Đồ án trang bị điện và điện tử động lực

LỜI NÓI ĐẦUTrong động cơ xăng nhiên liệu được đốt cháy cưỡng bức nên hệ thống đánh lửa là bộ phận không thể thiếu để duy trì hoạt động cũng như tính ổn định trong quá trình làm việc.Sau khi học xong môn Trang Bị Điện và Điện Tử Động Lực. Chúng em được giao đồ án môn học ‘‘Trang bị điện tử động lực’’ nhằm củng cố kiến thức đã học và hiểu hơn các Hệ thống đánh lửa thường sử dụng trong các động cơ hiện nay. Trong quá trình làm đồ án, em đã được sự hướng dẫn tận tình của thầy Th. Phạm Quốc Thái, và đặc biệt là sự hướng dẫn trực tiếp của thầy TS. Lê Văn Tụy để em hoàn thành đồ án Trang Bị Điện và Điện Tử Động Lực này.Cuộc sống càng ngày càng hiện đại hơn, đầy dủ hơn nên yêu cầu về HTĐL ngày càng nhỏ gọn, tiết kiệm năng lượng, hiệu suất cao…đảm bảo đánh lửa đúng với mọi trường hợp hoạt động của động cơ. Chính vì vậy sự phát triển của HTĐL cũng rất nhanh để phù hợp với mọi yêu cầu của cuộc sống. Nên càng ngày càng có nhiều HTĐL khác nhau, nhưng chúng vẫn dựa trên cơ sở chung để tạo ra được tia lửa điện.Trong quá trình làm đồ án do thời gian hạn hẹp và kiến thức còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót mong nhận được những lời đóng góp của quý thầy cô và bạn bè.Em xin chân thành cảm ơnĐà Nẵng, ngày 2122010Sinh ViênTôn Thất Lâm1.Tổng quan1.1. Công dụngHệ thống đánh lửa(HTDL) trên ôtô có nhiệm vụ biến dòng một chiều thấp áp(12V, 24V) hoặc dòng điện xoay chiều thấp áp(trong HTĐL Manheto hay vô lăng Manheto) thành xung điện cao áp (12 kV ÷ 24 kV) và tạo ra tia lửa điện phóng qua khe hở bugi đốt cháy hỗn hợp cháy (khí – xăng) trong xylanh ở thời điểm thích hợp và tương ứng với thứ tự làm việc của xilanh, chế độ làm việc của động cơ. 1.2. Yêu cầu đó đòi hỏi hệ thống đánh lửa phải bảo đảm được các yêu cầu chính sau: Phải đảm bảo tạo ra điện áp đủ lớn (12kV ÷ 24kV) để tạo ra tia lửa điện phóng qua khe hở giữa các điện cực bugi. Tia lửa phải có năng lượng và thời gian tồn tại đủ lớn để đốt cháy hỗn hợp làm việc trong mọi điều kiện làm việc của động cơ. HTĐL phải có khả năng tự động điều chỉnh góc đánh lửa sớm để thời điểm đánh lửa tương ứng với góc đánh lửa sớm hợp lý nhất ở mọi chế độ làm việc của động cơ. Độ tin cậy của hệ thống đánh lửa phải tương ứng với độ tin cậy làm việc của động cơ. Các phụ kiện của hệ thống đánh lửa phải đảm bảo làm việc tốt trong môi trường nhiệt độ cao và rung xóc lớn. Kết cấu đơn giản, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng, giá thành rẻ…1.3. Phân loại 1.3.1. Theo đặc điểm cấu tạo và nguyên lý làm việcHTĐL chia ra làm các loại sau:a. HTĐL kiểu cơ khí(loại thường):Được sử dụng trên hầu hết các loại ô tô trước đây. Hình 1.1.Sơ đồ hệ thống đánh lửa kiểu cơ khí 1 Trục cam; 2 Cần tiếp điểm; 3 Boobin đánh lửa; 4 Bộ chia điện; 5 Bugib. HTĐL Manhêtô Đặc điểm cấu tạo:Về cấu tạo, bất kỳ Manhêtô nào cũng có thể chia ra hai phần chính là: hệ thống mạch từ và mạch điện.Hệ thống mạch từ: của Manhêtô thực chất là mạch từ của một máy phát và một biến thế kết hợp lại: Để phát ra điện, tạo ra được dòng sơ cấp, hệ thống từ của Manhêtô có: nam châm vĩnh cửu, khung từ (lõi thép) trên có quấn cuộn dây sơ cấp W1;Để nhận được điện áp cao, trên lõi thép của Manhêtô còn được quấn cuộn dây thứ cấp W2 để kết hợp với W1 thành một biến thế cao áp.Theo cấu tạo, hệ thống từ của Manhêtô có thể chia ra một số loại sau: Phần ứng (cuộn dây) quay (hình 1.2a); Lõi đảo cực từ quay (hình 1.3b); Nam châm quay (hình 1.4c, d).Mạch điện: của Manhêtô có nhiệm vụ biến SĐĐ cảm ứng xoay chiều thế hiệu thấp, xuất hiện trong cuộn dây sơ cấp W1 thành các xung điện cao thế và phân phối nó đến các bugi theo trình tự cần thiết.

