Tìm hiểu tổng quan hệ thống đánh lửa trên ôtô

Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Như chúng ta đã biết, ngày nay, nền công nghiệp ôtô thế giới đã và
đang có sự phát triển cao. Nó đã trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn của
nhiều quốc gia trên thế giới. Ngành công nghiệp ôtô được coi là ngành
công nghiệp liên hợp của nhiều ngành. Ở nhiều quốc gia có ngành công
nghiệp ôtô phát triển đã có hẳn ngành “Trang bị điện ôtô” riêng và có
những cơ sở nghiên cứu, thí nghiệm, đào tạo cán bộ chuyên ngành. Nhờ
vậy, ngành “trang bị điện ôtô” thế giới đã áp dụng được những thành tựu
khoa học tiên tiến về: Kĩ thuật bán dẫn, điện tử, vi điện tử... vào mạng điện
ôtô.
Nằm trong hệ thống điện ôtô, hệ thống đánh lửa cũng có sự thay dổi và
phát triển đáng kể. Song song với việc cải thiện mạng đánh lửa cổ điển
người ta đã đưa vào sử dụng các loại đánh lửa mới. Đó là những mạng
đánh lửa có sử dụng các linh kiện bán dẫn và điện tử, có những ưu điểm
hơn hẳn so với mạng đánh lửa cổ điển. Chính sự phát triển của hệ thống
điện ôtô nói chung và hệ thống đánh lửa ôtô nói riêng đòi hỏi con người
phải luôn luôn tìm hiểu, nghiên cứu sự phát triển đó để có những hiểu biết
nhất định và những kiến thức cơ bản về chúng.
Hơn nữa, là một sinh viên kĩ thuật, tôi thấy việc tìm hiểu về hệ thống
đánh lửa là rất cần thiết. Vì nó vừa phù hợp với chuyên ngành học, lại vừa
cung cấp cho tôi những hiểu biết về hệ thống đánh lửa để sau này khi ra
trường nó có thể là tài liệu phục vụ tốt cho việc giảng dạy và nghiên cứu.
Đây cũng là vấn đề được nhiều người quan tâm.
Từ những lí do nói trên, chúng tôi quyết định lựa chọn đề tài: “TÌM
HIỂU TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN ÔTÔ”.

Trương Trọng Thanh - K31C SPKT

1

GVHD: Th.S Nguyễn Mẫu Lâm


2. Mục đích nghiên cứu
- Tìm hiểu những kiến thức tổng quan về hệ thống đánh lửa.
- Tìm hiểu một số mạch đánh lửa thực tế.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu lí thuyết tổng quan về hệ thống đánh lửa trên ôtô.
- Nghiên cứu một số hệ thống đánh lửa thường dùng.
- Một số hư hỏng và cách khắc phục thường gặp.
4. Đối tượng nghiên cứu
- Một số hệ thống đánh lửa.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lí luận các tài liệu liên quan.
- Nghiên cứu trên mô hình vật thật.
- Thảo luận chuyên môn với các bạn trong nhóm.
6. Dự kiến kết quả đạt được
- Tìm hiểu được tổng quan về hệ thống đánh lửa.
- Một số mạch đánh lửa có trong thực tế.
- Kết quả của luận văn có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho
những người quan tâm và làm tài liệu phuc vụ cho việc giảng
dạy cho bản thân sau này.


NỘI DUNG
Chương 1

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA
1.1. Yêu cầu, nhiệm vụ và phân loại hệ thống đánh lửa
1.1.1. Yêu cầu
Hệ thống đánh lửa phải đảm bảo tạo ra điện áp đủ lớn khoảng 12  24
KV, từ nguồn hạ áp một chiều 12V để phóng qua khe hở của các điện cực
của bugi đánh lửa.
Tia lửa điện phóng qua khe hở giữa các điện cực của bugi phải đủ mạnh
để đốt cháy hỗn hợp xăng và không khí ở mọi chế độ làm việc của động cơ.
Thời điểm phát tia lửa điện (thời điểm đánh lửa) trên bugi trong từng
xilanh phải đúng theo góc đánh lửa và thứ tự đánh lửa quy định.
1.1.2. Nhiệm vụ
Hệ thống đánh lửa trên ôtô có nhiệm vụ biến dòng điện một chiều hạ
áp 12V thành xung điện cao áp khoảng 12  24 KV và tạo ra tia lửa điện cao
áp trên bugi để đốt cháy hỗn hợp xăng và không khí trong xilanh động cơ ở
cuối kì nén.
1.1.3. Phân loại
Theo cấu tạo cũng như nguyên lí làm việc hệ thống đánh lửa trên ôtô
được chia làm 3 loại:
- Hệ thống đánh lửa thường: loại này được dùng trên phần lớn ôtô cũ hiện
nay.
- Hệ thống đánh lửa điện tử: là loại hệ thống đánh lửa mới, sử dụng các
linh kiện bán dẫn (điện tử). Loại này có nhiều ưu điểm hơn hẳn so với hệ
thống đánh lửa thường và có xu thế thay thế toàn bộ hệ thống đánh lửa
thường, bao gồm hai loại:


+ Hệ thống đánh lửa có tiếp điểm.
+ Hệ thống đánh lửa không tiếp điểm.
- Hệ thống đánh lửa dùng nguồn Manhêtô và vô lăng Manhêtic: là loại hệ
thống đánh lửa cao áp độc lập, không cần đến ắcqui và có độ tin cậy cao.

