2.2. Chuyển đổi động cơ diesel thành động cơ biogas đánh lửa cưỡng bức
2.2.5.Bổ sung hệ thống đánh lửa
Dạng hệ thống đánh lửa được lựa chọn phụ thuộc vào số xi lanh của động cơ. Đối với động cơ một xi lanh, sử dụng hệ thống đánh lửa điện tử là phù hợp nhất. Tín hiệu đánh lửa được tạo ra khi mấu lồi bằng kim loại, gắn trên bánh đà quét qua cuộn kích lắp cố định trên vỏ máy (Hình 2.12). Khi mấu lồi trên bánh đà quét qua cuộn kích, xung điện nhận được điều khiển hệ thống đánh lửa điện tử phát ra tia lửa điện. Với kiểu lắp này, cứ mỗi vịng quay của bánh đà, hệ thống phát ra một tia lửa điện (cuối quá trình nén và cuối quá trình thải). Tia lửa thừa cuối quá trình thải khơng ảnh hưởng gì đến quá trình cơng tác của động cơ. Hệ thống đánh lửa điện tử đơn giản này được thương mại hĩa phổ biến trên thị trường và được áp dụng rộng rãi trên các xe gắn máy một xi lanh. Vị trí của mấu lồi và của cuộn kích phải được lắp đồng bộ với nhau và đồng bộ với vị trí của piston hoặc gĩc quay trục khuỷu. Thời điểm đánh lửa ảnh hưởng lớn đến quá trình cháy và hiệu suất tối ưu của động cơ. Cuộn kích được lắp trên đĩa với khe hoặc rãnh dài cho phép điều chỉnh tinh thời điểm đánh lửa. Sau khi được lắp đặt, loại hệ thống đánh lửa này khơng cần phải điều chỉnh, bảo trì vì nĩ khơng bị ăn mịn như hệ thống đánh lửa cổ điển sử dụng tiếp điểm.
Cĩ thể lắp mấu lồi lên bánh đà theo phương hướng trục hay hướng kính. Mấu lồi cĩ thể là đầu bu lơng được lắp trên bánh đà hoặc một đoạn thép tấm mỏng dày khoảng 2,5-3mm được gắn lên bánh đà (Hình 2.12).
2.2.5.1. Hệ thống đánh lửa AC CDI
Sơ đồ chung của hệ thống đánh lửa AC CDI bố trí như Hình 2.12. Gồm cuộn dây lửa, vơ lăng từ, IC, biến áp đánh lửa và bugi.
Nguyên lý hoạt động:
- Khi vơ lăng từ quay, từ trường của nam châm quét qua cuộn lửa sinh dịng điện xoay chiều (200V) dẫn tới đi ốt Đ2 nắn thành dịng điện một chiều nạp vào tụ C.
- Khi pittơng lên gần ĐCT cuối quá trình nén đầu quá trình nổ, cũng là lúc cựa đánh lửa gắn ở vành bánh đành quét qua cuộn kích (cuộn điều khiển) sinh điện trong cuộn này dẫn tới đi ốt Đ1 nắn thành dịng một chiều (điện áp khoảng 2V), dịng này được đưa tới cực điều khiển của đi ốt điều khiển (SCR) làm nĩ mở, ngay lập tức cho phép tụ C phĩng điện qua đi ốt điều khiển về mass, qua cuộn sơ cấp của biến áp đánh lửa về lại tụ C. Do điện ở tụ C phĩng qua cuộn sơ cấp W1 tạo từ trường biến đổi gây cảm ứng sinh ra dịng điện cao áp khoảng 24.000V ở cuộn W2, tạo tia lửa điện ở bugi.
Hình 2.12. Sơ đồ hệ thống đánh lửa điện tử AC CDI
Wng - Cuộn nguồn (cuộn lửa); Wđk - Cuộn điều khiển (cuộn kích); W1 - Cuộn sơ cấp; W2 - Cuộn thứ cấp; Đ1, Đ2 - Đi ốt nắn dịng; SCR - Đi ốt điều khiển; C -Tụ điện.
