Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật đ ã không ngừng thúc đẩy
việc tìm tòi nghiên cứu. Việc áp dụng những th ành tựu khoa học kỹ thuật cao
vào ngành công nghiệp nói chung và ngành công nghiệp ô tô nói ri êng, đã đạt
được những kết quả mỹ m ãn, đặc biệt l à l ĩnh vực kỹ thuật điện tử đóng vai
trò quan trọng trong công cuộc đổi mới của ngành công nghiệp này.
Qua quá trình h ọc tập ở tr ường với những kiến thức đ ã h ọc v à đặc biệt
qua các đ ợt đi thực tập: thợ c ơ khí, th ực tập chuy ên ngành và th ực tập tổng
hợp. Em cảm thấy m ình sử dụng các kiến thức đ ã tích lu ỹ để có thể thiết kế
chế tạo mô hình học cụ hệ thống đánh lửa ECU. Đ ây cũng l à mong muốn của
em đóng góp m ột phần nhỏ bé của m ình vào s ự nghiệp đ ào t ạo của nh à
trường.
Có thể nói sự phát triển của ng ành công nghi ệp ôtô m à đặc biệt l à l ĩnh
vực điện -điện tử trên ôtô là sự phát triển không ngừng, luônluôn đổi mới để
đáp ứng nhu cầu v à thị hiếu của ng ười sử dụng. Việc t ìm hi ểu nghiên cứu hệ
thống đánh lửa điện tử tr ên ôtô trong h ọc tập của sinh vi ên ngành cơ khí K ỹ
thuật ôtô, cũng nh ư của sinh vi ên học nghề sửa chữa ôtô l à không th ể thiếu
được. Đồng thời để nâng cao kiến thức, nắm vững cả lý thuyết v à thực h ành
thì vi ệc tạo điều kiện cho sinh vi ên tiếp xúc với mô h ình h ệ thống đánh lửa l à
hết sức cần thiết.
Để đáp ứng phần n ào cho vi ệc giảng dạy cũng nh ư th ực hành. Em
được khoa C ơ khí trư ờng đại học Nha Trang giao cho đề t ài:” Thi ết kế chế
tạo mô h ình h ọc cụ Hệ thống đánh lửa ECU ch o phòng thực tập điện chuy ên
ngành Bộ môn Kỹ thuật ô tô Đại học Nh a Trang”.
Mục đích vận dụng kiến thức đ ã học vào thực tế để h àon chỉnh v à nâng
cao chuyên môn c ủa người thực hiện đồng thới góp phầ n nâng cao hiệu quả
sử dụng thiết bị.
Nội dung thực hiện đề tài:
1. Nội dung thực hành hệ thống đánh lửa ô tô.
2. Lựa chọn phương án thiết kế.
3. Thiết kế chế tạo.
4. Thử nghiệm.
Trong quá trình hoàn thành đề tài này, m ặc dù được sự h ướng dẫn tận
tình của thầy Mai S ơn Hải cũng như các thầy trong khoa c ơ khí và xư ởng cơ
khí cũng như các bạn trong khoa. Song do thời gi an hoàn thành đề tài có hạn,
việc tìm hiểu các ph ương án và thi ết bị lắp đặt mô h ình, cũng như khả năng
trình độ và kinh nghiệm còn thiếu sót. Rất mong sự góp ý v à phê bình của quí
thầy cô, các bạn sinh viên và các bạn đọc để đề tài hoàn chỉnh hơn.
87 trang |
Chia sẻ: tuandn | Lượt xem: 2375 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế chế tạo mô hình học cụ hệ thống đánh lửa ECU cho phòng thực tập điện chuyên ngành bộ môn kỹ thuật ô tô Đại học Nha Trang, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
Khoa Cơ khí
Phạm Văn Thành
CK43-ĐLOT
Đề tài :
THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỌC CỤ
HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA ECU CHO PHÒNG THỰC TẬP ĐIỆN
CHUYÊN NGÀNH BỘ MÔN KỸ THUẬT Ô TÔ ĐẠI HỌC NHA TRANG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành : KỸ THUẬT Ô TÔ
Hướng dẫn khoa học:
Th.s: Mai Sơn Hải
NHA TRANG - 06/2007
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Họ và tên sinh viên : Phạm Văn Thành. Lớp : CK43-DLOT
Chuyên ngành : Kỹ thuật Ô tô. Mã ngành : 18.02.10
Tên đề tài: Thiết kế chế tạo mô hình học cụ Hệ thống đánh lửa ECU
cho phòng thực tập điện chuyên ngành Bộ môn Kỹ thuật ô tô Đại học Nha
Trang.