Dựa vào nguồn điện cung cấp cho hệ thống có:
- Hệ thống đánh lửa dùng nguồn một chiều.
- Hệ thống đánh lửa dùng nguồn xoay chiều. [1]
1.2. Lý thuyết về vấn đề đánh lửa cao áp trên ôtô
1.2.1. Quá trình cháy của động cơ xăng
Ở động cơ Điêzen thì nhiên liệu tự bốc cháy, vừa cháy được phun
tiếp nhiên liệu vào sự cháy xuất phát từ nhiều tâm điểm lửa. Ở động cơ
xăng sự cháy của nhiên liệu là nhờ có tia lửa điện của bugi, trong quá trình
cháy không có sự đưa tiếp nhiên liệu vào, sự cháy chỉ bắt đầu từ một tâm
điểm lửa là bugi.
Quá trình cháy của động cơ xăng được chia làm 3 giai đoạn:

4
5

Hình 1. Quá trình cháy của động cơ xăng.


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Giai đoạn 1: Thời kỳ cháy trễ (từ điểm 1 đến điểm 2)
Thời kì này tính từ thời điểm đánh lửa đến thời điểm áp suất tăng đột
ngột. Ở điểm 1, bugi bật tia lửa điện, tia lửa điện mạnh có tác dụng phân
tích nhiên liệu thành các gốc OH, CH2, O2… hoạt động rất mạnh (đó là các
ion và nguyên tử tự do).
Khi các ion và nguyên tử tự do tích tụ nhiều thì mới bắt đầu có sự
cháy. Vì thế, ở động cơ xăng có giai đoạn cháy trễ (tức là giai đoạn chuẩn
bị cháy).

Giai đoạn 2: Thời kì cháy giãn nở (từ điểm 2 đến điểm 3)
Thời kì này cũng tương ứng với thời kì lan truyền của màng lửa tính từ
lúc xuất hiện màng lửa trung tâm đến khi màng lửa lan truyền khắp buồng
cháy. Màng lửa được lan truyền với tốc độ tăng dần, hoà khí trong xilanh có
phản ứng oxi hoá ngày càng mãnh liệt và toả ra một số nhiệt lượng lớn, trong
khi dung tích xilanh thay đổi ít làm áp suất và nhiệt độ của môi chất tăng
nhanh.
Giai đoạn này là giai đoạn cháy chính của quá trình cháy hoà khí của
động cơ xăng, phần lớn nhiệt lượng được toả ra trong giai đoạn này. Quy
luật toả nhiệt sẽ quyết định việc tăng áp suất, tức là quyết định khả năng
đẩy pittông sinh công. Vì vậy, thời kì này có ảnh hưởng quyết định tới tính
năng sinh công của động cơ xăng.
Trường hợp cháy bình thường thì tốc độ của màng lửa vào khoảng
10  30 m/s, diện tích màng lửa thay đổi theo quy luật phân bố dung tích
của buồng cháy. Tốc độ lan truyền và diện tích màng lửa càng lớn sẽ làm
cho tốc độ cháy, tốc độ toả nhiệt, áp suất và nhiệt độ môi chất trong xilanh
trong thời kì này tăng lên càng nhiều và làm cho công suất, hiệu suất của
động cơ đều được cải thiện tốt hơn. Tuy vậy, tốc độ cháy không thể quá
lớn, nếu không sẽ làm tăng tốc độ tăng áp suất, gây va đập cơ khí, tăng
tiếng ồn làm cho hoạt động của động cơ trở nên rung, giật, gây mài mòn


chi tiết và làm giảm tuổi thọ của động cơ. Tốc độ tăng áp suất phụ thuộc
trong khoảng
P
P
. Thông thường người ta giới hạn giá trị
vào giá trị




5

(1,75  2,5).10 Pa/độ góc quay của trục khuỷu, mặt khác phải điều chỉnh
áp suất cực đại (điểm 3) được xuất hiện sau điểm chết trên (ĐCT) khoảng 0


15

0

góc quay của trục khuỷu, lúc ấy động cơ chạy êm dịu, nhẹ nhàng và

có tính năng động lực tốt.
Giai đoạn 3: Giai đoạn cháy rớt (từ điểm 3 đến điểm 5)
Ở điểm 4, khí cháy có nhiệt độ cao nhất. Quá trình lan tràn của màng
lửa kết thúc ở gần điểm 5. Sở dĩ, động cơ xăng có giai đoạn cháy rớt vì: Có
thể có một số điểm trong không gian buồng cháy của xilanh có nhiên liệu
nhưng không có không khí. Do đó, nhiên liệu chưa kịp cháy ở giai đoạn 2
mà phải sang giai đoạn 3 mới có điều kiện gặp oxi. Tuy nhiên, ở động cơ
xăng giai đoạn 3 rất ngắn.
Cháy rớt chỉ làm nóng các chi tiết còn hiệu quả sử dụng nhiệt rất
thấp nên người ta cố gắng hạn chế cháy rớt bằng các phương pháp như:
chọn góc phối khí, góc đánh lửa sớm… để tăng hiệu quả quá trình cháy.
1.2.2. Lý thuyết về vấn đề đánh lửa cao áp trong ôtô
Hỗn hợp khí cháy trong các xilanh động cơ xăng của ôtô được đốt cháy
nhờ tia lửa điện cao thế. Đốt cháy theo phương pháp này có những ưu điểm
sau:
- Thời điểm đánh lửa chính xác.

