zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Bài giảng Nguyên lý kết cấu động cơ đốt trong - Chương 8: Hệ thống đánh lửa trong động cơ xăng

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Báo xấu

201
lượt xem 72
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hệ thống đánh lửa trên động cơ xăng có nhiệm vụ biến nguồn điện có điện thế thấp thành các xung điện thế cao. Các xung điện thế cao này sẽ được phân bố đến bougie của các xylanh đúng thời điểm, để tạo tia lửa điện cao thế đốt cháy hoà khí trong xylanh động cơ. Chương này sẽ cung cấp một số kiên thức cơ bản về hệ thống đánh lửa trong động cơ xăng. Mời tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Nguyên lý kết cấu động cơ đốt trong - Chương 8: Hệ thống đánh lửa trong động cơ xăng

Chöông 8 – Heä thoáng ñaùnh löûa trong ñoäng cô xaêng 196
Chöông 8 – Heä thoáng ñaùnh löûa trong ñoäng cô xaêng Chöông 8 HEÄ THOÁNG ÑAÙNH LÖÛA TRONG ÑOÄNG CÔ XAÊNG I. NHIEÄM VUÏ, YEÂU CAÀU VAØ PHAÂN LOAÏI HEÄ THOÁNG ÑAÙNH LÖÛA I.1. Nhieäm vuï Heä thoáng ñaùnh löûa treân ñoäng cô xaêng coù nhieäm vuï bieán nguoàn ñieän coù ñieän theá thaáp (12 hoaëc 24 V) thaønh caùc xung ñieän theá cao (töø 15.000 ñeán 40.000 V). Caùc xung ñieän theá cao naøy seõ ñöôïc phaân boá ñeán bougie cuûa caùc xylanh ñuùng thôøi ñieåm, ñeå taïo tia löûa ñieän cao theá ñoát chaùy hoaø khí trong xylanh ñoäng cô. I.2. Yeâu caàu Heä thoáng ñaùnh löûa phaûi sinh ra söùc ñieän ñoäng thöù caáp ñuû lôùn ñeå phoùng tia löûa ñieän qua khe hôû giöõa hai ñieän cöïc cuûa bougie trong moïi cheá ñoä laøm vieäc cuûa ñoäng cô. Tia löûa ñieän treân bougie phaûi ñuû naêng löôïng vaø thôøi gian phoùng ñeå ñoát chaùy hoaøn toaøn hoaø khí trong xylanh. Goùc ñaùnh löûa sôùm phaûi phuø hôïp vôùi söï thay ñoåi toác ñoä vaø taûi troïng cuûa ñoäng cô. Heä thoáng phaûi hoaït ñoäng toát vaø oån ñònh trong moïi ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñoäng cô. I.3. Phaân loaïi Döïa vaøo caáu taïo, hoaït ñoäng, phöông phaùp ñieàu khieån ngöôøi ta phaân loaïi heä thoáng ñaùnh löûa theo caùc caùch phaân loaïi sau: I.3.1. Phaân loaïi theo phöông phaùp ñieàu khieån baèng caûm bieán Heä thoáng ñaùnh löûa söû duïng caûm bieán ñieän töø, goàm hai loaïi: caûm bieán nam chaâm ñöùng yeân vaø caûm bieán nam chaâm quay. Heä thoáng ñaùnh löûa söû duïng caûm bieán quang. Heä thoáng ñaùnh löûa söû duïng caûm bieán töø trôû. Heä thoáng ñaùnh löûa söû duïng caûm bieán coäng höôûng. I.3.2. Phaân loaïi theo kieåu phaân boá ñieän aùp Heä thoáng ñaùnh löûa coù boä chia ñieän (delco). Heä thoáng ñaùnh löûa tröïc tieáp hay khoâng coù boä chia ñieän. I.3.3. Phaân loaïi theo kieåu ngaét maïch sô caáp Heä thoáng ñaùnh löûa söû duïng vít löûa. Heä thoáng ñaùnh löûa söû duïng Transistor. Heä thoáng ñaùnh löûa söû duïng Thyristor. II. HEÄ THOÁNG ÑAÙNH LÖÛA ÑOÄC LAÄP II.1. Heä thoáng ñaùnh löûa vít Heä thoáng ñaùnh löûa söû duïng vít löûa hay coøn goïi laø heä thoáng ñaùnh löûa thöôøng, coù sô ñoà nguyeân lyù ñöôïc theå hieän treân hình 8.1. 197
