước nhỏ. Các cỡ dây điện sử dụng trên ô tô được giới thiệu trong bảng 4. Bảng 4. Các cỡ dây điện và nơi sử dụng Cỡ dây: Tiết diện Dòng điện Ứng dụng số sợi/đường kính (mm2) liên tục (A) 9/0.30 0.6 5.75 Đèn kích thước, đèn đuôi 14/0.25 0.7 6.00 Radio, CD, đèn trần 14/0.3 1.0 8.75 HT Đánh lửa 28/0.3 2.0 17.50 Đèn đầu, xông kính 65/0.3 5.9 45.00 Dây dẫn cấp điện chính 120/0.3 8.5 60.00 Dây sạc 61/0.90 39.0 700.00 Dây đề Bó dây Dây điện trong xe được gộp lại thành bó dây. Các bó dây được quấn nhiều lớp bảo vệ, cuối cùng là lớp băng keo. Trên nhiều loại xe, bó dây có thể được PGS.TS Đỗ Văn Dũng Trang : 12 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
- Truong DH SPKT TP. HCM Hệ thống điện và điện tử trên ôtô hiện đại - Hệ thống điện động cơ đặt trong ống nhựa PVC. Ở những xe đời cũ bó dây điện trong xe chỉ gồm vài chục sợi. Ngày nay do sự phát triển vũ bão của hệ thống điện và điện tử ô tô, bó dây có thể có hơn 1000 sợi. Khi đấu dây hệ thống điện ô tô, ngoài quy luật về màu, cần tuân theo các quy tắc sau đây: 1. Chiều dài dây giữa các điểm nối càng ngắn càng tốt 2. Các mối nối giữa các đầu dây cần phải hàn 3. Số mối nối càng ít càng tốt 4. Dây ở vùng động cơ phải được cách nhiệt 5. Bảo vệ bằng cao su những chỗ băng qua khung xe 1.8 Hệ thống đa dẫn tín hiệu (Multiplexed wiring system) và mạng vùng điều khiển (CAN – controller area networks) Như ở trên đã nêu, mức độ phức tạp của hệ thống dây dẫn trên ô tô ngày càng tăng. Ngày nay, kích thước, trọng lượng và hỏng hóc xuất phát từ hệ thống dây dẫn đều đã đạt mức độ báo động. Trên một số loại xe, số dây dẫn trong bó đã lên đến 1200 và cứ sau 10 năm thì số dây tăng gấp đôi. Ví dụ: chỉ riêng dây chạy vào cửa xe phía tài xế cần khoảng 60 sợi mới đủ để điều khiển hếtBan các quyen chức ©năng Truong của DH các Su pham thiết Kybị thuatđiện TP.đặt HCMtrong cửa: nâng hạ kính, khóa, chống trộm, điều khiển kính chiếu hậu, loa Số điểm nối (connector ) trên xe cũng tăng tỷ lệ thuận với số dây dẫn và khả năng hư hỏng do độ sụt áp lớn cũng tăng theo. Bên cạnh đó, các hệ thống điều khiển bằng vi xử lý ngày càng nhiều trên xe. Hiện nay các hệ thống điều khiển bằng vi xử lý như điều khiển động cơ (xăng, lửa, ga tự động, góc mở xúpáp ), hệ thống phanh chống hãm cứng, kiểm soát lực kéo, hộp số tự động đã trở thành tiêu chuẩn của các loại xe thường dùng. Các hệ thống trên hoạt động độc lập nhưng vẫn sử dụng chung một số cảm biến và trao đổi với nhau một số thông tin càng làm tăng độ phức tạp của hệ thống dây dẫn. Có thể giải quyết vấn đề trên bằng cách sử dụng một máy tính để điều khiển tất cả các hệ thống. Tuy nhiên, giá thành sẽ rất cao vì số lượng không nhiều. Cách giải quyết thứ hai là dùng một đường truyền dữ liệu chung (common data bus), giúp trao đổi thông tin giữa các hộp điều khiển và tín hiệu của các cảm biến có thể dùng chung . Tất cả các dữ liệu có thể truyền trên một dây và số dây trên xe có thể giảm xuống còn 3! Một dây dương, một dây mass và một dây tín hiệu. Ý tưởng này đã tìm được ứng dụng trong các thiết bị viễn thông cách đây nhiều năm nhưng ngày nay mới bắt đầu áp dụng trên xe. Hệ thống dây đa tín hiệu đã được Lucas bắt đầu thử nghiệm từ những năm 70 và vài năm trở lại đây đã xuất hiện trên một số xe. Song song với hệ thống dây đa tín hiệu , BOSCH đã triển khai hệ thống mạng vùng điều khiển (CAN) trên xe Mercedes. PGS.TS Đỗ Văn Dũng Trang : 13 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
