Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động E-TEC II lắp xe Lacetti EX
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.75 MB, 80 trang )
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
MỤC LỤC
1. Mục đích và ý nghĩa của đề tài................................................................................ 4
1.1. Mục đích.............................................................................................................. 4
1.2. Ý nghĩa của đề tài ................................................................................................. 4
2. Giới thiệu động cơ E-TEC II 1.6l ........................................................................... 4
2.1 Giới thiệu động cơ ................................................................................................. 4
2.2. Giới thiệu sơ bộ các hệ thống có trên động cơ ..................................................... 7
2.2.1. Cơ cấu trục khuỷu, thanh truyền, piston ................................................... 7
2.2.2. Hệ thống làm mát. ..................................................................................... 7
2.2.3. Hệ thống bôi trơn. ..................................................................................... 8
2.2.4. Hệ thống nhiên liệu động cơ E-TEC II .................................................... 9
2.2.5. Hệ thống đánh lửa. .................................................................................. 10
3. Tổng quan về hệ thống đánh lửa ........................................................................... 12
3.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống đánh lửa ............................................... 12
3.1.1. Nhiệm vụ.................................................................................................. 12
3.1.2. Yêu cầu. ................................................................................................... 12
3.1.3. Phân loại. ................................................................................................ 12
3.2. Khái quát một số hệ thống đánh lửa................................................................... 13
3.2.1. Hệ thống đánh lửa thường. ..................................................................... 14
3.2.2. Hệ thống đánh lửa bán dẫn..................................................................... 15
3.2.3. Hệ thống đánh lửa điều khiển theo chương trình. .................................. 19
3.3. Các thông số cơ bản của HTĐL ......................................................................... 24
3.3.1. Hiệu điện thế thứ cấp cực đại. ................................................................ 24
3.3.2. Hiệu điện thế đánh lửa Uđl. ..................................................................... 25
3.3.3. Góc đánh lửa sớm. .................................................................................. 25
3.3.4. Hệ số dự trữ Kdt. ...................................................................................... 26
3.3.5. Năng lượng dự trữ Wdt. ........................................................................... 26
3.3.6. Tốc độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp. .......................................... 26
3.3.7. Tần số và chu kỳ đánh lửa....................................................................... 27
3.3.8. Năng lượng tia lửa và thời gian phóng điện. .......................................... 27
3.4. Các bộ phận chính .............................................................................................. 28
3.4.1. Biến áp đánh lửa. .................................................................................... 28
3.4.2. Bộ chia điện............................................................................................. 29
3.4.3. Bộ phận tạo xung. ................................................................................... 29
3.4.4. Tụ điện. .................................................................................................... 30
3.4.5. Bộ phận chia điện thế............................................................................. 31
1
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
3.4.6. Các cơ cấu điều chỉnh góc đánh lửa sớm ............................................... 32
3.4.7. Transistor ............................................................................................... 37
3.4.8. Cảm biến điện từ ..................................................................................... 33
3.4.9. Mạch đánh lửa (IC đánh lửa) ................................................................. 34
4. Thiết kế hệ thống đánh lửa cho động cơ E-TEC II. .............................................. 36
4.1 Giới thiệu hệ thống đánh lửa trên động cơ. ......................................................... 36
4.2. Điều khiển đánh lửa. .......................................................................................... 38
4.2.1. Điều khiển đánh lửa khi khởi động. ........................................................ 38
4.2.2. Điều khiển đánh lửa sau khi khởi động. ................................................. 39
4.3 Bôbin. .................................................................................................................. 46
4.4. Bugi. ................................................................................................................... 49
4.5. Cảm biến vị trí trục khuỷu. ................................................................................ 50
4.6. Cảm biến áp suất đường ống nạp ( Cảm biến áp suất chân không ) .................. 52
4.7. Cảm biến vị trí bướm ga. ................................................................................... 54
4.8. Cảm biến kích nổ ............................................................................................... 56
4.9. Cảm biến nhiệt độ khí nạp ................................................................................. 57
4.10. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ..................................................................... 58
4.11. Tính toán dòng điện qua cuộn sơ cấp ............................................................... 59
4.12. Tính toán các thông số cơ bản của mạch thứ cấp. ........................................... 65
4.12.1. Năng lượng dự trữ Wdt ( Năng lượng trước khi đánh lửa). ................... 65
4.12.2. Điện áp thứ cấp U2 ................................................................................ 67
4.12.3. Hiệu điện thế đánh lửa .......................................................................... 67
4.13. Tính toán công suất đánh lửa ........................................................................... 69
5. Chẩn đoán hư hỏng hệ thống đánh lửa trên động cơ E-TEC II ............................ 69
5.1. Chẩn đoán hư hỏng hệ thống đánh lửa theo tình trạng động cơ E-TEC II ........ 70
5.2. Chẩn đoán và khắc phục hư hỏng theo tín hiệu đèn check ................................ 71
6. Kết luận. ................................................................................................................ 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 80
2
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
LỜI NÓI ĐẦU
Như chúng ta đã biết, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành điện tử thì
ngành ôtô cũng có những sự vươn lên mạnh mẽ. Hàng loạt các linh kiện bán dẫn,
thiết bị điện tử được trang bị trên động cơ ôtô nhằm mục đích giúp tăng công suất
động cơ, giảm được suất tiêu hao nhiên liệu và đặc biệt là ô nhiễm môi trường do
khí thải tạo ra là nhỏ nhất... Và hàng loạt các ưu điểm khác mà động cơ đốt trong
hiện đại đã đem lại cho công nghệ chế tạo ôtô hiện nay.
Việc tính toán thiết kế hệ thống đánh lửa điều khiển điện tử đã giúp em có một
cái nhìn cụ thể hơn, sâu sắc hơn. Đây cũng là lý do em chọn đề tài này làm đề tài tốt
nghiệp với mong muốn góp phần nghiên cứu sâu hơn về hệ thống đánh lửa trên
động cơ xăng, để từ đó có thể đưa ra được các giải pháp về các vấn đề hư hỏng
thường gặp ở hệ thống đánh lửa động cơ này.
Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo còn
ít và điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh
khỏi những thiếu sót, kính mong các thầy cô giáo trong bộ môn chỉ bảo để đồ án
của em được hoàn thiện hơn.
Qua đây cho em kính gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô giáo trong
trường mà đặc biệt là các thầy cô giáo trong Khoa Cơ Khí Giao Thông đã tận tình
dạy bảo em trong suốt năm năm học vừa qua.
Em xin cảm ơn thầy giáo T.S Phan Minh Đức đã nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ
em hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất.
Đà nẵng, ngày 15 tháng 6 năm 2012
Sinh viên thực hiện.
Phan Quang Minh
3
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
1. Mục đích và ý nghĩa của đề tài
1.1. Mục đích
Thấy rõ vai trò quan trọng trong việc tạo ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp
nhiên liệu vào đúng thời điểm.
Tìm hiểu nắm vững nguyên lý làm việc và từ đó thấy được ưu nhược điểm
của các hệ thống đánh lửa trong các động cơ châm cháy cưởng bức.
Thấy được tầm quan trọng trong việc thay thế hệ thống đánh lửa điều khiển
tiếp điểm cơ khí bằng hệ thống đánh lửa điều khiển bằng điện tử trên các loại
xe đời mới hiện nay.
Tìm hiểu và nắm vững nguyên lý hoạt động của các cảm biến sử dụng trong
hệ thống đánh lửa trên động cơ E-TEC II 1.6L.
Có thể chẩn đoán một cách chính xác và nhanh chóng các hư hỏng trong hệ
thống đánh lửa của động cơ E-TEC II 1.6L nói riêng và các động cơ hiện đại
tương đương nói chung.
1.2. Ý nghĩa của đề tài
Giúp cho sinh viên tổng hợp các kiến thức đã học một cách lôgic nhất.
Giúp cho sinh viên tiếp cận thực tế với các động cơ đời mới.
Hiểu rỏ vai trò quan trọng của hệ thống đánh lửa điều khiển bằng điện tử so
với các hệ thống đánh lửa đời cũ .
Nắm vững cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa trên động
cơ E-TEC II 1.6L và từ đó làm tiền đề để nghiên cứu các hệ thống đánh lửa
của các động cơ khác.
Giúp sinh viên tự tin hơn lúc mới ra trường chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế về
các hệ thống đánh lửa điện tử của các động cơ đời mới.
2. Giới thiệu động cơ E-TEC II 1.6l
2.1 Giới thiệu động cơ
Động cơ E-TEC II là loại động cơ xăng không dùng bộ chế hoà khí do hãng
GM Daewoo sản xuất. Trong những năm gần đây với chính sách mở cửa rộng rãi
của nhà nước ta nên các loại xe của hãng GM Daewoo được nhập vào Việt Nam
ngày một nhiều. Các loại xe nhập vào Việt Nam có thể là nguyên chiếc hoặc bao
gồm các phụ tùng và lắp ráp tại Việt Nam. Các chủng loại xe đã có mặt tại thị
trường Việt Nam như xe du lịch, xe tải trung bình, xe tải nặng, xe bus,..
4
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
Động cơ E-TEC II là loại động cơ được trang bị trên xe du lịch đời mới của
hãng Daewoo. Các loại xe được trang bị động cơ E-TEC II như Lacetti EX, Lacetti
CDX, Gentra …
Với trình độ kỹ thuật sản xuất tiên tiến của hang GM Daewoo đã cho ra đời
loại động cơ E-TEC II có thể tích toàn bộ của động cơ nhỏ nhưng công suất phát ra
lớn đã giúp cho việc bố trí động cơ trên xe được dễ dàng và tiết kiệm được vật liệu
chế tạo động cơ. Không những động cơ E-TEC II có những ưu việt trên mà nó còn
đóng góp vào công việc làm sạch môi trường và tiết kiệm nguồn tài nguyên cho con
người. Với những loại động cơ xăng cổ điễn dùng bộ chế hoà khí để hòa trộn hỗn
hợp và sau quá trình cháy sản vật cháy đưa ra môi trường có hàm lượng chất độc
hại rất cao như NOx, CO2, CO và một phần lượng nhiên liệu dư chưa cháy kịp.
Thông số kỹ thuật của động cơ E-TEC II
Công suất động cơ
Ne = 80KW
Số vòng quay định mức
n = 5800 (vòng/phút)
Dung tích xilanh
V = 1598 (cm3)
Đường kính xilanh
D = 79 (mm)
Hành trình pittông
S = 81,5 (mm)
Tỉ số nén
= 9,5
Mômen xoắn cực đại
Me=150(N.m) tại svq n=4000 (v/p)
Thứ tự nổ
1-3-4-2
5
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
Hình 2-1 Mặt cắt dọc động cơ E-TEC II
1-Bánh đà; 2- Hốc nước làm mát; 3-Thanh truyền; 4- Piston; 5-Nắp máy; 6-Bôbin
đôi; 7- Dây cao áp; 8- Trục Cam; 9- Con đội thủy lực; 10-Xupap; 11- Bugi; 12- Ống
hút dầu bôi trơn; 13- Cácte; 14- Trục khuỷu.
6
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
2.2. Giới thiệu sơ bộ các hệ thống có trên động cơ
2.2.1. Cơ cấu trục khuỷu, thanh truyền, piston
2.2.1.1. Khuỷu trục:
Trục khuỷu của động cơ E-TEC II được chế tạo gồm một khối liền, vật liệu
chế tạo bằng gang, các bề mặt được gia công có độ bóng bề mặt cao
Thứ tự lăm việc các xilanh 1-3-4-2
Đường kính trục khuỷu : 54, 982-54, 994 mm
Khe hở làm việc 0,005 mm
2.2.1.2. Thanh truyền:
Thanh truyền của động cơ E-TEC II được chế tạo bằng thép hợp kim đặc biệt
gồm có các thành phần như Mn, Ni, Vonfram,...