- Quá trình đánh lửa xảy ra trong thời gian ngắn.
- Đảm bảo đốt cháy hỗn hợp hoà khí tốt.
- Việc điều chỉnh thời điểm đánh lửa rất đơn giản.
- Giá thành các thiết bị đánh lửa tương đối rẻ so với các thiết bị của hệ
thống nhiên liệu trong các động cơ Điêzen.


- Sẵn sàng làm việc ngay, không cần phải có động tác chuẩn bị.
- Kích thước và trọng lượng các thiết bị đánh lửa không lớn lắm.
Quá trình đánh lửa giữa các điện cực của bugi đánh lửa được chia
làm 2 phần: Phần điện dung và phần điện cảm. Phần tia lửa điện có tính
điện dung xảy ra trong thời điểm đầu của quá trình đánh lửa, nó có màu
xanh lơ và do năng lượng của điện trường tích luỹ trong điện dung riêng
của biến áp đánh lửa tạo ra. Tia lửa điện có tính điện dung xuất hiện trong
thời gian vô cùng ngắn (khoảng 1 Micrô giây) nên dòng điện đặc trưng bởi
tia lửa điện có cường độ khá lớn và công suất lớn.
Năng lượng của tia lửa điện bằng:
Wc  CU 2

dl

2

(WS)

Trong đó:
C - điện dung trong mạch thứ cấp biến áp đánh lửa.
Udl - điện thế đủ để phóng qua khe hở giữa các điện cực bugi đánh
lửa.
Phần điện cảm của tia lửa do mạch điện có thành phần điện cảm L

của các cuộn dây tạo ra, phần tia lửa này có màu tím - vàng nhạt và kéo dài
trong khoảng vài Micrô giây đến vài chục Micrô giây. Do đó, dòng điện
phần điện cảm của tia lửa rất nhỏ so với phần điện dung.
Năng lượng của tia lửa là:
WL  L 2
(WS)
ngắt
I 2

Trong đó:
L - điện cảm của mạch điện (H).
Ingắt - Cường độ dòng điện sơ cấp khi bị ngắt (A).


điểm chết
trên

điểm chết
dưới

điểm chết
trên

điểm chết
dưới

H×nh 2. Gi¶n ®å c«ng cña ®éng c¬ 4 k× øng víi.
a) §¸nh löa muén

b) §¸nh löa sím qu¸

Hành trình làm việc của động cơ 4 kì có thể được đặc trưng bởi giản
đồ công hình 2. Diện tích phần trên của giản đồ công xác định công hữu ích
của khí cháy trong chu kì nổ, diện tích phần dưới của giản đồ công biểu thị
công tổn hao cho hút xả. Công suất của động cơ tỉ lệ với các diện tích này.
Công suất cực đại của động cơ chỉ có được nếu như áp suất trong xilanh ở
thời điểm sau điểm chết trên 10 150 theo góc quay của trục khuỷu đạt giá
trị lớn nhất, tức là khi quá trình cháy kết thúc.
1.2.3. Các nhân tố chính ảnh hưởng tới góc đánh lửa sớm
Ta đã biết ở động cơ xăng cần thiết phải có sự đánh lửa sớm của bugi
(trước khi pittông đến điểm chết trên). Góc đánh lửa sớm từ 15  280 (trước
điểm chết trên). Nhưng:
Nếu đánh lửa sớm quá hình 2b thì quá trình cháy sẽ xảy ra gọn trong
kì nén của động cơ. Pittông sẽ phải chịu một lực va đập mạnh, ngược chiều
chuyển động, do áp suất khí cháy gây nên. Vì vậy, chuyển động của pittông
sẽ bị cản lại diện tích giản đồ công sẽ giảm và công suất của động cơ cũng
giảm. Dấu hiệu của hiện tượng đánh lửa quá sớm là công suất của động cơ
giảm, có tiếng gõ máy và làm việc không ổn định.


Nếu đánh lửa quá muộn hình 2a thì quá trình cháy sẽ xảy ra trong thời
kì xả, nhiên liệu sẽ không cháy hết và còn có thể cháy rớt ở ống xả. Trong
trường hợp này động cơ sẽ rất nóng, vì thể tích vùng cháy tăng và nhiệt lượng
truyền qua nước làm mát cũng tăng lên, đồng thời công suất của động cơ cũng
giảm.
Thời điểm đánh lửa được đặc trưng bởi góc đánh lửa sớm. Nó được
tính bằng góc quay của trục khuỷu động cơ kể từ lúc có tia lửa điện cao thế
ở bugi đánh lửa đến khi pittông lên tới điểm chết trên.

