Hệ thống đánh lửa

Chia sẻ: Dang Xuan Huy | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

1.070
lượt xem 443
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mô tả Ba yếu tố quan trọng của động cơ xăng là: hỗn hợp không khí-nhiên liệu tốt, nén ép tốt, và đánh lửa tốt. Hệ thống đánh lửa tạo ra một tia lửa mạnh, vào thời điểm chính xác để đốt cháy hỗn hợp không khí-nhiên liệu. 1. Tia lửa mạnh Trong hệ thống đánh lửa, tia lửa được phát ra giữa các điện cực của các bugi để đốt cháy hỗn hợp không khí-nhiên liệu. Vì ngay cả khi bị nén ép với áp suất cao, không khí vẫn có điện trở, nên cần phải tạo ra điện...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hệ thống đánh lửa

HÖ thèng ®¸nh löa M« t¶ Ba yÕu tè quan träng cña ®éng c¬ x¨ng lµ: hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu tèt, nÐn Ðp tèt, vµ ®¸nh löa tèt. HÖ thèng ®¸nh löa t¹o ra mét tia löa m¹nh, vµo thêi ®iÓm chÝnh x¸c ®Ó ®èt ch¸y hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu. 1. Tia löa m¹nh Trong hÖ thèng ®¸nh löa, tia löa ®îc ph¸t ra gi÷a c¸c ®iÖn cùc cña c¸c bugi ®Ó ®èt ch¸y hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu. V× ngay c¶ khi bÞ nÐn Ðp víi ¸p suÊt cao, kh«ng khÝ vÉn cã ®iÖn trë, nªn cÇn ph¶i t¹o ra ®iÖn thÕ hµng chôc ngµn v«n ®Ó ®¶m b¶o ph¸t ra tia löa m¹nh, cã thÓ ®èt ch¸y hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu. 2. Thêi ®iÓm ®¸nh löa chÝnh x¸c HÖ thèng ®¸nh löa ph¶i lu«n lu«n cã thêi ®iÓm ®¸nh löa chÝnh x¸c ®Ó phï hîp víi sù thay ®æi tèc ®é vµ t¶i träng cña ®éng c¬. 3. Cã ®ñ ®é bÒn HÖ thèng ®¸nh löa ph¶i cã ®ñ ®é tin cËy ®Ó chÞu ®ùng ®îc t¸c ®éng cña rung ®éng vµ nhiÖt cña ®éng c¬. (1/2) HÖ thèng ®¸nh löa sö dông ®iÖn cao ¸p do cuén ®¸nh löa t¹o ra nh»m ph¸t ra tia löa ®iÖn ®Ó ®èt ch¸y hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu ®· ®îc nÐn Ðp. Hçn hîp kh«ng khÝ nhiÖt liÖu ®îc nÐn Ðp vµ ®èt ch¸y trong xi lanh. Sù bèc ch¸y nµy t¹o ra ®éng lùc cña ®éng c¬. Nhê cã hiÖn tîng tù c¶m vµ c¶m øng t¬ng hç, cu«n d©y t¹o ra ®iÖn ¸p cao cÇn thiÕt cho ®¸nh löa. Cuén s¬ cÊp t¹o ra ®iÖn thÕ hµng tr¨m v«n cßn cuén thø cÊp th× t¹o ra ®iÖn thÕ hµng chôc ngµn v«n. (1/2) -1-
Thay ®æi trong hÖ thèng ®¸nh löa Cã c¸c kiÓu hÖ thèng ®¸nh löa nh sau: 1. KiÓu ng¾t tiÕp ®iÓm KiÓu hÖ thèng ®¸nh löa nµy cã cÊu t¹o c¬ b¶n nhÊt. Trong kiÓu hÖ thèng ®¸nh löa nµy, dßng s¬ cÊp vµ thêi ®iÓm ®¸nh löa ®îc ®iÒu khiÓn b»ng c¬ häc. Dßng s¬ cÊp cña cu«n ®¸nh löa ®îc ®iÒu khiÓn cho ch¹y ng¾t qu·ng qua tiÕp ®iÓm cña bé ng¾t dßng. Bé ®iÒu chØnh ®¸nh löa sím li t©m tèc vµ ch©n kh«ng ®iÒu khiÓn thêi ®iÓm ®¸nh löa. Bé chia ®iÖn sÏ ph©n phèi ®iÖn cao ¸p tõ cu«n thø cÊp ®Õn c¸c bugi. GîI ý Trong kiÓu hÖ thèng ®¸nh löa nµy c¸c tiÕp ®iÓm cña bé ng¾t ®iÖn cÇn ®îc ®iÒu chØnh thêng xuyªn hoÆc thay thÕ. Mét ®iÖn trë ngoµi ®îc sö dông ®Ó gi¶m sè vßng d©y cña cuén s¬ cÊp, c¶i thiÖn t¨ng ¸p cña cuén s¬ cÊp, vµ gi¶m ®Õn møc thÊp nhÊt sù gi¶m ¸p cña cu«n thø cÊp ë tèc ®é cao. Gi¶m sè vßng d©y cña cuén s¬ cÊp lµ gi¶m ®iÖn trë, t¨ng dßng s¬ cÊp, vµ t¨ng sù ph¸t nhiÖt. V× thÕ, cÇn cã mét ®iÖn trë ngoµi ®Ó ng¨n ngõa sù t¨ng qu¸ m¹nh dßng s¬ cÊp. (1/4) 2. KiÓu tranzito Trong kiÓu hÖ thèng ®¸nh löa nµy tranzito ®iÒu khiÓn dßng s¬ cÊp, ®Ó nã ch¹y mét c¸ch gi¸n ®o¹n theo ®óng c¸c tÝn hiÖu ®iÖn ®îc ph¸t ra tõ bé ph¸t tÝn hiÖu. Thêi ®iÓm ®¸nh löa sím ®îc ®iÒu khiÓn b»ng ph¬ng ph¸p c¬ häc nh trong kiÓu hÖ thèng ®¸nh löa ng¾t tiÕp ®iÓm. (2/4) -2-
