Giáo trình điện tử cơ bản (nghề công nghệ ôtô)

CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI II GIÁO TRÌNH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN NGHỀ CƠNG NGHỆ ÔTÔ (Ban hành theo định số 820/QĐ-CĐHHII, ngày 22 tháng 12 năm 2020 Hiệu trưởng Trường Cao Đẳng Hàng Hải II) ( Lưu hành nội bộ) TP.HCM, năm 2020 LỜI GIỚI THIỆU Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Cơng nghệ tơ trình độ Cao đẳng, giáo trình Điện tử giáo trình mơn học/mơđun đào tạo chuyên ngành Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức kỹ chặt chẽ với nhau, logíc Khi biên soạn, nhóm biên soạn cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến nội dung chư ng trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết thực hành biên soạn gắn với nhu cầu thực tế sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao Nội dung giáo trình biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 30 gồm có: MH08-01: Khái niệm giới thiệu đồng hồ VOM MH08-02: Linh kiện thụ động MH08-03: Linh kiện bán dẫn MH08-04: Các mạch điện tử MH08-05: Các mạch điện tử tơ Trong q trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu khoa học cơng nghệ phát triển điều chỉnh thời gian bổ sung kiên thức cho phù hợp Trong giáo trình, chúng tơi có đề nội dung thực tập để người học cố áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ Mặc dù cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo không tránh khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy, giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn hiệu chỉnh hồn thiện Các ý kiến đóng góp xin gửi Khoa Cơ Khí – Trường cao đẳng Hàng Hải II , ngày … tháng … năm 20 Tổ môn CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học : Điện tử Mơ dun : MH 08 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học : + Vị trí mơn học : Mơn học bố trí dạy sau học xong mơn học sở như: Tin học, điện kỹ thuật học trước học mô đun chuyên sâu như: Kỹ thuật chung ô tô, bảo dưỡng sửa chữa điện thân xe, chẩn đốn kỹ thuật tơ + Ý nghĩa vai trị mơn học : Điện tử mơn học nói tất linh kiện cần thiết để tạo nên mạch điện tử, cách ghép nối linh kiện mạch điện tử làm cho hoạt động Vì thế, việc hiểu đặc điểm cấu tạo, ký hiệu nguyên lý hoạt động linh kiện, đánh giá đầy đủ đặc tính, ứng dụng giá trị chúng việc người thợ sửa chữa, lắp ráp thiết bị điện tử phải tìm hiểu Đối với học viên học cơng nghệ tơ sách giúp tìm hiểu thơng số kỹ thuật, tính ứng dụng linh kiện điện tử sử dụng mạch điện bản, mạch đánh lửa ô tô Nếu mục đích cơng việc có kiến thức kỹ để sửa chữa việc làm hiệu học viên hiểu rõ tính năng, thực cách đo kiểm tra thông số linh kiện, ứng dụng thực tế thay vật liệu, linh kiện bị hỏng Hy vọng giáo trình đề cập phần lớn lĩnh vực mà học viên cần biết để cho mạch điện tử trở thành đối tượng dễ hiểu, dễ lắp ráp, sửa chữa đem lại cho học viên thơng tin cần biết Tính chất môn học : Là môn học bắt buộc - Phân tích đặc điểm cấu tạo nguyên lý hoạt động linh kiện kiện điện tử thông dụng - Nhận dạng xác ký hiệu linh kiện, đọc xác trị số chúng Về kỹ - Đo, kiểm tra hư hỏng linh kiện điện tử - Đọc, phân tích nguyên lý hoạt động mạch điện tử Về lực tự chủ tự chịu trách nhiệm: - Rèn luyện tính tỷ mỉ xác an tồn vệ sinh công nghiệp - Làm việc độc lập, làm việc theo nhóm, chịu trách nhiệm cá nhân trách nhiệm nhóm Nội dung mơn học : MH08-01: Khái niệm c giới thiệu đồng hồ VOM MH08-02: Linh kiện thụ động MH08-03: Linh kiện bán dẫn MH08-04: Các mạch điện tử c MH08-05: Các mạch điện tử ô tô 