Bugi,bô bin và hệ thống đánh lửa trên xe ô tô

Ngày đăng: 05/06/2020 Lượt xem: 223
Bugi,bô bin và hệ thống đánh lửa trên xe ô tô

  Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống đánh lửa

Nhiệm vụ

Hệ thống đánh lửa trên động cơ có nhiệm vụ biến nguồn điện xoay chiều hoặc một chiều có hiệu điện thế thấp (12 hoặc 24V) thành các xung điện thế cao (từ 15.000 đến 40.000V). Các xung hiệu điện thế cao này sẽ được phân bố đến bugi của các xylanh đúng thời điểm để tạo tia lửa điện cao thế đốt cháy hòa khí.

Yêu cầu

Một hệ thống đánh lửa làm việc tốt phải bảo đảm các yêu cầu sau:

-          Hệ thống đánh lửa phải sinh ra sức điện động thứ cấp đủ lớn để phóng điện qua khe hở bugi trong tất cả các chế độ làm việc của động cơ.

-          Tia tửa trên bugi phải đủ năng lượng và thời gian phóng để sự cháy bắt đầu.

-          Góc đánh lửa sớm phải đúng trong mọi chế độ hoạt động của động cơ.

-          Các phụ kiện của hệ thống đánh lửa phải hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ cao và độ rung xóc lớn.

-     Sự mài mòn điện cực bugi phải nằm trong khoảng cho phép.

Phân loại

Ngày nay, hệ thống đánh lửa được trang bị trên động cơ ôtô có rất nhiều loại khác nhau. Dựa vào cấu tạo, hoạt động, phương pháp điều khiển, người ta phân loại hệ thống đánh lửa theo các cách phân loại sau:

a. Phân loại theo phương pháp tích lũy năng lượng:

-         Hệ thống đánh lửa điện cảm (TI – Transistor Ignition system).

-         Hệ thống đánh lửa điện dung (CDI – Capacitor Discharged Ignition system).

b. Phân loại theo phương pháp điều khiển bằng cảm biến

-          Hệ thống đánh lửa sử dụng vít lửa (breaker).

-          Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến điện từ (electromagnetic sensor) gồm 2 loại: loại nam châm đứng yên và loại nam châm quay.

-          Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến biến Hall.

-          Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến biến quang.

-          Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến từ trở…

-          Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến cộng hưởng.

c. Phân loại theo các phân bố điện cao áp

-          Hệ thống đánh lửa có bộ chia điện-(delco) (distributor ignition system).

-          Hệ thống đánh lửa trực tiếp hay không có delco (distributorless ignition system).

d. Phân loại theo phương pháp điều khiển góc đánh lửa sớm

-          Hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng cơ khí (Mechanical Spark advance).

-          Hệ thống đánh lửa với bộ điều khiển góc đánh lửa sớm bằng điện tử (ESA – Electronic Spark advance).

e. Phân loại theo kiểu ngắt mạch sơ cấp

-          Hệ thống đánh lửa sử dụng vít lửa (conventional ignition system).

-          Hệ thống đánh lửa sử dụng Transistor (transistor ignition system).

-          Hệ thống đánh lửa sử dụng Thyristor (CDI).

Sơ đồ cấu trúc khối và sơ đồ mạch cơ bản

Sơ đồ cấu trúc khối


Trên hình 5.9 trình bày sơ đồ cấu trúc chung của kiểu hệ thống đánh lửa khác nhau. Trong sơ đồ này điểm khác biệt chủ yếu giữa các hệ thống đánh lửa là cách tạo xung để đóng ngắt dòng sơ cấp thông qua transistor công suất trong IC đánh lửa.
5.3.2   Sơ đồ cấu tạo cơ bản



Hình 5.10: Sơ đồ mạch điện cơ bản của hệ thống đánh lửa bán dẫn

 

5.4  Cấu tạo hệ thống đánh lửa

5.4.1  Sơ đồ và cấu tạo phần tử

a. Sơ đồ chung của hệ thống CI

Những thiết bị chủ yếu của HTĐL này là biến áp đánh lửa (bobine), điện trở phụ, bộ chia điện, bougie đánh lửa, khoá điện và nguồn điện một chiều (accu hoặc máy phát). Sơ đồ của hệ thống  đánh lửa này trình bày trên hình dưới đây:

b.  Cấu tạo các chi tiết

*        Biến áp đánh lửa (bobine)

Đây là một loại biến áp cao thế đặc biệt nhằm biến những xung điện có hiệu điện thế thấp (6, 12 hoặc 24V) thành các xung điện có hiệu điện thế cao (12,000 ÷ 40,000V) để phục vụ cho việc tạo ra tia lửa ở bugi.