Tiết diện của thanh truyền có dạng chữ I, trên đầu to thanh truyền có khoan lỗ
dầu để bôi trơn xilanh, bạc đầu to thanh truyền chế tạo hai nữa lắp ghépp lại với
nhau nắp đầu to thanh truyền lắp với thanh truyền nhờ hai bulông.
Đường kính của chốt khuỷu lắp đầu to thanh truyền : 42,971-42,987 mm
2.2.1.3. Pittông:
Pittông của động cơ E-TEC II được chế tạo bằng hợp kim nhôm, trên pittông
được bố trí 2 séc măng khí vă một séc măng dầu.
Đường kính của pittông : 81,5 mm
Trên pittông được khoét rãnh để lắp séc măng: chiều cao rãnh để lắp séc măng
khí 1,5 mm, chiều cao rãnh để lắp séc măng dầu là 2,9 mm, chiều cao từ đỉnh
pittông đến tâm chốt pittông là 32,5 mm.
2.2.2. Hệ thống làm mát.
Động cơ E-TEC II có hệ thống làm mát bằng nước kiểu kín, tuần hoàn cưỡng
bức bao gồm: áo nước xi lanh, nắp máy, két nước, bơm nước, van hằng nhiệt, quạt
gió và các đường ống dẫn nước.
Hệ thống làm mát sử dụng nước nguyên chất có pha chất phụ gia chống gỉ.
Két làm mát lắp trên phía đầu xe, két làm mát có đường nước vào từ van hằng
nhiệt và có đường nước ra đến bơm, trên két nước có các dàn ống dẫn nước gắn
cánh tản nhiệt.
Bơm nước kiểu ly tâm được dẫn động bằng dây đai từ trục khuỷu
Quạt gió được chạy bằng động cơ điện do nguồn điện ắcqui cung cấp.
7
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
Bình rót nước dùng để chứa nước tràn ra từ hệ thống làm mát do bị hâm nóng
khi động cơ làm việc và để kiểm tra mức nước khi động cơ làm việc.
Van hằng nhiệt đóng khi nhiệt độ nhỏ hơn 870C và bắt đầu mở ở nhiệt độ
1020C.
Quạt gió hoạt động dựa vào cảm biến nhiệt độ nước làm mát, từ tín hiệu cảm
biến nhiệt độ nước làm mát mà ECM sẽ nối mat cho quạt hoặc không.
Quạt chính 320-12A, quạt phụ 250-6A
Van hằng nhiệt
Bình rót
nước
Két nước
Quạt gió
Có gắn
các cánh
tản nhiệt
Bơm
Động cơ
nước
Hình 2-2 Sơ đồ khối hệ thống làm mát
2.2.3. Hệ thống bôi trơn.
Hệ thống bôi trơn động cơ E-TEC II kiểu cưỡng bức và vung tóe dùng để đưa
dầu đi bôi trơn các bề mặt ma sát và làm mát các chi tiết. Hệ thống bôi trơn gồm có:
Bơm dầu, lọc dầu, cácte dầu và đường ống dẫn dầu.
Dầu từ các te được hút bằng bơm qua bầu lọc vào đường dầu dọc trong thân
máy vào trục khuỷu lên trục cam, từ trục khuỷu tiếp theo dầu vào các bạc thanh
truyền theo lỗ phun lên vách xi lanh, từ trục cam vào các bạc trục cam rồi theo các
đường dẫn tự chảy xuống các te.
Bơm dầu rôto gồm hai rôto tiếp xúc trong: rôto trong và rôto ngoài. Rôto
trong được dẫn động bởi trục khuỷu quay làm xoay rôto ngoài nên khi quay không
gian giữa các răng rôto dần thu hẹp lại, tại cửa ra thể tích nhỏ nhất, do đó ở đây dầu
bị nén có áp suất cao nhất sẽ theo đường ống vào động cơ. Tại vòng quay cao áp
8
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
suất dầu bôi trơn thường cao hơn cần thiết. Vì vậy sau mỗi bơm dầu thường có van
điều chỉnh áp suất.
Lọc dầu kiểu toàn phần: Lõi lọc bằng giấy, lọc được thay khi ôtô chạy
khoảng 10000 km.
Áp suất do bơm cung cấp : 4 0, 5 kg/cm2. Mác dầu SAE 5W/30, API SH
Đường dầu chính (trong thân máy)
Lọc
Trục khuỷu
an toàn
tinh
Cổ trục khuỷu
Van
Bơm
Thanh
an toàn
dầu
truyền
Van
Đường dầu
trong trục cam
Cổ trục cam
Cam, con đội, ống
Lọc đầu
Phun lên
hút dầu
thành xilanh
dẫn hướng xupáp
Cácte động cơ
Hình 2-3 Sơ đồ khối hệ thống bôi trơn
2.2.4. Hệ thống nhiên liệu động cơ E-TEC II
Hệ thống nhiên liệu động cơ E-TEC II thuộc loại hệ thống nhiên liệu được
điều khiển bằng phun xăng điện tử EFI và thuộc loại phun đa điểm .
Các bộ phận của hệ thống phun xăng điện tử động cơ E-TEC II: Thùng xăng,
bơm xăng điện (đặt rong thùng xăng), lọc xăng, bộ ổn định áp suất xăng, đường ống
góp xăng, các vòi phun và đường ống dẫn xăng .
9
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu động cơ E-TEC II: Bơm điện
dặt trong thùng xăng, khi cấp điện cho bơm xăng thì bơm sẽ cấp xăng có áp suất
qua lọc theo đường ống đến dàn phân phối xăng vào các vòi phun được điều khiển
bằng Solenoid. Trên ống góp xăng có lắp bộ ổn định áp suất xăng giữ cho áp suất
xăng ở đầu vòi phun là 2,3-3,1 kg/cm2 .Từ bộ ổn định áp suất xăng có đường ống
dẫn xăng trở về lại thùng chứa xăng .Các vòi phun được điều khiển bằng ECM, tức
là mở hay đóng vòi phun tuỳ thuộc vào tín hiệu do ECM cung cấp .
Hệ thống dẫn không khí nạp gồm có: Bầu lọc gió, hộp bướm ga và đường
ống nạp.
