DATN thiết kế Hệ thống đánh lửa trên vios

LỜI MỞ ĐẦU
Trong vài thập niên gần đây nền kinh tế thế giới đã có những dấu hiệu chuyển mình
khá rõ rệt,các ngành kinh tế của các nước có những đột phá mới mẻ. Cùng với sự đi
lên của nền kinh tế mở mang, năng động mang tính thị trường của thế giới nền kinh
tế Việt Nam ta cũng có những phát triển đáng kể.Các phương tiện vận tải hiện đại từ
các nước có nền công nghệ tiên tiến được nhập vào Việt Nam ngày càng nhiều. Nền
công nghiệp ô tô nước ta tuy còn rất non trẻ nhưng đã bắt đầu có nhưng bước đi đầy
triển vọng .
Những năm gần đây ở Việt Nam xe ô tô bắt đầu được sử dụng rộng rãi, số lượng ô tô
hiện đại sử dụng hệ thống điều khiển phun xăng và đánh lửa trực tiếp ngày càng
nhiều. Nhờ vào hệ thống phun xăng và đánh lửa và hoạt động các cảm biến dẫn tới
việc điều khiển xe ô tô ngày càng dễ dàng cho tất cả mọi đối tượng . Mặt khác nó
cũng đề ra thách thức khi xử lý sự cố hỏng hóc của các dòng xe này, một mặt là do
trang thiết bị sửa chữa bảo dưỡng còn nghèo nàn, lạc hậu, mặt khác do trình độ của
người kỹ thuật còn yếu và nhiều hạn chế về ngoại ngữ trong vấn đề tiếp thu trình độ
khoa học kỹ thuật nước ngoài.
Qua quá trình học tập và làm đồ án tốt nghiệp chúng em thấy rằng hệ thống đánh lửa
trực tiếp sử dụng trên ô tô có những ưu điểm vượt trội so với các hệ thống nhiên liệu
trước đó như tiết kiệm nhiên liệu hơn,khí thải ra sạch sẽ hơn, công suất được nâng
cao hơn...
Với mục đích giúp sinh viên có khả năng làm việc độc lập, sáng tạo và củng cố kiến
thức đã học đào sâu tìm tòi nghiên cứu về kiến thức chuyên môn về nguyên lý,cấu
tạo ô tô và các hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp nhằm nâng cao hiểu biết cơ sở
lý luận chuyên ngành ô tô em đã thực hiện đề tài đồ án tốt nghiệp: “Tính toán, thiết
kế hệ thống đánh lửa trực tiếp trên xe Toyota Vios.” với nội dung sau:
Chương 1: Tổng quan về HTDL trực tiếp trên xe VIOS.
Chương 2: Tính toán, thiết kế HTDL trực tiếp trên xe VIOS.
Chương 3: Xây dựng quy trình bảo dưỡng & sửa chữa HTDL trực tiếp trên VIOS.
Sau một thời gian tìm tòi nghiên cứu thực hiện đồ án em đã hoàn thành. Nhưng do
thời gian không có nhiều và với sự hạn chế về mặt trình độ chuyên môn nên đồ án
không tránh khỏi những thiếu sót , kính mong nhà trường cùng các thầy cô và các

bạn góp ý để đề tài đồ án được hoàn thiện hơn .
Cuối cùng em xin trân thành cảm ơn nhà trường, các thầy cô trong khoa cơ khí ô tô
và thầy: PGS T.s VÕ VĂN HƯỜNG đã dạy dỗ chỉ bảo hướng dẫn tận tình tạo điều
kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình hoàn thành đồ án này.

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống đánh lửa.
1.1.1. Công dụng hệ thống đánh lửa(HTDL).


Hệ thống đánh lửa dùng để biến đổi dòng điện có điện áp thấp 12v thành sung điên
cao áp 12kv tới 24kv và tạo ra tia lửa giữa hai cực của bugi để đốt cháy hỗn hợp
xăng và không khí vào đúng thời điểm yêu cầu để động cơ làm việc được tối ưu
nhất. Hệ thống đánh lửa phải tạo ra tia lửa chính xác trong hàng nghìn lần /phút trên
mỗi xilanh của đông cơ. Nếu sự đánh lửa bị ngừng trệ trong khoảng một giây, động
cơ sẽ hoạt đồng yếu thậm trí dẫn đến ngừng hoạt động.

