(Luận văn thạc sĩ) chuyên đề hệ thống đánh lửa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ CHUYÊN ĐỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA h GVHD: TS ĐỖ QUỐC ẤM SVTH: LƯƠNG HOÀNG GIANG NGUYỄN HOÀNG PHÚ SKL010312 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP h CHUYÊN ĐỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA SVTH: LƯƠNG HOÀNG GIANG MSSV: 18145111 SVTH: NGUYỄN HỒNG PHÚ MSSV: 18145203 KHĨA: 2018 NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GVHD: TS ĐỖ QUỐC ẤM Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP h CHUYÊN ĐỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA SVTH: LƯƠNG HOÀNG GIANG MSSV: 18145111 SVTH: NGUYỄN HOÀNG PHÚ MSSV: 18145203 KHĨA: 2018 NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ơ TƠ GVHD: TS ĐỖ QUỐC ẤM Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2022 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Tp Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2022 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: CHUYÊN ĐỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA Sinh viên thực hiện: Họ tên SV1: Lương Hoàng Giang MSSV: 18145111 Họ tên SV2: Nguyễn Hồng Phú MSSV: 18145203 I NỘI DUNG: • • • • • Nghiên cứu tượng tự cảm, hỗ cảm Nghiên cứu hệ thống đánh lửa điện cảm, điện dung Nghiên cứu cấu tạo chức thành phần hệ thống đánh lửa Nguyên cứu số phương pháp điều khiển dòng điện sơ cấp Viết thuyết minh đề tài h II TRÌNH BÀY: • thuyết minh đồ án • Upload ấn phẩm lên Google Drive (Hồ sơ NCKH, file word, powerpoint ĐATN) III THỜI GIAN THỰC HIỆN: • Ngày bắt đầu: 01/09/2022 • Ngày hoàn thành: 15/12/2022 Trưởng ngành Tp.HCM, ngày…tháng…năm 2022 Giáo viên hướng dẫn CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Tp Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2022 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên: Lương Hoàng Giang Nguyễn Hoàng Phú MSSV: 18145111 MSSV: 18145203 Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Tên đề tài: Chuyên đề Hệ thống đánh lửa Họ tên Giáo viên hướng dẫn: Ts Đỗ Quốc Ấm NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: ……………………………………………………………………………………… Ưu điểm: h ……………………………………………………………………………………… Khuyết điểm: ……………………………………………………………………………………… Đề nghị cho bảo vệ hay không? ……………………………………………………………………………………… Đánh giá loại ……………………………………………………………………………………… Điểm:…… (bằng chữ:…………………………… ………………………) Tp Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2022 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Tp Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2022 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên: Lương Hoàng Giang MSSV: 18145111 Nguyễn Hoàng Phú MSSV: 18145203 Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Tên đề tài: Chuyên đề Hệ thống đánh lửa Họ tên Giáo viên phản biện: …………………………………………………… NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: ……………………………………………………………………………………… Ưu điểm: h ……………………………………………………………………………………… Khuyết điểm: ……………………………………………………………………………………… Đề nghị cho bảo vệ hay