Hệ thống điện ô tô chỉ chiếm khoảng 20% cấu tạo của một chiếc xe, nhưng nó lại có khả năng điều khiển tới 80% bộ phận còn lại.
Toàn bộ hệ thống điện trên xe ô tô được ví như “hệ thần kinh trung ương”, giúp điều khiển hầu hết toàn bộ các hoạt động của chiếc xe. Cấu tạo của hệ thống điện gồm có 5 bộ phận chính là:
- Máy khởi động
- Máy phát điện
- Ắc quy
- Dây điện
- Rơle và cầu chì
Mỗi bộ phận đảm nhận một vai trò riêng và hỗ trợ nhau để đảm bảo hệ thống hoạt động trơn tru và hiệu quả.
Trong bài viết sau đây, Chí Nhân Garage sẽ cùng bạn đi tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận trên hệ thống điện xe ô tô. Đồng thời chúng ta sẽ tìm hiểu thêm về một số hệ thống điện – điện tử trên một chiếc xe, để từ đó có thêm những thông tin và kinh nghiệm hữu ích trong việc chăm sóc và bảo vệ chiếc xe của mình.
Cấu tạo của hệ thống điện ô tô
Hệ thống điện trên xe ô tô được cấu tạo bởi 5 bộ phận chính sau (1):
1. Máy khởi động
Máy khởi động hay còn được gọi là bộ đề/củ đề. Nó đảm nhận nhiệm vụ làm quay trục khuỷu để động cơ ô tô có thể khởi động. Bởi để động cơ có thể khởi động, thì trục khuỷu phải quay tới một tốc độ nhất định nào đó.
Máy khởi động được cấu tạo bởi một motor điện một chiều. Khi người lái mở khóa ON và nhấn nút khởi động, ắc quy sẽ cung cấp điện giúp motor hoạt động và làm trục khuỷu động cơ quay.
Thông thường, để có thể đề nổ máy, trục khuỷu cần phải quay từ 40 – 60 vòng/phút đối với động cơ xăng và 80 – 100 vòng/phút đối với động cơ dầu.
2. Máy phát điện
Máy phát điện giúp tạo nên dòng điện để cung cấp tới bình ắc quy và toàn bộ hệ thống, thiết bị tiêu thụ điện trên xe. Máy phát điện được cấu tạo bởi 3 bộ phận chính là: phát điện, chỉnh lưu và hiệu chỉnh điện áp.
Tương ứng với 3 bộ phận thì chúng sẽ đảm nhận 3 nhiệm vụ là: phát điện, biến dòng điện xoay chiều thành một chiều, điều chỉnh điện áp đầu ra.
Hoạt động của máy phát điện trên ô tô dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ như sau:
Máy phát điện được dẫn động bởi trục khuỷu động cơ. Khi động cơ vận hành, trục khuỷu quay sẽ làm dẫn động nam châm điện trong máy phát quay theo. Từ đó tạo nên từ trường và tác động lên cuộn dây ứng điện bên trong stator, làm phát sinh ra dòng điện.
3. Ắc quy
Ắc quy cũng là một bộ phận thuộc hệ thống điện ô tô. Nó giúp lưu trữ điện từ máy phát điện và cung cấp điện ngược lại để xe có thể khởi động, cũng như duy trì hoạt động của một số thiết bị khi máy phát chưa hoạt động.
Ngoài ra, ắc quy còn giúp cung cấp điện cho một số thiết bị trong trường hợp sử dụng dòng vượt quá định mức cho phép của máy phát điện.
Tuổi thọ của bình ắc quy khi hoạt động trong điều kiện lý tưởng sẽ là khoảng 100.000km (4 – 5 năm). Tuy nhiên, trên thực tế thì tuổi thọ của bình ắc quy chỉ đạt từ 2 – 4 năm, tùy thuộc vào chế độ bảo dưỡng, điều kiện nhiệt độ, thói quen sử dụng xe…
4. Dây điện
Dây điện là bộ phận giúp kết nối và truyền tải dòng điện từ máy phát hoặc ắc quy tới các hệ thống tiêu thụ điện trên ô tô. Đối với mỗi hệ thống, thiết bị điện, chúng sẽ có dây dẫn với màu sắc và ký hiệu khác nhau để dễ dàng phân biệt khi muốn kiểm tra và sửa chữa.
5. Relay và cầu chì
Relay hay còn gọi là rơle, là một loại công tắc giúp tự động đóng ngắt mạch điện điều khiển, giúp điều khiển hoạt động của mạch điện động lực.
Trong khi đó, cầu chì đảm nhận nhiệm vụ tự động đóng ngắt dòng điện của hệ thống dây dẫn, nếu như xảy ra tình trạng quá dòng. Cả hai thiết bị này đều có nhiệm vụ chung là bảo vệ an toàn cho hệ thống điện ô tô.
Thông thường, rơle và cầu chì được bố trí chung với nhau thành một cụm nằm trong hộp cầu chì. Đa phần một chiếc ô tô sẽ có hai hộp cầu chì, một là hộp cầu chì động cơ nằm dưới nắp capo, gần ắc quy xe. Hộp còn lại là cầu chì điện thân xe, nằm ở dưới taplo xe, trong khoang nội thất.
