GIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA

GIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬAGIÁO ÁN CHƯƠNG 4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA

GIÁO ÁN SỐ: 04 Thời gian thực hiện: 495 phút

Môn học: ĐIỆN- ĐIỆN TỬ Ô TÔ

Chương 4: HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA

ĐỒ DÙNG VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

Đồ dùng dạy học:

- Phấn, bảng

- Bài giảng điện tử hệ thống đánh lửa (Power Point)

- Giáo trình ( tham khảo nội dung có liên quan trong các tài liệu)

Phương pháp dạy học :

- Thuyết trình có minh họa và giải thích

- Phát vấn

I ỔN ĐỊNH LỚP: Thời gian: 2’

Kiểm tra sỉ số lớp: Số sinh viên vắng: Tên:

Tài liệu phát tay ( một số hình vẽ sơ đồ khối)

II THỰC HIỆN BÀI HỌC:

1 Bài giảng mới

HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

THỜI GIAN

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN

HOẠT ĐỘNG CỦA SINH VIÊN

1 Dẫn nhập:

Hệ thống đánh lửa là một hệ

thống quan trọng trên ô tô vì nó

giữ vai trò đốt cháy hỗn hợp

hòa khí nhiên liệu trong buồng

đốt và tạo ra hiệu suất làm việc

tốt nhất cho động cơ

5’

2 Giảng bài mới:

4.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và

phân loại hệ thống đánh lửa

4.1.1 Nhiệm vụ.

Hệ thống đánh lửa trên

động cơ có nhiệm vụ biến

nguồn điện xoay chiều hoặc

một chiều có hiệu điện thế thấp

thành các xung điện thế cao (từ

15.000 đến 40.000V) Các xung

+ Giảng viên gợi ý

để sinh viên tìm ra được nhiệm vụ của

HT đánh lửa

Sinh viên chú ý lắng nghe, quan sát, tiếp thu và

điện áp cao này sẽ được phân

bố đến bougie của các xylanh

đúng thời điểm để tạo tia lửa

điện đốt cháy hòa khí

4.1.2 Yêu cầu.

Một hệ thống đánh lửa làm

việc tốt phải bảo đảm các yêu

cầu sau:

- Hệ thống đánh lửa phải

sinh ra hiệu điện thế thứ

cấp đủ lớn để phóng

điện qua khe hở bougie

trong tất cả các chế độ

làm việc của động cơ

- Tia lửa trên bougie phải

đủ năng lượng và thời

gian phóng để sự cháy

bắt đầu

- Góc đánh lửa sớm phải

đúng trong mọi chế độ

hoạt động của động cơ

- Các phụ kiện của hệ

thống đánh lửa phải hoạt

động tốt trong điều kiện

nhiệt độ cao và độ rung

xóc lớn

- Sự mài mòn điện cực

bougie phải nằm trong khoảng

thời gian cho phép

4.1.3 Phân loại.

Hệ thống đánh lửa trên

động cơ ô tô có rất nhiều loại

khác nhau Dựa vào cấu tạo,

hoạt động, phương pháp điều

khiển…Người ta phân loại hệ

thống đánh lửa theo các cách

như sau:

4.1.3.1 Phân loại theo phương

pháp tích lũy năng lượng.

- Hệ thống đánh lửa điện

+ Giảng viên gợi ý

để sinh viên tìm ra được yêu cầu của

HT đánh lửa

+ Giảng viên gợi ý

để sinh viên tìm ra được cách phân loại của HT đánh lửa

+ Nghe giảng

+ Ghi bài

+Nêu lên những điểm chưa hiểu

để GV giải đáp

+ Nghe giảng

+ Ghi bài

+Nêu lên những điểm chưa hiểu

để GV giải đáp

20’

50’

cảm (TI)

- Hệ thống đánh lửa điện

dung (CDI)

4.1.3.2 Phân loại theo phương

pháp điều khiển.

- Hệ thống đánh lửa sử

dụng vít lửa

- Hệ thống đánh lửa sử

dụng cảm biến điện từ

- Hệ thống đánh lửa sử

dụng cảm biến Hall

- Hệ thống đánh lửa sử

dụng cảm biến quang

4.1.3.3 Phân loại theo cách

phân bố điện cao áp.