11 BÀI 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ GIỚI THIỆU VỀ ĐỒNG HỒ VOM Mã bài: MĐ-02 Giới thiệu Trong học nêu lên tính chất, ứng dụng dòng điện, vật liệu điện sử dụng đời sống dân dụng cơng nghiệp Ngồi còn giới thiệu chức đồng hồ VOM, dụng cụ thường xuyên sử dụng người kỹ thuật viên để kiểm tra sửa chữa linh kiện, cách mạch điện - điện tử Mục tiêu - Nêu khái niệm dòng điện, dòng điện chiều - Nêu tính chất vật liệu điện, vật liệu cách điện, vật liệu từ - Nêu chức đồng hồ VOM - Hiểu, vận dụng đồng hồ VOM để kiểm tra linh kiện, mạch điện - điện tử - Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo học tập I KHÁI NIỆM DÒNG ĐIỆN 1.1 Dòng điện dòng chiều A Khái niệm định nghĩa Khi ta nối vật tích điện với vật khơng tích điện vật dẫn điện tích chuyển dời từ qua sang hình 1-1a , tạo thành dòng điện tích qua vật dẫn Các điện tích chuyển dời lực điện trường tác dụng lên chúng theo hướng định Trên hình 1-1, hướng điện trường từ B Khi nối hai cực tụ điện hình 1-1) dây dẫn Tụ điện phóng điện, điện tích dư ng chuyển dời từ qua điện âm chuyển dời từ qua Như vậy, dây dẫn có dòng điện tích chuyển dời có hướng tác dụng lực điện trường - Định nghĩa: ng điện tích chuyển dời có hướng tác dụng lực điện trường gọi dòng điện - Điều kiện trì dòng điện, nguồn điện Muốn có dòng điện tích chuyển động, vật dẫn phải có lực điện trường dụng lên điện tích nữa, điện tích ngừng di chuyển từ , d ng điện Muốn trì dòng điện liện tục vật dẫn , ta phải đưa điện tích từ Khi trì điện trường điện tích lại tiếp tục di chuyển từ qua hình 1-2a Điều tương tự nước chảy từ bình sang bình hình 1-2b qua ống O Nếu khơng có bơm bơm nước từ lên nước chảy qua O Khi độ chênh mực nước h A B còn Sau thời gian, mực nước nhau, nước chảy qua O Nhờ bơm, nước đưa từ , trì độ chênh mực nước h, trì liên tục dòng nước hình 1-1a b, dòng điện tồn thời gian ngắn Khi điện tích cầu giảm đi, điện tích cầu tăng lên, điện trở nên Hiệu điện chúng khơng, nên khơng có lực điện trường tác qua ống O Như vậy, điều kiện trì dòng nước có độ chênh mức nước h Tư ng tự điều kiện trì dòng điện vật dẫn phải trì độ chênh điện đầu cuối vật dẫn, tức phải có điện áp đặt vào vật dẫn Thiết bị trì độ chênh điện để tạo dòng điện mạch điện gọi nguồn điện Nguồn điện mạch điện có vai trò b m mạch thủy lực Như ta biết, kim loại có điện tử tự do, bình thường, điện tử tự tham gia vào chuyển động nhiệt loại dao động xung quanh nút mạng tinh thể hình 1- a , nên kim loại trung hòa điện kim loại khơng có dòng điện Khi đặt kim loại vào điện trường hình 1- b điện tử chịu tác dụng lực điện trường theo hướng ngược chiều với chiều điện trường điện tử tích điện âm , nên chúng di chuyển theo hướng ngược với chiều điện trường, tạo thành dòng điện Vậy, Theo quy ước, chiều dòng điện chiều chuyển dời điện tích dư ng, tức theo chiều điện trường, đó, dòng điện tử lại di chuyển ngược với chiều điện trường Vậy chiều di chuyển dòng điện tử kim loại ngược với chiều quy ước dòng điện hình 1-3c) Bản chất dòng điện dung dịch điện phân chất dòng điện dung dịch điện phân: Thực nghiệm chứng tỏ dung dịch điện phân vật dẫn tốt Nhúng vào dung dịch điện phân hai kim loại làm điện cực nối tới nguồn điện, ta thấy có dòng điện qua mạch Hình Dịng điện qua dung dịch điện hình 1-4) -4 phân Cực nối tới cực dư ng nguồn gọi anốt, cực nối tới cực âm nguồn gọi catốt Ta biết dung dịch điện phân, phân tử muối, axit, ba kiềm bị phân tích thành phần tử mang điện, gọi ion Đó tượng điện ly Chẳng hạn, muối ăn tan nước điện ly theo phư ng