III.1.1. Phương ỏn 1:
Hệ thống đỏnh lửa điện tử cú Delco.
Đõy là hệ thống đỏnh lửa được điều khiển từ ECU. Delco dựng để bố
trớ tớn hiệu G và tớn hiệu Ne (Đụi khi cũn bố trớ bobin và Igniter), nắp delco và rotor dựng để phõn phối điện cao ỏp đến cỏc bugi.
Tớn hiệu G dựng để xỏc định gúc độ của trục khuỷu. Nú dựng để xỏc định
thời điểm phun và thời điểm đỏnh lửa.
Tớn hiệu Ne và tớn hiệu lưu lượng khụng khớ nạp từ bộ đo giú dựng để xỏc định thời gian phun cơ bản và gúc đỏnh lửa sớm cơ bản.
Ngồi hai thụng số trờn, ECU cũn căn cứ vào cỏc tớn hiệu từ cỏc cảm biến khỏc như: nhiệt độ nước làm mỏt, nhiệt độ khụng khớ nạp, vị trớ của
cỏnh bướm ga, độ cao của xe hoạt động…
ECU sẽ tiếp nhận tớn hiệu từ cỏc cảm biến, từ đú tớnh toỏn và đưa ra
tớn hiệu điều khiển đỏnh lửa IGT để điều khiển Igniter. Igniter sẽ điều khiển dũng điện đi qua cuộn sơ cấp của bobin để thực hiện đỏnh lửa.
III.1.2. Phương ỏn 2:
Hệ thống đỏnh lửa điện tử khụng cú Delco.
Trong trường hợp này delco khụng cũn sử dụng nữa. Người ta sử
dụng bobin đụi để cung cấp điện cao ỏp đến cỏc bugi. Trong hệ thống đỏnh
lửa vẫn cũn dõy cao ỏp đến hai xylanh cựng một lỳc. Vớ dụ như động cơ 4 xylanh, 4 kỳ thỡ trong một chu kỳ bobin số 1 cung cấp tia lửa điện đến
xylanh số 1 và số 4 hai lần, một lần xảy ra ở chu kỳ nộn và một lần xảy ra ở cuối kỳ thải cho mỗi xylanh.
Ở kiểu này ECU cũng căn cứ vào tớn hiệu từ cỏc cảm biến như hệ
thống đỏnh lửa cú delco, từ đú cho ra hai tớn hiệu IGT.
- Tớn hiệu IGT1 dựng để điều khiển dũng sơ cấp của bobin số 1 để
thực hiện điều khiển đỏnh lửa cho xylanh số 1 và xylanh số 4.
- Tớn hiệu IGT2 dựng để điều khiển dũng sơ cấp của bobin số 2 để điều khiển đỏnh lửa cho xylanh số 2 và xylanh số 3.
- Cực IGC từ bobin chớnh là cực õm của bobin nối với Igniter. Theo sơ
đồ bờn dưới chỳng ta IGC 1 và IGC 2.
H.III- 2. Sơ đồ đỏnh lửa điện tử khụng cú Delco Cảm biến vị trớ trục cam Cảm biến vị trớ trục cam Cảm biến vị trớ trục khuỷu Cỏc cảm biến khỏc NE G2 G1 IGT1 IGT2 IGF ECM ECU Igniter IGC1 IGC2 Bụ bin Dõy cao ỏp Bugi Dõy cao ỏp Bụ bin Bugi
Cảm biến vị trớ trục cam Cảm biến vị trớ trục khuỷu Cỏc cảm biển khỏc C2 Ne ECU Động cơ IGT1 IGT2 IGT3 IGT4 IGF
+B Cuộn đỏnh lửa & IC
Xylanh số 1 Xylanh số 2 Xylanh số 3 Xylanh số 4 III.1.3. Phương ỏn 3: Hệ thống đỏnh lửa trực tiếp.
Ở hệ thống này khụng cú bộ chia điện và dõy cao ỏp. Bobin được nắp
trực tiếp vào mỗi đầu của bugi.
Như vậy, chỳng ta thấy rằng số bobin bố trớ sẽ bằng số xylanh của động cơ.
