Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140

Chính vai trò đặc biệt quan trọng của hệ thống đánh lửa mà các nhà sản xuất không ngừng cải tiến, trong đó việc điều chỉnh góc đánh lửa sớm có ảnh hưởng rất lớn đến công suất, tính kinh

1

LỜI NÓI ĐẦU

Với sự tiến bộ và phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là ngành điện tử và kỹ thuật vi xử lí mà động cơ ô tô ngày nay đã được trang bị đầy đủ các hệ thống điều khiển điện tử nhằm tối ưu hóa sự an toàn và thuận lợi cho người

sử dụng Ngành công nghiệp ô tô của nước ta đang trong quá trình phát triển vì vậy cần có những nghiên cứu cụ thể về hệ thống điều khiển điện tử trên động cơ ô tô

Mà việc cải tiến, nâng cao hiệu suất làm việc, giảm mức tiêu hao nhiên liệu và giảm mức độ độc hại khí xả đóng vai trò vô cùng quan trọng Một động cơ muốn hoạt động tốt phải phụ thuộc vào 3 yếu tố: hòa khí tốt, áp suất nén buồng đốt cao, đánh lửa mạnh Chính vai trò đặc biệt quan trọng của hệ thống đánh lửa mà các nhà sản xuất không ngừng cải tiến, trong đó việc điều chỉnh góc đánh lửa sớm có ảnh hưởng rất lớn đến công suất, tính kinh tế và độ ô nhiễm của khí thải động cơ Từ những lí

do trên em thực hiện đề tài thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MERCEDES BENZ MB140

Trong quá trình nghiên cứu, tìm hiểu để thực hiện đồ án, nhờ vào sự cố gắng

nỗ lực của bản thân cùng với sự nhiệt tình hướng dẫn của thầy hướng dẫn Lê Văn Tụy, thầy Nguyễn Viết Thuận và sự giúp đỡ của các thầy trong khoa đã giúp em hoàn thành các yêu cầu và nhiệm vụ được giao

Với khả năng và tài liệu còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện đồ án của

em không tránh những sai sót, vì vậy kính mong các thầy cô thông cảm và góp ý để

em có thể hoàn thiện hơn về kiến thức cũng như hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp của mình Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn và các thầy cô trong khoa đã giúp em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này

Công suất và đặc tính động học của động cơ được cải thiện rõ rệt

Góc ngậm điện luôn luôn được điều chỉnh theo tốc độ động cơ và theo hiệu điện thế ắc quy, đảm bảo điện áp thứ cấp có giá trị cao ở mọi thời điểm

Động cơ khởi động dễ dàng, tiết kiệm nhiên liệu và giảm độc hại khí thải

Thấy rõ vai trò quan trọng của mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm đến việc tạo

ra tia lửa điện và năng lượng tia lửa có hiệu quả nhất

Tìm hiểu, nắm vững nguyên lý làm việc và từ đó thấy được ưu nhược điểm

của các mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm được sử dụng trên các loại xe hiện nay

Tìm hiểu và nắm vững nguyên lý hoạt động, cấu tạo của mạch điều chỉnh góc

đánh lửa sớm sử dụng trong hệ thống đánh lửa trên xe Mercedes Benz MB140

Có thể chẩn đoán một cách chính xác và nhanh chóng các hư hỏng về mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm trong hệ thống đánh lửa của động cơ M161 nói riêng

và các động cơ hiện đại tương đương nói chung

1.2 Ý nghĩa của đề tài

Giúp cho sinh viên tiếp cận thực tế và hiểu rõ vai trò, kết cấu của các mạch

Giúp sinh viên có nhiều kinh nghiệm thực tế nhằm hiểu biết thêm về các hệ thống đánh lửa điện tử của các động cơ đời mới

Tìm hiểu về vi mạch và công dụng của nó nhằm tối ưu hóa các bộ phận điều

khiển trên ô tô hiện nay

2 Giới thiệu sơ bộ về xe Mercedes Benz MB140

2.1 Tổng quan động cơ M161 trên xe Mercedes Benz MB140

Động cơ M161 đang khảo sát được lắp trên xe MB140 của hãng xe Benz Đây là một trong những động cơ hiện đại, với đầy đủ các hệ thống như: hệ thống phun xăng nhiều điểm điều khiển hoàn toàn bằng điện tử, động cơ 4 xilanh

Mercedes-đúc liền với thân máy, mỗi xilanh có 4 xupáp trong đó có 2 xupáp nạp và 2 xupáp

thải Hệ thống phân phối khí có 2 trục cam dẫn động xupáp thông qua bộ truyền

3

xích Hệ thống thải có bộ ống xả xúc tác, bộ hồi lưu khí xả, cảm biến ôxy Hệ thống đánh lửa được điều khiển bằng điện tử Hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát đều được trang bị đầy đủ và tối ưu thể hiện qua bảng thông số kỹ thuật (bảng 2-1) Với nhiều hệ thống như vậy, nhưng động cơ vẫn có hình dạng bên ngoài gọn nhẹ, chắc chắn

Bảng 2-1 Bảng thông số kỹ thuật của động cơ M161 Kiểu động cơ : xăng

2.2 Một số cơ cấu và hệ thống trên động cơ M161

2.2.1 Piston, xilanh, thanh truyền, trục khuỷu

Piston là một chi tiết quan trọng trong động cơ đốt trong Trong quá trình làm việc của động cơ, piston chịu lực rất lớn, nhiệt độ cao và ma sát mài mòn lớn Do điều kiện làm việc như vậy, nên vật liệu dùng để chế tạo piston có độ bền cao Trên động cơ M161 vật liệu chế tạo piston là hợp kim nhôm Mỗi piston gồm có 3 xéc măng, trong đó gồm 2 xéc măng khí và 1 xéc măng dầu Trên đỉnh piston khoét lõm nhằm tăng dung tích buồng cháy

Trên động cơ M161 xilanh được đúc liền với thân máy, với kết cấu này động

cơ có độ cứng vững rất cao, do đó độ biến dạng của xilanh và cổ trục là rất nhỏ Vật liệu chế tạo xilanh thân máy là gang, bề mặt xilanh được gia công chính xác và tôi luyện để đảm bảo cho xilanh làm việc được trong điều kiện nhiệt độ, áp suất và sự mài mòn lớn

4

Thanh truyền được đặt nghiêng với đường tâm xilanh một góc , nên triệt tiêu được lực ngang của cụm đầu nhỏ thanh truyền và piston Như vậy sẽ làm giảm mài mòn cho piston và xilanh, chống va đập, nâng cao tốc độ của động cơ

Bảng 2-2 Thông số kỹ thuật của nhóm piston, xilanh

1 Đường kính xilanh

2 Lòng xilanh độ côn

3 Chiều cao xilanh

90.9mm 0.013 140mm

Hình 2-1 Kết cấu piston thanh truyền của động cơ M161

5

Trục khuỷu trên động cơ M161 gồm có 5 cổ trục cho 4 xilanh động cơ, đầu trục khuỷu có lắp bánh răng dẫn động các bộ phận khác Trong thân trục khuỷu có khoan các lỗ dầu đi bôi trơn cho chốt khuỷu và thanh truyền Kết cấu trục khuỷu như hình 2-2

Hình 2-2 Kết cấu trục khuỷu động cơ M161 1- Puly; 2- Bánh răng; 3- Cổ trục khuỷu; 4- Chốt khuỷu;

5- Má khuỷu; 6- Bánh đà Bảng 2-3 Bảng các thông số của trục khuỷu

6

khí tuần hoàn qua bề mặt ngoài của két nước để làm mát nước Dòng không khí được cung cấp bởi quạt gió và bởi sự chuyển động của xe, nó mang theo nhiệt tỏa ra ngoài khoảng không Sơ đồ cấu tạo và sơ đồ nguyên lý của hệ thống làm mát trên động cơ M161 như sau:

Hình 2-3 Hệ thống làm mát trên động cơ M161 1- Két nước; 2- Quạt gió; 3- Bình nước; 4- Van hằng nhiệt;

5- Đồng hồ; 6- Nước làm mát Bảng 2-4 Các thông số kỹ thuật của hệ thống làm mát

Kiểu tỏa nhiệt Tỏa nhiệt chéo qua luồng

Dung tích chất lỏng làm việc 8lít

Lưu lượng quạt làm mát 2500 m3/h

C

Mở toàn bộ: 1150C

Nhiệt độ ổn định để động cơ làm việc tối thiểu là 800C và tối đa là 1150C Khi động cơ làm việc, bơm nước hoạt động, nước tuần hoàn từ két nước vào các áo bao quanh xilanh làm mát cho động cơ, nắp máy và họng bướm ga Khi động cơ còn nguội (chưa đạt 800C) thì van hằng nhiệt mở để nước qua lò sưởi điện hâm nóng

1

2

3

2.2.3 Hệ thống bôi trơn trên động cơ M161

Hệ thống bôi trơn trên động cơ M161 là hệ thống bôi trơn bằng áp lực cưỡng bức, với sơ đồ cấu tạo và các thông số kỹ thuật của hệ thống như sau:

Hình 2-4 Sơ đồ hệ thống bôi trơn động cơ M161 1- Cácte; 2- Phao; 3- Bơm; 5- Lọc thô; 4, 6, 13- Van;

