Khóa Luận Tìm Hiểu Về: Hệ Thống Đánh Lửa

Động cơ đốt trong đã có lịch sử phát triển hơn 100 năm qua. Từ khi ra đời cho đến nay, các nhà thiết kế luôn tìm cách để cải tiến, tăng hiệu suất làm việc, giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và giảm mức độ độc hại trong khí xả động cơ. Một động cơ muốn hoạt động tốt sẽ phụ thuộc vào 3 yếu tố: Hòa khí tốt (Xăng-Không khí có tỉ lệ thích hợp); Áp suất nén buồng đốt cao; Đánh lửa mạnh (tia lửa mạnh, liên tục, đúng thời điểm). Chính vì vai trò quan trọng của hệ thống đánh lửa, nên các nhà sản xuất đã không ngừng cải tiến để hoàn thiện tính năng của hệ thống này. Các động cơ đốt trong đang được sản xuất trong thời gian gần đây, chúng ta không còn thấy sử dụng hệ thống đánh lửa má vít vì nó có quá nhiều khuyết điểm (tia lửa không mạnh, phải thường xuyên bảo trì và hiệu chỉnh). Thay vào đó là hệ thống đánh lửa CDI(Capacitor Discharge Ignition) có nhiều ưu điểm nổi bật: Cho tia lửa mạnh, có độ tin cậy và ổn định cao, không phải tốn công bảo dưỡng. HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAHệ thống đánh lửa chỉ có ở động cơ nào ? Tìm hiểu về: HỆ THỐNG ĐÁNH LỬATìm hiểu về: Để quá trình cháy trong động cơ diễn ra đúng lúc, ở kì nén khi pittông gần đến điểm chết trên (đánh lửa sớm )để đốt cháy hết nhiên liệu, động cơ đạt công suất cao nhất.Hệ thống đánh lửa có nhiệm vụ gì?Tại sao phải đánh lửa đúng thời điểm? Đó là thời điểm nào?I. Nhiệm vụ và phân loại1. Nhiệm vụ: Tạo ra tia lửa điện cao áp để châm cháy hoà khí trong xi lanh động cơ xăng đúng thời điểm.HTĐL HTĐL thườngHTĐL điện tử (bán dẫn)HTĐL có tiếp điểm HTĐL có tiếp điểm HTĐL không tiếp điểm2. Phân loại Sơ đồ phân loại hệ thống đánh lửaDựa vào cấu tạo bộ chia điện, người ta phân loại hệ thống đánh lửa như sau:Hệ thống đánh lửa có những lọai nào?I. Nhiệm vụ và phân loại1. Nhiệm vụ:Sơ đồ hệ thống đánh thường có tiếp điểmSơ đồ hệ thống đánh thường có tiếp điểmHệ thống đánh lửa có tiếp điểmNhược điểm:- Điện áp thứ cấp không cao nên tia lửa điện ở bugi không mạnh.Tiếp điểm có tuổi thọ thấp.Khắc phục:Thường xuyên kiểm tra.Cần thay thế bằng hệ thống đánh lửa khác có khả năng hoạt động tốt hơn.12 341. Cấu tạo Ma-nhê-tôBiến áp đánh lửa BugiKhóa điện WN - Cuộn nguồn WĐK - Cuộn điều khiểnĐ1 , Đ2 – Điôt thườngĐĐK – Điôt điều khiểnCT - Tụ điệnW1 -Cuộn sơ cấp W2 - Cuộn thứ cấpI. Nhiệm vụ và phân loạiII. Hệ thống đánh lửa điện tử không tiếp điểm Nguồn ma-nhê-tô, cuộn nguồn WN là cuộn dây stato của ma-nhê-tô. Cuộn điều khiển WĐK : Đặt ở vị trí sao cho khi CT đầy điện thì cuộn WĐK cũng có điện áp dương cực đại. Bộ chia điện : + Đ1, Đ2 - để nắn dòng điện xoay chiều 	 + CT – nạp và phóng điện + ĐĐK - mở khi phân cực thuận và có điện áp (+) đặt vào cực điều khiển I. Nhiệm vụ và phân loạiII. Hệ thống đánh lửa điện tử không tiếp điểm 1. Cấu tạo Giới thiệu một số linh kiện điện tử trong hệ thống đánh lửa điện tử không tiếp điểm.Manhêtô  2  3 4 5 6 7 8 Rt¶iU~U2-+U-§Giới thiệu một số linh kiện điện tử trong hệ thống đánh lửa điện tử không tiếp điểm.