Hiểu được sơ đồ mạch điện ô tô là kiến thức cơ bản nhất của nghề nâng cấp xe ô tô, chỉ có hiểu sơ đồ mạch điện thì chúng ta mới có thể nắm vững được đặc điểm và nguyên lý hoạt động của mạch điện ô tô, vì vậy việc hiểu được sơ đồ mạch điện ô tô là rất quan trọng đối với nhân viên nâng cấp đèn ô tô.
Sử dụng dây dẫn điện và thân xe trên xe ô tô để liên kết các thiết bị như: nguồn điện (bình ắc quy hoặc máy phát điện), thiết bị bảo vệ quá tải, bộ điều khiển và thiết bị điện, … Để tạo thành đường dẫn dòng điện có thể làm việc bình thường với thiết bị điện, đường dẫn đó được gọi là mạch điện xe ô tô. Sơ đồ mạch điện trên xe ô tô được cấu tạo bởi rất nhiều đường mạch dẫn điện như vậy.
Theo các chức năng khác nhau của thiết bị điện trong mạch điện xe ô tô có thể chia ra đại khái mạch điện xe ô tô gồm nguồn điện, thiết bị điều khiển, thiết bị điện, thiết bị phân phối điện và dây dẫn…
Bộ nguồn trên xe ô tô gồm có 2 phần là bình ắc quy và máy phát điện. Chạy bằng bình ắc quy khi động cơ không làm việc hoặc khởi động. Sau khi khởi động động cơ, máy phát điện tạo ra điện năng để cung cấp điện cho các thiết bị điện khác nhau, đồng thời để sạc điện cho bình ắc quy.
Các thiết bị điều khiển mạch điện trên xe ô tô có thể gồm công tắc, rơ le và đơn vị điều khiển điện dưới dạng mạch điều khiển. Công tắc đánh lửa là công tắc quan trọng nhất trong bộ điều khiển của xe ô tô. Rơ le có thể được chia thành rơ le được điều khiển bằng công tắc và rơ le được điều khiển bằng đơn vị điều khiển điện. Công tắc hoặc đơn vị điều khiển thông qua mạch điện của cuộn dây trong rơ le điều khiển để điều khiển việc đóng mở các tiếp điểm rơ le, tiếp đó điều khiển mạch điện của các thiết bị điện.
Đơn vị điều khiển điện là trung tâm cho mỗi hệ thống điều khiển điện trên xe ô tô. Hệ thống điều khiển điện trên xe ô tô bao gồm hệ thống phun xăng điều khiển điện, hộp số tự động điều khiển điện, hệ thống chống bó cứng phanh (ABS), hệ thống đánh lửa điều khiển điện, hệ thống điều hòa, hệ thống chống trộm, ... Đơn điều khiển điện điều khiển từng hệ thống điều khiển điện hoạt động ở trạng thái làm việc tốt nhất nhằm đạt được mục đích nâng cao tính động lực cho xe ô tô, tính kinh tế, tính an toàn, tính tiện nghi và mục đích giảm nhẹ phát thải các chất ô nhiễm của xe ô tô.
Hầu hết các thiết bị điện trên xe ô tô đều là đồ điện. Thiết bị điện của xe ô tô bao gồm hệ thống khởi động, hệ thống đánh lửa, hệ thống chiếu sáng, thiết bị tín hiệu, đồng hồ và thiết bị báo động, thiết bị điện phụ trợ và thiết bị cảm biến điện năng…
(1) Hệ thống khởi động: Chức năng chính của hệ thống khởi động là khởi động động cơ, bao gồm động cơ và mạch điện điều khiển.
(2) Hệ thống đánh lửa: Hệ thống đánh lửa được sử dụng để tạo ra tia lửa điện và đốt cháy hỗn hợp dễ cháy trong xi lanh động cơ. Xe ô tô hiện đại sử dụng hệ thống đánh lửa điều khiển bằng điện, chủ yếu bao gồm cuộn dây đánh lửa, bộ đánh lửa và bugi….
(3) Hệ thống chiếu sáng: Hệ thống chiếu sáng có thể được chia thành chiếu sáng nội thất và chiếu sáng ngoại thất tùy theo các vị trí lắp đặt khác nhau trên xe. Đèn chiếu sáng nội thất được sử dụng để đáp ứng nhu cầu chiếu sáng cho người lái và hành khách, đèn chiếu sáng ngoại thất được sử dụng để đảm bảo an toàn cho xe vào ban đêm, người lái trong thời tiết mưa và sương mù.
(4) Thiết bị tín hiệu: Thiết bị tín hiệu được sử dụng để cung cấp các tín hiệu như vị trí và trạng thái đang chạy của xe với thế giới bên ngoài nhằm nâng cao độ an toàn của xe.