trình sau: Na+ + Cl- CaCl + - Các ion dư ng Na gọi calion, ion âm Cl ) ọi anion ình thường, ion dung dịch tham gia chuyển động nhiệt Chúng chuyển động h n loại, nên không tạo thành dòng điện Khi đặt vào nguồn điện, lực điện trường bắt ion chuyển dời có hướng: anion chuyển phía anốt, c n cation phía catốt tức ion dư ng chuyển động theo chiều điện trường, c n ion âm chuyển động ngược chiều điện trường Kết dung dịch, có dòng điện, chiều quy ước từ anốt catốt Vậy dòng điện chất điện phân dòng ion chuyển dời có hướng tác dụng lực điện trường Hiện tượng điện phân: Khi dòng điện qua dung dịch muối ăn, anion Cl cực dư ng anốt c n + cation Na cực âm catốt Tại cực dư ng Cl nhường bớt điện tử cho điện cực cực dư ng luôn thiếu điện tử trở thành nguyên tử clot rung h a + cực âm, cation Na thu thêm điện tử điện cực cực âm luôn thiếu điện tử trở thành nguyên tử Na giải phóng cực âm Kết phân tử muối ăn bị dòng điện phân tích thành clo cực dư ng natri cực âm Nếu dung dịch điện phân muối đồng cực âm, ta thu kim loại đồng Như vậy, dòng điện qua chất điện phân, xảy tượng phân tích chất điện phân, giải phóng kim loại hyđrơ cực âm Đó tượng điện phân ng điện qua dung dịch lớn lâu, lư ng kim loại giải phóng âm cực lớn Như vậy, điện tích qua dung dịch điện phân lượng chất giải phóng, có mối quan hệ tỷ lệ uan hệ arađây thiết lập từ thực nghiệm vào năm 1833-1834 Hiện tượng cực dương tán: Ta xét trường hợp cực dư ng làm kim loại loại với dung dịch điện phân, chẳng hạn ta điện phân dung dịch đồng sun at hay loại muối đồng tan ++ , với cực dư ng làm đồng Khi cation Ca cực âm catốt -nhận thêm điện tử, trở thành nguyên tử đồng bám vào catốt, Các anion O4 cực dư ng phản ứng tạo thành muối đồng: SO + Cu = CuSO + 2eĐồng sun at vừa tạo thành lại tan vào dung dịch, bổ sung lượng muối đồng vừa phân tích Kết cực dư ng đồng bị h a tan dần vào dung dịch, còn cực âm có lớp giải phóng, còn lượng muối đồng dung dịch khơng thay đổi Đó tượng cực dương tan Trong luyện kim, tượng điện phân ứng dụng để tinh chế điều chế số kim loại Muốn tinh chế kim loại, người ta ứng dụng tượng cực dư ng tan Chẳng hạn, để tinh chế đồng, người ta dùng đồng cần tinh chế làm cực dư ng, dung dịch điện phân muối đồng tan Khi dòng điện qua dung dịch, đồng bị h a tan dần, cực âm hình thành lớp đồng tinh khiết Để điều chế kim loại, luyện kim dòng điện, người ta tiến hành điện phân quặng kim loại nóng chảy dung dịch muối chúng Chẳng hạn, để luyện nhôm, người ta điện phân quặng bâu xit nhôm ôxit l2O3) nóng chảy criolit để luyện natri, người ta điện phân muối ăn NaCl nóng chảy - Mạ phư ơng pháp dùng dòng điện để phủ lên đồ vật lớp kim loại không gỉ như: bạc, vàng Muốn mạ vật đó, cần làm bề mặt cần mạ nhúng vào bình điện phân làm thành cực âm Cực dư ng thỏi kim loại lớp mạ bạc, vàng, tùy theo muốn mạ lớp kim loại ung dịch điện phân muối tan kim loại mạ Khi dòng điện qua dung dịch, lớp kim loại mạ phủ kín bề mặt cần mạ, c n cự dư ng bị m n dần Tùy theo cường độ thời gian dòng điện qua mà ta có lớp kim loại phủ mỏng hay dày Ta làm thí nghiệm sau: đặt hai cực song song cách khống khí nối vào nguồn điện hình 1-5) Đặt điện kế để phát d ng điện mạch Kim điện kế số không, báo cho biết mạch khơng có dòng điện Như vậy, bình thường chất khí khơng dẫn điện Nếu ta đốt nóng khơng khí hai cực chiếu vào chùm xạ mạnh kim điện kế lệch đi,báo cho biết mạch có dòng điện 4 Điều giả thích sau: ình thường chất khí có điện tử tự do, nên chất khí khơng dẫn điện Khi có tác nhân ion hóa ngun tử bị kích thích số điện