Máy phát điện trên ô tô là gì? chức năng, cấu tạo, nguyên lý hoạt động

Máy phát điện trên ô tô là bộ phận tạo điện năng cho các thiết bị điện như: loa, điều hoà. Máy phát điện không chỉ có chức năng phát điện mà còn điều chỉnh dòng điện ổn định trong xe. Do đó, cần thường xuyên kiểm tra tình trạng hoạt động máy phát điện để đảm bảo xe vận hành hiệu quả, an toàn.

Vậy máy phát điện ô tô là gì?

Máy phát điện trên ô tô hay còn gọi là máy phát ô tô là bộ phận đảm nhiệm chức vụ cung cấp điện cho toàn bộ hệ thống của ô tô. Cùng với pin, máy phát điện sẽ điều chỉnh dòng điện áp cung cấp đầy đủ điện năng cho xe ô tô khi di chuyển.

Máy phát điện ô tô hoạt động bằng cách chuyển đổi năng lượng cơ (từ động cơ đốt trong, tua bin nước, tua bin gió,...) thành năng lượng điện. Bộ phận này thường được thiết kế gần động cơ và được dẫn động bởi trục khuỷu của xe.

Giá thành của máy phát điện trên ô tô cũng rất đa dạng, phụ thuộc vào loại hình và hãng sản xuất. Trung bình, giá máy phát điện có thể dao động từ vài trăm nghìn đồng cho đến vài triệu đồng. Đối với dòng xe ô tô hạng sang thì giá máy phát điện có thể lên tới chục triệu đồng. 

Máy phát điện ô tô hoạt động bằng cách chuyển đổi năng lượng cơ thành năng lượng điện

3 công dụng chính của máy phát điện trên ô tô

Động cơ của xe ô tô không có tác dụng tạo ra điện. Nó chỉ có thể sinh công, hỗ trợ chuyển động của xe. Do đó, máy phát điện trên ô tô là bộ phận đóng vai trò quan trọng cho hoạt động của xe. Máy phát điện trên ô tô tạo ra dòng điện cho ắc quy và các thiết bị khác trong hệ thống điện của ô tô.

Máy phát ô tô có 3 công dụng chính là: Phát điện, điều chỉnh điện áp đầu ra và thay đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện 1 chiều. Cụ thể như sau:

• Phát điện: Khi động cơ ô tô khởi động, máy phát điện sẽ được kích hoạt và tạo ra dòng điện liên tục. Điều này giúp các thiết bị trên xe như: hệ thống sạc, hệ thống điều khiển, màn hình và loa, có đủ nguồn điện để hoạt động một cách ổn định. Nhờ vào máy phát điện, năng lượng trên ô tô cũng được duy trì và cung cấp tới các bộ phận hiệu quả.

• Điều chỉnh điện áp đầu ra: Máy phát điện trên ô tô được lắp gần động cơ, được dẫn động bởi trục khuỷu. Vì vậy, dòng điện sẽ phụ thuộc vào tốc độ quay của động cơ ô tô. Máy phát điện có chức năng điều chỉnh dòng điện ổn định, tránh hiện tượng khi mạnh, khi yếu ảnh hưởng đến hoạt động của các thiết bị điện trên xe ô tô.

• Thay đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện 1 chiều: Thông thường, ắc quy truyền dòng điện 1 chiều tới các thiết bị điện trên xe ô tô. Máy phát điện trên ô tô có tác dụng chỉnh lưu, điều chỉnh dòng điện từ xoay chiều thành 1 chiều để cung cấp cho hệ thống điện trên ô tô.

Khi động cơ ô tô khởi động, máy phát điện sẽ được kích hoạt và tạo ra dòng điện liên tục

Cấu tạo bộ phận của máy phát ô tô

Cấu tạo máy phát điện ô tô gồm một số chi tiết như: ổ đỡ trục, roto, stato, bộ chỉnh lưu,... Những chi tiết này liên kết chặt chẽ với nhau tạo ra nguồn điện ổn định cho ô tô. 