1.1.2. Yêu cầu của HTDL.
Tạo điện áp lớn để phóng điện qua khe hở bugi trong tất cả các chế độ làm việc của
đông cơ.
Tạo ra tia lửa trên bugi phaỉ đủ năng lượng và đủ thời gian phóng để sự cháy bắt
đầu.Vì trong hệ thống đánh lửa tia lửa được phát ra giữa điện cực của bugi để đốt
cháy hỗn hợp xăng và không khí. Nhưng do hoà khí bị nén với áp suất cao nên có
điện trở lớn vì vậy cần có điện thế hàng chục nghìn vôn để đảm bảo phát ra tia lửa
mạnh. Để có thể đốt cháy hỗn hợp trong mọi điều kiện hoạt động của động cơ.
1.1.3. Phân loại HTDL trực tiếp
- Sử dụng mỗi bô bin cho một bugi


- Sử dụng mỗi bô bin cho từng cặp bugi

- Sử dụng 1 bô bin cho 4 bugi

1


1.2. Cấu tạo chung HTDL trực tiếp trên VIOS
Nguyên lý làm việc:
ECU động cơ xác định thời điểm đánh lửa dựa vào tín hiệu G (vị trí trục cam )và tín hiệu NE (vị
trí trục khuỷu) và các tín hiệu từ các cảm bến khác. Sau khi đã xác định được thời điểm thới
điểm đánh lửa ECU động cơ xẽ gửi tín hiệu IGT dưới dạng xung tới IC đánh lửa theo thứ tự
đánh lửa của động cơ. Trong khi tín hiệu IGT được truyền đến để bật IC đánh lửa thì dòng điện
đã được cấp vào cuộn sơ cấp.
Khi tín hiệu xung IGT bị nhắt thì dòng điện trong cuận sơ cấp cũng bị nhắt đột ngột tạo ra dòng
điện cao áp phát ra tứ cuộn thứ cấp sẽ được dẫn đến bugi và gây ra đánh lửa.
Trong khi đó IC đánh lửa sẽ phản hối lại ECU một xung IGF để xác định việc đánh lủa đã xảy
ra.(Tuy nhiên không có nghĩa lá thưc sự đã có đánh lửa)Nế ECU động cơ không nhận được tín
hiệu IGF thì chức năng chẩn đón sẽ cận hành và một DTC được lưu trữ trong ECU động cơ và
chức năng an toán sẽ hoạt động và làm ngứng vòi phun nhiên liệu.
Cấu tạo:

Hình 1. Hệ thống đánh lửa trực tiếp
Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp (ĐLTT), bộ chia điện không còn được sử dụng nữa. Thay vào
đó, hệ thống ĐLTT cung cấp một bô bin cùng với một IC đánh lửa độc lập cho mỗi xy-lanh. Vì
hệ thống này không cần sử dụng bộ chia điện hoặc dây cao áp nên nó có thể giảm tổn thất năng
lượng trong khu vực cao áp và tăng độ bền. Đồng thời nó cũng giảm đến mức tối thiểu nhiễu
điện từ, bởi vì không sử dụng tiếp điểm trong khu vực cao áp. Chức năng điều khiển thời điểm
đánh lửa được thực hiện thông qua việc sử dụng ESA (đánh lửa sớm bằng điện tử). ECU của
động cơ nhận được các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau, tính toán thời điểm đánh lửa, truyền
tín hiệu đánh lửa đến IC đánh lửa. Thời điểm đánh lửa được tính toán liên tục theo điều kiện của
động cơ, dựa trên giá trị thời điểm đánh lửa tối ưu đã được lưu giữ trong máy tính, dưới dạng

2


một bản đồ ESA. So với điều khiển đánh lửa cơ học của các hệ thống thông thường thì phương
pháp điều khiển bằng ESA có độ chính xác cao hơn và không cần phải đặt lại thời điểm đánh
lửa. Kết quả là hệ thống này giúp cải thiện tiết kiệm nhiên liệu và tăng công suất phát ra.
Hệ thống đánh lửa trực tiếp bao gồm các bộ phận sau đây:

Hình 2. Các thành phần của hệ thống đánh lửa trực tiếp
1. Cảm biến vị trí trục khuỷu (NE):Phát hiện góc quay trục khuỷu (tốc độ động cơ)
2. Cảm biến vị trí của trục cam (G): Nhận biết xy lanh, kỳ và theo dõi định thời của trục cam.
3. Cảm biến kích nổ (KNK): Phát hiện tiếng gõ của động cơ
4. Cảm biến vị trí bướm ga (VTA): Phát hiện góc mở của bướm ga
5. Cảm biến lưu lượng khí nạp (VG/PIM): Phát hiện lượng không khí nạp.
6. Cảm biến nhiệt độ nước (THW): Phát hiện nhiệt độ nước làm mát động cơ
7. Bô bin và IC đánh lửa: Đóng và ngắt dòng điện trong cuộn sơ cấp vào thời điểm tối ưu. Gửi
các tín hiệu IGF đến ECU động cơ.
8. ECU động cơ: Phát ra các tín hiệu IGT dựa trên các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau, và
gửi tín hiệu đến bô bin có IC đánh lửa.
9. Bugi: Phát ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp hòa khí.

3


Hình 3. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống đánh lửa trực tiếp
Bô bin có IC đánh lửa:
Thiết bị này bao gồm IC đánh lửa và bô bin kết hợp thành một cụm. Trước
đây, dòng điện cao áp được dẫn đến xy lanh bằng dây cao áp. Nhưng nay,
thì bô bin có thể nối trực tiếp đến bugi của từng xy lanh thông qua việc sử

dụng bô bin kết hợp với IC đánh lửa. Khoảng cách dẫn điện cao áp được rút
ngắn nhờ có nối trực tiếp bô bin với bugi, làm giảm tổn thất điện áp và nhiễu
điện từ. Nhờ thế độ tin cậy của hệ thống đánh lửa được nâng cao.

4


Hình 4. Bô bin kết hợp với IC đánh lửa
Sau đây là một thí dụ về vận hành dựa trên DIS của động cơ 1NZ-FE, dùng bô bin kết hợp với
IC đánh lửa.
1. ECU động cơ nhận tín hiệu từ các cảm biến khác nhau và xác định thời điểm đánh lửa tối ưu.
(ECU của động cơ cũng có tác động đến việc điều khiển đánh lửa sớm)
2. ECU động cơ gửi tín hiệu IGT đến bô bin có IC đánh lửa. Tín hiệu IGT được gửi đến IC đánh
lửa theo thứ tự đánh lửa (1-3-4-2).
3. Cuộn đánh lửa, với dòng sơ cấp được ngắt đột ngột, sẽ sinh ra dòng cao áp.
4. Tín hiệu IGF được gửi đến ECU động cơ khi dòng sơ cấp vượt quá một trị số đã định.
5. Dòng cao áp phát ra từ cuộn thứ cấp sẽ được dẫn đến bugi và gây đánh lửa.

5


Hình 5. Sơ đồ của hệ thống đánh lửa 1NZ-FE
1.3 Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế
1.3.1 Giới thiệu về xe cơ sở.
A. Giới thiệu chung về xe toyota vios.
- Toyota Vios là phiên bản Sedan cỡ nhỏ ra đời năm 2003 để thay thế cho dòng Soluna ở
thị trường Đông Nam Á và Trung Quốc. Thế hệ đầu là một phần trong dự án hợp tác giữa
các kỹ sư Thái Lan và những nhà thiết kế Nhật Bản của công ty Toyota và được sản xuất
tại nhà máy Toyota Gateway, tỉnh Chachoengsao, Thái Lan. Thế hệ thứ 2 ra đời năm
2007. Nhưng không chỉ dừng lại ở thị trường Châu Á, những chiếc Sedan này dần được

Toyota ra mắt tại các thị trường khác.
- Thế hệ đầu 2003-2007.
-

Kiểu thiết kế: Sedan 4 chỗ.

