Tài liệu phân tích một cách tổng quát hệ thống điện trên ôtô được biên soạn bởi giảng viện đại học Bách Khoa TP.HCM. Thông qua tài liệu người đọc có thể hiểu rõ hơn về các bộ phận điện động cơ ôtô.Tài liệu không phân tích chuyên sâu về các phần liên quan đến điện tử mà chỉ phân tích cấu tạo cùng nguyên lí làm việc của các bộ phận điện như máy phát,acqui,máy đề,...
Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động Chương TRANG BỊ ĐIỆN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 9.1 GIỚI THIỆU CHUNG: Trang bò điện động bao gồm hệ thống: khởi động động cơ, đánh lửa xi lanh để đốt cháy nhiên liệu (động xăng), điều khiển hệ thống cung cấp nhiên liệu, điều khiển trình khác động cơ, kiểm tra theo dõi tình trạng kỹ thuật phận động cơ, Hệ thống điện động thường sử dụng hệ điện áp 12 V 24 V Đặc điểm hệ thống điện ôtô sử dụng dây dẫn tới phụ tải xe, dây dẫn lại khung xe kim loại (thường gọi "mát") chi tiết kim loại khác nối với khung Do hệ thống điện xe hay gọi hệ thống điện dây 9.2 PHÂN LOẠI, YÊU CẦU VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG: Có thể phân biệt phần hệ thống điện động sau: Nguồn điện: ắc-quy, máy phát điện, điều chỉnh điện áp, Hệ thống đánh lửa Điều khiển cấp nhiên liệu, đo & báo thông số kỹ thuật, Hệ thống theo dõi tình trạng kỹ thuật động Trong thời gian gần yêu cầu tiện nghi sử dụng cải thiện điều kiện làm việc cho người lái xe ngày quan tâm nhiều hơn, việc sử dụng hệ thống điều khiển tự động điều khiển theo chương trình ngày trở nên phổ biến Hệ thống điện ôtô ngày trở nên phức tạp với công suất tiêu thụ ngày lớn Các loại ôtô sử dụng hộp đen để điều khiển hoạt động động nhiều hệ thống khác xe Hệ thống điện ôtô nói chung bao gồm nhiều trang thiết bò điện, điện tử điều khiển, phức tạp đa dạng Trong khuôn khổ chương trình bày trang thiết bò điện phục vụ cho động 9.2.1 Nguồn điện: Có nhiệm vụ cung cấp điện cho toàn hệ thống tiêu thụ ô tô – máy kéo Trên ôtô sử dụng thường xuyên loại nguồn điện: ắc-quy máy phát điện Ắc-quy dùng để cung cấp điện cho toàn hệ thống động không làm việc làm việc số vòng quay thấp (chế độ không tải) Máy phát điện làm việc động hoạt động, cấp điện cho toàn hệ thống ôtô đồng thời nạp điện bổ sung cho ắc-quy - 172 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động 9.2.1.1 c-quy: Các ắc-quy sử dụng ôtô ắc-quy chì (axit), thường tạo khoang độc lập với điện áp V khoang, mắc nối tiếp với để tạo thành ắc-quy 12 V Loại ắc-quy hay gọi tên "ắc quy khởi động" đặc điểm có khả cấp dòng điện lớn khoảng thời gian ngắn với độ sụt áp không đáng kể Tính chất quan trọng ắc-quy thích hợp với yêu cầu làm việc động khởi động c quy hoạt động dựa nguyên tắc đối nghòch nhau: nạp điện chuyển đổi điện thành hoá ngược lại, phóng điện lại biến hoá thành điện Tóm lại, nói ắc-quy thực chất thiết bò có khả tích trữ lượng điện cung cấp cho nguồn tiêu thụ điện cần thiết Cấu tạo ắc-quy chì mô tả Hình 9.1 9.2 Trên Hình 9.2 ta thấy vỏ ắc-quy có dạng Hình hộp có nắp đậy kín, vỏ nắp bình ắc-quy làm từ nhựa chòu axit, đáy có đường gân để đỡ cực Mỗi bình ắcquy có ngăn, ngăn khoang kín có chứa dung dòch axit sun phua ric (H2SO4) pha loãng nước cất với nồng độ 1,25 ÷ 1,27 g/cm3, gọi dung dòch điện phân Thực chất khoang bình ắc-quy độc lập, cấu tạo cực dương cực âm (Hình 9.1), nằm ngập dung dòch điện phân Các cực dương nối chung với cầu nối tạo thành cực dương ắc-quy (mang dấu " + "), tương tự cực âm nối chung tạo thành cực âm (mang dấu " - ") Khi lắp ráp, cực lồng vào nhau, lúc cực dương nằm cực âm, số lượng cực âm lớn số cực dương (Hình 9.2) Giữa cực âm dương có bố trí cách (Hình 9.1) để ngăn cho chúng khỏi chạm vào trình làm việc Để đảm bảo cho dung dòch điện phân lưu thông bình thường cách phải làm từ vật liệu xốp (xem Hình 9.2- d), cụ thể nhựa xốp gỗ xử lý thích hợp để chòu axit Mỗi cực cấu tạo từ lưới đúc chì, có pha ÷ 13 % antimon để tăng độ cứng vững (Hình 9.2- a) Sau lưới phủ đầy bột chì nguyên chất (Pb) pha lẫn với oxyt chì (PbO2) ép chặt thành phẳng Khi nạp điện xảy phản ứng hoá học làm thay đổi thành phần cực nồng độ dung dòch điện phân Sau nạp xong, cực dương oxyt chì (PbO2) cực âm chì nguyên chất (Pb) Các khoang đậy kín có cực dẫn ngoài, khoang có lỗ để đổ dung dòch Lỗ đậy nút 10, nút có lỗ nhỏ 13 để thông khí Các cực khoang nối với cầu nối 12 theo cách mắc nối tiếp Mỗi khoang có điện áp V, để có 12 V bình ắc-quy phải có ngăn Nếu ôtô sử dụng nguồn điện 24 V cần phải có bình mắc nối tiếp với Để ắc-quy hoạt động dược tốt, đảm bảo tuổi thọ theo thiết kế cần phải thường xuyên theo dõi tình trạng Dung dòch ắc-quy a xit sun phua ríc H2SO4 pha với nước cất - 173 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động Hình 9.1 - c-quy 1- Tấm cực âm; 2- cách; 3- Tấm cực dương; 4- cực; 5- cầu nối cực; 6cực dương ngăn; 7- cực dương ắc-quy; 8- vỏ; 9- chất làm kín; 10- nút đậy; 11- nắp đậy ngăn; 12- cầu nối; 13- cực âm ắc-quy Hình 9.2 - Các phận ắc-quy a)- Tấm lưới; b)- cực; c)- lắp ghép cách cực; d) cách Trong trình sử dụng thường xuyên bò bay nên lượng dung dòch giảm xuống, mức dung dòch xuống thấp mức quy đònh bổ xung nước cất Cần nhớ - 174 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động a-xít sun-phua-ric làm cháy da, gỗ, vải phản ứng với hầu hết kim loại thông dụng sắt, đồng, nhôm, Hơi a-xít độc nên làm việc với a-xít phải thận trọng Điện áp ắc-quy phải kiểm tra thường xuyên, không điện áp ngăn sụt xuống 1,7 V Cần phải nạp bổ xung kòp thời 9.2.1.2 Máy phát điện chiều: Hiện nay, máy phát điện chiều ngày sử dụng hơn, chúng bò thay dần loại ôtô xe-máy máy phát xoay chiều có nhiều ưu điểm Tuy nhiên, số xe cũ lắp máy phát chiều nay, số hãng sản xuất tiếp tục sử dụng máy phát chiều Máy phát điện chiều hoạt động dựa nguyên lý đònh luật Faraday: cuộn dây quay từ trường hai đầu cuộn dây xuất sức điện động Máy bao gồm phần chính: thân máy cố đònh hay gọi stato lõi (rôto) quay Sơ đồ nguyên lý làm máy phát chiều mô tả Hình 9.3 Phần tạo từ trường stato, cuộn dây rôto cuộn phát điện Các cuộn dây stato gọi cuộn kích thích, chúng kết hợp với lõi sắt tạo thành nam châm điện Khi lõi quay từ trường nam châm điện stato tạo nên cuộn dây lõi xuất sức điện động đầu lõi có cổ góp dùng dể dẫn điện qua chổi than Các đầu dây cuộn dây kích thích nối với chổi than, có nghóa cuộn kích thích mắc song song với cuộn dây lõi Theo cách mắc cuộn dây stato sử dụng dòng điện lõi phát để kích thích lại cuộn phát, phương pháp kích thích gọi phương pháp tự kích Khi máy phát bắt đầu hoạt động cuộn kích thích chưa có dòng điện nên chưa tạo nam châm điện Lúc từ trường có nhờ vào lượng từ dư lõi sắt nam châm điện Lượng từ trường ban đầu yếu đủ để sản dòng điện nhỏ cuộn phát, dòng lại cấp cho cuôn kích thích để tăng thêm từ trường nam châm điện Cứ vậy, điện áp cuộn phát tăng dần lên máy phát hoạt động bình thường Hình 9.3 – Nguyên lý hoạt động máy phát điện chiều Máy phát điện thường dẫn động dây đai qua pu li từ phía đầu trục khuỷu động Trong trình làm việc động hoạt động tốc độ khác nên máy phát phải chòu chung chế độ Điều làm cho điện áp máy phát không ổn đònh tỷ lệ với số vòng quay làm việc rôto Chẳng hạn, động chạy không tải điện áp máy phát thấp, số vòng quay động - 175 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động tăng lên điện áp máy phát tăng theo tăng cao, gây nên nguy làm hỏng thiết bò sử dụng điện hệ thống Do vậy, máy phát chiều phải trang bò rơ le điều chỉnh điện áp Hiện nay, loại ôtô đại, máy phát điện chiều không sử dụng nữa, chúng thay máy phát điện xoay chiều 9.2.1.3 Máy phát xoay chiều: Ngày nay, ôtô sử dụng chủ yếu loại máy phát xoay chiều so với máy phát chiều máy phát xoay chiều có nhiều ưu điểm hơn: cấu tạo gọn nhẹ đơn giản hơn, nữa, cung cấp điện động hoạt động số vòng quay thấp Máy phát xoay chiều phân biệt thành loại khác tuỳ theo cách bố trí cuộn kích thích: cuộn kích thích cố đònh cuộn kích thích quay Trên Hình 9.4 cấu tạo máy phát xoay chiều có cuộn kích thích cố đònh Máy phát bao gồm stato rôto Hình 9.4 - Máy phát xoay chiều với cuộn kích cố đònh 1- Nắp đậy; 2,4- cuộn kích thích; 3- rôto; 5- vòng làm kín; 6- cánh quạt; 7- pu li; 8- nắn dòng; 9- mặt bích trước; 10- stato; 11- mặt bích sau; 12- cực đấu dây Stato ghép từ tôn mỏng, phía bên tạo thành vấu nơi để lắp cuộn dây Các cuộn dây nối với để tạo thành nguồn điện pha, có nghóa pha gồm cuộn dây Các pha nối với theo sơ đồ tam giác, đầu đưa đến nắn dòng Rô to ghép từ thép tạo thành Hình đóa có vấu, ép chặt lên trục Trục rôto quay ổ bi, ổ lắp mặt bích chặn hai đầu - 176 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động máy phát đầu trục có lắp pu li dẫn động với cánh quạt để làm mát cho máy phát Hai cuộn kích thích lắp hai bên bắt chặt vào bích trước sau, có nghóa cuộn cố đònh Các đầu dây cuộn kích nối sau: đầu nối với vỏ, đầu lại dẫn Khi rôto quay, từ trường biến thiên hệ thống kích thích (rôto cuộn kích thích) qua cuộn phát stato làm xuất sức điện động cảm ứng cuộn dây Dòng điện xoay chiều dẫn qua nắn để chuyển thành dòng chiều cung cấp cho nguồn tiêu thụ Máy phát điện xoay chiều có cuộn kích thích quay sử dụng phổ biến nhiều so với máy phát có cuộn kích thích cố đònh Cấu tạo dạng máy phát mô tả Hình 9.5 b) a) c) Hình 9.5 - Máy phát điện xoay chiều có cuộn kích thích quay 1- Nắp sau; 2- vòng đồng tiếp xúc; 3- giá chổi than; 4- chổi than; 5- cánh quạt; 6- then; 7trục rôto; 8- pu li; 9- ổ bi; 10- nắp trước; 11- cực rôto; 12- stato; 13- nắn dòng; 14- ổ bi; 15- tiếp xúc; 16- bán dẫn; 17, 18- đầu ra; 19- keo làm kín Khác với máy phát mô tả đây, cuộn kích thích máy lắp bên rôto Để lắp cuộn kích, cấu tạo rôto khác so với trường hợp trên: tạo nửa (Hình 9.5- c), nửa gồm có vấu (6 cực nam châm) Khi khớp nửa vào với rôto tạo thành nam châm điện 12 cực, phía bên cực lắp cuộn dây kích thích Khi làm việc cuộn kích thích quay với rôto nên để cấp điện cho phải sử dụng chổi than vòng đồng Stato có dạng hình trụ, phía có 18 cuộn dây nối thành nguồn pha, nghóa pha có cuộn dây mắc nối tiếp Các pha nối với theo sơ đồ hình sao: đầu dây nối với nhau, đầu lại dẫn tới nắn dòng - 177 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động Khi rôto quay, tạo từ trường quay qua cuộn dây stato làm xuất sức điện động cảm ứng cuộn dây này, nghóa đầu dây pha ta có nguồn điện pha Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy phát mô tả Hình 9.6 Sơ đồ thể nguyên lý hoạt động chung cụm nguồn bao gồm máy phát, ắc-quy điều chỉnh điện áp Khi rôto máy phát quay, từ trường quay làm phát sinh dòng điện xoay chiều pha cuộn dây stato Dòng xoay chiều nắn nắn đi-ốt thành dòng chiều để cấp cho hệ thống, đồng thời nạp bổ xung cho ắc-quy cấp cho cuộn kích Hình 9.6 - Sơ đồ nguyên lý cụm nguồn điện 1- Các cuộn dây stato; 2- đi-ốt nắn dòng; 3- ắc-quy; 4- khoá điện; 5- rơ le điều chỉnh điện áp; 6- chổi than; 7- cuộn kích thích 9.2.1.4 Rơ le điều chỉnh điện áp: Máy phát điện phải đảm bảo cung cấp dòng điện ổn đònh cho toàn hệ thống đặc biệt không để điện áp