3. KiÓu tranzito cã ESA (§¸nh löa Sím b»ng ®iÖn tö) Trong kiÓu hÖ thèng ®¸nh löa nµy kh«ng sö dông bé ®¸nh löa sím ch©n kh«ng vµ li t©m. Thay vµo ®ã, chøc n¨ng ESA cña Bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tö (ECU) sÏ ®iÒu khiÓn thêi ®iÓm ®¸nh löa. (3/4) 4. HÖ thèng ®¸nh löa trùc tiÕp (DIS) Thay v× sö dông bé chia ®iÖn, hÖ thèng nµy sö dông cuén ®¸nh löa ®a béi ®Ó cung cÊp ®iÖn cao ¸p trùc tiÕp cho bugi. Thêi ®iÓm ®¸nh löa ®îc ®iÒu khiÓn bëi ESA cña ECU ®éng c¬. Trong c¸c ®éng c¬ gÇn ®©y, hÖ thèng ®¸nh löa nµy chiÕm u thÕ. (4/4) GîI ý KiÓu 2, ®¸nh löa ®ång thêi trong hai xy-lanh. Mét tia löa xuÊt hiÖn trong kú nÐn vµ mét trong kú x¶. -3-
Sù cÇn thiÕt ph¶i ®iÒu khiÓn thêi ®iÓm ®¸nh löa Trong ®éng c¬ x¨ng, hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu ®îc ®¸nh löa ®Ó ®èt ch¸y (næ), vµ ¸p lùc sinh ra tõ sù bèc ch¸y sÏ ®Èy pÝtt«ng xuèng. N¨ng lîng nhiÖt ®îc biÕn thµnh ®éng lùc cã hiÖu qu¶ cao nhÊt khi ¸p lùc næ cùc ®¹i ®îc ph¸t sinh vµo thêi ®iÓm trôc khuûu ë vÞ trÝ 10o sau §iÓm ChÕt Trªn (ATDC). §éng c¬ kh«ng t¹o ra ¸p lùc næ cùc ®¹i vµo thêi ®iÓm ®¸nh löa; nã ph¸t ra ¸p lùc næ cùc ®¹i chËm mét chót, sau khi ®¸nh löa. V× vËy, ph¶i ®¸nh löa sím, sao cho ¸p lùc næ cùc ®¹i ®îc t¹o ra vµo thêi ®iÓm 10o ATDC. Thêi ®iÓm ®¸nh löa ®Ó ®éng c¬ cã thÓ s¶n ra ¸p lùc næ cùc ®¹i vµo 10o tríc ®iÓm chÕt trªn (BTDC) l¹i thêng xuyªn thay ®æi, tuú thuéc vµo ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña ®éng c¬. V× thÕ, hÖ thèng ®¸nh löa ph¶i cã kh¶ n¨ng ®¸nh löa vµo thêi ®iÓm ®Ó ®éng c¬ t¹o ra ¸p lùc næ mét c¸ch cã hiÖu qu¶ nhÊt, phï hîp víi ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña ®éng c¬. 1. Giai ®o¹n ch¸y trÔ Sù bèc ch¸y (næ) cña hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu kh«ng ph¶i xuÊt hiÖn ngay sau khi ®¸nh löa. Tho¹t ®Çu, mét khu vùc nhá (h¹t nh©n) ë s¸t ngay tia löa b¾t ®Çu ch¸y, vµ qu¸ tr×nh b¾t ch¸y nµy lan ra khu vùc chung quanh. Qu·ng thêi gian tõ khi hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu ®îc ®¸nh löa cho ®Õn khi nã bèc ch¸y ®îc gäi lµ giai ®o¹n ch¸y trÔ (kho¶ng A ®Õn B trong s¬ ®å). Giai ®o¹n ch¸y trÔ ®o gÇn nh kh«ng thay ®æi, vµ nã kh«ng bÞ ¶nh hëng cña ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña ®éng c¬. -4-