Roto và stato 

Roto và stato là hai chi tiết quan trọng trong máy phát điện ô tô, giúp chuyển đổi năng lượng cơ thành năng lượng điện xoay chiều. Roto được cấu tạo từ hai phần thép không từ tính. Phần bên trong của roto chứa cuộn dây kích từ với hai đầu được nối với hai vòng tiếp điện (thường là đồng) được đặt trên trục quay.

Khi công tắc được bật, ắc quy sẽ kích từ cuộn dây này. Khi đó, các vấu cực của roto trở thành nam châm điện, tạo ra các cực Bắc - Nam xen kẽ nhau.

Phần ứng của máy phát điện ô tô dạng ống ghép, thành phần chính từ các lá thép. Bên trong stato, có các rãnh được sắp xếp xen kẽ để chứa cuộn dây ứng điện. Đồng thời, stato thường tạo ra nhiệt độ cao. Do đó chúng được bọc thêm một lớp vỏ cách điện để bảo vệ các cuộn dây bên trong. 

Việc sử dụng roto và stato trong máy phát điện ô tô nhằm đảm bảo quá trình biến đổi năng lượng diễn ra một cách hiệu quả. Ngoài ra, roto và stato có tác dụng giúp các thiết bị điện hạn chế hư hỏng và động cơ tiêu hao năng lượng vừa phải. 

Điốt của máy phát điện xe ô tô

Điốt có chức năng chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành 1 chiều. Dòng điện này đi từ máy phát đến pin và ắc quy. Sau đó, truyền tải điện năng tới thiết bị điện trong xe.

Quạt làm mát máy phát điện trên ô tô

Theo các chuyên gia công nghệ trong lĩnh vực ô tô, quạt làm mát giúp các bộ phận trong máy phát điện giảm nhiệt độ. Việc chuyển hóa điện năng liên tục khiến các chi tiết bị nóng lên nhanh chóng. Do đó, quạt làm mát giúp tản nhiệt, giảm thiểu tình trạng hư hại  hoặc chập cháy.

Chổi than và cổ góp

Chổi than và cổ góp giúp giảm điện trở tiếp xúc trực tiếp trong máy phát điện ô tô. Vì vậy, dòng điện luôn được ổn định và không bị ăn mòn.

Bộ chỉnh lưu máy phát điện trên ô tô

Cuộn stato tạo ra dòng điện 1 chiều 3 pha. Sau đó, thông qua bộ chỉnh lưu, chuyển hoá thành dòng điện 1 chiều, cung cấp cho các thiết bị trên xe.

Bộ điều áp / tiết chế

Bộ điều áp có tác dụng duy trì điện năng ở mức ổn định. Điều này giúp hạn chế sự thay đổi đột ngột của dòng điện, dẫn đến hư hại cho các thiết bị điện.

Cấu tạo máy phát điện ô tô gồm một số chi tiết như ổ đỡ trục, roto, stato, bộ chỉnh lưu

>>> Xem thêm: So sánh ô tô điện và xăng

Sơ đồ điện của máy phát điện ô tô

Máy phát điện trên ô tô có sơ đồ mạch điện khá phức tạp. Cụ thể như sau:

Máy phát điện trên ô tô có sơ đồ mạch điện khá phức tạp

Nguyên lý hoạt động của máy phát ô tô

Máy phát điện ô tô hoạt động với nguyên lý như sau để tạo ra nguồn điện cung cấp cho các thiết bị của xe:

Trục khuỷu trong các dòng xe hiện đại hoặc các dòng xe cũ với ròng rọc chạy từ trục khuỷu đến máy phát điện. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc truyền động cho máy phát điện. Máy phát điện trên ô tô sử dụng nam châm điện thay vì nam châm vĩnh cửu. Khi xe hoạt động, ắc quy sẽ kích từ nam châm điện bên trong máy phát điện.

Máy phát điện tạo ra điện bằng cách sử dụng nguyên lý quay động từ: khi roto quay, nó tạo ra một từ trường và điện áp được lưu giữ trong stato. Sau đó được chuyển đến bộ điều chỉnh điện áp.

Dòng điện trong máy phát điện ô tô có thể thay đổi theo thời gian (tăng lên khi nam châm gần cuộn dây và giảm đi khi nam châm xa cuộn dây). Cuộn dây trong máy phát điện tạo ra một từ thông trong hướng đối lập với từ thông của nam châm. Từ đó tạo ra dòng điện trong dây dẫn.

