Luận văn thạc sĩ khảo sát hệ thống đánh lửa trực tiếp của động cơ 1nz fe xây dựng mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp trên xe toyota vios 2007 min

Luận văn thạc sĩ khảo sát hệ thống đánh lửa trực tiếp động cơ 1NZ-FE, xây dựng mô hình phun xăng đánh lửa trực tiếp trên xe Toyota Vios 2007.

• Tác giả: Trần Thanh Hưng
• Đề tài: Khảo Sát Hệ Thống Đánh Lửa Trực Động Cơ 1NZ-FE & Xây Dựng Mô Hình Phun Xăng Trên Toyota Vios 2007
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN Ô TÔ
• 1.1. Nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu
• 1.2. Các thông số cơ bản của HTĐL
• 1.3. Lý thuyết chung về hệ thống đánh lửa trên ô tô
• 2. CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN ĐỘNG CƠ 1NZ-FE LẮP TRÊN XE TOYOTA VIOS
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH PHUN XĂNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP ĐỘNG CƠ 1NZ-FE. XÂY DỰNG BÀI GIẢNG THỰC HÀNH KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP TRÊN MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ 1NZ-FE TOYOTA VIOS 2007

Tóm tắt

I. Giới thiệu và tính cấp thiết của đề tài

Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc khảo sát hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ 1NZ-FE và xây dựng mô hình phun xăng trên Toyota Vios 2007. Với sự phát triển nhanh chóng của thị trường ô tô Việt Nam, việc hiểu rõ và tối ưu hóa các hệ thống đánh lửa trở nên cấp thiết. Hệ thống đánh lửa trực tiếp đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu và giảm phát thải khí độc hại. Đề tài này không chỉ giúp sinh viên hiểu rõ hơn về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa mà còn ứng dụng thực tế trong việc chẩn đoán và sửa chữa các hư hỏng liên quan.

1.1. Tình hình nghiên cứu

Các hãng xe lớn như Toyota, Honda, và Mitsubishi đã đầu tư nghiên cứu và cải tiến hệ thống đánh lửa để ứng dụng vào các dòng xe đời mới. Việc nghiên cứu hệ thống đánh lửa không chỉ giúp nâng cao hiệu suất động cơ mà còn là nền tảng để phát triển các công nghệ tiên tiến hơn. Đề tài này cũng là cơ hội để sinh viên tiếp cận với các công nghệ hiện đại, từ đó nâng cao kỹ năng và kiến thức trong lĩnh vực kỹ thuật ô tô.

1.2. Mục đích nghiên cứu

Mục đích chính của nghiên cứu là hiểu rõ vai trò của hệ thống đánh lửa trong việc tạo tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu. Nghiên cứu cũng nhằm nắm vững nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm của các hệ thống đánh lửa, và tầm quan trọng của việc thay thế hệ thống đánh lửa cơ khí bằng hệ thống điều khiển điện tử. Đồng thời, nghiên cứu cũng hướng đến việc chẩn đoán chính xác và nhanh chóng các hư hỏng trong hệ thống đánh lửa.

II. Khảo sát hệ thống đánh lửa trên động cơ 1NZ FE

Hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ 1NZ-FE được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất động cơ và giảm thiểu tiêu hao nhiên liệu. Hệ thống này sử dụng công nghệ điều khiển điện tử để đảm bảo tia lửa được tạo ra đúng thời điểm và có đủ năng lượng để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu. Việc khảo sát hệ thống này giúp hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động, và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống đánh lửa.

2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ 1NZ-FE bao gồm các thành phần chính như cuộn dây đánh lửa, bugi, và các cảm biến điều khiển. Nguyên lý hoạt động dựa trên việc biến đổi dòng điện một chiều thành các xung điện cao thế, tạo ra tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu. Hệ thống này được điều khiển bởi ECU (Engine Control Unit) để đảm bảo tia lửa được tạo ra đúng thời điểm và có đủ năng lượng.

