Bài tiểu luận hệ thống đánh lửa

NỘI DUNG I NHIỆM VỤ, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU HỆ THỐNG ĐÁNH LỦA Nhiệm vụ hệ thống đánh lửa: Hệ thống đánh lửa ơtơ có nhiệm vụ biến dòng chiều hạ áp 12V , 24V xung điện xoay chiều hiệu điện thấp (trong hệ thống đánh lửa Manhêtô Vô lăng manhêtic) thành xung điện cao 12kV đến 24kV đủ để tạo nên tia lửa (phóng qua ke hở bu gi) đốt cháy hỗn hợp làm việc xy lanh động vào thời điểm thích hợp tương ứng với trình tự xy lanh chế độ làm việc động Ngoài số trường hợp, hệ thống đánh lửa dùng để hỗ trợ khởi động (sấy nóng nhiên liệu), tạo điều kiện khởi động động dễ dàng nhiệt độ thấp Phân loại: Hệ thống đánh lửa phận quan trọng thiếu cấu tạo động xăng Cùng với phát triển ngành công nghiệp ôtô, hệ thống đánh lửa không ngừng cải tiến, áp dụng tiến khoa học kỹ thuật nhằm mục đích hồn thiện hoạt động động Dựa vào cấu tạo nguyên lý làm việc người ta phân loại hệ thống đánh lửa sau: • Theo đặc điểm cấu tạo nguyên lý làm việc, hệ thống đánh lửa chia thành loại: - Loại đánh lửa dùng ắc quy: loại thông dụng, dùng hầu hết tơ thời gian trước đây, gọi hệ thống đánh lửa thường hay HTĐL cổ điển - Loại bán dẫn hay điện tử: với có mặt linh kiện bán dẫn thành phần cấu tạo Đây loại mới, có nhiều ưu điểm hẳn loại hệ thống đánh lửa thường có xu hướng thay dần hệ thống đánh lửa thường - Loại đánh lửa Manhêtô Vơlăng manhêtíc: loại hệ thống đánh lửa cao áp độc lập, không cần đến ắc quy máy phát có độ tin cậy cao - Loại nhiều tia lửa điện liên tục: loại cấu đánh lửa dùng để sấy nóng mơi chất, hỗ trợ khởi động cho động Điêzen động máy bay • Theo dạng lượng tích luỹ trước đánh lửa, hệ thống đánh lửa chia loại: - Loại điện cảm: bao gồm hệ thống đánh lửa thường, đánh lửa bán dẫn dùng transito, manhêtô Ở loại lượng đánh lửa tích luỹ từ trường biến áp đặc biệt gọi biến áp đánh lửa - Loại điện dung: loại hệ thống nguyên lý có nhiều ưu điểm, nên sử dụng nhiều ô tô xe máy đại Ở loại lượng đánh lửa tích luỹ khơng phải từ trường biến áp đánh lửa mà tụ điện đặc biệt gọi tụ tích Yêu cầu hệ thống đánh lửa: Phan Văn Hóa-10CDOT01-Cao đẳng cơng nghiệp Huế Một hệ thống đánh lửa làm việc tốt phải bảo đảm yêu cầu sau: - Phải đảm bảo hiệu điện đủ để tạo tia lửa điện phóng qua khe hở điện cực bu gi - Tia lửa điện phải có lượng đủ lớn để đốt cháy hỗn hợp làm việc điều kiện làm việc động - Thời điểm đánh lửa phải tương ứng với góc đánh lửa sớm hợp lý chế độ làm việc động - Độ tin cậy làm việc hẹ thống đánh lửa phải tương ứng với độ tin cậy làm việc động - Các phụ kiện hệ thống đánh lửa phải hoạt động tốt điều kiện nhiệt độ cao độ rung xóc lớn - Kết cấu đơn giản, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng, giá thành hợp lí, II SƠ ĐỒ, CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA Hệ thống đánh lửa Sơ đồ hệ thống đánh lửa 1.