Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh lửa kết hợp điện dung và điện cảm
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (7.15 MB, 22 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ
LÊ KHÁNH TÂN
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM
HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA KẾT HỢP
ĐIỆN DUNG VÀ ĐIỆN CẢM
S
K
C
0
0
3
9
5
9
NGÀNH : KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246
S KC 0 0 4 2 1 7
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ
LÊ KHÁNH TÂN
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM
HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA KẾT HỢP
ĐIỆN DUNG VÀ ĐIỆN CẢM
NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246
Hướng dẫn khoa học:
PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 4/2014
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh
Đồ án tốt nghiệp Cao học
LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC:
Họ & tên:
Lê Khánh Tân
Giới tính: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 31 - 10 - 1988
Nơi sinh: Tp. Hồ Chí Minh
Quê quán: Tp. Hồ Chí Minh
Dân tộc: Kinh
Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 292 Điện Biên Phủ, phường 17, quận Bình Thạnh, Tp
Hồ Chí Minh.
Điện thoại cơ quan:
Điện thoại nhà riêng: 0977080605
Fax:
E-mail:
II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
1. Trung học chuyên nghiệp:
Hệ đào tạo: Trung học chuyên nghiệp
Thời gian đào tạo từ 9/2003 đến 12/ 2006
Nơi học (trường, thành phố): Trường Cao đẳng Kỹ thuật Lý Tự Trọng, Tp.Hồ Chí Minh.
Ngành học: Sửa chữa Ô tô.
2. Đại học:
Hệ đào tạo: Chính Qui
Thời gian đào tạo từ 9/2007 đến 6/2011
Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí MInh
Ngành học: Cơ Khí Động Lực
Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Mô hình sử dụng LabVIEW trong thu thập
dữ liệu từ hệ thống điều khiển động cơ.
Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: tháng 7/2011
Người hướng dẫn: GVC.ThS Đỗ Quốc Ấm
III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC:
Thời gian
8/2011 - 3/2012
Nơi công tác
Phòng Thí nghiệm Trọng điểm Quốc gia
5/2012 – 2/2012 Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh lửa kết hợp
Công việc đảm nhiệm
Cộng tác viên
Giảng viên
1
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh
Đồ án tốt nghiệp Cao học
LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong
bất kỳ công trình nào khác.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2014
Học viên thực hiện
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh lửa kết hợp
2
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh
Đồ án tốt nghiệp Cao học
LỜI CẢM ƠN
Được sự hướng dẫn tận tình của thầy PGS. TS Đỗ Văn Dũng và sự góp ý của các thầy
ở bộ môn động cơ, cùng với sự nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành nội dung đồ án đúng
thời gian quy định và đạt được các yêu cầu, nhiệm vụ đặt ra là thiết kế, thi công mô hình và
biên soạn thuyết minh của đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh
lửa kết hợp điện dung và điện cảm”.
Em xin chân thành cảm ơn giảng viên phản biện và các thầy cô trong hội đồng bảo vệ
luận án tốt nghiệp đã dành thời gian để đọc luận văn và cho nhận xét xác đáng kết quả mà em
đã hoàn thành trong suốt khoá học này.
Một lần nữa em xin chân thành cám ơn những công lao to lớn mà Nhà trường, Khoa, Bộ
môn và các thầy cô đã dành cho em.
Cuối lời, em xin chúc quí thầy cô dồi dào sức khoẻ và có nhiều công trình nghiên cứu
hơn nữa để cống hiến cho nhà trường nói riêng và xã hội nói chung.
Trân trọng kính chào.
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh lửa kết hợp
3
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh
Đồ án tốt nghiệp Cao học
TÓM TẮT
Trên động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu xăng, hoà khí được hình thành và đốt cháy
bằng tia lửa điện của bu-gi. Dựa vào cách tích lũy năng lượng, hệ thống đánh lửa trên ô tô
được chia làm hai loại: Hệ thống đánh lửa điện dung (CDI) và hệ thống đánh lửa điện cảm
(TI). Tuy có sự khác biệt về cách thức tích lũy năng lượng, hai hệ thống đánh lửa trên đều
giống nhau về cách tạo ra điện thế cao áp. Các công trình nghiên cứu từ trước đến nay đã cố
gắng giải quyết các nhược điểm của từng loại hệ thống đánh lửa theo các cách khác nhau,
nhưng hầu hết đếu cải tiến trên một loại hệ thống đánh lửa duy nhất. Đề tài này sẽ nghiên cứu
và thiết kế một hệ thống đánh lửa bao gồm 2 kiểu đánh lửa riêng biệt cho động cơ với một bộ
điều khiển được lập trình sẵn, ở vùng làm việc nào mà kiểu đánh lửa điện cảm phát huy ưu
điểm thì ta điều khiển cho nó hoạt động, và tương tự ở vùng nào mà kiểu đánh lửa điện dung
phát huy ưu điểm thì ta điều khiển cho nó hoạt động.
Thực nghiệm đánh giá kết quả cho thấy hệ thống đánh lửa kết hợp điện dung và điện
cảm đã tiết kiệm được 55g nhiên liệu cho mỗi 100km. Nồng độ CO và HC trong khí thải cũng
giảm xuống một lượng tương ứng là 0.02%vol và 73ppmvol.