-

Động cơ: 1.3 và 1.5 lít.

- Phần lớn các xe Vios tại thị trường Đông Nam Á trong đó có Việt Nam được trang bị
động cơ 1.5 lít trừ ở Philippines. Người dân nước này ưa chuộng phiên bản sử dụng động
cơ nhỏ hơn với dung tích 1.3 lít.
- Phiên bản đầu tiên được chế tạo dựa trên mẫu Toyota Platz. Nhờ cải tiến về ngoại thất,

6


những chiếc Vios mang một dáng vẻ khác biệt, đặc biệt là phiên bản 2006.
Phiên bản này được chỉnh sửa khá nhiều với lưới tản nhiệt, đèn pha, đèn hậu được
làm mới cùng với vành đúc và nội thất mới.
- Thế hệ thứ 2 ( từ năm 2007 đến nay).
Kiểu thiết kế: Sedan 4 chỗ.
Động cơ 1.5 lít.
- Chiếc Vios mới là sự tái hiện lại mẫu Toyota Belta sedan ra mắt năm 2005.
Toyota Belta còn có tên khác là Toyota Yaris (tên này chỉ có ở Mỹ, Nhật,
Australia), Toyota Echo (tên gọi tại Canada) và Toyota Vitz. Nếu Vios chỉ có phiên
bản sedan thì Belta có thêm phiên bản hachtback.
- Toyota Vios 2007 vẫn sử dụng động cơ cũ (năm 2003) I4, ký hiệu 1NZ-FE 1.5L DOHC
tích hợp công nghệ điều khiển van biến thiên VVT-i. Công suất cực đại của

động cơ là 107 mã lực, mô men xoắn tối đa 144 Nm. Tuy nhiên, khung gầm thiết kế
hoàn toàn mới.
- Phiên bản Vios mới 1.5E 5 số sàn được nâng cấp từ Vios 2003 1.5G 5 số sàn, còn phiên
bản 1.5G mới 4 số tự động lần đầu tiên được ra mắt tại thị trường Việt Nam.
- Toyota Vios 2007 có kích thước lớn hơn xe đời cũ. Trang bị an toàn và tiện nghi có
nhiều cải tiến. Về ngoại thất, thay đổi lớn nhất là lưới tản nhiệt có cấu trúc hình chữ V,
cụm đèn hậu nhô ra ngoài, đèn xi nhan tích hợp trên gương, vành hợp kim thiết kế
mới,...
Các thông số của xe toyota vios
Xuất Xứ: Thái Lan.
Kích thước: (dài x rộng x cao) 4300 x 1700 x 1460 (mm).

7


Hình 1.2 .Hình dáng xe Toyota Vios

8




Động cơ 1NZ-FE (DOHC 16 xu páp với VVT-I).
Động cơ sử dụng trên xe Toyota Vios là động cơ xăng 4 kỳ, 4 xy lanh đặt thẳng hàng,
thứ tự làm việc 1 – 3 – 4 – 2.

Động cơ 1NZ-FE


Kết cấu động cơ

Sử dụng trục cam kép, dẫn động bằng đai với công nghệ điều khiển đóng mở xu páp
thông minh VVT-i, giúp cho xe tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ môi trường.

Hệ thống VVT-i Vios.
-

Công suất tối đa: 107 HP / 6000 rpm.
Mô men xoắn tối đa: 144 NM / 4200 rpm.


-

Tỷ số nén: 10,5 : 1.
Dung tích công tác 1497 cc.
Mức tiêu hao nhiên liệu: 5,5L / 100 Km (trong điều kiện thử nghiệm).
Hệ thống cung cấp nhiên liệu: phun xăng điện tử đa điểm MPI, sử dụng các loại
xăng có chỉ số octan là RON 95, 92. Dung tích bình xăng là 42 lít.
- Hệ thống làm mát: tuần hoàn cưỡng bức nhờ bơm nước.
- Hệ thống bôi trơn: theo nguyên lý hoạt động hỗn hợp bao gồm bôi trơn cưỡng
bức kết hợp với vung té. Xe sử dụng các loại dầu bôi trơn: API SM, API SL,
ILSAC.
Hệ thống truyền lực.
Ly hợp: loại 1 đĩa ma sát khô, thường đóng, dẫn động bằng áp suất thủy lực.