Chöông 8 – Heä thoáng ñaùnh löûa trong ñoäng cô xaêng Daây cao aùp Daây cao aùp Boä ñaùnh löûa Khoaù ñieän sôùm ly taâm Boä chia ñieän Bougie Tuï ñieän Accu Boâbin Cam Tieáp ñieåm cuûa boä ngaét ñieän Ñieän trôû Boä ñaùnh löûa sôùm chaân khoâng Hình 8.1. Sô ñoà nguyeân lyù laøm vieäc cuûa heä thoáng ñaùnh löûa vít. Khi ñoäng cô laøm vieäc, tieáp ñieåm IG ñöôïc ñoùng seõ coù doøng ñieän ñi töø cöïc döông cuûa accu (doøng sô caáp) qua ñieän trôû vaøo cuoän sô caáp cuûa boâbin roài ñeán tieáp ñieåm cuûa boä ngaét ñieän. Tieáp ñieåm naøy ñöôïc ñoùng môû bôûi cam, truïc cam naøy thöôøng ñoàng truïc vôùi truïc boä chia ñieän. Khi tieáp ñieåm ñoùng, doøng sô caáp qua tieáp ñieåm roài veà cöïc aâm cuûa accu. Khi cam ñieàu khieån tieáp ñieåm môû, doøng sô caáp cuûa boâbin bò maát ñoät ngoät, khi ñoù laøm xuaát hieän söùc ñieän ñoäng caûm öùng treân cuoän thöù caáp cuûa boâbin. Ñieän theá naøy qua con quay cuûa boä chia ñieän vaø daây daãn cao aùp ñeán caùc bougie, ñaùnh löûa theo thöù töï coâng taùc cuûa ñoäng cô. Cuõng vaøo luùc tieáp ñieåm cuûa boä ngaét ñieän môû, trong cuoän sô caáp cuõng sinh ra söùc ñieän ñoäng töï caûm khaù lôùn (khoaûng 200 ÷ 300 V) coù theå taïo ra tia löûa ñieän, laøm giaûm tuoåi thoï cuûa caëp tieáp ñieåm. Tia löûa naøy ñöôïc daäp taét nhôø tuï ñieän laép song song vôùi tieáp ñieåm ñeå baûo veä cho caëp tieáp ñieåm vaø ñoàng thôøi tuï coøn coù taùc duïng laøm taêng ñieän aùp ñaùnh löûa. Khi ñoäng cô khôûi ñoäng baèng acu, do accu vöøa cung caáp naêng löôïng cho heä thoáng khôûi ñoäng vaø caû heä thoáng ñaùnh löûa neân accu bò suït aùp khaù lôùn. Luùc naøy doøng sô caáp nhoû daãn ñeán doøng thöù caáp nhoû, laøm cho ñoäng cô caøng khoù khôûi ñoäng. Ñeå khaéc phuïc hieän töôïng treân, trong heä thoáng coù tieáp ñieåm ST. Khi khôûi ñoäng cho ñoäng cô, tieáp ñieåm ST ñöôïc ñoùng, doøng ñieän khoâng qua ñieän trôû neân doøng sô caáp khoâng bò giaûm so vôùi cheá ñoä laøm vieäc bình thöôøng (sau khi ñoäng cô khôûi ñoäng, tieáp ñieåm ST ñöôïc môû ra vaø doøng sô caáp laïi phaûi qua ñieän trôû). Boä ñaùnh löûa sôùm ly taâm vaø boä ñaùnh löûa sôùm chaân khoâng coù taùc duïng ñieàu chænh thôøi ñieåm ñaùnh löûa cho phuø hôïp vôùi söï thay ñoåi cuûa toác ñoä vaø taûi treân ñoäng cô trong quaù trình laøm vieäc. II.2. Heä thoáng ñaùnh löûa duøng transitor (khoâng coù tieáp ñieåm) Trong heä thoáng ñaùnh löûa vít, caëp tieáp ñieåm cuûa boä ngaét ñieän caàn ñöôïc baûo döôõng vaø ñieàu chænh thöôøng xuyeân thaäm chí khi laøm vieäc moät thôøi gian phaûi thay môùi. Ñaây laø moät haïn cheá lôùn ñoái vôùi heä thoáng ñaùnh löûa vít. Vôùi thoáng ñaùnh löûa duøng transitor, noù seõ khaéc phuïc ñöôïc nhöôïc ñieåm naøy. Heä thoáng ñaùnh löûa duøng transitor coù sô ñoà nguyeân lyù ñöôïc theå hieän treân hình 8.2. 198
