3. Tổng quan về hệ thống đánh lửa và lý thuyết về điều chỉnh góc đánh lửa sớm
3.2.3. Nguyên lý điều chỉnh góc đánh lửa sớm
3.2.3.1. Các loại hệ thống đánh lửa và nguyên lý điều chỉnh góc đánh lửa sớm a. Hệ thống đánh lửa thường
Trong hệ thống đánh lửa thường, góc đánh lửa sớm được điều chỉnh theo số vòng quay nhờ bộ điều chỉnh li tâm, điều chỉnh theo tải trọng động cơ nhờ bộ điều chỉnh chân không, và có thể điều chỉnh góc đánh lửa sớm theo trị số ốc tan của nhiên liệu nhờ bộ điều chỉnh ốc tan. Các bộ điều chỉnh này lắp trong bộ chia điện.
Cả ba bộ điều chỉnh góc đánh lửa sớm trên dùng để hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm tác động độc lập lên các phần tử trong cấu tạo của bộ chia điện, cụ thể là:
47 + Bộ điều chỉnh kiểu li tâm làm quay bánh cam của bộ chia điện.
+ Bộ điều chỉnh chân không và bộ hiệu chỉnh ốc tan làm quay vỏ của bộ chia điện.
Điều chỉnh góc đánh lửa sớm theo số vòng quay:
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 píttông 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. 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.
Trong hệ thống đánh lửa thường, người ta dùng bộ điều chỉnh góc đánh lửa li tâm để thay đổi góc đánh lửa sớm theo số vòng quay của động cơ.
Điều chỉnh góc đánh lửa sớm theo tải trọng:
Khi giảm tải động cơ thông qua việc đóng bớt bướm ga, tạo lực cản đối với dòng khí nạp thì lượng hỗn hợp hòa khí đi vào xilanh giảm. Làm giảm áp suất và tăng % khí sót trong xilanh qua đó làm gia tăng độ loãng của hòa khí và tăng thời gian cháy trễ, tốc độ cháy giảm nên cần tăng góc đánh lửa sớm s.
Trong hệ thống đánh lửa thường, bộ điều chỉnh góc đánh lửa chân không dùng để thay đổi góc đánh lửa sớm theo số tải trọng của động cơ. Ngoài ra góc đánh lửa sớm còn được điều chỉnh theo trị số ốc tan:
Bộ điều chỉnh ốc tan: điều khiển góc đánh lửa sớm theo trị số ốc tan của nhiên liệu.
b. Hệ thống đánh lửa Manhêtô
Việc điều chỉnh góc đánh lửa sớm khó vì thời điểm mở tiếp điểm phải tương ứng với góc ngắt khi mà giá trị dòng sơ cấp i1 đạt giá trị cực đại.
48 Nếu thay đổi góc đánh lửa sớm, tức là thời điểm mở tiếp điểm bằng cách dịch chuyển cam tương đối với cụm tiếp điểm hay ngược lại dịch chuyển cụm tiếp điểm tương đối với cam, thì thời điểm mở tiếp điểm sẽ không còn tương ứng với góc ng
tối ưu nữa (ng là góc ngắt). Phương pháp điểu chỉnh góc đánh lửa sớm như vậy gọi là điều chỉnh với sự thay đổi góc ng.
+ Để dịch chuyển cam, người ta cũng dùng bộ điều chỉnh ly tâm để điều chỉnh theo số vòng quay tương tự như hệ thống đánh lửa thường.
+ Để dịch chuyển cụm tiếp điểm, người ta dùng dẫn động cơ khí điều khiển bằng tay từ chỗ người lái.
Cách điều chỉnh trên có nhược điểm lớn là làm giảm chất lượng đánh lửa của Manhêtô. Để điều chỉnh góc đánh lửa sớm mà không làm thay đổi góc ng, có thể dịch chuyển cả cam và rôtô nam châm đối với trục dẫn động nhờ bộ điều chỉnh ly tâm (quả văng lúc này phải làm nặng hơn để lực ly tâm của nó đủ sức quay cả rôto của Manhêtô) hoặc dịch chuyển vỏ của Manhêtô (hay các má cực) đồng thời với cụm tiếp điểm (điều khiển bằng tay).
c. Hệ thống đánh lửa bán dẫn
Việc điều khiển góc đánh lửa sớm trong hệ thống đánh lửa bán dẫn tương tự như trong hệ thống đánh lửa thường. Góc đánh lửa sớm được điều chỉnh theo sự thay đổi số vòng quay, phụ tải của động cơ và trị số ốc tan của nhiên liệu.
d. Hệ thống đánh lửa điều khiển theo chương trình
Trong hệ thống đánh lửa này, góc đánh lửa sớm được điều khiển bằng một chương trình tính toán được thiết lập trong máy tính điện tử, được bố trí trên xe gọi là ECU. Góc đánh lửa sớm được tính toán thông qua các tín hiệu vào ECU từ các cảm biến ghi nhận từ động cơ, từ các tín hiệu này bộ vi xử lí của ECU sẽ tính toán đưa ra góc đánh lửa sớm tối ưu phù hợp với điều kiện làm việc hiện tại của động cơ.