H.III- 3. Sơ đồ đỏnh lửa trực tiếp
Cỏc cảm biến sử dụng cũng giống như hai trường hợp trờn. Ở đõy cú
sự khỏc biệt về tờn gọi như cảm biến vị trớ trục cam, cảm biến vị trớ trục
khuỷu. Ở đõy cũng chớnh là hai tớn hiệu G và Ne, nhưng chỳng được bố trớ ở gần trục cam và gần trục khuỷu và lấy chuyển động của trục cam và trục
H.III- 4. Mụ hỡnh sơ đồ đỏnh lửa của Bộ mụn Kỹ thuật ễ tụ Đại học Nha Trang.
H.III- 5. Mụ hỡnh sơ đồ hệ thống đỏnh lửa và của phun xăng điện tử - TCCS Bộ mụn Kỹ thuật ễ tụ Đại học Nha Trang
H.III- 6. Mụ hỡnh hệ thống đỏnh lửa điện tử điều khiển bằng ECU (của TOYOTA) Bộ mụn Kỹ thuật ễ tụ Đại học Nha Trang.
Qua ba phương ỏn đĩ nờu trờn, em thấy phương ỏn 1 là hay nhất và là một trong những phương ỏn thụng dụng đĩ được lựa chọn nhiều nhất hiện
nay. Mặt khỏc, nhà Trường và Khoa (Bộ mụn Kỹ thuật ễ tụ) đĩ cú một số mụ hỡnh học cụ Đỏnh lửa điện tử xe Toyota của thầy Hồ Đức Tuấn và một số mụ hỡnh hiện cú ở bộ mụn. Để tăng sự phong phỳ về chủng loại mụ hỡnh trong quỏ trỡnh học tập của sinh viờn nờn em chọn mụ hỡnh học cụ Hệ
thống đỏnh lửa ECU xe Ford Laser. Hơn thế nữa hệ thống này đang được
dựng rất nhiều trờn cỏc xe ụ tụ hiện nay trờn thị trường, cũng như trong vấn đề học tập sau này của sinh viờn để tiếp cận dần với cỏc hệ thống đỏnh lửa điện tử hiện đại chớnh xỏc.
Cầu Toỏc ủoọ IG/S W Relay E G Ne B EXT E IG T C C B E IG T N G B SPARK LUG
IGNITION COILDISTRIBUTOR
IGNITE R
ECU
HỆ THỐNG ẹÁNH LệÛA ECU XE FORD LASER
CHƯƠNG IV
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO Mễ HèNH
Nhiệm vụ chủ yếu của chương này là thiết kế bộ khung của mụ hỡnh, cỏch lắp đặt cỏc thiết bị hệ thống đỏnh lửa: ECU, Delco, Bobin, Bugi,
Igniter, cụng tắc, động cơ động điện, relay … trờn mụ hỡnh và chọn cỏch
lắp đặt Delco và truyền động trục delco.
IV.1. LỰA CHỌN VẬT LIỆU CHẾ TẠO BỘ KHUNG Mễ HèNH
- Chọn vật liệu chế tạo bộ khung mụ hỡnh là sắt vuụng hộp 20
mm, cú bề dầy là 1mm. Ở đõy ta chọn sắt vuụng hộp 20 mm, để mụ hỡnh gọn nhẹ, nhưng vẫn đảm bảo được độ cứng vững
của mụ hỡnh.
- Khung được ghộp lại với nhau bằng phương phỏp hàn điện
giỏp mớ.
IV.2. CHẾ TẠO BỘ KHUNG Mễ HèNH THIẾT KẾ
- Bộ khung được chế tạo gồm 2 phần:
+ Khung hỡnh hộp chữ nhật để lắp đặt thiết bị và trang trớ mụ
hỡnh. + Bộ chõn đế - Bộ khung hỡnh hộp chữ nhật: Cú chiều dài : a 760 mm Cú chiều rộng : b 160 mm Cú chiều cao : h 620 mm - Bộ chõn đế mụ hỡnh: Cú chiều cao : h’ 500 mm Chiều rộng chõn đế: b’ 600 mm Bộ chõn đế được gắn bốn bỏnh xe để dễ di chuyển vị trớ.
Khung mụ hỡnh là nơi dựng để lắp đặt cỏc thiết bị của hệ thống đỏnh lửa: ECU, Delco, Igniter, Bobin, Cầu chỡ, Relay, Cụng tắc, Động cơ dẫn động trục delco…
Do delco cú trọng lượng tương đối nhẹ và làm việc hầu như
khụng tải do đú khi chế tạo giỏ đỡ cho delco và động cơ truyền động trục delco, khớp nối giữa trục quay delco và động cơ dẫn động. Ta chế tạo theo kinh nghiệm là chớnh nờn khụng phải kiểm
tra bền.