2.2. Ưu điểm và hạn chế

Hệ thống đánh lửa trực tiếp mang lại nhiều ưu điểm như tăng hiệu suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu, và giảm phát thải khí độc hại. Tuy nhiên, hệ thống này cũng có một số hạn chế như chi phí bảo trì cao và yêu cầu kỹ thuật viên có trình độ chuyên môn cao để chẩn đoán và sửa chữa.

III. Xây dựng mô hình phun xăng trên Toyota Vios 2007

Việc xây dựng mô hình phun xăng trên Toyota Vios 2007 nhằm mục đích tối ưu hóa quá trình phun nhiên liệu, đảm bảo hỗn hợp nhiên liệu được đốt cháy hiệu quả. Mô hình này được thiết kế dựa trên nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử, sử dụng các cảm biến để điều chỉnh lượng nhiên liệu phun vào buồng đốt. Kết quả nghiên cứu sẽ giúp nâng cao hiệu suất động cơ và giảm thiểu tác động đến môi trường.

3.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng

Hệ thống phun xăng điện tử trên Toyota Vios 2007 hoạt động dựa trên nguyên lý điều khiển bằng điện tử. Các cảm biến như cảm biến oxy, cảm biến nhiệt độ, và cảm biến áp suất được sử dụng để thu thập dữ liệu và điều chỉnh lượng nhiên liệu phun vào buồng đốt. Hệ thống này đảm bảo hỗn hợp nhiên liệu được đốt cháy hiệu quả, giúp tăng hiệu suất động cơ và giảm tiêu hao nhiên liệu.

3.2. Ứng dụng thực tế

Mô hình phun xăng được xây dựng không chỉ giúp sinh viên hiểu rõ nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng mà còn ứng dụng thực tế trong việc chẩn đoán và sửa chữa các hư hỏng liên quan. Kết quả nghiên cứu cũng có thể được sử dụng để cải tiến hệ thống phun xăng trên các dòng xe khác, góp phần nâng cao hiệu suất và giảm thiểu tác động đến môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Thị trường ô tô Việt Nam đang phát triển nhanh chóng với sự gia tăng số lượng xe và nhu cầu sử dụng ngày càng cao. Theo ước tính, hiệu suất vận hành của động cơ ô tô đóng vai trò then chốt trong việc tối ưu hóa nhiên liệu và giảm thiểu khí thải độc hại. Trong đó, hệ thống đánh lửa trực tiếp là một thành phần quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả đốt cháy nhiên liệu và công suất động cơ. Vấn đề nghiên cứu tập trung vào việc khảo sát hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ 1NZ-FE, được trang bị trên xe Toyota Vios 2007, nhằm hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động và xây dựng mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp.

Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu là phân tích vai trò của hệ thống đánh lửa trong việc tạo tia lửa điện đúng thời điểm, đánh giá ưu nhược điểm của các hệ thống đánh lửa hiện có, đặc biệt là hệ thống đánh lửa điều khiển điện tử so với hệ thống cơ khí truyền thống. Nghiên cứu cũng nhằm phát triển mô hình thực hành kiểm tra hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ 1NZ-FE, giúp sinh viên và kỹ thuật viên nâng cao kiến thức và kỹ năng thực tế.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào động cơ 1NZ-FE lắp trên xe Toyota Vios 2007, với các phân tích kỹ thuật chi tiết về cấu tạo, cảm biến, và hệ thống điều khiển điện tử. Ý nghĩa nghiên cứu được thể hiện qua việc cải thiện các chỉ số hiệu suất động cơ như công suất tối đa 77 kW, mô men xoắn 145 Nm, và tỷ số nén 10, đồng thời góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu và giảm khí thải trong bối cảnh phát triển bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình kỹ thuật về hệ thống đánh lửa ô tô, bao gồm:

• Lý thuyết về hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS): Hệ thống này không sử dụng bộ chia điện mà mỗi xy-lanh được trang bị một bobin đánh lửa riêng biệt, điều khiển bằng tín hiệu điện tử từ ECU, giúp tăng độ chính xác và giảm tổn thất năng lượng.
• Mô hình điều khiển đánh lửa sớm bằng điện tử (ESA): Sử dụng bộ điều khiển điện tử để xác định thời điểm đánh lửa tối ưu dựa trên các tín hiệu cảm biến như vị trí trục khuỷu, trục cam, nhiệt độ nước làm mát, và cảm biến kích nổ.
• Khái niệm về hiệu điện thế thứ cấp cực đại và góc đánh lửa sớm: Hiệu điện thế thứ cấp cực đại dao động từ 12 kV đến 40 kV, đảm bảo tia lửa đủ mạnh để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu. Góc đánh lửa sớm ảnh hưởng đến công suất, tiết kiệm nhiên liệu và khí thải.
• Các cảm biến trong hệ thống đánh lửa: Cảm biến vị trí trục khuỷu (tín hiệu NE), cảm biến vị trí trục cam (tín hiệu G), cảm biến kích nổ, cảm biến oxy, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến lưu lượng khí nạp và cảm biến vị trí bướm ga.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tổng hợp và phân tích tài liệu kỹ thuật, giáo trình, và cẩm nang sửa chữa của hãng Toyota. Dữ liệu thu thập từ các nguồn chính bao gồm:

• Tài liệu kỹ thuật và sách chuyên ngành về hệ thống đánh lửa và động cơ 1NZ-FE.
• Thông tin từ các cảm biến và hệ thống điều khiển điện tử trên xe Toyota Vios 2007.
• Thực nghiệm khảo sát trực tiếp trên xe và mô hình động cơ 1NZ-FE.

Phân tích dữ liệu được thực hiện bằng phương pháp mô phỏng và đánh giá kỹ thuật dựa trên các thông số kỹ thuật như hiệu điện thế, dòng điện sơ cấp, góc đánh lửa, và tín hiệu cảm biến. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm các bộ phận hệ thống đánh lửa và cảm biến trên động cơ 1NZ-FE, được lựa chọn do tính phổ biến và ứng dụng thực tế rộng rãi. Timeline nghiên cứu kéo dài trong khoảng thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, tập trung vào khảo sát, phân tích và xây dựng mô hình thực hành.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu quả của hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ 1NZ-FE: Hệ thống DIS giúp giảm tổn thất năng lượng do không sử dụng bộ chia điện và dây cao áp dài, tăng hiệu suất đánh lửa với hiệu điện thế thứ cấp cực đại đạt khoảng 15-30 kV, đảm bảo tia lửa mạnh và ổn định ở mọi chế độ vận hành.

2. Độ chính xác của góc đánh lửa sớm được cải thiện nhờ ESA: Góc đánh lửa sớm được điều khiển điện tử dựa trên tín hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu và trục cam, giúp tối ưu hóa công suất động cơ (77 kW) và mô men xoắn (145 Nm), đồng thời giảm khí thải và tiêu hao nhiên liệu.

3. Vai trò của các cảm biến trong hệ thống điều khiển: Cảm biến NE và G cung cấp tín hiệu chính xác về vị trí và tốc độ động cơ, cảm biến oxy và cảm biến kích nổ giúp điều chỉnh tỷ lệ nhiên liệu và thời điểm đánh lửa, nâng cao hiệu quả đốt cháy và giảm hiện tượng kích nổ.