Số trang :84 Số chương : 4 Số tài liệu tham khảo : 6
NHẬN XÉT
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
Kết luận:.....................................................................................................
Nha Trang, ngày ..... tháng .... năm 2007
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Th.s. Mai Sơn Hải
PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Phạm Văn Thành. Lớp : CK43-DLOT
Chuyên ngành : Kỹ thuật Ô tô. Mã ngành : 18.02.10
Tên đề tài : Thiết kế chế tạo mô hình học cụ Hệ thống đánh lửa ECU
cho phòng thực tập điện chuyên ngành Bộ môn Kỹ thuật ô tô Đại học
Nha Trang.
Số trang : 84 Số chương :04 Số tài liệu tham khảo : 06
NHẬN XÉT
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
Điểm phản biện : ........................................................................................
Nha Trang, ngày ...... tháng ..... năm2007
CÁN BỘ PHẢN BIỆN
Nha Trang, ngày ..... tháng ….năm 2007
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký và ghi rõ họ tên)
ĐIỂM CHUNG
Bằng số Bằng chữ
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã không ngừng thúc đẩy
việc tìm tòi nghiên cứu. Việc áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật cao
vào ngành công nghiệp nói chung và ngành công nghiệp ô tô nói riêng, đã đạt
được những kết quả mỹ mãn, đặc biệt là lĩnh vực kỹ thuật điện tử đóng vai
trò quan trọng trong công cuộc đổi mới của ngành công nghiệp này.
Qua quá trình học tập ở trường với những kiến thức đã học và đặc biệt
qua các đợt đi thực tập: thợ cơ khí, thực tập chuyên ngành và thực tập tổng
hợp. Em cảm thấy mình sử dụng các kiến thức đã tích luỹ để có thể thiết kế
chế tạo mô hình học cụ hệ thống đánh lửa ECU. Đây cũng là mong muốn của
em đóng góp một phần nhỏ bé của mình vào sự nghiệp đào tạo của nhà
trường.
Có thể nói sự phát triển của ngành công nghiệp ôtô mà đặc biệt là lĩnh
vực điện - điện tử trên ôtô là sự phát triển không ngừng, luôn luôn đổi mới để
đáp ứng nhu cầu và thị hiếu của người sử dụng. Việc tìm hiểu nghiên cứu hệ
thống đánh lửa điện tử trên ôtô trong học tập của sinh viên ngành cơ khí Kỹ
thuật ôtô, cũng như của sinh viên học nghề sửa chữa ôtô là không thể thiếu
được. Đồng thời để nâng cao kiến thức, nắm vững cả lý thuyết và thực hành
thì việc tạo điều kiện cho sinh viên tiếp xúc với mô hình hệ thống đánh lửa là
hết sức cần thiết.
Để đáp ứng phần nào cho việc giảng dạy cũng như thực hành. Em
được khoa Cơ khí trường đại học Nha Trang giao cho đề tài:” Thiết kế chế
tạo mô hình học cụ Hệ thống đánh lửa ECU cho phòng thực tập điện chuyên
ngành Bộ môn Kỹ thuật ô tô Đại học Nha Trang”.
Mục đích vận dụng kiến thức đã học vào thực tế để hàon chỉnh và nâng
cao chuyên môn của người thực hiện đồng thới góp phần nâng cao hiệu quả
sử dụng thiết bị.
Nội dung thực hiện đề tài:
1. Nội dung thực hành hệ thống đánh lửa ô tô.
2. Lựa chọn phương án thiết kế.
3. Thiết kế chế tạo.
4. Thử nghiệm.
Trong quá trình hoàn thành đề tài này, mặc dù được sự hướng dẫn tận
tình của thầy Mai Sơn Hải cũng như các thầy trong khoa cơ khí và xưởng cơ
khí cũng như các bạn trong khoa. Song do thời gian hoàn thành đề tài có hạn,
việc tìm hiểu các phương án và thiết bị lắp đặt mô hình, cũng như khả năng
trình độ và kinh nghiệm còn thiếu sót. Rất mong sự góp ý và phê bình của quí
thầy cô, các bạn sinh viên và các bạn đọc để đề tài hoàn chỉnh hơn.