Đường xăng hồi về thùng chứa
Bộ ổn
Thùng
xăng
Bơm
xăng
Lọc xăng
Dàn phân phối xăng
định áp
suất
Các vòi phun xăng
Phun vào trước xupáp
nạp
Lọc không khí
Bướm ga
Đường ống nạp
Hình 2-4 Sơ đồ khối hệ thống nhiên liệu động cơ E-TEC II
2.2.5. Hệ thống đánh lửa.
Động cơ E-TEC II trang bị hệ thống đánh lửa điện tử ESA đánh lửa trực tiếp
sử dụng bôbin đôi không sử dụng bộ chia điện. Thời điểm đánh lửa và góc đánh lửa
được ECU điều khiển tùy theo chế độ làm việc của động cơ.
10
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
Các bộ phận của hệ thống đánh lửa bao gồm bôbin đôi, bugi, ECU điều
khiển đánh lửa và hệ thống đường dây cao áp, các cảm biến phục vụ cho việc đánh
lửa
Nguyên lí hoạt động của hệ thống đánh lửa: ECU có chức năng tiếp nhận tín
hiệu từ cảm biến, xử lí tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển đánh lửa đến cơ cấu
chấp hành nhằm đem lại sự chính xác và thích ứng cần thiết với từng chế độ hoạt
động của động cơ đảm bảo cho việc đánh lửa và công suất động cơ luôn luôn tối ưu
nhất đồng thời làm giảm tối đa chất độc hại trong khí thải cũng như lượng tiêu hao
nhiên liệu.
Cuộn 1
logic
Transito
Điều khiển
4
Cảm biến
Bộ đếm nhập xuất
Cuộn 2
Trục khuỷu
1
3
2
Modulo đánh lửa
Biến áp
đánh lửa
ECM
Hình 2-5 Sơ đồ khối hệ thống đánh lửa bằng điện tử
11
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
3. Tổng quan về hệ thống đánh lửa
3.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống đánh lửa
3.1.1. Nhiệm vụ.
- Hệ thống đánh lửa có nhiệm vụ biến dòng điện một chiều thế hiệu thấp
(6V,12V, hay 24V) hoặc các xung điện xoay chiều thế hiệu thấp ( trong hệ thống
đánh lửa bằng Manhêtô và Vôlăng manhêtic) thành các xung điện cao thế (1200040000V) đủ để tạo nên tia lửa ( phóng qua khe hở Bugi) đốt cháy hổn hợp làm việc
trong các xilanh của động cơ vào những thời điểm thích hợp và tương ứng với trình
tự xilanh và chế độ làm việc của động cơ.
- Trong một số trường hợp thì hệ thống đánh lửa còn dùng để hổ trợ khởi động,
tạo điều kiện động cơ khởi động được dễ dàng ở nhiệt độ thấp.
3.1.2. Yêu cầu.
Một hệ thống đánh lửa tốt phải thoả mãn các yêu cầu sau:
- Hệ thống đánh lửa phải sinh ra dòng thứ cấp đủ lớn để phóng điện qua khe hở
Bugi trong tất cả các chế độ làm việc của động cơ.
- Tia lửa trên Bugi phải đủ năng lượng và thời gian phóng để sự cháy bắt đầu.
- Góc đánh lửa sớm phải đúng trong mọi chế độ hoạt động của động cơ.
- Các phụ kiện của hệ thống đánh lửa phải hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ
cao và độ rung xóc lớn.
- Sự mài mòn điện cực bugi phải nằm trong khoảng cho phép.
- Độ tin cậy làm việc của hệ thống đánh lửa phải tin cậy tương ứng với độ tin
cậy làm việc của động cơ.
- Kết cấu đơn giản, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng, giá thành rẻ...
3.1.3. Phân loại.
Ngày nay, hệ thống đánh lửa được trang bị trên ôtô có rất nhiều loại khác nhau.
Dựa vào cấu tạo, hoạt động, phương pháp điều khiển, người ta phân loại hệ thống
đánh lửa theo các cách phân loại sau:
- Phân loại theo đặc điểm cấu tạo:
+ Hệ thống đánh lửa thường.
+ Hệ thống đánh lửa bán dẫn.
- Loại có tiếp điểm.
- Loại không có tiếp điểm.
12
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
+ Hệ thống đánh lửa Manhêtô.
+ Hệ thống đánh lửa điều khiển bằng chương trình.
- Phân loại theo phương pháp tích luỹ năng lượng:
+ Hệ thống đánh lửa điện cảm (TI – transistor ignition system).
+ Hệ thống đánh lửa điện dung (CDI– capacitor discharged ignition system).
- Phân loại theo phương pháp điều khiển bằng cảm biến.
+ Hệ thống đánh lửa sử dụng tiếp điểm.
+ Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến điện từ gồm hai loại: loại nam châm
đứng yên và loại nam châm quay.
+ Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến Hall.
+ Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến quang.
+ Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến từ trở...
+ Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến cộng hưởng.
- Phân loại theo các phân bố điện cao áp.
+ Hệ thống đánh lửa có bộ chia điện Delco.
+ Hệ thống đánh lửa trực tiếp hay không có Delco.
- Phân loại theo phương pháp góc đánh lửa sớm.
+ Hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng cơ khí.
+Hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng bằng điện
Tử (ESA- electronic spark advance).
Theo phân loại ta có các hệ thống đánh lửa như trên, để hiểu rõ hơn về các hệ
thống đánh lửa sau đây em phân tích một số hệ thống đánh lửa.
3.2. Khái quát một số hệ thống đánh lửa.
Hệ thống đánh lửa của động cơ xăng có tác dụng là nguồn sinh ra tia lửa điện
châm ngòi gây nổ hỗn hợp khí- nhiên liệu. Theo phân loại hệ thống đánh lửa như
trên và để hiểu rõ hơn về quá trình phát triển của hệ thống đánh lửa. Sau đây em xin
giới thiệu một số hệ thống đánh lửa từ lúc mới ra đời của động cơ đốt trong cho đến
nay, hệ thống đánh lửa ngay một hoàn thiện và đáp ứng được yêu cầu để đảm bảo
cho động cơ ngày một hoàn thiện.
