23
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa điện cảm (TI)
Hệ thống bao gồm: nguồn ắc-quy, biến áp đánh lửa, Transitor, ECU, các cảm biến, dây cao áp, bu-gi. Sự hoạt động gồm 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Còn gọi là giai đoạn tích trữ năng lượng. Khi ECU (Eclectronic Control Unit) động cơ nhận được các tín hiệu từ các cảm biến đánh lửa (trục khuỷu, trục cam) điều khiển Transitor hoạt động, dòng trên mạch sơ cấp tăng, tạo từ hóa lõi sắt trong bô-bin. Năng lượng của dòng điện trên mạch sơ cấp tạo nên năng lượng từ trường trên lõi sắt; dòng sơ cấp tăng dần đến thời điểm đánh lửa.
Tốc độ tăng trưởng dòng điện trên cuộn sơ cấp phụ thuộc vào tham số riêng của mạch cuộn dây sơ cấp được tính theo biểu thức [1]:
𝐼1(𝑡) = 𝑈
𝑅Σ[1 − 𝑒−
𝑅Σ.𝑡
𝐿1 ] (2.1)
Trong đó: I1(t): dòng điện trên mạch sơ cấp (A) U: điện áp nguồn (V)
R𝚺: tổng trở trên mạch sơ cấp () L1: Độ tự cảm cuộn dây sơ cấp (H) t: Thời gian tích lũy năng lượng (s)
24
Năng lượng dự trữ đánh lửa điện cảm được tính bởi biểu thức:
𝑊𝑑𝑡 = 𝐿1.𝐼𝑛𝑔
2
2 (2.2)
Trong đó: Wdt: Năng lượng dự trữ đánh lửa (J)
Ing: Dòng điện ngắt trên cuộn sơ cấp (A) Ing = I1(tng)
Giai đoạn 2: Còn gọi là giai đoạn ngắt dòng sơ cấp. Transitor đang dẫn rồi ngắt dòng sơ cấp đột ngột, t = tng. Từ trường trên cuộn dây sơ cấp biến thiên tạo nên hai hiệu ứng đồng thời trên hai cuộn sơ cấp và thứ cấp. Trên cuộn sơ cấp một sức điện động tự cảm xuất hiện, trên cuộn thứ cấp sức điện động cảm ứng được tạo ra trên các vòng dây có điện áp lớn được truyền dẫn đến khe hở bu-gi, khi điện áp này vượt ngưỡng cách điện của khe hở, hiện tượng phóng điện xảy ra tại điện cực bu-gi.
Sức điện động tự cảm được tính bởi biểu thức: = - L1𝑑𝐼1
𝑑𝑡 (2.3)
Trong đó: I1 = Ing Dòng điện sơ cấp tại thời điểm ngắt.
Giai đoạn 3: Còn gọi là giai đoạn đánh lửa. Sau khi ngắt dòng sơ cấp điện áp trên cực bu-gi tăng vọt cho đến khi vượt ngưỡng cách điện của khe hở bu-gi làm xuất hiện tia lửa trên khe hở. Điện áp lớn nhất đạt được khi bắt đầu xuất hiện tia lửa gọi là điện áp đánh lửa, ký hiệu là Uđl.
Trên hình 2.2 là biểu đồ mô tả sự tương quan theo thời gian của dòng sơ cấp và hiệu điện thế thứ cấp.
25
Hình 2.2: Qui luật biến đổi dòng sơ cấp i1 và hiệu điện thế thứ cấp u2m [1]