Lõi thép từ được ghép bằng các lá thép biến thế dầy 0,35mm và có lớp cách mặt để giảm ảnh hưởng của dòng điện xoáy (dòng Fucô). Lõi thép được chèn chặt trong ống các tông cách điện mà trên đó người ta quấn cuộn dây thứ cấp, gồm rất nhiều vòng dây (W2 = 19.000 ÷ 26.000 vòng) đường kính 0,07 ÷ 0,1 mm. Giữa các lớp dây của cuộn W2 có hai lớp giấy cách điện mỏng mà chiều rộng của lớp giấy rất lớn so với khoảng quấn dây để tránh trùng chéo các lớp dây và tránh bị đánh điện qua phần mặt bên của cuộn dây. Lớp dây đầu tiên kể từ ống các tông trong cùng và bốn lớp dây tiếp theo đó người ta không quấn các vòng dây sát nhau mà quấn cách nhau khoảng 1 ÷ 1,5 mm. Đầu của vòng dây đầu tiên đó được hàn ngay với lõi thép rồi thông qua lò xo dẫn lên điện cực trung tâm (cực cao thế ) của nắp cách điện.

Cuộn thứ cấp, sau khi đã quấn xong, được cố định trong ống các tông cách điện, mà trên đó có quấn cuộn dây sơ cấp với số vòng dây không lớn lắm (W1 = 250 ÷ 400 vòng), cỡ dây 0,69 ÷ 0,8 mm. Một đầu của cuộn sơ cấp được hàn vào một vít bắt dây khác trên nắp. Hai vít bắt dây này rỗng trong và to hơn vít thứ (vít gá hộp điện trở phụ). Toàn bộ khối gồm các cuộn dây và lõi thép đó được đặt trong ống thép từ, ghép bằng những lá thép biến thế uốn cong theo mặt trụ hở và các khe hở của những lá thép này đặt chệch nhau. Cuộn dây và ống thép đặt trong vỏ thép và cách điện ở phía đáy bằng miếng sứ, nắp là nắp cách điện làm bằng vật liệu cách điện cao cấp.

Đa số các bobine trước đây có dầu biến thế bên trong giải nhiệt, nhưng yêu cầu làm kín tương đối khó. Hiện nay, việc điều khiển thời gian ngậm điện bằng điện tử giúp các bobine ít nóng. Đồng thời, để đảm bảo năng lượng đánh lửa lớn ở tốc độ cao, người ta tăng cường độ dòng ngắt và giảm độ tự cảm cuộn dây sơ cấp. Chính vì vậy, các bobine ngày nay có kích thước rất nhỏ, có mạch từ kín và không cần dầu biến áp để giải nhiệt. Các bobine loại này được gọi là bobine khô.

*        Bộ chia điện

                   Bộ chia điện là một thiết bị quan trọng trong hệ thống đánh lửa. Nó có nhiệm vụ tạo nên những xung điện ở mạch sơ cấp của HTĐL và phân phối điện cao thế đến các xy lanh t                     theo thứ tự nổ của động cơ đúng thời điểm. Bộ chia điện có thể chia làm ba bộ phận: bộ phận tạo xung điện, bộ phận chia điện  cao thế và các cơ cấu điều chỉnh góc đánh lửa.
            *        Bộ phận tạo xung điện 

Cam 1 lắp lỏng trên trục bộ chia điện và mắc vào bộ điều chỉnh ly tâm. Mâm tiếp điểm trong các bộ chia điện gồm hai mâm: mâm trên (mâm di động), mâm dưới (mâm cố định) và giữa chúng có ổ bi. Trong bộ chia điện của một số xe có thể chỉ có một mâm. Ở mâm trên có: giá má vít tĩnh, cần tiếp điểm (giá má vít động) để tạo nên tiếp điểm; miếng dạ bôi trơn và lao cam; chốt để mắc với bộ điều chỉnh góc đánh lửa; giá bắt dây; và đôi khi có thể đặt ngay trên mâm tiếp điểm. Giữa mâm trên và mâm dưới có dây nối mass. Mâm trên có thể quay tương ứng với mâm dưới một góc để phục vụ cho việc điều chỉnh góc đánh lửa sớm.