8, 9, 10- Dầu bôi trơn; 11- Lọc tinh Bảng 2-5 Bảng các thông số của hệ thống bôi trơn

Dung tích dầu trong hệ thống 7.7L

Áp suất dầu trong hệ thống 4 0, 5 Kg/cm2

Khi động cơ làm việc bơm dầu hoạt động, bơm dầu từ cácte qua lọc dầu tới cổ trục khuỷu đến đầu to thanh truyền, rồi theo đường dầu trong thanh truyền lên bôi trơn đầu nhỏ thanh truyền và chốt piston Một đường dầu khác lên bôi trơn cổ trục cam, con đội, ống dẫn hướng xupáp, tất cả các bộ phận trên đều được bôi trơn bằng

8

áp lực Thành xilanh, piston, chốt piston bôi trơn bằng lượng dầu văng ra từ thanh truyền và trục khuỷu

Trên hệ thống bôi trơn cũng có đồng hồ đo áp suất để báo áp suất làm việc của

hệ thống Áp suất ổn định của hệ thống là 7KN/m2, nếu áp suất không ổn định ở mức này thì cần kiểm tra và sửa chữa hệ thống bôi trơn động cơ

2.2.4 Hệ thống phân phối khí trên động cơ M161

Hệ thống phân phối khí trên động cơ M161 gồm hai cam dẫn động trực tiếp

xupáp thông qua con đội thủy lực Đặc điểm của hệ thống phối khí loại này là không có bộ phận cò mổ và đũa đẩy Với hệ thống phân phối khí như thế phần nắp động cơ đơn giản và gọn nhẹ hơn, hiệu suất làm việc cũng cao hơn hệ thống phối khí có bộ phận cò mổ, đũa đẩy và khe hở nhiệt ít bị thay đổi hơn Đặc biệt trên mỗi động cơ có 4 xupáp gồm 2 xupáp nạp và 2 xupáp thải, với kết cấu như thế quá trình

nạp sẽ nạp nhiều hơn và quá trình thải sẽ thải sạch hơn

Bảng 2-6 Các thông số của hệ thống phối khí

Đường kính đế xupáp nạp

Đường kính đế xupáp thải

35  0, 1mm

31  0, 1 mm

Khi khởi động trục khuỷu quay truyền chuyển động đến trục cam thông qua

bộ dẫn động đai Hai bánh đai của trục cam có bán kính bằng nhau và bằng hai lần bán kính bánh đai của trục khuỷu Như vậy cứ hai vòng quay của trục khuỷu thì trục cam quay được một vòng Các cam trên trục cam được bố trí trên trục cam sao cho xupáp đóng mở đúng thời điểm và đúng thứ tự làm việc của động cơ

Thứ tự làm việc của động cơ M161:

+ Ở kỳ nạp, xupáp nạp mở, xupáp thải đóng, piston đi xuống hút hỗn hợp nhiên liệu vào xilanh động cơ

+ Ở kỳ nén, xupáp nạp và xupáp thải đều đóng, piston đi lên nén hỗn hợp không khí nhiên liệu về buồng đốt động cơ

9

+ Ở kỳ nổ, xupáp nạp và xupáp thải đều đóng, piston ở điểm chết trên bugi bật lửa đốt cháy hỗn hợp không khí nhiên liệu, áp suất tăng cao sinh công đẩy piston đi xuống

+ Ở kỳ thải, xupáp thải mở, xupáp nạp đóng, piston đi lên đẩy khí thải ra ngoài

2.2.5 Hệ thống thải trên động cơ M161

Hệ thống thải trên động cơ M161 được bổ sung thêm nhiều bộ phân khác như:

bộ xúc tác 3 chức năng, bộ hồi lưu khí xả, cảm biến nồng độ ôxy nhằm hạn chế tối

đa nồng độ khí ô nhiễm trong khí thải động cơ Hệ thống thải trên động cơ M161 có

sơ đồ kết cấu như sau:

Hình 2-5 Hệ thống hồi lưu khí thải EGR 1- Lò xo nén; 2- Cụm áp thấp; 3- Màng; 4- Đế van; 5- Vỏ;

Khi động cơ làm việc, hỗn hợp khí nhiên liệu được đốt cháy trong kỳ nổ với các phương trình phản ứng cháy như sau:

CnHm + (O2 + N2) CO2 + H2O + N2 + CO +NOx + HC +

+ O2 + (Gốc OH) Sản phẩm cháy gồm: NOX, CO, HC, O2 được thải ra ngoài qua xupáp thải vào ống góp thải, sau đó sản phẩm cháy đi qua bộ xúc tác 3 chức năng Sau khi đi qua

bộ xúc tác 3 chức năng các chất trong sản phẩm cháy như NOX, CO, HC, O2 sẽ trở thành các chất khác như N2, CO2, H2O hoàn toàn không độc hại đến môi trường

Sau khi đi qua bộ xúc tác, sản phẩm cháy đi qua bộ tiêu âm để giảm tiếng ồn rồi được thải ra trường Từ nồng độ ôxy trong khí xả, cảm biến ôxy ghi nhận thông tin này và chuyển về bộ vi xử lý trung tâm làm tín hiệu để điều chỉnh lượng xăng phun vào cho kỳ nạp động cơ nhằm đảm bảo nồng độ chất ô nhiễm thấp nhất, phương trình phản ứng trong ống thải xúc tác như sau:

Bộ hồi lưu khí xả có nhiệm vụ hồi lưu một phần khí xả về lại hệ thống nạp để nạp vào động cơ nhằm giảm bớt lượng khí xả thải ra môi trường hạn chế được nồng

độ các chất ô nhiễm, đồng thời cung cấp thêm một phần khí nạp cho động cơ để quá trình nạp được tốt hơn tăng công suất động cơ

2.2.6 Hệ thống nhiên liệu trên động cơ M161

Hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ M161 là hệ thống phun xăng điện

tử, về cơ bản gồm 3 hệ thống sau:

+ Hệ thống nhiên liệu: là bộ phận cung cấp nhiên liệu cho động cơ làm việc thông qua các bộ phận như: bình chứa nhiên liệu, lọc nhiên liệu, ống góp nhiên liệu (giàn ống phân phối), bộ ổn định áp suất, vòi phun

+ Hệ thống nạp khí: cũng là một bộ phận quan trọng trong hệ thống nhiên liệu Hệ thống nạp khí có nhiệm vụ nạp không khí vào động cơ ở kỳ nạp để hòa trộn với nhiên liệu tạo thành hỗn hợp cho quá trình cháy, hệ thống này gồm các thành phần sau: lọc không khí, cổ họng gió, ống góp hút,

+ Hệ thống điều khiển: là bộ phận gồm tất cả các cảm biến và bộ điều khiển trung tâm ECU Cảm biến ghi nhận tín hiệu về tình trạng hoạt động của động cơ và biến đổi các giá trị này thành tín hiệu tương tự gửi về bộ vi xử lý trung tâm ECU

Bộ ECU có chức năng xử lý và gửi tín hiệu điều khiển đến các vòi phun, phun một lượng nhiên liệu tương ứng với yêu cầu của động cơ

Trên động cơ M161 các vòi phun phun xăng trực tiếp vào họng nạp, cho nên

đã loại bỏ hoàn toàn các nhược điểm của bộ chế hoà khí cổ điển Với việc sử dụng phương pháp phun nhiều điểm cho phép thiết kế ống góp nạp nhỏ hơn Mặt khác họng bướm ga thấp hơn so với chiều cao bộ chế hòa khí, vì vậy khoang chứa động

cơ có thể thấp hơn Một ưu điểm nữa của hệ thống phun xăng điện tử đó là lượng nhiên liệu cung cấp cho các xilanh bằng nhau, trong khi đó ở bộ chế hòa khí thì các xilanh càng xa động cơ thì hỗn hợp càng đậm Ngày nay vấn đề tăng hiệu suất động

cơ và giảm tiêu hao nhiên liệu đặt lên hàng đầu của toàn xã hội, trước yêu cầu đó hãng xe Mercedes Benz đã trang bị cho loại xe MB140 thêm các hệ thống nhằm kiểm soát quá trình cháy như: hệ thống hồi lưu khí xả, ống xả xúc tác, cảm biến ôxy,

Bảng 2-7 Các thông số của hệ thống nhiên liệu

Vòi phun nhiên liệu

12

Hình 2-7 Kích thước xe Mercedes Benz MB140 Bảng 2-8 Thông số kích thước của xe Chiều dài cơ sở Chiều dài của xe

Chiều rộng của xe Chiều cao của xe Khoảng nhô phía sau xe Chiều cao sàn xe

2680mm 5340mm 1855mm 2105mm 1300mm 528mm

Ngoài ra trên xe Mercedes Benz M161 còn trang bị một số hệ thống khác như:

+ Hệ thống phanh: Mercedes Benz MB161 sử dụng phanh đĩa cho bánh xe

trước và phía sau sử dụng phanh tang trống Ngoài ra trên xe còn được được trang bị: hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS, hệ thống phân bố lực phanh EBD, hệ