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh lửa kết hợp
4
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh
Đồ án tốt nghiệp Cao học
ABSTRACT
In spark ignition engine (SI engine), the mixture of air and fuel is usually formed
outside the engine and ignited by an electric-spark from a spark-plug. Basing on the way of
energy-accumulation, the ignition systems on SI engine are divided into two types: capacitor
discharge ignition system (CDI) and transistorized ignition system (TI). Although the two
types of ignition system are differentiated basing on the way of energy-accumulation, they
have given out the same ways of producing high-voltage pulse. The studies so far have tried
to solve the drawbacks of each type of ignition system in different ways, but most of the
improvements have only sorted out on a single type of ignition system. This thesis presents a
combined ignition system which consists of two distinct types of ignition system above with
an available programmable controller. In what range of engine opperation that the advantage
of transistorized ignition system far outweight the advantage of capacitor discharge ignition
system, we will trigger it to work and vice versa.
Experiment results indicate that the combined ignition system can help to reduce fuel
comsumption up to 55g per 100km. The CO and HC levels from exhaust gas are also reduced
to 0.02%vol and 73ppmvol respectively.
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh lửa kết hợp
5
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh
Đồ án tốt nghiệp Cao học
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
13
1.1 TỔNG QUAN CHUNG VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU
13
1.2 CÁC KẾT QUẢ TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC ĐÃ CÔNG BỐ
14
1.2.1
Hệ thống đánh lửa nạp xả với chu kỳ điện dung và điện cảm
14
1.2.2 Hệ thống đánh lửa điện dung với khả năng kéo dài thời gian phóng điện bằng
hiệu ứng điện cảm.
15
1.2.3
Hệ thống đánh lửa điện cảm cho động cơ đốt trong
16
1.2.4
Hệ thống đánh lửa điện cảm năng lượng cao
16
1.2.5
Hệ thống đánh lửa điện dung với khả năng kéo dài thời gian xuất hiện tia lửa 17
1.3 HƯỚNG NGHIÊN CỨU
18
1.4 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
18
1.4.1
Mục tiêu cụ thể
18
1.4.2
Đối tượng nghiên cứu:
18
1.4.3
Phạm vi giới hạn nghiên cứu:
18
1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
18
1.6 CÁC NỘI DUNG CHÍNH
18
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
19
2.1 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA ĐIỆN CẢM
19
2.1.1
Khái niệm.
19
2.1.2
Nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa điện cảm.
19
2.1.3
Một vài thông số của hệ thống đánh lửa điện cảm
20
2.1.4
Lý thuyết đánh lửa điện cảm
22
2.1.5
Các biện pháp nâng cao đặc tính đánh lửa điện cảm:
26
2.1.6
Ưu, nhược điểm của hệ thống đánh lửa điện cảm:
29
2.2 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA ĐIỆN DUNG.
29
2.2.1
Khái niệm hệ thống đánh lửa điện dung.
29
2.2.2
Phân loại hệ thống đánh lửa điện dung.
29
2.2.3
Cấu tạo mạch điện đánh lửa điện dung cơ bản.
31
2.2.4
Nguyên lý hoạt động:
32
2.2.5
Một vài thông số của đánh lửa CDI
33
2.2.6
Ưu, nhược điểm của hệ thống đánh lửa điện dung:
38
2.3 NĂNG LƯỢNG ĐÁNH LỬA VÀ QUÁ TRÌNH CHÁY TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT
TRONG DÙNG NHIÊN LIỆU XĂNG
39
2.3.1
Quá trình cháy trên động cơ đốt trong dùng nhiên liệu xăng [4]:
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh lửa kết hợp
39
6
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh
2.3.2
Đồ án tốt nghiệp Cao học
Phân tích năng lượng của tia lửa điện:
2.4 NHỮNG YẾU TỐ TÁC ĐỘNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CHÁY.
40
42
2.4.1
Ảnh hưởng của đường kính điện cực trung tâm.
42
2.4.2
Ảnh hưởng của độ rộng khe hở bugi.
43
2.4.3
Ảnh hưởng của độ nhô bugi trong buồng cháy.
44
2.4.4
Ảnh hưởng của áp suất nén và điện áp.
44
2.4.5
Ảnh hưởng của tốc độ và tải đến điện áp đánh lửa.
45
2.4.6
Ảnh hưởng của sự tăng tốc động cơ đến điệp áp đánh lửa.
45
2.4.7
Thời đánh lửa và điện áp yêu cầu.
46
2.4.8
Tỉ lệ hoà trộn giữa nhiện liệu và không khí
46
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA KẾT HỢP. 47
3.1 KHẢO SÁT CÁC MIỀN LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ.
47
3.1.1
Khảo sát chế độ làm việc của một động cơ.
47
3.1.2
Phân tích các chế độ vận hành.
47
3.2 Ý TƯỞNG XÂY DỰNG MÔ HÌNH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN
3.2.1
Xậy dựng phần cứng.
49
49
3.2.2 Phương pháp thu thập các tín hiệu đầu vào của các cảm biến và biến đổi chúng
thành các dạng thông tin cần thiết.
50
3.3 KHẢO SÁT CHI TIẾT VÀ ĐƯA RA GIẢI PHÁP CỤ THỂ CHO HỆ THỐNG ĐÁNH
LỬA KẾT HỢP
52
3.3.1
Khảo sát mâm lửa động cơ xe gắn máy Honda Wave RS
52
3.3.2
Xung kích cảm biến vị trí trục khuỷu.
52
3.3.3
Xung nạp tụ
53
3.3.4
Khảo sát góc đánh lửa sớm của một số loại IC
56
3.3.5
Khảo sát bobin đánh lửa trên xe Honda Wave RS
58
3.3.6
Lí luận lựa chọn thời điểm chuyển mạch đánh lửa.
63
3.4 THIẾT KẾ BOARD MẠCH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA KẾT HỢP
65
3.4.1
Sơ đồ nguyên lý các module trên board mạch.