Chöông 8 – Heä thoáng ñaùnh löûa trong ñoäng cô xaêng Trong heä thoáng ñaùnh löûa naøy, transitor thay theá vai troø cuûa caëp tieáp ñieåm boä ngaét ñieän trong heä thoáng ñaùnh löûa vít ñeå ñieàu khieån doøng sô caáp. Töông töï nhö heä thoáng ñaùnh löûa vít, boä ñaùnh löûa sôùm ly taâm vaø boä ñaùnh löûa sôùm chaân khoâng coù taùc duïng ñieàu chænh thôøi ñieåm ñaùnh löûa cho phuø hôïp vôùi söï thay ñoåi cuûa toác ñoä vaø taûi treân ñoäng cô trong quaù trình laøm vieäc. Daây cao aùp Daây cao aùp Boä ñaùnh löûa Khoaù ñieän sôùm ly taâm Boä chia ñieän IC ñaùnh löûa Transitor Bougie Boâbin Boä taïo tín hieäu Boä ñaùnh löûa sôùm chaân khoâng Hình 8.2. Sô ñoà nguyeân lyù laøm vieäc cuûa heä thoáng ñaùnh löûa duøng transitor. - Boä ñaùnh löûa sôùm ly taâm ñieàu khieån ñaùnh löûa sôùm theo toác ñoä cuûa ñoäng cô (hình 8.3). Thoâng thöôøng, vò trí ban ñaàu cuûa caùc quaû vaêng ñöôïc xaùc ñònh bôûi caùc loø xo. Khi toác ñoä cuûa truïc boä chia ñieän taêng leân cuøng vôùi toác ñoä ñoäng cô, löïc ly taâm thaéng löïc caêng cuûa caùc loø xo. Keát quaû laø vò trí cuûa roâto tín hieäu dòch chuyeån vöôït quaù moät goùc ñaõ ñònh vaø laøm taêng goùc ñaùnh löûa sôùm. Quaû vaêng Taám ñieàu khieån Taám cuûa boä ñieàu khieån Loø xo boä ñieàu khieån ly taâm Truïc boä chia ñieän Roâto tín hieäu Ñaùnh löûa sôùm Hình 8.3. Boä ñaùnh löûa sôùm ly taâm. 199
Chöông 8 – Heä thoáng ñaùnh löûa trong ñoäng cô xaêng – Boä ñaùnh löûa sôùm chaân khoâng ñieàu khieån ñaùnh löûa sôùm theo taûi troïng cuûa ñoäng cô (hình 8.4). Maøng ñöôïc lieân keát vôùi taám ngaét thoâng qua thanh ñaåy hoaëc boä cheá hoaø khí. Buoàng maøng ñöôïc noái thoâng vôùi cöûa tröôùc cuûa ñöôøng oáng naïp. Khi böôùm ga heù môû, aùp suaát chaân khoâng töø cöûa tröôùc seõ huùt maøng ñeå laøm quay taám ngaét. Keát quaû laø boä phaùt tín hieäu dòch chuyeån vaø taïo ra ñaùnh löûa sôùm. Boä taïo tín hieäu Taám ngaét Maøng Thanh daãn Loø xo maøng Ñaùnh löûa sôùm Goùc ñaùnh löûa sôùm Hình 8.4. Boä ñaùnh löûa sôùm chaân khoâng. III. HEÄ THOÁNG ÑAÙNH LÖÛA DUØNG ECU (Electronic Control Unit) III.1. Heä thoáng ñaùnh löûa coù boä chia ñieän (hình 8.5) Daây cao aùp Daây cao aùp Khoaù ñieän Boä chia ñieän IC ñaùnh löûa Transitor Bougie ECU Accu Boâbin Caùc caûm bieán Hình 8.5. Sô ñoà nguyeân lyù heä thoáng ñaùnh löûa duøng ECU, coù boä chia ñieän. 200
Chöông 8 – Heä thoáng ñaùnh löûa trong ñoäng cô xaêng Trong heä thoáng ñaùnh löûa naøy khoâng söû duïng boä ñaùnh löûa sôùm chaân khoâng vaø boä ñaùnh löûa sôùm ly taâm. Thay vaøo ñoù, chöùc naêng ñaùnh löûa sôùm cuûa boä ñieàu khieån ñieän töû (ECU) seõ ñieàu khieån thôøi ñieåm ñaùnh löûa. ECU cuûa ñoäng cô tieáp nhaän tín hieäu ñaàu vaøo ñeå xaùc ñònh caùc cheá ñoä laøm vieäc cuûa ñoäng cô töø caùc caûm bieán, sau ñoù tính toaùn vaø xuaát tín hieäu ñieàu khieån thôøi ñieåm ñaùnh löûa toái öu vôùi töøng cheá ñoä laøm vieäc cuûa ñoäng cô. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa heä thoáng ñöôïc dieãn ra nhö sau: – ECU ñoäng cô nhaän tín hieäu töø caùc caûm bieán khaùc nhau vaø gôûi tín hieäu ñaùnh löûa ñeán boä ñaùnh löûa (ECU cuõng coù taùc duïng ñieàu khieån ñaùnh löûa sôùm). – Boä ñaùnh löûa nhaän tín hieäu ñaùnh löûa vaø laäp töùc cho chaïy doøng sô caáp. – Cuoän ñaùnh löûa vôùi doøng sô caáp bò ngaét ñoät ngoät, sinh ra doøng cao aùp. – Boä chia ñieän seõ phaân phoái doøng cao aùp töø cuoän thöù caáp ñeán caùc bougie. – Bougie nhaän doøng cao aùp vaø ñaùnh löûa ñeå ñoát chaùy hoãn hôïp. III.2. Heä thoáng ñaùnh löûa khoâng coù boä chia ñieän Trong heä thoáng ñaùnh löûa khoâng coù boä chia ñieän (DLI – Distributorless Ignition System), thay vaøo ñoù laø moät cuoän ñaùnh löûa cuøng vôùi moät IC ñaùnh löûa ñoäc laäp cho moãi xylanh. Vì theá neân heä thoáng khoâng caàn daây cao aùp, töø ñoù coù theå giaûm ñöôïc toån thaát naêng löôïng vaø taêng ñoä beàn. Ngoaøi ra heä thoáng coøn giaûm ñeán möùc toái ña taùc duïng nhieãu töø, bôûi vì khoâng söû duïng tieáp ñieåm trong khu vöïc cao aùp. Vieäc ñieàu khieån thôøi ñieåm ñaùnh löûa ñöôïc thöïc hieän thoâng qua chöùc naêng ñieàu khieån ñaùnh löûa sôùm ñieän töû. Heä thoáng ñaùnh löûa khoâng coù boä chia ñieän ñöôïc bieát ñeán nhö heä thoáng ñaùnh löûa tröïc tieáp. III.3. Heä thoáng ñaùnh löûa tröïc tieáp Trong heä thoáng ñaùnh löûa tröïc tieáp (DIS – Direct Ignition System), thay vì söû duïng boä chia ñieän heä thoáng naøy söû duïng cuoän ñaùnh löûa ña boäi ñeå cung caáp ñieän aùp cao tröïc tieáp cho bougie (hình 8.6). ECU Cuoän ñaùnh löûa coù IC ñaùnh löûa Caûm bieán vò trí truïc cam Hính 8.6. Heä thoáng ñaùnh löûa tröïc tieáp (DIS – Direct Ignition System). Thôøi ñieåm ñaùnh löûa ñöôïc ñieàu khieån bôûi chöùc naêng ñaùnh löûa sôùm cuûa ECU ñoäng cô. ECU cuûa ñoäng cô nhaän tín hieäu töø caùc caûm bieán khaùc nhau, tính toaùn thôøi ñieån ñaùnh löûa, truyeàn tín hieäu ñaùnh löûa ñeán IC ñaùnh löûa. Thôøi ñieåm ñaùnh löûa ñöôïc tính toaùn lieân tuïc theo ñieàu kieän cuûa ñoäng cô, döïa treân giaù trò thôøi ñieåm ñaùnh löûa sôùm toái öu ñaõ ñöôïc löu tröõ trong maùy tính. Heä thoáng naøy giuùp caûi thieän tính kinh teá veà nhieân lieäu vaø taêng coâng suaát cuûa ñoäng cô. 201
Chöông 8 – Heä thoáng ñaùnh löûa trong ñoäng cô xaêng Ngaøy nay, heä thoáng ñaùnh löûa tröïc tieáp ñöôïc öùng duïng raát roäng raõi nhôø caùc öu ñieåm sau: – Daây cao aùp ngaén hoaëc khoâng coù daây cao aùp neân giaûm thieåu maát maùt naêng löôïng vaø giaûm nhieãu tín hieäu treân maïch thöù caáp. – Khoâng duøng moû queït neân khoâng coù khe hôû giöõa moû queït vaø daây cao aùp. – Khoâng coù nhöõng hö hoûng thöôøng gaëp do hieän töôïng phoùng ñieän treân maïch cao aùp vaø giaûm chi phí baûo döôõng. Heä thoáng ñaùnh löûa tröïc tieáp coù hai daïng ñöôïc theå hieän treân hình 8.7. Loaïi 1: Söû duïng moãi boâbin cho moät bougie Nhôø taàn soá hoaït ñoäng