2. Giai ®o¹n lan truyÒn ngän löa Sau khi h¹t nh©n ngän löa h×nh thµnh, ngän löa nhanh chãng lan truyÒn ra chung quanh. Tèc ®é lan truyÒn nµy ®îc gäi lµ tèc ®é lan truyÒn ngän löa, vµ thêi kú nµy ®îc gäi lµ thêi kú lan truyÒn ngän löa (B~C~D trong s¬ ®å) Khi cã mét lîng lín kh«ng khÝ ®îc n¹p vµo, hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu trë nªn cã mËt ®é cao h¬n. V× thÕ, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c h¹t trong hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu gi¶m xuèng, nhê thÕ, tèc ®é lan truyÒn ngän löa t¨ng lªn. Ngoµi ra, luång hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu xo¸y lèc cµng m¹nh th× tèc ®é lan truyÒn ngän löa cµng cao. Khi tèc ®é lan truyÒn ngän löa cao, cÇn ph¶i ®Þnh thêi ®¸nh löa sím. Do ®ã cÇn ph¶i ®iÒu khiÓn thêi ®iÓm ®¸nh löa theo ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña ®éng c¬. (1/3) · §iÒu khiÓn thêi ®iÓm ®¸nh löa HÖ thèng ®¸nh löa ®iÒu khiÓn thêi ®iÓm ®¸nh löa theo tèc ®é vµ t¶i träng cña ®éng c¬ sao cho ¸p lùc næ cùc ®¹i xuÊt hiÖn ë 10o ATDC. GîI ý Tríc ®©y, c¸c hÖ thèng ®¸nh löa sö dông bé ®¸nh löa sím li t©m vµ bé ®¸nh löa sím ch©n kh«ng ®Ó ®iÒu khiÓn ®¸nh löa sím hoÆc muén. Tuy nhiªn, ngµy nay hÇu hÕt c¸c ®éng c¬ ®Òu sö dông hÖ thèng ESA. (2/3) -5-
1. §iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ (1) §éng c¬ ®îc coi lµ ph¸t c«ng suÊt hiÖu qu¶ nhÊt khi ¸p lùc næ tèi ®a xuÊt hiÖn ë 10o ATDC, khi ®ã thêi ®iÓm ®¸nh löa tèi u lµ 10o BTDC, víi tèc ®é 1000 v/ph. (2) Gi¶ sö tèc ®é ®éng c¬ t¨ng lªn ®Õn 2000 v/ph, giai ®o¹n ch¸y trÔ vÉn gÇn nh kh«ng ®æi víi mäi tèc ®é ®éng c¬. V× thÕ gãc quay cña trôc khuûu sÏ t¨ng lªn so víi khi ®éng c¬ ch¹y víi tèc ®é 1000 v/ph. NÕu vÉn sö dông thêi ®iÓm ®¸nh löa nh trong môc (1) cho tèc ®é 2000 v/ph th× thêi ®iÓm mµ ®éng c¬ s¶n ra ¸p lùc næ cùc ®¹i sÏ bÞ trÔ h¬n 10o ATDC. (3) V× vËy, ®Ó s¶n ra ¸p lùc næ cùc ®¹i t¹i 10o ATDC khi ®éng c¬ ®ang ch¹y 2000 v/ph th× t : Khoảng cháy trễ Thời điểm đánh lửa thêi ®iÓm ®¸nh löa ph¶i sím h¬n ®Ó bï cho Thời điểm đánh lửa để có áp lực nổ cực đại gãc quay cña trôc khuûu ®· bÞ trÔ trong môc Ranh giới giữa giai đoạn cháy trễ và tốc độ lan truyền (2). Qu¸ tr×nh ®Þnh thêi ®¸nh löa sím nµy ngọn lửa ®îc gäi lµ ®¸nh löa sím, vµ sù lµm trÔ thêi Giai đoạn cháy trễ ®iÓm ®¸nh löa ®îc gäi lµ ®¸nh löa muén. Giai đoạn lan truyền ngọn lửa Đánh lửa muộn Góc quay của trục khuỷu -6-
2. §iÒu khiÓn theo t¶i träng cña ®éng c¬ (1) Khi ®éng c¬ mang t¶i thÊp th× ¸p lùc næ cùc ®¹i ®îc coi lµ xuÊt hiÖn 10o ATDC , khi thêi ®iÓm ®¸nh löa tèi u ®îc ®Æt sím 20o BTDC. (2) Khi t¶i träng cña ®éng c¬ t¨ng, mËt ®é kh«ng khÝ còng t¨ng vµ giai ®o¹n lan truyÒn ngän löa gi¶m xuèng. V× thÕ, nÕu cø sö dông thêi ®iÓm ®¸nh löa nh trong môc (1) th× thêi ®iÓm mµ ®éng c¬ s¶n ra ¸p lùc næ cùc ®¹i sÏ bÞ sím h¬n 10o ATDC. (3) §Ó s¶n ra ¸p lùc næ cùc ®¹i t¹i thêi ®iÓm 10o ATDC khi ®éng c¬ mang t¶i nÆng th× thêi ®iÓm ®¸nh löa ph¶i muén h¬n ®Ó bï cho gãc quay cña trôc khuûu ®· bÞ sím trong môc (2). Ngîc l¹i, khi t¶i träng cña ®éng c¬ thÊp th× th êi ®iÓm ®¸nh löa ph¶i sím h¬n. (Tuy nhiªn, khi ®éng c¬ ch¹y kh«ng t¶i, th× kho¶ng thêi gian ®¸nh löa sím ph¶i nhá hoÆc b»ng kh«ng ®Ó ng¨n ngõa hiÖn tîng næ kh«ng æn ®Þnh) (2/3) · §iÒu khiÓn tiÕng gâ ®éng c¬ TiÕng gâ trong ®éng c¬ do sù tù bèc ch¸y g©y ra, khi hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu tù b¾t löa trong buång ®èt. §éng c¬ trë nªn dÔ bÞ gâ khi thêi ®iÓm ®¸nh löa sím. HiÖn tîng tiÕng gâ m¹nh cã ¶nh hëng xÊu ®Õn hiÖu suÊt cña ®éng c¬ nh t¨ng tiªu hao nhiªn liÖu, gi¶m c«ng suÊt ph¸t. Tr¸i l¹i, tiÕng gâ nhÑ l¹i cã t¸c dông n©ng cao tiÕt kiÖm nhiªn liÖu vµ t¨ng c«ng suÊt. C¸c hÖ thèng ®¸nh löa gÇn ®©y cã ®iÒu khiÓn thêi ®iÓm ®¸nh löa lµm muén thêi ®iÓm ®¸nh löa theo tiÕng gâ, khi c¶m biÕn ph¸t hiÖn cã tiÕng gâ th× ®iÒu khiÓn cho thêi ®iÓm ®¸nh löa muén, cßn khi kh«ng ph¸t hiÖn ra tiÕng gâ n÷a th× ®iÒu khiÓn cho thêi ®iÓm ®¸nh löa sím h¬n. B»ng c¸ch ng¨n ngõa tiÕng gâ nh vËy, hÖ thèng nµy gióp t¨ng tiÕt kiÖm nhiªn liÖu vµ t¨ng c«ng suÊt ph¸t. (3/3) -7-
Cuén ®¸nh löa M« t¶ Cuén ®¸nh löa t¹o ra ®iÖn ¸p cao ®ñ ®Ó phãng tia hå quang gi÷a hai ®iÖn cùc cña bugi. C¸c cuén s¬ cÊp vµ thø cÊp ®îc quÊn quanh lâi. Sè vßng cña cuén thø cÊp lín h¬n cuén s¬ cÊp kho¶ng 100 lÇn. Mét ®Çu cña cuén s¬ cÊp ®îc nèi víi IC ®¸nh löa, cßn mét ®Çu cña cuén thø cÊp ®îc nèi víi bugi. C¸c ®Çu cßn l¹i cña c¸c cuén ®îc nèi víi ¾c quy. (1/1) Ho¹t ®éng cña cuén ®¸nh löa 1. Dßng ®iÖn trong cuén s¬ cÊp Khi ®éng c¬ ch¹y, dßng ®iÖn tõ ¾c quy ch¹y qua IC ®¸nh löa, vµo cuén s¬ cÊp, phï hîp víi tÝn hiÖu thêi ®iÓm ®¸nh löa (IGT) do ECU ®éng c¬ ph¸t ra. KÕt qu¶ lµ c¸c ®êng søc tõ trêng ®îc t¹o ra chung quanh cuén d©y cã lâi ë trung t©m. (1/2) -8-
2. Ng¾t dßng ®iÖn vµo cuén s¬ cÊp Khi ®éng c¬ tiÕp tôc ch¹y, IC ®¸nh löa nhanh chãng ng¾t dßng ®iÖn vµo cuén s¬ cÊp, phï hîp víi tÝn hiÖu IGT do ECU ®éng c¬ ph¸t ra. KÕt qu¶ lµ tõ th«ng cña cuén s¬ cÊp b¾t ®Çu gi¶m. V× vËy, t¹o ra mét søc ®iÖn ®éng theo chiÒu chèng l¹i sù gi¶m tõ th«ng hiÖn cã, th«ng qua tù c¶m cña cuén s¬ cÊp vµ c¶m øng t¬ng hç cña cuén thø cÊp. HiÖu øng tù c¶m t¹o ra mét thÕ ®iÖn ®éng kho¶ng 500 V trong cuén s¬ cÊp, vµ hiÖu øng c¶m øng t¬ng hç kÌm theo cña cuén thø cÊp t¹o ra mét søc ®iÖn ®éng kho¶ng 30 kV. ThÕ ®iÖn ®éng nµy lµm cho bugi ph¸t ra tia löa. Dßng s¬ cÊp cµng lín vµ sù ng¾t dßng s¬ cÊp cµng nhanh th× ®iÖn thÕ thø cÊp cµng lín. (2/2) -9-
IC ®¸nh löa Ho¹t ®éng §¹i c¬ng IC ®¸nh löa thùc hiÖn mét c¸ch chÝnh x¸c sù ng¾t dßng s¬ cÊp ®i vµo cuén ®¸nh löa, phï hîp víi tÝn hiÖu ®¸nh löa (IGT) do ECU ®éng c¬ ph¸t ra. TÝn hiÖu thêi ®iÓm ®¸nh löa (IGT) Khi tÝn hiÖu IGT chuyÓn tõ ng¾t sang ®ãng, IC ®¸nh löa b¾t ®Çu cho dßng ®iÖn vµo cuén s¬ cÊp. · §iÒu khiÓn dßng kh«ng ®æi Khi dßng s¬ cÊp ®¹t ®Õn mét trÞ sè ®· ®Þnh, IC ®¸nh löa sÏ khèng chÕ cêng ®é cùc ®¹i b»ng c¸ch ®iÒu chØnh dßng. · §iÒu khiÓn gãc ®ãng tiÕp ®iÓm §Ó ®iÒu chØnh qu·ng thêi gian (gãc ®ãng) tån t¹i cña dßng s¬ cÊp; thêi gian nµy cÇn ph¶i gi¶m xuèng khi tèc ®é cña ®éng c¬ t¨ng lªn (trong mét sè kiÓu ®éng c¬ gÇn ®©y, chøc n¨ng kiÓm so¸t nµy ®îc thùc hiÖn th«ng qua tÝn hiÖu IGT). Khi tÝn hiÖu IGT chuyÓn tõ ®ãng sang ng¾t, IC ®¸nh löa sÏ ng¾t dßng s¬ cÊp. Vµo thêi ®iÓm dßng s¬ cÊp bÞ ng¾t, ®iÖn thÕ hµng tr¨m v«n ®îc t¹o ra trong cu«n s¬ cÊp vµ hµng chôc ngµn v«n ®îc t¹o ra trong cuén thø cÊp, lµm cho bugi phãng tia löa. (1/2) -10-