4. Ưu điểm của bobin đánh lửa riêng cho từng xy-lanh: Giảm nhiệt độ và kích thước bobin, tăng độ bền và độ tin cậy, đồng thời giảm nhiễu điện từ trên mạch thứ cấp, góp phần nâng cao tuổi thọ bugi và hệ thống đánh lửa.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ thống đánh lửa trực tiếp điều khiển bằng điện tử trên động cơ 1NZ-FE mang lại nhiều lợi ích vượt trội so với hệ thống đánh lửa cơ học truyền thống. Việc loại bỏ bộ chia điện và dây cao áp dài giúp giảm tổn thất điện năng và nhiễu điện từ, đồng thời tăng độ chính xác của thời điểm đánh lửa nhờ ESA. So sánh với các nghiên cứu trong ngành, hệ thống DIS trên động cơ 1NZ-FE đạt hiệu suất đánh lửa cao hơn khoảng 15-20% so với hệ thống đánh lửa cơ học.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ thể hiện sự thay đổi hiệu điện thế thứ cấp theo tốc độ động cơ và tải, cũng như bảng so sánh các thông số công suất, mô men xoắn và tiêu hao nhiên liệu giữa các hệ thống đánh lửa khác nhau. Ngoài ra, biểu đồ tín hiệu cảm biến NE và G minh họa sự chính xác trong việc xác định vị trí trục khuỷu và trục cam, từ đó điều khiển thời điểm đánh lửa tối ưu.

Những phát hiện này có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả vận hành động cơ, giảm khí thải và tăng tuổi thọ các bộ phận hệ thống đánh lửa, đồng thời hỗ trợ đào tạo kỹ thuật viên và sinh viên tiếp cận công nghệ động cơ hiện đại.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai đào tạo thực hành hệ thống đánh lửa trực tiếp cho sinh viên và kỹ thuật viên: Xây dựng mô hình thực hành kiểm tra và sửa chữa hệ thống đánh lửa trên động cơ 1NZ-FE trong các trung tâm đào tạo kỹ thuật ô tô, nhằm nâng cao kỹ năng thực tế và hiểu biết chuyên sâu về công nghệ hiện đại. Thời gian thực hiện: 6-12 tháng.

2. Nâng cấp hệ thống chẩn đoán và bảo dưỡng định kỳ: Áp dụng các thiết bị chẩn đoán điện tử hiện đại để phát hiện nhanh các lỗi trong hệ thống đánh lửa, từ đó giảm thời gian sửa chữa và tăng độ tin cậy vận hành. Chủ thể thực hiện: các gara ô tô và nhà sản xuất xe. Thời gian: 12 tháng.

3. Khuyến khích nghiên cứu phát triển hệ thống đánh lửa laser: Đầu tư nghiên cứu ứng dụng công nghệ đánh lửa bằng tia laser nhằm tăng tỷ số nén động cơ, giảm khí thải và nâng cao hiệu suất đốt cháy nhiên liệu. Chủ thể thực hiện: các viện nghiên cứu và doanh nghiệp công nghệ ô tô. Thời gian: 3-5 năm.

4. Tăng cường sử dụng cảm biến và hệ thống điều khiển điện tử trong động cơ: Mở rộng ứng dụng các cảm biến như cảm biến oxy, cảm biến kích nổ, cảm biến lưu lượng khí nạp để tối ưu hóa quá trình đánh lửa và phun nhiên liệu, góp phần tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ môi trường. Chủ thể thực hiện: nhà sản xuất xe và các trung tâm bảo dưỡng. Thời gian: 1-2 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Sinh viên ngành kỹ thuật ô tô: Giúp sinh viên hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phương pháp kiểm tra hệ thống đánh lửa trực tiếp, nâng cao kiến thức thực tế và kỹ năng nghề nghiệp.

2. Kỹ thuật viên và thợ sửa chữa ô tô: Cung cấp tài liệu tham khảo chi tiết về hệ thống đánh lửa điện tử, hỗ trợ chẩn đoán và sửa chữa chính xác, giảm thiểu thời gian và chi phí bảo dưỡng.

3. Nhà nghiên cứu và phát triển công nghệ ô tô: Tài liệu cung cấp cơ sở lý thuyết và thực nghiệm để phát triển các hệ thống đánh lửa tiên tiến, đặc biệt là công nghệ đánh lửa laser và điều khiển điện tử.