-

Hộp số: Đối với phiên bản 1.5G là tự động 4 cấp.
Hộp số tự động U430E được thiết kế gọn nhẹ và điều khiển điện tử linh hoạt,
sử dụng dầu ATF WS.

Hộp số tự động U340E Vios.
+ Đối với phiên bản 1.5E là hộp số thường 5 cấp.

Hộp số thường C50 Vios.


-

Truyền lực chính và vi sai: đây là loại xe du lịch động cơ và hộp số đặt ngang, cầu
trước chủ động nên cặp bánh răng truyền lực chính và vi sai được bố trí chung
trong cụm hộp số. Xe Toyota Vios sử dụng truyền lực chính 1 cấp, loại bánh răng
trụ răng nghiêng.

Hệ thống trang bị điện.
-

Điện áp mạng: 12V.
Máy phát: 12V – 65A.
Động cơ khởi động: kiểu SD 80, công suất 0,8 KW.
Ắc quy: (MF) 12V – 35Ah.
Hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS.

-

Hệ thống đèn chiếu sáng và đèn báo hiệu bao gồm: đèn pha, đèn xi nhan, đèn
sương mù, đèn phanh, đèn soi biển số, đèn trần trong xe, đèn báo áp suất dầu, đèn
báo nạp ắc quy, đèn báo mức xăng thấp,..

Cụm đèn sau

Đèn xi nhan tích hợp trên gương

Cụm đèn trước


-

Hệ thống phanh : Điều khiển phanh điện tử ABS với chức năng phân bố lực phanh
điện tử EBD và hỗ trợ phanh khẩn cấp BA.

-

Có trang bị thiết bị đo đạc : Bảng đồng hồ option mới đa tầng và đồng hồ đo tốc độ ở
vị trí trung tâm với màn hình hiển thị đa thông tin thuận tiện cho việc theo dõi tình
trạng xe.

-

Hệ thống gạt mưa, nâng hạ kính.
Hệ thống âm thanh gồm có: radio, cassette, và dàn loa.

Đài xe Vios mới


1.3.1 Lựa chọn phương án thiết kế
Hệ thống đánh lửa trực tiếp ngày nay thường sử dụng là loại hệ thống đánh lửa trực
tiếp sử dụng 1 bô bin cho mỗi xy lanh và mỗi bugi được nối vào đầu dây của cuộn dây thứ
cấp, dòng điện áp cao sinh ra trong cuộn dây thứ cấp được cấp trực tiếp đến bugi đó. Tia lửa

điện của bugi sẽ phóng ra từ điện cực trung tâm đến điện cực nối mát. Khi bật khóa điện rơ le
sẽ đóng mạch, nguồn từ ắc uy được cung cấp đến chân (+B) của các cuộn đánh lửa. ECU sẽ
xác nhận thời điểm đánh lửa và truyền tín hiệu đánh lửa (IGT) đến từng cuộn đánh lửa, khi có
tín hiệu (IGT) IC trong cuộn đánh lửa sẽ điều khiển transitor công suất và lúc này có dòng
điện sơ cấp trong cuộn đánh lửa. khi ECM ngắt tín hiệu điều khiển (IGT) lúc này transitor
công suất trong IC đánh lửa sẽ điều khiển ngắt dòng điện sơ cấp do đó cuộn dây thứ cấp sẽ
cảm ứng ra sung điện áp cao. Điện áp này được cấp đến các bugi để tạo ra tia lửa điện bên
trong xylanh. Khi ECU ngắt dòng sơ cấp, IC đánh lửa sẽ gửi một tín hiệu xác nhận ( IGF) cho
từng xylanh đến ECU.
1.4

