- Nếu đánh lửa muộn quá: thì quá trình cháy sẽ xảy ra trong kỳ
3.3. Hệ thống đánh lửa th−ờng
3.3.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc:
Trên hình 3.11 là sơ đồ cấu tạo của hệ thống đánh lửa th−ờng. Những thiết bị chủ yếu của HTĐL này là: biến áp đánh lửa 3 đ−ợc cung cấp từ nguồn một chiều (ắc quy hoặc máy phát), bộ chia điện 4 và các bugi đánh lửa 5.
Đ ến máy
Hình 3.11. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý của hệ thống đánh lửa
th−ờng.
Trang bị điện và điện tử trên ôtô Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt
Biến áp đánh lửa có hai cuộn dây: cuộn sơ cấp W1 có khoảng 250...400 vòng, cuộn thứ cấp W2 - 19000...26000 vòng.
Cam 1 của bộ chia điện đ−ợc dẫn động quay từ trục phân phối, làm nhiệm vụ đóng mở tiếp điểm KK', tức là nối ngắt mạch sơ cấp của biến áp đánh lửa.
+ Khi KK' đóng: trong mạch sơ cấp xuất hiện dòng điện sơ cấp i1.
Dòng này tạo nên một từ tr−ờng khép mạch qua lõi thép và hai cuộn dây của biến áp đánh lửa (hình 3.12a).
Hình 3.12. Sơ đồ làm việc của hệ thống đánh lửa th−ờng.
+ Khi KK' mở: mạch sơ cấp bị ngắt, dòng i1 và từ tr−ờng do nó tạo nên mất đi. Do đó, trong cả hai cuộn dây sẽ xuất hiện các SĐĐ tự cảm, tỷ lệ thuận với tốc độ biến thiên của từ thông (hình 3.12b). Bởi vì cuộn W2 có số vòng dây lớn nên SĐĐ cảm ứng sinh ra trong nó cũng lớn, đạt giá trị khoảng 12000...24000 V. Điện áp cao này truyền từ cuộn thứ cấp qua rôto của bộ chia điện 4 và các dây dẫn cao áp đến các bugi đánh lửa 5 theo thứ tự nổ của động cơ. Khi thế hiệu thứ cấp đạt giá trị Uđl thì sẽ xuất hiện tia lửa điện phóng qua khe hở bugi đốt cháy hỗn hợp làm việc trong xi lanh.
Vào thời điểm tiếp điểm mở, trong cuộn W1 cũng xuất hiện một SĐĐ tự cảm khoảng 200...300V. Nếu nh− không có tụ điện C1 mắc song song với tiếp điểm KK' thì SĐĐ này sẽ gây ra tia lửa mạnh phóng qua tiếp điểm, làm cháy rỗ các má vít, đồng thời làm cho dòng sơ cấp và từ tr−ờng của nó mất đi chậm hơn và vì thế, thế hiệu thứ cấp cũng sẽ không lớn.
Khi có tụ C1 dòng sơ cấp và SĐĐ tự cảm e1 sẽ đ−ợc dập tắt nhanh chóng, không gây ra tia lửa ở tiếp điểm và U2 tăng lên.
Nh− vậy, quá trình đánh lửa có thể chia làm 3 giai đoạn:
- Giai đoạn tăng dòng sơ cấp khi KK' đóng lại;
- Giai đoạn tăng xuất hiện SĐĐ cao áp trong cuộn thứ cấp khi KK'
Trang bị điện và điện tử trên ôtô Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt
mở r;: - Giai đoạn xuất hiện tia lửa điện cao thế ở bugi khi U2 tăng đến giá trị Uđl;
+ Giai đoạn tăng dòng sơ cấp khi KK' đóng lại:
Khi KK' đóng, sẽ có dòng sơ cấp i1 chạy theo mạch
(+)AQ --> Kđ --> Rf --> W1 --> Cần tiếp điểm 2 --> KK' --> Mát --> (-)AQ
Dòng điện này tăng từ không đến một gía trị giới hạn xác định bởi điện trở của mạch sơ cấp. Mạch thứ cấp lúc này coi nh− hở. Do SĐĐ tự cảm, dòng i1 không thể tăng tức thời mà tăng dần trong một khoảng thời gian nào đó. Trong giai đoạn gia tăng dòng sơ cấp ta có thể viết ph−ơng trình sau:
Ung + eL1 = i1.R1
Trong đó:
Ung - Thế hiệu của nguồn điện (ắc quy hoặc máy phát); eL1 - SĐĐ tự cảm trong cuộn W1;
R1 - Tổng trở thuần của mạch sơ cấp.
Mà: L1 1 1 ng 1 1 i1R1 dt di L U dt di L e =− ⇒ − = ( 3 2) Giải ph−ơng trình vi phân (3.2) ta xác định đ−ợc:
⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − = −τ1 t 1 ng 1 1 e R U i ( 3 3) Trong đó:
t - Thời gian tiếp điểm đóng;
11 1
1 R
L =
τ - Hằng số thời gian của mạch sơ cấp.
Biểu thức (3.3) cho thấy: dòng sơ cấp tăng theo quy luật đ−ờng tiệm cận (hình 3.13):