4. Các doanh nghiệp sản xuất và bảo dưỡng ô tô: Hỗ trợ trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm và dịch vụ, áp dụng các giải pháp kỹ thuật hiện đại nhằm tăng hiệu suất động cơ và giảm khí thải.

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ thống đánh lửa trực tiếp khác gì so với hệ thống đánh lửa cơ học?
   Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS) không sử dụng bộ chia điện và dây cao áp dài, mỗi xy-lanh có bobin riêng được điều khiển điện tử, giúp tăng độ chính xác và giảm tổn thất năng lượng. Ví dụ, trên động cơ 1NZ-FE, DIS giúp cải thiện hiệu suất đánh lửa và giảm nhiễu điện từ.

2. Vai trò của cảm biến vị trí trục khuỷu trong hệ thống đánh lửa là gì?
   Cảm biến vị trí trục khuỷu cung cấp tín hiệu NE giúp ECU xác định chính xác vị trí và tốc độ quay của trục khuỷu, từ đó điều khiển thời điểm đánh lửa phù hợp, đảm bảo hiệu quả đốt cháy nhiên liệu.

3. Làm thế nào để hệ thống đánh lửa điều khiển bằng điện tử cải thiện tiết kiệm nhiên liệu?
   Điều khiển điện tử cho phép điều chỉnh góc đánh lửa sớm chính xác theo điều kiện vận hành, giúp đốt cháy nhiên liệu hiệu quả hơn, giảm tiêu hao và khí thải. Trên động cơ 1NZ-FE, ESA giúp tối ưu hóa công suất và mô men xoắn.

4. Hệ thống đánh lửa laser có ưu điểm gì so với hệ thống đánh lửa truyền thống?
   Đánh lửa laser có thời gian phát tia nhanh hơn (nano giây so với micro giây), có thể điều chỉnh độ sâu và điểm đánh lửa đa điểm, giúp tăng tỷ số nén và giảm ăn mòn bugi, phù hợp với động cơ hiện đại.

5. Làm sao để chẩn đoán nhanh các lỗi trong hệ thống đánh lửa trực tiếp?
   Sử dụng thiết bị chẩn đoán điện tử kết nối với ECU để đọc mã lỗi và tín hiệu cảm biến, từ đó xác định nhanh vị trí và nguyên nhân hư hỏng, giúp tiết kiệm thời gian sửa chữa và nâng cao độ chính xác.

Kết luận

• Hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ 1NZ-FE nâng cao hiệu suất đánh lửa, giảm tổn thất năng lượng và nhiễu điện từ so với hệ thống cơ học truyền thống.
• Việc ứng dụng ESA giúp điều khiển góc đánh lửa chính xác, tối ưu hóa công suất và tiết kiệm nhiên liệu.
• Các cảm biến vị trí trục khuỷu, trục cam, oxy và kích nổ đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển và bảo vệ hệ thống đánh lửa.
• Nghiên cứu xây dựng mô hình thực hành kiểm tra hệ thống đánh lửa trực tiếp hỗ trợ đào tạo và nâng cao kỹ năng kỹ thuật.
• Đề xuất phát triển công nghệ đánh lửa laser và nâng cấp hệ thống chẩn đoán nhằm đáp ứng yêu cầu động cơ hiện đại và bảo vệ môi trường.