- Hệ thống đánh lửa có bộ

chia điện

- Hệ thống đánh lửa trực

tiếp (hay không có bộ chia điện)

4.1.3.4 Phân loại theo phương

pháp điều khiển góc đánh lửa

sớm.

- Hệ thống đánh lửa với cơ

cấu điều khiển góc đánh lửa

sớm bằng cơ khí

- Hệ thống đánh lửa với bộ

điều khiển góc đánh lửa sớm

bằng điện tử

4.1.3.5 Phân loại theo kiểu

ngắt mạch sơ cấp.

Hệ thống đánh lửa sử dụng

vít lửa

Hệ thống đánh lửa sử dụng

transistor (TI)

Hệ thống đánh lửa sử dung

Thyristor (CDI)

4.2 Lý thuyết đánh lửa cho

động cơ xăng.

4.2.1 Các thông số chủ yếu

của hệ thống đánh lửa.

4.2.1.1 hiệu điện thế thứ cấp

cực đại U 2m

+ Giảng viên gợi ý

để sinh viên tìm ra được phương pháp tích lũy năng lượng của HT đánh lửa

+ Giảng viên gợi ý

để sinh viên tìm ra được cách phân bố điện cao áp của HT đánh lửa

+ Giảng viên gợi ý

để sinh viên tìm ra được phương pháp điều khiển góc đánh lửa sớm của HT đánh lửa

+ Giảng viên gợi ý

để sinh viên tìm ra được kiểu ngắt mạch sơ cấp của

HT đánh lửa

+ Nghe giảng

+ Ghi bài

+Nêu lên những điểm chưa hiểu

để GV giải đáp

+ Nghe giảng

+ Ghi bài

+Nêu lên những điểm chưa hiểu

để GV giải đáp

+ Nghe giảng

+ Ghi bài

+Nêu lên những điểm chưa hiểu

để GV giải đáp

+ Nghe giảng

+ Ghi bài

+Nêu lên những điểm chưa hiểu

để GV giải đáp

20’

Hiệu điện thế thứ cấp cực

đại U2m là hiệu điện thế cực đại

đo được ở hai đầu cuộn dây thứ

cấp khi tách dây cao áp ra khỏi

bougie Hiệu điện thế thứ cấp

cực đại U2m phải đủ lớn để có

khả năng tạo được tia lửa điện

giữa hai điện cực của bougie,

đặc biệt là lúc khởi động

4.2.1.2 Hiệu điện thế đánh lửa

U đl

Hiệu điện thế thứ cấp mà tại

đó quá trình đánh lửa trên

bougie xảy ra, được gọi là hiệu

điện thế đánh lửa (Uđl) Đó là

điện áp mà nhờ nó tạo ra một

điện trường đủ lớn để các hạt

điện tử từ điện cực trung tâm

bougie phóng ra và tạo ra sự va

đập với các nguyên tử có trong

hòa khí để tạo ra sự phân rã

electron Nói cách khác, đây là

điện áp phóng điện giữa hai

điện cực và tạo ra tia lửa trên

bougie nhằm mồi cháy hòa khí

Như vậy, điện áp đánh lửa càng

cao thì càng khó đánh lửa và

ngược lại

Hiệu điện thế đánh lửa là

một hàm phụ thuộc vào nhiều

yếu tố, tuân theo định luật

Pashen

Uđl=K P δ T

Trong đó:

P: áp suất trong buồng đốt tại thời điểm đánh

lửa

: khe hở bougie

T: nhiệt độ ở điện cực trung tâm của bougie tại

thời điểm đánh lửa

K: hằng số phụ

+ Giảng viên giới thiệu để sinh viên hiểu được hiệu điện thế đánh lửa thứ cấp cực đại

+ Giảng viên giới thiệu để sinh viên hiểu được hiệu điện thế đánh lửa

GV giới thiệu định luật Pashen

+ Nghe giảng

+ Ghi bài

+Nêu lên những điểm chưa hiểu

để GV giải đáp

+ Nghe giảng

+ Ghi bài

+Nêu lên những điểm chưa hiểu

để GV giải đáp

+ Nghe giảng

+ Ghi bài

+Nêu lên những điểm chưa hiểu

để GV giải đáp

40’

thuộc vào thành phần của hỗn

hợp hòa khí

(Hình 4.1)