+ Yờu cầu: khung mụ hỡnh phải cú kớch thước phự hợp với cỏc thiết bị của hệ thống đĩ chọn loại kớch thước, Delco, ECU, Bobin, Igniter, cụng tắc và relay …, đặc biệt là phải cú kớch thước phự
hợp với động điện dẫn động delco.
+ Khung mụ hỡnh phải bảo đảm khụng gian đủ để bố trớ tất cả cỏc chi tiết của hệ thống, đồng thời cú tớnh thẩm mỹ cao.
IV.3. CHẾ TẠO GIÁ ĐỠ ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ DELCO
Động cơ điện và delco được gỏ đặt trờn một giỏ đỡ hỡnh đĩa trũn
tấm sắt hỡnh chữ nhật cú chiều cao 260 mm và chiều rộng là 150 mm. Trờn
đĩa trũn cú khoan 3 lỗ để bắt chặt động cơ điện vào đĩa và một.Trờn đĩa thứ
2 được khoan 2 lỗ để bắt vào delco.
H. IV-2. Giỏ đỡ Delco và động cơ điện
IV.4. CHẾ TẠO KHỚP NỐI GIỮA TRỤC DELCO VÀ ĐỘNG
CƠ DIỆN
- Dựng thộp ứ 21cắt 50 mm
- Sau đú dựng cưa và giũa để chế tạo rĩnh chu U ăn khớp với
trục Delco.
H. IV-3. Khớp nối động cơ và delco. A - A B- B A B 60 12 A 10 R10,5 R3.5 5 A
- Gia cụng một miếng thộp hỡnh trũn cú đường kớnh 21 mm
sau đú định tõm và khoan tạo lỗ hỡnh chữ nhật: 5 x 2,5 mm - Hàn ống thộp ứ 21 và miếng thộp trũn sao cho đỳng tõm để bắt
bulụng đai ốc của động cơ điện lại.
IV.5. THIẾT KẾ TRANG TRÍ Mễ HèNH
- Xung quanh mụ hỡnh được bao bọc gỗ dỏn ộp phủ một lớp
màu trắng.
- Mặt trước mụ hỡnh đặt thờm một tấm mica để bảo vệ cỏc chữ dỏn mặt trong khụng bị trầy xước, bụi bẩn.
- Dưới chõn đế cú hàn gắn bốn bỏnh xe để dễ di chuyển.
- Mặt sau mụ hỡnh bỏ trống khụng bao bọc để tiện thao tỏc và
quan sỏt đấu dõy, tạo khụng gian thoỏng và sỏng.
- Khung mụ hỡnh được phun một lớp sơn màu xanh lỏ cõy trụng rất sỏng dễ nhỡn.
- Cỏc thiết bị được lắp đặt dàn trải trờn bề mặt mụ hỡnh.
+ Mặt của mụ hỡnh gồm: ECU, Bụbin, Delco, Igniter, cụng tắc, cầu chỡ, relay, bugi và đốn bỏo tớn hiệu phun nhiờn liệu… + Mặt được cắt dỏn chữ: HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ ECU XE FORDLASER. Và cỏc chữ tương ứng với cỏc chi tiết
minh hoạ trờn mụ hỡnh.
- Bộ điều khiển thay đổi tốc độ động cơ điện dẫn động Delco.
`
1 2 3 4
Mặt trong mụ hỡnh cú lắp bộ điều khiển thay đổi tốc độ động cơ
điện và sơ đồ mạch điện của mụ hỡnh đỏnh lửa.
- Đốn bỏo tớn hiệu thời điểm phun nhiờn liệu.
Đốn bỏo tớn hiệu vũi phun được thiết kế bởi 4 đốn led, mỗi
một đốn Led được mắc nối tiếp với 1 điện trở 1K. Một đầu
dương nối với nguồn điện acquy 12V cũn đầu cũn lại mắc vào tớn hiệu của vũi phun nhiờn liệu.