Tiếp theo, cần triển khai đào tạo thực hành, nâng cấp thiết bị chẩn đoán và thúc đẩy nghiên cứu công nghệ mới để phát huy tối đa hiệu quả của hệ thống đánh lửa trực tiếp. Độc giả và các chuyên gia được khuyến khích áp dụng và phát triển các giải pháp kỹ thuật dựa trên kết quả nghiên cứu này nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả vận hành động cơ ô tô.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN Ô TÔ 1.1 Nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu 1.1 Nhiệm vụ Hệ thống đánh lửa có nhiệm vụ biến dòng điện một chiều có hiệu điện thế thấp (6V,12V, hay 24V) thành các xung điện cao thế (12000- 40000V) đủ để tạo nên tia lửa (phóng qua khe hở Bugi) đốt cháy hổn hợp làm việc trong các xilanh của động cơ vào những thời điểm thích hợp và tương ứng với trình tự xilanh và chế độ làm việc của động cơ. Trong một số trường hợp thì hệ thống đánh lửa còn dùng để hổ trợ khởi động, tạo điều kiện động cơ khởi động được dễ dàng ở nhiệt độ thấp.2 Phân loại Ngày nay, hệ thống đánh lửa được trang bị trên ôtô có rất nhiều loại khác nhau. Nhưng phân loại một cách ngắn gọn thì có 3 loại hệ thống đánh lửa chính :  Đánh lửa cơ học: được dùng rất phổ biến cho đến năm 1975, nó vận hành bằng cơ và điện, không bằng điện tử.   Đánh lửa điện tử (đánh lửa bán dẫn); được phát minh vào đầu thập kỷ 70, và nó trở nên thông dụng khi yêu cầu về kiểm soát và độ tin cậy trở trên rất quan trọng đối với hệ thống kiểm soát khí xả.   Cuối cùng là hệ thống đánh lửa không cần bộ chia điện (đánh lửa lập trình); nó được phát triển vào giữa thập kỷ 80. Hệ thống này được điều khiển bằng máy tính và không có phụ tùng nào cần phải xoay chỉnh cả, do vậy nó trở nên đáng tín cậy hơn.

Hệ thống này không yêu cầu phải bảo dưỡng định kỳ, ngoại trừ việc thay bugi sau mỗi 100.000 km xe chạy.3 Yêu cầu Một hệ thống đánh lửa tốt phải thoả mãn các yêu cầu sau:  Hệ thống đánh lửa phải sinh ra dòng thứ cấp đủ lớn để phóng điện qua khe hở bugi trong tất cả các chế độ làm việc của động cơ.   Tia lửa trên bugi phải đủ năng lượng và thời gian phóng để sự cháy bắt đầu. Trang 4 Luan van thac si ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH : Trần Thanh Hưng  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.   Độ tin cậy làm việc của hệ thống đánh lửa phải tin cậy tương ứng với độ tin cậy làm việc của động cơ.   Kết cấu đơn giản, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng, giá thành rẻ.2 Các thông số cơ bản của HTĐL.1 Hiệu điện thế thứ cấp cực đại. Hiệu điện thế thứ cấp cực đại U2m là hiệu điện thế cực đại đo được ở hai đầu cuộn đây thứ cấp khi tách dây cao áp ra khỏi bugi. Hiệu điện thế thứ cấp cực đại phải đủ lớn để có khả năng tạo được tia lửa điện giữa hai điện cực của bugi, đặc biệt lúc khởi động. Hiệu điện thế đánh lửa Uđl.

Hiệu điện thế thứ cấp mà tại đó quá trình đánh lửa xảy ra, được gọi là hiệu điện thế đánh lửa (Uđl). Hiệu điện thế đánh lửa là một hàm phụ thuộc vào nhiều yếu tố, tuân theo định luật Pashen. T Trong đó: Uđl: Hiệu điện thế đánh lửa [V]. P: Áp suất trong buồng đốt tại thời điểm đánh lửa [N/m2].

: Khe hở bugi [m]. T: Nhiệt độ ở điện cực trung tâm bugi tại thời điểm đánh lửa [ 0C ]. K: Hằng số phụ thuộc vào thành phần hỗn hợp hòa khí. Trang 5 Luan van thac si ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH : Trần Thanh Hưng Hình 1.1: Sự phụ thuộc của hiệu điện thế đánh lửa vào tốc độ và tải của động cơ 1.

khởi động và cầm chừng. Ở chế độ khởi động lạnh, hiệu điện thế đánh lửa khoảng 20 đến 30% do nhiệt độ cực bougine thấp. Khi động cơ tăng tốc, Uđl tăng, do áp suất nén tăng, nhưng sau đó nhiệt độ giảm từ từ do nhiệt độ điện cực bougie tăng và áp suất nén giám do quá trình nạp xấu đi. Hiệu điện thế đánh lửa cực đại ở chế độ khởi động và tăng tốc, có giá trị cực tiểu ở chế độ ổn định khi công suất cực đại.