vượt đònh mức, thiết bò sử dụng điện bò hỏng Điện áp máy phát phụ thuộc vào tốc độ quay rôto, tốc độ quay tăng lên điện áp tăng theo Do máy phát dẫn động từ động nên điện áp phát máy phát phụ thuộc vào tốc độ làm việc động Như vậy, chế độ không tải động điện áp thấp đònh mức, ngược lại, số vòng quay động cao điện áp vượt đònh mức gây tổn hại cho thiết bò tiêu thụ điện Vì vậy, cần thiết phải có thiết bò điều chỉnh điện áp để không cho vượt mức quy đònh Thiết bò rơ le điều chỉnh điện áp Ngoài ra, sử dụng máy phát chiều cần phải hạn chế cường độ dòng điện phát để bảo vệ cho máy phát khỏi bò tải, đó, máy phát chiều trang bò thêm rơ le hạn chế dòng Hơn nữa, trình làm việc có lúc điện áp máy phát thấp điện áp ắc-quy, nên để tránh cho dòng điện từ ắc-quy không ngược vào máy phát phải có rơ le dòng điện ngược Một máy phát chiều phải trang bò loại rơ le nói Nhưng máy phát xoay chiều đi-ốt nắn dòng ngăn không cho dòng điện từ ắc-quy ngược vào máy phát (xem Hình 9.7), nên không cần có rơ le dòng điện ngược Ngoài ra, máy phát xoay chiều có tính chất đặc biệt tự có khả hạn chế cường độ - 178 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động dòng điện cuộn dây pha rô to quay tốc độ cao Như máy phát xoay chiều cần có rơ le điều chỉnh rơ le điều chỉnh điện áp Hiện loại rơ le điều chỉnh điện áp đa dạng, đại nhỏ gọn kích thước Tuy nhiên, hầu hết chúng hoạt động dựa nguyên tắc giới hạn dòng kích thích để khống chế điện áp máy phát R1 R2 H×nh 9.7- R¬ le ®iỊu chØnh ®iƯn ¸p R3 Trên Hình 9.7 sơ đồ ví dụ tương đối đơn giản rơ le điều chỉnh điện áp Đây loại rơ le điều chỉnh cấp sử dụng tiếp điểm kiểu má vít Nó hoạt động sau Khi máy phát bắt đầu làm việc dòng điện kích thích cấp từ ắc-quy qua khoá điện tiếp điểm 3-4 tới cuộn kích Đồng thời có nhánh dẫn qua điện trở R1 qua cuộn hút rơ le Khi điện áp máy phát tăng lên dòng điện qua cuộn hút tăng theo, tới đạt điện áp giới hạn lực hút đủ lớn để mở tiếp điểm Lúc dòng điện vào cuộn kích máy phát buộc phải qua điện trở R2 R3 nhờ mà cường độ dòng điện qua cuộn kích giảm xuống làm giảm điện áp máy phát Nếu số vòng quay động tiếp tục tăng làm điện áp phát tăng thêm dòng điện qua cuộn hút tăng theo lực hút đủ lớn để đóng tiếp điểm 2-3, lúc dòng điện kích thích bò ngắt hoàn toàn Ngoài hệ thống có rơ le có nhiệm vụ tắt đèn hiệu máy phát bắt đầu nạp điện cho ắc-quy Trên Hình 9.8 sơ đồ bố trí dẫn động máy phát động cơ, cấu tạo máy phát rơ le điều chỉnh - 179 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động Hình 9.8 - Nguồn cung cấp điện ôtô - 180 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động 9.2.2 Hệ thống khởi động: Để khởi động động đốt dùng nhiều phương pháp khác Các động cỡ nhỏ khởi động tay (chân), loại động lớn khởi động điện (dùng ắc-quy), động đốt nhỏ (máy lai) hay khí nén Tuy nhiên, sử dụng phổ biến ôtô phương pháp khởi động điện Động điện khởi động phải đảm bảo yêu cầu sau: đủ công suất để khởi động động điều kiện nhiệt độ đònh; tự động ngắt sau động nổ; phát huy mô men lớn với dòng điện nhỏ Động điện dùng để khởi động thường động chiều kích thích nối tiếp, loại tạo mô men lớn Máy khởi động (Hình 9.9) chia thành phần chính: động điện chiều, phận điều khiển cấu dẫn động Cơ cấu dẫn động có nhiệm vụ gài bánh máy khởi động vào bánh bánh đà động ngắt dẫn động động nổ Bộ phận điều khiển dùng để cấp điện cho động bánh vào ăn khớp ngắt điện động nổ Hình 9.9 - Cấu tạo máy khởi động 1- Thân; 2- Rôto; 3- Cuộn kích thích; 4- Chổi than; 5- Vít; 6- Bạc đỡ; 7- Nắp; 8- Mặt bích; 9- Dây dẫn; 10- Ty đẩy; 11- Cuộn hút rơ le; 12- Cuộn giữ rơ le; 13- Lõi rơ le; 14- Lò xo hồi vò; 15- Vỏ rơ le; 16- Cần gạt; 17- Vỏ máy khởi động; 18- Vòng chặn; 19- Long đen; 20- ng chặn; 21- Bánh dẫn động; 22- Khớp chiều; 23- Lò xo; 24- ng gài; 25- Vòng đệm; 26- đỡ trung gian; 27- Vành khớp chiều; 28- Bi đũa; 29- Lò xo; 30- ng tỳ; 31- Vỏ khớp chiều; 32- Vành khớp chiều - 181 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động Động điện chiều bao gồm vỏ 1, phía có cực, cực có quấn cuộn dây kích thích Rôto tạo lõi sắt có rãnh dọc để quấn dây, đầu rôto có cổ góp để cấp điện Trục rôto đặt ổ trượt: ổ hai đầu (trong nắp 18) ổ trung gian 26 Phía nắp có giá đỡ chổi than với chổi than Khi có dòng điện chạy qua rôto cuộn kích thích tương tác từ trường làm cho rôto quay Cơ cấu dẫn động đặt đầu trục rôto, bao gồm bánh 21, khớp chiều 22, lò xo 23 ống gạt 24 Khớp chiều cho phép truyền mô men từ trục máy khởi động sang bánh đà, không cho phép truyền ngược lại Khi bật máy khởi động mô men truyền từ trục máy tới vành 27 khớp chiều Vành quay theo chiều kim đồng hồ, kéo theo viên bi lăn phía khe hẹp làm chúng bò kẹp chặt vành 27 32 Nhờ mà mô men truyền từ vành vào vành trong, sang bánh 21 sang bánh đà làm quay trục khuỷu động Khi động nổ, tốc độ quay bánh đà đột ngột tăng lên, truyền qua bánh 21 tới vành khớp chiều làm cho vành quay quay nhanh vành Lúc này, viên bi bò kéo hướng khoảng rộng ép lò xo lại Các viên bi nằm lọt vào khe rộng vành vành cho phép vành quay độc lập với nhau, nhờ mà mô men truyền ngược từ bánh đà sang máy khởi động Rơ le hút điện từ có nhiệm vụ gạt bánh máy khởi động 21 vào ăn khớp với vành bánh đà đóng điện cho động khởi động Nó bao gồm cuộn hút 11, cuộn giữ 12, lõi sắt 13 lò xo 14 Khi bật máy khởi động cuộn hút cuộn giữ cấp điện tạo thành từ trường đủ mạnh để hút lõi sắt làm dòch chuyển sang phía trái (xem Hình vẽ) thông qua đòn 16 đẩy ống gạt với khớp chiều sang phải đưa bánh 21 vào ăn