13
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
3.2.1. Hệ thống đánh lửa thường.
3.2.1.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc.
Hệ thống đánh lửa thường bao gồm:
Hình 3-1 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa thường
1-Trục cam; 2- cần tiếp điểm; 3- Biến áp đánh lửa; 4- Bộ chia điện; 5- Bugi.
- Bình ắc quy: Là nguồn điện thường trực trên ôtô, cung cấp cho các nguồn phụ
tải như máy khởi động, đền còi ... tích luỹ điện năng do máy phát điện nạp vào.
- Khoá công tắc: Để nối hay ngắt dòng điện sơ cấp của hệ thống khi cần khởi
động hay tắt máy.
- Biến áp đánh lửa: Có hai cuộn dây ; cuộn sơ cấp W1 có khoảng 250 ...400
vòng, cuộn thứ cấp W2 có khoảng 19000....26000 vòng.
- Bộ chia điện: Cắt và nối dòng điện sơ cấp gây nên biến thiên từ thông trong
Bôbin làm cho cuộn thứ cấp cảm ứng điện cao thế. Bộ chia điện còn có công dụng
chia dòng điện cao thế cho các Bugi vào đúng thời điểm. Cam của bộ chia điện
được dẫn động quay từ trục phân phối làm nhiệm vụ đóng mở tiếp điểm KK ’ tức là
nối ngắt mạch sơ cấp của biến áp đánh lửa.
14
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
3.2.1.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa thường.
- Khi KK’ đóng: Trong mạch sơ cấp xuất hiện dòng điện sơ cấp i1. Dòng này tạo
nên một từ trường khép mạch qua lõi thép và hai cuộn dây của biến áp đánh lửa.
- Khi KK’ mở: Mạch sơ cấp bị ngắt, dòng i1 và từ trường do nó tạo nên mất.
Do đó trong cả hai cuộn dây sẽ xuất hiện các suất điện động tự cảm, tỷ lệ thuận
với tốc độ biến thiên của từ thông. Do cuộn thứ cấp có số vòng dây lớn nên suất
điện động sinh ra trong nó cũng lớn, đạt giá trị khoảng 12000...40000 V. Điện áp
cao này truyền qua roto của bộ chia điện và các dây dẫn cao áp đến Bugi đánh lửa
theo thứ tự nổ của động cơ. Khi thế hiệu thứ cấp đạt giá trị U dl thì sẽ xuất hiện tia
lửa điện phóng qua khe hở Bugi đốt cháy hỗn hợp làm việc trong xylanh.
Khi KK’ mở, trong cuộn W1 cũng xuất hiện suất điện động tự cảm khoảng
200…300V. Tụ C1 mắc song song với tiếp điểm với mục đích tích điện từ các tia
lửa ở các tiếp điểm bảo vệ các tiếp điểm không bị cháy rổ..đồng thời tụ C 1 sẽ phóng
dòng điện ngược này về cuộn sơ cấp trong Bôbin làm cho dòng sơ cấp triệt tiêu
nhanh hơn và như vậy sẽ làm cho hiệu điện thế thứ cấp tăng lên nhanh chóng.
3.2.2. Hệ thống đánh lửa bán dẫn.
Hệ thống đánh lửa thường còn nhiều hạn chế trong quá trình sử dụng, như hiệu
điện thế đánh lửa không lớn, không đáp ứng dòng điện cho quá trình tăng tốc, hơn
nữa do cơ cấu điều khiển bằng cơ khí nên trong quá trình sử dụng sẽ có nhiều hư
hỏng …
Vậy nên ngày nay hầu hết các ô tô đều được trang bị hệ thống đánh lửa bán dẫn
vì loại này còn có ưu điểm là tạo được tia lửa mạnh ở điện cực bugi, đáp ứng tốt các
chế độ làm việc của động cơ, tuổi thọ cao… Quá trình phát triển hệ thống đánh lửa
điện tử cũng được chế tạo, cải tiến với nhiều loại khác nhau, song có thể chia thành
hai loại chính sau:
- Hệ thống đánh lửa bán dẫn điều khiển trực tiếp, gồm có: Hệ thống đánh lửa
bán dẫn có vít điều khiển và hệ thống đánh lửa bán dẫn không có vít điều khiển.
- Hệ thống đánh lửa điều khiển bằng kỹ thuật số hay còn được gọi là hệ thống
đánh lửa theo chương trình.
3.2.2.1. Hệ thống đánh lửa bán dẫn điều khiển trực tiếp.
Hệ thống đánh lửa bán dẫn điều khiển trực tiếp có thể điều khiển đánh lửa
bằng vít điều khiển hoặc dùng một cảm biến để điều khiển (Cảm biến điện từ, cảm
15
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
biến Quang, cảm biến Hall). Để hiểu rõ hơn về hệ thống đánh lửa bán dẫn điều
khiển trực tiếp sau đây em giới thiệu về một trong các hệ thống đánh lửa nêu trên.
3.2.2.1.1. Hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm sử dụng cảm biến quang.
+ Cảm biến quang:
- Cảm biến được đặt bên trong bộ chia điện, bao gồm:
+ Bộ phát quang ( LED_ Điôt quang): biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu
quang, nghĩa là khi có dòng điện đi qua chúng sẽ phát điện.
+ Bộ cảm quang gồm hai loại: LED_ Điôt quang và Transitor quang. Biến
tín hiệu quang thành tín hiệu điện, nghĩa là khi có ánh sáng chiếu vào chúng sẽ dẫn
điện. Cường độ dẫn điện của chúng phụ thuộc vào cường độ của dòng ánh sáng.
+ Đĩa cảm biến: được dẫn từ trục của bộ chia điện. Trên đĩa có các rãnh, số
rãnh trên đĩa bằng số xilanh của động cơ.