Hệ thống đánh lửa khơng tiếp điểm AC CDI này sử dụng nguồn điện xoay chiều phát ra từ cuộn nguồn khi động cơ quay (cuộn nguồn lấy từ bộ phát điện của động cơ, được lắp ở bánh đà). Giá trị của dịng điện này lớn hay nhỏ phụ thuộc vào tốc độ của bánh đà (ứng với sự biến thiên từ trường của nam châm vĩnh cửu lắp trên bánh đà). Nếu bánh đà quay chậm, từ trường biến thiên ít như vậy dịng điện sinh ra sẽ cĩ giá trị nhỏ, khi tốc độ quay càng lớn dịng điện sinh ra sẽ càng lớn. Như vậy,
dịng điện do cuộn nguồn phát ra và đưa vào CDI được tích vào tụ điện cĩ giá trị khơng như nhau ở những khoảng tốc độ khác nhau của động cơ.
2.2.5.2. Hệ thống đánh lửa DC CDI
Để khắc phục nhược điểm trên, cĩ thể dùng hệ thống đánh lửa khơng tiếp điểm DC CDI dùng bình accu. Nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa DC CDI tương tự như hệ thống đánh lửa AC CDI, chỉ khác là dịng điện nạp cho tụ trong IC trường hợp này được lấy từ bình accu và nâng áp lên điện áp qui định (Hình 2.13).
Hệ thống tương tự cũng cĩ thể được sử dụng cho động cơ 2 xi lanh nếu gĩc quay trục khuỷu giữa hai xi lanh là 360°, nghĩa là nếu cả hai piston đến điểm chết trên cùng một lúc. Transitor cĩ thể được kết nối với hai cuộn dây đánh lửa mắc nối tiếp, mỗi cuộn dây sử dụng một nửa điện áp của hệ thống. Khi đĩ cả hai bugi đánh lửa cùng một lúc, một bugi đánh lửa hỗn hợp cháy cuối quá trình nén cịn bugi kia đánh lửa cuối quá trình thải.
Khi chuyển đổi động cơ diesel thành động cơ đánh lửa cưỡng bức, nếu tận dụng trục cam của bơm để dẫn động bộ điều tốc thì piston bơm và lị xo phải được tháo ra khỏi hệ thống.
Đối với động cơ cĩ số xi lanh nhiều hơn 2, phải sử dụng bộ chia điện. Trong trường hợp này phải kết nối trục cam hoặc bánh răng dẫn động bơm cao áp nguyên thủy vào cơ cấu dẫn động bộ chia điện một cách phù hợp.
Bộ chia điện của động cơ ơ tơ thường cĩ cơ cấu điều chỉnh gĩc đánh lửa sớm kiểu ly tâm. Vì vậy phải lắp đúng chiều quay. Nếu lắp chiều quay ngược lại, thời điểm đánh lửa bị muộn làm ảnh hưởng xấu đến hiệu suất động cơ khi chạy ở tốc độ cao.
Bugi cĩ thể được lắp vào lỗ vịi phun nếu:
Lỗ khơng lớn hơn so với đường kính ren của bugi tiêu chuẩn (ba kích cỡ cĩ sẵn); Độ dày của nắp xi lanh tương ứng với chiều dài của phần ren của bugi (hai độ
dài tiêu chuẩn);
Phần mở rộng của lỗ khoan kể cả phần ren khơng làm giảm đáng kể độ dày vật liệu của đế xú páp, nếu khơng phần vật liệu này cĩ thể bị nứt làm rớt đế xú páp.
Các lỗ lắp vịi phun sẽ được khoan đạt kích thước cần thiết để taro ren (tiêu chuẩn). Nếu nắp máy quá dày, lỗ lắp thân bugi (khơng phải phần ren) cĩ thể kéo dài sao cho khi lắp bugi vào nắp máy điện cực của nĩ nhơ ra trong buồng cháy một đoạn (nhỏ hơn 2-3 mm).
Hình 2.14. Sơ đồ hệ thống đánh lửa điện tử DC CDI dùng cho động cơ 4 xi lanh
Bộ tạo tín hiệu IC đánh lửa
Cuộn đánh lửa
Bộ chia điện
Nếu lỗ lắp vịi phun lớn hơn kích thước ren bugi, dùng một ống đệm cĩ ren trong và ren ngồi để lắp trung gian. Trong bất kỳ trường hợp nào, mối lắp cũng cần đảm bảo chắc kín.
Những cơng đoạn chuyển đổi trên đây, đặc biệt là các cơng đoạn cải tạo buồng cháy, cần cĩ những máy mĩc gia cơng cơ khí đảm bảo độ chính xác và do các kỹ thuật viên cĩ kinh nghiệm thực hiện.