khớp với vành bánh đà cuối hành trình mình, đầu trái lõi sắt tỳ vào ty đẩy 10, đẩy đóa tiếp xúc sang trái đóng tiếp điểm cung cấp điện cho động khởi động Đồng thời, vào thời điểm điện cấp tới cuộn hút bò ngắt lõi sắt giữ nguyên vò trí nhờ vào lực điện từ cuộn giữ Khi tắt máy khởi động, rơ le bò ngắt điện, lò xo hồi vò đẩy bánh 21 trở vò trí ban đầu ngắt tiếp điểm cấp điện cho động Để tự động ngắt điện máy khởi động động nổ, đồng thời để giảm cường độ dòng điện tiếp điểm, người ta mắc thêm vào mạch điều khiển rơ le phụ Sơ đồ điện máy khởi động thể Hình 9.10 Hệ thống hoạt động sau: Khi bật công tắc khởi động (khoá đóng), dòng điện từ ẵc quy tới cuộn dây 21 rơ le khởi động vòng qua máy phát (lúc chưa làm việc) mát Cuộn dây 21 với lõi sắt tạo thành nam châm điện hút làm đóng tiếp điểm Lúc này, dòng điện từ ắc-quy qua tiếp điểm, qua thân rơ le tới đầu cuộn hút giữ (10 11) Sau trình khởi động thực mô tả phần - 182 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động Hình 10 - Sơ đồ điện máy khởi động 1- Máy phát điện; 2- Khoá điện; 3, 4, 5, 6- Rơ le khởi động; 7, 20- Các tiếp điểm; Đóa tiếp xúc đồng; 9- Thân rơ le hút; 10, 11- Các cuộn dây; 12- Lõi sắt; 13- Thanh gạt; 14- Khớp chiều; 15- Bánh răng; 16- Trục; 17- Vánh bánh đà; 18- Rôto động khởi động; 19- Cuộn kích Khi động nổ, máy phát bắt đầu làm việc cấp điện tới đầu cuộn dây 21, đầu lại cuộn dây cấp điện từ ắc-quy Như vậy, độ chênh áp đầu cuộn dây giảm xuống làm giảm cøng độ dòng điện qua nó, nghóa giảm lực hút nam châm điện tiếp điểm bò mở, ngắt dòng điện cấp tới máy khởi động Như vậy, động nổ máy khởi động ngừng hoạt động Ngoài ra, nhờ có rơ le khởi động mà dòng điện cấp cho cuộn hút giữ máy khởi động không qua khoá điện nên giảm tải cho khoá 9.2.3 Hệ thống đánh lửa: 9.2.3.1 Nguyên lý hoạt động phân loại: Đối với động xăng, việc đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu bò nén buồng đốt cuối kỳ nén thực nhờ tia lửa điện phát điện cực nến đánh lửa (bugi) Nhiệm vụ hệ thống đánh lửa tạo tia lửa điện vào thời điểm cần thiết theo chu trình làm việc động Để tạo tia lửa điện điện cực bugi cần phải có điện áp cao (tới 10 kV lớn nữa) Có thể sử dụng số phương pháp khác để tạo điện áp cao Phổ biến loại động đốt phương pháp sau: đánh lửa vô lăng ma-nhe-tic, đánh lửa ma-nhetô đánh lửa ắc-quy Phương pháp thứ sử dụng rộng rãi loại mô tô, xe máy Phương pháp thứ hai sử dụng chủ yếu động xăng tónh cỡ nhỏ có xi lanh (chạy máy phát điện, máy nén khí, ) máy lai dùng để khởi động động Diesel máy kéo loại xe-máy công trình Các động ôtô sử dụng phương pháp đánh lửa ắc-quy - 183 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động Các hệ thống đánh lửa ắc-quy phân thành dạng sau: đánh lửa tiếp điểm đánh lửa bán dẫn (trong phân biệt loại: đánh lửa nửa bán dẫn đánh lửa bán dẫn hoàn toàn) Nguyên lý hoạt động hệ thống đánh lửa ắc-quy có tiếp điểm thể Hình 9.11 Hệ thống đánh lửa bao gồm phận sau: bugi 1, biến điện cao 12, ngắt dòng sơ cấp 7, chia điện cao áp 4, tụ điện 8, điện trở phụ 14, khoá điện 15 nguồn điện (máy phát 16 ắc-quy 17) Các bugi lắp buồng đốt động có nhiệm vụ phát tia lửa điện có điện cao áp qua Bộ biến điện cao 12 có nhiệm vụ tăng điện áp từ mức điện áp nguồn (12 V) tới điện áp cao để đánh lửa (trên 10 kV), thực chất biến áp tự ngẫu gồm có cuộn dây sơ cấp 13 thứ cấp 11 Bộ ngắt dòng sơ cấp có nhiệm vụ ngắt đột ngột dòng sơ cấp để tạo xung điện áp cao cuộn thứ cấp biến điện cao Nó gồm tiếp điểm có má vít 10 cam điều khiển có số vấu số xi lanh động Cam tác động vào má vít động để đóng (hoặc mở) tiếp điểm theo chu kỳ làm việc hệ thống Khi bật khoá điện 15, dòng điện từ nguồn (ắc quy 17 hay máy phát 16) qua điện trở phụ 14 vào cuôn sơ cấp 13 biến điện cao tới má vít động tiếp điểm qua má vít cố đònh để mát Má vít động lắp giá đỡ quay quanh trục 6, luôn tỳ chặt phía má vít cố đònh lò xo Cũng nhờ lò xo mà giá má vít động thường xuyên tỳ vào cam Số vấu cam số xi lanh động Mỗi đỉnh vấu cam tiếp xúc với giá má vít động giá bò đẩy làm tiếp điểm bò ngắt Tiếp điểm phải ngắt vào thời điểm cần phát tia lửa điện buồng đốt (cuối kỳ nén, đầu kỳ nổ) Đối với động kỳ vòng quay trục khuỷu có kỳ nổ (cứ vòng quay trục khuỷu cần ngắt tiếp điểm lần) trục cam phải quay chậm so với trục khuỷu lần, nghóa quay tốc độ với trục phân phối Vì lý mà trục cam ngắt thường dẫn động từ trục phân phối động Bộ phận ngắt dòng sơ cấp phận phân phối dòng cao áp lắp chung cụm có tên gọi chia điện Trục cam ngắt dòng sơ cấp gọi trục chia điện, đỉnh trục có lắp quay phận chia điện Dòng điện qua cuộn dây sơ cấp biến điện cao tạo nên từ trường Khi tiếp điểm mở, dòng sơ cấp bò ngắt từ trường bò triệt tiêu Nghóa có biến thiên từ trường qua cuộn sơ cấp 13 thứ cấp 11, nhờ mà cuộn thứ cấp xuất dòng điện cao áp, cuộn sơ cấp xuất dòng điện tự cảm Điện áp cuộn thứ cấp điện áp dùng để phát tia lửa điện bugi, phụ thuộc vào tốc độ biến thiên (tốc độ triệt tiêu) dòng sơ cấp, người ta mong muốn cho dòng sơ cấp triệt tiêu với tốc độ nhanh Tuy nhiên, dòng điện tự cảm cuộn sơ cấp lại làm giảm tốc độ triệt tiêu dòng sơ cấp, nghóa làm giảm điện áp đánh lửa Hơn nữa, dòng tự cảm làm phát sinh tia lửa điện má vít tiếp điểm làm cho bò ăn mòn nhanh chóng Để tránh tượng trên, người ta mắc tụ điện song song với tiếp điểm - 10 - 184 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động 12 15 10 11 19 13 14 16 + 18 17 III IV II I Hình 9.11 - Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa có tiếp điểm 1- Bugi; 