13

điểm, lò xo trụ và thanh cân bằng

3 Giới thiệu tổng quan về hệ thống đánh lửa và lý thuyết về điều chỉnh góc đánh lửa sớm

3.1 Giới thiệu tổng quan về hệ thống đánh lửa

3.1.1 Công dụng, phân loại và yêu cầu hệ thống đánh lửa

3.1.1.1 Công dụng

Hệ thống đánh lửa (HTĐL) có nhiệm vụ biến dòng điện một chiều thế hiệu thấp (6V,12V, hay 24V) hoặc các xung điện xoay chiều thế hiệu thấp (trong HTĐL Manhêtô hay Vôlăng manhêtic) thành các xung điện cao thế (12000V… 40000V)

để tạo nên tia lửa phóng qua khe hở bugi đốt cháy hỗn hợp làm việc trong các xilanh của động cơ vào những thời điểm thích hợp và tương ứng với trình tự làm việc của xilanh và chế độ làm việc của động cơ

Trong một số trường hợp, hệ thống đánh lửa còn dùng để hỗ trợ khởi động, tạo điều kiện cho động cơ khởi động được dễ dàng ở nhiệt độ thấp

3.1.1.2 Phân loại

Theo đặc điểm cấu tạo và nguyên lý làm việc, hệ thống đánh lửa được chia ra: + HTĐL thường hay HTĐL kiểu cơ khí: được sử dụng hầu hết trên các ô tô trước đây, còn gọi là HTĐL cổ điển

+ HTĐL Manhêtô: là hệ thống đánh lửa cao áp độc lập, không cần dùng ắcquy và máy phát Do đó, có độ tin cậy cao và được dùng trên các xe cao tốc và một số máy công trình trên vùng núi

+ HTĐL bán dẫn có tiếp điểm: là hệ thống đánh lửa bán dẫn kết hợp với cơ khí, hệ thống đánh lửa loại này vẫn còn dùng trên một số xe hiện nay

+ HTĐL bán dẫn không có tiếp điểm: có nhiều ưu điểm nên được dùng phổ biến trên các ô tô hiện nay

Theo cảm biến đánh lửa, hệ thống đánh lửa bán dẫn được chia ra làm:

+ Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến điện từ

+ Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến quang

+ Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến Hall

Theo năng lượng tích lũy trước khi đánh lửa, hệ thống đánh lửa bao gồm:

+ Hệ thống đánh lửa điện cảm: Năng lượng đánh lửa được tích lũy bên trong từ trường của cuộn dây biến áp đánh lửa

+ Hệ thống đánh lửa điện dung: Năng lượng đánh lửa được tích lũy bên trong điện trường của tụ điện

Theo phương pháp phân bố điện cao áp hệ thống đánh lửa được chia ra:

+ Hệ thống đánh lửa có bộ chia điện

14

+ Hệ thống đánh lửa không có bộ chia điện (đánh lửa trực tiếp)

Ngày nay trên các ô tô hiện đại, HTĐL được điều khiển theo chương trình Bộ điều khiển trung tâm (ECU- Electronic Control Unit) sẽ thu thập các tín hiệu như: tốc độ động cơ, vị trí piston, vị trí bướm ga, nhiệt độ động cơ…Từ đó, ECU sẽ điều khiển thời điểm đánh lửa thích hợp nhất trong mọi chế độ của động cơ

3.1.1.3 Yêu cầu

Hệ thống đánh lửa phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

 Phải đảm bảo thế hiệu đủ lớn để tạo nên tia lửa điện phóng điện qua khe

hở giữa các điện cực bugi

 Tia lửa phải có năng lượng đủ lớn để đốt cháy hỗn hợp làm việc trong mọi điều kiện làm việc của động cơ

 Thời điểm phát tia lửa điện trên bugi trong từng xilanh phải đúng theo góc đánh lửa và thứ tự đánh lửa quy định

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

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

3.1.2 Giới thiệu về các hệ thống đánh lửa

Sơ đồ cấu trúc chung của một hệ thống đánh lửa:

Hình 3-1 Sơ đồ cấu trúc chung của một hệ thống đánh lửa

3.1.2.1 Hệ thống đánh lửa thường hay hệ thống đánh lửa cơ khí

a Cấu tạo:

Những thiết bị chủ yếu của hệ thống đánh lửa thường là: biến áp đánh lửa 3 được cung cấp từ nguồn một chiều (ắcquy hoặc máy phát), bộ chia điện 4 và các bugi đánh lửa 5

15

Hình 3-2 Sơ đồ cấu tạo và sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa thường

1- Cam bộ chia điện; 2- Cặp tiếp điểm KK’; 3- Biến áp đánh lửa; 4- Bộ chia điện;

5- Bugi; 6- Tụ điện; 7- Ắcquy; 8- Điện trở phụ Biến áp đánh lửa có hai cuộn dây: cuộn sơ cấp W1 có khoảng 250…400 vòng, cuộn thứ cấp W2 khoảng 19000…26000 vòng

Cam 1 của bộ chia diện được dẫn động quay từ trục phân phối, làm nhiệm vụ đóng mở tiếp điểm KK’ tức là nối ngắt mạch sơ cấp của biến áp đánh lửa

b Nguyên lý làm việc:

Khi KK’ đóng: trong mạch sơ cấp xuất hiện dòng điện i1 Dòng này tạo nên một từ thông khép mạch qua lõi thép và hai cuộn dây của biến áp đánh lửa

Khi KK’ mở: mạch sơ cấp bị ngắt, dòng i1 và từ trường do nó tạo ra mất đi

Do đó, trong cả hai cuộn dây xuất hiện một suất điện động tự cảm, tỷ lệ thuận với tốc độ biến thiên của từ thông Bởi vì cuộn dây W2 có số vòng dây lớn nên suất điện động cảm ứng sinh ra trong nó cũng lớn hơn, đạt giá trị khoảng 12000V…24000V Điện áp cao này truyền từ cuộn thứ cấp qua rôto của bộ chia điện 4 và các dây dẫn cao áp đến các bugi đánh lửa 5 theo thứ tự nổ của động cơ Khi thế hiệu thứ cấp đạt giá trị Uđl thì sẽ xuất hiện tia lửa điện phóng qua khe hở bugi đốt cháy hỗn hợp làm việc trong xilanh

Vào thời điểm tiếp điểm mở, trong cuộn sơ cấp W1 cũng xuất hiện một suất điện động tự cảm khoảng 200V… 300V Nếu như không có tụ C1 mắc song song với tiếp điểm KK’ thì suất điện động này sẽ gây ra tia lửa mạnh phóng qua tiếp điểm, làm cháy rỗ các má vít, đồng thời làm cho dòng điện sơ cấp và từ trường của

nó mất đi chậm hơn và vì thế, thế hiệu thứ cấp cũng sẽ không lớn

Khi có tụ C1 thì dòng sơ cấp và suất điện động tự cảm e1 sẽ được dập tắt nhanh chóng, không gây tia lửa điện ở tiếp điểm và U2 tăng lên

16

c Các giai đoạn của quá trình đánh lửa:

Quá trình đánh lửa có thể được chia làm 3 giai đoạn:

+ Giai đoạn tăng dòng sơ cấp khi KK’ đóng lại

+ Giai đoạn tăng xuất hiện suất điện động cao áp trong cuộn thứ cấp khi

KK’ mở ra

+ Giai đoạn xuất hiện tia lửa điện cao thế ở bugi khi U2 tăng đến giá trị Uđl

d Cấu tạo một số thiết bị của hệ thống đánh lửa:

Biến áp đánh lửa: Là loại biến áp cao thế đặc biệt, dùng để biến những xung

điện thế hiệu thấp (6V, 12V hay 24V) thành các xung điện cao thế (12000V…24000V)

phục vụ cho vấn đề đánh lửa trong động cơ Nó bao gồm:

+ Lõi thép được ghép từ các lá thép điện kỹ thuật dày 0,35mm, có sơn cách điện để trách dòng phu cô Lõi thép được chèn chặt trong một ống các tông cách điện

Hình 3-3 Cấu tạo biến áp đánh lửa + Cuộn dây thứ cấp có rất nhiều vòng (W2=19000…26000 vòng) đường kính dây khoảng 0,07…0,1mm, được quấn phía ngoài ống các tông Giữa các ống

17

dây của cuộn thứ cấp có lót giấy cách điện mỏng, chiều rộng của lớp giấy cách điện lớn hơn khoảng quấn dây khá nhiều để tránh chạm các lớp dây và tránh bị phóng điện qua phần mặt bên của cuộn dây Cuộn thứ cấp sau khi quấn xong được cố định trong ống các tông cách điện thứ hai

+ Cuộn dây sơ cấp được quấn trên ống các tông cách điện bao ngoài cuộn thứ cấp, số vòng dây của cuộn sơ cấp không nhiều (khoảng 250…400 vòng), đường kính dây lớn hơn khoảng 0,72…0,86mm Các cuộn dây và ống thép đặt trong vỏ thép 8 được cách điện với đế bằng miếng sứ

Bộ chia điện: Có nhiệm vụ tạo nên những xung điện ở mạch sơ cấp và phân

phối điện cao thế đến các xilanh theo thứ tự nổ của động cơ vào đúng thời điểm quy định Bộ chia điện gồm ba bộ phận chính tương ứng với các chức năng tương ứng của nó là:

+ Bộ phận tạo xung điện: là bộ phận trọng yếu của bộ chia điện, quyết định

sự làm việc của toàn hệ thống đánh lửa

Hình 3-4 Sơ đồ kết cấu bộ phận tạo xung a- Điều chỉnh khe hở bằng vít trụ; b- Điều chỉnh khe hở bằng vít lệch tâm;

1, 9- Vít điều chỉnh; 2- Vít hãm; 3- Má vít tĩnh; 4- Má vít động; 5- Cần tiếp điểm; 6- Trục lắc; 7- Ống lót; 8- Lò xo lá; 10- Giá gắn tiếp điểm tĩnh; 11- Phần cam;

12- Mâm tiếp điểm

+ Bộ phận chia điện thế: nhận điện cao thế từ biến áp đánh lửa và phân phối

đến các xilanh của động cơ theo một thứ tự nhất định Về cấu tạo bao gồm: Nắp chia điện làm bằng chất cách điện cao áp, có một cực giữa 12 các cực bên bằng đồng 10 Số cực bên bằng số xilanh của động cơ Con quay chia điện làm bằng nhựa cách điện cao áp và được lắp vào phần đầu vát của cam Phần trên của con quay có gắn cầu kim loại 8 Điện cao thế từ biến áp đánh lửa được truyền đến cực giữa của nắp chia điện rồi qua lò xo xuống cần kim loại của con quay Khi con quay quay,

11

12

18

đầu cần kim loại của nó quay đến vị trí tương ứng với cực bên nào thì điện cao thế

sẽ phóng qua khe hở  = 0,3…0,7mm, giữa đầu cần và cực bên rồi qua dây dẫn đến các bugi đánh lửa

Bugi đánh lửa: là bộ phận tạo tia lửa điện cao thế để đốt cháy hỗn hợp làm

việc trong xilanh, khi nhận được các xung điện cao thế từ bộ chia điện truyền đến Bugi là chi tiết khá đơn giản song điều kiện làm việc lại đặc biệt khắc nghiệt Khi làm việc nó chịu tác dụng của ba loại tải trọng là:

+ Tải trọng cơ khí: do các xung áp suất của khí cháy sinh ra trong xilanh (với giá trị có thể tới 5 6 MPa), do rung xóc của bản thân động cơ gây ra

+ Tải trọng nhiệt: sinh ra do sự thay đổi đột ngột nhiệt độ trong xilanh từ

40O 60O trong kỳ hút tới 500OC 700OC trong kỳ xả và 1800O

C 2500OC trong kỳ

nổ

+ Tải trọng điện: do các xung điện cao thế truyền đến trong thời điểm đánh lửa

Cấu tạo của bugi:

điện; 8- Thanh dẫn điện; 9- Côn nhiệt + Gồm sứ cách điện 6 trong có lắp thanh kim loại 2 làm điện cực giữa của bugi Điện cao thế truyền từ thanh 8 đến điện cực 2 qua chất làm kín dẫn điện 7 Cả khối các chi tiết trên được đặt trong vỏ thép 5 Trên vỏ 5 có mặt vát sáu cạnh (dạng đầu bu lông) và phía dưới có phần ren để lắp bugi vào nắp xilanh động cơ Trên vỏ

5 hàn điện cực bên 1 Giữa vỏ 5 và phần sứ 6 có đệm đồng 4 hay 3 và 5 vừa để làm kín vừa để truyền nhiệt Ngoài ra phía trên còn có chất làm kín đặc biệt 7 Phần vỏ

có thể có kết cấu tháo lắp được hay không tháo lắp được Vòng đệm 3 có dạng đặc biệt để đảm bảo tốt độ kín lắp ghép giữa bugi và nắp xilanh Khe hở giữa các điện

Hình 3-5 Cấu tạo và lắp đặt bugi a- Cấu tạo; b- Lắp đặt; 1- Điện cực bên; 2- Điện cực giữa; 3- Đệm làm

kín; 4- Đệm đồng; 5- Vỏ thép; 6- Sứ cách điện; 7- Chất làm kín dẫn

điện; 8- Thanh dẫn điện; 9- Côn nhiệt

3.1.2.2 Hệ thống đánh lửa Manhêtô

Hệ thống đánh lửa Manhêtô là hệ thống đánh lửa cao áp độc lập, có công suất không lớn mà nguồn điện, biến áp cao thế và bộ chia điện được bố trí gọn trong một kết cấu Hệ thống đánh lửa Manhêtô thường được sử dụng trên máy kéo và các phương tiện giao thông không trang bị ắc quy

Ngoài ra nó còn được sử dụng trên các ô tô công dụng đặc biệt khi yêu cầu HTĐL phải có độ tin cậy cao và làm việc độc lập không phụ thuộc vào ắc quy

và phân phối nó đến các bugi theo thứ tự nổ của động cơ

Hình 3-6 Sơ đồ cấu tạo hệ thống đánh lửa Manhêtô 1- Khóa điện; 2- Cặp tiếp điểm KK’; 3- Khung từ; 4- Cuộn sơ cấp; 5- Cuộn thứ cấp; 6- Bugi phụ; 7- Bộ chia điện; 8- Bugi đánh lửa; 9- Nam châm vĩnh cửu

b Nguyên lý làm việc:

20

Hệ thống đánh lửa Manhêtô về nguyên lý làm việc tương tự như hệ thống đánh lửa thường dùng ắc quy, chỉ khác là cuộn dây sơ cấp sinh ra là do suất điện động cảm ứng sinh ra trong cuộn dây khi nam châm quay tương tự như ở máy phát xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu Ở đây vai trò của ắc quy được thay thế bằng nam châm vĩnh cửu (9) và khung từ (3) Khi động cơ làm việc nam châm vĩnh cửu quay, khi rôto quay làm cho từ trường mắc vòng qua cuộn dây của W1 (4),

W2 (5) trên khung từ (3) từ Bắc sang Nam sẽ biến thiên theo định luật cảm ứng điện

từ do đó trên hai cuộn dây W1, W2 sẽ xuất hiện một suất điện động cảm ứng (W1,

W2 số vòng dây của cuộn dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp) Suất điện động sinh ra trong cuộn W1 sẽ tạo ra một dòng điện chạy trong mạch sơ cấp đóng vai trò như dòng điện do ắc quy tạo ra

3.1.2.3 Hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm điều khiển

a Cấu tạo: Về cấu tạo tương tự như hệ thống đánh lửa thường nhưng việc đóng

ngắt dòng sơ cấp được thực hiện nhờ các transistor, điều khiển transistor được thực hiện nhờ bộ phận tạo xung (KK’ và cam)

+ Cực E của transistor được nối với cuộn sơ cấp W1

+ Cực B của transistor được nối với cặp tiếp điểm KK’

+ Cực C của transistor được nối với nguồn âm

Hình 3-7 Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm

1- Cam; 2- Cần tiếp điểm; 3- Cặp tiếp điểm KK’; 4- Transitor; 5- Ắcquy;

6- Công tắc; 7- Bôbin đánh lửa; 8- Bộ chia điện; 9- Bugi

b Nguyên lý làm việc:

Khi bật công tắc máy IG/SW thì cực E của transistor được cấp nguồn dương, cực C của transistor được nối với nguồn âm

21

+ Khi tiếp điểm KK' đóng: cực B của transitor được nối với nguồn âm nên

UBE < 0 làm xuất hiện dòng Ib transitor dẫn làm xuất hiện dòng điện sơ cấp đi theo mạch như sau: (+) ắcquyRfW1cực B Rb KK’(-) ắcquy hoặc (+) ắcquyRf cực C ắcquy Dòng sơ cấp i1 = Ie = Ic + Ib Dòng điện này tạo nên từ thông khép mạch qua lõi thép và hai cuộn dây của biến áp đánh lửa

+ Khi tiếp điểm KK' mở: dòng sơ cấp và từ thông do nó sinh ra bị mất đột ngột, cảm ứng sang cuộn thứ cấp một suất điện động cao thế và xuất hiện tia lửa Tại thời điểm KK' mở, trong cuộn sơ cấp cũng xuất hiện suất điện động E1 = (200 300)Vlàm hỏng transitor Để giảm E1, người ta phải dùng biến áp có Kba lớn và

L1 nhỏ hoặc dùng các mạch bảo vệ cho transitor (tụ điện C và điot zener mắc song song với transitor) Trên thực tế, để giảm dòng điện qua tiếp điểm người ta dùng nhiều transitor mắc nối tiếp (theo kiểu Darlington) Dòng điện sơ cấp lớn nhưng dòng qua tiếp điểm nhỏ (dòng điều khiển Ib) nên điều kiện làm việc của tiếp điểm được cải thiện rõ rệt

3.1.2.4 Hệ thống đánh lửa bán dẫn không có tiếp điểm

Trong hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm điều khiển thì thời điểm đánh lửa được nhận biết nhờ các cảm biến đánh lửa

Hình 3-8 Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm

1- Ắcquy; 2- Công tắc điện; 3- Công tắc khởi động; 4- Bộ cảm biến đánh lửa;

5- Biến áp xung; 6- Biến áp đánh lửa; 7- Rôto chia điện; 8- Bugi

Khi đóng mạch đánh lửa và rôto bộ cảm biến xung 4 chưa quay thì transistor

T1 sẽ khoá vì cực gốc và cực phát của nó đều được nối với cực dương ắc quy, còn transistor T2 sẽ mở vì cực gốc của nó qua điện trở R2 được nối với cực âm ắc quy