tử thoát trở thành điện tử tự do, nguyên tử trở thành ion dư ng Hình 1-7 Hàn điện hồ quang Một số nguyên tử trung hòa lại nhận them điện tử tự trở thành ion âm ưới tác dụng điện trường, ion dư ng chuyển động cực âm catốt K , còn điện tử ion âm chuyển động cực dư ng anốt , tạo nên dòng điện Vậy dòng điện chất khí dòng điện tử ion chuyển dời có hướng điện trường  thí nghiệm vẽ hình 1-5, ta tăng dần điện áp hai cực -K đo vôn mét V , q trình phóng điện qua chất khí trải qua giai đoạn sau: 1- Giai đoạn phóng điện tối: giai đoạn điện áp c n thấp, dòng điện qua chất khí điện tử ion hình thành tác dụng yếu tố kích thích bên ngồi Lúc đầu, điện áp tăng dòng điện tăng au đó, tất điện tử ion sinh tham gia chuyển động thành dòng điện dòng điện khơng tăng nữa, ta có dòng điện bão h a Đặc điểm giai đoạn phóng điện tối chất khí khơng phát sáng, bỏ tác nhân ion hóa dòng điện hết, nên c n gọi phóng điện khơng tự trì 2- Giai đoạn phóng điện tia lửa: c n gọi giai đoạn phóng điện phát sáng Đó giai đoạn điện áp cao, điện trường hai điện cực – K đủ mạnh, gia tốc điện tử ion gây va chạm với phần tử khí, làm bật điện tử tự tạo thành ion Kết mật độ điện tử ion tăng đột ngột, dòng điện tăng lên lớn, khối khí bị đốt nóng phát sáng ta bỏ nguồn gây ion đi, dòng điện mạch c n phóng điện tự trì 3- Phóng điện hồ quang: giai đoạn phóng điện hồ quang xảy khối khí bị đốt nóng dội, điện tử tự tạo nhiều, chuyển động điện trường mạnh Chúng chuyển động nhanh, đến đập vào anốt nóng đến sáng chói đến 00 Đặc điểm dạng phóng điện nhiệt độ cao,phát ánh sáng chói, giàu tia tử ngoại cực dư ng bị m n nhanh chóng khơng cần tác nhân ion hóa bên ngồi, nên thuộc dạng phóng điện tự trì Trong thực tế người ta tạo thành hồ quang sau: nối hai điện cực than với nguồn điện khoảng 0- 0V, cho tiếp xúc với tách chúng khoảng ngắn hình 1- Ngay tia lửa sáng chói bật lên hai điện cực, tạo thành hồ quang uan sát ta thấy cực dư ng anốt sáng bị m n dần, c n cực am anốt có khoảng h i tối h n, gọi khoảng tối âm cực Nguyên tắc ứng dụng làm đèn hồ quang Hồ quang sinh ta đóng ngắt cầu dao điện Với điện áp lớn hồ quang nguy hiểm Vì thiết bị đóng cắt điện áp cao, dòng điện lớn, cần có biện pháp dập nhanh hồ quang cách tin cậy Hồ quang điện có ứng dụng phong phú kỹ thuật Hình 1-7; vẽ s đồ hàn điện hồ quang Nguồn điện hàn máy phát điện máy biến áp hàn cung cấp, cự nguồn nối với kim loại cần hàn, cực nối tới mỏ hàn Hồ quang sinh ch hàn làm chảy que hàn lấp kín mối hàn ue hàn có phủ thuốc hàn để đánh mối hàn Thực tế, người ta dùng que hàn làm đầu mỏ hàn Theo nguyên tắc này, ta cắt khoan kim loại hồ quang trình phóng điện chất khí c sở để chế tạo đền có khí đèn ống, đèn gadơtrơn, tiratrơn, nêơn v.v 1.2 Quy ước dòng điên Theo quy ước, chiều dòng điện chiều chuyển động điện tích dư ng Như vậy, vật dẫn, dòng điện từ nơi có điện cao từ , hình 1-2a) đến n i có điện thấp đến Ngược lại, nguồn điện, dòng điện từ cực có điện thấp đến cực có điện cao Cực có điện cao nguồn gọi cực dư ng , cực cực âm - hình 1-8) 1.Cường độ dòng điện mật độ dòng điện a Cường độ dòng điện Để xác định độ lớn dòng điện, người ta dùng đại lượng gọi cường độ ng điện, định nghĩa sau: Định nghĩa: Cường độ dòng điện lượng điện tích qua tiết diện dây dẫn đ n vị thời gian tính sec Nếu thời gian t, lượng điện tích qua tiết diện dây dẫn q, cường độ ng điện xác định biểu thức: đây, cường độ dòng điện 10 Trong kiểu hệ thống đánh lửa tiếp điểm vít lửa cần điều chỉnh thường xuyên thay Một điện trở phụ sử dụng để giảm số v ng dây cuộn s