không? ……………………………………………………………………………………… Đánh giá loại ……………………………………………………………………………………… Điểm:………(bằng chữ:…………………………… ………………………) Tp Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2022 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN h Trên tất cả, chúng em muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô giáo công tác trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh, nhiệt tình dạy truyền thụ cho tụi em vô vàng kiến thức tảng mà chi kinh nghiệm quý báo cho bọn em thời gian năm học trường Ngồi ra, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến thầy hướng dẫn TS Đỗ Quốc Ấm, trực tiếp dạy bảo, hướng dẫn dạy tụi em xuyên suốt thời gian thực luận án tốt nghiệp hoàn thành trước thời hạn đề Hơn nữa, suốt thời gian làm việc với thầy, nhóm em khơng tiếp thu lượng lớn kiến thức chun mơn, mà cịn học khả tư giải vấn đề cách triệt để, tinh thần làm việc đến thái độ làm việc chuyên nghiệp Mà từ đó, giúp bọn em tham gia cọ sát với môi trường làm việc tương lai cách tự tin Bên cạnh đó, nhóm chúng em muốn gửi lời cảm ơn tới thầy phản biện, đóng góp ý kiến, phân tích nhận xét luận án Mà nhờ đó, tụi em nhìn thiếu sót bổ sung, chỉnh sửa để giúp luận hồn thiệt Và nhóm gửi lời cảm ơn tới anh chị bạn bè, ln đồng hành hỗ trợ cho tụi em thời gian thực đồ án Cuối cùng, nhóm bọn em cố gắng hồn thiện đồ án cách tốt có thể, cho q trình thực phát sinh nhiều sai lầm thiếu sót khơng mong muốn Tụi em mong nhận đóng góp ý kiến từ phía thầy bạn bè Tp Hồ Chí Minh, Ngày ….Tháng… Năm 2022 Nhóm sinh viên thực Nguyễn Hoàng Phú Lương Hoàng Giang i MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU v DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ vi DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU viii Chương 1: TỔNG QUÁT 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Đối tượng nghiên cứu .1 1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.4 Nội dung nghiên cứu Chương 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 2.1 Nhiệm vụ hệ thống đánh lửa 2.2 Yêu cầu hệ thống đánh lửa 2.3 Phân loại hệ thống đánh lửa .3 h 2.4 Các thông số làm việc hệ thống đánh lửa 2.4.1 Hiệu điện thứ cấp cực đại 2.4.2 Hiệu điện đánh lửa 2.4.3 Hệ số dự trữ lượng Kdt 2.4.4 Tốc độ biến thiên hiệu điện thứ cấp S 2.4.5 Tần số chu kỳ đánh lửa .7 2.4.6 Năng lượng đánh lửa 2.4.6.1 Thời gian tích lũy lượng 2.4.6.2 Phân tích lượng tia lửa điện 2.4.7 Một số yếu tố ảnh hưởng đến lượng đánh lửa 10 Chương 3: LÝ THUYẾT ĐÁNH LỬA 12 3.1 Hệ thống đánh lửa điện cảm 12 3.1.1 Giai đoạn tăng trưởng dòng điện sơ cấp 12 3.1.2 Giai đoạn ngắt dòng điện cuộn sơ cấp 14 3.1.3 Giai đoạn phóng điện điện cực Bu-gi 15 ii 3.1.4 Ưu, nhược điểm hệ thống đánh lửa điện cảm 16 3.2 Hệ thống đánh lửa điện dung 16 3.2.