65
3.4.2
Thiết kế mạch in PCB và mạch in sau khi hoàn thành.
68
3.5 LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA KẾT HỢP
70
3.5.1
Tổng quan về vi điều khiển PIC16F887.
70
3.5.2
Lập trình cho bộ điều khiển
73
3.5.3
Lập trình điều khiển các module.
74
CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ.
79
4.1 Kiểm tra dạng sóng điện áp trên chân – của bobin khi sử dụng hệ thống đánh lửa điện
cảm (TI).
79
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh lửa kết hợp
7
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh
Đồ án tốt nghiệp Cao học
4.2 Kiểm tra dạng sóng điện áp trên chân – (hoặc +) của bobin khi sử dụng hệ thống đánh
lửa điện dung (CDI).
79
4.3 Kiểm tra dạng sóng điện áp trên chân – của bobin tại thời điểm chuyển mạch.
80
4.4 Kiểm tra lượng nhiên liệu tiêu thụ trên băng thử.
81
4.4.1
Kết quả thực nghiệm với kiểu hệ thống đánh lửa kết hợp TI-CDI.
85
4.4.2
Kết quả thực nghiệm với kiểu hệ thống đánh lửa nguyên thuỷ CDI.
86
4.5 Kiểm tra nồng độ khí thải.
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
87
90
5.1 KẾT LUẬN.
90
5.2 KIẾN NGHỊ.
90
TÀI LIỆU THAM KHẢO
91
PHỤ LỤC
92
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh lửa kết hợp
8
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh
Đồ án tốt nghiệp Cao học
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống đánh lửa nạp xả với chu kỳ điện dung và điện cảm[9]. .................... 14
Hình 1.2: Hệ thống đánh lửa điện dung với khả năng kéo dài thời gian phóng điện bằng hiệu
ứng điện cảm[6]. ......................................................................................................................... 15
Hình 1.3: Hệ thống đánh lửa điện cảm trên động cơ đốt trong[7]. ............................................ 16
Hình 1.4: Hệ thống đánh lửa điện cảm năng lượng cao[10]. ...................................................... 16
Hình 1.5: Hình hệ thống đánh lửa điện dung với khả năng kéo dài thời gian xuất hiện tia lửa
điện[8]......................................................................................................................................... 17
Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống đánh lửa điện cảm loại thường. ....................................................... 19
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý mô tả hệ thống đánh lửa điện cảm loại bán dẫn. ........................... 20
Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa điện cảm. .......................................................... 22
Hình 2.4: Sơ đồ tương đương quá trình tăng trưởng dòng sơ cấp. ........................................... 23
Hình 2.5: Sơ đồ mô tả sự tăng trưởng của cường độ dòng điện trong cuộn sơ cấp. ................ 23
Hình 2.6: Đồ thị tăng trưởng cường độ dòng điện qua bobin trên xe Honda Wave RS. .......... 24
Hình 2.7: Sơ đồ mô tả quá trình phóng điện ở cuộn thứ cấp. ................................................... 24
Hình 2.8: Sơ đồ mô tả qui luật biến đổi hiệu điện thế thứ cấp u2m. ........................................ 25
Hình 2.9: Sơ đồ mô tả quy luật biến đổi của tia lửa điện dung và điện cảm. ........................... 26
Hình 2.10: Sơ đồ thể hiện biện pháp sử dụng tụ điện trong hệ thống đánh lửa điện cảm. ....... 27
Hình 2.11: Sơ đồ thể hiện ảnh hưởng của tụ điện. .................................................................... 27
Hình 2.12: Đồ thị thể hiện sự thay đổi của cường độ dòng điện và điện áp thứ cấp khi có tụ và
không có tụ. ............................................................................................................................... 28
Hình 2.13: Sơ đồ thể hiện sự biến đổi của hiệu điện thế cực đại ở cuộn thứ cấp khi dùng điện
trở phụ. ...................................................................................................................................... 28
Hình 2.14: Sơ đồ mô tả hệ thống đánh lửa điện dung không có vít điều khiển. ...................... 29
Hình 2.15: Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa điện dung có vít điều khiển............................ 30
Hình 2.16: Sơ đồ mô tả hệ thống đánh lửa DC-CDI. ............................................................... 30
Hình 2.17: Sơ đồ mô tả hệ thống đánh lửa AC-CDI. ................................................................ 31
Hình 2.18: Sơ đồ khối của hệ thống đánh lửa điện dung. ......................................................... 32
Hình 2.19: Sơ đồ tương đương giai đoạn nạp tụ của hệ thống đánh lửa điện dung. ................ 33
Hình 2.20: Sơ đồ mô tả đặc tính dòng nạp tụ I= f(t)................................................................. 35