(mã lực) g/mã lực.h

điểm chết trên

khoảng muộn khoảng sớm

Góc đánh lửa sớm tính theo góc quay của
trục khuỷu của động cơ (độ)

:
Hình 3. Ảnh hưởng của thời điểm đánh lửa đến công suất và tính
kinh tế nhiên liệu của động cơ.
Phân tích đồ thị trên ta thấy, đặc tính công suất Ne và mức tiêu hao
nhiên liệu riêng ge của động cơ phụ thuộc vào góc đánh lửa sớm. Công suất
cực đại và mức tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất chỉ có thể đạt được ở một giá
trị góc đánh lửa sớm nhất định nào đó, được gọi là góc đánh lửa sớm hợp lí


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

nhất và được xác định theo thời gian hỗn hợp hoà khí cháy hết và tốc độ
cháy của hỗn hợp.
Ảnh hưởng của tốc độ quay của trục khuỷu đến góc đánh lửa sớm
Thời gian cháy của hỗn hợp phụ thuộc vào số vòng quay của trục
khuỷu, còn tốc độ cháy xác định bởi thành phần của hỗn hợp và tỉ số nén
của động cơ.
Số vòng quay của trục khuỷu tăng thì trong cùng một khoảng thời
gian pittông sẽ di chuyển được một khoảng lớn hơn bình thường và trục
khuỷu cũng quay được một góc lớn hơn. Nếu như thời gian cháy của hỗn

hợp không đổi, khi tăng số vòng quay thì quy luật thay đổi góc đánh lửa
hợp lí nhất sẽ hoàn toàn theo một đường thẳng.
Nhưng thực tế, do nhiệt độ và áp suất trong xilanh tăng lên và do
hiện tượng lốc xoáy của hỗn hợp hoà khí, nên tốc độ cháy của hỗn hợp tăng
lên khoảng vài lần, còn thời gian cháy cũng giảm đi bấy nhiêu lần.
Trên đồ thị hình 4, ta thấy ở vùng số vòng quay của trục khuỷu thấp
thì tốc độ cháy có sự thay đổi tăng vọt. Do đó, đường cong đánh lửa sớm
hợp lí nhất cũng thay đổi phi tuyến khi số vòng quay tăng như trên hình 4.

Hình 4. Sự phụ thuộc của tốc độ cháy của hỗn hợp nổ vào số vòng quay
của trục khuỷu và sự phụ thuộc của góc đánh lửa sớm vào số vòng
quay của trục khuỷu.

Trương Trọng Thanh - K31C SPKT

1
0

GVHD: Th.S Nguyễn Mẫu Lâm


Ảnh hưởng của thành phần hỗn hợp nổ đến góc đánh lửa sớm
Thành phần của hỗn hợp được đặc trưng bằng hệ số lượng dư không


khí  :

GT
G0

Trong đó:
GT - Lượng không khí thực tế đưa vào xilanh trên 1kg xăng.
G0 - Lượng không khí lí thuyết cần thiết để đốt cháy hết 1kg xăng.
Nếu   1 thì hỗn hợp được gọi là hỗn hợp bình thường.
Nếu   1 thì hỗn hợp là hỗn hợp nghèo, thừa lượng không khí so với
mức bình thường.
Nếu   1 thì hỗn hợp là hỗn hợp giàu, lượng không khí không đủ so
với mức bình thường.

Hình 5. Ảnh hưởng của thành phần hỗn hợp và tỷ số nén của động
cơ đến góc đánh lửa sớm.
Thành phần hỗn hợp hoà khí có ảnh hưởng lớn đến việc chọn góc đánh
lửa sớm hợp lí. Hỗn hợp quá giàu hoặc quá nghèo thì hỗn hợp hoà khí rất
khó cháy.
Từ hình 5 ta thấy tốc độ cháy của hỗn hợp hoà khí đạt giá trị lớn nhất
khi   0,8  0,
9

thì góc đánh lửa sớm hợp lí sẽ có giá trị nhỏ nhất. Vì vậy,

khi tăng tỉ số nén cần phải giảm góc đánh lửa sớm đi.

Trương Trọng Thanh - K31C SPKT

11

GVHD: Th.S Nguyễn Mẫu Lâm


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Ảnh hưởng của mức tải động cơ đến góc đánh lửa sớm
Mức tải của động cơ cũng có ảnh hưởng lớn đến góc đánh lửa sớm.
Khi mở rộng bướm ga, lượng hỗn hợp hoà khí vào trong xilanh sẽ tăng lên.
Điều đó làm tăng nhiệt độ và áp suất trong kì nén và dẫn đến tăng tốc độ
cháy của hỗn hợp khí. Như vậy, công suất của động cơ càng tăng thì góc
đánh lửa sớm càng cần phải giảm đi.

phụ tải của động cơ
Hình 6. Ảnh hưởng của mức tải của động cơ đến góc đánh lửa sớm.
Trên hình 6, cho thấy quy luật thay đổi góc đánh lửa sớm phụ thuộc vào mức
tải của động cơ ở những tốc độ quay khác nhau của trục khuỷu động cơ. [1]
1.3. Cấu tạo các thiết bị chính của hệ thống đánh lửa
1.3.1. Biến áp đánh lửa

Hình 7. Mặt cắt dọc của biến áp đánh lửa.