Hình 3-2 Sơ đồ cấu tạo cảm biến quang
Hoạt động của cảm biến quang như sau:
Khi có ánh sáng chiếu vào giữa hai phần tử này thì nó sẽ trở nên dẫn điện và
ngược lại khi không có ánh sáng đi qua nó sẽ không dẫn điện. Độ dẫn điện của nó
phụ thuộc vào cường độ ánh sáng và hiệu điện thế giữa hai đầu cực của phần tử cảm
quang.
Khi đĩa cảm biến quay, dòng ánh sáng phát ra từ LED sẽ bị ngắt quãng làm phần
tử cảm quang dẫn ngắt liên tục, tạo ra các xung vuông để dùng làm tín hiệu đánh lửa .
16
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
Hình 3-3 là sơ đồ đánh lửa bán dẫn được điều khiển bằng cảm biến quang.
Cảm biến quang được đặt trong bộ chia điện, gửi tín hiệu đánh lửa về cho bộ điều
khiển đánh lửa. Nguyên lí hoạt động của sơ đồ hệ thống đánh lửa này như sau:
Khi đĩa cảm biến quay đến vị trí đĩa chắn ánh sáng từ LED D 1 sang photo
Transistor T1 làm T1 bị ngắt, làm cho các Transistor T2, T3, T4 ngắt theo, còn T5 dẫn
cho dòng điện qua cuộn sơ cấp sau đó đến vị trí masse. Khi đĩa cảm biến cho dòng
ánh sáng đi qua T1 sẽ ở trạng thái dẫn, đồng thời T2, T3, T4 cũng dẫn theo, T5 lúc
này ở trạng thái đóng, làm cho dòng sơ cấp bị ngắt đột ngột. Do dòng sơ cấp bị ngắt
đột ngột nên trên cuộn thứ cấp xuất hiện một hiệu điện thế có giá trị 2535KV, hiệu
điện thế này qua bộ chia điện để đến các bugi sinh ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn
hợp khí -nhiên liệu theo đúng thứ làm việc của các xilanh.
Hình 3-3 Sơ đồ mạch điện HTĐL bán dẫn dùng cảm biến quang
3.2.2.1.2. HTĐL bán dẫn sử dụng cảm biến Hall.
- Nguyên lý làm việc của hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến Hall được thể
hiện trên hình 2-4: Khi bật công tắc máysẽ xuất hiện dòng điện I 1 : (+) AQ
IG/SW D1 R1 cung cấp điện cho cảm biến Hall.
17
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
+ Khi rôtor quay, tại vị trí cánh chắn xen giữa nam châm và phần tử Hall
thì điện áp đầu ra của cảm biến U ra 12V T1 dẫn T2 dẫn T3 dẫn. Lúc này,
dòng sơ cấp đi theo mạch sau:
(+) AQ IG/SW R f Bôbin T3 (-) AQ. Dòng điện này tạo nên từ
thông khép mạch qua lõi thép và hai cuộn dây của biến áp đánh lửa.
+ Khi cánh chắn rời khỏi vị trí giữa nam châm và phần tử Hall thì điện áp
đầu ra của cảm biến U ra 0V T1 ngắt T2 ngắt T3 ngắt. Dòng điện qua cuộn
sơ cấp và từ thông do nó sinh ra bị mất đột ngột, cảm ứng sang cuộn thứ cấp một
sức điện động cao thế và xuất hiện tia lửa.
Hình 3-4 Sơ đồ HTĐL bán dẫn sử dụng cảm biến Hall
* Ưu, nhược điểm của hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm so với hệ
thống đánh lửa thường:
+ Ưu điểm:
- Có thể đồng hoá hệ thống đánh lửa chung cho các loại động cơ ôtô khác
nhau.
- Điện thế thứ cấp U2= 25÷50kV ở mọi chế độ làm việc của động cơ.
18
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
- Nếu là loại tiếp điểm điều khiển thì dòng điện qua tiếp điểm điều khiển khi
ngắt mạch không quá 1A, do đó tiếp điểm làm việc được bảo đảm, còn dòng điện sơ
cấp I1 ngắt có thể đạt đến 7÷ 25 A và hơn nữa.
- Với hệ thống đánh lửa bán dẫn động cơ tăng tốc rất nhanh và điều hoà, không
có sự ngắt quãng trong làm việc.
- Nhiên liệu được đốt cháy hết ở cả số vòng quay thấp và số vòng quay cao, do
đó tiết kiệm nhiên liệu được 10%.
- Ít phải chăm sóc bảo dưỡng.
+ Nhược điểm: - Giá thành còn khá cao vì sử dụng nhiều linh kiện bán dẫn.
- Đôi khi sơ đồ phức tạp và suất tiêu hao năng lượng riêng cho hệ thống đánh
lửa lớn (khoảng gấp đôi hệ thống đánh lửa thường).
Tuy còn những nhược điểm như vậy nhưng hệ thống đánh lửa bán dẫn vẫn
được ưa chuộng và ngày càng được phát triển rộng rãi, đặc biệt trong các loại xe đời
mới hiện nay.
3.2.3. Hệ thống đánh lửa điều khiển theo chương trình.
Với sự ra đời của hệ thống đánh lửa bán dẫn như nêu ở trên cũng đã giải quyết
được nhiều hạn chế mà hệ thống đánh lửa thường còn tồn tai, cũng như đảm bảo
được yêu cầu của hệ thống đánh lửa. Tuy nhiên hệ thống đánh lửa bán dẩn có vít
làm tiếp điểm hay sử dụng các cảm cũng còn những hạn chế như, với hệ thống còn
có tiếp điểm vẫn còn bị ôxy hóa sau qua trình sử dụng nên phải thay thế và kiểm tra
định kỳ, còn đối với hệ thống sử dụng các cảm biến còn hạn chế bởi tín hiệu của
cảm biến không kịp thời với chế độ động cơ.
Hệ thống đánh lửa điều khiển theo chương trình ra đời nhằm đáp ứng các yêu
cầu đặt ra đối với hệ thống đánh lửa trên động cơ.