Hình 2.21: Sơ đồ mô tả đặc tính điện thế nạp tụ U=f(t). .......................................................... 36
Hình 2.22: Sơ đồ mô tả đặc tính phóng của tụ C trong khi SCR mở. ...................................... 37
Hình 2.23: Sơ đồ mô tả mạch đánh lửa điện dung có diode mắc song song cuộn sơ cấp. ....... 37
Hình 2.24: Sơ đồ mô tả đặc tính phóng điện qua cuộn sơ cấp. ................................................ 37
Hình 2.25: Sơ đồ mô tả sự tăng trưởng của hiệu điện thế cuộn thứ cấp trong trường hợp đánh
lửa TI và CDI[1]. ........................................................................................................................ 38
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh lửa kết hợp
9
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh
Đồ án tốt nghiệp Cao học
Hình 2.26: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa áp suất trong lòng xylanh theo góc quay trục
khuỷu......................................................................................................................................... 39
Hình 2.27: Đồ thị thể hiện dạng sóng điện áp thứ cấp của một hệ thống đánh lửa cơ bản. ..... 40
Hình 2.28: Đồ thị triển khai thể hiện mối quan hệ giữa điện áp, cường độ dòng điện và thời
gian đánh lửa đã của một hệ thống đánh lửa cơ bản[4].............................................................. 40
Hình 2.29: Đồ thị thể hiện giới hạn cháy nghèo của hoà khí với độ rộng khe hở bugi theo
đường kính điện cực trung tâm[4]. ............................................................................................. 42
Hình 2.30: Đồ thị mô tả mối quan hệ giữa giới hạn cháy nghèo của hoà khí và thời điểm đánh
lửa theo độ rộng của khe hở bugi[4]........................................................................................... 43
Hình 2.31: Đặc tuyến mô tả quan hệ giữa nhiệt độ điện cực bugi và điện áp yêu cầu[4].......... 43
Hình 2.32: Đặt tuyến thể hiện mối quan hệ giữa giới hạn cháy nghèo của động cơ với thời
điểm đánh lửa theo độ nhô của bugi trong buồng đốt[4]. .......................................................... 44
Hình 2.33: Đồ thị thể hiện sự ảnh hưởng của áp suất nén đến điện áp yêu cầu để đánh lửa[4]. 44
Hình 2.34: thị thể hiện dải điện áp đánh lửa yêu cầu theo tải và tốc độ[4]. ............................... 45
Hình 2.35: Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của sự tăng tốc đến điện áp đánh lửa[4]. ....................... 45
Hình 2.36: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa điện áp yêu cầu theo thời điểm đánh lửa[4]. ...... 46
Hình 2.37: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa điện áp yêu cầu và tỉ lệ hoà khí[4]...................... 46
Hình 3.1: Mẫu xe gắn máy dự định sẽ thiết kế hệ thống đánh lửa kết hợp. ............................. 49
Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa kết hợp dự định lắp trên xe gắn máy Honda
Wave RS. ................................................................................................................................... 50
Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo cảm biến áp suất tuyệt đối đường ống nạp........................ 51
Hình 3.4: Bộ bánh đà và mâm lửa trên xe gắn máy. ................................................................. 52
Hình 3.5: Vị trí tương quan giữa vấu kích và cuộn kích và dạng sóng phát ra. ....................... 52
Hình 3.6: Tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu. ......................................................................... 53
Hình 3.7: Dạng sóng sơ cấp của hệ thống đánh lửa CDI do tụ phóng qua cuộn sơ cấp. .......... 54
Hình 3.8: Đồ thị điện áp nạp tụ thay đổi theo số vòng quay động cơ. ..................................... 55
Hình 3.9: Cấu tạo bên trong của IC đánh lửa AC-CDI. ............................................................ 55
Hình 3.10: Đồ thị năng lượng đánh lửa điện dung thay đổi theo số vòng quay động cơ. ........ 56
Hình 3.11: So sánh hình dạng của 2 loại IC đánh lửa được mang khảo sát. ............................ 56
Hình 3.12: Đồ thị thể hiện góc đánh lửa sớm khi sử dụng IC đánh lửa Trung Quốc. .............. 57
Hình 3.13: Đồ thị thể hiện góc đánh lửa sớm khi sử dụng IC đánh lửa Nhật. ......................... 58
Hình 3.14: Đồng hồ VOM có thang đo H và bobin đánh lửa xue Honda Wave RS. ............... 59
Hình 3.15: Dạng sóng đánh lửa điện dung và cảm biến vị trí trục khuỷu. ............................... 60
Hình 3.16: Dạng sóng đánh lửa điện cảm và cảm biến vị trí trục khuỷu. ................................ 60
Hình 3.17: Dạng sóng của dòng điện tăng trưởng qua cuộn sơ cấp bobin. .............................. 60
Hình 3.18: Dạng sóng của dòng điện tăng trưởng qua cuộn sơ cấp bobin khi đã dẫn bảo hoà.