ĐiôtGiới thiệu một số linh kiện điện tử trong hệ thống đánh lửa điện tử không tiếp điểm.Tụ hoáTiristorBiến áp đánh lửa 2: tăng điện áp thấp của máy phát thành điện áp cao phóng tia lửa điện trên bugi 3. Cuộn W1 ít vòng tuơng ứng với dòng điện và dây điện áp của ma-nhê-to (điện áp thấp)Cuộn W2 nhiều vòng tương ứng với dòng điện và điện áp thứ cấp (điện áp cao)I. Nhiệm vụ và phân loạiII. Hệ thống đánh lửa điện tử không tiếp điểm 1. Cấu tạo Giới thiệu một số linh kiện điện tử trong hệ thống đánh lửa điện tử không tiếp điểm.Biến áp đánh lửaBugiBugi Ngoài ra, hiện có nhiều loại bu-gi khác nhau với các thiết kế phong phú. Một vài chiếc thiết kế cực mát hình chữ V hay chữ U, một vài loại có tới 4 điện cực mát. Hình dạng của điện cực mát có thể sinh ra tia lửa điện phù hợp để kích thích quá trình bắt cháy. Những loại bu-gi này có hiệu suất cao và bền hơn số còn lại bởi được chế tạo từ các vật liệu chống mòn như Platin (Pt). Nếu bu-gi bị mòn, xe thường khó nổ máy và tiêu hao nhiều nhiên liệu hơn so với bình thường. Các tài liệu hướng dẫn sử dụng thường khuyên thay bu-gi sau 80.000-100.000 km để động cơ hoạt động ổn định. Tuy nhiên, bạn nên cố gắng kéo dài tuổi thọ chiếc bu-gi lắp trên xe mới mua bởi nó phù hợp nhất với thiết kế máy cũng như các thông số kỹ thuật khác. Cuối cùng, một lưu ý tới những người sử dụng là dây dẫn điện thường bị hở. Khi đó, dòng điện thoát ra ngoài thay vì tới bu-gi lại chạy ra ngoài nên không đủ điện thế để bu-gi đánh lửa. Vì vậy, bạn nên thường xuyên kiểm tra dây dẫn điện và thay thế kịp thời nếu phát hiện ra sự cố. 2. Nguyên lý làm việcKhi khoá điện 4 đóng, dòng điện từ cuộn WN sẽ ra mát, hệ thống đánh lửa ngừng làm việc.I. Nhiệm vụ và phân loạiII. Hệ thống đánh lửa điện tử không tiếp điểm 1. Cấu tạo Nhờ Đ1 trong nửa chu kì dương của sức điện động trên cuộn WN , Đ1 mở, tụ điện CT được nạp điện, lúc đó điôt ĐĐK khoá. Khi tụ CT tích đầy điện thì cũng có nửa chu kì dương của sức điện động trên cuộn điều khiển WĐK qua điôt Đ2 đặt vào cực điều khiển ĐĐK, điôt điều khiển mở , tụ CT phóng điệnDòng điện đi theo trình tự: Cực (+) CT ĐĐK Mát W1 Cực (-) CTI. Nhiệm vụ và phân loạiII. Hệ thống đánh lửa điện tử không tiếp điểm 1. Cấu tạo 2. Nguyên lý làm việcKhi khoá điện 4 mở , roto của manhêtô quay thì dòng điện trong mạch đi như thế nào?- Khi khoá điện 4 mở và roto của ma-nhê-tô quay, trên cuộn dây WN và WĐK xuất hiện sức điện động xoay chiều. Do dòng điện phóng qua cuộn sơ cấp W1 trong thời gian ngắn (tạo xung điện) làm từ thông biến thiên tạo ra sức điện động trên cuộn W2 và số vòng dây W2 nhiều gấp bội so với số vòng dây W1. Do đó W2 có sức điện động lớn, tạo ra tia lửa điện ở bugi.I. Nhiệm vụ và phân loạiII. Hệ thống đánh lửa điện tử không tiếp điểm 1. Cấu tạo 2. Nguyên lý làm việcSơ đồ hệ thống đánh lửa điện tử không tiếp điểmIII. Hệ thống đánh lửa AC-CDI : Hệ thống đánh lửa này sử dụng nguồn điện xoay chiều phát ra từ cuộn nguồn(cuộn lửa) ở vô lăng khi động cơ quay. Giá trị của dòng điện này lớn hay nhỏ phụ thuộc vào tốc độ của vô lăng điện (ứng với sự biến thiên từ trường của nam châm trong vô lăng điện): nếu vô lăng điện quay chậm, từ trường biến thiên ít như vậy dòng điện sinh ra sẽ có giá trị nhỏ; khi