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống đánh lửa điện dung 17 3.2.2 Ưu nhược điểm hệ thống đánh lửa điện dung .17 3.2.3 Mơ hình tính tốn .18 3.3 Sức điện động tự cảm .21 Chương 4: KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT TRÊN HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 23 4.1 Bu-gi đánh lửa 23 4.1.1 Chức Bu-gi .23 4.1.2 Ứng dụng loại Bu-gi 24 4.1.3 Các yêu cầu Bu-gi 25 4.1.4 Cấu tạo Bu-gi 26 4.1.5 Phạm vi nhiệt Bu-gi 32 4.1.6 Ảnh hưởng kết cấu Bu-gi đến hoạt động động .34 4.1.6.1 Vị trí bố trí Bu-gi .34 4.1.6.2 Vị trí tâm cháy 35 h 4.1.7 Ảnh hưởng vật liệu chế tạo .37 4.1.8 Ảnh hưởng nguồn khác: 41 4.1.9 Hiệu suất Bu-gi 43 4.1.10 Trạng thái hoạt động bất thường Bu-gi 43 4.1.10.1 Tự động đánh lửa 44 4.1.10.2 Sự kích nổ .44 4.1.10.3 Những loại Bu-gi chuyên dụng 45 4.1.12 Ký hiệu loại Bu-gi 46 4.1.13 Những nguyên tắc sử dụng Bu-gi 47 4.1.14 Những sai lầm hậu trình sử dụng Bu-gi 48 4.1.15 Các hư hỏng Bu-gi 49 4.2 Biến áp đánh lửa .53 4.2.1 Công dụng .53 4.2.2 Yêu cầu 53 4.2.3 Cấu tạo biến áp đánh lửa 53 iii 4.2.4 Nguyên lý hoạt động .54 4.2.4.1 Nguyên lý tạo từ trường cuộn dây 54 4.2.4.2 Mạch từ 55 4.2.4.3 Sinh nhiệt cuộn dây 57 4.2.4.4 Tải điện dung 57 4.2.4.5 Năng lượng tia lửa .57 4.2.5 Các thông số biến áp đánh lửa 57 4.2.5.1 Độ tự cảm 57 4.2.5.2 Điện dung 57 4.2.5.3 Năng lượng dự trữ 58 4.2.5.4 Điện trở 58 4.2.5.5 Năng lượng mát cuộn dây 59 4.2.5.6 Tỉ số vòng dây 59 4.2.5.7 Điện cao áp đặc tính tạo tia lửa 59 4.3 Bộ điều khiển hệ thống đánh lửa 60 4.3.1 Điều khiển ngắt dòng sơ cấp 60 h 4.3.1.1 Kiểu vít lửa .60 4.3.1.2 Dùng cảm biến Điện từ 61 4.3.1.3 Dùng cảm biến Hall 62 4.3.1.4 Dùng Cảm biến quang 63 4.3.2 Các điều khiển khác 64 4.3.2.1 Điều khiển dòng điện qua cuộn sơ cấp biến áp đánh lửa 64 4.3.2.2 Tín hiệu đánh lửa IGT- Ignition timing 66 4.3.2.3 Tín hiệu hồi tiếp IGF 67 4.3.2.4 Phân phối tia lửa điện cao áp 68 4.3.2.5 Phát tia lửa 68 4.3.2.6 Điều khiển chống kích nổ 69 Chương KẾT LUẬN .70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 iv Bảng 4.2: Các giá trị yêu cầu thông số cuộn dây đánh lửa [19] I1 Dòng điện cuộn sơ cấp 6.5…9 A T1 Thời gian nạp 1.5…4.0 ms U2 Điện áp thứ cấp 29…35 kV Tsp Thời gian tia lửa 1.3…2.0 ms Wsp Isp R1 R2 N1 N2 Năng lượng đánh lửa Dòng điện đánh lửa Điện trở cuộn dây sơ cấp Điện trở cuộn dây thứ cấp Số vòng dây quấn sơ cấp Số vòng dây quấn thứ cấp 30…50 mJ tăng lên đến 100 mJ cho phun xăng trực tiếp 80 115 mA 0.3…0.6 5…15k 150…200 8000…22000 h 4.2.5.5 Năng lượng mát cuộn dây Năng lượng bị mát cuộn dây xác định tổn hao cuộn dây, tổn hao điện dung tổn thất từ hoá (từ trễ), sai lệch cấu tạo cần thiết so với cấu hình lý tưởng cho mạch từ Ở mức hiệu suất 50 60%, tổn thất điện tương đối cao tạo dạng nhiệt tốc độ động cao Cần có giải pháp thiết kế phù hợp để giữ tổn thất mức thấp vật liệu chịu tải nhiệt cao [19] 4.2.5.6 Tỉ số vòng dây Tỷ số vòng dây tỷ số số vòng dây cuộn dây sơ cấp số vòng dây cuộn dây thứ cấp Trên cuộn dây đánh lửa tiêu chuẩn, theo tỉ lệ 1:50 1: 150 Việc xác định tỷ lệ vịng dây sử dụng kết hợp với thơng số kỹ thuật điều khiển đánh lửa có ảnh hưởng đến yếu tố dòng tia lửa điện thời điểm điện áp thứ cấp đạt tối đa 4.2.5.7 Điện cao áp đặc tính tạo tia lửa Cuộn dây lý tưởng không bị ảnh hưởng yếu tố tải động cơ, đặc tính đảm bảo cho phóng điện Bu-gi để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu cách hiệu