2- Tiếp điểm chia điện; 3- Con quay; 4- Bộ phận chia điện; 5- Cam ngắt dòng sơ cấp; 6- Trục giá đỡ má vít động; 7- Bộ ngắt dòng sơ cấp; 8- Tụ điện; 9- Má vít động; 10- Má vít cố đònh; 11- Cuộn thứ cấp biến điện cao thế; 12- Bộ biến điện cao thế; 13- Cuộn sơ cấp biến điện cao thế; 14- Điện trở phụ; 15- Khoá điện; 16- Máy phát; 17- c-quy; 18- Máy khởi động; 19- Rơ le điện áp Khi ngắt tiếp điểm dòng tự cảm xuất cuộn sơ cấp 13 nạp điện cho tụ 8, nhờ mà giảm tia lửa điện má vít Khi tiếp điểm đóng, tụ phóng điện qua cuộn sơ cấp, dòng ngược với dòng sơ cấp nên làm cho dòng sơ cấp triệt tiêu với tốc độ nhanh Như vậy, tụ điện góp phần vào việc tăng điện áp đánh lửa cuộn thứ cấp Dòng điện cao áp từ cuộn thứ cấp biến điện cao dẫn tới quay chia điện Con quay lắp đầu trục cam ngắt dòng sơ cấp quay với Vào thời điểm ngắt dòng sơ cấp (mở tiếp điểm) dòng cao áp dẫn qua dẫn quay để cấp tới tiếp điểm chia điện Các tiếp điểm nối với bugi xi lanh dòng cao áp dẫn tới tiếp điểm bugi tương ứng phát tia lửa điện xi lanh để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu buồng đốt Các tiếp điểm chia điện phải nối với bugi theo trình tự làm việc (thứ tự nổ) xi lanh Chẳng hạn, theo sơ đồ động có xi lanh với bugi tương ứng từ xi lanh số xi lanh thứ tự I, II, III, IV Như vậy, thứ tự nổ động I - II - IV - III - 185 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động Một vấn đề quan trọng hoạt động hệ thống đánh lửa thời điểm phát tia lửa điện chu trình làm việc động Trong động xăng, lượng trình đốt cháy nhiên liệu tận dụng tối đa áp suất khí cháy xi lanh đạt giá trò cực đại sau pít tông qua điểm chết khoảng 15 ÷ 20° tính theo góc quay trục khuỷu Trên thực tế, toàn hỗn hợp nhiên liệu chứa xi lanh bò đốt cháy cách tức thời mà cần phải có thời gian đònh cho trình cháy Bởi vậy, muốn đạt yêu cầu cần phải bắt đầu đốt cháy nhiên liệu vào thời điểm sớm hơn, nghóa trước pít tông tới điểm chết Khoá trình đốt cháy sớm nhiên liệu gọi trình đánh lửa sớm thường tính theo góc quay trục khuỷu Do đặc điểm làm việc động cơ, góc đánh lửa sớm cố đònh mà thay đổi theo số vòng quay trục khuỷu tải động (mức mở bướm ga) Điều giải thích sau Khi tăng số còng quay làm việc động thời gian dành cho trình cháy đi, cần phải đánh lửa sớm Có nghóa tốc độ quay động tăng lên phải tăng góc đánh lửa sớm ngược lại Khi động làm việc số vòng quay không đổi góc đánh lửa sớm lại phụ thuộc vào tải động Nếu động làm việc chế độ tải nhỏ (bướm ga mở nhỏ) lượng hỗn hợp khí đốt (nhiên liệukhông khí) đưa vào xi lanh đi, lượng khí cháy tồn lại xi lanh nhiều lên Tỷ lệ khí cháy hỗn hợp cao tốc độ cháy thấp phải đánh lửa sớm Như tải nhỏ (bướm ga mở nhỏ) góc đánh lửa sớm phải lớn Các động xăng thường trang bò phận tự động thay đổi góc đánh lửa sớm tuỳ theo chế độ làm việc động cơ: điều chỉnh ly tâm cho phép điều chỉnh góc đánh lửa sớm theo số vòng quay trục khuỷu, điều chỉnh chân không thay đổi góc đánh lửa sớm theo độ mở bướm ga Một vấn đề quan trọng hệ thống đánh lửa lượng dòng cao áp dùng để phát tia lửa điện Tia lửa điện phải đủ mạnh để dễ dàng làm nhiên liệu bắt lửa, tia lửa yếu việc đốt cháy nhiên liệu khó khăn Đối với hệ thống đánh lửa có tiếp điểm nêu lượng dòng cao áp phụ thuộc nhiều vào thời gian mà tiếp điểm trạng thái đóng Khi đóng tiếp điểm dòng điện mạch sơ cấp đạt giá trò cực đại mà tăng dần lên Bởi vậy, thời gian đóng tiếp điểm phải đủ lớn dòng điện sơ cấp đạt giá trò cực đại Thời gian phụ thuộc vào biên dạng cam ngắt, khe hở má vít trạng thái mở, số xi lanh số vòng quay làm việc động Thông thường khe hở tối thiểu má vít bò giới hạn khả phóng điện chúng nằm khoảng 0,3 ÷ 0,4 mm Khi tăng số vòng quay trục khuỷu tới giá trò dòng so cấp không đủ thời gian để đạt tới giá trò cực đại mà điện áp dòng thứ cấp bò giảm Như vậy, số vòng quay động tăng lên lượng dòng cao áp bò giảm, hay nói cách khác lửa điện phát buồng đốt bò yếu Để giảm chênh lệch lượng tia lửa điện buồng đốt chế độ vận tốc khác động cơ, người ta mắc thêm điện trở phụ 14 (xem Hình 9.11) Điện trở phụ chế tạo từ vật liệu nhạy cảm với nhiệt độ: nhiệt độ tăng lên điện trở tăng theo Nhiệt độ điện trở phụ thuộc vào cường độ dòng điện chạy qua Khi số vòng quay động tăng lên cường độ dòng điện qua cuộn sơ - 186 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động cấp giảm xuống, lúc điện trở phụ điện trở phụ nguội điện trở giảm xuống, nhờ mà dòng điện qua cuộn sơ cấp tăng lên Khi khởi động động máy khởi động dòng tiêu thụ động điện lớn gây sụt áp toàn hệ thống tia lửa điện bò yếu Để khắc phục tượng người ta bố trí cấu nối tắt điện trở phụ khởi động Nhờ mà khởi động cường độ dòng điện cuộn sơ cấp tăng lên nghóa tăng độ mạnh tia lửa điện buồng đốt Các động xăng tắt cách ngắt điện hệ thống đánh lửa Việc thực nhờ khoá điện (số 15 Hình 9.11) Thông thường khoá điện đảm nhiệm nhiệm vụ: khởi động, trì điện đánh lửa, ngắt điện đánh lửa, trì cấp điện cho hệ thống điện xe radio, hệ thống thiết bò, đồng hồ báo, hệ thống chẩn đoán thông tin trạng thái cụm xe, 9.2.3.2 Các phận hệ thống đánh lửa: Nến đánh lửa (bugi): phận tạo tia lửa điện buồng đốt xi lanh để đốt cháy nhiên liệu Nó bao gồm điện cực trung tâm (Hình 9.12) nằm lòng ống sứ cách điện, bên ống sứ phần thân bugi kim loại Đoạn cuối thân bugi có ren để bắt vào nắp máy cuối điện cực âm có dạng kim loại nối từ phần thân bugi khu vực trung tâm Khoảng cách điện cực nằm khoảng 0,5 ÷ 1,1 mm Đầu điện cực trung tâm nơi nối dây cao áp dẫn từ chia điện tới Ngoài ra, phía bugi