(5) Đồng hồ và thiết bị báo động: Đồng hồ và thiết bị báo động thường được lắp trên bảng đồng hồ phía trước người lái xe để cung cấp cho người lái những thông số khác nhau và các điều kiện bất thường khi vận hành xe để đảm bảo xe hoạt động bình thường. Đồng hồ và thiết bị cảnh báo chủ yếu bao gồm đồng hồ tốc độ, đồng hồ đo nhiệt độ nước, đồng hồ đo nhiên liệu, đồng hồ đo áp suất dầu và đèn báo, đồng hồ đo tốc độ động cơ, đèn cảnh báo nguy hiểm của các hệ thống khác nhau và còi cảnh báo, v. v …
(6) Thiết bị điện phụ trợ: Với sự phát triển của kỹ thuật điều khiển điện trên xe ô tô, ngày càng nhiều thiết bị điện phụ trợ được lắp đặt trên ô tô, giúp cải thiện đáng kể sự tiện nghi và an toàn của ô tô. Ví dụ như cần gạt nước kính chắn gió bằng điện, bộ nâng hạ cửa sổ lên xuống kính bằng điện, ghế chỉnh bằng điện, thiết bị chống trộm, v. v … Mức độ tự động, sang trọng của ô tô càng cao thì càng có nhiều thiết bị phụ trợ hơn.
(7) Bộ cảm biến điện: Hầu hết các bộ cảm biến trong hệ thống điều khiển điện của ô tô là bộ cảm biến điện. Một số bộ cảm biến cần tiêu thụ điện năng để tạo ra tín hiệu điện áp, chẳng hạn như cảm biến hiệu ứng Hall, các loại cảm biến dạng điện trở nhiệt, cảm biến dạng biến trở thanh trượt, v.v. và một số cảm biến cần tiêu thụ điện để tạo ra môi trường làm việc, chẳng hạn như cảm biến oxy làm nóng, v. v ...
Thiết bị phân phối điện bao gồm hộp đấu nối trung tâm, hộp đấu nối bảng đồng hồ, cầu chảy (thường được gọi là cầu chì), dây dẫn, thiết bị kết nối, v.v., chức năng là phân phối điện cho từng thiết bị điện hoặc thiết bị điều khiển, và kết nối từng thiết bị điện hoặc thiết bị điều khiển để làm mạch điện cho toàn bộ xe thành một thể thống nhất.
Mạch điện trên ô tô vừa có đặc điểm của mạch điện chung vừa có một số đặc điểm riêng. Mạch điện ô tô cũng giống như mạch điện chung, giữa các thiết bị điện có phương thức kết nối cơ bản là mắc nối tiếp và song song; có 3 trạng thái làm việc cơ bản là thông mạch, hở mạch và ngắn mạch: thiết bị điện trong sơ đồ mạch điện là được đánh dấu bằng các ký hiệu hoặc khung sơ đồ thêm văn bản chuyên môn.
Do không có một tiêu chuẩn thống nhất nào về vẽ sơ đồ mạch điện của các hãng xe trên thế giới nên cấu tạo của các dòng xe, số lượng thiết bị điện, vị trí lắp đặt, chủng loại, cách đấu dây, nguyên lý làm việc cũng khác nhau, làm cho mạch điện của các hãng chế tạo xe lại có đặc điểm riêng, nhưng các mạch điện ô tô đều có các đặc điểm sau.
Để đơn giản hóa cấu tạo của thiết bị điện ô tô và đảm bảo an toàn cho người lái và hành khách, thiết bị điện ô tô sử dụng nguồn điện một chiều điện áp thấp, xe động cơ xăng là 12V và xe động cơ diesel là 24V. Hệ thống cung cấp điện 42V có thể sẽ được sử dụng trên ô tô trong tương lai để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện ngày càng tăng của ô tô.
Chế độ dây đơn là đặc điểm lớn nhất của mạch điện ô tô. Cái gọi là chế độ dây đơn có nghĩa là các cực dương của tất cả các thiết bị điện trên ô tô được nối với cực dương của nguồn điện bằng dây dẫn, phương pháp nối dây với vỏ kim loại của ô tô được sử dụng làm cực âm. Sử dụng chế độ dây đơn không chỉ có thể tiết kiệm vật liệu, làm đơn giản hóa mạch điện, mà còn thuận tiện cho việc lắp đặt và bảo trì.
Các thiết bị điện trong mạch điện ô tô sử dụng phương thức mắc song song để đảm bảo hoạt động bình thường của từng thiết bị điện, mà không gây nhiễu sóng lẫn nhau. Khi sửa chữa mạch điện ô tô, có thể thuận tiện tháo ráp từng thiết bị điện mà không ảnh hưởng đến các thiết bị điện khác. Các thiết bị điện và thiết bị điều khiển trong mạch điện ô tô được mắc nối tiếp, ví dụ, còi và công tắc còi, đèn điều khiển cửa và công tắc chờ lệnh cửa xe, v.v.