điều kiện vận hành Đồng thời, áp đặt giới hạn hiệu suất cho đặc tính thực tế cuộn dây, mạch từ điều khiển sử dụng Các cực điện áp cao đảm bảo điện cực trung tâm Bu-gi trì điện âm so với mass khung xe Phân cực âm chống lại xu hướng ăn mòn điện cực Bu-gi 59 h 4.3 Bộ điều khiển hệ thống đánh lửa 4.3.1 Điều khiển ngắt dòng sơ cấp 4.3.1.1 Kiểu vít lửa Trong hệ thống đánh lửa sử dụng vít lửa dịng sơ cấp thời điểm đánh lửa điều khiển học Dòng sơ cấp biến áp đánh lửa điều khiển cho chạy ngắt quãng qua tiếp điểm má vít Bộ chia điện phân phối điện cao áp từ cuộn thứ cấp đến Bu-gi Trong trình hoạt động, điện áp ắc quy chạy qua công tắc máy (2) vào cuộn sơ cấp biến áp đánh lửa (15) qua tiếp điểm (má vít) trở mass động có xy lanh có vấu cam (cam quay dẫn động từ trục cam) Dòng điện tạo từ trường lượng đánh lửa lưu trữ cuộn sơ cấp Dòng điện tăng dần xuất điện cảm điện trở sơ cấp cuộn sơ cấp Thời gian tích lũy lượng xác định góc ngậm điện Cam quay có tác dụng đóng, mở dịng sơ cấp cuộn dây sơ cấp biến áp đánh lửa Vào cuối thời gian ngậm điện, vấu cam đẩy tiếp điểm mở để ngắt dòng điện cuộn dây Số lượng vấu cam tương ứng với số lượng xy lanh động Tụ điện có chức bảo vệ tiếp điểm bền hơn, giảm khả cháy gây vết rỗ bề mặt tiếp điểm Một điện trở phụ sử dụng để giảm bớt số vòng dây cuộn sơ cấp, cải thiện đặc tính tăng trưởng dịng sơ cấp, giảm đến mức thấp sụt áp cuộn thứ cấp tốc độ cao Khi dòng sơ cấp biến áp đánh lửa bị ngắt đột ngột cuộn sơ cấp xuất điện áp lớn đưa đến chia điện Rotor chia điện quay phân phối điện đến xy lanh động theo thứ tự làm việc động Điện áp cao từ chia điện đưa đến Bu-gi Cuối cùng, Bu-gi thực đánh lửa đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu lòng xy lanh 60 Ắc quy Công tắc máy Biến áp đánh lửa Bộ chia điện Tụ điện Má vít Bộ điều khiển đánh lửa sớm Rotor quay vít lửa Bu-gi h Hình 4.38: Hệ thống đánh lửa kiểu vít lửa [19] 4.3.1.2 Dùng cảm biến Điện từ Thiết kế bao gồm nam châm vĩnh cửu (1), cuộn dây cảm ứng lõi (2) máy phát xung cảm ứng tạo thành phận cố định stato, rôto quay để tạo thành xung AC Rôto lõi sản xuất vật liệu dẫn từ Khi roto quay làm thay đổi từ thông qua cuộn dây, tạo điện áp xoay chiều cuộn dây cảm ứng (Hình 4.39) Điện áp đỉnh thay đổi tùy theo tốc độ động cơ: khoảng 0,5 V vòng quay thấp khoảng 100 V vòng quay cao Điện áp cảm ứng AC sử dụng trực tiếp để điều khiển góc ngậm a Thiết kế mơ hình b Đường cong điện áp cảm ứng Nam châm vĩnh cửu Cuộn dây cảm ứng có lõi Khe hở Rotor (bộ phát xung) Hình 4.39: Cảm biến điện từ [20] 61 h 4.3.1.3 Dùng cảm biến Hall ❖ Thiết kế Trong hệ thống đánh lửa này, tiếp điểm đánh lửa thay cảm biến Hall tích hợp phân phối Khi trục phân phối quay, chắn (Hình 4.40a, vị trí 1) roto quay qua khe hở (4) kích từ Khi khơng có tiếp xúc học trực tiếp, hai cực nam châm tạo từ thông Khi khoảng trống bị bỏ trống, trường thông lượng xuyên qua IC Hall (3) Khi rảnh vào khe hở, phần lớn từ thơng bị tiêu tán xung quanh chúng thay tác động vào vi mạch Quá trình tạo tín hiệu điện áp dạng số (Hình 4.40b) ❖ Kiểm sốt dịng điện góc ngậm Việc áp dụng cuộn dây