Bộ điều chỉnh điện áp trong hệ thống máy phát điện ô tô có nhiệm vụ quan trọng là xác định và điều chỉnh điện áp mà ắc quy nhận được, sau đó chuyển đổi năng lượng điện sang các thiết bị điện khác trên xe.

Nhờ bộ điều chỉnh điện áp mà các thiết bị điện trên xe như hệ thống sạc, hệ thống điều khiển, đèn,... nhận được nguồn điện ổn định và phù hợp để hoạt động hiệu quả nhất.

Nguyên lý hoạt động của máy phát ô tô

Bí kíp nhận biết máy phát ô tô gặp vấn đề

Máy phát điện trên ô tô có thể gặp vấn đề do sử dụng trong một thời gian dài. Điều này làm ảnh hưởng đến khả năng vận hành của xe ô tô. Do đó, lái xe cần nắm được những dấu hiệu thể hiện máy phát ô tô đang gặp trục trặc. Từ đó đưa ra giải pháp xử lý kịp thời và hiệu quả.

Khó khởi động ô tô

Ắc quy và máy phát điện hoạt động hỗ trợ lẫn nhau. Máy phát điện ô tô nạp điện cho ắc quy. Ắc quy kích từ để cung cấp năng lượng cho máy phát hoạt động. Nếu ô tô khó khởi động, hoặc nổ máy khó khăn, nguyên nhân có thể vì ắc quy chưa đủ điện hoặc máy phát điện ô tô có bị hư hỏng.

Khi đó, lái xe cần tắt toàn bộ các thiết bị sử dụng điện năng trên xe như: màn hình, điều hoà, loa,... Sau đó, đưa xe đến trung tâm sửa chữa để kiểm tra và xử lý, tránh sự cố xe chết máy giữa đường gây mất an toàn giao thông.

Xe ô tô hoạt động nhưng vẫn có đèn báo sạc

Khi máy phát điện trên ô tô hoạt động bình thường, đèn báo sạc sẽ tắt. Nếu như xe đã khởi động và vận hành, lái xe nhận thấy đèn báo sạc vẫn sáng nghĩa là máy phát điện đang gặp trục trặc, cần sửa chữa ngay lập tức.

Đèn ô tô sáng yếu đi

Đèn ô tô sáng yếu là một dấu hiệu cảnh báo rằng hệ thống điện và máy phát điện trên ô tô đang gặp vấn đề. Lái xe có thể quan sát các đèn pha, đèn bảng điều khiển và các đèn chiếu sáng khác. Nếu chúng cũng bị mờ hơn so với bình thường thì có thể ắc quy đang không được nạp đủ điện. 

Khi đó, cần kiểm tra hệ thống điện và máy phát điện để xác định nguyên nhân gây ra vấn đề. Có thể kiểm tra và đổi sang ắc quy mới nếu cần thiết. Hệ thống sạc hoạt động đúng cách giúp đảm bảo nguồn điện ổn định cho các thiết bị trên xe và đèn sáng khi di chuyển, đặc biệt lúc trời tối hoặc có sương mù.

Đèn ô tô sáng yếu là một dấu hiệu cảnh báo rằng hệ thống điện và máy phát điện trên ô tô đang gặp vấn đề

Xuất hiện những âm thanh lạ trong lúc vận hành

Một trong những dấu hiệu máy phát điện trên ô tô trục trặc đó là xe phát ra âm thanh lạ khi vận hành. Nguyên nhân là vì puly và bạc đạn của trục đỡ máy phát gặp sự cố hoặc bị ăn mòn khiến tình trạng ma sát lớn, tạo ra âm thanh lạ.

Xe xuất hiện mùi khét

Khi có mùi khét trên ô tô, có khả năng là dây dẫn điện và một số bộ phận khác của máy phát bị nóng quá mức. Điều này dẫn tới tình trạng chập cháy. Vì vậy, lái xe cần chú ý và khắc phục ngay lập tức khi thấy hiện tượng này.