Mục tiêu, Nội dung, phương pháp nghiên cứu

Mục đích cơ bản của hệ thống đánh lửa là cung cấp một tia lửa bên trong xi lanh, gần cuối hành
trình nén, để đốt cháy điện tích nén của nhiên liệu.
Để tia lửa nhảy qua khe hở không khí 0,6 mm trong điều kiện khí quyển bình thường (1 bar),
cần có điện áp 2 23 kV. Để tia lửa nhảy qua một khoảng trống tương tự trong xi lanh động cơ,
có tỷ lệ kết hợp là 8: 1, cần khoảng 8 kV. Đối với các tỷ số nén cao hơn và hỗn hợp yếu hơn, có
thể cần một điện áp lên đến 20 kV. Hệ thống đánh lửa phải biến đổi điện áp pin bình thường 12
V thành khoảng 20 kV và, ngoài ra, phải cung cấp điện áp cao này đến đúng xi lanh, vào đúng
thời điểm. Một số hệ thống đánh lửa sẽ cung cấp tới 40 kV cho bugi.
Đánh lửa thông thường là tiền thân của các hệ thống tiên tiến hơn được điều khiển bởi thiết bị
điện tử. Điều đáng nói ở giai đoạn này là hoạt động cơ bản của hầu hết các hệ thống đánh lửa là
rất giống nhau. Một cuộn dây được bật và tắt làm cho điện áp cao được cảm ứng trong cuộn dây
thứ hai. Một hệ thống đánh lửa cuộn dây bao gồm nhiều bộ phận và cụm lắp ráp khác nhau, thiết
kế và xây dựng thực tế phụ thuộc chủ yếu vào động cơ
mà hệ thống sẽ được sử dụng.

18 | P a g e

Khi xem xét việc thiết kế hệ thống đánh lửa trực tiếp, nhiều yếu tố phải được tính đến, điều
quan trọng nhất trong số này là:
- Thiết kế bộ tạo xung điện áp
- Thiết kế bộ điều khiển
- Lựa chọn bugi, các cảm biến…
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
2.1 Tính toán các thông số cơ bản và kiểm nghiệm bugi.
Độ tự cảm cuộn sơ cấp: L = 2.10
1

-3

[H]

Điện trở mạch sơ cấp : R = 0,5 [Ω]
1
Điện dung mạch sơ cấp : C = 0,25.10
1
Điện dung mạch thứ cấp : C = 10
2

-10

-6

[F]

[F]

-3
Thời gian Transistor công suất bật (góc ngậm điện ở chế độ tải định mức): t = 2.10 [s]
Hệ số tính đến sự giảm U2 do tổn thất năng lượng dưới dạng nhiệt trong mạch từ : η=0,8
Hiệu điện thế nguồn Ung = 12 [V]
Tỷ số biến áp: K=50
Theo công thức:

19 | P a g e


Thay số

Hiệu điện thế U2 = 23889 V  Đảm bảo cho bugi đánh lửa
- Hiệu điện thế thứ cấp cực đại U2m là hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây thứ cấp khi tách dây
cao áp ra khỏi bugi. Hiệu điện thế cực đại U 2m phải lớn để có khả năng tạo được tia lửa điện
giữa hai điện cực của bugi đặc biệt lúc khởi động.
- Hiệu điện thế thứ cấp là tại đó quá trình đánh lửa được xảy ra được gọi là hiệu điện thế
đánh lửa ( Udl). Hiệu điện thế đánh lửa là 1 hàm phụ thuộc vào nhiều yếu tố, theo định luật
Pashen
Udl
Trong đó:
- P: là áp suất trong buồng đốt tại thời điểm đánh lửa
- : là khe hở bugi
- T: là nhiệt độ ở điện cực trung tâm của bugi tại thời điển đánh lửa
- K: là hằng số phụ thuộc vào thành phần của hỗn hợp hòa khí
- Ở chế độ khởi động lạnh, hiệu điện thế đánh lửa U dl tăng khoảng 20-30% do nhiệt độ hòa
khí thấp và hòa khí không được hòa trộn tốt.
20 | P a g e

- Khi động cơ tăng tốc độ U dl tăng nhưng sau đố giảm từ từ do nhiệt độ cực bugi tăng và áp
suất nén giảm do quá trình nạp xấu đi
- Hiệu điện thế đánh lửa có giá trị cực đại ở chế độ khởi động và tăng tốc, có giá trị cực tiểu
ở chế độ ổn định khi công suất cực đại. Trong quá trình vận hành xe mới, sau 2.000 km đầu tiên,
Udl tăng 20% do điện cực bằng bugi bị mài mòn
- Sau khi đó Udl tiếp tục tăng do khe hở bugi tăng. Vì vậy để giảm U dl phải hiệu chính lại
khe hở bugi sau mỗi 10.000 km