LỜI NÓI ĐẦU

Trong động cơ xăng nhiên liệu được đốt cháy cưỡng bức nên hệ thống đánhlửa là bộ phận không thể thiếu để duy trì hoạt động cũng như tính ổn định trong quátrình làm việc

Sau khi học xong môn Trang Bị Điện và Điện Tử Động Lực Chúng emđược giao đồ án môn học ‘‘Trang bị điện tử động lực’’ nhằm củng cố kiến thức đãhọc và hiểu hơn các Hệ thống đánh lửa thường sử dụng trong các động cơ hiện nay.Trong quá trình làm đồ án, em đã được sự hướng dẫn tận tình của thầy Th PhạmQuốc Thái, và đặc biệt là sự hướng dẫn trực tiếp của thầy TS Lê Văn Tụy để emhoàn thành đồ án Trang Bị Điện và Điện Tử Động Lực này

Cuộc sống càng ngày càng hiện đại hơn, đầy dủ hơn nên yêu cầu về HTĐLngày càng nhỏ gọn, tiết kiệm năng lượng, hiệu suất cao…đảm bảo đánh lửa đúngvới mọi trường hợp hoạt động của động cơ Chính vì vậy sự phát triển của HTĐLcũng rất nhanh để phù hợp với mọi yêu cầu của cuộc sống Nên càng ngày càng cónhiều HTĐL khác nhau, nhưng chúng vẫn dựa trên cơ sở chung để tạo ra được tialửa điện

Trong quá trình làm đồ án do thời gian hạn hẹp và kiến thức còn nhiều hạnchế nên không thể tránh khỏi thiếu sót mong nhận được những lời đóng góp củaquý thầy cô và bạn bè

Em xin chân thànhcảm ơn!

Đà Nẵng, ngày2/12/2010

Sinh Viên

Tôn Thất Lâm

1.Tổng quan

1.1 Công dụng

Hệ thống đánh lửa(HTDL) trên ôtô có nhiệm vụ biến dòng một chiều thấpáp(12V, 24V) hoặc dòng điện xoay chiều thấp áp(trong HTĐL Manheto hay vô lăngManheto) thành xung điện cao áp (12 kV ÷ 24 kV) và tạo ra tia lửa điện phóngqua khe hở bugi đốt cháy hỗn hợp cháy (khí – xăng) trong xylanh ở thời điểm thíchhợp và tương ứng với thứ tự làm việc của xilanh, chế độ làm việc của động cơ

1.2 Yêu cầu

đó đòi hỏi hệ thống đánh lửa phải bảo đảm được các yêu cầu chính sau:

- Phải đảm bảo tạo ra điện áp đủ lớn (12kV ÷ 24kV) để tạo ra tia lửa điệnphóng qua khe hở giữa các điện cực bugi

- Tia lửa phải có năng lượng và thời gian tồn tại đủ lớn để đốt cháy hỗn hợplàm việc trong mọi điều kiện làm việc của động cơ

- HTĐL phải có khả năng tự động điều chỉnh góc đánh lửa sớm để thời điểmđánh lửa tương ứng với góc đánh lửa sớm hợp lý nhất ở mọi chế độ làm việc củađộng cơ

- Độ tin cậy của hệ thống đánh lửa phải tương ứng với độ tin cậy làm việccủa động cơ

- Các phụ kiện của hệ thống đánh lửa phải đảm bảo làm việc tốt trong môi trườngnhiệt độ cao và rung xóc lớn

- Kết cấu đơn giản, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng, giá thành rẻ…

1.3 Phân loại

1.3.1 Theo đặc điểm cấu tạo và nguyên lý làm việc

HTĐL chia ra làm các loại sau:

a HTĐL kiểu cơ khí(loại thường):Được sử dụng trên hầu hết các loại ô tô trước

đây

Sinh viên : Tôn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 2

1 2

Hình 1.1.Sơ đồ hệ thống đánh lửa kiểu cơ khí

1- Trục cam; 2- Cần tiếp điểm; 3- Boobin đánh lửa;

4- Bộ chia điện; 5- Bugi

Theo cấu tạo, hệ thống từ của Manhêtô có thể chia ra một số loại sau:

- Phần ứng (cuộn dây) quay (hình 1.2a); - Lõi đảo cực từ quay (hình 1.3b);

- Nam châm quay (hình 1.4c, d)

Mạch điện: của Manhêtô có nhiệm vụ biến SĐĐ cảm ứng xoay chiều thế

hiệu thấp, xuất hiện trong cuộn dây sơ cấp W1 thành các xung điện cao thế và phânphối nó đến các bugi theo trình tự cần thiết

+ Nguyên lý làm việc:

Nguyên lý tạo nên điện cao thế tương tự như ở HTĐL thường dùng ắc quy,

chỉ khác là dòng điện trong cuộn dây sơ cấp sinh ra là do SĐĐ cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây khi nam châm quay tương tự như ở máy phát xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu (chứ không phải được cung cấp từ ắc quy hoặc máy phát).

Các quá trình vật lý (điện từ) xảy ra trong Manhêtô cũng tương tự như trong HTĐLthường

Sinh viên : Tôn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 4

Hình 1.2 Hệ thống mạch từ của Manhêtô

Hình 1.3 Sơ đồ mạch điện của Manhêtô.

1-Lõi thép; 2- Cuộn sơ cấp; 3- Cuộn thứ cấp; 4- Má cực;

5- Kim đánh lửa phụ; 6- Điện cực bộ chia điện; 7- Rôto; 8, 9- Bánh răng 10- Bugi; 11- Rôto nam châm; 12- Cam; 13- Tiếp điểm tĩnh;

14- Tiếp điểm động; 15- Công tắc điện; 16- Cam.

- Manhêtô là hệ thống dánh lửa cao áp độc lập, có công suất không lớn mànguồn điện, biến thế cao áp và bộ chia điện được bố trí gọn trong một kết cấu.