TÝn hiÖu IGT IC ®¸nh löa thùc hiÖn mét c¸ch chÝnh x¸c sù ng¾t dßng s¬ cÊp ®i vµo cuén ®¸nh löa, phï hîp víi tÝn hiÖu IGT do ECU ®éng c¬ ph¸t ra. Sau ®ã, IC ®¸nh löa truyÒn mét tÝn hiÖu kh¼ng ®Þnh (IGF) cho ECU phï hîp víi cêng ®é cña dßng s¬ cÊp. TÝn hiÖu kh¼ng ®Þnh (IGF) ®îc ph¸t ra khi dßng s¬ cÊp ®¹t ®Õn mét trÞ sè ®· ®îc Ên ®Þnh IF1. Khi dßng s¬ cÊp vît qu¸ trÞ sè qui ®Þnh IF2 th× hÖ thèng sÏ x¸c ®Þnh r»ng lîng dßng cÇn thiÕt ®· ch¹y qua vµ cho ph¸t tÝn hiÖu IGF ®Ó trë vÒ ®iÖn thÕ ban ®Çu. (D¹ng sãng cña tÝn hiÖu IGF thay ®æi theo tõng kiÓu ®éng c¬). NÕu ECU kh«ng nhËn ®îc tÝn hiÖu IGF, nã sÏ quyÕt ®Þnh r»ng ®· cã sai sãt trong hÖ thèng ®¸nh löa. §Ó ng¨n ngõa sù qu¸ nhiÖt, ECU sÏ cho ngõng phun nhiªn liÖu vµ lu gi÷ sù sai sãt nµy trong chøc n¨ng chÈn ®o¸n. Tuy nhiªn, ECU ®éng c¬ kh«ng thÓ ph¸t hiÖn ra c¸c sai sãt trong m¹ch thø cÊp v× nã chØ kiÓm so¸t m¹ch s¬ cÊp ®Ó nhËn tÝn hiÖu IGF. GîI ý Trong mét sè kiÓu ®éng c¬, tÝn hiÖu IGF ®îc x¸c ®Þnh th«ng qua ®iÖn thÕ s¬ cÊp. (2/2) -11-
Bugi M« t¶ §iÖn thÕ cao trong cuén thø cÊp lµm ph¸t sinh ra tia löa gi÷a ®iÖn cùc trung t©m vµ ®iÖn cùc nèi ®Êt cña bugi ®Ó ®èt ch¸y hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu ®· ®îc nÐn trong xy-lanh. (1/1) -12-
C¬ cÊu ®¸nh löa Sù næ cña hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu do tia löa tõ bugi ®îc gäi chung lµ sù bïng ch¸y. Tuy nhiªn, sù bïng ch¸y kh«ng ph¶i xÈy ra tøc kh¾c, mµ diÔn ra nh sau: Tia löa xuyªn qua hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu tõ ®iÖn cùc trung t©m ®Õn ®iÖn cùc tiÕp ®Êt. KÕt qu¶ lµ phÇn hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu däc theo tia löa bÞ kÝch ho¹t, ph¶n øng ho¸ häc («xy ho¸) x¶y ra, vµ s¶n sinh ra nhiÖt ®Ó h×nh thµnh c¸i gäi lµ “nh©n ngän löa”. Nh©n ngän löa nµy l¹i kÝch ho¹t hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu bao quanh, vµ phÇn hçn hîp nµy l¹i kÝch ho¹t chung quanh nã. Cø nh thÕ nhiÖt cña nh©n ngän löa ®îc më réng ra trong mét qu¸ tr×nh ®îc gäi lµ lan truyÒn ngän löa ®Ó ®èt ch¸y hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu. NÕu nhiÖt ®é cña c¸c ®iÖn cùc qu¸ thÊp hoÆc khe hë gi÷a c¸c ®iÖn cùc qu¸ nhá, c¸c ®iÖn cùc sÏ hÊp thô nhiÖt to¶ ra tõ tia löa. KÕt qu¶ lµ nh©n ngän löa bÞ t¾t vµ ®éng c¬ kh«ng næ. HiÖn tîng nµy ®îc gäi lµ sù dËp t¾t ®iÖn cùc. NÕu hiÖu øng dËp t¾t ®iÖn cùc nµy lín th× nh©n ngän löa sÏ bÞ t¾t. §iÖn cùc cµng bÐ th× hiÖu øng dËp t¾t cµng nhá. Vµ ®iÖn cùc cµng vu«ng th× cµng dÔ phãng ®iÖn. Mét sè bugi cã r·nh ch÷ “U” trong ®iÖn cùc tiÕp ®Êt, hoÆc r·nh ch÷ “V” trong ®iÖn cùc trung t©m ®Ó t¨ng ®é ®¸nh löa. Nh÷ng bugi nµy cã hiÖu øng dËp t¾t thÊp h¬n c¸c bugi kh«ng cã r·nh trong ®iÖn cùc; chóng cho phÐp h×nh thµnh nh÷ng nh©n ngän löa lín. Ngoµi ra, mét sè bugi cßn gi¶m hiÖu øng dËp t¾t b»ng c¸ch sö dông nh÷ng ®iÖn cùc m¶nh. (1/1) -13-