có điện trở thấp, nạp nhanh khiến trở nên cần thiết để hạn chế tổn thất điện lượng cuộn sơ cấp Các chức tương ứng tích hợp hộp kích hoạt hệ thống đánh lửa Dòng điện sơ cấp điều chỉnh để hạn chế dòng điện cuộn dây hạn chế tích tụ lượng mức xác định Bởi transistor tham gia vào hoạt động điều khiển dòng điện, nên tổn thất điện áp qua transistor lớn cấu điều khiển có cơng tắc, kết gây tổn thất công suất lớn mạch ❖ Điều khiển góc ngậm (thời gian tích lũy lượng) Cần có bố trí để điều chỉnh điểm đặt khoảng thời gian thích hợp để giảm thiểu tổn thất điện Bởi thực hoạt động điều khiển cách thay đổi điện áp giữ lại công nghệ tương tự (analog), tín hiệu sóng vng kích hoạt hiệu ứng Hall chuyển đổi thành điện áp dốc cách nạp xả tụ điện Thời điểm dòng điện qua cuộn sơ cấp biến áp đánh lửa thực điện áp xả tụ đạt giá trị định (điểm ON) dòng điện qua cuộn sơ cấp bị ngắt điện áp xả tụ đạt giá trị định (điểm OFF ) 62 Hình 4.40: Bộ kích hoạt hiệu ứng Hall phân phối đánh lửa [20] a Sơ đồ minh họa thiết kế Roto b Tín hiệu xuất Cảm biến Hall c Điện áp dốc điều khiển dừng d Dòng cuộn dây sơ cấp Tấm chắn Nam châm vĩnh cửu IC Hall Khe hở t1 thời gian ngậm điện t1* Thời gian giảm tức thời tz điểm đánh lửa h 4.3.1.4 Dùng Cảm biến quang Cảm biến quang bao gồm hai loại, khác chủ yếu phần tử cảm quang: − Loại sử dụng cặp LED – photo transistor − Loại sử dụng cặp LED – photo diode Phần tử phát quang (LED – Lighting Emision Diode) phần tử cảm quang (photo transistor photo diode) đặt đối diện chia điện Phần tử cảm quang có ánh sáng chiếu vào, trở nên dẫn điện ngược lại, khơng có ánh sáng, khơng dẫn điện Độ dẫn điện chúng phụ thuộc vào cường độ dòng ánh sáng hiệu điện hai đầu phần tử cảm quang Đĩa cảm biến gắn vào trục chia điện có số rãnh tương ứng với số xy lanh động Khi đĩa cảm biến quay, dòng ánh sáng phát từ LED bị ngắt quãng làm phần tử cảm quang dẫn ngắt liên tục, tạo xung vng dùng làm tín hiệu điều khiển đánh lửa 63 h Hình 4.41: Cảm biến quang [24] 4.3.2 Các điều khiển khác 4.3.2.1 Điều khiển dòng điện qua cuộn sơ cấp biến áp đánh lửa Cường độ dòng điện sơ cấp ảnh hưởng đến cường độ từ trường cuộn dây đánh lửa lượng đánh lửa Vì vậy, cường độ dịng điện sơ cấp lớn tốt Tuy nhiên, cường độ không lớn để tránh hỏng cuộn dây sơ cấp nhiệt sinh trình làm việc, ảnh hưởng lớn động hoạt động với số vịng quay nhỏ (thời gian tích lũy lượng tđ lớn) Với động điều khiển từ ECU, máy tính điều khiển thời gian tích lũy lượng tđ [8,21], nhằm bảo đảm dòng điện qua cuộn sơ cấp biến áp đánh lửa đạt giá trị định mức Hình 4.42: Quan hệ cường độ dịng điện sơ cấp, tín hiệu IGT IGF [21] Trong cơng cụ chẩn đốn hệ thống đánh lửa thời gian tích lũy lượng thể dạng góc ngậm điện (Dwell angle) Khái niệm vay mượn từ hệ thống đánh lửa sử dụng má vít 64 Hình 4.43: Góc ngậm điện Góc ngậm điện góc quay trục cam chia điện tính từ lúc vít lửa bắt đầu đóng đến vít lửa bắt đầu mở biên dạng cam Trên hệ thống đánh lửa vít góc ngậm điện phụ thuộc vào số xy lanh động thường xác định theo cơng thức: Trong đó: α ngậm: Góc ngậm điện ( ) h + 360 α ngậm =  z + z: Số xy