Qua đây em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy
Mai Sơn Hải và thầy Huỳnh Trọng Chương trong suốt quá trình hoàn thành
đề tài này, cũng như quí thầy cô trong khoa Cơ Khí trường Đại Học Nha
Trang đã truyền đạt cho em những kiến thức cần thiết trong suốt thòi gian
học tập tại trường.
Nha Trang, Tháng 06 năm 2007.
Sinh viên thực hiện:
Phạm Văn Thành
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Thuật ngữ đầy đủ Ký hiệu
Hệ thống đánh lửa HTDL
Electronic Control Unit ECU
Battery B
Ignition/swich IG/SW
Group(crankshafr Angle Signal G
Number Of Engine Revolution Signal Ne
Ignititon Timing Signal IGT
Earth. (Ground) E
Tachomater EXT
Coil C
Điện trở R
Diode
Hình vẽ H
Light Emitting Diode LED
Tài liệu tham khảo TL
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. PGS. TS: ĐỖ VĂN DŨNG
TRANG BỊ ĐIỆN VÀ ĐIỆN ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ HIỆN ĐẠI (TẬP I)
ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
2. TOYOTA
CẨM NANG SỬA CHỮA TẬP I
NXB – 08/2000
3. NGUYỄN OANH
CƠ SỞ DẠY NGHỀ MÁY NỔ AN PHÚ
KỸ THUẬT SỬA CHỮA Ô TÔ VÀ ĐỘNG CƠ NỔ HIỆN ĐẠI (TẬP I)
NXB – TỔNG HỢP ĐỒNG NAI
4. LÝ DĨ HẰNG
CẨM NANG ĐỘNG CƠ CHẠY XĂNG
NXB - HẢI PHÒNG 03/2001
5. NGUYỄN TẤN LỘC
GIÁO TRÌNH CẤU TẠO ĐỘNG CƠ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Tp.HCM
6. CƠ SƠ SẢN XUẤT TRANG THIẾT BỊ DẠY HỌC THỊNH ĐẠT
12/82 KP5 P. TĂNG NHƠN PHÚ A, 09 TP HCM
NXB TP HCM – 01/2004.
Trang -8-
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA
I.1. CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA
I.1.1. Hiệu điện thế thứ cấp cực đại U2m:
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
U2m phải lớn để có khả năng tạo được tia lửa điện giữa hai điện cực
của buj, đặc biệt lúc khởi động.
I.1.2. Hiệu điện thế đánh lửa Udl:
Hiệu điện thế thứ cấp mà tại đó quá trình đánh lửa được xảy ra
được gọi là hiệu điện thế đánh lửa (Udl). Hiệu điện thế đánh lửa là một
hàm phụ thuộc vào nhiều yếu tố, theo định luật Pashen.
T
P
KU dl
δ.
=
Trong đó:
P: là áp suất trong buồng đốt tại thời điểm đánh lửa.
δ: khe hở bugi.
T: nhiệt độ ở điện cực trung tâm của bugi tại thời điện
đánh lửa.
K: hằng số phụ vào thành phần của hỗn hợp hoà khí.
Ở chế độ khởi động lạnh, hiệu thế đánh lửa Udl tăng khoảng 20 ÷ 30%
do nhiệt độ hoà khí thấp và hoà khí không được hoà trộn tốt.
Khi động cơ tăng tốc độ, Udl tăng nhưng sau đó Udl 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.
Trang -9-
H. I -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.
Sau khi đó Udl tiếp tục tăng do khe hở bugi tăng. Vì vậy để giảm Udl
phải hiệu chỉnh lại khe hở bugi sau mỗi 10.000 km.
I.1.3. Hệ số dự trữ Kdt:
Hệ số dự trữ là tỷ số giữa hiệu điện thế thứ cấp cực đại U2m và hiệu
điện thế đánh lửa Udl:
dl
m
dl U
U
K 2=
Đối với hệ thống đánh lửa thường, do U2m thấp nên Kdt thường nhỏ
hơn 1,5. Trên những động cơ xăng hiện đại với với hệ thống đánh lửa điện
tử hệ số dự trữ có khả năng tăng cao (Kdt = 1,5 ÷ 1,8) đáp ứng được việc
tăng tỷ số nén, tăng số vòng quay và tăng khe hở bugi.
I.1.4. Năng lượng dự trữ Wdt:
Năng lượng dữ trữ Wdt là năng lượng tích luỹ 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 hoà khí. Hệ thống đánh lửa phải đảm bảo
được năng lượng dự trữ trên cuộn sơ cấp của bobin ở một giá trị xác định.
mj
IL ng 70÷50=
2
×
=W¦
2
1
dt
Trong đó:
Wdl: Năng lượng dự trữ trên cuộn sơ cấp.