Má vít tĩnh phải tiếp mass thật tốt còn cần tiếp điểm có thể quay quanh chốt, phải cách điện với mass và được nối với vít bắt dây ở phía bên của bộ chia điện bằng các đoạn dây và thông qua lò xo. Tiếp điểm bình thường ở trạng thái đóng nhờ lò xo lá, còn khe hở giữa các má vít, khi nó ở trạng thái mở hết, thường bằng 0,3 ÷ 0,5 mm và được điều chỉnh bằng cách nới vít hãm, rồi xoay vít điều chỉnh lệch tâm để phần lệch tâm của vít điều chỉnh sẽ tác dụng lên bên nạng của giá má vít tĩnh làm cho nó xoay quanh chốt một ít, dẫn đến thay đổi khe hở của tiếp điểm.

Khi phần cam quay các vấu cam sẽ lần lượt tác động lên gối cách điện của cần  tiếp điểm làm cho tiếp điểm mở ra, còn khi qua vấu cam. tiếp điểm lại đóng lại dưới tác dụng của lò xo lá.

Các cơ cấu điều chỉnh góc đánh lửa: Bộ phận này gồm 3 cơ cấu điều chỉnh góc đánh lửa.

-       Bộ điều chỉnh góc đánh lửa ly tâm.

-       Bộ điều chỉnh góc đánh lửa chân không.

-       Bộ điều chỉnh góc đánh lửa theo trị số octan.

Bộ điều chỉnh góc đánh lửa ly tâm: tên gọi đầy đủ là bộ điều chỉnh góc đánh lửa sớm theo số vòng quay kiểu ly tâm. Bộ điều chỉnh này làm việc tự động tùy thuộc vào tốc độ của động cơ.

Về cấu tạo, bộ điều chỉnh góc đánh lửa ly tâm gồm (hình 5.13): giá đỡ quả văng  được lắp chặt với trục của bộ chia điện; hai quả văng được đặt trên giá và có thể xoay quanh chốt quay của quả văng đồng thời cũng là giá móc lò xo; các lò xo một đầu mắc vào chốt  còn đầu kia móc vào giá trên quả văng và luôn luôn kéo các quả văng về phía trục. Trên mỗi quả văng có một chốt và bằng hai chốt này bộ điều chỉnh ly tâm được gài vào hai rãnh trên thanh ngang của phần cam.

Bộ điều chỉnh góc đánh lửa chân không:

Bộ điều chỉnh góc đánh lửa chân không còn có tên gọi đầy đủ là bộ điều chỉnh góc đánh lửa sớm theo phụ tải động cơ, kiểu chân không. Cơ cấu này cũng làm việc tự động tùy thuộc vào mức tải của động cơ.

Cấu tạo bộ điều chỉnh góc đánh lửa sớm theo phụ tải được trình bày trên hình 5.15. Bộ điều chỉnh gồm: một hộp kín bằng cách ghép hai nửa lại với nhau. Màng đàn hồi ngăn cách giữa hai buồng, một buồng luôn luôn thông với khí quyển và chịu áp suất của khí quyển, còn buồng kia thông với lỗ ở phía bướm ga bằng ống nối và chịu ảnh hưởng của sự thay đổi áp suất ở phía dưới bướm ga.

Trên màng có gắn cần kéo, mà một đầu được mắc vào chốt của mâm tiếp điểm (mâm trên). Lò xo luôn ép màng về một phía và sức căng của lò xo được điều chỉnh bằng các đệm. Toàn bộ bộ điều chỉnh được bắt vào thành bên của bộ chia điện bằng hai vít.

Bộ điều chỉnh góc đánh lửa theo trị số octane của nhiên liệu

Bộ điều chỉnh này có mặt trên một số động cơ ôtô có thể dùng nhiều loại xăng khác nhau với trị số octane và tốc độ cháy của chúng khác nhau, do vậy góc đánh lửa sớm phải thay đổi theo trị số octane.

*        Bougie và cách chọn lựa bougie

Bougie đóng vai trò rất quan trọng trong hoạt động của động cơ xăng. Đó là nơi xuất hiện tia lửa ban đầu để đốt cháy hòa khí, vì vậy, nó ảnh hưởng trực tiếp đến công suất của động cơ, lượng tiêu hao nhiên liệu cũng như độ ô nhiễm của khí thải. Do điện cực bougie đặt trong buồng đốt nên điều kiện làm việc của nó rất khắc nghiệt: nhiệt độ ở kỳ cháy có thể lên đến 2500oC và áp suất đạt 50kg/cm2. Ngoài ra bougie còn chịu sự thay đổi đột ngột về áp suất lẫn nhiệt độ, các dao động cơ khí, sự ăn mòn hoá học và điện thế cao áp. Chính vì vậy, các hư hỏng trên động cơ xăng thường liên quan đến bougie.