Ở chế độ khởi động lạnh,

hiệu điện thế đánh lửa Uđl tăng

khoảng 20 đến 30% do nhiệt độ

điện cực bougie thấp

Khi động cơ tăng tốc, đầu

tiên Uđl tăng, do áp suất nén

tăng, nhưng sau đó Uđl giảm từ

từ do nhiệt độ điện cực bougie

tăng và áp suất nén giảm do quá

trình nạp xấu đi

Hiệu điện thế đánh lửa có giá

trị cực đại ở chế độ khởi động

và tăng tốc, có giá trị cực tiểu ở

chế độ ổn định khi công suất tải

nhỏ

Trong quá trình vận hành xe

mới, sau 2.000 km đầu tiên, Uđl

tăng 20% do điện cực bougie bị

mài mòn Sau đó Uđl tiếp tục

tăng do khe hở bougie tăng Vì

vậy, để giảm Uđl phải hiệu chỉnh

lại khe hở bougie sau mỗi

10.000 km

Lưu ý rằng, tuổi thọ của

bobine liên quan đến hiệu điện

thế đánh lửa Khe hở bougie

quá lớn hoặc giết máy bằng

cách kéo hở dây cao áp ra khỏi

bougie sẽ làm điện áp đánh lửa

tăng cao, dẫn đến việc đánh

thủng lớp giấy cách điện giữa

các lớp dây quấn trong cuộn

dây thứ cấp bobine

4.2.13 Góc đánh lửa sớm .

Góc đánh lửa sớm là góc

quay của trục khuỷu động cơ

tính từ thời điểm xuất hiện tia

lửa điện tại bougie cho đến khi

piston lên tới điểm chết trên

+ Giảng viên giới thiệu để sinh viên hiểu được góc đánh lửa sớm

+ Nghe giảng

+ Ghi bài

+Nêu lên những điểm chưa hiểu

để GV giải đáp 20’

Góc đánh lửa sớm ảnh

hưởng rất lớn đến công suất,

tính kinh tế và độ ô nhiễm của

khí thải động cơ Góc đánh lửa

sớm tối ưu phụ thuộc vào rất

nhiều yếu tố

 = f(Pbđ, tbđ, p, twt, tkn, n, N0,

…)

Trong đó:

Pbđ: áp suất trong buồng đốt tại

thời điểm đánh lửa

tbđ: nhiệt độ buồng đốt

p: áp suất trên đường ống nạp

twt: nhiệt độ nước làm mát động

cơ

tkn: nhiệt độ khí nạp

n: tốc độ động cơ

N0: chỉ số octane của xăng

Ở hệ thống đánh lửa cũ, góc

đánh lửa sớm chỉ được điều

khiển theo 2 thông số: Tốc độ

động cơ (bộ đánh lửa sớm ly

tâm) và theo tải động cơ (bộ

đánh lửa sớm áp thấp).(Hình

4.2)

4.3 Hệ thống đánh lửa vít

4.3.1 Sơ đồ mạch điện và

nguyên lý làm việc.

Cam cắt điện của bộ chia

điện quay nhờ truyền động từ

trục cam của động cơ và làm

nhiệm vụ mở vít, cũng có nghĩa

là ngắt dòng điện sơ cấp của

bobine đánh lửa Khi đó, từ

thông đi qua cuộn thứ cấp do

dòng điện sơ cấp gây nên sẽ

mất đi đột ngột, làm xuất hiện

một sức điện động cao thế trong

cuộn thứ cấp bobine Điện áp

này sẽ qua con quay chia điện

và dây cao áp đến các bougie

đánh lửa theo thứ tự thì nổ của

động cơ Khi điện áp thứ cấp

+ Giảng viên giới thiệu để sinh viên hiểu được về nguyên lý làm việc

HT đánh lửa vít lửa

+ Nghe giảng

+ Ghi bài

+Nêu lên những điểm chưa hiểu

để GV giải đáp

40’

đạt giá trị đánh lửa, giữa hai

điện cực của bougie sẽ xuất

hiện tia lửa điện để đốt cháy

hỗn hợp trong xylanh

(Hình 4.3)