T2 mở sẽ nối cực gốc transistor T3 với cực âm ắc quy, nên T3 cũng mở và dòng điện

sơ cấp sẽ đi theo mạch sau: (+) Ắcquy khoá điện 2 R6 R7D2 T3cuộn sơ cấp W1 của bôbin 6 mass (-) ắc quy

Khi rôto quay răng của nó tiến lại gần đầu cực của cuộn dây cảm biến, trên cuộn dây sẽ suất hiện một sức điện động xoay chiều, nữa bán kì dương dòng điện sẽ

đi qua điện trở R1 và diode D1 Khi cực gốc T1 nhận nữa chu kỳ sức điện động âm thì T1 sẽ mở Khi T1 mở thì cực gốc T2 sẽ có điện thế dương do đó T2 đóng Cực gốc của T3 nối với cực dương nguồn nên T3 cũng đóng T3 đóng làm dòng điện qua mạch sơ cấp W1 bị mất đột ngột, lúc đó ở cuộn thứ cấp W2 xuất hiện sức điện động lên tới 30000 V, tạo ra dòng điện cao áp đưa đến bộ chia điện và các bugi đánh lửa

T2 đóng làm dòng qua cuộn W4 của biến áp xung 5 bị ngắt, do đó gây ra sức điện động cảm ứng trong cuộn W3 của biến áp xung Sức điện động này tác động lên tiếp giáp B- E của T3 theo chiều khoá (ngược với chiều dòng điện làm việc), như vậy làm cho T3 khoá nhanh chóng Năng lượng dòng điện tự cảm của cuộn sơ cấp W4của biến áp xung 5 làm nóng điện trở R4

Khi bộ chuyển mạch làm việc, dòng điện luôn đi qua D2 và điện trở R5 gây

ra sụt áp trên các đầu cực của chúng Trong lúc T1 mở, điện trở của nó rất nhỏ do đó sụt áp trên T1 so với sụt áp trên D2, trên cực gốc T2 sẽ có điện thế dương, vì vậy mà

T2 sẽ khoá nhanh

Để bảo vệ T3 khỏi bị hỏng do tác động của sức điện động tự cảm sinh ra trong cuộn sơ cấp W1 của biến áp đánh lửa 6, ta mắc song song với cuộn W1 hai diode D3 và Dz với chiều ngược nhau Mắc song song với D3 và Dz một tụ điện C2điện dung 1F làm nhiệm vụ tích điện Cực gốc T1 và cực góp T3 nối với nhau qua

tụ C1 có điện dung 0,5F và điện trở R3 Mạch này tạo ra loại tia lửa giữa các điện cực bugi trong thời gian khởi động, nhờ vậy mà động cơ được khởi động dễ dàng

Trong lúc T3 mở thì tụ C1 được tích điện, do đó xung điện thế âm sẽ dẫn tới cực gốc T1 và T1 mở, T2 và T3 đóng Do đó dòng điện trong cuộn sơ cấp W1 bị ngắt

sơ cấp ở bôbin 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

HTĐL bán dẫn sử dụng cảm biến quang:

Cảm biến quang được đặt trong delco phát tín hiệu đánh lửa gởi về Igniter để điều khiển đánh lửa

24

Hình 3-10 Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng cảm biến quang điện

Nguyên lý làm việc: Khi đĩa cảm biến ngăn dòng ánh sáng từ LED D1 sang, transistor T1 sẽ ngắt Khi T1 ngắt, các transistor T2, T3, T4 ngắt, T5 dẫn, cho dòng qua cuộn sơ cấp về mass Khi đĩa cảm biến cho dòng ánh sáng đi qua, T1 dẫn nên

T2, T3, T4 dẫn, T5 ngắt Dòng sơ cấp bị ngắt sẽ tạo một sức điện động cảm ứng lên cuộn thứ cấp một điện áp cao và được đưa đến bộ chia điện

HTĐL bán dẫn sử dụng cảm biến Hall:

Cấu tạo: cảm biến được đặt bên trong bộ chia điện, bao gồm nam châm vĩnh cửu và phần thử Hall được đặt gần nhau và cố định bên trong bộ chia điện, giữa chúng có các cánh chắn

Rôto tín hiệu được dẫn động từ trục của bộ chia điện, trên rôto có các cánh chắn bằng thép và các khoảng hở xen kẽ nhau Số cánh chắn bằng số xilanh của động cơ

25

Hình 3-11 Sơ đồ HTĐL bán dẫn sử dụng cảm biến Hall Nguyên lý làm việc: Khi bật công tắc máy sẽ xuất hiện dòng điện I1 : (+) ắc quy IG/SWD1R1cung cấp điện cho cảm biến Hall Khi rôto quay, tại vị trí cánh chắn xen giữa nam châm và phần tử Hall thì điện áp đầu ra của cảm biến



ra

U 12VT1 dẫnT2 dẫnT3 dẫn Lúc này, dòng sơ cấp đi theo mạch sau:

(+) ắc quy IG/SWR f  bôbinT3(-) ắc quy Dòng điện này tạo nên từ thông khép mạch qua lõi thép và hai cuộn dây của biến áp đánh lửa Khi cánh chắn rời khỏi vị trí giữa nam châm và phần tử Hall thì điện áp đầu ra của cảm biến U ra 

0VT1 ngắtT2 ngắtT3 ngắt Dòng điện qua cuộn sơ cấp và từ thông do nó sinh ra bị mất đột ngột, cảm ứng sang cuộn thứ cấp một sức điện động cao thế và xuất hiện tia lửa

3.1.2.5 Hệ thống đánh lửa điều khiển theo chương trình

Hệ thống đánh lửa theo chương trình là hệ thống đánh lửa kiểu mới được phát triển khi có sự ra đời và phát triển của kỹ thuật vi xử lý Hệ thống này có góc đánh lửa sớm được điều khiển theo một chương trình tính toán được thiết lập trong một máy tính điện tử, được bố trí trên xe gọi là ECU (Electronic Control Unit) Góc đánh lửa được tính toán thông qua các tín hiệu của các cảm biến ghi nhận từ động

cơ, từ các tính hiệu này ECU sẽ tính toán đưa ra góc đánh lửa tối ưu phù hợp với điều kiện làm việc của động cơ

Trong hệ thống đánh lửa theo chương trình được phân loại theo:

+ Theo phương pháp phân phối điện áp thứ cấp: loại đánh lửa gián tiếp (có

bộ chia điện) và đánh lửa trực tiếp (không có bộ chia điện)

+ Hệ thống đánh lửa trực tiếp có hai loại: sử dụng bôbin đôi và loại sử dụng bôbin đơn

26

Hình 3-12 Sơ đồ khối hệ thống đánh lửa điều khiển theo chương trình

1- Tín hiệu số vòng quay động cơ (NE); 2- Tín hiệu vị trí trục khuỷu (G);

3- Tín hiệu vị trí bướm ga; 4- Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát; 5- Tín hiệu điện

ắcquy; 6- Tín hiệu kích nổ; 7- Các tín hiệu khác

a Hệ thống đánh lửa gián tiếp (có bộ chia điện)

Hình 3-13 Sơ đồ khối hệ thống đánh lửa gián tiếp Sau khi nhận các tín hiệu từ các cảm biến như cảm biến tốc độ động cơ (NE), cảm biến vị trí trục khuỷu (G), cảm biến nhiệt độ khí nạp ECU sẽ phát ra tín hiệu đánh lửa tối ưu đến các IC đánh lửa để điều khiển việc đánh lửa.Việc phân phối điện cao áp đến các bugi theo thứ tự làm việc và các chế độ tương ứng các xilanh thông qua bộ chia điện

So với các hệ thống trước đây thì hệ thống đánh lửa này có nhiều ưu điểm hơn hẳn (thời điểm đánh lửa chính xác, loại bỏ các chi tiết dễ hư hỏng ) Tuy nhiên vẫn còn một số nhược điểm:

+ Tổn thất năng lượng qua bộ chia điện và dây cao áp

+ Gây nhiễu vô tuyến trên mạch thứ cấp

b Hệ thống đánh trực tiếp: là hệ thống đánh lửa có góc đánh lửa sớm được điều

khiển bằng một chương trình lưu trong bộ nhớ của ECU Trong đó, điện cao áp được truyền trực tiếp từ biến áp đánh lửa đến các bugi, không qua bộ chia điện Hệ thống đánh lửa này có những ưu điểm sau:

+ Giảm được năng lượng mất mát, giảm điện dung ký sinh và giảm nhiễu sóng vô tuyến

+ Bỏ được các chi tiết dễ hư hỏng và phải chế tạo bằng vật liệu cách điện tốt như bộ phận phân phối, chổi than, nắp bộ chia điện

+ Không có sự đánh lửa giữa hai dây cao áp gần nhau

Hệ thống đánh lửa trực tiếp bao gồm hai loại:

+ Hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng biến áp đánh lửa cho từng cặp bugi đánh lửa (bôbin đôi)

+ Hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng biến áp đánh lửa cho từng bugi đánh lửa (bôbin đơn)

Hệ thống đánh lửa sử dụng bô bin đôi: Trong hệ thống đánh lửa này, bôbin đôi

phải gắn vào bugi của 2 xilanh song hành

Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng bôbin đôi trên động cơ 4 xilanh, có thứ tự nổ: 1-3-4-2, dùng 2 bôbin đôi Trong đó bôbin thứ nhất nối với bugi 1 và 4, bôbin thứ hai nối với bugi 2 và 3

