Bài Tiểu Luận Cuối Kỳ Đề Tài Trình Bày Cấu Tạo, Nguyên Lý Làm Việc Của Hệ Thống Đánh Lửa Trực Tiếp Bobin Đơn..pdf

Hệ thống đánh lửa điện tử là gì?Hệ thống đánh lửa điện tử hệ thống đánh lửa điện dung đóng vai trò quantrọng trong việc xác định thời điểm, thực hiện quá trình đốt cháy hỗn hợp nhiênliệu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANG

KHOA KỸ THUẬT Ô TÔ



BÀI TIỂU LUẬN CUỐI KỲ

ĐỀ TÀI: TRÌNH BÀY CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP

BOBIN ĐƠN.

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: NGUYỄN VĂN BÌNH

SINH VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN THẾ VINH

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành tiểu luận này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:

“Ban giám hiệu trường Đại Học Văn Lang vì đã tạo điều kiện về cơ sở vật chấtvới hệ thống thư viện hiện đại, đa dạng các loại sách, tài liệu thuận lợi cho việctìm kiếm, nghiên cứu thông tin

Xin cảm ơn giảng viên bộ môn - Thầy Nguyễn Văn Bình đã giảng dạy tận tình,chi tiết để em có đủ kiến thức và vận dụng chúng vào bài tiểu luận này

Do chưa có nhiều kinh nghiệm làm để tài cũng như những hạn chế về kiến thức,trong bài tiểu luận chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Rất mongnhận được sự nhận xét, ý kiến đóng góp, phê bình từ phía Thầy để bài tiểu luậnđược hoàn thiện hơn

Lời cuối cùng, em xin kính chúc “Thầy nhiều sức khỏe, thành công và hạnhphúc.”

NHẬN XÉT CỦA THẦY HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

……….

Tp Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 03 năm 2023 Giảng Viên Hướng Dẫn Ký

Nguyễn Văn Bình

Mục lục

I Hệ thống đánh lửa điện tử là gì? 5

II Cấu tạo của hệ thống đánh lửa điện tử 6

1 Cấu tạo riêng của hệ thống đánh lửa điện tử 7

2 Bô bin 8

3 Bộ chia điện 9

4 Bộ phận bugi 10

III Nhiệm vụ của hệ thống đánh lửa 11

IV Yêu cầu của hệ thống đánh lửa 12

V Nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa điện tử trên ô tô 13

VI Hệ thống đánh lửa điện tử có mấy loại? 14

Hệ thống đánh lửa trực tiếp 14

Hệ thống đánh lửa điện tử phân phối 15

VII Phân loại hệ thống đánh lửa 15

1 Hệ thống đánh lửa bằng vít 15

2 Hệ thống đánh lửa bán dẫn 16

3 Hệ thống đánh lửa Magneto 17

4 Hệ thống đánh lửa trực tiếp 17

5 Các hệ thống đánh lửa khác 18

VIII Sự cố thường gặp của hệ thống đánh lửa 18

1 Bộ chia điện bị hư hỏng 18

2 Biến áp gặp sự cố 19

3 Hư hỏng bugi 19

4 Các hư hỏng khác 20

IX Hướng dẫn cách đặt lại lửa trên động cơ 21

I Hệ thống đánh lửa điện tử là gì?

Hệ thống đánh lửa điện tử (hệ thống đánh lửa điện dung) đóng vai trò quantrọng trong việc xác định thời điểm, thực hiện quá trình đốt cháy hỗn hợp nhiênliệu và không khí, kích hoạt động cơ ô tô Thời điểm đánh lửa được tính toánchuẩn xác bởi ECU dựa trên tín hiệu nhận được từ các cảm biến

Hệ thống đánh lửa điện tử là kết quả của sự nghiên cứu và cải tiến về công nghệnên sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội hơn so với hệ thống đánh lửa tiếp điểm thế

hệ trước Đồng thời, hệ thống này còn được đánh giá cao về khả năng tiết kiệmnhiên liệu, phát thải thấp, hoạt động mạnh mẽ và ổn định ở cường độ cao màkhông cần điều chỉnh tần số điện

Hệ thống đánh lửa điện tử trên ô tô không hoạt động độc lập mà phối hợp vớinhiều hệ thống khác trên động cơ ô tô như hệ thống nhiên liệu, khí thải, hệthống làm mát trên ô tô Mọi quá trình diễn ra tại các hệ thống này đều đượcđiều khiển bởi một ECU (đơn vị điều khiển điện tử) Trong đó, nhiệm vụ chínhcủa hệ thống đánh lửa là đốt cháy nhiên liệu và kiểm soát thời điểm đánh lửasao cho chuẩn xác nhất