>>> Xem thêm: vô lăng điện trợ lực điện bị nặng

Các bước kiểm tra máy phát ô tô đơn giản

Máy phát điện không hoạt động có thể khiến xe ô tô bị chết máy giữa đường, đặc biệt là khi đang di chuyển trên đường cao tốc, sẽ gây nguy hiểm. Do đó, lái xe cần chú ý và nắm được cách kiểm tra máy phát ô tô. Người lái cũng cần trang bị bộ dụng cụ phục vụ cho việc kiểm tra như: vôn kế. Từ đó, có phương án sửa chữa kịp thời, tránh ảnh hưởng đến hành trình.

Vôn kế là một dụng cụ quan trọng để đo điện áp, dòng điện và trở kháng trong hệ thống điện của xe. Người lái có thể kiểm tra điện áp đầu vào và đầu ra của máy phát điện. Qua đó, xác định tình trạng hoạt động của máy phát điện. 

Có 2 cách kiểm tra máy phát ô tô đơn giản mà tài xế có thể áp dụng:

Cách 1: Kiểm tra trực tiếp máy phát điện trên ô tô 

• Nổ máy ô tô và bật tất cả các thiết bị điện trên xe như điều hòa, màn hình, đèn pha, loa và các thiết bị khác.

• Tiếp theo, đạp ga để vòng tua của động cơ tăng lên khoảng 2000 vòng/phút. Điều này có thể được thực hiện bằng cách đạp chân lên và giữ ở một mức ga nhất định.

• Quan sát đồng hồ đo điện áp trên bảng điều khiển của xe. Ghi lại giá trị điện áp thể hiện trên đồng hồ.

• Tiếp tục giữ ga ở mức cao và quan sát sự tăng giảm của giá trị điện áp trên đồng hồ. So sánh giá trị điện áp trước và sau khi đạp ga. Nếu điện áp trên đồng hồ đo điện áp giảm đáng kể sau khi đạp ga, có thể cho thấy máy phát điện không hoạt động đúng cách hoặc không cung cấp đủ điện cho các thiết bị trên xe. Điều này có thể gây ra các vấn đề như đèn sáng yếu, hệ thống điện không ổn định hoặc nguy cơ gặp sự cố khi đang lái xe.

Cách 2: Kiểm tra hoạt động của máy phát điện thông qua ắc quy

• Kiểm tra ắc quy: Tắt động cơ ô tô. Sau đó, gắn vôn kế vào ắc quy. Lưu ý, cần gắn đầu đỏ với cực dương, đầu đen với cực âm. Tuyệt đối không gắn sai dẫn đến chập điện. Đọc thông số trên vôn kế. Nếu điện áp lớn hơn 12V nghĩa là ắc quy vẫn hoạt động tốt. Ngược lại, nếu thấp hơn 12V thì tiến hành sạc ắc quy và đo lại đến khi đạt 12V.

• Khởi động xe: Sau khi kiểm tra ắc quy đã đủ điện, lái xe bắt đầu nổ máy. Đạp ga cho động cơ quay, tăng ga đạt tốc độ cao, khoảng 2000 vòng/phút để động cơ nóng lên.

• Giữ mức ổn định cho động cơ và kiểm tra ắc quy: Tiếp tục đọc giá trị vôn kế. Nếu điện áp nằm trong khoảng từ 13,4V đến 14,2V nghĩa là máy phát điện ô tô đang hoạt động bình thường. Ngược lại, nếu thông số điện áp đo được không thuộc khoảng này, có thể máy phát bị hỏng và cần sửa chữa hoặc thay thế. Ngoài ra, lái xe nên kết hợp kiểm tra các thiết bị sử dụng điện năng như: loa, điều hoà, đèn,...

Kiểm tra vận hành của máy phát điện qua ắc quy

Chu trình bảo dưỡng máy phát điện ô tô

Máy phát điện là bộ phận đóng vai trò quan trọng của ô tô. Nó giúp ô tô vận hành một cách êm ái, hiệu quả. Do đó, lái xe cần thực hiện bảo dưỡng máy phát điện thường xuyên để đảm bảo an toàn và ổn định cho hệ thống điện. Tất cả các thiết bị trên xe như hệ thống đa phương tiện, hệ thống định vị, điều chỉnh ghế và các thiết bị điện khác đều phụ thuộc vào máy phát điện để hoạt động.