Hình 2.1: Sự phụ thuộc của hiệu điện thế đánh lửa và tốc độ và tải động cơ.
1- Toàn tải
2-Nửa tải
3-Khởi động và cầm chừng.
- Hệ số dự trữ Kdt là tỷ số giữa hiệu điện thế thứ cấp cực đại U 2m và hiệu điện thế đánh lửa
Udl:
Kdt = U2m / Udl
- Đối với hệ thống đánh lửa thường do U 2m thấp nên Kdl thường nhỏ hơn 1,5. Trên những
động cơ xăng hiện đại với hệ thống đánh lửa từ hệ số dự trữ có khả năng tăng cao ( K dt =1,5-2,0)
đáp ứng được việc tăng tỷ số nén, tăng số vòng quay và tăng khe hở bugi.
- Năng lượng dự trữ Wdt là năng lượng tích lũy dưới dạng từ trường trong cuộn dây sơ cấp
của bobin. Để đảm bảo tia lửa điện có đủ năng lượng để đốt cháy hoàn toàn hòa khí. Hệ thống
đánh lửa phải đảm bảo được năng lượng dự trữ trên cuộn sơ cấp của bobin ở 1 giá trị xác định.
Wdt = L1.Ing2/2 =50-150mj
Trong đó:
- Wdt: Năng lượng dự trữ trên cuộn dây sơ cấp
- L1: Độ tự cảm của cuộn sơ cấp của bobin
-Lng: Cường độ dòng điện sơ cấp tại thời điểm công suất ngát
21 | P a g e


S= du2/dt= = 300 - 600 (V/ms)

Trong đó:
- S tốc độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp
- 2: độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp
-t: thời gian biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp
Tốc độ biến thiên của hiệu điện thế cấp S càng lớn thì tia lửa điện xuất hiện tại điện cực
bugi càng mạnh nhờ đó dòng không bị rò qua đó muội than trên cực bugi, năng lượng tiêu hao
trên mạch thứ cấp giảm.
Đối với động cơ 4 thì, số tia lửa xảy ra trong một giây được xác định bởi công thức:
(Hz)
Trong đó:
- f: tần số đánh lửa
- n: số vòng quay trục khuỷu động cơ (min-1)
- Z: số xylanh động cơ
Chu kỳ đánh lửa: là thời gian giữa hai lần xuất hiện tia lửa
= t d + tm
Trong đó:
- tđ: thời gian công suất dẫn
- tm: thời gian công suất ngắt
Tần số đánh lửa f tỷ lệ thuận với quay trục khuỷu động cơ và số vòng quay xylanh. Khi tăng
số vòng quay của động cơ và số xylanh, tần số đánh lửa f tăng và do đó chu kỳ đánh lửa T giảm
xuống. Vì vậy, khi thiết kế cần chú ý đến 2 thông số chu kỳ và tần số đánh lửa để đảm bảo ở số
vòng quay cao nhất của động cơ tia lửa vẫn mạnh.
Góc đánh lửa sớm là góc quay của trục khuỷu động cơ từ thời điểm xuất hiện tia lửa điện tại
bugi cho đến khi piston lên đến 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 vào rất nhiều yếu tố:

opt=f( Pbđ, tbd, p, twt, tmt, n, No....)

Trong đó:

- Pbđ: Áp suất trong buồng đốt tại thời điểm đánh lửa
22 | P a g e


- tbđ: Nhiệt độ đốt
- P: Áp suất trên đường ống nạp
- twt: Nhiệt độ làm mát động cơ
- tmt: Nhiệt độ môi trường
- n: Số vòng quay động cơ
- No: Chỉ số octan của xăng

Hình 2.2. Bản đồ góc đánh lửa sớm theo tốc độ và tải động cơ trên xe đời mới và xe
đời cũ

23 | P a g e