Hệ thống đánh lửa điều khiển theo chương trình là hệ thống đánh lửa mà góc
đánh lửa sớm được điều khiển bằng một chương trình tính toán thiết lập trong một
máy tính điện tử, được bố trí trên xe gọi là ECU. Góc đánh lửa sớm được tính toán
thông qua các tín hiệu của các cảm biến ghi nhận từ động cơ, từ các tín hiệu này bộ
xử lý của ECU sẽ tính toán và đưa ra góc đánh lửa tối ưu nhất phù hợp với điều kiện
làm việc hiện tại của động cơ.
19
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
Hình 3-5 Sơ đồ điều khiển đánh lửa theo chương trình
Do việc đánh lửa được điều khiển bằng chương trình tính toán của ECU dựa
trên các tín hiệu của cảm biến nên hệ thống đánh lửa này loại bỏ hoàn toàn các cơ
điều chỉnh đánh lửa sớm trước đây như cơ cấu điều chỉnh góc đánh lửa sớm ly tâm,
cơ cấu điều chỉnh bằng chân không, cơ cấu điều chỉnh theo trị số ốc tan của xăng.
Hệ thống đánh lửa điều khiển theo chương trình có các ưu điểm so với các hệ thống
trước đó:
- Góc đánh lửa được điều chỉnh tối ưu cho từng chế độ hoạt động của động cơ.
- Góc ngậm điện luôn được điều chỉnh theo tốc độ động cơ và hiệu điện thế
acquy, đảm bao cho hiệu điện thế luôn có giá trị cao nhất tai mọi thời điểm.
- Động cơ khởi động dễ dàng, chạy không tải êm tiết kiệm được nhiên liệu và
giảm được độc hại khí thải.
- Công suất và dặc tính của động cơ được cải thiện rõ rệt.
- Có khả năng chống kích nổ cho động cơ.
- Ít hư hỏng, tuổi thọ cao và không cần bảo dưỡng.
Do có các ưu điểm này mà hệ thống đánh lửa điều khiển theo chương trình
được sử dụng hầu hết ở các loại động cơ trên các xe hiện đại ngày nay.
Hệ thống đánh lửa điều khiển bằng kỹ thuật số hay còn gọi là hệ thống đánh
lửa điều khiển theo chương trình gồm có:
20
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
Hệ thống đánh lửa theo chương trình có bộ chia.
Hệ thống đánh lửa theo chương trình không dùng bộ chia gồm có: Hệ thống
đánh lửa trực tiếp bôbin đôi và hệ thống đánh lửa trực tiếp bôbin đơn.
3.2.3.1. Hệ thống đánh lửa theo chương trình có bộ chia điện.
Hệ thống đánh lửa này là một trong số các kiểu hệ thống đánh lửa có góc đánh
lửa điều chỉnh theo một chương trình trong bộ nhớ của ECU, sau khi nhận các tín
hiệu từ các cảm biến như cảm biến tốc độ NE, cảm biến vị trí trục khuỷu G, cảm
biến nhiệt độ khí nạp...
Hình 3-6 Sơ đồ hệ thống đánh lửa điện tử ESA dùng bộ chia điện
ECU sẽ phát ra tín hiệu đánh lửa cho IC đánh lửa để điều khiển việc đánh lửa,
tạo tia lửa phân phối đến các bugi theo thứ tự làm việc và các chế độ tương ứng của
các xilanh thông qua bộ chia điện. Sơ đồ mạch điện của hệ thống đánh lửa điện tử
sử dụng bộ chia như hình 3-6.
Nguyên lí hoạt động của hệ thống đánh lửa điện tử dùng bộ chia điện như sau:
Sau khi nhận các tín hiệu từ các cảm biến, bộ điều khiển điện tử ECU sẽ xử lí
các tín hiệu và đưa ra các xung tín hiệu phù hợp với góc đánh lửa sớm tối ưu đã
được lưu trong bộ nhớ để điều khiển Tranzitor T2 đóng ngắt.
Cực E của Tranzitor mắc nối tiếp với điện trở R2 có giá trị nhỏ, cảm biến dòng
sơ cấp kết hợp với bộ kiểm soát góc ngậm điện để hạn chế dòng sơ cấp trong trường
hợp dòng sơ cấp tăng cao hơn quy định. Khi T2 ngắt, bộ phát xung hồi tiếp IGF sẽ
21
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
dẫn và ngược lại khi T2 dẫn bộ phát xung IGF sẽ tắt. Quá trình này tạo ra các xung
IGF và được gửi lại ECU để báo cho ECU biết hệ thống đánh lửa đang hoạt động.
Ngoài ra xung IGF còn có tác dụng để mở mạch phun xăng, nếu xung IGF bị mất
các kim phun sẽ ngừng phun trong vài giây.
3.2.3.2. Hệ thống đánh lửa theo chương trình không dùng bộ chia điện (hệ thống
đánh lửa trực tiếp).
3.2.3.2.1 Ưu điểm của hệ thống đánh lửa sớm trực tiếp.
Hệ thống đánh lửa không dùng bộ chia điện hay hệ thống đánh lửa trực tiếp
cũng là hệ thống đánh lửa có góc đánh lửa sớm được điều khiển bằng một chương
trình lưu trong bộ nhớ của ECU. Trong đó các biến áp đánh lửa được sử dụng cho
từng bugi hoặc cho từng cặp bugi. Hệ thống đánh lửa này có những ưu điểm sau:
- Bỏ được các chi tiết dễ hư hỏng và phải chế tạo bằng vật liệu cách điện tốt
như bộ phân phối, chổi than, nắp chia điện.
- Không có sự đánh lửa giữa 2 dây cao áp gần nhau khi xảy ra hiện tượng đánh
lửa sớm (xảy ra với động cơ nhiều xilanh).
- Dây cao áp ngắn hoặc không có dây cao áp nên giảm sự mất mát năng lượng,
giảm điện dung ký sinh và giảm nhiễu vô tuyến mạch thứ cấp.
- Không còn mỏ quẹt nên không còn khe hở giữa mỏ quẹt và dây cao áp.
- Loại bỏ dược những hư hỏng thường gặp do hiện tượng phóng điện trên
mach cao áp và giảm chi phí bảo dưỡng.