................................................................................................................................................... 61
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh lửa kết hợp
10
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh
Đồ án tốt nghiệp Cao học
Hình 3.19: Dạng sóng của dòng điện tăng trưởng cực đại đạt 9.3 A. ....................................... 61
Hình 3.20: Đồ thị thể hiện năng lượng đánh lửa khi sử dụng kiểu đánh lửa điện cảm. ........... 62
Hình 3.21: Mạch nguồn 5V cấp cho board mạch. .................................................................... 65
Hình 3.22: Mạch Auto reset cho vi điều khiển. ........................................................................ 65
Hình 3.23: Sơ đồ nguyên lý mạch cách ly quang Opto. ........................................................... 66
Hình 3.24: Sơ đồ mạch chuyển mạch TI-CDI sử dụng 2 relay (dạng Changeover Relay). ..... 66
Hình 3.25: Sơ đồ nguyên lý mạch Igniter đánh lửa điện cảm. ................................................. 67
Hình 3.26: Vi xử lí trung tâm PIC 16F887 của Microchip. ...................................................... 67
Hình 3.27: Mạch dao động thạch anh cấp xung clock cho vi xử lí trung tâm. ......................... 68
Hình 3.28: Sơ đồ mạch in PCB mặt TOP. ................................................................................. 68
Hình 3.29: Sơ đồ mạch in PCB mặt BOTTOM. ....................................................................... 68
Hình 3.30: Mạch in sau khi hoàn thành mặt TOP (chưa hàn linh kiện). .................................. 69
Hình 3.31: Mạch in sau khi hoàn thành mặt BOTTOM (chưa hàn linh kiện). ......................... 69
Hình 3.32: Mạch in đã hàn linh kiện hoàn chỉnh. ..................................................................... 69
Hình 3.33: Board mạch điều khiển được lắp trên xe. ............................................................... 70
Hình 3.34: Mạch cảm biến đo dòng sử dụng IC ASC-756 có ngưỡng đo 50A. ....................... 70
Hình 3.35: Sơ đồ chân PIC 18F887 kiểu chân cắm và kiểu dán. ............................................. 71
Hình 3.36: Sơ đồ khối PIC 16F887. ......................................................................................... 72
Hình 3.37: Sơ đồ khối chương trình điều khiển của vi điều khiển PIC 16F887. ..................... 73
Hình 3.38: Thuật toán điều khiển mạch đánh lửa kết hợp. ....................................................... 74
Hình 3.39: Sơ đồ xung kích điều khiển thời điểm đánh lửa. .................................................... 77
Hình 3.40: Đồ thị thể hiện góc đánh lửa sớm khi sử dụng IC đánh lửa Nhật. ......................... 78
Hình 4.1: Dạng sóng điện áp sơ cấp khi sử dụng kiểu đánh lửa điện cảm. .............................. 79
Hình 4.2: Dạng sóng điện áp sơ cấp khi sử dụng kiểu đánh lửa điện dung. ............................. 79
Hình 4.3: Dạng sóng điện áp sơ cấp khi ta đo tại thời điểm chuyển mạch............................... 80
Hình 4.4: Dạng sóng điện áp sơ cấp tại thời điểm chuyển mạch sau khi ta ứng dụng thuật toán
điều khiển mới. ......................................................................................................................... 80
Hình 4.5: Xe gắn máy Honda Wave RS được lắp trên băng thử tạo tải để đo lượng nhiên liệu
tiêu hao. ..................................................................................................................................... 81
Hình 4.6: Băng thử tạo tải bằng máy phát điện có công suất thay đổi được từ 3kW-5kW. ..... 81
Hình 4.7: Bộ gá lắp cố định bánh trước. ................................................................................... 82
Hình 4.8: Dây chằng cố định thân xe và ép chặt bánh sau xuống rulo tạo tải. ......................... 82
Hình 4.9: Cân điện tử có độ chính xác 0,5g dùng để đo lượng nhiên liệu tiêu thụ. ................. 83
Hình 4.10: Cố định đường đường ống dẫn nhiên liệu để tránh rung động từ động cơ ảnh
hưởng đến kết quả đo. ............................................................................................................... 83
Hình 4.11: Lắp đường ống dẫn nhiên liệu từ thiết bị cân trọng chính xác đến động cơ. ......... 83
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh lửa kết hợp
11
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh
Đồ án tốt nghiệp Cao học
Hình 4.12: Phần mềm mô phỏng chu trình thử nghiệm theo tiêu chuẩn của Nhật. .................. 84
Hình 4.13: Cài đặt các thông số cuối cùng trước khi tiến hành thử nghiệm. ........................... 84
Hình 4.14: Tiến hành thực nghiệm theo chu trình tiêu chuẩn................................................... 84
Hình 4.15: Đồ thị thể hiện sự tương quan giữa vận tốc thực và vận tốc chuẩn của chu trình khi
sử dụng hệ thống đánh lửa kết hợp TI-CDI. ............................................................................. 85
Hình 4.16: Đồ thị thể hiện sự tương quan giữa vận tốc thực và vận tốc chuẩn của chu trình khi
sử dụng hệ thống đánh lửa nguyên thuỷ CDI. .......................................................................... 86
Hình 4.17: Thiết bị đo khí thải Horiba kết nối với đường ống thải xe gắn máy. ...................... 87
Hình 4.18: Thông số kết quả đo khí thải khi sử dụng kiểu đánh lửa TI. .................................. 88
Hình 4.19: Thông số kết quả đo khí thải khi sử dụng kiểu đánh lửa CDI. ............................... 88
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Tổn thất năng lượng trong quá trình đánh lửa[4]....................................................... 41
Bảng 3.1: Thông số tỉ lệ hoà khí theo các chế độ làm việc của động cơ[1]. .............................. 47
Bảng 3.2: Thông số điện áp phát ra của cảm biến MAP theo độ chân không. ......................... 51
Bảng 3.3: Bảng thông số cơ bản của vi điều khiển PIC 16F887. ............................................. 71
Bảng 4.1: Bảng thông số đo khi sử dụng hệ thống đánh lửa kết hợp TI-CDI. ......................... 85
Bảng 4.2: Bảng thông số đo khi sử dụng hệ thống đánh lửa nguyên thuỷ CDI. ...................... 86
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh lửa kết hợp
12
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh
Đồ án tốt nghiệp Cao học
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 TỔNG QUAN CHUNG VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU
Trên động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu xăng, hỗn hợp được hình thành bên ngoài
động cơ và được đốt cháy bằng tia lửa điện của bu-gi. Hệ thống đánh lửa có nhiệm vụ biến
dòng điện có điện áp thấp trên ô tô (12V hay 24V) thành các xung điện thế cao (từ 15.000V
đến 40.000V), các xung này sẽ được phân bố đến các bugi trên các xy-lanh theo đúng thứ tự
làm việc và đúng thời điểm để đốt cháy hòa khí trong lòng xy-lanh. Với các công dụng trên,
hệ thống đánh lửa có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất làm việc, giảm
tiêu hao nhiên liệu và ô nhiễm môi trường trên động cơ xăng.