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Đây là một loại biến áp cao thế đặc biệt nhằm biến những xung điện
có điện thế chấp (6V, 12V hoặc 24V) thành những xung điện có điện thế
cao (12  24KV để phục vụ cho việc đánh lửa trong ôtô.
)

Hình 7 vẽ mặt cắt dọc của một biến áp đánh lửa loại tiêu biểu hiện

nay. Lõi thép 4 được ghép bằng các lõi thép biến thế dày 0,35mm và có lớp
cách mặt để giảm ảnh hưởng của dòng điện xoáy (dòng Fucô). Lõi thép
được chèn chặt trong ống cáctông cách điện 3, sau đó quấn cuộn dây thứ
cấp 2 gồm rất nhiều vòng dây w2  19.000  26.000 vòng, đường kính
0, 07  0,10mm . Giữa các lớp dây của cuộn thứ cấp có hai lớp giấy cách điện

mỏng mà chiều rộng của lớp giấy rất lớn so với khoảng quấn dây để tránh
trùng chéo các lớp dây và tránh bị đánh điện qua phần mặt bên của cuộn
dây. Đầu của vòng dây đầu tiên được
hàn với lõi thép rồi thông qua lò xo dẫn lên cực trung tâm (cực cao thế) của
nắp điện cách 6.
Cuộn thứ cấp sau khi cuốn xong được cố định trong ống cáctông cách
điện 8 mà trên đó có quấn cuộn sơ cấp với số vòng dây không lớn lắm
w1  250  400 vòng, đường kính dây 0, 69  0,80mm . Một đầu của cuộn dây sơ

cấp được hàn vào một vít bắt khác trên nắp 6. Toàn bộ khối gồm các cuộn dây
và lõi thép đó được đặt trong ống thép từ 10 ghép bằng những lá thép biến thế.
Cuộn dây và ống thép đặt trong vỏ thép và được cách điện ở phía đáy bằng
miếng sứ 5. Nắp 6 là nắp cách điện làm bằng vật liệu cách điện cao cấp. Điện
trở 7 được đặt trong hộp sứ hai nửa và bắt ở bên biến áp đánh lửa.
Đa số các biến áp đánh lửa trước đây đổ sáp cách điện ở bên trong.
Hiện nay, người ta đổ dầu biến thế để tăng tính an toàn của biến áp, nhưng
yêu cầu làm kín tương đối khó.
1.3.2. Bộ chia điện
Bộ chia điện là thiết bị quan trọng trong hệ thống đánh lửa. Nó có
nhiệm vụ tạo xung điện ở mạch sơ cấp của hệ thống đánh lửa và phân phối


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

điện cao thế đến các xilanh theo thứ tự nổ của động cơ đúng thời điểm
quy định.

Hình 8. Cấu tạo của bộ chia điện.
1. Nắp chia điện
2. Con quay chia điện
3. Mâm tiếp điểm
4. Bộ điều chỉnh góc đánh lửa li
tấm

5. Bộ điều chỉnh góc đánh lửa
theo trị số octan
6. Bộ điều chỉnh góc đánh lửa
chân không
7. Nắp chứa mỡ (bầu tra mỡ)

Bộ chia điện có thể được chia làm ba bộ phận chính là: bộ phận tạo
xung điện, bộ phận chia điện cao thế, các cơ cấu điều chỉnh góc đánh lửa.


Bộ phận tạo xung điện:

Hình 9. Cấu tạo của bộ phận tạo xung điện của bộ chia điện.
1. Cam;

8. Tụ điện

2. Các má vít

9. Dây nối mát giữa mâm trên và mâm dưới

3. Vít hãm

10. Chốt cho bộ điều chỉnh chân không

4. Dạ lau cam

11 . Vít điều chỉnh lệch

tâm 5.Mâm dưới (cố định) 12. Giá má vít tĩnh
6. Mâm tiếp điểm trên 13. Chốt quay
7. Vít hãm tiếp điểm

14. Cần tiếp điểm

Bộ phận này gồm những chi tiết chủ yếu như phần cam, mâm tiếp
điểm và tụ điện.
Phần cam 1 lắp lỏng trên trục bộ chia điện và được mắc bộ điều chỉnh li
tâm.


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Mâm tiếp điểm trong bộ chia điện của Liên Xô gồm hai mâm: mâm
trên (mâm di động ngược), mâm dưới (mâm cố định) và giữa hai mâm có ổ
bi. Ở mâm trên có giá má vít tĩnh, cần tiếp điểm (giá má vít động) để tạo

nên tiếp điểm 2, miếng dạ bôi trơn và lau cam 4, chốt 10 để mắc với bộ
điều chỉnh góc đánh lửa, Giữa mâm trên và mâm dưới có dây nối mát 9.
Tiếp điểm bình thường ở trạng thái đóng nhờ lò xo lá, còn khe hở giữa các
má vít khi nó mở hết thường là 0, 3  0, 5mm , khe hở này được điều
chỉnh bằng cách nới vít hãm 7 rồi xoay vít điều chỉnh lệch tâm 11. Tụ
điện đặt ngay trên mâm tiếp điểm.
Cơ cấu điều chỉnh góc đánh lửa
Cơ cấu điều chỉnh góc đánh lửa li tâm
Cơ cấu điều chỉnh góc đánh lửa li tâm có tên đầy đủ là cơ cấu điều
chỉnh góc đánh lửa sớm theo số vòng quay kiểu li tâm. Bộ điều chỉnh này
làm việc tự động tuỳ thuộc vào chế độ tốc độ của động cơ.
Về cấu tạo, cơ cấu điều chỉnh góc đánh lửa li tâm gồm: Giá đỡ quả
văng 1 được lắp chặt với trục của bộ chia điện 2, hai quả văng 7 được đặt trên
giá và có thể xoay quay quanh chốt 3, các lò xo 4 một đầu mắc vào chốt quay
3 còn đầu kia móc vào giá 5 trên quả văng và luôn kéo ghì các quả văng về
phía trục. Trên mỗi quả văng có một chốt 6 và bằng hai chốt này bộ điều
chỉnh li tâm được gài vào hai rãnh trên thanh ngang 8 của phần cam.