§Æc tÝnh ®¸nh löa C¸c yÕu tè sau ®©y cã ¶nh hëng ®Õn hiÖu qu¶ ®¸nh löa cña bugi: 1. H×nh d¸ng ®iÖn cùc vµ ®Æc tÝnh phãng ®iÖn C¸c ®iÖn cùc trßn khã phãng ®iÖn, trong khi ®ã c¸c ®iÖn cùc vu«ng hoÆc nhän l¹i dÔ phãng ®iÖn. Qua qu¸ tr×nh sö dông l©u dµi, c¸c ®iÖn cùc bÞ lµm trßn dÇn vµ trë nªn khã ®¸nh löa. V× vËy, cÇn ph¶i thay thÕ bugi. C¸c buji cã ®iÖn cùc m¶nh vµ nhän th× phãng ®iÖn dÔ h¬n. Tuy nhiªn, nh÷ng ®iÖn cùc nh thÕ sÏ chãng mßn vµ tuæi thä cña bugi sÏ ng¾n h¬n. V× thÕ, mét sè bugi cã c¸c ®iÖn cùc ®îc hµn ®¾p platin hoÆc iridium ®Ó chèng mßn. Chóng ®îc gäi lµ c¸c bugi cã cùc platin hoÆc iridium. GîI ý Kho¶ng thêi gian thay thÕ bugi: KiÓu bugi th«ng thêng: sau 10.000 ®Õn 60.000 km KiÓu cã ®iÖn cùc platin hoÆc iridium: sau 100.000 ®Õn 240.000 km Kho¶ng thêi gian thay bugi cã thÓ thay ®æi tuú theo kiÓu xe, ®Æc tÝnh ®éng c¬, vµ níc sö dông. 2. Khe hë ®iÖn cùc vµ ®iÖn ¸p yªu cÇu Khi bugi bÞ ¨n mßn th× khe hë gi÷a c¸c ®iÖn cùc t¨ng lªn, vµ ®éng c¬ cã thÓ bá m¸y. Khi khe hë gi÷a cùc trung t©m vµ cùc tiÕp ®Êt t¨ng lªn, sù phãng tia löa gi÷a c¸c ®iÖn cùc trë nªn khã kh¨n. Do ®ã, cÇn cã mét ®iÖn ¸p lín h¬n ®Ó phãng tia löa. V× vËy cÇn ph¶i ®Þnh kú ®iÒu chØnh khe hë ®iÖn cùc hoÆc thay thÕ bugi. GîI ý · NÕu cã thÓ cung cÊp ®ñ ®iÖn ¸p cÇn thiÕt cho dï khe hë ®iÖn cùc t¨ng lªn th× bugi sÏ t¹o ra tia löa m¹nh, måi löa tèt h¬n. V× thÕ, trªn thÞ trêng cã nh÷ng bugi cã khe hë réng ®Õn 1,1 mm. · C¸c bugi cã ®iÖn cùc platin hoÆc iridium kh«ng cÇn ®iÒu chØnh khe hë v× chóng kh«ng bÞ mßn (chØ cÇn thay thÕ) (1/1) -14-
Vïng nhiÖt NhiÖt lîng do mét bugi bøc x¹ ra thay ®æi tuú theo h×nh d¸ng vµ vËt liÖu cña bugi. NhiÖt lîng bøc x¹ ®ã ®îc gäi lµ vïng nhiÖt. KiÓu bugi ph¸t x¹ ra nhiÒu nhiÖt ®îc gäi lµ kiÓu bugi l¹nh, bëi v× nã kh«ng bÞ nãng lªn nhiÒu. KiÓu bugi ph¸t x¹ Ýt nhiÖt ®îc gäi lµ kiÓu nãng, v× nã gi÷ l¹i nhiÖt. M· sè cña bugi ®îc in trªn bugi, nã m« t¶ cÊu t¹o vµ ®Æc tÝnh cña bugi. Mµ sè cã kh¸c nhau ®«i chót, tuú theo nhµ chÕ t¹o. Th«ng thêng, con sè vïng nhiÖt cµng lín th× bugi cµng l¹nh v× nã ph¸t x¹ nhiÖt tèt. Bugi lµm viÖc tèt nhÊt khi nhiÖt ®é tèi thiÓu cña ®iÖn cùc trung t©m n»m trong kho¶ng nhiÖt ®é tù lµm s¹ch: 450o C, vµ nhiÖt ®é tù bÐn löa: 950oC. GîI ý KHI SöA CH÷A Vïng nhiÖt thÝch hîp cña bugi thay ®æi tuú theo kiÓu xe. ViÖc l¾p mét bugi cã vïng nhiÖt kh¸c ®i sÏ g©y nhiÔu cho nhiÖt ®é tù lµm s¹ch vµ nhiÖt ®é tù bÐn löa. §Ó ng¨n ngõa hiÖn tîng nµy, cÇn sö dông kiÓu bugi ®· quy ®Þnh ®Ó thay thÕ. Sö dông bugi l¹nh khi ®éng c¬ ch¹y víi tèc ®é vµ t¶i träng thÊp sÏ lµm gi¶m nhiÖt ®é cña ®iÖn cùc vµ lµm cho ®éng c¬ ch¹y kh«ng tèt. Sö dông bugi nãng khi ®éng c¬ ch¹y víi tèc ®é vµ t¶i träng cao sÏ lµm cho nhiÖt ®é cña ®iÖn cùc t¨ng cao, lµm ch¶y ®iÖn cùc. (1/2) 1. NhiÖt ®é tù lµm s¹ch Khi bugi ®¹t ®Õn mét nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh, nã ®èt ch¸y hÕt c¸c muéi than ®äng trªn khu vùc ®¸nh löa, gi÷ cho khu vùc nµy lu«n s¹ch. NhiÖt ®é nµy ®îc gäi lµ nhiÖt ®é tù lµm