có gioăng làm kín phía có đệm đồng để tránh không cho khí từ xi lanh lọt Phần đuôi bugi tiếp xúc với hỗn hợp khí đốt (hơi nhiên liệu - không khí), hỗn hợp bốc cháy tạo nên nhiệt độ cao đốt nóng phần đuôi xứ cách Hình 9.12 – Cấu tạo bu-gi điện điện cực Nhiệt độ thích hợp phần đuôi bugi 500 ÷ 600°C Trong trình cháy, muội than bám dần lên khu vực đuôi bugi, tới lúc lớp muội than làm rò điện cao áp từ điện cực trung tâm mát, nghóa làm giảm độ mạnh tia lửa điện gây khó khăn cho trình bắt cháy nhiên liệu Nhưng, nhiệt độ phần đuôi bugi đủ lớn (500 ÷ 900°C) muội than bò đốt cháy đuôi bugi luôn Tuy nhiên, nhiệt độ vượt 900°C đuôi bugi trở nên nóng trở Bu-gi nguội Bu-gi nóng thành nguồn bắt lửa để làm nhiên liệu bốc cháy trước có tia lửa điện H×nh 9.13 - C¸c lo¹i bugi ngi vµ nãng - 187 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động Nhiệt độ phần đuôi bugi phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo điều kiện làm việc động vào cấu tạo bugi Mỗi loại động sử dụng loại bugi có chế độ nhiệt tương thích Do vậy, người ta phân biệt loại bugi "nguội" "nóng" (xem Hình 9.13) Bugi nguội có phần đuôi nằm buồng đốt ngắn bò đốt nóng khả thoát nhiệt tốt Còn bugi nóng có phần nằm buồng đốt dài hơn, phải chòu chế độ nhiệt khắc nghiệt so với bugi nguội Các loại bugi ký hiệu theo tiêu chuẩn khác tuỳ theo nhà sản xuất Các thông số ghi ký hiệu bugi thường cho biết loại bugi, kích thước phần ren (đường kính, bước), chế độ nhiệt, khoảng cách cực, Hiện nay, có số loại bugi sử dụng điện cực platin có tuổi thọ cao (tới 100.000 km xe chạy) không cần đòi hỏi phải chăm sóc, bảo dưỡng suốt trình sử dụng Loại bugi thường có ký hiệu bắt đầu chữ P Bộ biến điện cao (bobine): phận phát dòng điện cao áp hệ thống đánh lửa Sơ đồ nguyên lý hoạt động cấu tạo biến điện cao thể Hình 9.14 Về chất tăng điện biến tự ngẫu Nó bao gồm lõi sắt đặt trung tâm, quấn quanh lõi sắt cuộn dây thứ cấp sơ cấp (Hình 9.14 - a) Với cách bố trí vậy, cuộn sơ cấp nằm phía có khả thoát nhiệt tốt Hai cuộn dây mối chung đầu, đầu lại cuộn thứ cấp nơi phát dòng điện cao áp để đánh lửa, đầu thứ hai cuộn sơ cấp gọi cực âm Với cấu tạo vậy, có dòng điện biến thiên cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp xuất dòng điện cảm ứng Để có điện áp cao cuộn thứ cấp cuộn phải có số vòng dây lớn nhiều lần so với số vòng dây cuộn sơ cấp Cuộn sơ cấp thường quấn dây đồng đường kính 0,5 ÷ mm có từ 150 đến 300 vòng, cuộn thứ cấp có khoảng 15000 ÷ 30000 vòng với đường kính dây 0,05 ÷ 0,1 mm Hình 9.14 - Sơ đồ nguyên lý cấu tạo biến điện cao - 188 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động Cấu tạo biến điện cao thể Hình 9.14- b Ngoài phận nêu trên, có lớp cách điện để tránh đoản mạch Giữa cuộn sơ cấp vỏ biến điện cao ống thép từ có nhiệm vụ tạo mạch từ cho biến Để tăng khả dẫn nhiệt, bên biến điện cao đổ đầy dầu biến Phía cuộn dây sứ cách điện, nắp biến điện cao làm từ vật liệu cách điện Ngoài ra, biến điện cao có bố trí điện trở phụ Bộ chia điện (delco): thường bố trí cụm với ngắt dòng sơ cấp, sử dụng chung trục dẫn động gọi tên chung chia điện Nguyên lý hoạt động phận ngắt dòng sơ cấp phân chia dòng thứ cấp trình bày phần trên, kết cấu cụ thể chia điện mô tả Hình 9.15 Hình 9.15 - Cấu tạo chia điện (delco) 1- Tiếp điểm than; 2- Nắp chia điện; 3- Lá đồng; 4- Con quay; 5- Cam; 6- Khoá giữ nắp chia điện; 7- Đóa động; 8- Cơ cấu điều chỉnh trò số ốc tan; 9- Bảng chia độ điều chỉnh; 10- Giá đỡ điều chỉnh; 11- Vít hãm; 12- Trục dẫn động; 13- Thân chia điện ; 14- Cọc dẫn điện vào; 15- Tụ điện; 16- Bộ điều chỉnh chân không; 17- Đầu trục; 18- Thanh có rãnh xiên; 19- Quả văng; 20- Chốt; 21- Lò xo; 22- Lò xo; 23- Màng; 24- Thanh kéo; 25- Vít chỉnh khe hở; 26- Vít đònh vò - 189 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động Các phận ngắt dòng sơ cấp bố trí đóa 7: má vít tiếp điểm ngắt dòng sơ cấp, lò xo lá, tụ điện, phận điều chỉnh khe hở má vít, dây dẫn, Cam ngắt dòng sơ cấp dẫn động nhờ trục 12 thông qua điều chỉnh góc đánh lửa sớm ly tâm Dòng sơ cấp dẫn qua cọc 14 để tới má vít động tiếp điểm Má vít cố đònh nối với thân chia điện, nghóa nối với "mát" Má vít cố đònh lắp giá đỡ điều chỉnh vò trí nhờ cam lệch tâm 26, điều cho phép điều chỉnh khe hở má vít tiếp điểm trạng thái mở Vò trí má vít cố đònh giữ nhờ vít hãm 25 Tụ điện 15 mắc song song với tiếp điểm, có điện dung khoảng 0,17 ÷ 0,35 µF Bộ ngắt dòng sơ cấp hoạt động theo nguyên lý mô tả phần Bộ phân phối dòng thứ cấp thường bố trí phần chia điện Trên đầu trục 12 quay 4, làm vật liệu cách điện, có đồng dùng để dẫn dòng cao áp tới tiếp điểm chia Các tiếp điểm bố trí nắp chia điện, nắp này, quay, phải làm từ vật liệu có khả cách điện cao Phía nắp lỗ để cắm đầu dây cao áp nối tới tiếp điểm đầu dây cao áp dẫn từ cuộn thứ cấp biến điện cao thế, xung quanh đầu dây cao áp dẫn tới bugi xi lanh Điện cao áp dẫn từ cuộn thứ cấp biến điện cao tới lỗ trung tâm nắp chia điện từ qua tiếp điểm than dẫn tới đồng quay Khi động hoạt động, quay tiếp xúc với tiếp điểm chia để cấp điện cao áp tới bugi theo thứ tự làm việc xi lanh (thứ tự nổ) Khe hở đầu dẫn điện quay tiếp điểm nằm khoảng 0,2 ÷ 0,3 mm Ngoài chia điện có cấu điều chỉnh góc đánh lửa sớm ly tâm chân không với điều chỉnh theo trò số ốc tan Bộ điều chỉnh góc đánh lửa sớm ly tâm có nhiệm vụ tự động điều chỉnh góc đánh lửa sớm theo tốc độ làm việc động Nó có cấu tạo mô tả Hình 9.15 9.16 Việc điều chỉnh góc đánh lửa sớm thực cách quay cam ngắt dòng sơ cấp góc (sớm