Khi tốc độ tăng, do lực quán tính, piston đi qua điểm chuẩn nhanh hơn trong các

kỳ Nếu hoạt động đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu - không khí diễn raquá muộn, động cơ sẽ không thể đạt tốc độ như mong muốn ngay lúc này Vì lý

do đó, tia lửa phải được bắt đầu sớm hơn vài mili giây, đảm bảo thời điểm đánhlửa không bị chậm trễ, quá trình đốt cháy nhiên liệu diễn ra vừa kịp để cung cấp

đủ năng lượng giúp việc tăng tốc trở nên thuận lợi

Hình 1.1: Hệ thống đánh lửa điện tử đóng vai trò quan trọng trong động cơ

ô tô

II Cấu tạo của hệ thống đánh lửa điện tử

Để thực hiện nhiệm vụ phát ra tia lửa điện giúp đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu –không khí thì hệ thống đánh lửa cần sự phối hợp nhịp nhàng của những chi tiếtsau đây:

Hình 2.1: Cấu tạo của hệ thống trên gồm nhiều chi tiết

1 Cấu tạo riêng của hệ thống đánh lửa điện tử

Hệ thống đánh lửa điện tử được cấu thành từ rất nhiều chi tiết, bộ phận Mỗi bộphận lại đóng vai trò riêng biệt nhưng vẫn có sự liên kết chặt chẽ nhằm tạo ranguồn năng lượng để xe vận hành:

Nguồn điện, pin: Đây là nguồn cung cấp dòng điện một chiều có điện áp thấp(từ 12 - 14,2V) cho hệ thống

Cuộn dây đánh lửa: Bằng cách sử dụng cảm ứng điện từ, các cuộn dây đánh lửa

sẽ chuyển dòng điện 12V thành vài nghìn Vôn (V) để tạo ra tia lửa đủ mạnh, cóthể bắn qua khe hở của bugi

Công tắc đánh lửa: Dùng để điều chỉnh việc bật và tắt hệ thống đánh lửa.Mô-đun đánh lửa hoặc bộ điều khiển: Các bộ phận này được lập trình để thựchiện chức năng giám sát, kiểm soát thời gian, cường độ của tia lửa điện mộtcách tự động

Hình 2.1.1: Cấu tạo của hệ thống đánh lửa điện tử

Cảm biến: Phát hiện sự thay đổi của các thông số trong bộ nguồn Số lượngcảm biến của hệ thống đánh lửa điện tử nhiều hay ít phụ thuộc vào kiểu xe

Phần ứng: Bộ phận này bao gồm điện trở có bánh răng (phần quay), ống hútchân không phía trước và cuộn dây nạp (để bắt tín hiệu điện áp) Mô-đun đánhlửa nhận tín hiệu điện áp từ phần ứng theo thứ tự để thực hiện quá trình tạo vàngắt mạch một cách chuẩn xác nhằm phân phối dòng điện đến các bugi.Nhóm tiếp điểm: Các chi tiết này sẽ được đóng, mở bằng chìa khóa Ở một sốdòng xe hiện đại hơn, nhóm tiếp điểm sẽ có nút bấm.

Bugi: Là bộ phận cuối cùng của hệ thống đánh lửa điện tử, bugi có chức năngphát ra tia lửa nhằm đốt cháy hỗn hợp không khí và nhiên liệu, giúp động cơhoạt động

2 Bô bin

Đây là một trong những chi tiết quan trọng của hệ thống đánh lửa Chúng đảmnhận nhiệm vụ khởi tạo tia lửa để phục vụ cho quá trình đốt cháy nhiên liệu củađộng cơ

Hình 2.2.1: Bô bin đánh lửa ô tô

Nguồn điện được tạo ra từ bô bin dựa trên cảm ứng giữa cuộn dây sơ cấp và thứcấp Khi dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp sẽ đột ngột bị ngắt tại thời điểm đánhlửa do má vít Dòng điện bị ngắt sẽ làm độ lớn từ trường bị giảm và một dòngđiện khác sẽ được sản sinh ra tại cuộn thứ cấp theo nguyên tắc cảm ứng điện từ

để chống lại sự thay đổi đột ngột của từ trường Nhờ cuộn dây thứ cấp có sốvòng dây lớn nên nguồn điện được sản sinh tại đây có thể lên tới 100000 V tùytừng loại