Hình 10. Cấu tạo bộ điều chỉnh góc đánh lửa sớm li tâm.


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Cơ cấu điều chỉnh góc đánh lửa chân không
Cơ cấu điều chỉnh góc đánh lửa chân không có tên gọi đầy đủ là: Cơ
cấu điều chỉnh góc đánh lửa sớm theo phụ tải của động cơ. Cơ cấu này
cũng làm việc tự động theo mức tải của động cơ.

Hình 11. Cấu tạo bộ điều chỉnh góc đánh lửa chân không.
1, 8. Vỏ hộp điều chỉnh

7. Màng

2. Đệm điều chỉnh

9. Cần kéo

3. Đệm làm kín

10. Vít bắt giữ bộ điều chỉnh

4. Êcu

11. Chốt

5. Ống nối

12. Mâm tiếp điểm trên

6. Lò xo
Về cấu tạo, cơ cấu điều chỉnh gồm: Một hộp kín gồm hai nửa 1 và 8
ghép lại, trong đó, chia làm hai buồng A và B, màng đàn hồi 7 ngăn cách
giữa hai buồng. Trên màng có gắn cần kéo 9, đầu kia của cần kéo được
mắc vào chốt 11 của mâm tiếp điểm (mâm trên). Đối diện với cần 9 ở bên
kia màng có lò xo 6 luôn ép màng 7 về phía buồng A. Sức căng của lò xo 6


được điều chỉnh bằng đệm 2 và êcu 4. Toàn bộ cơ cấu điều chỉnh được bắt

vào thành bên kia của bộ chia điện bằng hai vít 10 (thành bên có lỗ để cần
9 luồn qua). Như vậy, buồng A luôn thông với khí quyển và chịu áp suất
của khí quyển, còn buồng B thông với lỗ ở phía sau bướm ga của bộ chế
hoà khí bằng ống nối 5 và chịu ảnh hưởng của sự thay đổi áp suất ở phía
dưới bướm ga.
Cơ cấu điều chỉnh góc đánh lửa theo trị số ôctan của xăng
Cơ cấu điều chỉnh này rất cần thiết, một động cơ ôtô dùng một số
loại xăng khác nhau mà các loại xăng khác nhau lại có trị số ôctan khác
nhau (trị số ôctan là trị số thể hiện khả năng chống lại sự cháy) và tốc độ
cháy của chúng cũng khác nhau. Do đó, chúng ta cần phải có cơ cấu điều
chỉnh góc đánh lửa theo trị số ôctan của xăng để đặt lửa cho phù hợp.
Về cấu tạo, cơ cấu gồm hai tấm thép 5 và 7 được bắt giữ với nhau
nhờ vít 3 (được tán vào tấm 7) với hai êcu đặc biệt 4 và vít 8 sao cho khi
nới một êcu và siết chặt một êcu kia thì tấm 5 di trượt trên tấm 7 trong
khoảng giới hạn của rãnh chỗ vít 8. Trên tấm 5 có phần mũi nhọn chỉ vào
khoảng khắc độ trên tấm 7.
Khi đặt lửa người ta xoay êcu 4 sao cho mũi nhọn trên tấm 5 chỉ
đúng vạch 0. Sau đó, đặt bộ chia điện vào động cơ theo góc đánh lửa sớm
đã định rồi hãm chặt bộ chia điện vào thân động cơ bằng ốc xuyên qua rãnh
2 và 8. Như vậy, khi động cơ hoạt động góc đánh lửa hợp lí cho các chế độ
được điều chỉnh nhờ các bộ điều chỉnh tự động.
Khi thay xăng có trị số ôctan khác, ta nới vít 8 rồi nới một bên êcu 4
và siết chặt bên êcu còn lại làm cho tấm 5 sẽ di trượt trên tấm 7 và kéo theo
vỏ bộ chia điện đi một góc tương đối so với trục bộ chia điện. Các góc quay
này được phản ánh thông qua giá trị góc quay của trục động cơ trên khoảng
chia độ ở tấm 7. Nếu cần đánh lửa sớm lên (trong trường hợp thay loại


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

xăng có trị số ôctan lớn hơn loại xăng đang dùng) thì phải cho mũi nhọn
chỉ về phía vạch dương, tức làm tăng góc đánh lửa sớm và ngược lại.