muộn) so với trục dẫn động Vì vậy, cam ngắt dòng sơ cấp (Hình 9.15) nối trực tiếp với trục dẫn động 12 mà thông qua cấu khí cho quay tương đối so với trục điều kiện đònh Trục 12 thường dẫn động trực tiếp từ trục phân phối cấu phối khí Trên trục có gắn đỡ, đỡ văng 19 thông qua khớp lề Các văng luôn kéo phía tâm nhờ lò xo 21 Trên văng có chốt 20 (Hình 9.15), chốt nằm lọt vào rãnh xiên 18 Thanh 18 nối trực tiếp với cam ngắt dòng sơ cấp Với kết cấu vậy, số vòng quay trục 12 tăng lên văng văng tác dụng lực ly tâm, lúc chốt 20 trượt rãnh xiên 18, làm 18 xoay góc chiều với chiều quay trục Như cam quay góc (cùng với chiều quay) so với trục 12, vấu cam tác động lên giá đỡ má vít động sớm tia lửa phát buồng đốt sớm - 190 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động Hình 9.16 - Các phận tự động điều chỉnh góc đánh lửa sớm Bộ điều chỉnh góc đánh lửa sớm chân nhiệm vụ điều chỉnh góc đánh lửa sớm theo tải động Cấu tạo điều chỉnh chân Hình 9.13 9.14 Bộ phận màng 23 (Hình 9.15) đặt vỏ thép Phía trái màng lò xo 22 (Hình 9.15), phía phải đòn 24 nối màng với đóa Đóa gọi đóa động quay đóa cố đònh nhờ ổ bi (xem Hình 9.16) Đóa cố đònh nối cứng với vỏ chia điện, đóa động nơi lắp tiếp điểm ngắt dòng sơ cấp Màng 23 tạo thành khoang, khoang có lò xo nối với họng hút chế hoà khí khoang thông với khí trời Như vậy, khoang bên trái có độ chân không tương đương với độ chân không họng hút động Khi động hoạt động tải nhỏ, bướm ga mở nhỏ, lúc độ chân không phía sau bướm ga tăng lên hút màng phía trái (theo Hình 9.15, hay xuống phía theo Hình 9.16) nối 24 kéo đóa động quay ngược chiều quay cam ngắt dòng sơ cấp Khi vấu cam ngắt tiếp điểm sớm hơn, nghóa góc đánh lửa sớm tăng lên Bộ điều chỉnh theo trò số ốctan nằm phía chia điện, bao gồm tấm: Tấm (Hình 9.15) có vạch chia, cố đònh với thân động bulông, 10 bắt chặt với thân chia điện vít 11 Rãnh bắt vít 11 khoét 10 có dạng vòng cung, cho phép thân chia điện quay tương đối so với Điều cần thiết cho việc đặt lửa ban đầu Tấm nối với 10 nhờ có ren, vò trí tương đối cố đònh êcu Các ê cu cho phép thay đổi vò trí tương đối thân chia điện so với trục nó, nhờ mà điều chỉnh góc đánh lửa sớm tuỳ theo trò số ốctan loại nhiên liệu sử dụng 9.2.3.3 Hệ thống đánh lửa bán dẫn: Hệ thống đánh lửa mô tả hoạt động dựa việc ngắt dòng sơ cấp biến điện cao nhờ tiếp điểm, có hạn chế đònh Thứ nhất, hệ thống sử dụng dòng sơ cấp lớn để tăng công suất tia lửa điện, - 191 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động dòng sơ cấp lớn làm tăng tượng đánh lửa má vít tiếp điểm, làm tiếp điểm chóng bò ăn mòn, tăng điện trở tiếp xúc làm giảm dòng điện chạy qua Thứ hai, hệ thống đánh lửa tiếp điểm, số vòng quay động tăng cao thời gian tiếp điểm đóng ngắn không đủ để dòng sơ cấp đạt giá trò cần thiết, dòng thứ cấp bò yếu Để khắc phục nhược điểm nêu trên, động ôtô đại thường sử dụng hệ thống đánh lửa bán dẫn Có thể phân biệt dạng: hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm Với phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp điện tử, ngày hệ thống đánh lửa sử dụng động ôtô chủ yếu hệ thống không tiếp điểm Trên Hình 9.17 sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm Hệ thống bao gồm phận giống mô tả đây: ắc-quy, khoá điện, biến điện cao thế, chia điện, nến đánh lửa Thay cho ngắt dòng sơ cấp tiếp điểm hệ thống chia thành phận: phận phát tín hiệu đánh lửa phận ngắt dòng sơ cấp transistor Hình 9.17 - Hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm Bộ phận phát tín hiệu bao gồm rô to quay, có vấu (số vấu số xi lanh động cơ), bên cạnh rô to cuộn dây tín hiệu cuối nam châm vónh cửu Bình thường, rôto không quay từ trường nam châm không thay đổi dòng điện cuộn dây tín hiệu Khi rôto quay, vấu rô to lại gần cuộn dây làm khép kín mạch từ Vào thời điểm mà vấu nằm đối diện với cuộn dây từ trường nam châm cực đại, sau giảm dần vấu xa khỏi cuộn dây Rồi trình lại lặp lại vấu tiến đến gần cuộn dây Như cuộn dây nằm từ trường biến thiên xuất dòng điện cảm ứng dạng xung Mỗi có vấu qua cuộn dây cuộn dây xuất xung điện xung điện dùng để điều khiển phận ngắt dòng sơ cấp Xung điện có dạng Hình 9.18, bao gồm phần dương phần âm: điện áp cực đại đạt vấu tiến đến gần cuộn dây cực tiểu vấu bắt đầu rời khỏi cuộn dây - 192 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động S.®.® + Điểm đóng transitor TÝn hiƯu ®iỊu khiĨn Hình 9.18 - Bộ phận phát tín hiệu điều khiển đánh lửa Trên ví dụ phận phát tín hiệu điều khiển đánh lửa Trên thực tế tồn nhiều dạng khác, chúng có chung nguyên lý sản sinh xung điện để điều khiển transistor ngắt dòng sơ cấp Bộ phận ngắt dòng sơ cấp (Igniter) có nhiệm vụ lưu thông dòng sơ cấp ngắt vào thời điểm cần thiết để tạo điện áp cao cuộn thứ cấp Sơ đồ tối giản ngắt dòng sơ cấp thể Hình 9.19 Nó bao gồm transistor điện trở R1 R2 Khi động hoạt động phận phát tín hiệu phát tín hiệu có dạng Khi điện áp cuộn dây điều khiển dương cộng với điện áp ắc-quy tai điểm P (Hình 9.19 - a) làm tăng điện áp điểm Q tới điện áp mở transistor Lúc transistor mở cho phép dòng điện sơ cấp qua từ C sang E mát Khi điện áp tín hiệu điều khiển âm (Hình 9.19 - b) dòng điện có xu hướng triệt tiêu dòng điện ắc-quy nên điện áp điểm Q giảm xuống tới mức làm transistor đóng lại dòng điện sơ cấp bò ngắt đột ngột Đây thời điểm xuất dòng cao áp cuộn thứ cấp biến điện cao Như thời điểm đánh lửa thời điểm tín hiệu chuyển từ phần điện áp dương sang điện áp âm Hình 9.19 - Nguyên lý hoạt động phận ngắt dòng sơ cấp - 193 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động Tương tự hệ thống đánh lửa có tiếp điểm, cường độ dòng điện sơ cấp phụ thuộc vào thời gian tồn (thời gian transistor mở) Khi số vòng quay động tăng lên thời gian transistor mở ngắn làm giảm cường độ dòng sơ cấp Nếu dòng nhỏ điện áp thứ cấp không đủ mạnh để đảm bảo đánh lửa Do để đảm bảo có điện áp đánh lửa đủ mạnh điều kiện, người ta bố trí phận điều chỉnh thời gian tồn dòng sơ cấp Hệ thống đánh lửa transistor không sử dụng tiếp điểm khí, có tuổi thọ độ tin cậy cao so với hệ thống đánh lửa có tiếp điểm Hơn nữa, tiếp điểm nên dòng sơ cấp cho phép lớn để đảm bảo điện áp đánh lửa đủ mạnh điều kiện làm việc - 194 - [...]