Hầu hết trên ô tô đều trang bị hệ thống khởi động bằng động cơ điện một chiều.
Nguyên lý hoạt động: Khi bật công tắc máy khởi động ở vị trí Star (13) có dòng điện từ (+) Ăcquy -> Cầu chì (11) -> Rơle (12) -> Vào đồng thời cuộn kéo (7) và cuộn giữ (8). Dòng điện từ ăcquy chạy qua cuộn giữ về mát trực tiếp, đồng thời cũng chạy qua cuộn kéo về mát trong máy khởi động. Cả hai cuộn cùng tạo từ trường mạnh hút lõi thép qua phía phải áp đĩa tiếp điện vào hai tiếp điểm đóng mạch cho dòng điện chạy trực tiếp từ (+) ăcquy vào roto máy khởi động làm quay máy khởi động.
Công dụng của cuộn kéo là tạo thêm từ trường đủ mạnh vào lúc đầu để đẩy bánh răng khớp truyền động cài vào vành răng bánh đà, áp đĩa tiếp điện vào hai tiếp điểm. Khi đĩa tiếp điện đã áp vào hai tiếp điểm thì điện (+) ăcquy đặt vào cả hai đầu dây của cuộn kéo nên không có dòng điện qua cuộn này. Cuộn giữ vẫn tiếp tục tạo từ trường duy trì đĩa tiếp điện áp vào hai tiếp điểm đóng mạch cho máy khởi động.
Hệ thống khởi động điện bao gồm ba bộ phận chính là: Động cơ điện một chiều; Khớp truyền động và cơ cấu điều khiển.
+ Động cơ điện: Dùng để biến điện năng của ăcquy thành cơ năng quay trục khuỷu động cơ.
Cấu tạo của động cơ điện: Các cuộn dây phần ứng và kích thích của nó thường có tiết diện chữ nhật, kích thước lớn hơn khá nhiều và số vòng dây ít hơn so với các cuộn dây của máy phát. Bởi vì khi khởi động động cơ, máy (động cơ điện) khởi động tiêu thụ một dòng rất lớn, khoảng: 600 ÷ 800 (A).
+ Khớp truyền động dùng để:
- Nối trục của máy khởi động với vành răng bánh đà khi khởi động.
- Tách chúng ra ngay sau khi động cơ đã nổ (khởi động).
Việc tách trục máy khởi động ra khỏi vành răng bánh đà cần phải được thực hiện tự động để tránh trường hợp máy khởi động bị động cơ nổ kéo theo với số vòng quay lớn gây hư hỏng.
Cụm bánh răng và đầu ly kết một chiều được điều khiển cài và tách răng đối với vành răng bánh đà nhờ cần gạt. Cần gạt được tác động nhờ công tắc từ trường (Solenoid).
Khi máy khởi động quay làm cho ống (4) quay theo chiều kim đồng hồ, các viên bi lăn trên ống bị động (bánh răng 7) và ống chủ động rồi bị kẹt ở rãnh nông hơn giữa phần (7) và phần chủ động làm khóa cứng hai phần này với nhau. Dưới tác dụng của lực điện từ nạng gạt sẽ gạt ống (2) và qua lò xo (3) đẩy cả khối ống lót, khớp một chiều và bánh răng vào ăn khớp với vành răng bánh đà. Nếu răng của bánh răng (7) chưa ăn khớp được với răng của vành bánh đà thì bánh răng bị giữ lại, nạng gạt tiếp tục ép lò xo (3) lại, đồng thời đóng tiếp điểm nối mạch điện của máy khởi động làm phần ứng quay, và dưới tác dụng của lò xo bánh răng sẽ vào ăn khớp với vành răng bánh đà.
Khi động cơ đã nổ bánh răng (7) và ống bị động quay nhanh hơn rô to và ống chủ động (4) nên các viên bi (6) bị lùi lui về phía lò xo (8), không còn bị kẹt nữa. Lúc này bánh răng (7) quay lồng không trên trục với tốc độ động cơ, trong khi đó ống (4) vẫn quay với tốc độ của máy khởi động, tránh cho máy khởi động bị vượt tốc.
Khi công tắc máy khởi động được thả ra dòng điện qua solenoid mất làm từ trường triệt tiêu -> máy khởi động ngừng quay, dưới tác dụng của lò xo hồi vị kéo nạng gạt và các cơ cấu về vị trí ban đầu.
Hình 1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống khởi động.
1- Ăcquy; 2- Máy khởi động; 3- Lò xo; 4- Khớp truyền động; 5- Cần gạt; 6- Lõi Solennoid; 7- Cuộn hút; 8- Cuộn giữ; 9- Đĩa tiếp điện; 10- Tiếp điểm; 11- Cầu chì; 12- Rơle máy khởi động; 13- Công tắc máy khởi động.