Hiệu điện thế cần thiết đặt vào bougie để có thể phát sinh tia lửa tuân theo định luật Pashen. Khả năng xuất hiện tia lửa trên điện cực bougie ở hiệu điện thế cao (khó đánh lửa) hay thấp (dễ đánh lửa) phụ thuộc vào áp suất trong xy lanh ở cuối quá trình nén, khe hở bougie và nhiệt độ của điện cực trung tâm của bougie. Áp suất trong xy lanh càng cao thì càng khó đánh lửa. Vì vậy, những động cơ có tỷ số nén cao đòi hỏi phải sử dụng hệ thống đánh lửa có điện thế thứ cấp (của bobine) cao hơn. Điều đó cũng có nghĩa là khi thử bougie ở ngoài thấy xuất hiện tia lửa nhưng khi gắn vào động cơ chưa chắc có lửa. Khe hở càng lớn thì quá trình cháy sẽ tốt hơn nhưng càng khó đánh lửa và mau mòn điện cực. Trong trường hợp này, ta sẽ nghe thấy tiếng “lụp bụp” đặc trưng khi lên ga cao vì mất lửa. Nếu khe hở nhỏ quá, diện tích tiếp xúc của tia lửa với hoà khí ít, làm giảm công suất động cơ (máy yếu), tăng ô nhiễm và tiêu hao nhiên liệu (vì không đốt hết). Khe hở quá nhỏ cũng làm bougie dễ bị “chết” do muội than bám vào điện cực. Khe hở cho phép của bougie phụ thuộc vào hiệu điện thế cực đại của cuộn dây thứ cấp trong bobine đã được thiết kế cho từng loại động cơ. Vì vậy, ta phải chỉnh khe hở theo thông số của nhà chế tạo.

Các thông số về bougie (chủng loại, khe hở…) thường được nhà chế tạo cung cấp và được ghi ở trong khoang động cơ. Tuy nhiên, đối với một số xe nhập từ Mỹ hoặc châu Âu, ta không nên sử dụng bougie ghi trên xe vì điều kiện làm việc của động cơ lẫn điều kiện khí hậu ở nước ta đều khác. Do điện cực bougie bị mòn trong quá trình phóng tia lửa điện (tốc độ mòn trung bình đối với bougie loại thường: 0.01 ÷ 0.02mm/1,000km), ta phải chỉnh lại khe hở định kỳ. Thời gian bảo dưỡng bougie phụ thuộc vào loại bougie và tình trạng động cơ. Bougie có điện cực làm bằng đồng (loại rẻ tiền) phải chỉnh khe hở sau mỗi 10.000 km. Bougie có điện cực platin (loại đắt tiền) chỉ phải bảo dưỡng sau 80.000 km tính từ lúc thay. Loại bougie này thường được sử dụng trên các xe khó mở bougie. Đối với bougie platin, khi bảo dưỡng, chỉ chỉnh khe hở mà không được đánh sạch điện cực bằng giấy nhám vì điện cực chỉ được hàn một lớp mỏng kim loại quí hiếm này. 

Các dịch vụ khác tại Trung Tâm Kỹ Thuật Ô Tô Mỹ Đình THC
Để nhận được báo giá chi tiết và tư vấn kỹ thuật quý khách hàng vui lòng liên hệ:
Cố vấn dịch vụ: Hotline & zalo: 09.64.10.44.44
Tư vấn kỹ thuật: Hotline & zalo: 0962.68.87.68
Email: otomydinhthc@gmail.com

Công Ty TNHH Ô Tô Mỹ Đình THC - "HƠN CẢ SỰ MONG ĐỢI ..."
Xưởng dịch vụ 1: Số 587 Phúc Diễn, Xuân Phương, Nam Từ Liêm, Hà Nội
Xưởng dịch vụ 2: Số 589 Phúc Diễn, Xuân Phương, Nam Từ Liêm, Hà Nội
Website 2: www.shopoto.com.vn
Youtube: https://youtu.be/hFCNQikE_MA
Fanpage: https://www.facebook.com/otomydinhTHC/?ti=as