-HTĐL Manhêtô có độ tin cậy cao và làm việc độc lập không phụ thuộc vào

ắc quy và máy phát nên được dùng nhiều trên xe cao tốc và một số máy công trìnhtrên vùng núi…

c HTĐL bán dẫn có tiếp điểm

+ Nguyên lý làm việc của hệ thống như sau:

- Khi KK' đóng: cực gốc B của transitor được nối với cực âm của nguồn nên

UEB> 0 làm xuất hiện dòng IB và transitor 6 mở cho dòng I1 đi qua

- Khi KK' mở: dòng IB bị ngắt nên transitor đóng và ngắt đột ngột dòng I1

Do đó trong các cuộn dây của biến áp đánh lửa xuất hiện các suất điện động tự cảm.Trong hệ thống đánh lửa thường E1 = 200 400V hoặc lớn hơn Bởi vậy không thểlấy biến áp đánh lửa tiêu chuẩn (dùng cho hệ thống đánh lửa thường) sang dùng cho

hệ thống đánh lửa bán dẫn, vì transitor không chịu được điện áp cao như vậy màphải dùng biến áp riêng có Kba lớn hơn để giảm E1 xuống nhỏ hơn 100V

Nếu E1 đòi hỏi phải lớn hơn 100V để đảm bảo nhận được U2 cao, thì có thểmắc nối tiếp các transitor hoặc áp dụng các biện pháp bảo vệ Nếu vẫn dùng biến ápđánh lửa tiêu chuẩn thì hệ thống đánh lửa bán dẫn sẽ không phát huy được ưu điểm

gì trừ vấn đề tăng tuổi thọ cho tiếp điểm

d HTĐL bán dẫn không có tiếp điểm

Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm.

1-Bộ ắc quy; 2- Tiếp điểm (cặp má vít); 3- Biếp áp đánh lửa;

4- Điện trở phụ; 5- Khoá điện; 6- Transitor.

Trong hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm, thời điểm đánh lửa đượcđiều khiển bằng bộ cảm biến đặc biệt có liên hệ cơ khí với trục khuỷu động cơ.

Các bộ cảm biến có thể chia ra hai loại:

- Cảm biến thông số: Tín hiệu được tạo thành bằng cách thay đổi các thông

số của mạch điện như: điện trở, điện cảm, hỗ cảm, điện dung,

- Cảm biến phát điện: Tín hiệu là giá trị suất điện động do bộ cảm biến tạo ra.

Một yêu cầu quan trọng đối với các bộ cảm biến không tiếp điểm là phải đảmbảo độ tin cậy làm việc ở số vòng quay thấp của trục khuỷu

Cấu tạo của hệ thống gồm:

- Bộ ắc quy 1; Bộ cảm biến (phát lệnh) 2 lắp trong bộ chia điện; Biến ápđánh lửa 3; Bộ cắt nối bán dẫn I và hộp điện trở phụ II; Bộ chia điện (không thểhiện trên hình vẽ); Transitor T3: đóng tích cực nhờ nửa kỳ điện áp dương của bộphát lệnh; Transitor T2 đóng tích cực nhờ Đ2 và R1 (mạch hồi tiếp); Transitor T1đóng tích cực nhờ biến áp xung

Để đảm bảo chất lượng đánh lửa khi khởi động (lúc độ dốc của tín hiệu không đủlớn) , trong sơ đồ có mạch liên hệ ngược (hồi tiếp) qua R3 và C2 từ cực góp K củaT1 đến cực gốc của T3

Sinh viên : Tôn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 6

Nguyên lý làm việc:

- Lúc đầu khi khoá điện Kđ đóng: bộ phát lệnh chưa quay, cực gốc B của T3

nối với cực (+) của nguồn qua R4 và cuộn dây của bộ PL, nên T3 đóng, điện trở của

T3 (RT3) lúc này rất lớn nên cực gốc B của T2 được nối với cực (-0 qua R5, làm T2

mở Do T2 mở nên có dòng qua biến áp xung từ (+) đến Đ2 đến W2' đến W1' đếnEC(T2) đếnRf1đến Rf2đến (-) Dòng qua biến áp xung tạo điện áp điều khiển tại cực gốc

