Đang tải... (xem toàn văn)
Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 10217:2013 áp dụng cho các loại cuộn dây đánh lửa tích trữ năng lượng kiểu điện cảm. Tiêu chuẩn này cũng quy định phương pháp thử cho các loại cuộn dây đánh lửa sử dụng trong hệ thống đánh lửa bán dẫn của động cơ đốt trong cháy cưỡng bức. Mời các bạn cùng tham khảo.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10217:2013 ISO 13476:1997 PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ - CUỘN DÂY ĐÁNH LỬA - ĐẶC TÍNH ĐIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ Road vehicles - Ignition coils - Electrical characteristics and test methods Lời nói đầu TCVN 10217:2013 hoàn toàn tương đương ISO 13476:1997 TCVN 10217:2013 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 22 Phương tiện giao thông đường biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ - CUỘN DÂY ĐÁNH LỬA - ĐẶC TÍNH ĐIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ Road vehicles - Ignition coils - Electrical characteristics and test methods Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn áp dụng cho loại cuộn dây đánh lửa tích trữ lượng kiểu điện cảm Tiêu chuẩn quy định phương pháp thử cho loại cuộn dây đánh lửa sử dụng hệ thống đánh lửa bán dẫn động đốt cháy cưỡng Thông số 2.1 Quy định chung Đặc tính cuộn dây đánh lửa bị ảnh hưởng ba thơng số chính: - Bộ thông số riêng cuộn dây; - Bộ thông số liên quan với điều kiện bên ngồi có ảnh hưởng tới cuộn dây sơ cấp; - Bộ thông số ảnh hưởng tới đầu cuộn dây sơ cấp Đặc tính cuộn dây đầu dây điện áp thấp phải đưa cho nhà cung cấp hệ thống ngắt Tương tự, đặc tính đầu điện áp cao (HT) phải đưa cho đơn vị quan tâm đến đặc tính bugi đặc tính đầu cao áp Nhiều thơng số có tương tác lẫn nên chưa đưa thơng số hồn chỉnh 2.2 Các thơng số kết cấu cuộn dây - Điện trở cuộn dây sơ cấp (Rp) - Điện cảm cuộn dây sơ cấp (Lp) (chỉ để chuẩn) - Tỷ số vòng dây (chỉ để chuẩn) - Điện trở cuộn dây thứ cấp (Rs) (chỉ để chuẩn) - Thời gian chuẩn dòng điện sơ cấp (tref) (cho dải giới hạn Rp) - Điện cảm rò mạch sơ cấp (Lpf) 2.3 Các thơng số bên phía sơ cấp - Dòng điện ngắt mạch sơ cấp danh định (l NP) - Điện áp kẹp mạch sơ cấp (Uplim) 2.4 Các thông số đầu ra, điều chỉnh kết cấu công tắc bán dẫn - Điện áp đầu thứ cấp lớn (Usm) - Điện trở phụ tải giới hạn đánh lửa (R15kV) - Thời gian tăng điện áp thứ cấp (tsUr) (thời gian trễ) - Năng lượng phóng Zener (Ezd) - Khoảng thời gian phóng Zener (tfzd) - Dòng điện phóng Zener lớn (lzdm) Điều kiện thử Tất phép thử phải thực điều kiện nhiệt độ môi trường (23 ± 5) 0C độ ẩm tương đối từ 45 % đến 75 % Trước đo điện trở, cần