Bình ắc quy cung cấp điện cho các thiết bị điện và động cơ trên xe khi động cơ dừng vận chuyển hoặc nổ máy. Sau khi nổ máy, máy phát điện đồng thời cung cấp điện cho các thiết bị điện trên xe ô tô, còn sạc bình ắc quy để bổ sung lượng điện năng của bình ắc quy bị hao hụt. Hai nguồn điện giữa bình ắc quy và máy phát điện được mắc song song để cung cấp điện cho các thiết bị điện, như thế có thể đảm bảo các thiết bị điện trên xe có thể hoạt động bình thường trong mọi trường hợp, đồng thời kéo dài tuổi thọ sử dụng của bình ắc quy và thời gian cung cấp điện.
Để tránh cho mạch điện ô tô hoặc thiết bị điện bị hỏng do dòng điện trong mạch quá lớn, trong mạch điện ô tô có lắp đặt thiết bị bảo vệ quá tải, thiết bị bảo vệ quá tải được mắc nối tiếp với thiết bị điện trong mạch điện. Thiết bị bảo vệ quá tải được sử dụng phổ biến nhất là cầu chì ô tô, thường được gọi là cầu chì, cũng có thể sử dụng cầu chì ống hoặc rơ le trong mạch điện.
Việc sử dụng hình thức dây nối đất âm là một đặc điểm chính khác của mạch điện ô tô. Không chỉ có thể tận dụng hết chức năng điện hóa để làm cho thân xe và khung xe khó bị ăn mòn hơn, với lại các thiết bị điện ô tô có thể gây nhiễu sóng tới thiết bị vô tuyến (âm thanh, hệ thống thông tin, v.v.) cũng có hình thức nối đất cực dương của nguồn điện tương đối nhỏ. Nhưng trong một số ít xe ô tô và một số mạch điện sử dụng hình thức nối đất cực dương cần đặc biệt chú ý khi đọc mạch điện ô tô và sửa chữa mạch điện ô tô.
Mặc dù mạch điện ô tô phức tạp, nhưng đều được cấu tạo bởi các chức năng hoàn toàn khác nhau, các mạch điện đơn vị tương đối độc lập. Cho dù trong cùng một sơ đồ mạch điện cũng được chia thành các bộ phận khác nhau, chẳng hạn như nguồn điện, bộkhởi động, bộ đánh lửa, công tắc điều khiển hoặc đơn vị điều khiển điện, thiết bị điện... Chỉ cần bạn phân tích kỹ và đọc hiểu rõ từng mạch điện đơn vị là bạn có thể hiểu được toàn bộ mạch điện xe.
Với sự gia tăng không ngừng của các thiết bị điện trên ô tô, số lượng dây điện trên ô tô ngày càng nhiều, để thuận tiện cho việc lắp đặt, các dây dẫn trong mạch xe ô tô thường được buộc thành bó dây điện để thuận tiện cho việc nhận biết và bảo dưỡng mạch điện ô tô, các dây dẫn có màu sắc khác nhau thường được sử dụng trong mạch điện ô tô, và trong sơ đồ mạch điện ô tô được đánh dấu bằng mã ký tự màu, màu sắc dây dẫn của hệ thống khác nhau thường khác nhau.
Ở nước ta, quy định thống nhất về màu sắc và mã số của dây dẫn trong mạch điện ô tô, có hai tiêu chuẩn để lựa chọn: dựa trên dây dẫn một màu làm cơ sở và dựa trên dây dẫn hai màu làm cơ sở. Khi dựa trên dây dẫn một màu, màu sắc và mã số của dây dẫn một màu. Trong đó, dây đen được ghi rõ là dây mass (thường được gọi là dây nối đất). Khi dựa trên dây dẫn hai màu làm cơ sở, mỗi dây dẫn nguồn của hệ thống điện có tiết diện lớn hơn dây dẫn 1,5mm thì sử dụng một màu, còn lại là hai màu. Dây dẫn hai màu là chọn một màu làm màu chính và một màu khác làm màu phụ, màu chính chiếm phần lớn bề mặt của dây. Mã màu chính của dây dẫn hai màu và tên hệ thống điện được sử dụng. Trong hệ thống cung cấp điện cũng có thể thêm hai loại dây dẫn hai màu với màu đỏ làm màu chủ đạo và màu trắng hoặc đen làm màu phụ. Nước ta cũng quy định: màu sắc của dây dẫn trong mạch điện ô tô, trong cùng một hệ thống điện thì màu chính của dây dẫn hai màu giống với màu sắc của dây dẫn một màu; các nhánh rẽ trong một mạch điện phải được chọn theo quy định màu phụ tương ứng; màu phụ trên màu chính của dây dẫn được phân bố theo hai đường thẳng đối xứng trục.