H. IV- 5.Injecter Đốn bỏo minh họa tớn hiệu phun nhiờn liệu
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT í KIẾN
Hơn ba thỏng thực hiện đề tài tụi được sự tận tỡnh hướng dẫn của cỏc thầy trong Khoa Cơ Khớ và nhất là thầy Mai Sơn Hải và thầy Huỳnh Trọng
Chương, cựng với sự nỗ lực phấn đấu của bản thõn đến nay đề tài đĩ hồn
thành.
Thiết kế chế tạo mụ hỡnh học cụ Hệ thống đỏnh lửa ECU cho phũng thực tập điện chuyờn ngành Bộ mụn kỹ thuật ụ tụ Đại học Nha Trang. Vỡ đõy là loại mụ hỡnh khú, mới lạ trong khi thiết kế chế tạo với nhiều chi tiết
nờn đũi hỏi cỏch đấu cỏc đầu dõy chớnh xỏc và bố trớ trờn mụ hỡnh học cụ
phải thật gọn, thoỏng dễ nhỡn khi quan sỏt hệ thống.
Bước đầu làm quen với việc thiết kế chế tạo mụ hỡnh học cụ Hệ thống
đỏnh lửa ECU với những chi tiết được vận hành như thật mà đõy là một đề
tài khú phức tạp, tụi đĩ cố gắng hết sức mỡnh để hồn thành đề tài trờn.
ĐỀ XUẤT í KIẾN
Trong suốt quỏ trỡnh làm đề tài em thấy cú một số ý kiến nghị sau. Nhà trường nờn trang bị thờm cho Khoa nhiều mụ hỡnh học cụ đa dạng hiện đại để sinh viờn tiếp cận dần với cụng nghệ hiện đại của khoa học kỹ thuật. Trong quỏ trỡnh học tập thỡ cần phải cú nhiều thời gian thực hành trờn mụ hỡnh cũng như đi tỡm hiểu thực tế ở xưởng bộ mụm và cũng như ở ngoài
trường. Cú như vậy thỡ sau này khi ra trường đi làm việc mới trỏnh được
một phần nào những mới lạ trong thực tế, để vận dụng những kiến thức đĩ học vào cụng việc mà mỡnh đảm nhiệm.
Vỡ thời gian và kiến thức cũn hạn chế nờn khụng trỏnh khỏi những sai
sút trong quỏ trỡnh thực hiện, mong cỏc quớ thầy và cỏc bạn thụng cảm cho tụi. Qua đõy tụi xin chõn thành cảm ơn sự chỉ dẫn nhiệt tỡnh của thầy Mai
Sơn Hải, cỏc thầy trong khoa Cơ khớ bộ mụn Kỹ thuật ụ tụ, Thư viện và
cỏc bạn trong khoa đĩ chỉ dẫn và giỳp đỡ động viờn tinh thần cũng như vật
Tụi xin chõn thành cảm ơn về sự giỳp đỡ quớ bỏu đú để tụi hoàn thành đề tài này.
MỤC LỤC
Chương I. Tổng quan về hệ thống đỏnh lửa.................................... 01
I.1. Cỏc thụng số chủ yếu của hệ thống đỏnh lửa........................ 01
I.1.1. Hiệu điện thế thứ cấp cực đại U2m: ..................................... 01
I.1.2. Hiệu điện thế đỏnh lửa Udl: ................................................ 01
I.1.3. Hệ số dự trữ Kdt: ................................................................ 02
I.1.4. Năng lượng dự trữ Wdt:....................................................... 02
I.1.5. Tốc độ biến thiờn của hiệu điện thế thứ cấp S:.................... 03
I.1.6. Tần số và chu kỳ đỏnh lửa:.................................................. 03
I.1.7. Gúc đỏnh lửa sớm :............................................................. 04
I.1.8. Năng lượng tia lửa và thời gian phúng điện:....................... 05
I.2. Lý thuyết về đỏnh lửa ụ tụ...................................................... 05
I.2.1. Quỏ trỡnh tăng trưởng dũng sơ cấp:...................................... 06
I.2.2. Quỏ trỡnh ngắt dũng sơ cấp:.................................................. 09
I.2.3. Quỏ trỡnh phúng điện cực ở bugi........................................... 11
I.3. Hệ thống đỏnh lửa điện tử....................................................... 12
I.3.1. Hệ thống đỏnh lửa bỏn dẫn điều khiển kiểu trực tiếp............. 12
I.4. Điều khiển gúc đỏnh lửa sớm bằng kỹ thuật số...................... 17
I.4.1.Sơ đồ khối và đặc điểm của hệ thống đỏnh lửa với cơ cấu điều khiển gúc đỏnh lửa sớm bằng điện tử. ....................................................... 17
I.4.2. Sơ đồ mạch điện của HTĐL với cơ cấu điều khiển gúc đỏnh lửa sớm bằng điện tử:...................................................................................... 22
I.4.2.1. Mạch điện của HTĐL với cơ cấu điều khiển gúc đỏnh lửa sớm bằng điện tử cú sử dụng delco:.................................................................. 22
I.4.2.2. Mạch điện của HTĐL với cơ cấu điều khiển gúc đỏnh lửa sớm bằng điện tử khụng sử dụng delco (HTĐL trực tiếp).......................... 24