3.2.2.2 Phân loại, cấu tạo và hoạt động của hệ thống đánh trực tiếp.
Hệ thống đánh lửa trực tiếp được chia làm hai loại sau:
- Hệ thống đánh lửa trực tiếp DLI (Direct Less Ignition) sử dụng biến áp cho
từng bugi đánh lửa ( Sử dụng bôbin đơn).
- Hệ thống đánh lửa trực tiếp DLI (Direct Less Ignition) sử dụng biến áp cho
từng cặp bugi đánh lửa (Sử dụng bôbin đôi).
3.2.3.2.2.1. Hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng bôbin đơn
- Với hệ thống đánh lửa sử dụng bôbin đơn mỗi bôbin dùng cho một bugi, IC
đánh lửa, bôbin và bugi được tích hợp vào một kết cấu gọn nhẹ, không còn dây cao
áp. Điều này làm hạn chế nhiều năng lượng bị mất mát, tránh làm nhiễu song vô
tuyến và làm giảm tần số hoạt động của bôbin nên hệ thống này cũng được sử dụng
phổ biến trên động cơ hiện đại gần đây.
- Hệ thống đánh lửa này phân phối trực tiếp điện cao áp đến các bugi mà
22
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
không dùng bộ chia điện. Do sử dụng mỗi biến áp cho mỗi bugi nên tần số hoạt
động của biến áp ít vì vậy các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp không nóng, kích thước
của biến áp được thu nhỏ và được gắn dính với nắp chụp của bugi đánh lửa.
- Nguyên lí hoạt động hoạt động được thể hiện trên hình 3-7: ECU động cơ
nhận các tín hiệu từ các cảm biến của động cơ sau đó xử lí đưa ra các tín hiệu vào
các Transitor công suất để tạo ra các tín hiệu IGT. Các tín hiệu IGT được gửi đến IC
đánh lửa theo thứ tự nổ của động cơ. Cuộn sơ cấp của các biến áp đánh lửa này rất
nhỏ (< 1) và trên mạch sơ cấp không sử dụng điện trở phụ vì các xung điều khiển
đã được điều chỉnh sẵn trong ECU. Vì vậy không được thử trực tiếp điện áp 12V
với loại này.
ACC
IG
U
/SW
L1
W1
ST
IGT
1IGF
A
N
E
G
1
V
IGT
2IGF
G
VT
A
O
X
TW
H
KN
R1
ECU
C1 D1
T1
T
3IGF
IGT
A
SP
4IGF
D
4
BOBIN
2
L1
W1
W2
BOBIN
3
3
L
W1
3
K
TH
W2
2
C1 D3
T3
gi
BOBIN
1
L1
W1
2
IGT
W
1
C1 D2
2
Bu
2
1
C1 D4
T4
W2
BOBIN
4
4
Hình 3-7 Sơ đồ hệ thống đánh lửa sử dụng bôbin đơn
23
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
3.2.3.2.2.2. Hệ thống đánh lửa trực tiế p sử dụng bôbin đôi.
- Trong hê ̣ thố ng đánh lửa này, bô bin đôi phải gắ n vào bugi của 2 xy lanh song
hành.
Hình 3-8 Sơ đồ hệ thống HTĐL trực tiếp sử du ̣ng bôbin đôi
- Nguyên lí hoạt động: tương tự như nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh
lửa sử dụng bôbin đơn nhưng mỗi biến áp sử dụng hai bugi đánh lửa. Với hệ thống
đánh lửa này, tuy đã có nhiều ưu điểm nhưng vẫn còn tồn tại dây cao áp từ bôbin
đến các bugi. Do đó vẫn còn tổn thất năng lượng trên dây cao áp.
3.3. Các thông số cơ bản của HTĐL
3.3.1. Hiệu điện thế thứ cấp cực đại.
Hiệu điện thế thứ cấp cực đại U2m là hiệu điện thế cực đại đo được ở hai đầu
cuộn đây thứ cấp khi tách dây cao áp ra khỏi bugi. Hiệu điện thế thứ cấp cực đại
phải đủ lớn để có khả năng tạo được tia lửa điện giữa hai điện cực của bugi, đặc biệt
lúc khởi động.
24
Thiết kế hệ thống đánh lửa điện tử cho động cơ E-TEC II lắp trên xe Lacetti EX
3.3.2. Hiệu điện thế đánh lửa Uđl.
Hiệu điện thế thứ cấp mà tại đó quá trình đánh lửa xảy ra, được gọi là hiệu điện
thế đánh lửa (Uđl). Hiệu điện thế đánh lửa là một hàm phụ thuộc vào nhiều yếu tố,
tuân theo định luật Pashen.
Uđl =
P.
.K [V]
T
Trong đó: Uđl: Thế hiệu đánh lửa [V].
P: Áp suất hỗn hợp hòa khí tại thời điểm đánh lửa [N/m2].
: Khoảng cách giữa các điện cực [m].
T: Nhiệt độ ở điện cực bugi tại thời điểm đánh lửa [ 0C ].
K: Hằng số phụ thuộc vào thành phần hỗn hợp hòa khí.
Hình 3-9 Sự phụ thuộc của hiệu điện thế đánh lửa vào tốc độ và tải của động cơ
1- Toàn tải, 2- Vừa tải, 3- Toàn tải, 4- khởi động và cầm chừng.
3.3.3. Góc đánh lửa sớm.
Góc đánh lửa sớm là góc quay của trục khuỷu động cơ tính từ thời điểm xuất
hiện tia lửa điện tại bugi cho đến khi piston lên đến tận điểm chết trên.
Góc đánh lửa sớm ảnh hưởng rất lớn đến công suất, tính kinh tế và độ ô nhiễm
của khí thải động cơ. Góc đánh lửa sớm tối ưu phụ thuộc rất nhiều yếu tố:
opt f pbd , t bd , p, t wt , t mt , n, N o .... .
Trong đó: pbđ: Áp suất trong buồng đốt tại thời điểm đánh lửa.
tbđ: Nhiệt độ buồng cháy.
p:
Áp suất trên đường ống nạp.
twt: Nhiệt độ nước làm mát động cơ.
25