Góc đánh lửa sớm. Góc đánh lửa sớm là góc quay của trục khuỷu động cơ tính từ thời điểm xuất hiện tia lửa điện tại bougie cho đến khi piston lên đến tận điểm chết trên. Góc đánh lửa sớm ảnh hưởng rất lớn đến công suất, tính kinh tế và độ ô nhiễm của khí thải động cơ. Góc đánh lửa sớm tối ưu phụ thuộc rất nhiều yếu tố: opt f pbd ,tbd , p,twt ,tmt , n, No.

Trong đó: pbđ: Áp suất trong buồng đốt tại thời điểm đánh lửa. tbđ: Nhiệt độ buồng cháy. p: Áp suất trên đường ống nạp. twt: Nhiệt độ nước làm mát động cơ.

tmt: Nhiệt độ môi trường n: Số vòng quay của động cơ. No: Chỉ số ôctan của xăng. Trang 6 Luan van thac si ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH : Trần Thanh Hưng 1. Hệ số dự trữ Kdt.

Hệ số dự trữ là tỉ số giữa hiệu điện thế thứ cấp cực đại U 2m và hiệu điện thế đánh lửa Uđl. Mục đích cần có hệ số dự trữ dể đảm bảo rằng hiệu điện thế đánh lửa luôn luôn đạt trong giới hạn yêu cầu. U dl Hệ số dự trữ của những động cơ có hệ thống đánh lửa thường là bé hơn 1,5. Hệ thống đánh lửa của những động cơ xăng hiện đại với hệ thống đánh lửa điện tử, hệ số dự trữ có giá trị khá cao (Kdt=1,5÷2), đáp ứng được việc tăng tỷ số nén, tăng số vòng quay và tăng khe hở bougie.

Năng lượng dự trữ Wdt. Năng lượng dự trữ Wdt là năng lượng tích lũy dưới dạng từ trường trong cuộn dây sơ cấp của bobine. Để đảm bảo tia lửa có đủ năng lượng đốt cháy hoàn toàn khí, hệ thống đánh lửa phải đảm bảo được năng lượng đánh lửa trên cuộn sơ cấp của bobine ở một giá trị xác định.I W dt  1 ng  50 ÷150mJ (1. 2 Trong đó: Wdt: Năng lượng dự trữ trên cuộn sơ cấp.

L1: Độ tự cảm của cuộn sơ cấp của bobine. Ing: Cường độ dòng điện sơ cấp tại thời điểm transistor công suất ngắt. Tốc độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp. dt t Trong đó: S: Tốc độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp.

u2 : Độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp. t : thời gian biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp. Trang 7 Luan van thac si ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH : Trần Thanh Hưng Tốc độ biến thiên của hiệu điên thế thứ cấp càng lớn thì tia lửa điện xuất hiện tại điện cực bougine càng nhanh, nhờ đó không bị rò rỉ qua muội than trên điện cực bugine, năng lượng tiêu hao trên mạch thứ cấp giảm. Tần số và chu kỳ đánh lửa.

Đối với động cơ 4 kỳ, số tia lửa điện xảy ra trong một giây hay còn gọi là tần số đánh lửa, được xác định bởi công thức: n. Đối với động cơ 2 kỳ: n. Trong đó: f: Tần số đánh lửa. n: Số vòng quay của trục khuỷu động cơ (1/s) Z: Số xylanh động cơ.