Hình 3-14 Sơ đồ hệ thống HTĐL trực tiếp sử dụng bô bin đôi

28

Nguyên lí hoạt động: tương tự như nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa

sử dụng bôbin đơn nhưng mỗi biến áp sử dụng hai bugi đánh lửa Với hệ thống đánh lửa này, tuy đã có nhiều ưu điểm nhưng vẫn còn tồn tại dây cao áp từ bôbin đến các bugi Do đó vẫn còn tổn thất năng lượng trên dây cao áp

Hệ thống đánh lửa sử dụng bôbin đơn: Hệ thống đánh lửa này phân phối trực

tiếp điện cao áp đến các bugi mà không dùng bộ chia điện Do sử dụng mỗi biến áp cho mỗi bugi nên tần số hoạt động của biến áp ít vì vậy các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp không nóng, kích thước của biến áp được thu nhỏ và được gắn dính với nắp chụp của bugi đánh lửa

Hình 3-15 Sơ đồ hệ thống đánh lửa sử dụng bôbin đơn Nguyên lí hoạt động: ECU động cơ nhận các tín hiệu từ các cảm biến, sau đó

xử lí đưa ra các tín hiệu vào các Transitor công suất để tạo ra các tín hiệu IGT Các tín hiệu IGT được gửi đến IC đánh lửa theo thứ tự nổ của động cơ

3.2 Lý thuyết về điều chỉnh góc đánh lửa sớm

3.2.1 Diễn biễn quá trình cháy của động cơ châm cháy cưỡng bức

a Diễn biến bình thường của quá trình cháy của động cơ châm cháy cưỡng bức

Trong động cơ châm cháy cưỡng bức, quá trình cháy được bắt đầu từ nguồn lửa xuất hiện ở điện cực bugi trong môi trường hòa khí đều được hòa trộn trước, sau

đó xuất hiện màng lửa theo mọi hướng tới khắp không gian buồng cháy Trong quá trình cháy hóa năng của nhiên liệu được chuyển thành nhiệt năng làm tăng áp suất

và nhiệt độ của môi chất Nếu nhiên liệu được cháy càng kiệt, kịp thời thì năng lượng nhiệt nhả ra được chuyển thành công càng tốt làm tăng công suất và hiệu suất động cơ

29

Hình 3-16 Quá trình cháy của động cơ xăng châm cháy cưỡng bức

I – Cháy trễ, II – Cháy nhanh, III – Cháy rớt;

1- Thời điểm bắt đầu đánh lửa; 2- Thời điểm hình thành màng lửa trung tâm;

3- Thời điểm áp suất lớn nhất pzĐiểm 1 là điểm bắt đầu đánh lửa, cách điểm chết trên một góc  được gọi là góc đánh lửa sớm; điểm 2 là thời điểm đường áp suất tách khỏi đường nén; điểm 3

là thời điểm đạt áp suất cực đại Điểm áp suất cực đại và điểm nhiệt độ cực đại không trùng nhau Điểm nhiệt độ cực đại thường xuất hiện muộn hơn so với điểm

áp suất cực đại Dựa vào đặc trưng biến thiên áp suất trên đồ thị p - , người ta chia quá trình cháy của động cơ châm cháy cưỡng bức thành ba thời kì

Thời kì cháy trễ I (từ điểm 1 đến điểm 2): tính từ lúc đánh lửa cho đến khi áp

suất p tăng đột ngột Thời gian cháy trễ cũng chính là thời gian của quá trình phát hỏa tương ứng với quá trình nổ dây chuyền nhiệt

Trong thời kì này áp suất trong xilanh thay đổi tương tự như trường hợp không

đánh lửa, phân tích từ hình 3-16 ta thấy thời kì này được tính từ lúc bắt đầu đánh

lửa, qua một thời gian ngắn đến lúc xuất hiện nguồn lửa được gọi là màng lửa trung tâm Thời điểm xuất hiện màng lửa trung tâm không nhất thiết trùng với thời điểm tăng đột ngột của áp suất p Thông thường màng lửa trung tâm xuất hiện trước một chút so với thời điểm tăng đột ngột của p Nhưng nhiều khi để đơn giản người ta không cần phân biệt rõ rệt hai thời điểm này

Phân tích thời kì cháy trễ ta thấy rằng, sau khi bugi đã bật tia lửa điện, hòa khí trong xilanh không cháy ngay mà phải thực hiện một loạt phản ứng sơ bộ tạo nên sản vật trung gian… Trong thời kì này nhiệt lượng tỏa ra của các phản ứng rất nhỏ,

vì vậy không thấy rõ sự khác biệt giữa nhiệt độ và áp suất so với trường hợp không đánh lửa

Thời kì đánh lửa dài hay ngắn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: tính chất, trạng thái (áp suất, nhiệt độ) của hòa khí trước khi đánh lửa, năng lượng của tia lửa điện…

Thời kì cháy nhanh II (được tính từ điểm 2 đến điểm 3 - điểm có áp suất cực

đại):

Thời kì này cũng tương ứng với thời kì lan truyền của màng lửa tính từ lúc xuất hiện màng lửa trung tâm tới khi màng lửa lan truyền khắp buồng cháy Màng lửa của động cơ châm cháy cưỡng bức hầu hết là màng lửa chảy rối Trong quá trình lan truyền, màng lửa có dạng mặt cầu nhấp nhô lồi lõm Trong thời kì này màng lửa được lan truyền với tốc độ tăng dần, hòa khí trong xilanh có phản ứng ôxy hóa ngày một mãnh liệt và nhả ra một số nhiệt lượng lớn, trong khi dung tích trong xilanh thay đổi ít làm cho áp suất và nhiệt độ môi chất tăng lên

Thời kì cháy nhanh là giai đoạn chính trong quá trình cháy hòa khí của động

cơ xăng, phần lớn nhiệt lượng được nhả ra trong giai đoạn này Quy luật nhả nhiệt

sẽ quyết định việc tăng áp suất, tức là quyết định khả năng đẩy píttông sinh công, vì vậy thời kì này có ảnh hưởng quyết định tới tính năng của động cơ xăng

Nhìn từ khía cạnh nâng cao hiệu suất của chu trình, thì cần thời gian cháy càng nhanh càng tốt Muốn rút ngắn thời gian cháy phải nâng cao tốc độ cháy, làm cho

31

áp suất cực đại và nhiệt độ cực đại xuất hiện tại vị trí gần sát điểm chết trên (ĐCT), khiến số nhiệt lượng nhả ra được lợi dụng đầy đủ, làm tăng công suất và hiệu suất động cơ

Khi phân tích quá trình cháy cần phân biệt rõ hai khái niệm: tốc độ lan truyền màng lửa Sr (m/s) và tốc độ cháy U (kg/m2

s) Sr thể hiện tốc độ dịch chuyển của màng lửa theo hướng pháp tuyến, còn U thể hiện khối lượng hòa khí được một đơn

vị diện tích màng lửa đốt cháy trong một đơn vị thời gian Mối quan hệ giữa Sr và U như sau: U =  Sr

Trong đó:  – Khối lượng riêng của hòa khí (kg/m3

)

Số nhiệt lượng Q nhả ra trong một đơn vị thời gian:

Q = U.FT.Hm =  Sr FT Hm (kJ/s) Trong đó: FT - Diện tích màng lửa (m2)

Hm - Nhiệt trị của hòa khí (kJ/kg)

Ta thấy rằng quy luật nhả nhiệt của thời kì cháy nhanh, tức quy luật biến thiên của Q phụ thuộc vào tốc độ lan truyền màng lửa Sr, diện tích màng lửa FT và mật độ môi chất  Màng lửa lan càng rộng,  càng lớn và lúc ấy số hòa khí chưa cháy phải chịu sự chèn ép của phần đã cháy gây ra Số hòa khí cháy cuối cùng bị chèn ép tới 7 8 lần

Hình 3-17 Sơ đồ lan truyền màng lửa

1- Sản vật cháy; 2- Hòa khí chưa cháy bị chèn ép; 3- Trung tâm phát hỏa tự cháy;

4- Màng lửa Trường hợp cháy bình thường, tốc độ lan truyền màng lửa vào khoảng 1030 (m/s), diện tích màng lửa thay đổi theo quy luật phân bố dung tích của buồng cháy, đặc điểm lưu động của môi chất, vị trí đặt bugi

và giảm tuổi thọ sử dụng động cơ Tốc độ tăng áp suất trung bình của thời kì cháy nhanh được thể hiện qua (

trong giới hạn (1,752,5).105 (Pa/độ) Mặt khác phải điều khiển

để áp suất cực đại (điểm 3 trên hình 3-16) được xuất hiện sau điểm chết trên một khoảng 100 150 góc quay trục khuỷu, lúc đó động cơ sẽ chạy êm, nhẹ nhàng và có tính năng động lực tốt

Thời kì cháy rớt III được tính từ điểm 3 (điểm áp suất cực đại) trở đi:

Mặc dù cuối thời kì II màng lửa đã lan truyền khắp buồng cháy, nhưng do hòa khí phân bố không thật đều, điều kiện áp suất và nhiệt độ ở mọi khu vực trong buồng cháy không hoàn toàn giống nhau, nên có những khu vực nhiên liệu chưa cháy hết Trong quá trình giãn nở, do điều kiện hòa trộn thay đổi sẽ làm cho số nhiên liệu chưa cháy được hòa trộn và bốc cháy tiếp tạo nên thời kì cháy rớt Trong