Ắc quy Khóa điện 5.Dây cao áp Bộ chia điện 8.Bộ đánh lửa sớmchân không 12 Bugi Điện trở 4.Bô bin Bộ đánh lửa sớm li tâm 9.Vít lửa 10 Tụ điện 13.Cam Đây kiểu hệ thống đánh lửa Khi hoạt động, khoá điện đóng lại động quay kéo trục chia điện quay theo, cam 13 điều khiển đóng mở tiếp điểm 9, rô tô chi điện quay phân phối dòng điện cao áp đến bu gi theo thứ tự nổ xy lanh động Sơ đồ cấu tạocác phận hệ thống đánh lửa Phan Văn Hóa-10CDOT01-Cao đẳng cơng nghiệp Huế a Biến áp đánh lửa (Bô bin) Đây loại biến áp cao đặc biệt nhằm biến xung điện có hiệu điện thấp (6, 12 24V) thành xung điện có hiệu điện cao (12000 ÷ 40000V) để phục vụ cho vấn đề đánh lửa động Lỗ cắm dây cao áp Lò xo nối Cuộn giấy cách điện Lõi thép từ Sứ cách điện Nắp cách điện Vỏ Ống thép Cuộn sơ cấp 10 Cuộn thứ cấp 11 Đệm cách điện Sơ đồ cấu tạo biến áp đánh lửa B13 Cấu tạo biến áp đánh lửa gồm có phận sau: - Lõi thép từ (4), ghép từ thép điện kỹ thuật dày 0,35 mm, có sơn cách điện để tránh dịng điện xốy(dịng fuco) Lõi thép chèn chặt ống tông cách điện; - Cuộn dây thứ cấp (10) có nhiều vịng (W2=19000÷26000 vịng) đường kính dây khoảng (0,07÷0,1)mm, quấn phía ngồi ống tông Giữa lớp dây cuộn thứ cấp có lót giấy cách điện mỏng, chiều rộng lớp giấy cách điện lớn khoảng quấn dây nhiều để tránh chạm lớp dây tránh bị phóng điện qua phần mặt bên cuộn dây Lớp kể từ ống tông số lớp dây tiếp theo, khơng quấn vịng dây sít mà cách khoảng (1,0÷1,5) mm đầu dây cao biến áp đánh lửa Đầu vòng dây cuộn thứ cấp hàn với đầu dây dẫn lên phía trên, thơng qua lị xo nối (2) dẫn cực trung tâm - lỗ cắm dây cao áp (1) nắp cách điện Đầu thứ hai nối với đầu cuộn sơ cấp (9) Cuộn thứ cấp sau quấn xong cố định ống tông cách điện thứ hai - Cuộn dây sơ cấp (9) quấn ống tơng cách điện bao ngồi cuộn thứ cấp Số vịng dây cuộn sơ cấp khơng nhiều (khoảng 250÷400 vịng), đường kính dây lớn khoảng (0,72÷0,86) mm Phan Văn Hóa-10CDOT01-Cao đẳng cơng nghiệp Huế Cuộn sơ cấp quấn bên cuộn thứ cấp để tăng điều kiện nhiệt từ ngồi vỏ giảm chiều dài dây dẫn cần thiết để quấn cuộn thứ cấp Hai đầu cuộn sơ cấp nối vít bắt dây nắp (6) ký Hai vít rỗng to vít thứ ba vít để gá hộp điện trở phụ Toàn khối gồm cuộn dây lõi thép đặt ống thép tư, ghép thép biến uốn cong theo mặt trụ hở khe hở thép đặt chệch Cuộn dây ống thép đặt vỏ thép cách điện phía đáy miếng sứ cách điện(5), nắp cách điện (6) làm vật liệu cách điện cao cấp b Bộ chia điện Sơ đồ cấu tạo chia điện 1.Tiếp điểm than 2.Nắp chia đện 6.Khóa giữ nắp 7.Mâm tiếp điểm 10.Giá đỡ 11.Vít hãm nối 15.Tụ điện quay 21,22.Lò xo 23.Màng 27.Má động tiếp điểm 3.Lá đồng 4.Con quay 5.cam 8.Cơ cấu chỉnh 9.Thang chia độ 12.Trục quay 13.Thân 14.Đầu dây 16.Bộ điều chỉnh 17.Đầu trục 18.Đòn dẫn 19.Quả văng 20.Chốt quay 24.Thanh kéo 25.Vít chỉnh 26.Vít định vị Bộ chia điện thiết bị quan trọng hệ thống đánh lửa Nó có nhiệm vụ tạo nên xung điện mạch sơ cấp HTĐL phân phối điện cao đến xy lanh theo thứ tự nổ động thời điểm quy định Bộ chia điện chia làm ba phận: phận tạo xung điện, phận chia điện cao cấu điều chỉnh góc đánh lửa Bộ phận tạo xung điện Phan Văn Hóa-10CDOT01-Cao đẳng cơng nghiệp Huế 1,9- Vít điều chỉnh 2- Vít hãm 3- Má vít tĩnh 4- Má vít động 5- Cần tiếp điểm 6- Trục lắc 11.Phần cam 7- ống lót 12.Mâm tiếp điểm 8- Lò xo 10- Giá gắn tiếp điểm tĩnh Bộ phận tạo xung cấu tạo gồm chi tiết, như: Mâm tiếp điểm (12), phần cam (11) tụ điện Mâm tiếp điểm thường gồm hai mâm: mâm di động được, mâm cố định Giữa hai mâm có ổ bi mục đích để điều chỉnh góc đánh lửa sớm Ở mâm lắp giá gắn má vít tĩnh (3), cần tiếp điểm (5) (giá má vít động 4) để tạo nên tiếp điểm ngắt nối mạch sơ cấp Phần cam lắp lỏng trục chia điện dẫn động từ trục thông qua chốt (20) điều chỉnh ly tâm lắp rãnh xyên phần cam (sơ đồ cấu tạo chia điện) Khi cam quay, vấu cam tác động lên gối cách điện cần tiếp điểm, làm tiếp điểm đóng mở, tạo nên xung điện mạch sơ cấp Tiếp điểm ln có xu hướng đóng lại tác dụng lực lò xo Khi tiếp điểm mở hết, khe hở má vít δ=0,3÷0,5 mm Khe hở điều chỉnh nhờ vít Bộ phận chia điện cao b) a) a- Bộ chia điện nắp; b- Mặt nắp 1- Tụ điện; 2- Trục dẫn động; 3- Bộ điều chỉnh ốc tan; 4- Vòng kẹp; 5- Bộ điều chỉnh ly tâm; 6- Mâm tiếp điểm; 7- Con quay chia điện; 8- Cần kim loại; 9- Nắp; 10- Điện cực bên; 11- Đầu nối dây ra; 12- Điện cực giữa; 13- Hòn than; 14- Bộ điều chỉnh chân khơng 15- ống lót cam; 16- Thân chia điện Bộ chia điện P-20 Phan Văn Hóa-10CDOT01-Cao đẳng cơng nghiệp Huế Bộ phận chia điện cao gồm: nắp chia điện quay chia điện Nắp chia điện làm chất cách điện cao cấp, có cực (12) cực bên đồng (10) Số cực bên số xy lanh động Con quay chia điện (7) làm nhựa cách điện cao cấp lắp vào phần đầu vát (15) cam (Chỗ vát đầu cam có tác dụng định vị, đảm bảo vị trí tương đối quay cam) Phần quay có gắn cần kim loại (8) Điện cao từ biến áp đánh lửa truyền đến cực nắp chia điện qua lò xo hịn than (13) (có điện trở khoảng 8000÷14000 Ω) xuống cần kim loại quay Hòn than ngồi cơng dụng truyền điện cịn có tác dụng giảm mức nhiễu xạ vô tuyến hệ thống đánh lửa làm việc Khi quay quay, đầu cần kim loại quay đến vị trí tương ứng với cực bên điện cao phóng qua khe hở δ=0,3÷0,7 mm, đầu cần cực bên qua dây dẫn đến bu gi đánh lửa Khe hở δ có tác dụng ngăn cản bớt khả rò điện cao áp bu gi bị ướt muội bẩn nhiều Các cấu điều chỉnh góc đánh lửa sớm Bộ phận gồm cấu điều chỉnh góc đánh lửa: điều chỉnh góc đánh lửa ly tâm, điều chỉnh góc đánh lửa chân khơng, điều chỉnh góc đánh lửa theo trị số octan - Bộ điều chỉnh góc đánh lửa ly tâm gồm giá đỡ văng lắp chặt với trục chia điện; hai văng đặt giá xoay quanh chốt quay văng đồng thời giá móc lị xo; lị xo đầu mắc vào chốt, cịn đầu móc vào giá văng luôn kéo văng phía trục Trên văng có chốt hai chốt điều chỉnh ly tâm gài vào hai rãnh ngang phần cam b) a) Bộ điều chỉnh ly tâm 1- Cam; 4- Trục; 2- Quả văng; 5- Chốt; 3- Tấm dẫn động cam; 6- Lò xo - Bộ điều chỉnh góc đánh lửa chân khơng gồm: hộp kín cách ghép hai nửa vỏ bầu (3) lại với Màng đàn hồi (4) ngăn cách hai buồng, buồng luôn thông với khí chịu áp suất khí quyển, cịn buồng thơng với lỗ phía bướm ga ống nối chịu ảnh thay đổi áp suất phía bướm ga Phan Văn Hóa-10CDOT01-Cao đẳng cơng nghiệp Huế Trên màng có gắn cần kéo, đầu cần kéo mắc vào chốt mâm tiếp điểm (mâm trên) Lị xo ln ép màng phía sức căng lị xo điều chỉnh đệm Toàn bộ điều chỉnh bắt vào thành bên chia điện vít 1- Lị xo trả 2- ống nối với chế hồ khí 3- Vỏ bầu 4- Màng cao su 5- Thanh kéo 6- Mâm tiếp điểm Bộ điều chỉnh chân