Dựa vào cách tích lũy năng lượng, hệ thống đánh lửa trên ô tô được chia làm hai loại:
- Hệ thống đánh lửa điện cảm (TI- Transistorized ignition system).
- Hệ thống đánh lửa điện dung (CDI - Capacitor discharged ignition system).
Đối với hệ thống đánh lửa điện cảm, năng lượng tích lũy trên cuộn sơ cấp bobine được
viết dưới dạng: 𝑊 =
(1.1)
Đối với hệ thống đánh lửa điện dung, năng lượng tích lũy trên tụ điện được viết dưới
dạng: 𝑊 =
(1.2)
Trong đó: - WL: Năng lượng tích luỹ trên cuộn sơ cấp (J).
- WC: Năng lượng của thành phần tia lửa có tính điện dung (J).
- C: Điện dung của tụ điện (F).
- Ung: Điện áp nạp trên tụ điện (V).
- L1: Độ tự cảm của mạch sơ cấp (H).
- Ing: Cường độ dòng điện qua mạch sơ cấp (A).
Lợi thế quan trọng nhất của hệ thống đánh lửa điện cảm là có thể tạo ra được thời gian
tồn tại tia lửa điện khá dài. Đó là một trong những yếu tố quyết định để đảm bảo đốt cháy
hoàn toàn hoà khí trong xy lanh. Điều này có được là vì lúc ban đầu, năng lượng chỉ cần được
cung cấp đủ để vượt qua khoảng cách khe hở bugi, phần còn lại sẽ được sử dụng để duy trì tia
lửa. Đối với hệ thống đánh lửa điện dung thì nó sẽ xả gần như tất cả năng lượng của mình
ngay lập tức, do đó sẽ bị giảm đáng kể khả năng duy trì tia lửa điện. Tuy nhiên do cuộn sơ cấp
có độ tự cảm nên sự tăng trưởng dòng điện trên cuộn sơ cấp sẽ diễn ra tương đối chậm. Vì
vậy, khi động cơ quay ở tốc độ cao, dòng điện tăng trưởng chưa đến được giá trị cần thiết thì
đã bị ngắt, do đó năng lượng tích trữ trên cuộn sơ cấp chưa đủ, và kết quả là năng lượng đánh
lửa không cao. Trong khi đó, ở tốc độ thấp, dòng điện tồn tại khá lâu nên sẽ làm nóng cuộn sơ
cấp, tiêu tốn nhiều năng lượng accu và làm bobine nhanh hỏng.
Với lợi thế điện áp thứ cấp tạo ra cao, tia lửa điện dung có thể dễ dàng bén cháy lượng hoà
khí trong buồng đốt động cơ bị dư thừa dầu bôi trơn, hỗn hợp hoà khí quá giàu hoặc nhiệt độ
buồng đốt còn thấp. Ngoài ra, điện áp cao có thể giúp tránh rò rỉ năng lượng trên chất cách
điện bugi và các điện cực gây ra bởi sự dẫn điện của các chất bẩn. Một ưu điểm quan trọng
nữa là thời nạp xả của tụ điện rất ngắn, do đó nó vẫn đảm bảo được năng lượng đầu ra đủ cao
khi động cơ hoạt động ở số vòng quay lớn. Điều này đặt biệt có lợi khi dùng cho động cơ cao
tốc. Tuy nhiên, vì sự phóng điện diễn ra quá nhanh, năng lượng trên tụ sẽ nhanh chóng cạn
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh lửa kết hợp
13
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh
Đồ án tốt nghiệp Cao học
kiệt, vì vậy thời gian tồn tại tia lửa điện sẽ ngắn hơn so với tia lửa điện của hệ thống đánh lửa
điện cảm. Do đó, nó sẽ khó lòng đốt cháy hoàn toàn lượng hoà khí trong một số trường hợp
đặc biệt của động cơ. Ví dụ: hoà khí nghèo, điều này dẫn đến xy lanh bị bỏ lửa (misfire) và
làm khí thải bị ô nhiễm.
Chúng ta biết rằng trên động cơ đốt trong đặc biệt là động cơ ô tô sẽ hoạt động trong
những chế độ làm việc có tính chất rất khác nhau. Nhược điểm của một loại hệ thống đánh lửa
bất kỳ sẽ chỉ ảnh hưởng xấu đến một số miền làm việc nào đó chứ không ảnh hưởng đến toàn
bộ miền làm việc của động cơ. Hơn thế nữa, đối với hai loại hệ thống đánh lửa điện cảm và
điện dung thì ưu điểm của hệ thống này gần như là nhựơc điểm của hệ thống kia và ngược lại.
Vì vậy, nếu chúng ta thiết kế được một hệ thống bao gồm 2 kiểu đánh lửa riêng biệt cho
động cơ với một bộ điều khiển được lập trình sẵn, ở vùng làm việc nào mà kiểu đánh lửa điện
cảm phát huy ưu điểm thì ta điều khiển cho nó hoạt động, và tương tự ở vùng nào mà kiểu
đánh lửa điện dung phát huy ưu điểm thì ta điều khiển cho nó hoạt động. Thiết nghĩ đây là
cách tối ưu nhất cho một hệ thống đánh lửa trên ô tô, và đó cũng là hướng đi được tập trung
nghiên cứu trong đề tài này.
1.2 CÁC KẾT QUẢ TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC ĐÃ CÔNG BỐ
1.2.1 Hệ thống đánh lửa nạp xả với chu kỳ điện dung và điện cảm
Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống đánh lửa nạp xả với chu kỳ điện dung và điện cảm [9].
