Ở thời điểm khi xe hơi mới xuất hiện trên thị trường thì động cơ được sử dụng bằng máy phát điện một chiều, ngành công nghiệp ô tô luôn không ngừng phát triển nên đến thời điểm hiện tại đã được thay thế bằng máy phát điện xoay chiều. Bộ phận nguồn điện và điện tử được coi là ‘trái tim’ của chiếc xe, nó hỗ trợ tất cả hoạt động trong xe từ khởi động, cung cấp điện hoặc đánh lửa đến hệ thống phanh và hệ thống lái của xe.
Một số hệ thống điện và điện tử trong xe ô tô:
- Hệ thống khởi động
- Hệ thống nạp
- Hệ thống điều khiển động cơ
- Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu
- Hệ thống điện phụ: nâng kính, gạt nước, khóa cửa, điều khiển từ xa
- Hệ thống điều khiển điều hòa không khí
- Hệ thống phanh điều khiển điện tử
- Hệ thống lái điện tử
- Hệ thống mã hóa khóa động cơ và chống trộm
- Hệ thống điều khiển xe
- Hệ thống điều khiển xe Hybrid
- Hệ thống định vị toàn cầu GPS.
Các hệ thống điện và điện tử trên ô tô
Con người được các dây thần kinh truyền máu nuôi sống cơ thể giống như hệ thống điện của xe khi hỗ trợ hoạt động và điều khiển hơn 80% toàn bộ hệ thống khác trên xe.
Hệ thống khởi động ( Starting system )
Hệ thống động cơ đốt trong của xe luôn cần có ngoại lực để khởi động, hệ thống khởi động được xem là bộ phận để tạo ra ngoại lực,chính xác hơn thì mô-tơ đề là bộ phận chủ chốt. Quan trọng nhất lúc khởi động là trục khuỷu tay phải quay nhanh hơn tốc độ quay chậm nhất. Tùy theo cấu trúc của động cơ và tình trạng hoạt động, mỗi loại sẽ có tốc độ quay khác nhau. Ở những động cơ thường gặp cụ thể là động cơ xăng thường có tốc độ quay tối đa từ khoảng 40-60 vòng/ phút, còn động cơ diesel cao hơn khoảng 80-100 vòng/ phút.
Hệ thống điều khiển động cơ ( Engine control system )
Trong hệ thống này bao gồm:
Hệ thống nạp: Hệ thống này có nhiệm vụ cung cấp điện cho các thiết bị trên xe và nạp điện cho bình ắc-quy.
Hệ thống chiếu sáng và đèn tín hiệu: Được hiểu đơn giản là hệ thống đèn, xi nhan trên ô tô, bao gồm cả đèn pha, đèn trong xe, đèn phanh…
Hệ thống điện phụ: Hệ thống này chính là những trang bị tiện ích cho xe như cần gạt nước, nâng kính, khóa cửa hay điều khiển từ xa…
Hệ thống điều hòa không khí: Dù là hệ thống lấy gió trong hay gió ngoài, điều hòa trong xe luôn hoạt động dựa vào năng lượng điện.
Hệ thống phanh điều khiển điện tử: Hệ thống phanh điều khiển điện tử là sự cải tiến hiện đại của hệ thống phanh cũ, giúp xe giảm tốc độ hoặc dừng đỗ một cách chủ động và thông minh hơn. Tạo ra cơ cấu an toàn chủ động, hỗ trợ tính ổn định cho xe trong mọi tình huống và giảm nguy cơ va chạm cho người ngồi trong xe.
Hệ thống phanh điều khiển điện tử (Electronic control brake system )
Hệ thống mã hóa khóa động cơ và chống trộm: Khi có người đang cố khởi động xe, sử dụng chìa khóa không có mã ID ( mã chìa khóa điện) đã được đăng ký trước đó thì hệ thống sẽ ngăn quá trình đánh lửa cũng như phun nhiên liệu. Kẻ có ý đồ xấu sẽ không khởi động được xe.
Hệ thống lái điện tử: Hệ thống bánh lái bằng tín hiệu điện tử và dây cáp
Hệ thống định vị toàn cầu GPS : Hệ thống được khá nhiều lái xe đánh giá cao, hỗ trợ bạn di chuyển tại những khu vực lạ không rành đường, hệ thống định vị toàn cầu sẽ trở thành trợ thủ vô cùng đắc lực cho bạn. Với hệ thống này người lái xe sẽ không bị lạc đường và tìm đường đi nhanh chóng dễ dàng hơn.
Song song đó xe ô tô cũng sở hữu nhiều hệ thống khác như hệ thống điều khiển xe, hệ thống hybird tiết kiệm nhiện liệu,…
>>> Chế Độ Eco Là Gì Và Nó Hoạt Động Như Thế Nào?
Hoạt động hệ thống điện trên ô tô
Để mọi người dễ hiểu thì chúng ta hình dung đơn giản là điện từ bình ắc-quy sẽ chạy vào hệ thống đánh lửa trong xe, nơi mà dòng điện cao áp tạo ra tia lửa điện ở bugi. Nhưng trước khi quá trình đó xảy ra thì có một dòng điện nhỏ được dùng để khởi động động cơ của xe, lúc này năng lượng tiêu thụ từ bình ắc-quy sẽ được thay thế bằng năng lượng từ máy phát điện. Trong trường hợp ắc-quy hết điện, máy phát điện sẽ tự động lấy sức mạnh động cơ chuyển đổi động năng thành điện năng rồi chuyển vào bình ắc-quy.