Hình 2.2.2: Bô bin đánh lửa trên xe ô tô

3 Bộ chia điện

Sau bô bin thì bộ chia điện là bộ phận thứ 2 cũng thực hiện nhiệm vụ tiếp theotrong chuỗi hoạt động của hệ thống đánh lửa Bộ phận này giữ nhiệm vụ phânchia điện áp được tạo bởi Bô bin đến từng xi lanh

Nguyên lý hoạt động của bộ phận này dựa trên hệ thống trục bộ chia điện vàcon quay gắn ở các đầu Khi cuộn thứ cấp sẽ được kết nối với con quay, nắp bộchia sẽ được kết nối với các dây cao áp đến hệ thống xi lanh nhờ các đầu nối.Khi kích hoạt con quay thì nguồn điện cao áp sẽ được chia cho các xi lanh theomột thứ tự nhất định

Hình 2.3.1: Bộ phận chia điện trên xe ô tô

4 Bộ phận bugi

Sau 2 quá trình trên sẽ tiếp đến là bugi Thực chất dòng điện đến bugi đã đượcsản sinh từ bô bin và được truyền qua bộ chia điện Tại bugi thì chúng sẽ đượcphân bổ đi xuyên qua khe trống để tạo thành tia lửa điện và thực hiện quá trìnhđốt cháy nhiên liệu ở buồng đốt, giúp động cơ có thể hoạt động

Hình 2.4.1: Bugi đánh lửa trên xe ô tô

III Nhiệm vụ của hệ thống đánh lửa

Như thông tin phía trên, vai trò của hệ thống này là rất quan trọng Vậy cụ thểchúng có nhiệm vụ gì? Dưới đây là 2 nhiệm vụ chính của hệ thống đánh lửa:

· Hệ thống đánh lửa có nhiệm vụ tạo ra dòng điện đủ mạnh (khoảng trên

20.000V) để có thể phóng qua khe hở đánh lửa bugi và thực hiện quá trình đốtcháy hỗn hợp khí – nhiên liệu

·Làm nhiệm vụ đánh lửa đúng thời điểm mà động cơ cần để đốt cháy hòa khí

một cách triệt để, tạo công suất lớn nhất, từ đó ngăn ngừa cặn cacbon xuất hiện

và làm giảm khí thải có thể sinh ra gây ô nhiễm môi trường

Đây là nhiệm vụ chính của hệ thống đánh lửa Nếu không có quá trình phát tialửa thì hỗn hợp nhiên liệu không được đốt cháy và động cơ không thể khởiđộng Đây là lý do vì sao nói hệ thống đánh lửa đóng vai trò vô cùng quantrọng

Hình 3.1: Nhiệm vụ của hệ thống đánh lửa chính là đốt cháy nhiên liệu

IV Yêu cầu của hệ thống đánh lửa

Tia lửa mạnh: Trong hệ thống đánh lửa, tia lửa được phát ra giữa các điện cựccủa các bugi để đốt cháy hỗn hợp hòa khí Hòa khí bị nén có điện trở lớn, nêncần phải tạo ra điện thế hàng chục ngàn vôn để đảm bảo phát ra tia lửa mạnh, cóthể đốt cháy hỗn hợp hòa khí

Thời điểm đánh lửa chính xác: Hệ thống đánh lửa phải luôn luôn có thời điểmđánh lửa chính xác vào cuối kỳ nén của các xy lanh và góc đánh lửa sớm phùhợp với sự thay đổi tốc độ và tải trọng của động cơ

Có đủ độ bền: Hệ thống đánh lửa phải có đủ độ tin cậy để chịu đựng được tácđộng của rung động và nhiệt của động cơ Hệ thống đánh lửa sử dụng điện cao

áp do bô bin tạo ra nhằm phát ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp hòa khí đãđược nén ép Hỗn hợp hòa khí được nén ép và đốt cháy trong xi lanh Sự bốccháy này tạo ra động lực của động cơ Nhờ có hiện tượng tự cảm và cảm ứngtương hỗ, cuộn dây tạo ra điện áp cao cần thiết cho đánh lửa Cuộn sơ cấp tạo rađiện thế hàng trăm vôn còn cuộn thứ cấp thì tạo ra điện thế hàng chục ngàn vôn

Hình 4.1: Yêu cầu của hệ thống đánh lửa

V Nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa điện tử trên

ô tô

Nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa điện tử là khi người điều khiển khởiđộng xe, cơ chế đánh tia lửa điện được kích hoạt Theo đó, dòng điện bắt đầuchạy từ ắc quy qua công tắc đánh lửa đến cuộn sơ cấp Lúc này, cuộn dây nạpphần ứng sẽ được kích hoạt để nhận và gửi tín hiệu điện áp từ phần ứng tới mô-đun đánh lửa