B của T1 làm T1 mở và cho dòng đi qua cuộn sơ cấp W1 của biến áp đánh lửa

- Khi bộ PL quay, ở nửa chu kỳ (-) của điện áp do nó phát ra thì cực gốc Bcủa T3 có điện áp (-) nên T3 mở T3 mở thì RT3 giảm nhỏ nên cực gốc B của T2 coinhư được nối với cực (+) nên T2 đóng T2 đóng làm T1 đóng theo, cắt đột ngột dòng

sơ cấp I1 tạo nên một suất điện độgn tự cảm E2 rất lớn truyền qua bộ chia điện đếncác bugi để tạo tia lửa điện

- Khi khởi động hoặc khi số vòng quay thấp, xung tín hiệu còn yếu thì khi T1

mở nên tụ C2 được nạp, làm cho thế cực gốc B của T3 âm nên T3 mở T3 mở làm T2

và T1 đóng nên cắt dòng I1 để tạo tia lửa điện ở bugi Sau đó T1 và T2 lại mở, tụ lạiđược nạp làm T3 mở còn T1 và T2 đóng Quá trình cứ lặp lại theo một chu kỳ nhấtđịnh, tạo nên hàng loạt tia lửa điện ở bugi hỗ trợ cho khởi động động cơ

Ưu nhược điểm của hệ thống đánh lửa bán dẫn so với hệ thống đánh lửa thường:

 Ưu điểm:

- Có thể đồng hoá hệ thống đánh lửa chung cho các loại động cơ ôtô khácnhau

- Điện thế thứ cấp U2= 25÷50kV ở mọi chế độ làm việc của động cơ

- Nếu là loại tiếp điểm điều khiển thì dòng điện qua tiếp điểm điều khiển khingắt mạch không quá 1A, do đó tiếp điểm làm việc được bảo đảm, còn dòng điện sơcấp I1 ngắt có thể đạt đến 7÷ 25 A và hơn nữa

- Với hệ thống đánh lửa bán dẫn động cơ tăng tốc rất nhanh và điều hoà,không có sự ngắt quãng trong làm việc

- Khả năng tăng tốc của ôtô tăng lên 10÷30% so với khi ôtô sử dụng hệ thốngđánh lửa thường

- Nhiên liệu được đốt cháy hết ở cả số vòng quay thấp và số vòng quay cao,

do đó tiết kiệm nhiên liệu được 10%

- Ít phải chăm sóc bảo dưỡng

 Nhược điểm:

- Giá thành còn khá cao vì sử dụng nhiều linh kiện bán dẫn

- Đôi khi sơ đồ phức tạp và suất tiêu hao năng lượng riêng cho hệ thốngđánh lửa lớn (khoảng gấp đôi hệ thống đánh lửa thường)

Tuy còn những nhược điểm như vậy nhưng hệ thống đánh lửa bán dẫn vẫnđược ưa chuộng và ngày càng được phát triển rộng rãi, đặc biệt trong các loại xe đờimới hiện nay

1.3.2 Theo cảm biến đánh lửa: (HTĐL bán dẫn không tiếp điểm)

a HTĐL sử dụng cảm biến điện từ: Có hai loại:

- Loại nam châm đứng yên:

Hình 1.6 Cảm biến điện từ loại nam châm đứng yênCảm biến được đặt trong delco bao gồm một rotor có số răng cảm biến tươngứng với số xy lanh động cơ, một cuộn dây quấn quanh một lõi sắt từ cạnh một thanhnam châm vĩnh cữu Cuộn dây và lõi sắt được đặt đối diện với các răng cảm biến rotor và được cố định trên vỏ delco Khi rotor quay, các răng cảm biến sẽ lần lượt tiến lại gần và lùi ra xa cuộn dây Khi rotor ở vị trí như hình 2a, điện áp trên cuộn dây cảm biến bằng 0 Khi răng cảm biến của rotor tiến lại gần cực từ của lõi thép, khe hở giữa rotor và lõi thép giảm dần và từ trường mạnh dần lên Sự biến thiên của

từ thông xuyên qua cuộn dây

Khi răng cảm biến của rotor đối diện với lõi thép, độ biến thiên của từ trườngbằng 0 và sức điện động trong cuộn cảm biến nhanh chóng giảm về 0 (hình 2c)

Sinh viên : Tôn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 8

Khi rotor đi xa ra lõi thép, từ thông qua lõi thép giảm dần và sức điện động xuất hiện trong cuộn dây cảm biến có chiều ngược lại (hình 2d) Hiệu điện thế sinh ra ở hai đầu dây cuộn cảm biến phụ thuộc vào tốc độ của động cơ.