Tác giả Martin E. Gerry[9] đã thiết kế hệ thống này bao gồm một bộ biến áp đánh lửa có
cuộn sơ cấp được mắc song song với một tụ điện và nó được cấp xung điện áp xoay chiều
nhiều lần trong suốt chu kỳ đánh lửa. Việc cấp xung điện áp xoay chiều nhiều lần trong một
chu kỳ đánh lửa sẽ giúp cho tụ điện phóng và nạp nhiều lần qua cuộn sơ cấp và do đó nó sẽ
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh lửa kết hợp
14
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh
Đồ án tốt nghiệp Cao học
tạo ra nhiều xung điện áp cao thế ở cuộn thứ cấp trong một chu kỳ đánh lửa. Một diode, tụ
điện hoặc cả hai sẽ được mắc nối tiếp với tụ điện chính và cả hai sẽ được mắc song song với
cuộn sơ cấp bobine. Điều này sẽ làm tăng đáng kể vận tốc cung cấp tia lửa điện thông qua IC
đánh lửa. Tia lửa điện sinh ra như vậy sẽ có nhiều phần, trong đó có những phần tử có khả
năng toả nhiệt cực lớn xuất hiện khi dòng diện đi xuyên qua lớp tiếp giáp của transistor công
suất trong IC đánh lửa.
1.2.2 Hệ thống đánh lửa điện dung với khả năng kéo dài thời gian phóng điện bằng hiệu
ứng điện cảm.
Hình 1.2: Hệ thống đánh lửa điện dung với khả năng kéo dài thời gian phóng điện bằng
hiệu ứng điện cảm[6].
Tác giả Shingo Morita, Takafumi Narishige và Mitsuru Koiwa[6] đã thiết kế các bộ phận
chính trong hệ thống này bao gồm: cuộn dây tăng thế 2, transistor 22 để điều khiển tạo ra điện
áp tăng thế, mạch điện 15A để tạo ra tín hiệu điều khiển transistor 22 tuỳ thuộc vào thời điểm
đánh lửa. Tụ điện 7 và 8 sẽ nạp điện áp từ cuộn tăng thế vào. Khi có tín hiệu đánh lửa,
Thyristor 13 sẽ khép kín mạch để tụ 7 phóng dòng điện qua cuộn sơ cấp bobine để tạo ra tia
lửa điện đầu tiên ở bugi. Mạch điện thứ 2 cũng được hình thành với tụ điện 8, cuộn cảm 9 và
cuộn sơ cấp bobine. Tuy nhiên, nhờ vào tính cảm kháng trong cuộn cảm 9, dòng điện do tụ 8
phóng qua cuộn sơ cấp sẽ không tăng trưởng nhanh nhưng nó có khả năng duy trì thời gian
phóng điện rất dài. Với kết cấu này, ta có thể lợi dụng được tia lửa điện dung có điện áp cao
ban đầu giúp dễ dàng ion hoá khối hoà khí ở điện cực bugi nhưng cũng đảm bảo được thời
gian tồn tại tia lửa điện đủ dài để hoà khí có thể cháy sạch.
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh lửa kết hợp
15
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh
Đồ án tốt nghiệp Cao học
1.2.3 Hệ thống đánh lửa điện cảm cho động cơ đốt trong
Hình 1.3: Hệ thống đánh lửa điện cảm trên động cơ đốt trong[7].
Tác giả Gianni Regazzi, Funo Di Argelato[7] đã thiết kế hệ thống đánh lửa này bao gồm
một rotor, phần ứng và biến áp đánh lửa. Trên cuộn dây của biến áp đánh lửa, một điện áp
xoay chiều tự cảm được sinh ra đều đặn theo chu kỳ quay của rotor. Để điều khiển điện áp
đánh lửa, một transistor được kích hoạt khi gặp xung bán kỳ dương, nó sẽ điều khiển ngắt
dòng sơ cấp và trên cuộn thứ cấp sẽ cảm ứng một điện áp cao áp để phóng qua khe hở điện
cực bugi. Một transistor điều khiển thứ hai sẽ được nối nối tiếp với điện trở hạn dòng, và ngõ
ra của mạch so sánh điện áp sẽ kết nối với mạch định thời. Mạch định thời này sẽ kích hoạt
việc cho phép đánh lửa trong một khoảng thời gian đã định trước, điều này sẽ ngăn chặn được
sự đánh lửa xảy ra khi động cơ quay chậm hơn số vòng quay tối thiểu nào đó ở cả chiều quay
thuận và ngịch.
1.2.4 Hệ thống đánh lửa điện cảm năng lượng cao
Hình 1.4: Hệ thống đánh lửa điện cảm năng lượng cao[10].
Tác giả Kaushik H. Thakore[10] đã thiết kế hệ thống này được cải thiện nhằm nâng cao
năng lượng sinh ra khi điện áp đầu vào thấp. Mấu chốt vấn đề là mạch điều khiển được lắp hai
transistor song song có cùng hệ số khuếch đại nhằm cải thiện khả năng dẫn dòng sơ cấp.
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh lửa kết hợp
16
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh
Đồ án tốt nghiệp Cao học
1.2.5 Hệ thống đánh lửa điện dung với khả năng kéo dài thời gian xuất hiện tia lửa
Hình 1.5: Hình hệ thống đánh lửa điện dung với khả năng kéo dài thời gian xuất hiện tia
lửa điện[8].
Tác giả Joseph M. Lepley, Girard[8] đã thiết kế hệ thống này bao gồm một biến áp đệm,
tụ điện C1, biến áp đánh lửa, hai công tắc S1 và S2. Tụ điện C1 sẽ được mắc nối tiếp với công
tắc S1 và cuộn sơ cấp bobine. Công tắc S2 sẽ được mắc nối tiếp với cuộn sơ cấp của biến áp
đệm. Công tắc S1 và S2 sẽ được điều khiển thông qua bộ điều khiển (control unit).