Nếu máy phát điện gặp sự cố, các chức năng của ô tô sẽ bị gián đoạn. Việc bảo dưỡng máy phát điện ô tô nên tuân theo lịch trình cho từng loại máy khác nhau. Các công việc bảo dưỡng bao gồm kiểm tra rò rỉ điện, kiểm tra ắc quy, kiểm tra dây dẫn, hệ thống pin và làm mát, đánh giá chất lượng dầu nhớt, làm sạch và lọc nhiên liệu, và nhiều công việc khác.

Nếu máy phát điện gặp sự cố, các chức năng của ô tô sẽ bị gián đoạn

Thường thì, khi máy phát điện trên ô tô đã hoạt động từ 4 đến 8 năm hoặc đã đi được hơn 150.000km (trường hợp đặc biệt là 60.000km), thì cần phải thực hiện bảo dưỡng định kỳ. Điều này giúp tiết kiệm nhiên liệu một cách tối đa. Đồng thời, giảm chi phí vận hành và sửa chữa.

Dưới đây là phương pháp bảo dưỡng máy phát điện ô tô theo các mốc cố định khi sử dụng ô tô:

Bảo trì, bảo dưỡng lần 1 : ĐỊNH KỲ 6 THÁNG: 1 LẦN

Bảo trì, bảo dưỡng lần 2 (bảo trì chế độ B): khoảng từ 500 giờ đến 12 tháng vận hành

Bảo trì, bảo dưỡng lần 3 (bảo trì chế độ C): khoảng 4 - 7 năm tương ứng 2000 giờ vận hành

Bảo trì, bảo dưỡng lần 4 (bảo trì chế độ D): khoảng 7 - 10 năm, tương ứng 6.000 giờ 

Lưu ý trong sử dụng và vận hành máy phát trên ô tô

Nắm được cách sử dụng và vận hành máy phát trên ô tô giúp nâng cao tuổi thọ máy phát. Qua đó, hành trình di chuyển cũng trở nên an toàn và hiệu quả hơn. Dưới đây là một số lưu ý quan trọng trong sử dụng máy phát điện ô tô:

• Giữ máy phát điện luôn sạch sẽ, khô thoáng: Máy phát điện ô tô nếu bị bụi bẩn sẽ ảnh hưởng đến công suất hoạt động. Nói cách khác, khi đó, chổi than và một số chi tiết khác có thể bị kênh hoặc oxy hoá, dẫn đến hư hỏng cho máy.

• Không sử dụng quá nhiều thiết bị điện trong cùng một lúc: Sử dụng cùng lúc quá nhiều thiết bị khiến máy phát điện phải hoạt động quá tải để đáp ứng. Do đó, để máy phát điện có tuổi thọ lâu, cần dùng tiết kiệm và hiệu quả các thiết bị điện trên xe.

• Thay thế dây đai máy phát kịp thời: Dây curoa trên xe ô tô có nhiệm vụ truyền đạt công suất từ động cơ đến các bộ phận khác trong hệ thống điện. Nếu dây curoa không ở tình trạng tốt, nó sẽ gây khó khăn trong việc truyền tải công suất đến các bộ phận. Điều này có thể dẫn đến máy phát không hoạt động ổn định hoặc không đạt công suất cần thiết. Do đó, nên thay dây curoa sau mỗi khoảng 70.000 - 100.000km.

• Tuân thủ quy trình bảo trì, bảo dưỡng xe ô tô: Việc bảo dưỡng, bảo trì định kì xe ô tô giúp phát hiện kịp thời các sự cố về máy phát điện cũng như toàn bộ hệ thống xe. Từ đó, giúp xe luôn vận hành an toàn và ổn định.

Thay thế dây đai máy phát kịp thời

Trên đây là thông tin về máy phát điện trên ô tô mà Nuôi xe chia sẻ. Nhiệm vụ của máy phát điện trên ô tô là cung cấp điện năng tới các thiết bị điện trong xe ô tô. Lái xe cần thường xuyên kiểm tra tình trạng hoạt động của máy phát điện ô tô để hạn chế tình trạng chết máy giữa đường. Qua đó, có chuyến đi thoải mái và an toàn.