Sự tạo từ trường của cuộn nam châm đứng yên

H.ình 1.7 Vị trí tương đối của rotor với cuộn nhận tín hiệuCảm biến điện từ loại nam châm đứng yên có ưu điểm là rất bền, xung tínhiệu có dạng nhọn nên ít ảnh hưởng đến sự sai lệch về thời điểm đánh lửa Tuynhiên, xung điện áp ra ở chế độ khởi động nhỏ, vì vậy ở đầu vào của Igniter phải sửdụng transistor có độ nhạy cao và phải chống nhiễu cho dây tín hiệu

Cảm biến điện từ loại nam châm quay:

Hình 1.8 Cảm biến điện từ loại nam chân quay cho loại động cơ 8 xylanh

1-Rôto nam châm ; 2-Lõi thép từ; 3- Cuộn dây cảm biến

Nam châm được gắn trên rotor, còn cuộn dây cảm biến được quấn quanh mộtlõi thép và cố định trên vỏ delco Khi nam châm quay, từ trường xuyên qua cuộn dây biến thiên tạo nên một sức điện động sinh ra trong cuộn dây Do từ trường qua cuộn dây đổi dấu nên sức điện động sinh ra trong cuộn dây lớn

Hệ thống đánh lửa bán dẫn dùng cảm biến từ điện loại nam châm đứng yên

Hình 1.9 Hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng điện từ (HONDA)

Hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng cảm biến điện từ được sử dụng phổ biến trên các loại xe ôtô vì nó có cấu tạo khá đơn giản, dễ chế tạo và ít hư hỏng

Sơ đồ mạch điện loại này được trình bày trên hình 4

Khi cuộn dây cảm biến không có tín hiệu điện áp hoặc điện áp âm, transistor T1 ngắt nên T2 ngắt, T3 dẫn cho dòng qua cuộn sơ cấp về mass

Khi răng của rotor cảm biến tiến lại gần cuộn dây cảm biến, trên cuộn dây sẽ xuất hiện một sức điện động xoay chiều, nửa bán kỳ dương cùng với điện áp rơi trên điện trở R2 sẽ kích cho transistor T1 dẫn, T2 dẫn theo và T3 sẽ ngắt Dòng qua cuộn sơ cấp ở bobine bị ngắt đột ngột tạo nên một sức điện động cảm ứng lên cuộn thứ cấp một điện áp cao và được đưa đến bộ chia điện

b HTĐL sử dụng cảm biến quang

- Cảm biến quang gồm hai loại, chúng chỉ khác nhau ở phần tử cảm biếnquang

Loại sử dụng một cặp Led-Photo Transistor

Loại sử dụng một cặp Led-Photo diode

Sinh viên : Tôn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 10

Hình 2.10 Cảm biến quang 1-LED; 2-Photo Transisto; 3-Photo Diode; 4- Mâm quay; 5-Khe chiếu sáng

Phần tử cảm quang (Led-Lighting Emision Diode) và phần tử cảm quang(Photo Transistor hoặc photo diode) được đặt trong bộ chia điện Đĩa của cảm biếnđược gắn trên trục bộ chia điện, số rãnh tương ứng với xilanh của động cơ.