lanh động Như vậy: Góc ngậm điện giá trị cố định trình làm việc Tuy nhiên, số vịng quay trục khuỷu tăng thời gian dòng điện qua cuộn sơ cấp cuộn sơ cấp biến áp đánh lửa ngắn, làm cường độ dòng sơ cấp giảm theo nên điện áp đánh lửa thứ cấp giảm Góc ngậm điện phụ thuộc vào loại chia điện số xy lanh động cơ, khe hở đo mm không vượt đặc điểm kỹ thuật nhà sản xuất khoảng 0.35-0.4 mm Nhưng khe hở không tiếp điểm bị mòn Trong hệ thống đại, vít lửa khơng cịn sử dụng Tuy nhiên giá trị góc ngậm hiểu phần trăm theo góc cam ngắt điện dòng điện qua cuộn sơ cấp/ hình thành chu kỳ đánh lửa.( tính theo ngậm cam ngắt điện) Ví dụ: động xy lanh Cam ngắt điện có vấu góc ngậm 600 có nghĩa phần trăm thời gian ngậm / tồng thời gian hình thành chu kỳ 75% Ở động đánh lửa sử dung chia điện, số vòng quay động tăng, giá trị phần trăm tăng Tuy nhiên thời gian hình thành chu kỳ đánh lửa giảm xuống Vì 65 h Cường độ dịng điện qua cuộn sơ cấp (lúc ngắt), giảm xuống theo Điều ảnh hưởng đến khả tích lũy lượng hệ thống 4.3.2.2 Tín hiệu đánh lửa IGT- Ignition timing Dòng điện qua cuộn sơ cấp biến áp đánh lửa điều khiển từ ECU động thơng qua tín hiệu đánh lửa IGT, tín hiệu điều khiển trạng thái đóng/ngắt transistor cơng suất đánh lửa Khi dòng điện qua cuộn sơ sơ cấp biến áp đánh lửa ngắt, biến thiên từ trường xuất trình đánh lửa Bu-gi Dựa vào thông tin thu thập từ cảm biến, thông qua đồ liệu chương trình lưu trữ từ nhớ trong, ECU động điều khiển hai thông số xung IGT: + Thời điểm xuất xung IGT + Độ rộng xung hay thời gian tích lũy lượng tđ [14, 21] Độ rộng xung IGT điều khiển phụ thuộc vào giá trị điện Ắc quy tốc độ động [14] ❖ Thời điểm ngắt dòng sơ cấp Góc đánh lửa sớm thực tế động hoạt động xác định công thức sau:  = bđ + cb + hc Trong đó: +  - góc đánh lửa sớm thực tế + bđ - góc đánh lửa sớm ban đầu + cb - góc đánh lửa sớm + hc - góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh Hình 4.44: Biểu diễn góc đánh lửa ❖ Góc đánh lửa sớm thực tế Góc đánh lửa sớm ban đầu (bđ) phụ thuộc vào vị trí chia điện cảm biến vị trí cốt máy (tín hiệu G) Thơng thường, góc đánh lửa sớm ban đầu hiệu chỉnh khoảng từ 5o đến 15o trước tử điểm thượng tốc độ cầm chừng 66 Dựa vào tốc độ (tín hiệu NE) tải động (từ tín hiệu áp suất đường ống nạp lưu lượng khí nạp), ECU đọc giá trị góc đánh lửa sớm (cb) lưu trữ nhớ Góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh (hc) góc đánh lửa sớm cộng thêm giảm bớt ECU nhận tín hiệu khác nhiệt độ động cơ, nhiệt độ khí nạp, tín hiệu kích nổ, tín hiệu tốc độ xe… Ở chế độ hoạt động định động cơ, góc đánh sớm thực tế tính góc đánh lửa sớm ban đầu cộng với góc đánh lửa sớm góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh để đạt góc đánh lửa sớm lý tưởng theo chế độ hoạt động động 4.3.2.3 Tín hiệu hồi tiếp IGF Mạch tạo tín hiệu IGF (Ignition Feedback) có hệ thống đánh lửa hãng Toyota Tín hiệu IGF nhằm phục vụ cho mục đích chẩn đốn chức an tồn động Khi dòng điện qua cuộn sơ cấp bobin bị ngắt cuộn sơ cấp tự xuất sức điện động tự cảm lên tới vài trăm vơn Qua tạo tín hiệu IGF (IGF signal generation