khơng - Bộ điều chỉnh góc đánh lửa theo trị số octane nhiên liệu: Bộ điều chỉnh có mặt số động ơtơ dùng nhiều loại xăng khác với trị số octane tốc độ cháy chúng khác nhau, góc đánh lửa sớm phải thay đổi theo trị số octane c Bugi đánh lửa Để phù hợp với yêu cầu loại xe người ta thiết kế bugi thành loại bugi nóng bugi lạnh Loại bugi thiết kế có chất sứ bao bọc tiếp xúc với kim loại việc trao đổi nhiệt nến nóng làm bụi bẩn tốt Bugi lạnh ngược lại, thiết kế với vùng trao đổi nhiệt lớn nguội hoạt động Bugi nóng (trái) bugi lạnh (phải) Cấu tạo bugi gồm: sứ cách điện (3) có lắp kim loại (9) làm điện cực bu gi Điện cao truyền từ đầu nối (1) đến điện cực (11) Cả khối chi tiết đặt vỏ thép (5) thân bu gi Trên vỏ thép (5) có mặt vát sáu cạnh phía có phần ren để lắp bu gi vào nắp xy lanh động Trên vỏ thép (5) hàn điện cực bên Giữa vỏ thép (5) phần sứ (3) có đệm đồng vừa để làm kín vừa để truyền nhiệt Ngồi phía cịn có chất làm kín thủy tinh (6) Phan Văn Hóa-10CDOT01-Cao đẳng cơng nghiệp Huế Phần vỏ có kết cấu tháo lắp hay khơng tháo lắp Gioăng (8) có dạng đặc biệt để đảm bảo tốt độ kín lắp ghép bu gi nắp xy lanh Khe hở điện cực bu gi thường nằm giới hạn 0,6÷0,7 mm HTĐL thường 1,0÷1,2 mm HTĐL điện tử Khe hở điện cực lớn đánh lửa hỗn hợp nghèo tốt U đl lại tăng Khe hở nhỏ bị muội lấp kín nên khơng tạo tia lửa được, chiều dài tia lửa giảm nên đánh lửa hỗn hợp nghèo 1.Đầu nối 2.Nếp gợn sóng 3.Sứ cách điện 4.Thân 5.Vỏ thép 6.Chất làm kín thủy tinh 7.Điện trở 8.Gioăng 9.Lõi đồng 10.Ống cách điện 11.Điện cực trung tâm 12.Điện cực nối mát Sơ đồ cấu tạo bugi Hệ thống đánh lửa bán dẫn a Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn Kiểu ngắt tiếp điểm Hệ thống đánh lửa kiểu ngắt tiếp điểm Phan Văn Hóa-10CDOT01-Cao đẳng cơng nghiệp Huế Kiểu hệ thống đánh lửa có cấu tạo Trong kiểu hệ thống đánh lửa này, dòng sơ cấp thời điểm đánh lửa điều khiển học Dòng sơ cấp cuộn đánh lửa điều khiển cho chạy ngắt quãng qua tiếp điểm ngắt dòng Bộ điều chỉnh đánh lửa sớm li tâm tốc chân không điều khiển thời điểm đánh lửa Bộ chia điện phân phối điện cao áp từ cuôn thứ cấp đến bugi Kiểu tranzito có ESA (Đánh lửa Sớm điện tử) Trong kiểu hệ thống đánh lửa không sử dụng đánh lửa sớm chân không li tâm Thay vào đó, chức ESA Bộ điều khiển điện tử (ECU) điều khiển thời điểm đánh lửa Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS) Phan Văn Hóa-10CDOT01-Cao đẳng cơng nghiệp Huế Thay sử dụng chia điện, hệ thống sử dụng cuộn đánh lửa đa bội để cung cấp điện cao áp trực tiếp cho bugi Thời điểm đánh lửa điều khiển ESA ECU động Trong động gần đây, hệ thống đánh lửa chiếm ưu b Cấu tạo loại cảm biến Cảm biến điện từ: Gồm có loại: - Loại nam châm đứng yên: Cảm biến điện từ loại nam châm đứng yên Cảm biến đặt chia điện bao gồm rotor có số cảm biến tương ứng với số xy lanh động cơ, cuộn dây quấn quanh lõi sắt từ cạnh nam châm vĩnh cữu Cuộn dây lõi sắt đặt đối diện với cảm biến rotor cố định vỏ chia điện Khi rotor quay, cảm biến tiến lại gần lùi xa cuộn dây Khi cảm biến rotor tiến lại gần cực từ lõi thép, khe hở rotor lõi thép giảm dần từ trường mạnh dần