Hình 5.1: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa điện tử

Bánh răng của điện trở tiếp xúc với cuộn dây nạp, tín hiệu điện áp từ cuộn dâynạp sẽ được gửi đến mô-đun điện tử Sau khi tiếp nhận thông tin, nguồn điệncung cấp cho cuộn sơ cấp bị ngắn mạch và dừng đột ngột

Tiếp đó, khi bánh răng của điện trở không còn tiếp xúc với cuộn dây nạp, dòngđiện tiếp tục được truyền đến các bộ phận thuộc hệ thống đánh lửa điện tử

Sự ngắt và tạo dòng điện liên tục như vậy sẽ gây nên hiện tượng cảm ứng điện

từ, trong cuộn thứ cấp có thể xuất hiện điện áp cao tới hàng nghìn Vôn

Nguồn điện áp cao này sẽ được gửi đến những bộ phận phân phối khác, nơi córôto quay và các tiếp điểm, từ cuộn dây đến bugi Khi điện áp có sự chênh lệch,

tia lửa điện sẽ được tạo ra ở đầu bugi, bắt đầu quá trình đốt cháy nhiên liệu.

VI Hệ thống đánh lửa điện tử có mấy loại?

Phân loại hệ thống đánh lửa điện tử chủ yếu dựa trên cơ chế đánh lửa Theo đó,

hệ thống đánh lửa được chia thành 2 loại là đánh lửa trực tiếp và đánh lửa điện

tử phân phối

Hệ thống đánh lửa trực tiếp

Các thành phần chính của các hệ thống đánh lửa trực tiếp bao gồm một cuộndây, một vòng điện trở trục khuỷu, một cảm biến từ tính, một mô-đun đánh lửa

và một mô-đun điều khiển điện tử Ở hệ thống đánh lửa trực tiếp, các xung điện

áp cao xuất hiện ngay tại các cuộn dây nằm trên đầu bugi

Hình 6.1: Hệ thống đánh lửa điện tử đã được cải tiến từ hệ thống đánh lửa

tiếp điểm thế hệ trước

Hệ thống đánh lửa điện tử phân phối

Là hệ thống đánh lửa dựa trên hoạt động của bộ phận phân phối đánh lửa, sửdụng để dẫn dòng điện cao thế tạo ra từ cuộn thứ cấp đến các bugi đánh lửa theođúng thứ tự với khoảng thời gian chính xác

VII Phân loại hệ thống đánh lửa

Có thể phân chia hệ thống trên thành nhiều loại khác nhau, trong đó có một sốloại điển hình như:

1 Hệ thống đánh lửa bằng vít

Đây là loại cơ bản hiện nay Hệ thống này điều khiển thời điểm đánh lửa bằng

cơ tại dòng sơ cấp Đồng thời, dòng điện sẽ được chạy ngắt quãng qua các tiếpđiểm của hệ thống hoặc hệ thống đánh lửa bằng má vít Hiện hệ thống này đangđược sử dụng khá phổ biến

Hình 7.1: Sơ đồ hệ thống đánh lửa bằng vít lửa

Hình 7.2: Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn

3 Hệ thống đánh lửa Magneto

Chúng còn được gọi với cái tên khác là hệ thống đánh lửa cơ để tạo ra tia lửađiện Loại hệ thống này được sử dụng nhiều ở xe máy có chân đạp cò xe hoặc ởnhiêu dòng bếp ga có sử dụng nút bật tắt bếp,…

Hình 7.3: Sơ đồ hệ thống đánh lửa Magneto

4 Hệ thống đánh lửa trực tiếp

So với cấu tạo chung thì đây là loại hệ thống có nhiều điểm khác biệt nhất.Chúng không chứa bộ chia điện như các loại hệ thống đánh lửa thông thường.Đây là hệ thống được sử dụng khá phổ biến hiện nay cho nhiều loại xe và cácthiết bị nhờ tính linh động và tiện dụng của chúng

Hình 7.4: Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp

5 Các hệ thống đánh lửa khác

Một số hệ thống khác phải kể đến như đánh lửa điện tử không tiếp điểm, hệthống đánh lửa có tiếp điểm, DC-CDI, ECU, ESA và hệ thống đánh lửa TCI,…Mỗi hệ thống có những đặc trưng riêng và phù hợp với động cơ, loại xe nhấtđịnh Khi lựa chọn xe cũng như động cơ thì cần lưu ý lựa chọn loại phù hợp

VIII Sự cố thường gặp của hệ thống đánh lửa

Trong quá trình vận hành các loại động cơ đốt trong, có rất nhiều sự cố có thểxảy ra với hệ thống đánh lửa Vậy những sự cố thường gặp nhất là gì?