Chu kỳ đánh lửa T là thời gian giữa hai lần xuất hiện tia lửa. tđ: Thời gian vít ngậm hay transistor công suất dẫn bão hòa. Tm: Thời gian vít hở hay transistor công suất ngắt. Tần số đánh lửa f tỉ lệ với số vòng quay của trục khuỷu động cơ và số xylanh.

Khi tăng số vòng quay của động cơ và số xylanh, tần số đánh lửa f tăng do đó chu kỳ đánh lửa T giảm xuống. Vì vậy, khi thiết kế cần chú ý đến hai thông số chu kỳ và tần số đánh lửa để đảm bảo, ở vòng quay cao nhất của dộng cơ tia lửa vẫn mạnh. Năng lượng tia lửa và thời gian phóng điện. Thông thường, tia lửa điện bao gồm hai thành phần là phần diện dung và phần điện cảm.

Năng lượng của tia lửa được tính theo công thức: Wp= WC+ WL 1. Trang 8 Luan van thac si ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH : Trần Thanh Hưng Trong đó: C. 2 L WP: Năng lượng của tia lửa. WC: Năng lượng của thành phần tia lửa có điện dung.

WL: Năng lượng của thành phần tia lửa có tính điện cảm. C2: Điện dung ký sinh tại mạch thứ cấp của bougine (F) Uđl: Hiệu điện thế đánh lửa. L2: Độ tự cảm của mạch thứ cấp. i2: Cường độ dòng điện mạch thứ cấp.

Tùy thuộc vào loại hệ thống đánh lửa mà năng lượng tia lửa có đủ hai thành phần điện cảm va điện dung hoặc chỉ có một thành phần. Thời gian phóng điện giữa hai điện cực của bougine tùy thuộc vào loại hệ thống đánh lửa. Tuy nhiên, hệ thống đánh lửa phải đảm bảo năng lượng tia lửa đủ lớn và thời gian phóng điện đủ dài để đốt cháy được hòa khí ở mọi chế độ hoạt động của động cơ.3 Lý thuyết chung về hệ thống đánh lửa trên ô tô. Hệ thống đánh lửa sau khi có nhiệm vụ biến đổi dòng điện một chiều thế hiệu thấp (hoặc xoay chiều với xung điện thấp) thành dòng điện với thế hiệu cao có năng lượng đủ lớn thì sẽ sinh ra tia lửa để phóng qua khe hở giữa hai điện cực của bugi đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu.

Qua nghiên cứu người ta xác định tia lửa này có hai phần rõ rệt:  Phần điện dung: Tia lửa có màu xanh, xảy ra ở thời điểm đầu khi đánh lửa,  0 nhiệt độ khoảng 1000 C, cường độ dòng điện rất lớn (từ 5001200 A) thời gian xuất  -6 6 7 hiện ngắn < 10 s, tần số cao 10  10 hz, có tiếng nổ lách tách và gây ra nhiễu xạ vô tuyến. Tia lửa này xuất hiện làm điện thế U2 trên cuộn thứ cấp giảm nhanh Trang 9 Luan van thac si ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH : Trần Thanh Hưng còn khoảng 1500 2000v. Tia lửa này có tác dụng đốt cháy nhiên liệu trong buồng cháy động cơ. Năng lượng của phần điện dung: C.

2 Trong đó: C - Điện dung thứ cấp của biến áp đánh lửa. Uđl - Điện thế đủ lớn để tạo tia lửa phóng qua giữa hai điện cực bugi.  Phần điện cảm: Là phần "đuôi lửa" do mạch điện có thành phần điện cảm của cuộn dây sinh ra. Tia lửa điện cảm có màu vàng hoặc tím nhạt, cường độ dòng điện nhỏ khoảng 80100 mA nguyên nhân do sự tụt áp của U2 ở giai đoạn trước đó. Tia lửa điện cảm có tác dụng làm động cơ khởi động tốt hơn khi động cơ còn nguội.