circuit) kích hoạt transistor T3 trạng thái mở, lúc dòng điện từ mạch vôn ECU qua điện trở đến cực IGF qua transistor mass h Hình 4.45: Tín hiệu hồi tiếp IGF Như vậy, tín hiệu IGF gửi vi xử lý ECU có dạng xung vng, dùng để kiểm tra hoạt động mạch sơ cấp hệ thống đánh lửa Nếu khơng có tín hiệu IGF có nghĩa hệ thống đánh lửa không hoạt động Do vậy, ECU 67 ghi nhận mã lỗi ngắt mạch điều khiển kim phun để tiết kiệm nhiên liệu giảm ô nhiễm môi trường 4.3.2.4 Phân phối tia lửa điện cao áp Ở hệ thống đánh lửa sử dụng chia điện, sử dụng hai biến áp đánh lửa ảnh hưởng xấu từ quay chia điện nên hệ thống đánh lửa tồn nhược điểm sau: − Mất mát lượng hệ thống lớn (khe hở quay- điện cực bên, dây cao áp) − Gây nhiễu hệ thống điện xe (dây cao áp) − Thời gian tích lũy lượng giảm (nhất tăng số vòng quay) − Khơng thể tăng góc đánh lửa sớm (do ảnh hướng quay chia điện) − Thao tác lắp ráp Bộ chia điện vào động phức tạp Khi sử dụng hệ thống đánh lửa trực tiếp nhược điểm khắc phục 4.3.2.5 Phát tia lửa Peter Weyand viết [23]: Cảm nhận dòng ion - phương pháp để phát lửa tượng đánh lửa sớm, giới thiệu hệ thống đánh lửa Delphi, hệ thống bố trí thêm thiết bị “current sensing” nhằm phát hiện tượng đánh lửa sớm, dòng rò điện cực Bu-gi hay lửa h Dịng điện đánh lửa Dịng điện qua mơi Điện áp Tia lửa nạp ~ 80V Tín hiệu ion Điện áp phóng ~ 80V Dịng ion Tín hiệu ion Hình 4.46: Cơ chế hoạt động thiết bị cảm nhận dòng ion [23] Hoạt động thiết bị sau: trình đánh lửa xảy ra, tụ điện C1 nạp từ 80V đến 120V Điện áp cần thiết để nạp cho tụ lấy từ lượng tích lũy biến áp đánh lửa Kết thúc giai đoạn đánh lửa, trường hợp trình đánh lửa xảy ra, điện áp tụ cung cấp dịng điện qua mơi trường ion hóa hai điện cực Bu-gi Dịng điện tạo sụt áp điện trở R1, điện áp R1 thể cho số ion tạo có buồng đốt Qua đó, hệ thống điều khiển động phát điểm bất thường trình đánh lửa 68 4.3.2.6 Điều khiển chống kích nổ Ở động sử dụng ECU- engine Khi phát kích nổ Góc đánh lửa sớm từ động máy tính điều khiển giảm xuống theo hai phương pháp: − Giảm nhanh tăng trở lại bước − Giảm xuống bước tăng lại bước Có kích nổ Góc đánh lửa sớm giảm xuống nhanh tăng lại bước 10 50 10 10 Có kích nộ Góc đánh lửa sớm giảm xuống nhanh tăng lại bước Hình 4.47: Điều khiển chống kích nổ h 69 Chương KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu thực đồ án tốt nghiệp với đề tài “Chuyên đề Hệ Thống Đánh Lửa” với hướng dẫn tận tình thầy hướng dẫn TS Đỗ Quốc Ấm, đạt nội dung đề Qua đề tài giúp chúng em hiểu thành phần hệ thống đánh lửa Quá trình tích lũy lượng cuộn sơ cấp tạo điện áp cao cuộn thứ cấp phục vụ cho việc hình thành tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp khơng khí nhiên liệu điều kiện hoạt động khác Trong q trình tìm hiểu nhóm biết đến ứng dụng cảm ứng điện từ biến áp đánh lửa cách khắc phục tượng bão hòa từ chế tạo biến áp đánh lửa Phạm vi nhiệt hoạt động Bu-gi, số nguyên nhân cách khắc phục hư hỏng Bu-gi suốt trình sử dụng Quyển “Chuyên đề Hệ Thống Đánh Lửa” làm tài liệu cho bạn khóa sau phục vụ cho việc tìm hiểu học tập, nghiên cứu phát triển Tuy nhiên, số