Hoạt động của cảm biến quang như sau:

Khi có ánh sáng chiếu vào giữa hai phần tử này thì nó sẽ trở nên dẫn điện vàngược lại khi không có ánh sáng đi qua nó sẽ không dẫn điện Độ dẫn điện của nóphụ thuộc vào cường độ ánh sáng và hiệu điện thế giữa hai đầu cực của phần tử cảmquang

Khi đĩa cảm biến quay, dòng ánh sáng phát ra từ LED sẽ bị ngắt quãng làm phần

tử cảm quang dẫn ngắt liên tục, tạo ra các xung vuông để dùng làm tín hiệu đánh lửa Hình 2.16 là sơ đồ đánh lửa bán dẫn được điều khiển bằng cảm biến quangcủa hãng Motorola Cảm biến quang được đặt trong bộ chia điện, gửi tín hiệu đánhlửa về cho bộ điều khiển đánh lửa Nguyên lí hoạt động của sơ đồ hệ thống đánh lửanày như sau:

Khi đĩa cảm biến quay đến vị trí đĩa chắn ánh sáng từ LED D1 sang photo Transistor T1 làm T1 bị ngắt, làm cho các Transistor T2, T3, T4 ngắt theo, còn T5 dẫncho dòng điện qua cuộn sơ cấp sau đó đến vị trí masse Khi đĩa cảm biến cho dòngánh sáng đi qua T1 sẽ ở trạng thái dẫn, đồng thời T2, T3, T4 cũng dẫn theo, T5 lúc này

ở trạng thái đóng, làm cho dòng sơ cấp bị ngắt đột ngột Do dòng sơ cấp bị ngắt đột

Hình 2.11 Sơ đồ mạch điện HTĐL bán dẫn dùng cảm biến quang

Y

B0EH

ngột nên trên cuộn thứ cấp xuất hiện một hiệu điện thế có giá trị 2535Kv, hiệuđiện thế này qua bộ chia điện để đến các bugi sinh ra tia lửa điện để đốt cháy hỗnhợp khí -nhiên liệu theo đúng thứ làm việc của các xilanh

c HTĐL sử dụng cảm biến Hall:

Cảm biến này làm việc theo nguyên lí hiệu ứng Hall như sau:

Nếu đặt một tấm bán dẫn vào trong từ trường B0 ( tác dụng theo phương Z), khicho dòng điện đi theo phương X thì theo phương Y vuông góc với nó sẽ xuất hiệnmột sức điện động EHall(gọi là sức điện động Hall) có trị số phụ thuộc vào vật liệu,chiều dày của tấm cảm biến Theo tài liệu ta có :

Sinh viên : Tôn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 12

4 3 5

T

216

Đồ án môn học: Trang bị điện và điện tử động lực

*Hoạt động của cảm biến Hall:

Khi khe hở của cánh chắn nằm giữa cảm biến Hall và nam châm thì từtrường sẽ xuyên qua khe hở làm xuất hiện một hiệu điện thế UH, hiệu điện thế này

sẽ điều khiển Transistor mở để cho dòng điện từ cuộn dây sơ cấp đi qua Khi khe hở

đi qua giữa cảm biến và nam châm làm từ trường B sẽ mất đi khi đó thì hiệu điệnthế UH gần bằng 0, điện thế này làm cho Transistor đóng lại, việc đóng Transistorlàm dòng sơ cấp mất đi đột ngột và xuất hiện hiệu điện thế U2 trên cuộn dây thứ cấptạo tia lửa điện trên các bugi

Bề rộng của tấm chắn dùng để xác định góc độ ngậm điện (Dwell Angel), sốcánh của tấm chắn bằng số xilanh động cơ Hình 2.14 là sơ đồ mạch điện hệ thốngđánh lửa bán dẫn dùng cảm biến Hall