U
KV
16
8
1000 2000 3000 n(v/p)
4
1
2
3
Trang -10-
L1: Độ tự cảm của cuộn sơ cấp của bobin.
Ing: Cường độ dòng điện sơ cấp tại thời điểm công suất ngắt.
I.1.5. Tốc độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp S:
[ ]msV
t
U
dt
du
S /600÷300=
Δ
Δ
== 22
Trong đó:
S: tốc độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp.
ΔU2 độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp.
Δt: Thời gian biến thiên của hiệu 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 có muội
than trên cực bugi, năng lượng tiêu hao trên mạch thứ cấp giảm.
I.1.6. Tần số và chu kỳ đánh lửa:
Đối với động cơ 4 thì, số tia lửa xảy ra trong một giây được xác
định bởi công thức:
[ ]HznZf
120
=
Đối với động cơ 2 thì:
[ ]HzZnf
60
=
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.
md ttf
T +==
1
td: thời gian công suất dẫn.
tm : thời gian công suất ngắt.
Trang -11-
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.
I.1.7. Góc đánh lửa sớm :
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 tử điểm thượng.
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:
θopt = f(Pbđ, tbđ,p, twt, tmt, n, No…)
Trong đó:
Pbđ: Áp suất trong buồng đốt tại thời điểm đánh lửa.
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.
Ở các đời xe cũ, góc đánh lửa sớm chỉ số được điều khiển theo hai
thông số: tốc độ và tải động cơ.Tuy nhiên, hệ số đánh lửa ở một số xe
(Toyota, honda…),có trang bị thêm van nhiệt và sử dụng bộ phận đánh lửa
sớm theo hai chế độ nhiệt độ. Trên các đời xe mới, góc đánh lửa sớm được
điều khiển bằng điện tử nên góc đánh lửa sớm được hiệu chỉnh theo thông
số nêu trên.
Trang -12-
I.1.8. Năng lượng tia lửa và thời gian phóng điện:
Thông thường, tia lửa điện bao gồm hai thành phần là thành phần điện
dung và thành phần điện cảm. Năng lượng của tia lửa được tính theo công
thức:
WP = WC + WL
Trong đó:
2
W
2
2
C
dlUC
2
W
2
22
L
iL
=
WP: Năng lượng của tia lửa.
WC: Năng lượng của thành phần tia lửa có tính điện dung.
WL: Năng lượng của thành phần tia lửa có tính điện cảm.
C2: Điện dung ký sinh của mạch thứ cấp của bugi (F).
Uđl : Hiệu điện thế đánh lửa.
L2: Độ tự cảm của mạch thứ cấp (H).
i2: Cường độ dòng điện mạch thú cấp (A).
Tuỳ thuộc vào loại hệ thống đánh lửa mà tăng năng lượng tia lửa có đủ
hai thành phần hoặc chỉ có một thành phần điện cảm hoặc điện dung.
Thời gian phóng điện giữa hai điện cực của bugi tuỳ thuộc vào loại hệ
thống đánh lửa. Tuy nhiên hệ thống đánh lửa phải đảm bảo năng lượng tia
lửa đủ lớn và thời gian phóng điện đủ dài để đốt cháy được hoà khí ở mọi
chế độ hoạt động của động cơ.
I.2. LÝ THUYẾT VỀ ĐÁNH LỬA TRÊN ÔTÔ
Trong động cơ xăng, hoà khí sau được đưa vào trong xylanh và
được trộn đều nhờ sự xoáy lốc của dòng khi sẽ được piston nén lại.Ở một
thớ điểm thích hợp cuối thì nén, HTĐL sẽ cung cấp một tia lửa cao thế sẽ
đốt cháy hoà khí và sinh công cho động cơ. Để tạo được tia lửa điện giữa
hai cực của bugi. Quá trình đánh lửa được chia ra làm ba giai đoạn là quá
Trang -13-
trình tăng trưởng của dòng sơ cấp, quá trình ngắt dòng sơ cấp và thời kỳ
xuất hiện tia lửa điện ở cực bugi.
I.2.1. Quá trình tăng trưởng dòng sơ cấp:
- Sơ đồ hệ thống:
H.I -2. Sơ đồ của hệ thống đánh lửa.
Trong đó:
Rf : điện trở phụ.
R1 : điện trở của cuộn sơ cấp.