s¹ch. T¸c dông tù lµm s¹ch cña bugi x¶y ra khi nhiÖt ®é cña ®iÖn cùc vît qu¸ 450o C. NÕu c¸c ®iÖn cùc cha ®¹t ®Õn nhiÖt ®é tù lµm s¹ch nµy th× muéi than sÏ tÝch luü trong khu vùc ®¸nh löa cña bugi. HiÖn tîng nµy cã thÓ lµm cho bugi kh«ng ®¸nh löa ®îc tèt. (2/2) 2. NhiÖt ®é tù bÐn löa NÕu b¶n th©n bugi trë thµnh nguån nhiÖt vµ ®èt ch¸y hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu mµ kh«ng cÇn ®¸nh löa, th× hiÖn tîng nµy ®îc gäi lµ “nhiÖt ®é tù bÐn löa”. HiÖn tîng tù bÐn löa x¶y ra khi nhiÖt ®é cña ®iÖn cùc vît qu¸ 950 o C. NÕu nã xuÊt hiÖn, c«ng suÊt cña ®éng c¬ sÏ gi¶m sót v× thêi ®iÓm ®¸nh löa kh«ng ®óng, vµ c¸c ®iÖn cùc hoÆc pÝtt«ng cã thÓ bÞ ch¶y tõng phÇn (2/2) -15-
Bugi cã cùc platin hoÆc iri®i Trªn c¸c bugi kiÓu nµy, ®iÖn cùc trung t©m vµ ®iÖn cùc tiÕp ®Êt ®îc phñ mét líp máng platin hoÆc iri®i. V× vËy, tuæi thä cña nh÷ng bugi nµy dµi h¬n bugi th«ng thêng. V× platin vµ iri®i chèng ®îc ¨n mßn nªn ®iÖn cùc trung t©m cã thÓ vÉn nhá, t¹o ®iÒu kiÖn ®¸nh löa tèt. 1. Bugi cã cùc platin Trong lo¹i bugi nµy, platin ®îc hµn ®¾p lªn ®Çu ®iÖn cùc trung t©m vµ ®iÖn cùc tiÕp ®Êt. §êng kÝnh cña ®iÖn cùc trung tÊm nhá h¬n so víi bugi th«ng thêng. 2. Bugi cã cùc iri®i Trong lo¹i buji nµy, iri®i (cã kh¶ n¨ng chèng ¨n mßn cao h¬n platin) ®îc hµn ®¾p lªn ®Çu ®iÖn cùc trung t©m vµ ®iÖn cùc tiÕp ®Êt. §êng kÝnh ®iÖn cùc trung t©m nhá h¬n so víi cña bugi cùc platin. Gîi ý Mét sè trong sè c¸c bugi nµy kh«ng ®îc hµn ®¾p platin lªn ®iÖn cùc nèi ®Êt. (1/2) -16-
C¸c bugi cã cùc platin vµ iri®i ®îc thay thÕ sau nh÷ng qu·ng thêi gian nhÊt ®Þnh. Chóng kh«ng ®ßi hái ph¶i ®iÒu chØnh khe hë hoÆc lµm s¹ch trong qu¸ tr×nh sö dông, nÕu ®éng c¬ ch¹y tèt. GîI ý Kho¶ng thêi gian thay thÕ c¸c bugi cã cùc platin vµ iri®i: Sau 100,000 ®Õn 240,000 km Kho¶ng thêi gian thay bôgi nµy cã thÓ thay ®æi tuú theo kiÓu xe, ®Æc tÝnh ®éng c¬, vµ khu vùc sö dông. CHó ý: §Ó tr¸nh lµm háng c¸c ®iÖn cùc, kh«ng nªn ®¸nh s¹ch c¸c bugi cã cùc platin vµ iri®i. ViÖc lµm s¹ch cã thÓ lµm háng ®iÖn cùc vµ h¹n chÕ kh¶ n¨ng cña lo¹i bugi nµy. Tuy nhiªn, nÕu bugi bÞ muéi hoÆc qu¸ bÈn chóng cÇn ®îc lµm s¹ch trong thêi gian ng¾n (nhiÒu nhÊt lµ 20 gi©y) trong m¸y lµm s¹ch bugi. Khe hë cña nh÷ng bugi nµy kh«ng cÇn ®iÒu chØnh, mµ ph¶i l¾p míi. Minh ho¹ bªn tr¸i ®©y cho thÊy mét kiÓu nh·n ®îc g¾n trong khoang ®éng c¬ cña xe, b¸o cho biÕt r»ng ®éng c¬ cã sö dông c¸c bugi víi cùc platin hoÆc iri®i (2/2) TDI (HÖ thèng ®¸nh löa trùc tiÕp TOYOTA) M« t¶ Trong hÖ thèng TDI, bé chia ®iÖn th«ng thêng kh«ng cßn ®îc sö dông n÷a. Thay vµo ®ã, TDI cung cÊp mét cuén ®¸nh löa cïng víi mét IC ®¸nh löa ®éc lËp cho mçi xy-lanh. V× hÖ thèng nµy kh«ng cÇn sö dông bé chia ®iÖn hoÆc d©y cao ¸p nªn nã cã thÓ gi¶m tæn thÊt n¨ng lîng trong khu vùc cao ¸p vµ t¨ng ®é bÒn. §ång thêi nã còng gi¶m ®Õn møc tèi thiÓu nhiÔu ®iÖn-tõ, bëi v× kh«ng sö dông tiÕp ®iÓm trong khu vùc cao ¸p. Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn thêi ®iÓm ®¸nh löa ®îc thùc hiÖn th«ng qua viÖc sö dông ESA (®¸nh löa sím b»ng ®iÖn tö) -17-