cấp, cải thiện đặc tính tăng trưởng dòng cuộn s cấp, giảm đến mức thấp giảm áp cuộn thứ cấp tốc độ cao b Trong kiểu hệ thống đánh lửa transistor điều khiển dòng s cấp, để chạy cách gián đoạn theo tín hiệu điện phát từ phát tín hiệu óc đánh lửa sớm điều khiển c kiểu hệ thống đánh lửa vít dùng cảm biến vị trí loại quang, Hall Hình 5-2 th ng nh abn n EA( ằ ) Trong kiểu hệ thống đánh lửa không sử dụng đánh lửa sớm chân không li tâm Thay vào đó, chức E ộ điều khiển điện tử EC điều khiển góc đánh lửa sớm c Hình 5-25: th ng nh abn n E (DI ) Thay sử dụng chia điện, hệ thống sử dụng bô bin đ n đôi cung cấp điện cao áp trực tiếp cho bugi Thời điểm đánh lửa điều khiển E EC động c Trong động c gần đây, hệ thống đánh lửa chiếm - ưu 153  Trong động c xăng, hỗn hợp khí đánh lửa để đốt cháy nổ , áp lực sinh từ bốc cháy đẩy píttơng xuống Năng lượng nhiệt biến thành động lực có hiệu cao áp lực nổ cực đại phát sinh vào thời điểm trục khuỷu vị trí 10 sau Điểm Chết Trên T C Động c không tạo áp lực nổ cực đại vào thời điểm đánh lửa phát áp suất cực đại chậm chút, sau đánh lửa Vì vậy, phải đánh lửa sớm, cho áp suất cực đại tạo vào thời điểm 10 T C Thời điểm đánh lửa để động c sản áp suất cực đại phải thường xuyên thay đổi, tuỳ thuộc vào điều kiện làm việc động c Vì thế, hệ thống đánh lửa phải có khả thay đổi góc đánh lửa sớm để động c tạo áp lực nổ cách có hiệu nhất, phù hợp với điều kiện làm việc động c bốc cháy nổ h n hợp h a khí khơng phải xuất sau đánh lửa Thoạt đầu, khu vực nhỏ hạt nhân sát tia lửa bắt đầu cháy, trình bắt cháy lan khu vực xung quanh uãng thời gian từ h n 154 hợp h a khí đánh lửa bốc cháy gọi giai đoạn cháy trễ khoảng đến s đồ iai đoạn cháy trễ đo gần không thay đổi, khơng bị ảnh hưởng điều kiện làm việc động c Sau hạt nhân lửa hình thành, lửa nhanh chóng lan truyền xung quanh Tốc độ lan truyền gọi tốc độ lan truyền lửa, thời kỳ gọi thời kỳ lan truyền lửa ~C~ s đồ Khi có lượng lớn h a khí nạp vào, h n hợp h a khí trở nên có mật độ cao h n Vì thế, khoảng cách hạt h n hợp h a khí giảm xuống, nhờ thế, tốc độ lan truyền lửa tăng lên Ngoài ra, luồng h n hợp h a khí xốy lốc mạnh tốc độ lan truyền lửa cao Khi tốc độ lan truyền lửa cao, cần phải định thời đánh lửa sớm o cần phải điều khiển thời điểm đánh lửa theo điều kiện làm việc động c  Hệ thống đánh lửa điều khiển thời điểm đánh lửa theo tốc độ tải trọng động c cho áp lực nổ cực đại xuất 10 ATDC Trước đây, hệ thống đánh lửa sử dụng đánh lửa sớm li tâm đánh lửa sớm chân không để điều khiển đánh lửa sớm muộn Tuy nhiên, ngày hầu hết động c sử dụng hệ thống E  Động c coi phát công suất hiệu áp suất cực đại xuất 100 T C, thời điểm đánh lửa tối ưu 100 T C, với tốc độ 1000 v/ph iả sử tốc độ động c tăng lên đến 2000 v/ph, giai đoạn cháy trễ gần không đổi với tốc độ động c Vì góc quay trục khuỷu tăng lên so với động c chạy với tốc độ 1000 v/ph Nếu sử dụng thời điểm đánh lửa mục cũ cho tốc độ 2000 v/ph thời điểm mà động c sản áp lực nổ cực đại bị trễ h n 10 ATDC Vì vậy, để sản áp lực nổ cực đại 10 T C động c chạy 2000 v/ph thời điểm đánh lửa phải sớm h n để bù cho góc quay trục khuỷu bị trễ uá trình định thời điểm đánh lửa gọi đánh lửa sớm Hình 5-29: Điề n g 155 nh a ớm Khi động c mang tải thấp áp lực nổ cực đại coi xuất 10 ATDC, thời điểm đánh lửa tối ưu đặt sớm 20 BTDC Khi tải trọng động c tăng, mật độ h a khí tăng giai đoạn lan truyền lửa giảm xuống Vì thế, sử dụng thời điểm đánh lửa cũ thời điểm mà động c sản áp suất cực đại bị sớm h n 10 ATDC Để sản áp lực nổ cực đại thời