L1, L2: độ tự cảm của cuộn sơ cấp và thứ cấp của bôbin.
T: transistor công suất được điều khiển nhờ tín hiệu từ cảm
biến hoặc vít lửa.
Khi transistor công suất T dẫn, trong mạch sơ cấp sẽ có dòng điện i1 từ
(+) accu đến R1 → L1 → T → mass. Dòng điện i lúc đầu tăng nhanh sau
đó tăng chậm lại do sức điện động tự cảm sinh ra trên cuộn sơ cấp L1. Ở
giai đoạn này, mạch thứ cấp của hệ thống đánh lửa gần như không ảnh
hưởng đến quá trình tăng dòng ở mạch sơ cấp hiệu điện thế và cường độ
dòng điện xuất hiện ở mạch thứ cấp không đáng kể nên ta có thể coi như
mạch thứ cấp
hở. Vì vậy ở giai đoạn này ta có sơ đồ tương đương được trình bày
trên. Trên sơ đồ giá trị điện trở trong của acquy được bỏ qua.
SW Rf Đến bộ
chia L1
R L2
Bobin
IC đánh lửa T Acquy
Cảm biến
Trang -14-
Trong đó:
RΣ = R1 + Rf
U = Ua - ΔUt
H. I – 3. Sơ đồ tương đương của mạch sơ cấp của hệ thống đánh lửa.
Với:
Ua: là hiệu điện thế của acquy
ΔUt : là độ sụt áp trên transistor công suất ở trạng thái dẫn
bão hoà hoặc độ sụt áp trên vít lửa.
Qua quá trình tăng trưởng của dòng sơ cấp i1 ta thiết lập được
phương trình vi phân sau:
U
dt
di
LR =+Σ 1
Giải phương trình vi phân ta được:
( ) ( )teUti LR 1Σ /-
Σ
1 -1R
= (1.1)
Gọi =
Σ
1111
ττ
t
e
R
L (1.2)
Lấy đạo hàm (1.2) theo thời gian t, ta được tốc độ tăng trưởng của
dòng sơ cấp.
Đồ thị cho thấy độ tự cảm L1 của cuộn sơ cấp càng lớn thì tốc độ tăng
trưởng của dòng sơ cấp i1càng giảm. Gọi td là thời gian transistor công suất
dẫn thì cường độ dòng điện sơ cấp Ing tại thời điểm đánh lửa khi transistor
công suất ngắt là:
RΣ
i1
U
K
L
Trang -15-
H. I - 4. Quá trình tăng trưởng dòng sơ cấp i1
( )1/1
R
tt
ng
de
U
I =
Σ
(1.3)
Trong đó: td = γd . T = γd . 120/ (n.Z) (1.3a)
Với:
T: l;à chu kỳ đánh lửa (s)
n: là số vòng quay trục khuỷu động cơ (min-1)
γd : thời gian tích luỹ năng lượng tương đối.
Trên các xe đời cũ, tỷ lệ thời gian tích luỹ năng lượng γd = 2/3
còn ở các xe đời mới nhờ cơ cấu hiệu chỉnh thời gian tích luỹ năng lượng
nên γd << 2/3:
te
U
I tznng ).-1(R
= 1
d ..
120
Σ
γ
(1.4)
Từ biểu thức (1.4) ta thấy Ing phụ thuộc vào tổng trở của mạch sơ cấp
( R). Độ tự cảm của cuộn sơ cấp (L1), số vòng quay trục khuỷu động cơ
(n), và số xylanh (z). Nếu RΣ, L1, Z là không đổi thì khi tăng số vòng quay
trục khuỷu động cơ (n) cường độ dòng điện Ing sẽ giảm.Tại thời điểm đánh
lửa, năng lượng đã được tích luỹ trong cuộn dây sơ cấp dưới dạng từ
trường:
I1(t)
R
U
La
Lb > La
t
Trang -16-
22
2
11
2
ng
dt )-1(R
.
22
.I
=W 1t
td
e
ULL
Σ
=
)2-1(
R
.
