Đối với những động cơ đốt trong dùng nhiên liệu không tự bốc cháy (xăng và các loại nhiên liệu tương tự) thì việc đốt cháy hỗn hợp được thực hiện bằng tia lửa điện phóng ra giữa các điện cực của một bộ phận đặc biệt gọi là bugi.
Muốn có tia lửa điện phóng qua các điện cực của bugi, cần có một dòng điện
cao áp, ít nhất là 10.000 vôn. Trị số điện áp cần thiết đó phụ thuộc chủ yếu vào độ
nén của động cơ và khoảng cách phóng điện giữa các điện cực của bugi. Vì vậy các
hệ thống đốt cháy dùng trên các động cơ xăng ngày nay tạo ra một năng lượng phóng điện khá lớn với một điện áp khoảng 20.000 - 25.000 vôn, đam bảo việc đốt
cháy hỗn hợp chắc chắn ở mọi chế độ làm việc của động cơ.
Để động cơ đạt được các chỉ số cơ bản cao nhất, việc phóng tia lửa điện cần được thực hiện không phải lúc pít tông ở thế chết trên, mà phải sớm hơn, để qúa
trình đốt cháy hỗn hợp bắt đầu và kết thúc ở gần sát thế chết trên. Góc quay của trục
khuỷu tính từ khi phóng tia lửa điện đến khi pít tông đến thế chết trên gọi là góc đốt
sớm. Góc đốt sớm mà khi động cơ làm việc với góc đó ở một chế độ nhất định đạt được công suất tối đa gọi là góc đốt sớm tối thích. Trị số của góc đốt sớm tối thích
phụ thuộc vào số vòng quay, tải trọng, thành phần hỗn hợp đốt, loại nhiên liệu, độ
nén của động cơ và hình dạng buồng đốt. Thông thường động cơ làm việc với chế độ tải trọng hoàn toàn thì góc đốt sớm khoảng từ 20-45o trước thế chết trên (ứng với
sẽ tăng hao phí nhiệt lượng, làm cho động cơ quá nóng, công suất và tính tiết kiệm
của động cơ sẽ giảm nhiều. Nếu góc đốt sớm sớm quá (so với góc đốt sớm tối thích)
thì việc đốt cháy hỗn hợp sẽ xảy ra quá sớm, do đó sẽ tăng công cản trong thời kỳ
nén, dễ gây ra hiện tượng kích nổ, làm giảm công suất và tính tiết kiệm của động cơ, tăng thêm sự hao mòn các chi tiết và có khi xẩy ra hiện tượng nổ ngược.
Vì vậy, đối với một động cơ cụ thể, phải thực hiện việc đặt lửa (thời điểm
phóng tia lửa điện) đúng góc đốt sớm tối thích quy định. Ngoài ra trên một số động cơ xăng còn trang bị thêm các thiết bị khác để tự động điều chỉnh góc đốt sớm tối
thích theo số vòng quay của trục khuỷu và tải trọng của động cơ, theo trị số ốc tan
của xăng, ...
2.3.7.2. Phân loại
Để đốt cháy hỗn hợp làm việc trong động cơ xăng, thường dùng ba loại hệ
thống đốt cháy bằng tia lửa điện: hệ thống đốt cháy bằng manhêtô, hệ thống đốt
cháy bằng ắc quy và hệ thống đốt cháy bằng bán dẫn.
Hệ thống đốt cháy bằng manhêtô làm việc theo nguyên tắc biến dòng điện
xoay chiều có điện áp thấp được tạo thành bởi một máy điện từ nhỏ gọi là manhêtô thành dòng điện cao áp dẫn tới bugi để phóng ra tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp.
Hệ thống đốt cháy bằng ắc quy làm việc theo nguyên tắc biến dòng điện một
chiều điện áp thấp tạo ra bởi ắc quy hoặc máy phát điện thành dòng điện cao áp dẫn
tới bugi để phóng ra tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp.
Hệ thống đốt cháy bằng manhêtô được ứng dụng hầu hết ở những động cơ
công suất nhỏ (như động cơ một số mô tô, xe máy, động cơ máy phun thuốc trừ sâu, động cơ khởi động... ) và ở những động cơ đòi hỏi phải có sự làm việc vững chắc (như động cơ máy bay...). Còn hệ thống đốt cháy bằng ắc quy đ ược ứng dụng trên
các động cơ ôtô, máy kéo, máy liên hợp gặt đập tự chạy và một số động cơ khác có
trang bị ắc quy.
Ngoài hai hệ thống đốt cháy thông thường nêu trên, hiện nay trên một số động cơ ôtô, máy kéo hiện đại, người ta sử dụng hệ thống đánh lửa bán dẫn.
Bugi thực hiện việc phóng tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp đốt trong buồng đốt của động cơ. Bugi làm việc trong điều kiện rất nặng nề. Nó chịu tác dụng của áp
suất và nhiệt độ cao, tác dụng của mạch điện cao áp và tác dụng hóa học của các sản
phẩm khí đốt. Vì vậy vật liệu chế tạo bugi phải đam bảo độ bền cơ học, chịu nhiệt
và chống được sự ăn mòn.
Sơ đồ cấu tạo của bugi được trình bày trên hình 2-20, gồm có thân bugi bằng
thép nối liền với điện cực bên và phần dưới có ren để vặn vào nắp xy lanh. Đường
kính phần ren của bugi thường là:10, 14 hoặc 18 mm. Điện cực giữa là điện cực dương, làm bằng thép hợp kim chịu được nhiệt độ cao, cách điện với điện cực bên (tức là cách điện với "mát") bằng sứ hay mica. Đầu trên của điện cực giữa nối với dây cao áp và được bắt chặt bằng đai ốc. Khoảng cách giữa các điện cực của bugi
có khe hở phóng điện a nằm trong khoảng 0,6 - 1 mm. Khe hở này phụ thuộc vào
độ nén, số vòng quay của động cơ và dòng điện cao áp. Nếu khe hở này nhỏ hơn 0,6
mm sẽ làm cho việc đốt cháy hỗn hợp không nhạy, do khe hở giữa các điện cực dễ
bị bẩn, động cơ làm việc hay bị đứt quãng. Nếu khe hở lớn hơn 1mm thì đòi hỏi điện áp để phóng tia lửa điện tăng quá cao, điều đó làm giảm sự làm việc vững
chắc của hệ thống đốt cháy.
Trong quá trình sử dụng bugi phải thường xuyên chăm sóc lau sạch bụi bẩn, điều chỉnh khe hở phóng điện cho phù hợp và định kỳ kiểm tra sự tạo thành tia lửa điện.
Hình 2-20
Sơ đồ cấu tạo của bugi
1- Đai ốc 2- Phần cách điện 3- Thân bugi 4- Điện cực giữa 5- Điện cực bên 1 2 3 4 5 a
Chương 3
MÁY KÉO, ÔTÔ DÙNG TRONG NÔNG NGHIỆP
3.1. MÁY KÉO