cuûa caùc boâbin nhoû hôn tröôùc neân caùc cuoän daây sô caáp vaø thöù caáp ít noùng hôn. Trong heä thoáng naøy, kích thöôùc cuûa boâbin raát nhoû vaø ñöôïc gaén vôùi naép chuïp bougie. Treân hình 8.7a, sau khi ECU xöû lyù tín hieäu töø caùc caûm bieán seõ gôûi tín hieäu ñieàu khieån vieäc ñaùnh löûa theo thöù töï noå vaø cheá ñoä laøm vieäc cuûa ñoäng cô. Caùc caûm bieán Caùc caûm bieán ECU ECU IGT1 IGT2 IGT3 IGT4 IC ñaùnh löûa IC ñaùnh löûa Cuoän ñaùnh löûa Cuoän ñaùnh löûa Daây (coù IC ñaùnh löûa) cao aùp Bougie Bougie Cuoän ñaùnh löûa a) Loaïi 1 b) Loaïi 2 (Söû duïng moãi boâbin cho (Söû duïng moãi boâbin cho moät bougie) töøng caëp bougie) Hình 8.7. Sô ñoà nguyeân lyù heä thoáng ñaùnh löûa tröïc tieáp. 202
Chöông 8 – Heä thoáng ñaùnh löûa trong ñoäng cô xaêng IC ñaùnh löûa Cuoän ñaùnh löûa coù IC ñaùnh löûa Thieát bò naøy goàm coù IC ñaùnh löûa vaø cuoän Cuoän sô caáp daây ñaùnh löûa keát hôïp vôùi nhau thaønh moät cuïm. Cuoän thöù caáp Tröôùc ñaây, doøng ñieän cao aùp ñöôïc daãn Loõi ñeán xylanh baèng daây cao aùp. Nhöng ngaøy nay, cuoän daây ñaùnh löûa ñöôïc noái tröïc tieáp ñeán bougie cuûa töøng xylanh thoâng qua vieäc söû duïng cuoän ñaùnh löûa keát hôïp vôùi IC ñaùnh löûa. Khoaûng caùch daãn ñieän cao aùp ñöôïc ruùt ngaén nhôø noái tröïc tieáp cuoän ñaùnh löûa vôùi bougie, laøm giaûm toån thaát naêng löôïng vaø nhieãu töø. Nhôø vaäy, ñoä tin caäy cuûa heä thoáng ñaùnh löûa Naép chuïp bougie ñöôïc naâng cao. Hình 8.8. Cuoän ñaùnh löûa coù IC ñaùnh löûa. Loaïi 2: söû duïng moãi boâbin cho töøng caëp bougie Caùc boâbin ñoâi phaûi ñöôïc gaén vaøo bougie cuûa hai xylanh song haønh. Ví duï: khi thöù töï coâng taùc cuûa ñoäng cô 4 xylanh laø 1 – 3 – 4 – 2, ta söû duïng hai boâbin. Boâbin thöù nhaát coù hai ñaàu cuûa cuoän thöù caáp ñöôïc noái tröïc tieáp vôùi bougie soá 1 vaø soá 4 coøn boâbin thöù hai ñöôïc noái vôùi bougie soá 2 vaø soá 3. ÔÛ thôøi ñieåm ñaùnh löûa, moät bougie phaùt tia löûa trong quaù trình neùn vaø moät coøn laïi xuaát hieän trong quaù trình thaûi. Chaúng haïn, xylanh soá 1 ñang ôû kyø neùn vaø xylanh soá 4 ñang ôû kyø thaûi, piston cuøng ôû vò trí gaàn ñieåm cheát treân nhöng trong hai quaù trình khaùc nhau neân ñieän trôû khe hôû bougie cuûa caùc xylanh naøy cuõng khaùc nhau (R1 >> R4). Chính ñieàu naøy ñaõ laøm cho tia löûa chæ xuaát hieän maïnh ôû bougie soá 1 vaø raát yeáu ôû bougie soá 4. Trong tröôøng hôïp ngöôïc laïi, tia löûa seõ xuaát hieän ôû bougie soá 4. Quaù trình töông töï cuõng xaûy ra ñoái vôùi bougie soá 2 vaø soá 3. Ñoái vôùi ñoäng cô saùu xylanh, ñeå ñaûm baûo thöù töï noå 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4. Heä thoáng ñaùnh löûa tröïc tieáp söû duïng ba boâbin, moät cho xylanh soá 1 vaø soá 6, moät cho xylanh soá 2 vaø soá 5, vaø moät coøn laïi cho xylanh soá 3 vaø soá 4. ------------------------ 203

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.