- Truong DH SPKT TP. HCM Hệ thống điện và điện tử trên ôtô hiện đại - Hệ thống điện động cơ Chương 2: ACCU KHỞI ĐỘNG 2.1 Nhiệm vụ và phân loại accu ôtô Nhiệm vụ Accu trong ô tô thường được gọi là accu khởi động để phân biệt với loại accu sử dụng ở các lãnh vực khác. Accu khởi động trong hệ thống điện thực hiện chức năng của một thiết bị chuyển đổi hoá năng thành điện năng và ngược lại. Đa số accu khởi động là loại accu chì – acid. Đặc điểm của loại accu nêu trên là có thể tạo ra dòng điện có cường độ lớn, trong khoảng thời gian ngắn (510s), có khả năng cung cấp dòng điện lớn (200800A) mà độ sụt thế bên trong nhỏ, thích hợp để cung cấp điện cho máy khởi động để khởi động động cơ. Accu 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 đậu (parking lights), radio cassette, CD, các bộ nhớ (đồng hồ, hộp điều khiển ), hệ thống báo động Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM Ngoài ra, accu 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 accu là 6V, 12V hoặc 24V. Điện áp accu thường là 12V đối với xe du lịch hoặc 24V cho xe tải. Muốn điện áp cao hơn ta đấu nối tiếp các accu 12V lại với nhau. Phân loại Trên ôtô có thể sử dụng hai loại accu để khởi động: accu axit và accu kiềm. Nhưng thông dụng nhất từ trước đến nay vẫn là accu axit, vì so với accu 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 accu kiềm cũng có khá nhiều ưu điểm. 2.2 Cấu tạo và quá trình điện hóa của accu chì-axit 2.2.1 Cấu tạo Accu acid bao gồm vỏ bình, có các ngăn riêng, thường là ba ngăn hoặc 6 ngăn tuỳ theo loại accu 6V hay 12V. PGS.TS Đỗ Văn Dũng Trang : 14 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
- Truong DH SPKT TP. HCM Hệ thống điện và điện tử trên ôtô hiện đại - Hệ thống điện động cơ Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM Hình 2.1: Cấu tạo bình accu acid 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 kẻ nhau, ngăn cách với nhau bằng các tấm ngăn. Mỗi ngăn như vậy được coi là một accu đơn. Các accu đơn được nối với nhau bằng các cầu nối và tạo thành bình accu. Ngăn đầu và ngăn cuối có hai đầu tự do gọi là các đầu cực của accu. Dung dịch điện phân trong accu là axit sunfuric, được chứa trong từng ngăn theo mức qui định thường không ngập các bản cực quá 10 15 mm. Vỏ accu được chế tạo bằng các loại nhựa ebônit hoặc cao su cứng, có độ bền và khả năng chịu được axit cao. Bên trong 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). 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 PGS.TS Đỗ Văn Dũng Trang : 15 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