1 Bộ chia điện bị hư hỏng

Đây cũng là một trong những lỗi thường gặp đối với hệ thống đánh lửa Nhưthông tin được cập nhật phía trên, bộ chia điện đóng vai trò vô cùng quan trọng,đảm nhận nhiệm vụ phân chia dòng điện cao áp đến đúng thứ tự làm việc củađộng cơ vào đúng thời điểm cần thiết một cách chính xác Chính vì vậy, khi xảy

ra bất cứ vấn đề gì ở ổ chia điện thì đều gây ảnh hưởng ít nhiều đến hoạt độngchung của hệ thống và động cơ

Một số hư hỏng ở bộ chia điện phải kể đến như:

· Nắp delco bị nứt, bể do tác động vật lý làm rò rỉ điện áp dẫn đến đánh lửayếu

· Rotor tín hiệu mòn làm đánh lửa chập chờn, thời điểm bị sai lệch

· Khả năng đánh lửa giảm do khe hở giữa má tĩnh và má động không chuẩn · Bộ điều chỉnh đánh lửa áp thấp bị hở màng làm đánh lửa sai thời điểm · Lò xo ở bộ điều chỉnh đánh lửa sớm ly tâm yếu

Với lỗi này, cần kiểm tra bộ chia điện thường xuyên, vệ sinh má vít cũng nhưđiều chỉnh khe hở rotor, thay thế các bộ phận hư hại để hệ thống đánh lửa hoạtđộng ổn định và tốt nhất

Bugi sau quá trình sử dụng dài có thể gặp một số hư hỏng như:

· Bể đầu sứ bugi

· Bugi bị mòn điện cực

· Bugi bị chảy điện cực

· Bugi đánh lửa không đúng tâm

· Bugi bị bám muội than làm giảm khả năng đánh lửa, …

Chính vì vậy, khi bugi hư hỏng gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến quá trình hoạtđộng của hệ thống đánh lửa nói riêng và động cơ nói chung Trường hợp nàycần kiểm tra, sửa chữa và thay thế kịp thời giúp động cơ hoạt động ổn định

hệ thống đánh lửa gặp vấn đề Nguyên nhân có thể xuất phát từ hư hỏng biến

áp, chập vòng dây, bugi bẩn, dây cao áp bị rò rỉ,… Khi đó cần kiểm tra, vệ sinhbugi, kiểm tra biến áp, dây cao áp,… và hệ thống đánh lửa nói chung cũng như

xử lý kịp thời

· Hệ thống đánh lửa sai thời điểm (quá sớm hoặc quá muộn): Do những vấn đềphát sinh từ bugi, bộ chia điện hay biến áp dẫn tới tình trạng trên, ảnh hưởngđến sự hoạt động của động cơ

· Các lỗi hư hỏng khác

Có thể nói hệ thống đánh lửa sẽ có thể gặp phải nhiều hư hỏng Hầu hết các lỗinày đều sinh ra khi bugi, biến áp, bộ chia điện,… gặp vấn đề hoặc sự kết nối của

chúng gặp vấn đề Người dùng nên kiểm tra thường xuyên, vệ sinh sạch sẽ vàbảo dưỡng những chi tiết trong hệ thống đánh lửa Điều này giúp đảm bảo động

cơ hoạt động tốt, thiết bị xe hoạt động ổn định, an toàn

IX Hướng dẫn cách đặt lại lửa trên động cơ

Đây cũng là một trong những vấn đề mà nhiều người quan tâm Theo đó, cáchlắp đặt lại lửa trên động cơ có thể thực hiện theo những bước sau đây:

Hình 9.1: Cần kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống đánh lửa định kỳ

Bước 1: Lắp bộ chia điện ăn khớp với trục dẫn động bằng cách quay trục khuỷu

và quan sát xác định vị trí máy thứ nhất Sau đó, lắp các dây cao áp đúng vớithứ tự của động cơ, khởi động động cơ, xoay delco điều chỉnh ở tốc độ động cơlớn nhất và không có tiếng gõ

Bước 2: Khi nổ máy ở chế độ không tải máy cần nghe nổ đều và không rung

động

Bước 3: Tiến hành lên ga và chú ý nghe ngọt và mạnh là được.