Cũng vào lúc tiếp điểm vít

chớm mở, trên cuộn dây sơ cấp

bobine sinh ra một sức điện

động tự cảm Sức điện động này

được nạp vào tụ C nên sẽ dập

tắt tia lửa trên vít Khi vít đã mở

hẳn, tụ điện sẽ xả qua cuộn dây

sơ cấp của bobine Dòng phóng

của tụ ngược chiều với dòng tự

cảm khiến từ thông bị triệt tiêu

đột ngột Như vậy, tụ C còn

đóng vai trò gia tăng tốc độ biến

thiên của từ thông, tức nâng cao

hiệu điện thế trên cuộn thứ cấp

4.3.2 Cấu tạo các chi tiết hệ

thống đánh lửa

4.3.2.1 Bobine đánh lửa.

Đây là một loại biến áp cao

thế đặc biệt nhằm biến những

xung điện có hiệu điện thế thấp

(6, 12 hoặc 24V) thành các

xung điện có hiệu điện thế cao

(12,000 ÷ 40,000V) để phục vụ

cho việc tạo ra tia lửa ở bougie

Lỗi thép từ được ghép bằng các

lá thép biến thế dầy 0,35mm và

có lớp cách mặt để giảm ảnh

hưởng của dòng điện xoáy

(dòng Fucơ) Lõi thép được

chèn chặt trong ống các tông

cách điện mà trên đó người ta

quấn cuộn dây thứ cấp, gồm rất

nhiều vòng dây (W 2 = 19.000 ÷

26.000 vòng) đường kính 0,07

÷ 0,1 mm (Hình 4.4)

4.3.2.2 Bougie đánh lửa.

Bougie đóng vai trò rất

+ Giảng viên giới thiệu để sinh viên hiểu được về cấu tạo các chi tiết HT đánh lửa

+ Nghe giảng

+ Ghi bài

+Nêu lên những điểm chưa hiểu

để GV giải đáp

20’

20’

quan trọng trong hoạt động của

động cơ xăng Đó là nơi xuất

hiện tia lửa ban đầu để đốt cháy

hòa khí, vì vậy, nó ảnh hưởng

trực tiếp đến công suất của động

cơ, lượng tiêu hao nhiên liệu

cũng như độ ô nhiễm của khí

thải Do điện cực bougie đặt

trong buồng đốt nên điều kiện

làm việc của nó rất khắc nghiệt:

nhiệt độ ở kỳ cháy có thể lên

đến 2500 o C và áp suất đạt 50kg/

cm 2 Ngoài ra bougie còn chịu

sự thay đổi đột ngột về áp suất

lẫn nhiệt độ, các dao động cơ

khí, sự ăn mòn hoá học và điện

thế cao áp Chính vì vậy, các hư

hỏng trên động cơ xăng thường

liên quan đến bougie

Hiệu điện thế cần thiết đặt

vào bougie để có thể phát sinh

tia lửa tuân theo định luật

Pashen Khả năng xuất hiện tia

lửa trên điện cực bougie ở hiệu

điện thế cao (khó đánh lửa) hay

thấp (dễ đánh lửa) phụ thuộc

vào áp suất trong xy lanh ở cuối

quá trình nén, khe hở bougie và

nhiệt độ của điện cực trung tâm

của bougie

Bougie nóng và bougie

lạnh

Nhiệt độ tối ưu ở điện cực

trung tâm của bougie khi tia lửa

bắt đầu xuất hiện thường

khoảng 850 o C, vì ở nhiệt độ

này, các chất bám vào điện cực

bougie như muội than sẽ tự bốc

cháy (nhiệt độ tự làm sạch)

Nếu nhiệt độ quá thấp (<

500 o C), muội than sẽ tích tụ trên

bougie làm chập điện cực, dễ

+ Giảng viên giới thiệu để sinh viên hiểu được về cấu tạo bugie

+ Giảng viên giới thiệu để sinh viên hiểu được về bugie nóng và bugie lạnh

+ Nghe giảng + Ghi bài

+Nêu lên những điểm chưa hiểu

để GV giải đáp

+ Nghe giảng + Ghi bài

+Nêu lên những điểm chưa hiểu

để GV giải đáp

gây mất lửa khi khởi động động

cơ vào buổi sáng hoặc khi dư

xăng Nhiệt độ quá cao (>

1000 o C) sẽ dẫn đến cháy sớm

(chưa đánh lửa mà hoà khí đã

bốc cháy) làm hư piston Điều

đó giải thích tại sao ở một số xe

đời cũ, khi ta đã tắt công tắc

máy (tức bougie không còn

đánh lửa) mà động cơ vẫn nổ

(hiện tượng dieseling)