điểm 10 T C động c mang tải nặng thời điểm đánh lửa phải muộn h n để bù cho góc quay trục khuỷu bị sớm Ngược lại, tải trọng động c thấp thời điểm đánh lửa phải sớm h n ổ Kích nổ động c tự bốc cháy gây ra, h n hợp h a khí tự bắt lửa buồng đốt Động c trở nên dễ bị kích nổ thời điểm đánh lửa sớm Hiện tượng tiếng gõ mạnh có ảnh hưởng xấu đến hiệu suất động c tăng tiêu hao nhiên liệu, giảm công suất phát Các hệ thống đánh lửa gần có điều khiển làm giảm góc đánh lửa sớm kích nổ, cảm biến phát có kích nổ điều khiển cho thời điểm đánh lửa muộn, c n khơng phát kích nổ điều khiển cho thời điểm đánh lửa sớm h n ằng cách ngăn ngừa kích nổ vậy, hệ thống giúp tăng tiết kiệm nhiên liệu tăng công suất phát 3.4 a Bô bin ô bin tạo điện áp cao đủ để phóng tia hồ quang hai điện cực bugi Các cuộn s cấp thứ cấp quấn quanh lõi ố v ng cuộn thứ cấp lớn h n cuộn s cấp khoảng 100 lần Một đầu cuộn s cấp nối với C đánh lửa, c n đầu cuộn thứ cấp nối với bugi Các đầu c n lại cuộn nối với ắc quy -D Khi động c chạy, dòng điện từ ắc quy chạy qua C đánh lửa, vào cuộn s cấp, phù hợp với tín hiệu thời điểm đánh lửa T EC động c phát Kết đường sức từ trường tạo chung quanh cuộn dây có lõi trung tâm 156 Khi động c tiếp tục chạy, C đánh lửa nhanh chóng ngắt dòng điện vào cuộn s cấp, phù hợp với tín hiệu T EC động c phát Kết từ thông cuộn s cấp giảm đột ngột Vì vậy, tạo sức điện động theo chiều chống lại giảm từ thơng có, thơng qua tự cảm cuộn s cấp cảm ứng tư ng h cuộn thứ cấp Hiệu ứng tự cảm tạo điện động khoảng 00 V cuộn s cấp, hiệu ứng cảm ứng tư ng h kèm theo cuộn thứ cấp tạo sức điện động khoảng kV ức điện động làm cho bugi phát tia lửa ng s cấp lớn ngắt dòng s cấp nhanh điện thứ cấp lớn I C đánh lửa thực cách xác ngắt dòng s cấp vào bơ bin theo tín hiệu đánh lửa T EC động c phát Khi tín hiệu T chuyển từ ngắt sang dẫn, C đánh lửa bắt đầu cho dòng điện vào cuộn s cấp au đó, C đánh lửa truyền tín hiệu khẳng định F cho EC phù hợp với cường độ dòng s cấp Tín hiệu khẳng định F phát dòng s cấp đạt đến trị số ấn định F1 Khi d ng s cấp vượt trị số qui định F2 hệ thống xác định lượng d ng cần thiết chạy qua cho phát tín hiệu F để trở điện ban đầu ạng sóng tín hiệu F thay đổi theo kiểu động c Nếu EC khơng nhận tín hiệu F, định có sai sót hệ thống đánh lửa Để ngăn ngừa nhiệt, EC cho ngừng phun nhiên liệu lưu giữ sai sót chức chẩn đốn Tuy nhiên, EC động c khơng thể phát sai sót mạch thứ cấp kiểm sốt mạch s cấp để nhận tín hiệu F Trong số kiểu động c , tín hiệu F xác định thông qua điện s cấp 157 Khi dòng s cấp đạt đến trị số định, C đánh lửa khống chế cường độ cực đại cách điều chỉnh dòng Để điều chỉnh quãng thời gian góc đóng tồn dòng s cấp thời gian cần phải giảm xuống tốc độ động c tăng lên số kiểu động c gần đây, chức kiểm soát thực thơng qua tín hiệu T Khi tín hiệu T chuyển từ dẫn sang ngắt, C đánh lửa ngắt dòng s cấp Vào thời điểm d ng s cấp bị ngắt, điện hàng trăm vôn tạo cuôn s cấp hàng chục ngàn vôn tạo cuộn thứ cấp, làm cho bugi phóng tia lửa c Bugi Điện cao cuộn thứ cấp làm phát sinh tia lửa điện cực trung tâm điện cực nối mát bugi để đốt cháy h n hợp h a khí nén xy lanh Nổ khí tia lửa từ bugi gọi chung bốc cháy Tuy nhiên, bốc cháy xảy tức khắc, mà diễn sau: Tia lửa xuyên qua h n hợp h a khí từ điện cực trung tâm đến điện cực nối mát Kết phần h n hợp h a khí dọc theo tia lửa bị kích hoạt, phản ứng hố học ơxy hố xảy ra, sản sinh nhiệt để hình thành nhân lửa Nhân lửa lại kích hoạt h n hợp h a khí bao quanh, phần h n hợp lại kích hoạt chung quanh - Hình 