Nguyên lý hoạt động: Khi bật công tắc máy khởi động ở vị trí Star (13) có dòng điện từ (+) Ăcquy -> Cầu chì (11) -> Rơle (12) -> Vào đồng thời cuộn kéo (7) và cuộn giữ (8). Dòng điện từ ăcquy chạy qua cuộn giữ về mát trực tiếp, đồng thời cũng chạy qua cuộn kéo về mát trong máy khởi động. Cả hai cuộn cùng tạo từ trường mạnh hút lõi thép qua phía phải áp đĩa tiếp điện vào hai tiếp điểm đóng mạch cho dòng điện chạy trực tiếp từ (+) ăcquy vào roto máy khởi động làm quay máy khởi động.
Công dụng của cuộn kéo là tạo thêm từ trường đủ mạnh vào lúc đầu để đẩy bánh răng khớp truyền động cài vào vành răng bánh đà, áp đĩa tiếp điện vào hai tiếp điểm. Khi đĩa tiếp điện đã áp vào hai tiếp điểm thì điện (+) ăcquy đặt vào cả hai đầu dây của cuộn kéo nên không có dòng điện qua cuộn này. Cuộn giữ vẫn tiếp tục tạo từ trường duy trì đĩa tiếp điện áp vào hai tiếp điểm đóng mạch cho máy khởi động.
Hệ thống khởi động điện bao gồm ba bộ phận chính là: Động cơ điện một chiều; Khớp truyền động và cơ cấu điều khiển.
+ Động cơ điện: Dùng để biến điện năng của ăcquy thành cơ năng quay trục khuỷu động cơ.
Cấu tạo của động cơ điện: Các cuộn dây phần ứng và kích thích của nó thường có tiết diện chữ nhật, kích thước lớn hơn khá nhiều và số vòng dây ít hơn so với các cuộn dây của máy phát. Bởi vì khi khởi động động cơ, máy (động cơ điện) khởi động tiêu thụ một dòng rất lớn, khoảng: 600 ÷ 800 (A).
+ Khớp truyền động dùng để:
- Nối trục của máy khởi động với vành răng bánh đà khi khởi động.
- Tách chúng ra ngay sau khi động cơ đã nổ (khởi động).
Việc tách trục máy khởi động ra khỏi vành răng bánh đà cần phải được thực hiện tự động để tránh trường hợp máy khởi động bị động cơ nổ kéo theo với số vòng quay lớn gây hư hỏng.
Hình 2. Kết cấu cơ cấu truyền động cơ khí và ly khớp một chiều.
1- Vòng hãm; 2- Ống gài; 3- Lò xo giảm chấn; 4- Ống lót dẫn hướng; 5- Nắp; 6- Con lăn; 7- Bánh răng; 8- Lò xo; 9- Cốc lò xo.
Cụm bánh răng và đầu ly kết một chiều được điều khiển cài và tách răng đối với vành răng bánh đà nhờ cần gạt. Cần gạt được tác động nhờ công tắc từ trường (Solenoid).
Khi máy khởi động quay làm cho ống (4) quay theo chiều kim đồng hồ, các viên bi lăn trên ống bị động (bánh răng 7) và ống chủ động rồi bị kẹt ở rãnh nông hơn giữa phần (7) và phần chủ động làm khóa cứng hai phần này với nhau. Dưới tác dụng của lực điện từ nạng gạt sẽ gạt ống (2) và qua lò xo (3) đẩy cả khối ống lót, khớp một chiều và bánh răng vào ăn khớp với vành răng bánh đà. Nếu răng của bánh răng (7) chưa ăn khớp được với răng của vành bánh đà thì bánh răng bị giữ lại, nạng gạt tiếp tục ép lò xo (3) lại, đồng thời đóng tiếp điểm nối mạch điện của máy khởi động làm phần ứng quay, và dưới tác dụng của lò xo bánh răng sẽ vào ăn khớp với vành răng bánh đà.
Khi động cơ đã nổ bánh răng (7) và ống bị động quay nhanh hơn rô to và ống chủ động (4) nên các viên bi (6) bị lùi lui về phía lò xo (8), không còn bị kẹt nữa. Lúc này bánh răng (7) quay lồng không trên trục với tốc độ động cơ, trong khi đó ống (4) vẫn quay với tốc độ của máy khởi động, tránh cho máy khởi động bị vượt tốc.
Khi công tắc máy khởi động được thả ra dòng điện qua solenoid mất làm từ trường triệt tiêu -> máy khởi động ngừng quay, dưới tác dụng của lò xo hồi vị kéo nạng gạt và các cơ cấu về vị trí ban đầu.