Hình 12. Cấu tạo cơ cấu điều chỉnh góc đánh lửa theo trị số ôctan của xăng.
1. Bầu tra mỡ cho trục bộ chia điện

6. Ốc vít

2. Rãnh cong

7. Tấm dưới

3. Vít

8. Vít hãm

4. Êcu

9. Mặt cắt thân bộ chia điện

5. Tấm trên
Bộ phận chia điện cao thế
Bộ phận này nhận điện cao thế từ biến áp đánh lửa và phân chia điện
đến các xilanh của động cơ theo một thứ tự nhất định.
Về cấu tạo, bộ phận chia điện cao thế gồm: Nắp chia điện và con
quay chia điện. Nắp chia điện làm bằng chất cách điện cao cấp, có một cực
giữa và các cực bên với phần đồng vát trong, còn ở cực giữa có lò xo và

Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

hòn than để truyền điện xuống cần kim loại của con quay chia điện. Con
quay chia điện làm bằng nhựa cách điện cao cấp và được lắp vào đầu vát
của phần cam.
1.3.3. Bugi đánh
lửa Nhiệm vụ
Bugi đánh lửa là thiết bị bật tia lửa điện cao áp để đốt cháy hỗn hợp
hoà khí (xăng và không khí) trong các động cơ xăng khi nhận được xung
điện cao thế từ bộ chia điện truyền tới.
Điều kiện làm việc
Nhiệm vụ của bugi đánh lửa có vẻ đơn giản, song điều kiện làm việc
của nó nhất là phần sứ cách điện của nó đặc biệt nặng.
Trong mỗi chu trình làm việc của động cơ bugi phải chịu 3 loại tải trọng:
- Tải trọng nhiệt: Phát sinh do sự thay đổi nhiệt độ trong xilanh sau mỗi
chu trình làm việc của động cơ. Ví dụ, phần sứ cách điện phía dưới của
bugi (phần nằm trong buồng cháy của động cơ) phải chịu nhiệt độ
0

1800  2200 C lúc khí cháy và nhiệt độ 50  800
C

trong kì hút của động cơ.

- Tải trọng điện: Do các xung điện cao áp truyền đến trong thời điểm
đánh lửa. Xung điện cao áp có giá trị khoảng 15  21KV

hoặc hơn nữa.

- Tải trọng cơ khí: Phát sinh do áp suất khi cháy dưới dạng xung áp suất.
Áp suất cực đại tác dụng lên bugi đánh lửa có thể tới 50  60kG / cm2

hoặc hơn

nữa.
Vì vậy, về cấu tạo và vật liệu cấu tạo của bugi cần có những yêu cầu
đặc biệt.
Cấu tạo
Bugi đánh lửa có thể chia làm 3 loại: Loại cụm liền, loại lắp ghép và
loại dùng cho hệ thống chống nhiễu xạ vô tuyến. Mỗi loại này có thể kết
Trương Trọng Thanh - K31C SPKT

2
0

GVHD: Th.S Nguyễn Mẫu Lâm


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

cấu thêm chi tiết này hay chi tiết kia, nhưng về cơ bản đều cần có những
chi tiết sau: Sứ cách điện 1, thanh kim loại 2 lắp trong sứ làm điện cực giữa
của bugi đánh lửa, mũ bắt dây 5. Cả khối các chi tiết 1, 2 và 5 được đặt
trong vỏ thép 3 là thân của bugi đánh lửa mà trên đó có mặt vát sáu cạnh và
phần ren để bắt bugi vào nắp máy của động cơ. Ở thân 3 có hàn thêm một

hoặc vài đoạn thép nhỏ tạo thành điện cực bên của nến đánh lửa.

Hình 13. Cấu tạo các loại bugi đánh lửa.
a. Cụm liền

b. Lắp ghép

c. Loại chống nhiễu

1. Sứ cách điện

5. Mũ bắt dây

2. Thanh kim loại điện cực giữa

6. Chất làm kín

3. Thân nến

7. Ống siết

4. Vòng đệm

8. Đệm

Trương Trọng Thanh - K31C SPKT

21

GVHD: Th.S Nguyễn Mẫu Lâm

Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Giữa thân 3 và sứ 1 có đệm đồng 4, vừa để làm kín vừa để truyền
nhiệt và có thể có thêm loại vật liệu làm kín 6. Ngoài ra, còn có ống siết 7
và đệm 8.
Đối với loại bugi đánh lửa cụm liền thì sứ 1 được kẹp giữ trong thân
3 bằng cách chồn gập đầu trên của thân, còn với loại lắp ghép thì nó được
kẹp giữ bằng các mặt côn của thân cũng như của ống siết 7. Loại bugi đánh
lửa dùng cho hệ chống nhiễu thực ra cũng là loại lắp ghép nhưng thanh kim
loại 2 ngắn và thụt sâu vào trong ống sứ 1, còn ống siết 7 lại khá dài, bao
hết cả phần sứ của bugi đánh lửa.
Đặc tính nhiệt
Muốn cho bugi đánh lửa có thể làm việc bình thường thì nhiệt độ
phần sứ dưới của bugi đánh lửa cần không thấp hơn

500  580 C . Nếu nhiệt
0

độ sứ thấp hơn 500  8000 C thì nhiên liệu sẽ không được đốt cháy hoàn toàn,
tạo thành lớp muội ở bugi và gây ra dòng điện rò. Trong trường hợp này,
bugi đánh lửa sẽ bỏ lửa trong khi làm việc và nếu bị muội quá thì có thể
không đánh lửa nữa. Bởi vậy, cần phải thường xuyên tẩy muội và súc rửa
bugi đánh lửa để tẩy muội. Đồng thời, nhiệt độ phần sứ dưới của bugi đánh
lửa cũng không được vượt quá 800  9000 C . Vì nếu quá cao sẽ xảy ra hiện
tượng tự bén lửa, tức là hỗn hợp xăng không khí được hút vào các xilanh
của động cơ sẽ bén lửa tự bốc cháy gây ra hiện tượng cướp nổ có hại cho

động cơ.
Muốn cho phần sứ dưới của bugi đánh lửa có nhiệt độ thích hợp thì
kết cấu và kích thước của sứ phải phù hợp với ứng suất nhiệt của động cơ,
đồng thời, trên bugi đánh lửa phải có đường thoát nhiệt.