2
=W 22
Σ
2
1
dt
aa ee
UL
+
Trong đó:
Wdt : năng lượng tích luỹ trong cuộn dây sơ cấp.
dd tL
R
t
t
a
11
Σ==
Hàm Wdt = f(a) đạt được giá trị cực đại, tức nhận được năng
lượng điện từ hệ thống cung cấp điện nhiều nhất khi:
256,1=
1
Σ =dtL
R
a
I.2.2. Quá trình ngắt dòng sơ cấp:
Khi transistor công suất ngắt, dòng điện sơ cấp và từ thông do đó sinh
ra giảm đột ngột. Trên cuộn thứ cấp của bobin sẽ sinh ra một hiệu điện thế
vào khoảng từ 15 KV đến 35 KV. Giá trị của hiệu điện thế thứ cấp phụ
thuộc vào rất nhiều thông số của mạch sơ cấp và thứ cấp. Để tính toán hiệu
điện thế cực đại ta sử dụng sơ đồ tương đương trên hình sau (H I - 5).
H. I - 5. Sơ đồ tương đương của hệ thống đánh lửa.
Rm: điện trở mất mát. Rr: điện trở rò qua điện cực bugi.
Bỏ qua hiệu điện thế của acquy vì hiệu điện thế của acquy rất nhỏ so
với hiệu điện thế trên cuộn sơ cấp lúc transistor công suất ngắt, ta xét
R1 R2
R m
i1 i2
Rr Bugi C2 L1 C1 L2 S
Trang -17-
trường hợp không có tải có nghĩa là dây cao áp được tách ra khỏi bugi. Tại
thời điểm transistor công suất ngắt, năng lượng từ trường tích luỹ trong
cuộn sơ cấp của bobin được chuyển thành năng lượng điện trường chứa
trên tụ điện C1và C2 và một phần bị mất mát. Để xác định hiệu điện thế thứ
cấp cực đại U2m ta lập phương trình cân bằng năng lượng lúc transistor
công suất ngắt:
A
UCUCLI mmng ++=
222
. 222
2
211
2
Trong đó:
C1: là điện dung của tụ điện lúc mắc song song với vít lửa
hoặc transistor công suất
C2: là điện dung ký sinh trên mạch thứ cấp.
U1m, U2m: là hiệu điện thế trên mạch sơ cấp và thứ cấp lúc
transistor công suất ngắt.
A: là năng lượng mất mát do dòng rò, dòng fuco trong lõi thép
của bobin…
U2m = Kbb. U1m
Kbb = W2 /W1: hệ số biến áp của bobin.
W1, W2: số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp.
η
η
.
C
W2
.
2
2
1
tl
2
2
2
1
1
2
22
1
1
2
2
222
2
2
11
2
CK
KU
CKC
L
IKU
C
K
C
L
IU
UC
K
U
CLI
bb
bbm
bb
ngbbm
bb
ngm
m
bb
m
ng
+
=⇒
+
=⇒
+
=⇒
+=⇒
η: hệ số tính đến sự mất mát trong mạch dao động, η = 0,7 ÷0,8.
Trang -18-
Quy luật biến đổi dòng điện i1 và hiệu điện thế thứ cấp U2m được biểu
diễn trên hình (H. I -7) khi transistor công suất ngắt, cuộn sơ cấp sẽ sinh ra
một sức điện động khoảng 200 ÷ 300V.
I.2.3. Quá trình phóng điện cực ở bugi
Khi điện áp thứ cấp U2 đạt đến giá trị Udl, tia lửa điện cao thế sẽ xuất
hiện giữa hai điện cực của bugi. Bằng thí nghiệm người ta chứng minh
được rằng tia lửa điện xuất hiện ở bugi gồm hai thành phần: thành phần
điện dung và thành phần điện cảm.
Thành phần điện dung của tia lửa do năng lượng tích luỹ trên mạch
thứ cấp được qui ước bởi điện dung ký sinh C2. Tia lửa điện dung được
đặc trưng bởi sự sụt áp và tăng dòng đột ngột. Dòng điện có thể đạt vài
chục Ampe (H.I – 8).
Mặc dù năng lượng không lớn lắm (C2. U2dl)/2 nhưng công suất phát ra
bởi thành phần điện dung của tia lửa nhờ thời gian rất ngắn (1s) nên có
thể đạt hàng chục, hàng trăm kV. Tia lửa điện dung có màu xanh xám kèm
theo tiếng nổ lách tách đặc trưng. Dao động với tần số cao (106 ÷ 107 Hz)
và dòng lớn, tia lửa điện dung gây nhiễu vô tuyến và mài mòn điện cực
bugi. Để giải quyết vấn đề vừa nêu, trên mạch thứ cấp ( như nắp delco, mỏ
quẹt, dây cao áp) thường được mắc thêm các điện trở. Do tia lửa điện xuất
hiện trước khi hiệu điện thế thứ cấp đạt giá trị U2m nên năng lượng của tia
lửa điện dung ch