Hình 2.13.Sơ đồ cấu tạo của cảm biến Hall

1- Cảm biến; 2- Nam châm; 3- Trục bộp chia điện; 4 -ôtodạng cánh chắn; 5- Khe hở cánh

chắn, 6 - Mâm gắn cảmbiến

3 5

T

2

Khi bật công tắt máy, một nhánh dòng điện qua điện trở phụ RfW1 T3

đồng thời một nhánh sẽ qua diode D1, qua R1 vào cảm biến Hall, nhờ D1 và R1 nênđiện áp của cảm biến Hall luôn ổn định Tụ điện C1 có tác dụng lọc nhiễu và đảmbảo cho bộ điều khiển đánh lửa hoạt động chính xác Diode D2, D3 có tác dụng bảo

vệ cảm biến Hall khi điện áp cung cấp quá cao (khi bộ điều chỉnh điện của máy pháthỏng) Khi đầu dây của tín hiệu cảm biến Hall có điện áp ở mức cao (khe hở củacánh chắn nằm giữa nam châm và cảm biến) làm T1 dẫn Lúc này dòng sơ cấp quacuộn dây sơ cấp i1 của biến áp đánh lửa W1 qua T3 và về masse tăng dần Khi tínhiệuđiện của cảm biến Hall ở mức thấp (cánh chắn ở giữa nam châm và cảm biến) làm

T1 ngắt, nên T2 và T3 ngắt theo Dòng sơ cấp i1 lúc này bị mất đột ngột tạo nên mộtsức điện động cảm ứng trên cuộn thứ cấp W2, sức điện động nàysinh ra một điện thếcao áp và qua bộ chia điện đến khe hở của bugi để sinh ra tia lử điện

Tụ C2 có tác dụng làm giảm sức điện động tự cảm trên cuộn dây sơ cấp W1

đặt vào mạch khi T2 và T3 ngắt Trong trường hợp sức điện động tự cảm quá lớn, ví

dụ như rút dây dẫn cao áp ra quá xa chẳng hạn thì R5, R6, D4 thì T2, T3 mở trở lại đểgiảm xung điện áp quá lớn có thể gây hư hỏng cho Transito

Diode Zenner D5 có tác dụng bảo vệ T3 khỏi bị quá áp vì điện áp tự cảm trêncuộn sơ cấp của biến áp đánh lửa

1.3.3 Theo năng lượng tích lũy trước khi đánh lửa: HTĐL bao gồm:

- HTĐL điện cảm: Năng lượng đánh lửa được tích lũy bên trong từ trường của cuộn dây biến áp đánh lửa

- HTĐL điện dung: Năng lượng đánh lửa được tích lũy bên trong điện trườngcủa tụ điện đánh lửa

1.3.4 Theo phương pháp phân bố điện cao áp: HTĐL chia ra:

- HTĐL có bộ chia điện

- HTĐL không có bộ chia điện(đánh lửa trực tiếp)

2 Tính và vẽ đặc tính dòng điện qua cuộn sơ cấp.

2.1 Các thông số chủ yếu của hệ thống đánh lửa.

2.1.1 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

Sinh viên : Tôn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 14

khi tách dây cao áp ra khỏi bugi Hiệu điện thế cực đại U2m phải lớn để có khả năngtạo được tia lửa điện giữa hai điện cực của bugi, đặc biệt lúc khởi động.

L1 - độ tự cảm của cuộn sơ cấp

C1 - điện dung của cuộn sơ cấp

C2 - điện dung của cuộn thứ cấp

Kba - hệ số biến áp

η - hiệu suất của bôbin

2.1.2 Hiệu điện thế đánh lửa Uđl.

Hiệu điện thế thứ cấp mà tại đó quá trình đánh lửa được xảy ra đượcgọi là hiệu điện thế đánh lửa (Uđl) Hiệu điện thế đánh lửa là một hàm phụ thuộc vàonhiều yếu tố, theo định luật Pashen

Uđl= k P δ

Với: P - áp suất buồng cháy tại thời điểm đánh lửa

δ - khe hở bugi

T - nhiệt độ điện cực trung tâm của bugi tại thời điểm đánh lửa

k - hệ số phụ thuộc vào thành phần hỗn hợp hòa khí