đảm bảo nhiệt độ cuộn dây ổn định Tất thiết bị phải hiệu chuẩn trước thực phép đo Thiết bị thử 4.1 Cuộn dây Đối với mục đích thử nghiệm cuộn dây phải bố trí Hình Hình Đối với cuộn dây kép, cực điện áp cao phải nối đất thông qua điốt zener 0,5 kV, mô đánh lửa kỳ thải 4.2 Nguồn điện chiều Một nguồn điện chiều sử dụng có thời gian chuyển tiếp từ 10 % tới 90 % khơng q 50 s tồn dải tải sử dụng Nó phải khơng biến thiên nhiều 50 mV quanh giá trị điện áp trung bình từ khơng tải tới tồn tải hệ thống đánh lửa không nhiều 100 mV xét giá trị đỉnh dải tải trọng Nguồn điện cung cấp phải bố trí cạnh hệ thống thử nghiệm Nguồn d.c điều chỉnh sau: (13,5 ± 0,1) V hệ thống 12 V; (27 ± 0,2) V hệ thống 24 V 4.3 Dao động ký (Oscilloscope) Dao động ký với thời gian tăng lớn 35 ns, với dải thông qua nhỏ 10 MHz phải sử dụng (P1, P2, P3, P4) Độ khơng xác đo tồn bao gồm đầu dò điện áp dòng điện bù hiệu chỉnh (xem mục 4.4 4.5) phải nhỏ hơn: % điện áp 1500 V; % điện áp 1500 V; % phép đo dòng điện 4.4 Đầu dò điện áp 4.4.1 Phải sử dụng đầu dò điện áp cao P2 với điện dung đầu vào nhỏ pF điện trở đầu vào 100 M lớn 4.4.2 Phải sử dụng đầu dò điện áp P3 P4 với dải thông qua nhỏ 10 MHz 4.5 Đầu dò dòng điện Phải sử dụng đầu dò dòng điện P1 phù hợp với điện áp chiều tới 10 MHz 4.6 Hệ thống ngắt Phải sử dụng hệ thống ngắt thiết lập tần số (50 ± 0,5) Hz 4.7 Sơ đồ thử theo phương pháp A 4.7.1 Chỉ sử dụng cáp cao áp không điện trở cáp thấp áp điện trở thấp CHÚ DẪN: C1 tụ điện chấn lưu P1 đầu dò dòng điện P6 đầu dò dòng điện phóng C2 tụ điện 47 F P2 đầu dò điện áp cao R1 điện trở cao áp M D1 chuỗi điốt Zener kV P3 đầu dò điện áp sơ cấp R2 điện trở 10 k D2 điốt cao áp kV P4 đầu dò điện áp phóng zener R3 P5 đồng hồ đo điện áp điện trở 100 k Tùy chọn, nguồn cung cấp diện áp chiều không đổi ắc quy Hệ thống ngắt Cuộn dây đánh lửa Điểm cắt mạch Sơ đồ thử nghiệm theo phương pháp A - Điện áp đầu cuộn thứ cấp lớn - Thời gian tăng điện áp thứ cấp Sơ đồ thử nghiệm B - Thời gian tham chiếu dòng điện sơ cấp - Năng lượng phóng khoảng thời gian phóng zener Ước lượng B1 ví dụ, mạch RC Ước lượng B2 ví dụ, phương pháp tích phân CHÚ THÍCH: Nếu lượng phóng khơng tính tốn từ R2, C2 P5 (xem tính tốn thử nghiệm B1), linh kiện bỏ P4 thay đầu dò dòng điện P6, R3 thay mạch ngắn mạch (xem tính tốn thử nghiệm B2) Hình - Mạch thử cuộn dây đơn CHÚ DẪN: C1 tụ điện chấn lưu P1 đầu dò dòng điện P6 đầu dò dòng điện phóng C2 tụ điện 47 F P2 đầu dò điện áp cao R1 điện trở cao áp M D1 chuỗi điốt Zener kV P3 đầu dò điện áp sơ cấp R2 điện trở 10 k D2 điốt cao áp kV P4 đầu dò điện áp phóng zener R3 D3 chuỗi điốt Zener 0,5 kV P5 