4.3.2.3 Vít và tụ điện.

 Bộ phận tạo xung điện

Cam lắp lỏng trên trục bộ

chia điện và mắc vào bộ điều

chỉnh ly tâm Mâm tiếp điểm

trong các bộ chia điện gồm hai

mâm: mâm trên (mâm di động),

mâm dưới (mâm cố định) và

giữa chúng có ổ bi Trong bộ

chia điện của một số xe có thể

chỉ có một mâm Ở mâm trên

có: giá má vít tĩnh, cần tiếp

điểm (giá má vít động) để tạo

nên tiếp điểm; miếng dạ bôi

trơn và lao cam; chốt để mắc

với bộ điều chỉnh góc đánh lửa;

giá bắt dây; và đôi khi có thể

đặt ngay trên mâm tiếp điểm

Giữa mâm trên và mâm dưới có

dây nối mass Mâm trên có thể

quay tương ứng với mâm dưới

một góc để phục vụ cho việc

điều chỉnh góc đánh lửa sớm

Má vít tĩnh phải tiếp mass thật

tốt còn cần tiếp điểm có thể

quay quanh chốt, phải cách điện

với mass và được nối với vít bắt

dây ở phía bên của bộ chia điện

bằng các đoạn dây và thông qua

lò xo (Hình 4.6)

Bộ điều chỉnh góc đánh lửa ly

+ Giảng viên giới thiệu để sinh viên hiểu được về cấu tạo và công dụng vít và tụ điện

+ Nghe giảng

+ Ghi bài

+Nêu lên những điểm chưa hiểu

để GV giải đáp

20’

tâm: tên gọi đầy đủ là bộ điều

chỉnh góc đánh lửa sớm theo số

vòng quay kiểu ly tâm Bộ điều

chỉnh này làm việc tự động tùy

thuộc vào tốc độ của động cơ

Bộ điều chỉnh góc đánh lửa

chân không:

Bộ điều chỉnh góc đánh lửa

chân không còn có tên gọi đầy

đủ là bộ điều chỉnh góc đánh

lửa sớm theo phụ tải động cơ,

kiểu chân không Cơ cấu này

cũng làm việc tự động tùy thuộc

vào mức tải của động cơ

4.4 Hệ thống đánh lửa bán

dẫn.

4.4.1 Các cảm biến đánh lửa.

4.4.1.1 Cảm biến điện từ loại

nam châm đứng yên.

Cảm biến được đặt trong

delco bao gồm một rotor có số

răng cảm biến tương ứng với số

xylanh động cơ, một cuộn dây

quấn quanh một lõi sắt từ cạnh

một thanh nam châm vĩnh cữu

Cuộn dây và lõi sắt được đặt đối

diện với các răng cảm biến rotor

và được cố định trên vỏ delco

Khi rotor quay, các răng cảm

biến sẽ lần lượt tiến lại gần và

lùi ra xa cuộn dây Khe hở nhỏ

nhất giữa răng cảm biến của

rotor và lõi thép từ vào khoảng

0,2  0,5 mm.

Khi răng cảm biến của rotor

đối diện với lõi thép, độ biến

thiên của từ trường bằng 0 và

sức điện động trong cuộn cảm

biến nhanh chóng giảm về 0

(hình 4.18c)

Khi rotor đi xa ra lõi thép,

từ thông qua lõi thép giảm dần

+ Giảng viên giới thiệu để sinh viên hiểu được về bộ đánh lửa sớm ly tâm và bộ đánh lửa sớm ly tâm

+ Giảng viên giới thiệu để sinh viên hiểu được về cảm biến điện từ loại nam châm đứng yên

Thời điểm đánh lửa xảy ra ở giai đoạn nào?

+ Nghe giảng

+ Ghi bài

+Nêu lên những điểm chưa hiểu

để GV giải đáp

+ Nghe giảng

+ Ghi bài

+Nêu lên những điểm chưa hiểu

để GV giải đáp

SV thảo luận và trả lời câu hỏi của GV

10’

30’