- Truong DH SPKT TP. HCM Hệ thống điện và điện tử trên ôtô hiện đại - Hệ thống điện động cơ 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. 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/cm3 nếu ở vùng khí hậu lạnh . Nồng độ dung dịch quá cao sẽ làm hỏng các tấm ngăn nhanh, rụng bản cực, các bản cực dễ bị sunfat hóa, tuổi thọ của accu giảm. Nồng độ quá thấp làm điện thế accu giảm. Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM 1. Bản cực âm; 2. Bản cực dương; 3. Vấu cực; 4. Khối bản cực âm; 5. Khối bản cực dương. Hình 2.3: Cấu tạo chi tiết bản cực PGS.TS Đỗ Văn Dũng Trang : 16 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
- Truong DH SPKT TP. HCM Hệ thống điện và điện tử trên ôtô hiện đại - Hệ thống điện động cơ 2.2.2 Các quá trình điện hóa trong accu Trong accu 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 sunfurit bị hấp thụ để tạo thành sunfat chì, còn nước được tạo ra, do đó, nồng độ dung dịch H2SO4 giảm. Quá trình phóng điện Bản cực âm Dung dịch Bản cực dương điện phân Chất ban đầu Pb 2H2SO4 + 2H2O PbO2 - - - - + - ++++ Quá trình ion hoá SO4 , SO4 ,4H 4OH Pb Quá trình tạo dòng Pb++ - 2 e- Pb+++2e- Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP.4H 2HCMO Chất được tạo ra PbSO4 -2H2O PbSO4 2H2O Quá trình nạp điện Bản cực âm Dung dịch Bản cực dương điện phân Chất đượïc tạo ra PbSO4 4H2O PbSO 4 cuối quá trình phóng ++ - - + - + - - ++ Quá trình ion hoá Pb , SO4 2H , 4OH , 2H SO 4 , Pb - +2e - 2e Quá trình tạo dòng Pb++++ 2H2O Chất ban đầu H SO H SO Pb 2 4 2 4 PbO2 Sự thay đổi nồng độ dung dịch điện phân trong quá trình phóng và nạp là một trong những dấu hiệu để xác định mức phóng điện của accu trong sử dụng. PGS.TS Đỗ Văn Dũng Trang : 17 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
- Truong DH SPKT TP. HCM Hệ thống điện và điện tử trên ôtô hiện đại - Hệ thống điện động cơ 2.3 Thông số và các đặc tính của accu chì-axit 2.3.1 Thông số - Sức điện động của accu: Sức điện động của accu phụ thuộc chủ yếu vào sự chênh lệch điện thế giữa hai tấm bản cực khi không có dòng điện ngoài. - Sức điện động trong một ngăn. + - - (V ) ea = Nếu accu có n ngăn Ea = n.ea. Sức điện động còn phụ thuộc vào nồng độ dung dịch, trong thực tế có thể xác định theo công thứcEo = thực 0,85 nghiệm + 25oC: (2-1) Eo : Là sức điện động tĩnh của accu đơn (tính bằng Volt). : Nồng độ của dung dịch điện phân được tính bằng (g/cm3) quy về + 25oC. 25oC = đo – 0,0007(25 – t) t : Nhiệt độ dung dịch lúc đo. Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM đo : Nồng độ dung dịch lúc đo. - Hiệu điện thế của accu: - Khi phóng điện Up = Ea - Ra.Ip (2-2) - Khi nạp điện Un = Ea + Ra.In (2-3) Trong đó: Ip - cường độ dòng điện phóng. In - cường độ dòng điện nạp. Ra - điện trở trong của accu. - Điện trở trong accu: Raq = Rđiện cực + Rbản cực + Rtấm ngăn + Rdung dịch Điện trở trong accu phụ thuộc chủ yếu vào điện trở của điện cực và dung dịch. Pb và PbO2 đều có độ dẫn điện tốt hơn PbSO4 . Khi nồng độ dung dịch điện + 2- phân tăng, sự có mặt của các ion H và SO4 cũng làm giảm điện trở dung dịch. Vì vậy điện trở trong của accu tăng khi bị phóng điện và giảm khi nạp. Điện trở trong của accu cũng phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường. Khi nhiệt độ thấp, các ion sẽ dịch chuyển chậm trong dung dịch nên điện trở tăng. PGS.TS Đỗ Văn Dũng Trang : 18 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