... – Trang bò điện động cơ cấp giảm xuống, lúc này điện trở phụ điện trở phụ nguội đi và điện trở của nó giảm xuống, nhờ đó mà dòng điện đi qua cuộn sơ cấp sẽ được tăng lên Khi khởi động động cơ bằng máy khởi động thì dòng tiêu thụ của động cơ điện rất lớn gây sụt áp trên toàn bộ hệ thống và tia lửa điện cũng bò yếu đi Để khắc phục hiện tượng đó người ta bố trí cơ cấu nối tắt điện trở phụ khi khởi động. .. cấp điện cho động cơ khởi động Đồng thời, vào đúng thời điểm này điện cấp tới cuộn hút bò ngắt và lõi sắt được giữ nguyên ở vò trí này chỉ nhờ vào lực điện từ của cuộn giữ Khi tắt máy khởi động, rơ le bò ngắt điện, lò xo hồi vò đẩy bánh răng 21 trở về vò trí ban đầu và ngắt tiếp điểm cấp điện cho động cơ Để tự động ngắt điện của máy khởi động khi động cơ đã nổ, đồng thời để giảm cường độ dòng điện. .. điểm của bộ chia điện; 3- Con quay; 4- Bộ phận chia điện; 5- Cam của bộ ngắt dòng sơ cấp; 6- Trục của giá đỡ má vít động; 7- Bộ ngắt dòng sơ cấp; 8- Tụ điện; 9- Má vít động; 10- Má vít cố đònh; 11- Cuộn thứ cấp của bộ biến điện cao thế; 12- Bộ biến điện cao thế; 13- Cuộn sơ cấp của bộ biến điện cao thế; 14- Điện trở phụ; 15- Khoá điện; 16- Máy phát; 17- c-quy; 18- Máy khởi động; 19- Rơ le điện áp Khi ngắt... khi khởi động cường độ dòng điện trong cuộn sơ cấp được tăng lên và nghóa là tăng được độ mạnh của tia lửa điện trong buồng đốt Các động cơ xăng được tắt bằng cách ngắt điện của hệ thống đánh lửa Việc này được thực hiện nhờ một khoá điện (số 15 trên Hình 9.11) Thông thường khoá điện đảm nhiệm các nhiệm vụ: khởi động, duy trì điện đánh lửa, ngắt điện đánh lửa, duy trì cấp điện cho các hệ thống điện trên... hoạt động của hệ thống đánh lửa bằng ắc-quy có tiếp điểm được thể hiện trên Hình 9.11 Hệ thống đánh lửa bao gồm các bộ phận chính như sau: các bugi 1, bộ biến điện cao thế 12, bộ ngắt dòng sơ cấp 7, bộ chia điện cao áp 4, tụ điện 8, điện trở phụ 14, khoá điện 15 và các nguồn điện (máy phát 16 và ắc-quy 17) Các bugi 1 được lắp trong các buồng đốt của động cơ và có nhiệm vụ phát tia lửa điện mỗi khi có điện. .. ắc-quy đi qua tiếp điểm, qua thân rơ le tới đầu các cuộn hút và giữ (10 và 11) Sau đó quá trình khởi động được thực hiện như đã mô tả ở phần trên - 182 - Kết cấu động cơ đốt trong Chương 9 – Trang bò điện động cơ Hình 9 10 - Sơ đồ điện của máy khởi động 1- Máy phát điện; 2- Khoá điện; 3, 4, 5, 6- Rơ le khởi động; 7, 20- Các tiếp điểm; 8 Đóa tiếp xúc bằng đồng; 9- Thân của rơ le hút; 10, 11- Các cuộn dây;... lửa điện trong buồng đốt ở các chế độ vận tốc khác nhau của động cơ, người ta mắc thêm điện trở phụ 14 (xem Hình 9.11) Điện trở phụ được chế tạo từ vật liệu nhạy cảm với nhiệt độ: khi nhiệt độ tăng lên thì điện trở của nó cũng tăng theo Nhiệt độ của điện trở phụ thuộc vào cường độ dòng điện chạy qua nó Khi số vòng quay của động cơ tăng lên thì cường độ dòng điện đi qua cuộn sơ - 186 - Kết cấu động. .. 18- Rôto của động cơ khởi động; 19- Cuộn kích Khi động cơ đã nổ, máy phát bắt đầu làm việc và cấp điện tới một đầu của cuộn dây 21, đầu còn lại của cuộn dây vẫn được cấp điện từ ắc-quy Như vậy, độ chênh áp giữa 2 đầu của cuộn dây giảm xuống làm giảm cøng độ dòng điện đi qua nó, nghóa là giảm lực hút của nam châm điện và tiếp điểm 6 bò mở, ngắt dòng điện cấp tới máy khởi động Như vậy, khi động cơ nổ thì... máy khởi động cũng ngừng hoạt động Ngoài ra, nhờ có rơ le khởi động mà dòng điện cấp cho các cuộn hút và giữ của máy khởi động không đi qua khoá điện nên giảm được tải cho khoá này 9.2.3 Hệ thống đánh lửa: 9.2.3.1 Nguyên lý hoạt động và phân loại: Đối với các động cơ xăng, việc đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu bò nén trong buồng đốt ở cuối kỳ nén được thực hiện nhờ tia lửa điện phát ra giữa 2 điện cực của... khiển có số vấu đúng bằng số xi lanh của động cơ Cam này tác động vào má vít động để đóng (hoặc mở) tiếp điểm theo đúng chu kỳ làm việc của hệ thống Khi bật khoá điện 15, dòng điện từ nguồn (ắc quy 17 hay máy phát 16) đi qua điện trở phụ 14 vào cuôn sơ cấp 13 của bộ biến điện cao thế tới má vít động 9 của bộ tiếp điểm rồi đi qua má vít cố đònh để đi ra mát Má vít động được lắp trên một giá đỡ có thể quay ... Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động 9.2.2 Hệ thống khởi động: Để khởi động động đốt dùng nhiều phương pháp khác Các động cỡ nhỏ khởi động tay (chân), loại động lớn khởi động điện (dùng... chính: động điện chiều, phận điều khiển cấu dẫn động Cơ cấu dẫn động có nhiệm vụ gài bánh máy khởi động vào bánh bánh đà động ngắt dẫn động động nổ Bộ phận điều khiển dùng để cấp điện cho động. .. dòng điện chạy qua Khi số vòng quay động tăng lên cường độ dòng điện qua cuộn sơ - 186 - Kết cấu động đốt Chương – Trang bò điện động cấp giảm xuống, lúc điện trở phụ điện trở phụ nguội điện