Sau khi động cơ và hệ thống điện đi vào hoạt động thì các thiết bị khác cũng được cung cấp năng lượng như đèn pha , cửa sổ điện, hệ thống giải trí, điều hòa, gạt nước và các hệ thống cảm biến ( ABS, ESC, ECMS,…v,…). Đây là lý do tại sao nguồn điện và động cơ lại được xem như ‘ trái tim’ của chiếc xe.
Cấu tạo các thành phần chính
Sau đây là 5 thành phần cốt lõi cấu tạo nên hệ thống điện trên xe ô tô.
Ắc-quy
Nếu hệ thống điện là ‘trái tim’ của xe thì ắc-quy sẽ là ‘dòng máu’ nuôi sống cả hệ thống điện. Bình ắc-quy có nhiệm vụ lưu trữ nguồn điện khi xe đang chạy, cung cấp nguồn năng lượng khi khởi động xe và duy trì cho các thiết bị tiêu thụ điện khác trên xe, trong lúc máy phát điện chưa làm việc. Trong trường hợp dòng điện của máy phát điện vượt quá định mức, thì ắc-quy sẽ cung cấp điện năng phụ tái sử dụng dòng điện.
Ắc-quy nước và ắc quy khô hiện nay đều được trang bị ở tất cả các dòng xe ô tô. Ắc-quy nước chứa axit lỏng nên sau khi sử dụng một thời gian sẽ bị bốc hơi và người dùng phải theo dõi để châm thêm axit. Ắc-quy khô là bình kín khí nên không cần châm thêm axit.
Máy khởi động
Được chia làm 3 loại:
- Máy khởi động loại giảm tốc
- Máy khởi động đồng trục
- Máy khởi động loại bánh răng hành tinh
Máy khởi động ( máy đề ) có nhiệm vụ khởi động động cơ bằng cách quay trục khuỷu của động cơ thông qua vành răng bánh đà.
Máy đề là motor điện một chiều, tiếp xúc dòng điện từ ắc-quy dựa vào công tắc ignition switch khi quay chìa khóa.
Để động cơ hoạt động, trục khuỷu tay phải quay nhanh đến một tốc độ nhất định để động cơ có thể tự nổ. Tốc độ quay để khởi động động cơ sẽ khác nhau tùy thuộc vào cấu trúc của động cơ và tình trạng hoạt động. Đối với động cơ sử dụng nhiên liệu là xăng thì quay khoảng 40 – 60 vòng/ phút và động cơ diesel là 80 – 100 vòng / phút.
Máy phát điện
Máy phát điện có nhiệm vụ chính là tạo ra dòng điện để cung cấp cho bình ắc-quy và toàn bộ các thiết bị tiêu thụ điện khác trong xe.
Máy hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, làm quay nam châm điện bằng hệ dẫn động thông qua dây đai chữ V được lai từ trục khuỷu. Sau khi từ trường được tạo ra sẽ tác động lên dây quấn trong stator làm phát sinh ra điện.
Trong máy phát điện gồm 3 bộ phận quan trọng là bộ phận phát điện, bộ phận chỉnh lưu và hiệu chỉnh điện áp. Thân máy sẽ được gắn một vi mạch nhỏ có nhiệm vụ điều áp và báo sự cố hư hỏng thông qua đèn báo nạp.
Dây điện
Dây điện được xem như ‘dây thần kinh’ có nhiệm vụ quan trọng là kết nối và dẫn dòng điện đến tất cả các thiết bị trên toàn bộ hệ thống điện trong ô tô.
Để thuận tiện cho việc sửa chữa và nghiên cứu thì màu của dây điện sẽ được các hãng xe ô tô kí hiệu khác nhau để phân biệt từng hệ thống trong xe.
Song song việc nhận biết bằng màu sắc thì các hãng sản xuất còn phân biệt bằng cách ‘đi dây”, ví dụ như dây dẫn mạng CAN bus, dây điện sẽ được tết xoắn vào nhau.
Relay và cầu chì
Hai bộ phận này có chức năng bảo vệ hệ thống điện trên xe.
Relay là thiết bị để đóng ngắt mạch điện điều khiển và bảo vệ quá trình làm việc của mạch điện động lực.
Cầu chì có nhiệm vụ bảo vệ khi dòng điện bị quá tải trên đường dây hệ thống. Hai bộ phận này thường được sắp xếp thành một cụm trên xe mà chúng ta hay gọi là hộp cầu chì.
Trong xe sẽ được trang bị 2 hộp cầu chì chính: Bên ngoài động cơ được trang bị hộp cầu chì động cơ thường, đặt bên dưới cắp ca pô và ắc quy chính của xe, hộp cầu chì điện thân xe ( hộp body) sẽ được lắp ở dưới tap lô của xe.
Vậy chúng ta đã phần nào hiểu rằng hệ thống điện có tầm quan trọng rất lớn đến hiệu suất hoạt động của ô tô cũng như các hệ thống thiết bị khác trong xe. Do đó chủ sở hữu của những chiếc xe nên bảo trì hệ thống điện và bình ắc-quy theo định kỳ để duy trì hoạt động ổn định cho xe và luôn an tâm trên mọi hành trình.
>>> Kiểm tra Odo khi mua xe có thực sự chính xác?
Hy vọng sau bài viết này sẽ giúp các bạn hiểu hơn về hệ thống hoạt động trong xe ô tô, từ đó có thể tự kiểm tra tuổi thọ các bộ phận thiết bị cũng như giữ cho động cơ xe luôn mạnh mẽ và tránh được những hư hỏng không đáng có.