· ESA (§¸nh löa sím b»ng ®iÖn tö) ECU cña ®éng c¬ nhËn ®îc c¸c tÝn hiÖu tõ c¸c c¶m biÕn kh¸c nhau, tÝnh to¸n thêi ®iÓm ®¸nh löa, truyÒn tÝn hiÖu ®¸nh löa ®Õn IC ®¸nh löa. Thêi ®iÓm ®¸nh löa ®îc tÝnh to¸n liªn tôc theo ®iÒu kiÖn cña ®éng c¬, dùa trªn gi¸ trÞ thêi ®iÓm ®¸nh löa tèi u ®· ®îc lu gi÷ trong m¸y tÝnh, díi d¹ng mét b¶n ®å ESA. So víi ®iÒu khiÓn ®¸nh löa c¬ häc cña c¸c hÖ thèng th«ng thêng th× ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn b»ng ESA cã ®é chÝnh x¸c cao h¬n vµ kh«ng cÇn ph¶i ®Æt l¹i thêi ®iÓm ®¸nh löa. KÕt qu¶ lµ hÖ thèng nµy gióp c¶i thiÖn tiÕt kiÖm nhiªn liÖu vµ t¨ng c«ng suÊt ph¸t ra. THAM KH¶O: TDI còng ®îc biÕt ®Õn nh lµ mét hÖ thèng ®¸nh löa trùc tiÕp (DIS) hoÆc hÖ thèng ®¸nh löa kh«ng cã bé chia ®iÖn (DLI) (1/1) -18-
C¸c bé phËn HÖ thèng ®¸nh löa trùc tiÕp bao gåm c¸c bé phËn sau ®©y: 1. C¶m biÕn vÞ trÝ trôc khuûu (NE) Ph¸t hiÖn gãc quay trôc khuûu (tèc ®é ®éng c¬) 2. C¶m biÕn vÞ trÝ cña trôc cam (G) NhËn biÕt xy lanh, kú vµ theo dâi ®Þnh thêi cña trôc cam. 3. C¶m biÕn tiÕng gâ (KNK) Ph¸t hiÖn tiÕng gâ cña ®éng c¬ 4. C¶m biÕn vÞ trÝ bím ga (VTA) Ph¸t hiÖn gãc më cña bím ga 5. C¶m biÕn lu lîng khÝ n¹p (VG/PIM) Ph¸t hiÖn lîng kh«ng khÝ n¹p (trong mét sè kiÓu ®éng c¬, chøc n¨ng nµy ®îc thùc hiÖn bëi C¶m biÕn ¸p suÊt trong èng n¹p) 6. C¶m biÕn nhiÖt ®é níc (THW) Ph¸t hiÖn nhiÖt ®é níc lµm m¸t ®éng c¬ 7. Cuén ®¸nh löa vµ IC ®¸nh löa §ãng vµ ng¾t dßng ®iÖn trong cuén s¬ cÊp vµo thêi ®iÓm tèi u. Göi c¸c tÝn hiÖu IGT ®Õn ECU ®éng c¬. 8. ECU ®éng c¬ Ph¸t ra c¸c tÝn hiÖu IGT dùa trªn c¸c tÝn hiÖu tõ c¸c c¶m biÕn kh¸c nhau, vµ göi tÝn hiÖu ®Õn cuén ®¸nh löa cã IC ®¸nh löa. 9. Bugi Ph¸t ra tia löa ®iÖn ®Ó ®èt ch¸y hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu. (1/2) -19-
1. Cuén ®¸nh löa cã IC ®¸nh löa ThiÕt bÞ nµy bao gåm IC ®¸nh löa vµ cuén ®¸nh löa kÕt hîp thµnh mét côm. Tríc ®©y, dßng ®iÖn cao ¸p ®îc dÉn ®Õn xy-lanh b»ng d©y cao ¸p. Nhng nay, th× cuén ®¸nh löa cã thÓ nèi trùc tiÕp ®Õn bugi cña tõng xy-lanh th«ng qua viÖc sö dông cuén ®¸nh löa kÕt hîp víi IC ®¸nh löa. Kho¶ng c¸ch dÉn ®iÖn cao ¸p ®îc rót ng¾n nhê cã nèi trùc tiÕp cuén ®¸nh löa víi bugi, lµm gi¶m tæn thÊt ®iÖn ¸p vµ nhiÔu ®iÖn tõ. Nhê thÕ ®é tin cËy cña hÖ thèng ®¸nh löa ®îc n©ng cao. (2/2) Ho¹t ®éng Sau ®©y lµ mét thÝ dô vÒ vËn hµnh dùa trªn DIS cña ®éng c¬ 1NZ-FE, dïng cuén ®¸nh löa kÕt hîp víi IC ®¸nh löa. 1. ECU ®éng c¬ nhËn tÝn hiÖu tõ c¸c c¶m biÕn kh¸c nhau vµ x¸c ®Þnh thêi ®iÓm ®¸nh löa tèi u. (ECU cña ®éng c¬ còng cã t¸c ®éng ®Õn viÖc ®iÒu khiÓn ®¸nh löa sím) 2. ECU ®éng c¬ göi tÝn hiÖu IGT ®Õn cuén ®¸nh löa cã IC ®¸nh löa. TÝn hiÖu IGT ®îc göi ®Õn IC ®¸nh löa theo thø tù ®¸nh löa (1-3-4-2). 3. Cuén ®¸nh löa, víi dßng s¬ cÊp ®îc ng¾t ®ét ngét, sÏ sinh ra dßng cao ¸p. 4. TÝn hiÖu IGF ®îc göi ®Õn ECU ®éng c¬ khi dßng s¬ cÊp vît qu¸ mét trÞ sè ®· ®Þnh. 5. Dßng cao ¸p ph¸t ra tõ cuén thø cÊp sÏ ®îc dÉn ®Õn bugi vµ g©y ®¸nh löa. (1/1) -20-