điện trở 100 k đồng hồ đo điện áp Tùy chọn, nguồn cung cấp diện áp chiều không đổi ắc quy Hệ thống ngắt Cuộn dây đánh lửa Điểm cắt mạch Sơ đồ thử nghiệm theo phương pháp A - Điện áp đầu cuộn thứ cấp lớn - Thời gian tăng điện áp thứ cấp Sơ đồ thử nghiệm B - Thời gian tham chiếu dòng điện sơ cấp - Năng lượng phóng khoảng thời gian phóng zener Ước lượng B1 ví dụ, mạch RC Ước lượng B2 ví dụ, phương pháp tích phân CHÚ THÍCH: D3 mô đánh lửa kỳ thải Nếu lượng phóng điện khơng tính tốn R2, C2 P5 (xem ước lượng B1), linh kiện tháo P4 thay đầu dò dòng điện P6, R3 thay mạch ngắn mạch (xem ước lượng B2) Cần ý đến phân cực mạch điện thứ cấp Hình - Mạch thử cuộn dây kép 4.7.2 Tụ điện Ctotal mô điện dung dây cao áp bugi đánh lửa thường gặp động Tụ điện phải có hệ số tổn hao thấp (không lớn % kHz), chiều dài cáp đánh lửa thứ cấp với tụ điện đầu dò điện áp cao có tổng điện dung là: 50 pF đến 55 pF hệ thống đánh lửa dùng chia điện; 25 pF đến 30 pF hệ thống đánh lửa tĩnh dùng cuộn dây đơn; 50 pF đến 55 pF hệ thống đánh lửa tĩnh dùng cuộn dây kép CHÚ THÍCH 1: Các giá trị điện dung khác thỏa thuận, tùy thuộc vào ứng dụng CHÚ THÍCH 2: Tổng điện dung điện dung đo từ điểm cắt, bao gồm điện dung kí sinh (ví dụ điện dung đầu dò HV): Ctotal = C1 + Cparasitic CHÚ THÍCH 3: Ví dụ đo tổng điện dung phương pháp chia tần số, sử dụng sơ đồ thử nghiệm A (khơng tính đến hệ số tổn hao tụ điện): Phương pháp chia tần số tạo tải trọng từ máy phát điện hình sin thơng qua chuỗi điện trở, ví dụ R = 10 k Tại tần số thấp, ghi lại giá trị điện áp qua C1 (V0), sau tăng tần số giá trị điện áp với V0 0,7 (-3 dB), sau ghi lại tần số f3dB Tính tốn điện dung theo cơng thức sau: C total f3dB R Trong phép đo này, điện áp đầu hình sin máy phát phải giữ không đổi 4.7.3 Giá trị điện trở R1 mô mức độ bám khác chì muội than làm bẩn bugi đánh lửa Mỗi điện trở sử dụng có hệ số điện áp thấp (0,005 %/V max), không điện cảm, khoảng 10 W M với dung sai tương đối ± % 20 kV Chúng nối song song với tụ chấn lưu phép đo điện trở tải giới hạn đánh lửa (xem mục 5.5) 4.8 Sơ đồ thử theo phương pháp B 4.8.1 Một chuỗi điốt zener kV cuộn dây đơn chuỗi điốt zener kV 0,5 kV cuộn dây kép, điện áp zener sai số ± % điều kiện thử nghiệm sử dụng 4.8.2 Một điốt điện áp cao kV D2 sử dụng 4.8.3 Các linh kiện liệt kê 4.8.3.1 tới 4.8.3.3 đưa ví dụ tính tốn lượng (xem 5.6 Hình 1, Hình 2) 4.8.3.1 Một vôn kế chiều P5 với điện trở đầu vào 10 M độ phân giải vừa đủ để dễ dàng nhận biết sai lệch tới mV 4.8.3.2 Một lọc bao gồm điện trở R2 = 10 k A / V tụ điện C2 = 47 4.8.3.3 Một trở kháng thấp R3 (điện trở mắc phân nhánh) 100 F với độ rò điện