Đầu tiên, công tắc S1 mở, công tắc S2 đóng, năng lượng sẽ được tăng trưởng trong cuộn
sơ cấp của biến áp đệm, sau đó công tắc S2 mở, tụ C1 sẽ được nạp do dòng điện cảm ứng của
cuộn thứ cấp biến áp đệm phóng ra kết thúc thời gian nạp tụ thì công tắc S2 đóng lại. Đến thời
điểm đánh lửa, công tắc S1 sẽ được điều khiển đóng, tụ C1 sẽ phóng điện qua cuộn sơ cấp của
biến áp đánh lửa và tia lửa điện sẽ xuất hiện ở đầu bugi. Lúc này công tắc S2 lại được mở ra
và dòng điện cảm ứng từ cuộn thứ cấp của biến áp đệm sẽ phóng bồi thêm vào cuộn sơ của
biếp áp đánh lửa. Ứng dụng này sẽ giúp kéo dài thời gian xuất hiện tia lửa điện bugi.
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh lửa kết hợp
17
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh
Đồ án tốt nghiệp Cao học
1.3 HƯỚNG NGHIÊN CỨU
Như đã trình bày trên phần tổng quan, ta đã thấy rõ ưu nhược điểm của từng loại hệ thống
đánh lửa. Các công trình nghiên cứu từ trước đến nay đã cố gắng giải quyết các nhược điểm
của từng loại hệ thống đánh lửa theo những cách thức khác nhau, nhưng hầu hết là sự cải tiến
trên một loại hệ thống đánh lửa duy nhất. Tổng hợp lại, ta có thể rút ra được kết luận sau:
Đối với hệ thống đánh lửa điện cảm, người ta cố gắng nâng cao năng lượng đánh lửa. Đặt
biệt là ở tốc độ cao.
Đối với hệ thống đánh lửa điện dung, người ta cố gắng kéo dài thời gian xuất hiện tia lửa
điện.
1.4 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
1.4.1 Mục tiêu cụ thể
Thiết kế, chế tạo hệ thống đánh lửa kết hợp điện dung và điện cảm.
1.4.2 Đối tượng nghiên cứu:
Hệ thống đánh lửa trên động cơ xăng.
1.4.3 Phạm vi giới hạn nghiên cứu:
Để giảm đi sự phức tạp, đề tài này không nghiên cứu về điều khiển góc đánh lửa sớm mà
chỉ tập trung nghiên cứu về năng lượng đánh lửa điện dung, điện cảm cần thiết theo các chế
độ tải và thuật toán điều khiển cho chúng hoạt động đan xen lẫn nhau một cách phù hợp.
Đề tài này sẽ được thử nghiệm trên xe Honda Wave RS lắp động cơ 4 thì 1 xy lanh, dung
tích công tác 97cc.
1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phương pháp tham khảo tài liệu: hệ thống, phân tích, so sánh và lựa chọn.
Phương pháp tính toán, xác suất thống kê: Tính toán và xử lý các kết quả tính, thực
nghiệm và tiến hành hiệu chỉnh các thông số. Sử dụng các phần mềm tính toán mô hình thực
nghiệm
Phương pháp thực nghiệm: Xây dựng mô hình thí nghiệm, đo đạc các thông số kỹ
thuật, kiểm chứng, phân tích và đánh giá các kết quả.
1.6 CÁC NỘI DUNG CHÍNH
Nghiên cứu lý thuyết về đánh lửa trên động cơ ô tô.
Khảo sát các miền làm việc của động cơ.
Xác định các thông số tối ưu cho hệ thống.
Xây dựng mô hình thật.
Thực nghiệm hoạt động của hệ thống và đánh giá các kết quả thực nghiệm.
Đánh giá mức độ tác động của hệ thống đánh lửa đã đề xuất đến hoạt động của động
cơ.
Kết luận.
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh lửa kết hợp
18
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh
Đồ án tốt nghiệp Cao học
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA ĐIỆN CẢM
2.1.1 Khái niệm.
Hệ thống đánh lửa điện cảm là hệ thống sử dụng năng lượng đánh lửa dưới dạng từ
trường của cuộn dây.
Hệ thống đánh lửa điện cảm được sử dụng hầu hết trên các xe ôtô hiện nay.
2.1.2 Ngun lý hoạt động của hệ thống đánh lửa điện cảm.
ACCU
Điện trở
Bộ chia
điện
Bobine
phụ
Dòng điện đi từ + accu
bobin
cơng tắc chính
Bugi
điện trở phụ (có thể có hoặc khơng)
bộ chia điện(có thể có hoặc khơng)
bugi đánh lửa.
Để tạo ra tia lửa điện cao áp thì dòng sơ cấp phải được ngắt đột ngột. Cơng cụ dùng để ngắt
mạch sơ cấp thường là một trong các loại sau:
+Dùng vít lửa (đánh lửa thường) được đóng mở bằng cam gắn trên trục bộ chia điện.
Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống đánh lửa điện cảm loại thường.
Khi cam đội, vít
mở, dòng điện trong cuộn sơ cấp bobine bị ngắt
cuộn thứ cấp (12.000-40.000 V)
bộ chia điện
rotor chia điện
,
Khi cam đóng, vít KK đóng, dòng điện trong cuộn sơ cấp tăng trưởng.
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đánh lửa kết hợp
điện áp cao
bugi.
19