5-32: Bugi 157 158 Cứ nhiệt nhân lửa mở rộng trình lan truyền lửa để đốt cháy h n hợp h a khí Nếu nhiệt độ điện cực thấp khe hở điện cực nhỏ, điện cực hấp thụ nhiệt toả từ tia lửa Kết nhân lửa bị tắt động c không nổ Hiện tượng gọi dập tắt điện cực Nếu hiệu ứng dập tắt điện cực lớn nhân lửa bị tắt Các điện cực tr n khó phóng điện, điện cực vng nhọn lại dễ phóng điện ua q trình sử dụng lâu dài, điện cực bị làm tr n dần trở nên khó đánh lửa Vì vậy, cần phải thay bugi Các bugi có điện cực mảnh nhọn phóng điện dễ h n Tuy nhiên, điện cực chóng m n tuổi thọ bugi ngắn h n Vì thế, số bugi có điện cực hàn đắp platin iridium để chống m n Chúng gọi bugi có cực platin iridium Khoảng thời gian thay bugi: Kiểu bugi thông thường: sau 10.000 đến 0.000 km Kiểu có điện cực platin iridium: sau 100.000 đến 240.000 km 158 159 Khoảng thời gian thay bugi thay đổi tuỳ theo kiểu xe, đặc tính động c , nước sử dụng - Khi bugi bị ăn m n khe hở điện cực tăng lên, động c bỏ máy Khi khe hở cực trung tâm cực nối mát tăng lên, phóng tia lửa điện cực trở nên khó khăn o đó, cần có điện áp lớn h n để phóng tia lửa Vì cần phải định kỳ điều chỉnh khe hở điện cực thay bugi - Nếu cung cấp đủ điện áp cần thiết cho dù khe hở điện cực tăng lên bugi tạo tia lửa mạnh, mồi lửa tốt h n Vì thế, thị trường có bugi có khe hở rộng đến 1,1 mm - Các bugi có điện cực platin iridium khơng cần điều chỉnh khe hở chúng không bị m n cần thay ự Khi bugi đạt đến nhiệt độ định, đốt cháy hết muội than đọng khu vực đánh lửa, giữ cho khu vực Nhiệt độ gọi nhiệt độ tự làm Tác dụng tự làm bugi xảy nhiệt độ điện cực vượt C Nếu điện cực chưa đạt đến nhiệt độ tự làm muội than tích luỹ khu vực đánh lửa bugi Hiện tượng làm cho bugi không đánh lửa tốt Nếu thân bugi trở thành nguồn nhiệt đốt cháy h n hợp h a khí mà khơng cần đánh lửa, tượng gọi nhiệt độ tự bén lửa Hiện tượng tự bén lửa xảy nhiệt độ điện cực vượt C Nếu xuất hiện, cơng suất động c giảm sút thời điểm đánh lửa khơng đúng, điện cực píttơng bị chảy phần 160 3.5 Hình 5-36: Nguyên ý h t ộng h th ng nh a ộ phát tín hiệu phát tín hiệu đánh lửa ộ đánh lửa C đánh lửa nhận tín hiệu đánh lửa cho chạy dòng s cấp Cuôn đánh lửa, với dòng s cấp bị ngắt đột ngột, sinh dòng cao áp ộ chia điện phân phối dòng cao áp từ cuộn thứ cấp đến bugi ugi nhận dòng cao áp đánh lửa để đốt cháy h n hợp h a khí Thời điểm đánh lửa sớm điều khiển đánh lửa sớm li đánh lửa sớm chân không -B â Bộ đánh lửa sớm li tâm điều khiển đánh lửa sớm theo tốc độ động c Thơng thường, vị trí văng đánh lửa sớm li tâm xác định l xo Khi tốc độ trục chia điện tăng lên với tốc độ động c , lực ly tâm vượt lực l xo, cho phép văng tách xa Kết vị trí rotor tín hiệu dịch chuyển vượt q góc định cho đánh lửa sớm Hình 5-37 161 ộ đánh lửa sớm chân không điều khiển đánh lửa sớm theo tải trọng động c Màng liên kết với ngắt thông qua đẩy uồng màng nối thông với cửa trước đường ống nạp Khi bướm ga mở, áp suất chân không từ cửa trước hút màng để làm quay ngắt Kết phát tín hiệu dịch chuyển, gây đánh lửa sớm Hình 5- b EC động c nhận tín hiệu từ cảm biến khác nhau, tính tốn thời điểm đánh lửa tối ưu, gửi tín hiệu đánh lửa tới C đánh lửa EC động c có tác dụng điều khiển đánh lửa sớm C đánh lửa nhận tín hiệu đánh lửa cho chạy dòng s cấp ô bin, với dòng s cấp bị ngắt đột ngột, sinh dòng cao áp ộ chia điện phân phối dòng cao áp từ cuộn thứ cấp đến bugi ugi nhận dòng cao áp đánh lửa để đốt cháy h n hợp h a khí 161 162 c Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp ĐLTT , chia điện không c n