vô lăng quay càng lớn, dòng điện sinh ra sẽ càng lớn. Như vậy, dòng điện do cuộn nguồn phát ra và đưa vào CDI được tích vào tụ điện có giá trị không như nhau ở những khoảng tốc độ khác nhau của động cơ. Khi đến thời điểm đánh lửa, dòng điện do cuộn kích tạo ra làm thông Thyristor, năng lượng đã tích trong tụ điện phóng đột ngột qua cuộn sơ cấp của bôbin sườn, nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ làm sinh ra trong cuộn thứ cấp của bôbin sườn dòng điện cảm ứng với điện thế rất cao(khoảng 15.000 ~ 20.000 V) làm phát sinh tia lửa điện ở bugi.IV. Hệ thống đánh lửa DC-CDI: Hệ thống đánh lửa này không có nguồn điện xoay chiều phát ra từ cuộn nguồn ở vô lăng, mà nguồn cung cấp cho CDI đánh lửa là từ ắc qui (hoặc dòng điện xoay chiều đã được nắn thành một chiều ở bộ sạc). Dòng điện cấp cho CDI vì vậy rất ổn định, sau khi vào CDI qua bộ khuếch đại điện áp, nó sẽ được tích vào tụ điện. Các tiến trình còn lại trong quá trình đánh lửa hoàn toàn giống với hệ thống đánh lửa AC-CDI.So sánh hệ thống đánh lửa DC-CDI với AC-CDI: Do nguồn điện cung cấp trong hệ thống đánh lửa DC-CDI rất ổn định (từ accu), không phụ thuộc vào tốc độ động cơ như trong hệ thống đánh lửa AC-CDI, nên tia lửa điện phát ra ở bugi sẽ mạnh, đều ở mọi chế độ họat động của động cơ. Như vậy, khả năng khởi động động cơ sẽ nhạy hơn, hiệu quả đánh lửa sẽ ổn định hơn, đồng thời giúp tăng tuổi thọ cho các linh kiện điện tử trong CDI. Chính vì có ưu điểm hơn, nên hệ thống đánh lửa DC-CDI đang dần được thay thế cho hệ thống đánh lửa AC-CDI trên các xe gắn máy do các hãng sản xuất hiện nay. Tuy nhiên, có một điểm quan trọng cần lưu ý: Khác với xe có hệ thống đánh lửa AC-CDI thì bất cứ một chạm chập nào của các thiết bị điện trên xe sử dụng điện DC(ví dụ như còi, xi nhan, công tắc đèn báo phanh...) ra mát, đều gây ra mất điện đánh lửa cho xe có hệ thống đánh lửa DC-CDI.Kết luận Ngày nay, hệ thống đánh lửa điện tử thông thường cung cấp điện thế tối đa ở 50.000 volt hoặc hơn, vì vậy, chúng có thể hạn chế ảnh hưởng của hiện tượng mòn điện cực bu-gi bằng cách cung cấp điện thế cao hơn nếu cần thiết. Trong điều kiện vận hành bình thường, điện thế chỉ ở khoảng 8.000-14.000 volt và tăng lên đôi chút khi bu-gi mòn. Nhờ khả năng điều chỉnh điện thế một cách linh động nên các bu-gi hiện đại có tuổi thọ ít nhất 160.000 km, cao hơn 10 lần so với sử dụng hệ thống đánh lửa tiếp điểm. Hầu hết xe hơi hiện nay sử dụng hệ thống đánh lửa điện tử, có khả năng sinh điện thế cực đại cao hơn và nâng tuổi thọ bu-gi gấp 10 lần so với kiểu đánh lửa tiếp điểm của những năm 1970. Hai câu hỏi cho các bạn:Khi khoá điện 4 đóng dòng điện trong mạch đi như thế nào?Khi khoá điện 4 đóng, dòng điện từ cuộn WN sẽ ra mát, hệ thống đánh lửa ngừng làm việc. Do dòng điện phóng qua cuộn sơ cấp W1 trong thời gian ngắn (tạo xung điện) làm từ thông biến thiên tạo ra sức điện động trên cuộn W2 và số vòng dây W2 nhiều gấp bội so với số vòng dây W1. Do đó W2 có sức điện động lớn, tạo ra tia lửa điện ở bugi.Vì sao lại xuất hiện tia lửa điện ở bugi? Bài thuyết trình của tổ 2 đã hết... Xin chào Cô (Thầy) và các bạn