- Truong DH SPKT TP. HCM Hệ thống điện và điện tử trên ôtô hiện đại - Hệ thống điện động cơ - Độ phóng điện của accu: Để đánh giá tình trạng của Accu ta sử dụng thông số độ phóng điện. Độ phóng điện của accu tính bằng % và được xác định bởi công thức: n - đ(25oC) %Q = 100 (2-4) n - p 3 n - p = 0,16 g/cm Trong đó: n - nồng độ dung dịch lúc nạp no. 0 đ - nồng độ dung dịch lúc đo đã qui về 25 C. p – nồng độ dung dịch lúc accu đã phóng hết. - Năng lượng accu: Năng lượng của accu lúc phóng điện: Wp = 3600.Qp.Up (J) (2-5) Ip.tp n Wp = 3600 Upi n i n - số lần đo. Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM Năng lượng của accu lúc nạp điện: In.tn n Wn = 3600 Uni (2-6) n i Trong đó: Qp - năng lượng phóng của accu. Up - điện thế phóng của accu. tn - thời gian nạp accu. - Công suất của accu: Pa = IE = I(IR + IRa) (2-7) R: là điện trở tải bên ngoài. 2 2 Pa = I R + I Ra Công suất đưa ra mạch ngoài (đưa vào tải điện) 2 Pa = IE - I Ra dPa E = E - 2RaI đạt cực đại khi bằng không I = (2-8) dI 2Ra Như vậy khi R = Ra , accu sẽ cho công suất lớn nhất. PGS.TS Đỗ Văn Dũng Trang : 19 Thu vien DH SPKT TP. HCM -
- Truong DH SPKT TP. HCM Hệ thống điện và điện tử trên ôtô hiện đại - Hệ thống điện động cơ 2.3.2 Đặc tính -Đặc tuyến phóng nạp của accu: Đặc tuyến phóng của accu đơn: khi phóng điện bằng dòng điện không đổi thì nồng độ dung dịch giảm tuyến tính (theo đường thẳng). Nồng độ acid sulfuric phụ thuộc vào lượng acid tiêu tốn trong thời gian phóng và trữ lượng dung dịch trong bình. R Ip R In Thôi nạp Eaq Điểm cuối quá Eaq 2,12V trình phóng B(2,70V) I(A), ,U(V) E0 Khoảng Eaq E nghỉ 2,5 Ip.Raq 1,96V 2,0 E E0 1,5 UP U A(1,70V) n 1,27 Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM 1,0 1,27 1,11 1,11 I I 0,5 p n Ip=5,4A Q=5,4.10=54 IN=5,4 QN=IN.tN A 0 2 4 6 8 10 t(h) 0 2 4 6 8 10 14 t(h) a. Thời gian phóng b. Thời gian nạp Sơ đồ phóng và đặc tuyến phóng Sơ đồ nạp và đặc tuyến nạp Hình 2-4: Đặc tuyến phóng - nạp của accu axit Trên đồ thị có sự chênh lệch giữa Ea và Eo trong quá trình phóng điện là vì nồng độ dung dịch chứa trong chất tác dụng của bản cực bị giảm do tốc độ khuếch tán dung dịch đến các bản cực chậm khiến nồng độ dung dịch thực tế ở trong lòng bản cực luôn luôn thấp hơn nồng độ dung dịch trong từng ngăn. Hiệu điện thế Up cũng thay đổi trong quá trình phóng. Ở thời điểm bắt đầu phóng điệu Up giảm nhanh và sau đó giảm tỷ lệ với sức giảm nồng độ dung dịch. Khi ở trạng thái cân bằng thì Up gần như ổn định. Ở cuối quá trình phóng (vùng gần điểm A) sunfat chì được tạo thành trong các bản cực sẽ làm giảm tiết diện của các lỗ thấm dung dịch và làm cản trở quá trình khuếch tán, khiến cho trạng thái cân bằng bị phá hủy. Kết quả là nồng độ dung dịch chứa trong bản cực, sức PGS.TS Đỗ Văn Dũng Trang : 20 Thu vien DH SPKT TP. HCM -