Chương II. Nội thực hành hệ thống đỏnh lửa ụ tụ................................ 30
II.1. Nội dung thực hành ................................................................ 30
II.1.2.1. Kiểm tra Acquy................................................................ 30 II.1.2.2. Cầu chỡ ........................................................................... 33 II.1.2.3. Tụ điện............................................................................. 34 II.1.2.4. Rơ le và Cụng tắc............................................................. 35 II.1.2.5. Bobin ............................................................................... 36 II.1.2.6. ECU ................................................................................. 38 II. 1.2.7. Delco............................................................................... 40 II. 1.2.8. Igniter.............................................................................. 42 II. 1.2.9. Bugi ................................................................................ 42
II.1.2.10. Kiểm tra dõy cao ỏp........................................................ 44
II.2. Ảnh hưởng của cỏc linh kiện đến hệ thống đỏnh lửa............. 45
II.2.1. Ảnh hưởng cỏc tốc độ quay trục khuỷu động cơ:................. 45
II.2.2. Ảnh hưởng của điện dung mạch sơ cấp C1 .......................... 46
II.2.3. Ảnh hưởng của điện dung mạch thứ cấp C2:........................ 47
II.2.4. Ảnh hưởng của độ tự cảm mạch sơ cấp L1........................... 48
II.2.5. Ảnh hưởng của điện trở rũ Rr.............................................. 48
II.2.6. Ảnh hưởng của hệ số biến ỏp Kbb đến U2max. ....................... 49
II.3. Xỏc định cỏc đặc tớnh làm việc của hệ thống........................... 50
II.3.1. Thiết bị sử dụng.................................................................. 50
II.3.2. Tỡnh hỡnh nghiờn cứu chẩn đoỏn kỹ thuật hệ thống đỏnh lửa.50 II.4. Chẩn đoỏn và bảo dưỡng hệ thống đỏnh lửa........................... 52
Cỏc bài thực hành............................................................ 56
BÀI 1: Kiểm tra acquy................................................................. 56
BÀI 2: Kiểm tra cỏc cảm biến...................................................... 57
BÀI 3: Kiểm tra bobin.................................................................. 58
BÀI 4: Kiểm tra igniter................................................................ 59
BÀI 5: Kiểm tra cỏc sensor .......................................................... 60
BÀI 6: Vận hành hờh thống.......................................................... 61
Chương III. Lựa chọn phương ỏn thiết kế....................................... 63
III.1. Cỏc phương ỏn lựa chọn........................................................... 65
III.1.1. Phương ỏn 1:........................................................................ 65
Hệ thống đỏnh lửa điện tử cú Delco........................................... 65
III.1.2. Phương ỏn 2:........................................................................ 66
Hệ thống đỏnh lửa điện tử khụng cú Delco.................................. 66
III.1.3. Phương ỏn 3:......................................................................... 67
Hệ thống đỏnh lửa trực tiếp.......................................................... 67
Chương IV. Thiết kế và chế tạo mụ hỡnh ............................................... 71
IV.1. Lựa chọn vật liệu chế tạo bộ khung mụ hỡnh........................ 71
IV.2. Chế tạo bộ khung mụ hỡnh thiết kế....................................... 71
IV.3. Chế tạo giỏ đỡ động cơ điện và Delco .................................. 72
IV.4. Chế tạo khớp nối giữa trục delco và động cơ điện................. 73
IV.5. Thiết kế và trang trớ mụ hỡnh................................................. 74
Kết luận và đề xuất ý kiến....................................................................... 77