với sai số tương đối ± % 5 Đặc tính điện 5.1 Điện trở sơ cấp (Rp) Sử dụng phương pháp điểm phương pháp hiệu chỉnh điểm, giá trị hiệu chỉnh 20 0C Đối với cuộn dây đồng, sử dụng công thức sau: Rp Rx 0,0039(Tx 20) Trong đó: Rx giá trị điện trở đo nhiệt độ Tx; Rp giá trị điện trở sơ cấp hiệu chỉnh 5.2 Điện trở thứ cấp (Rs) (chỉ để tham khảo) Điện trở thứ cấp danh định phải cung cấp nhà sản xuất cuộn dây 5.3 Thời gian chuẩn dòng điện sơ cấp (tref) Đối với phép đo này, sử dụng công tắc để trì vùng trạng thái bão hòa chuẩn dòng điện ngắt sơ cấp danh định (lNP) Cơng tắc khơng có tác dụng giới hạn dòng điện hoạt động Thời gian chuẩn dòng điện sơ cấp cho phép chuyển mạch người thiết kế động tính tốn yêu cầu đặc tính hệ thống đánh lửa giai đoạn thiết kế Thời gian đo hiệu chỉnh thay đổi giá trị mạch điện xuất địa điểm khác Các thành phần kết nối với thể Hình Hình 2, sơ đồ thử nghiệm theo phương pháp B Thủ tục để kiểm tra sau: - Đo thời gian t1, để tăng dòng điện từ đến dòng điện ngắt mạch sơ cấp danh định (l NP) - Nối đầu dò điện áp P3 với đầu sơ cấp cuộn dây tiến hành đo, theo Hình 3, Vce0, Vce1, t1 - Đo điện trở vòng dây Rw - Tính tốn chuyển đổi trở kháng Rc sử dụng cơng thức sau: Rc ( Vce1 Vce0 ) lNP Tính tốn thời gian chuẩn dòng điện sơ cấp (t ref) cơng thức sau: t ref Trong đó: Vce0ref = V; Rcref = 0,2 ; Rwref = 0,1 t1 (R x R w (Rp R wref Rc ) Rcref ) ln ln (Rp R wref Usup (Rp Rw Usup Rcref ) lNP Vce0ref Rc ) lNP Vce0 CHÚ DẪN: Dòng điện sơ cấp Điện áp sơ cấp Hình - Hình dạng sóng bên phía cuộn dây sơ cấp 5.4 Điện cảm rò mạch sơ cấp (Lpf) Phải sử dụng quy trình thử sau: - Ngắn mạch vòng dây thứ cấp cuộn dây đánh lửa - Đo điện cảm cầu LCR (tần số đo kHz) Đối với cuộn dây sản xuất với điốt điện áp cao thứ cấp, giá trị cung cấp nhà sản xuất cuộn dây 5.5 Điện áp đầu thứ cấp lớn nhất, trở kháng giới hạn đánh lửa thời gian tăng điện áp mạch thứ cấp 5.5.1 Điều chỉnh Với thành phần công tắc mạch sơ cấp Hình với cuộn dây đặt tổng điện dung (Ctotal), thiết lập dòng điện ngắt mạch tới giá trị danh định lNP (xem Hình 3) với độ lệch lớn % Điều chỉnh điện áp kẹp sơ cấp tới điện áp danh định (Uplim) với độ lệch lớn % (xem Hình 4) Đo điện áp đầu thứ cấp lớn Usm 5.5.2 Phép đo Với mạch điện kết nối Hình 1, sơ đồ thử nghiệm phương pháp A cuộn dây đặt tổng điện dung (Ctotal) (xem 4.7.2) điện trở R1 (xem 4.7.3) đặt M , phép đo tiến hành sau (xem Hình 5): a) Thời gian tăng điện áp mạch thứ cấp từ -1,5 kV đến -15 kV (tsUr); b) Trở kháng giới hạn đánh lửa (R15kV), xác định điện áp mạch thứ cấp -15 kV việc lựa chọn giá trị khác R1 Nếu điện trở khơng tạo xác giá trị đầu -15 kV phải