sử dụng Thay vào đó, hệ thống ĐLTT cung cấp bô bin với C đánh lửa độc lập cho m i xy-lanh Vì hệ thống khơng cần sử dụng chia điện dây cao áp nên giảm tổn thất lượng khu vực cao áp tăng độ bền Đồng thời giảm đến mức tối thiểu nhiễu điện từ, khơng sử dụng tiếp điểm khu vực cao áp Chức điều khiển thời điểm đánh lửa thực thông qua việc sử dụng E đánh lửa sớm điện tử EC động c nhận tín hiệu từ cảm biến khác nhau, tính tốn thời điểm đánh lửa, truyền tín hiệu đánh lửa đến C đánh lửa Thời điểm đánh lửa tính tốn liên tục theo điều kiện động c , dựa giá trị thời điểm đánh lửa tối ưu lưu giữ máy tính, dạng đồ E o với điều khiển đánh lửa c học hệ thống thông thường phư ng pháp điều khiển E có độ xác cao h n khơng cần phải đặt lại thời điểm đánh lửa Kết hệ thống giúp cải thiện tiết kiệm nhiên liệu tăng cơng suất phát 162 163 ( hình bên Hình 5- C thành h n h th ng nh -41) a tr tiế ỷ ( E) Phát góc quay trục khuỷu tốc độ động c ( ) Nhận biết xy lanh, kỳ theo dõi định thời trục cam ổ( ) Phát tiếng gõ động c ( A) Phát góc mở bướm ga ( / I ) Phát lượng khơng khí nạp ( W) Phát nhiệt độ nước làm mát động c I Đóng ngắt dòng điện cuộn s cấp vào thời điểm tối ưu ửi tín hiệu F đến EC động c E U Phát tín hiệu T dựa tín hiệu từ cảm biến khác nhau, gửi tín hiệu đến bơ bin có C đánh lửa Bugi: Phát tia lửa điện để đốt cháy h n hợp h a khí Hình 5- 163 164 óI Thiết bị bao gồm C đánh lửa bô bin kết hợp thành cụm Trước đây, dòng điện cao áp dẫn đến xy lanh dây cao áp Nhöng nay, bơ bin nối trực tiếp đến bugi xy lanh thông qua việc sử dụng bô bin kết hợp với C đánh lửa Khoảng cách dẫn điện cao áp rút ngắn nhờ có nối trực tiếp bô bin với bugi, làm giảm tổn thất điện áp nhiễu điện từ Nhờ độ tin cậy hệ thống đánh lửa nâng cao au thí dụ vận hành dựa động c 1N -FE, dùng bô bin kết hợp với C đánh lửa B Hình 5-43: bin kết h với IC nh a EC động c nhận tín hiệu từ cảm biến khác xác định thời điểm đánh lửa tối ưu EC động c có tác động đến việc điều khiển đánh lửa sớm EC động c gửi tín hiệu T đến bơ bin có C đánh lửa Tín hiệu T gửi đến C đánh lửa theo thứ tự đánh lửa 1-3-4-2) Cuộn đánh lửa, với dòng s cấp ngắt đột ngột, sinh dòng cao áp Tín hiệu F gửi đến EC động c d ng s cấp vượt trị số định ng cao áp phát từ cuộn thứ cấp dẫn đến bugi gây đánh lửa Hình 5-44: h th ng 164 165 nh a 1NZ-FE 3.6 a ầ - Cho động c chạy để hâm nóng lên nối tắt cực TE1 E1 LC1, TC C LC - Nối k p đèn soi thời điểm đánh lửa vào mạch nguồn cuộn đánh lửa - Kiểm tra thời điểm đánh lửa với bướm ga đóng hồn toàn - Thời điểm đánh lửa ban đầu cài đặt cách nối tắt cực TE1 - Có hai kiểu k p đèn soi thời điểm đánh lửa: kiểu d theo Đóng/Ngắt d ng s cấp kiểu theo điện áp thứ cấp - Vì thời điểm đánh lửa đặt sớm bướm ga mở, nên bướm ga cần kiểm tra xem đ ng hoàn toàn chưa Thời điểm đánh lửa ban đầu khơng chuẩn xác làm giảm cơng suất động c , tăng tiêu hao nhiên liệu kích nổ Hình 5-45: i m tra th i im nh a Hình 5-46: Th b gi b ugi khơng đánh lửa bị nứt, điện cực bị m n, bẩn khe hở lớn Khi khe hở nhỏ, tia lửa bị dập tắt Trong trường hợp này, nhiên liệu không đốt cháy, có tia lửa Nếu sử dụng bugi với vùng nhiệt khơng phù hợp dẫn đến tích luỹ muội than chảy điện cực c - Tháo tất giắc nối kim phun để khơng có phun nhiên liệu 165 166 - Tháo bô bin với đánh lửa bugi - Nối lại bugi vào bô bin - Nối giắc nối với bugi, nối mát cho bugi Kiểm tra xem bugi có đánh lửa hay không khởi động động c Việc kiểm tra nhằm xác định xem xy lanh không đánh lửa Khi kiểm tra bugi, không cho quay khởi động động c lâu -10 giây 167