lên Sự biến thiên từ thông xuyên qua cuộn dây - Cảm biến điện từ loại nam châm quay: Rôto nam châm ; Lõi thép từ; Cuộn dây cảm biến Cảm biến điện từ loại nam chân quay cho loại động xylanh Phan Văn Hóa-10CDOT01-Cao đẳng cơng nghiệp Huế 10 Nam châm gắn rotor, cuộn dây cảm biến quấn quanh lõi thép cố định vỏ chia điện Khi nam châm quay, từ trường xuyên qua cuộn dây biến thiên tạo nên sức điện động sinh cuộn dây Do từ trường qua cuộn dây đổi dấu nên sức điện động sinh cuộn dây lớn Cảm biến quang: Cảm biến quang bao gồm hai loại, khác chủ yếu phần tử cảm quang: - Loại sử dụng cặp LED – photo transistor - Loại sử dụng cặp LED – photo diode Phần tử phát quang (LED – Lighting Emision Diode) phần tử cảm quang (photo transistor photo diode) đặt chia diện có vị trí tương ứng hình phía Đĩa cảm biến gắn vào trục delco có số rãnh tương ứng với số xylanh động Điểm đặc biệt hai loại phần tử cảm quang có dịng ánh sáng chiếu vào, trở nên dẫn điện ngược lại, dịng ánh sáng, khơng dẫn điện Độ dẫn điện chúng phụ thuộc vào cường độ dòng ánh sáng hiệu điện hai đầu phần tử cảm quang Cảm biến quang Khi đĩa cảm biến quay, dòng ánh sáng phát từ LED bị ngắt quãng làm phần tử cảm quang dẫn ngắt liên tục, tạo xung vng dùng làm tín hiệu điều khiển đánh lửa Phan Văn Hóa-10CDOT01-Cao đẳng cơng nghiệp Huế 11 Sơ đồ nguyên lý làm việc cảm biến quang Cảm biến bao gồm ba đầu dây: đầu dương (Vcc), đầu tín hiệu (Vout) đầu mass Khi đĩa cảm biến chắn ánh sáng từ LED qua photo diode D2, D2 không dẫn, điện áp ngõ vào (+) thấp điện áp so sánh Us ngõ vào (- )trên Op-Amp A nên ngõ Op-Amp A khơng có tín hiệu làm transistor T ngắt, tức Vout mức cao Khi có ánh sáng chiếu vào D2, D2 dẫn, điện áp ngõ vào (+) lớn điện áp so sánh Us điện áp ngõ Op-Amp A mức cao làm transistor T dẫn, Vout chuyển sang mức thấp Đây thời điểm đánh lửa Xung điện áp Vout xung vuông gởi đến Igniter điều khiển transistor công suất Do tín hiệu xung vng nên thời điểm đánh lửa không bị ảnh hưởng thay đổi số vòng quay trục khuỷu động Cảm biến Hall: Phan Văn Hóa-10CDOT01-Cao đẳng cơng nghiệp Huế 12 Cảm biến Hall đặt chia điện, gồm rôto thép có cánh chắn cửa sổ cách gắn trục chia điện Số cánh chắn tương ứng với số xylanh động Khi rotor quay, cánh chắn xen vào khe hở nam châm IC Hall Cấu tạo chia điện với cảm biến Hall Phần tử Hall; Ổn áp ; Op – Amp; Bộ xử lý tín hiệu Sơ đồ cấu tạo cảm biến Hall Phan Văn Hóa-10CDOT01-Cao đẳng cơng nghiệp Huế 13 ... CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA Hệ thống đánh lửa Sơ đồ hệ thống đánh lửa 1.Ắc quy Khóa điện 5.Dây cao áp Bộ chia điện 8.Bộ đánh lửa sớmchân không 12 Bugi Điện trở 4.Bô bin Bộ đánh lửa sớm li tâm 9.Vít lửa. .. bugi Hệ thống đánh lửa bán dẫn a Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn Kiểu ngắt tiếp điểm Hệ thống đánh lửa kiểu ngắt tiếp điểm Phan Văn Hóa-10CDOT01-Cao đẳng cơng nghiệp Huế Kiểu hệ thống đánh lửa. .. góc đánh lửa sớm Bộ phận gồm cấu điều chỉnh góc đánh lửa: điều chỉnh góc đánh lửa ly tâm, điều chỉnh góc đánh lửa chân khơng, điều chỉnh góc đánh lửa theo trị số octan - Bộ điều chỉnh góc đánh lửa