hạn chế kiến thức kinh nghiệm viết sách, nên q trình thực đề tài khơng thể tránh khỏi sai sót Rất mong góp ý tận tình từ thầy khoa mơn để đề tài hồn thiện h 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO h [1] Michael J French and Matthew Joseph Edwards “Hybrid ignition circuit for an internal combustion engine” US Patent 5806504, 1998 [2] Audris Simakaukas Hybrid Ignition system with variable spark duration for spark ignition engine The 8th International conference, 2013, pp 225 [3] Prashant Patane et al Multipoint laser ignition system and its applications to IC engines Internet: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0030399219321309, 8/08/2020 [4] Đỗ Văn Dũng Điện động điều khiển động Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp.HCM, 2013, tr 122-184 [5] Đinh Ngọc Ân Trang bị điện ô tô máy kéo Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp Hà Nội, 1980, tr 279 [6] Snapon company User’s manual EEOS104A/ EEOS304A.Lincolnshire, 2001, pp.5A-18, 5A-47 [7] Đỗ Văn Dũng Trang bị điện điện tử ô tô đại NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM, 2004, tr 113-125 [8] TOYOTA Company Introduction to Engine Control Systems- TOYOTA, Engine Control Systems I - Course L852 TOYOTA Company, pp.129 -131 [9] John B Heywood Internal combustion engine fundamentals McGraw-hill Book Company, 1988, pp 429 [10] Horst Bauer Automotive Electric Electronic System Robert Bosch GmBh, 1995, pp.181 [11] Konrad reif Gasoline engine management system and components Springer Vieweg, 2015, pp.157 [12] V.A.W.Hillier Fundamentals of Automotive Electronics 2nd Edition Stanley Chornes (Pullishers) Ltd, 1996, pp.167-211 [13] Rolf K Eckhoff Explosion Hazards in the Process Industries, 2005, pp.11-148 [14] Rolf Gscheidle et al Kỹ thuật ô tô xe máy đại NXB Trẻ, 2016, tr 643 [15] Chapter 11- Inductance and Magnetic Energy Internet: http://web.mit.edu/8.02t/www/802TEAL3D/visualizations/coursenotes/modules/gu ide1.pdf, pp.6-7, 20/01/2020 [16] IP Gierebxop Các mạch điện từ NXB Mir Maxcova, 1986, pp.73-115 [17] Chapter - Sources of Magnetic Fields Internet: http://web.mit.edu/8.02t/www/802TEAL3D/visualizations/coursenotes/modules /guide09.pdf, pp.3-22, 17/2/2021 71 [18] Konrad reif Gasoline engine management system and components Springer Vieweg, 2015, pp.178-211 [19] Konrad reif Gasoline engine management system and components Springer Vieweg, 2015, pp.162-177 [20] Konrad reif Gasoline engine management system and components Springer Vieweg, 2015, pp.148-150 [21] Cơng ty TOYOTA Hệ thống điều khiển máy tính Công ty TOYOTA Việt nam,1998, trang 5-98 [22] TOYOTA Company Introduction to Engine Control Systems- TOYOTA, Engine Control Systems I - Course L852 TOYOTA Company, pp.129 -131 [23] Peter Weyand Multicharge Ignition and Ion Current Sensing - A new Method for Misfire and Pre-Ignition Detection MultiCharge Internet: https://www.researchgate.net/publication/298433469, 07/08/2020 [24] Tailieucokhi.net Internet: https://www.tailieucokhi.net/2018/08/tieng-go-dong-co-diezen.html h 72 h S K L 0