Một số hệ thống điện – điện tử phổ biến trên xe ô tô
Dưới đây, chúng tôi sẽ nêu ra những hệ thống điện – điện tử trên xe ô tô:
1. Hệ thống điều khiển trung tâm
Hệ thống điều khiển trung tâm ECU (Electronic Control Unit) là hệ thống điều khiển điện tử trung tâm của một chiếc xe, nó hoạt động như một máy vi tính.
ECU được ví như “bộ não” chi phối, can thiệp và điều khiển gần như toàn bộ hệ thống trên xe ô tô. Cầu tạo của ECU gồm có bộ nhớ trong, bộ xử lý và đường truyền.
2. Hệ thống thông tin
Hệ thống thông tin giúp cung cấp các thông số về vận hành, thông báo, cảnh báo… tình trạng hoạt động của chiếc xe.
Hệ thống này hiển thị thông qua cụm đồng hồ phía sau vô lăng, với các thông tin chính: tốc độ xe, vòng tua máy, mức nhiệt liệu, nhiệt độ nước làm mát, áp suất dầu, các loại đèn thông báo và cảnh báo…
3. Hệ thống đèn xe
Đèn xe ô tô là hệ thống điện ô tô cơ bản nhất, nó đảm nhận 3 chức năng chính là: chiếu sáng, phát ra tín hiệu và thông báo. Đèn xe được bố trí tại nhiều vị trí khác nhau như đầu xe, đuôi xe, gương chiếu hậu và bên trong khoang nội thất.
4. Hệ thống điều hòa
Hệ thống điều hòa hay còn gọi là hệ thống điện lạnh, giúp điều hòa không khí bên trong khoang cabin để duy trì mức nhiệt độ dễ chịu và thoải mái nhất. Điều hòa ô tô hoạt động dựa trên nguyên lý biến đổi áp suất, nhiệt độ và tính chất của chất làm lạnh để tạo ra hơi lạnh.
5. Hệ thống điện ô tô điều khiển chạy tự động
Hệ thống điều khiển chạy tự động giúp giữ ga xe bằng cách tự động điều khiển góc mở bướm ga giữ ở mức ổn định, để xe chạy theo tốc độ mà người lái đã cài đặt. Xe sẽ duy trì tốc độ này mà người lái không cần phải nhấn bàn đạp ga.
Công nghệ này thường được gọi với tên là hệ thống điều khiển hành trình Cruise Control. Ngoài ra nó còn một cấp độ cao hơn, là hệ thống kiểm soát hành trình Adaptive Cruise Control.
Nếu ở Cruise Control xe chỉ tự động chạy với tốc độ người lái cài đặt, thì trên Adaptive Cruise Control xe có thể tự động điều chỉnh tăng/giảm tốc độ để giữ khoảng cách an toàn với xe phía trước.
6. Hệ thống an toàn
Hệ thống an toàn trên xe ô tô có rất nhiều tính năng khác nhau, nhằm gia tăng sự an toàn, bảo vệ người lái và hành khách, hạn chế tối đa những rủi ro có thể xảy ra trong quá trình sử dụng xe. Các tính năng này đều được điều khiển bởi ECU trung tâm.
Một số hệ thống an toàn phổ biến nằm trong hệ thống điện ô tô có thể kể tới như: hệ thống chống bó cứng phanh, cân bằng điện tử, khởi hành ngang dốc, cảnh báo lệch làn, túi khí…
7. Hệ thống phụ
Ngoài những hệ thống chính trên, ô tô còn có những hệ thống phụ khác nhằm hỗ trợ người lái, cũng như gia tăng tính tiện nghi khi sử dụng xe như:
- Hệ thống gạt nước: Giúp làm sạch kính, loại bỏ nước và bụi bẩn để cung cấp tầm nhìn tốt nhất cho người lái.
- Hệ thống gương chỉnh/gập điện: Giúp điều chỉnh/gập gương chiếu hậu ngoài.
- Hệ thống cửa kính điện: Giúp nâng/hạ cửa kính.
- Hệ thống khóa cửa và an ninh: Đảm bảo toàn bộ cửa đều được khóa khi xe di chuyển hoặc dừng đỗ.
- Hệ thống chỉnh ghế điện: Giúp điều chỉnh hướng ghế sao cho đạt được tư thế ngồi thoải mái nhất.
- Hệ thống sấy kính/gương: Loại bỏ hơi nước, sương đọng lại trên kính.
- Hệ thống thông tin giải trí: Cung cấp các tính năng như kết nối điện thoại thông minh, định vị GPS, điều khiển bằng giọng nói, thông tin giải trí, điều khiển các tính năng khác trên xe, kết nối tính năng an toàn (camera 360, camera lùi…).
- Hệ thống âm thanh: Các loa xe được lắp ở nhiều vị trí trong khoang cabin tùy vào số lượng loa.
Ngoài ra, còn nhiều hệ thống, thiết bị điện khác trên xe như: camera hành trình, bộ hiển thị kính lái HUD, cảm biến áp suất lốp, tẩu sạc, cổng sạc USB…
Trên đây là một số thông tin về hệ thống điện ô tô mà chúng tôi muốn gửi tới bạn đọc. Hy vọng qua bài viết, bạn đọc đã có thêm những thông tin hữu ích dành cho bản thân.
Còn nếu như bạn vẫn đang còn bất kỳ câu hỏi hay thắc mắc nào liên quan tới sửa chữa ô tô của mình, bạn có thể liên hệ với chúng tôi qua Hotline để được tư vấn và giải đáp miễn phí.