nội suy giá trị có sẵn điện trở Đối với cuộn dây hai đầu cao áp, phép thử thực cực dương cực âm Đối với cuộn dây đánh lửa điện áp đầu mạch thứ cấp không vượt - 15 kV đặt tải với tổng điện dung điện trở R1 M , cuộn dây thử nghiệm với R1 thiết lập tới vô Hình - Điện áp kẹp mạch sơ cấp (Uplim) CHÚ DẪN: Thời gian tăng điện áp mạch thứ cấp Điện áp đầu mạch thứ cấp lớn Hình - Điện áp đầu mạch thứ cấp 5.6 Năng lượng phóng Zener (Ezd), khoảng thời gian phóng zener (tfzd) dòng điện phóng zener lớn (lzdm) Đối với phép đo này, dòng điện ngắt mạch phải gần giá trị dòng điện ngắt mạch sơ cấp danh định (lNP) Năng lượng phóng điện zener tính tốn tích phân tích số dòng điện phóng zener điện áp phóng zener khoảng thời gian phóng zener Hình 1, ước lượng B1 Hình ước lượng B1 phần trình bày phương pháp khác nhận từ phép tích phân (xem Hình 6) Ghi giá trị P5 (Umean) sau ổn định - Sử dụng đầu dò P2 (xem Hình 1), ghi điện áp phóng điện zener (Uzd) dao động ký suốt khoảng thời gian phóng zener tfzd (xem Hình 5) - Tính tốn lượng phóng zener (Ezd), biểu thị J theo công thức sau: Ezd = Umean x Uzd tần số x R3 J - Ghi khoảng thời gian phóng zener dòng điện phóng zener lớn (lzdm) thiết bị song Hình CHÚ DẪN: Điện áp phóng Zener, Uzd Khoảng thời gian phóng Zener (tfzd) Dòng điện phóng Zener, tzd Thời gian Dòng điện phóng Zener lớn Hình - Hình dạng sóng bên phía cuộn dây thứ cấp Báo cáo thử Báo cáo thử nghiệm bao gồm đặc tính điện sau đây: - Điện trở sơ cấp (Rp); - Điện trở thứ cấp (Rs); - Thời gian tham chiếu dòng điện sơ cấp (tref); - Điện cảm rò cuộn dây sơ cấp (Lpf); - Điện áp lớn đầu cuộn thứ cấp (Usm) ứng với Ctotal; - Trở kháng giới hạn đánh lửa (R15kV); - Thời gian tăng điện áp cuộn dây thứ cấp (tsUr); - Năng lượng phóng zener (Ezd); - Khoảng thời gian phóng Zener (tfzd); - Dòng điện phóng Zener lớn (lzdm); - Điện áp phóng Zener lớn (Uzd) Báo cáo thử bao gồm điều kiện thử, mạch điện thử nghiệm, điện áp cung cấp (Usup), dòng điện ngắt mạch sơ cấp danh định (lNP), điện áp kẹp sơ cấp (Uplim) ... bán dẫn - Điện áp đầu thứ cấp lớn (Usm) - Điện trở phụ tải giới hạn đánh lửa (R15kV) - Thời gian tăng điện áp thứ cấp (tsUr) (thời gian trễ) - Năng lượng phóng Zener (Ezd) - Khoảng thời gian phóng... theo phương pháp A - Điện áp đầu cuộn thứ cấp lớn - Thời gian tăng điện áp thứ cấp Sơ đồ thử nghiệm B - Thời gian tham chiếu dòng điện sơ cấp - Năng lượng phóng khoảng thời gian phóng zener Ước... theo phương pháp A - Điện áp đầu cuộn thứ cấp lớn - Thời gian tăng điện áp thứ cấp Sơ đồ thử nghiệm B - Thời gian tham chiếu dòng điện sơ cấp - Năng lượng phóng khoảng thời gian phóng zener Ước