33

thời kì này, nhiệt lượng nhả ra tương đối ít, dung tích động cơ lại tăng nhanh nên áp suất trong xilanh sẽ giảm dần theo góc quay trục khuỷu Thời kì cháy rớt dài hay ngắn là tùy thuộc vào số lượng hòa khí cháy rớt, nhìn chung đều mong muốn rút ngắn thời kì cháy rớt Nhưng cũng có trường hợp cháy rớt còn kéo dài sang cả quá trình thải, thậm chí đến khi bắt đầu quá trình nạp của chu kì kế tiếp, khí thải đang cháy còn chui vào đường nạp đốt cháy hòa khí tại đây, đó là hiện tượng hồi hỏa của động cơ xăng (nổ trên đường nạp) Nói chung thời kì cháy rớt của động cơ xăng thường ngắn

Trong các giai đoạn trên, giai đoạn mồi lửa chịu ảnh hưởng rất nhiều của các yếu tố sau: thành phần hỗn hợp công tác, nhiệt độ, áp suất và tốc độ chuyển động (mức độ hòa trộn) của hỗn hợp công tác trong xilanh

Như vậy quá trình cháy của hỗn hợp công tác không xảy ra tức thời mà cần một khoảng thời gian nhất định Để phát huy được hiệu quả cao nhất khi hỗn hợp công tác được đốt cháy, giãn nở sinh công của động cơ, tia lửa điện giữa các cực của bugi cần phải xuất hiện trước khi píttông chuyển động tới điểm chết trên (ĐCT) của cuối chu trình nén, để sao cho hỗn hợp công tác sẽ được bén lửa, bốc cháy và giãn nở trong vùng có thể tích nhỏ nhất (thể tích của buồng đốt)

Trong động cơ xăng, hỗn hợp hòa khí được đánh lửa để đốt cháy (nổ), và áp lực sinh ra từ sự bốc cháy sẽ đẩy píttông xuống Năng lượng nhiệt được biến thành động lực có hiệu quả cao nhất khi áp lực nổ cực đại được phát sinh vào thời điểm trục khuỷu ở vị trí 100 sau điểm chết trên (ATDC) Động cơ không tạo ra áp lực nổ cực đại vào thời điểm đánh lửa, nó phát ra áp suất cực đại chậm một chút, sau khi đánh lửa Vì vậy, phải đánh lửa sớm, sao cho áp suất cực đại được tạo ra vào thời điểm 100 sau điểm chết trên (ATDC)

b Các nhân tố chính ảnh hưởng đến quá trình cháy động cơ châm cháy cưỡng bức

Ảnh hưởng của chất lượng hòa khí đến quá trình cháy:

Thành phần hòa khí: Quá trình cháy có thể được cháy kiệt và kịp thời hay

không phụ thuộc vào tốc độ lan truyền màng lửa Nhân tố gây ảnh hưởng chính đến tốc độ lan truyền màng lửa là thành phần hòa khí

Kết quả thực nghiệm chứng minh rằng: thành phần hòa khí khác nhau sẽ cho tốc độ lan truyền màng lửa khác nhau, với  = 0,850,95 tốc độ lan màng lửa cao nhất, áp suất cực đại pz và nhiệt độ cực đại cũng lớn nhất, do đó công suất động

cơ cao nhất Thành phần trên của hòa khí được gọi là thành phần công suất Nếu

34

hòa khí nhạt hơn (so với = 0,850,95), tốc độ lan truyền màng lửa giảm bớt nên công suất động cơ giảm dần Nhưng do nhiên liệu cháy kiệt hơn (vì có đủ ôxy hơn) nên hiệu suất cao hơn Khi = 1,051,1 nhiên liệu được cháy hoàn toàn, hiệu suất đạt cao hơn, vì vậy = 1,051,1 được gọi là thành phần tiết kiệm Tiếp tục làm nhạt hòa khí tức là khi  > 1,051,1 nếu có giải pháp thích hợp, đảm bảo cho hòa khí cháy kiệt, thì hiệu suất lợi dụng nhiệt vẫn có thể tiếp tục tăng Nhưng nói chung, hòa khí càng nhạt, tốc độ lan truyền màng lửa càng giảm, tốc độ cháy càng chậm, tăng phần cháy rớt, hiệu suất giảm Nếu hòa khí quá nhạt, thời gian cháy rớt sẽ kéo dài tới cuối kỳ thải có thể gây nên hiện tượng hồi hỏa Nếu hòa khí nhạt hơn nữa làm cho khoảng cách giữa các phần tử nhiên liệu quá lớn, khiến màng lửa không thể lan trong hòa khí, động cơ hoạt động không ổn định thậm chí gây bỏ lửa và chết máy Do đó = 1,31,4 là giới hạn dưới của thành phần hòa khí đảm bảo màng lửa

có thể lan truyền Tương tự như vậy nếu hòa khí có thành phần đậm hơn = 0,850,95, do tốc độ lan truyền lửa giảm sút làm công suất giảm, và do lượng nhiên liệu không cháy hết tăng lên, nên làm tăng lượng nhiên liệu tiêu hao Khi  = 0,40,5

do thiếu ôxy trầm trọng, khiến hòa khí không cháy được, đó là giới hạn trên của thành phần hòa khí đảm bảo cho màng lửa lan truyền được bên ngoài hai giới hạn trên, màng lửa không lan truyền được, tức là hòa khí sẽ không cháy Trong thực tế

để đạt độ tin cậy của động cơ khi hoạt động, thành phần hòa khí thực tế thường nằm trong giới hạn từ 0,81,2

Hình 3-19 Ảnh hưởng của thành phần hòa khí  tới tốc độ lan truyền màng lửa

Giới hạn của thành phần hòa khí không phải là một hằng số vật lý bất biến,

mà tùy thuộc theo điều kiện khác nhau có thể mở rộng hoặc thu hẹp Ví dụ nếu hòa

Động cơ ôtô thường hạt động ở tải nhỏ và tải vừa, chỉ khi leo dốc và khi cần khắc phục lực cản lớn của đường sá mới cần phát công suất lớn nhất Để thích ứng với điều kiện hoạt động trên, hệ thống phun chính của bộ chế hòa khí cần cung cấp nhiên liệu có thành phần tiết kiệm nhất Chỉ khi gần với toàn tải mới dùng cơ cấu làm đậm (hoặc cơ cấu tiết kiệm) cấp nhiên liệu làm cho hòa khí đậm lên tới thành phần công suất của hòa khí

Phân phối hòa khí vào các xilanh: Trong động cơ nhiều xilanh chất lượng

hòa khí còn liên quan đến sự phân phối số lượng và thành phần hòa khí vào các xilanh Nếu phân phối không đều về số lượng cũng như thành phần hòa khí thì các xilanh của động cơ không thể cùng một lúc đều sử dụng hòa khí có thành phần công suất hoặc thành phần tiết kiệm nhất, do đó làm giảm công suất và hiệu suất của động cơ Phân phối không đều chủ yếu là do phần nhiên liệu nặng khí bay hơi, thành phần này lại dễ gây kích nổ, vì vậy việc phân phối hòa khí không đều sẽ làm tăng khuynh hướng gây kích nổ của một số xilanh

Trong động cơ xăng, bay hơi của nhiên liệu và hình thành hòa khí phần lớn được thực hiện trên đường nạp Vì vậy việc phân phối đồng đều về số lượng cũng như thành phần hòa khí phụ thuộc chính vào cấu tạo, tức là hình thức phân bố đường ống nạp

Động cơ xăng 4 kỳ bốn xilanh thường dùng hai nhánh ống nạp Cách bố trí này đảm bảo cho khoảng cách cũng như chuyển hướng của dòng chảy từ bộ chế hòa khí đến xupáp nạp của các xilanh đều tương tự nhau Nhưng do tác dụng quán tính của dòng khí nạp làm cho lưu động của dòng thiên về các xilanh 1 và 4 (ở rìa ngoài), còn khí nạp vào các xilanh 2, 3 lại phải uốn vào thêm một lần so với xilanh

1 và 4 làm tăng thêm lực cản của dòng chảy, do đó hòa khí đi vào xilanh 1 và 4

Hình 3-20 Sơ đồ đường nạp của động cơ bốn xilanh a- Dùng hai nhánh ống nạp; b- Dùng bốn nhánh ống nạp Đối với động cơ 6 xilanh và 8 xilanh muốn đảm bảo cho số lượng cũng như thành phần hòa khí được phân phối đều vào các xilanh người ta rút ngắn chiều dài các nhánh ống nạp và đường nạp chung, giữ cho hành trình dòng khí nạp cũng như

số lượng lần đổi chiều lưu động tính từ bộ chế hòa khí đến các xilanh được giống nhau và tránh hiện tượng trùng điệp thời kì nạp của hai xilanh trên cùng một nhánh

Ảnh hưởng của tia lửa điện tới quá trình cháy:

Góc đánh lửa sớm: Người ta dùng góc đánh lửa sớm làm căn cứ để đo thời

điểm đánh lửa, góc đánh lửa sớm có ảnh hưởng rất lớn tới tính kịp thời của quá trình cháy Giá trị tốt nhất của góc đánh lửa sớm phụ thuộc vào tính chất nhiên liệu, tốc độ và phụ tải của động cơ Nếu góc đánh lửa sớm quá lớn sẽ dẫn đến hiện tượng vừa cháy vừa nén làm tốn công nén và máy nóng Ngược lại nếu góc đánh lửa sớm nhỏ quá làm cho quá trình cháy kéo dài trên đường dãn nở, nhiệt độ khí thải cao, máy nóng và hiệu quả sinh công kém Lựa chọn được góc đánh lửa sớm tối ưu sẽ cho tính kinh tế và tính hiệu quả cao nhất Ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm tới tính kịp thời của quá trình cháy thể hiện trên hình 3-21

37

Hình 3-21 Ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm đến quá trình cháy

Đồ thị công d được xác định khi s= 390, do bật tia lửa điện sớm quá nên phần hòa khí được bốc cháy ở trước điểm chết trên, không những làm cho áp suất trong xilanh tăng lên quá sớm, mà còn làm tăng áp suất lớn nhất khi cháy, vì vậy đã làm tăng phần công tiêu hao cho quá trình nén và làm giảm diện tích đồ thị công Đồng thời do đánh lửa quá sớm làm cho nhiệt độ của số hòa khí ở khu vực cuối của hành trình màng lửa tăng cao, qua đó làm tăng khuynh hướng kích nổ của hòa khí

Trong thời gian sử dụng động cơ, nếu xảy ra kích nổ có thể điều chỉnh cho góc đánh lửa muộn một chút để loại trừ kích nổ

Đồ thị công a được xác định khi s= 00, do đánh lửa quá muộn nên quá trình cháy của hòa khí kéo dài sang thời kì giãn nở Áp suất và nhiệt độ cao nhất khi cháy đều giảm nên đã làm giảm diện tích đồ thị công và giảm công suất động cơ Đồng thời do kéo dài thời gian cháy, đã làm tăng tổn thất nhiệt truyền qua thành xilanh, tăng nhiệt độ khí xả và nhiệt lượng khí xả đem theo, do đó giảm hiệu suất động cơ

38

Đồ thị công c được xác định khi s= 260, đó là góc đánh lửa sớm hợp lý, áp suất và nhiệt độ cháy cao nhất xuất hiện sau điểm chết trên (ĐCT) một khoảng 100

150, quá trình cháy tương đối kịp thời nhiệt lượng được lợi dụng tốt nên diện tích

đồ thị công lớn nhất, công suất và hiệu suất động cơ cao nhất Lúc ấy tốc độ tăng áp suất cũng như áp suất cực đại khi cháy đều không lớn quá Góc đánh lửa tương ứng với công suất và hiệu suất cao nhất được gọi là góc đánh lửa sớm tối ưu

Góc đánh lửa tối ưu được xác định qua thực nghiệm bằng cách xây dựng đặc tính điều chỉnh góc đánh lửa sớm s Đặc tính điều chỉnh góc đánh lửa sớm thể hiện sự biến thiên của công suất Ne và suất tiêu hao nhiên liệu ge theo góc đánh lửa sớm s khi cho động cơ hoạt động ở một tốc độ và một vị trí mở của bướm ga Khi thực nghiệm để lấy đặc tính điều chỉnh góc đánh lửa sớm, người ta cho động cơ chạy ở một vị trí bướm ga và một tốc độ động cơ, thay đổi góc đánh lửa sớm s Với mỗi góc đánh lửa sớm s xác định công suất Ne và suất tiêu hao nhiên liệu ge, xây dựng các đường cong Ne = F(s) và ge = F(s) Khi thực hiện cần khóa chết cơ cấu tự động điều chỉnh góc đánh lửa sớm trên bộ chia điện và thực hiện điều chỉnh

s

 bằng thủ công

Hình 3-22 Đặc tính điều chỉnh góc đánh lửa sớm a- Bướm ga mở 100%; b- Số vòng quay n= 1600 (vòng/phút)

Vị trí đặt bugi: gây ảnh hưởng lớn tới khunh hướng gây kích nổ Khoảng

cách từ nến lửa đến khu vực xa nhất của buồng cháy càng dài (tức là hành trình của màng lửa càng dài) thì khuynh hướng gây kích nổ càng lớn Nếu đặt bugi gần sát

39

xupáp nạp xa xupáp xả sẽ làm tăng khả năng nâng cao nhiệt độ của khối hòa khí ở cuối hành trình màng lửa, do nhiệt độ lớn của xupáp xả gây ra, vì vậy làm tăng khuynh hướng gây kích nổ Do đó cần phải đặt bugi sát với khu vực giữa buồng cháy và gần bộ phận nóng nhất của buồng cháy, qua đó một mặt rút ngắn hành trình màng lửa, mặt khác còn giảm bớt nhiệt độ của khối hòa khí ở khu vực cuối hành trình màng lửa làm giảm khuynh hướng gây kích nổ Vị trí bugi trong buồng cháy khác nhau sẽ đòi hỏi chỉ số ốc tan khác nhau của nhiên liệu

Loại bugi: Ảnh hưởng lớn đến tính năng của động cơ, chọn loại bugi phải dựa

vào trạng thái phụ tải nhiệt của động cơ Năng lượng chịu phụ tải nhiệt của bugi được gọi là đặc tính nhiệt của bugi và được thể hiện qua trạng thái nhiệt

Đối với động cơ xăng có tỉ số nén lớn chạy ở tốc độ cao, có mức độ cường hóa và có nhiệt độ chu trình rất cao mà thời gian tản nhiệt của loại bugi lại ngắn, nên phải chọn loại bugi tương đối lạnh, nếu không sẽ gây đánh lửa bề mặt

Năng lượng đánh lửa: Muốn cho quá trình cháy được thực hiện bình thường

cần đảm bảo tia lửa điện xuất hiện ở khe hở bugi có đủ năng lượng để châm cháy hòa khí Tia lửa điện trong hệ thống đánh lửa truyền thống là tia lửa của dòng điện cảm ứng, tức là nhờ cặp tiếp điểm cắt dòng điện sơ cấp trong bôbin đánh lửa để tạo

ra dòng điện cảm ứng cao áp ở cuộn dây thứ cấp nhờ đó xuất hiện tia lửa điện hồ quang giữa hai cực bugi Điện thế của dòng thứ cấp cần có là 1015kV

Hình 3-23 Đặc tính điện áp đánh lửa 1- Đánh lửa bán dẫn; 2- Đánh lửa truyền thống Với xu thế cường hóa động cơ bằng cách tăng tốc độ nhưng gặp trở ngại ở

hệ thống đánh lửa truyền thống do làm giảm công suất và hiệu suất động cơ Người

ta sử dụng hệ thống đánh lửa bán dẫn với rất nhiều ưu điểm:

+ Khắc phục hoàn toàn hiện tượng bỏ lửa ở tốc độ cao vì điện áp dòng điện thứ cấp vẫn lớn khi chạy ở tốc độ cao

40

+ Tuổi thọ tiếp điểm tăng lên nhiều, vì dòng điện đi qua tiếp điểm chỉ bằng khoảng 1/10 so với đánh lửa truyền thống (khoảng 300700Ma), nên tránh được hoàn toàn hiện tượng cháy tiếp điểm, kéo dài tuổi thọ sử dụng

+ Dễ khởi động khi trời lạnh Ngoài ra do năng lượng của tia lửa rất lớn nên gia tăng tốc độ cháy, giảm cháy rớt, làm tăng công suất và hiệu suất động cơ

Ảnh hưởng của tốc độ và phụ tải đến quá trình cháy:

Ảnh hưởng của tốc độ: Khi tăng tốc độ động cơ, một mặt làm tăng tốc độ

dòng khí nạp vào xilanh, mặt khác tăng tốc độ dịch chuyển của pít tông sẽ làm tăng cường độ dòng khí chèn khi nén, vì vậy đã cải thiện chất lượng hòa trộn của hòa khí Ngoài ra khi tăng tốc độ cũng làm tăng nhiệt độ hòa khí cuối kì nén, gia tăng quá trình chuẩn bị cháy của hòa khí, kết quả làm tăng nhanh tốc độ lan truyền của màng lửa đó là một trong những tiền đề quan trọng để phát triển động cơ xăng theo hướng cao tốc

Hình 3-24 Ảnh hưởng của tốc độ động cơ n tới tốc độ lan màng lửa U

Do tăng tốc độ động cơ sẽ làm giảm thời gian cháy trễ và thời gian cháy chính thức theo giây, nhưng việc gia tốc của quá trình cháy kể trên, không bù trừ hết thời gian giảm suốt của mỗi chu trình do tăng tốc độ gây ra (thời gian này tỷ lệ với tốc độ) Vì vậy nếu tính thời kì cháy theo góc quay trục khuỷu, thì nó sẽ tăng khi tăng tốc độ động cơ

Nếu giữ nguyên không thay đổi góc phun sớm sẽ có thể gây ra hiện tượng kéo dài thời kì cháy rớt sang quá trình giãn nở, làm giảm hiệu suất động cơ Muốn khắc phục hậu quả trên, đảm bảo cho quá trình cháy được tiến hành bình thường ở mọi tốc độ thì cần tăng góc đánh lửa sớm khi tăng tốc độ động cơ nhờ tác dụng li tâm của quả văng trên đĩa chia điện