Hình 14. Đường thoát nhiệt của bugi đánh lửa và nhiệt lượng tính bằng %
thoát theo những đường đó khi bugi làm việc.
Đặc tính nhiệt của bugi đánh lửa theo trị số bén lửa (100  500) . Đó là
khoảng thời gian làm việc của bugi trên động cơ thử nghiệm đặc biệt, làm
việc ở một chế độ nhất định tính đến khi bắt đầu có hiện tượng bén lửa. Trị
số bén lửa càng lớn thì bugi càng thoát nhiệt tốt.
Bugi đánh lửa với trị số bén lửa lớn (200  500) dùng cho các động cơ
có tỉ số nén lớn và số vòng quay cao.
Bugi đánh lửa với trị số bén lửa thấp (100  200) dùng cho các động cơ
ôtô thông dụng có tỉ số nén thấp và ứng suất nhiệt nhỏ. [1]


Chương 2
MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA THƯỜNG DÙNG
2.1. Hệ thống đánh lửa thường
2.1.1. Sơ đồ nguyên lí và nguyên lí làm việc của hệ thống
Sơ đồ nguyên lí
Đây là hệ thống đánh lửa được dùng cho các loại xe cũ. Nguồn năng
lượng cung cấp cho hệ thống đánh lửa thực chất từ hai nguồn, ắcquy 1 và
máy phát 2 mắc song song. Máy phát được dẫn động từ trục khuỷu động
cơ, máy phát có thể là máy phát điện một chiều hoặc xoay chiều nhưng
dòng điện ra của máy phải là dòng xoay chiều. Khi tốc độ máy phát còn
nhỏ, ắcquy cung cấp điện cho hệ thống đánh lửa và cho các nguồn tiêu thụ
khác của động cơ. Khi tốc độ đủ lớn, máy phát cung cấp điện cho toàn bộ

hệ thống và nạp điện cho ắcquy.
7

Hình 15. Sơ đồ nguyên lí của hệ thống đánh lửa thường.
1. Ắcquy

5. Điện trở phụ

9. Tụ điện

2. Máy phát

6. Khoá hỗ trợ khởi động

10. Bộ chia điện

3. Chỉnh lưu và ổn áp

7. Biến áp đánh lửa

11. Dây cao áp

4. Khoá điện

8. Bộ phận tạo xung

12. Bugi


Nguyên lí làm việc

Khi động cơ làm việc, khoá điện 4 đóng, có một dòng điện gọi là
dòng sơ cấp đi qua cực (+) của cụm nguồn, qua điện trở phụ R, vào cuộn sơ
cấp W1 của biến áp đánh lửa 7 rồi đến bộ phận tạo xung 8. Bộ phận tạo
xung về thực chất có một cặp tiếp điểm đóng mở do một trục cam liên hệ
với trục khuỷu động cơ 9, trục cam này thường đồng trục với bộ chia điện
10. Khi cặp tiếp điểm đóng, dòng sơ cấp qua cặp tiếp điểm rồi trở về cực () của cụm nguồn. Khi cam mở cặp tiếp điểm, dòng sơ cấp đang ở một giá
trị nào đó đột ngột trở về 0 gây ra sự biến thiên đột ngột từ thông cảm ứng
sang cuộn thứ cấp W2 của biến áp tạo ra một sức điện động cảm ứng E2
khoảng 15.000  21.000V . Điện thế này được dẫn đến bộ chia điện 10, qua
con quay phân phối và qua dây cao áp 11 đến các bugi 12 sinh ra tia lửa
điện cao áp để đốt cháy hỗn hợp hoà khí trong các xilanh theo thứ tự làm
việc của động cơ. Thời điểm mở tiếp điểm chính là thời điểm tương ứng
với góc đánh lửa sớm của động cơ.
Vào thời điểm mở cặp tiếp điểm của bộ phận tạo xung 8, ở cuộn W1
của biến áp đánh lửa 7 sinh ra một suất điện động cảm ứng E1 khá lớn
khoảng 200  300V có thể tạo ra tia lửa điện làm giảm tuổi thọ của cặp tiếp
điểm. Nhờ có tụ điện 9 được lắp song song với cặp tiếp điểm nên tia lửa
điện được dập tắt đáng kể. Nó làm cho từ trường mất nhanh và làm giảm tia
lửa cháy các tiếp điểm. Tụ điện này không sử dụng cho hệ thống đánh lửa
điện tử.
Tuy nhiên, khó có thể dập tắt được hoàn toàn tia lửa điện ở cặp tiếp
điểm. Để chịu được tia lửa điện, cặp tiếp điểm thường được chế tạo bằng
platin. Ngoài ra, bề mặt cặp tiếp điểm phải được mài phẳng để tiếp xúc tốt
nhất, giảm hiện tượng rỗ má vít do mật độ dòng điện tiếp xúc cục bộ quá
lớn.