MỞ ĐẦU 1 1. Dẫn nhập Trong những thập niên trở lại đây, công nghiệp ôtô đã có những sự thay đổi lớn lao. Đặc biệt, hệ thống điện và điện tử trên ôtô đã có bước phát triển vượt bậc nhằm đáp ứng các yêu cầu: Tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm độ độc hại của khí xả, tăng tính an toàn và tiện nghi cho ôtô. Ngày nay, chiếc ôtô là một hệ thống phức tạp bao gồm cơ khí và điện tử.
Trên hầu hết các hệ thống điện ô tô đều có các bộ vi xử lý để điều khiển các hệ thống. Các hệ thống mới cũng được ra đời. Lý do chọn đề tài Sự phát triển không ngừng của nghành công nghiệp ô tô, nhưng bên cạnh đó, sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô nói riêng và sự phát triển của xã hội nói chung luôn phải đi kèm theo bảo vệ môi trường và tiết kiệm năng lượng. Điều đó là cần thiết cho sự phát triển bền vững của xã hội ngày nay.
Các hệ thống mới từ đây cũng ra đời. Song song đó hệ thống đánh lửa không ngừng được cải tiến từ thế hệ thứ nhất cho tới nay là hệ thống thứ tư. Nhằm tạo ra một hệ thống mang tính mới mẻ cho hệ thống đánh lửa nhưng chất lượng cũng được đảm bảo và giá thành sản phẩm lại thấp. Vậy nên hệ thống đánh lửa lai được ra đời.
Đối tƣợng nghiên cứu Lĩnh vực đề tài nghiên cứu là hệ thống điện trên ô tô và hệ thống đánh lửa là chủ yếu. Qua đó nhằm tạo ra một hệ thống mới cho giáo viên tham khảo cũng như ứng dụng lên hệ thống điện trên động cơ. Qua đây cũng làm tài liệu cho các em sinh viên, học sinh hiểu rõ hơn hệ thống đánh lửa lai mà tiền đề là hệ thống đánh lửa điện dung và hệ thống đánh lửa điện cảm. Kế hoạch thực hiện Thời gian Tháng 10/2012 - tháng 9/2013 Công viêc̣ 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1.
Đăng ký tên chuyên đề 2 X 2. Xác định đề tài nghiên cứu, X xác định hướng nghiên cứu 3. Tìm hiểu, thu thâ ̣p tài liệu về X X vấ n đề nghiên cứu 4. Chuẩn bị vật tư, linh kiện cho X X mô hình.
Viế t cơ sở lý luâ ̣n, chương X X trình điều khiển 6. Bảo vệ đề cương nghiên cứu X 7. Hoàn chỉnh phần cơ sở lý luận, X X chương trình điều khiển 8. Thi công cơ khí cho mô hình X X X 9.
Hoàn thành mô hình X 10. Thực nghiệm thu thập kết quả X 11. Xử lý và đánh giá kế t quả thực nghiê ̣m. Viế t phầ n kế t luâ ̣n, X X kiế n nghi ̣ 12.
Hoàn chỉnh thủ tu ̣c, bảo vệ X luâ ̣n văn. Kế t thúc nghiên cứu 3 PHẦN B NỘI DUNG 4 Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu Trên ô tô hiện nay, hệ thống đánh lửa được phát triển mạnh nhất bao gồm hai loại là hệ thống đánh lửa điện dung (CDI – capacitor discharged ignition system) và hệ thống đánh lửa điện cảm (TI – transistor ignition system). Mặc dù mỗi loại có ưu nhược điểm khác nhau nhưng hoàn toàn độc lập không liên quan gì với nhau.
Tùy theo mục đích sử dụng của mỗi loại xe mà người ta trang bị một trong hai hệ thống đánh lửa khác nhau. Nếu như hệ thống đánh lửa điện cảm tạo tia lửa ổn định nhưng lại tiêu tốn nhiều năng lượng và phải giải phóng một lượng năng lượng dư thừa vào cuối quá trình đánh lửa thì hệ thống đánh lửa điện dung có hiệu suất đánh lửa cao nhưng lại cần một nguồn điện thế trung áp nạp vào tụ điện. Chính vì thế, đối tượng nghiên cứu của đề tài là kết hợp hai loại đánh lửa này lại với nhau để tận dụng những ưu điểm của hệ thống này khắc phục cho hệ thống khác. Mục đích chính là thiết kế một sơ đồ mạch điện kết hợp hai hệ thống đánh lửa là CDI và TI lại với nhau.
Thử nghiệm trên động cơ bobine đôi nhằm kiểm nghiệm về quá trình nạp và xả của tụ theo các quá trình làm việc của động cơ. Trên cơ sở đó kiểm nghiệm kết quả mức tiêu hao nhiên liệu cũng như so sánh nồng độ khí xả của các hệ thống khi kết hợp chúng lại với nhau. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc 1. Nghiên cứu trong nƣớc Giải pháp kỹ thuật nhằm tăng cường tính năng làm việc cho các hệ thống đánh lửa kiểu CDI-AC trên các xe gắn máy ở Việt Nam.
Nguồn: ĐH Quốc gia TP.HCM Series/Report no: Tập 12, Số 14, 2009;Tr. 28-36 Năm 2009 Tóm tắt: Bài báo này giới thiệu một giải pháp kỹ thuật nhằm tăng cường tính năng làm việc cho các hệ thống đánh lửa kiểu CDI-AC trên các xe gắn máy ở Việt Nam. Vì lý do giá thành, những hệ thống đánh lửa này hiện nay có kết cấu rất đơn giản, 5 khiến cho tổn hao năng lượng trong hệ thống đánh lửa cao, đồng thời khả năng điều chỉnh góc đánh lửa sớm rất kém. Với việc dùng vi điều khiển thông dụng và giải thuật điều khiển tốt, một thiết kế mới cho bộ điều khiển đánh lửa kiểu CDI-AC sẽ giúp điều chỉnh góc đánh lửa sớm linh hoạt theo tốc độ động cơ, và tăng cường năng lượng tia lửa điện nhưng vẫn giảm tổn hao năng lượng của hệ thống.
Ưu điểm này sẽ là cơ sở giúp cải thiện công suất, tiết kiệm nhiên liệu, giảm phát thải ô nhiễm và tăng tính năng vận hành của động cơ xe gắn máy. Đánh lửa DC-CDI Nguồn: benhvienoto. Năm: 2011 Hệ thống đánh lửa DC-CDI Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống đánh lửa DC - CDI Hệ thống đánh lửa này không có nguồn điện xoay chiều phát ra từ cuộn nguồn ở vô lăng, mà nguồn cung cấp cho CDI đánh lửa là từ ắc qui (hoặc dòng điện xoay chiều đã được nắn thành một chiều ở bộ sạc). Dòng điện cấp cho CDI vì vậy rất ổn định, sau khi vào CDI qua bộ khuếch đại điện áp, nó sẽ được tích vào tụ điện.
Các tiến trình còn lại trong quá trình đánh lửa hoàn toàn giống với hệ thống đánh lửa AC- CDI. 6 Hệ thống đánh lửa điện cảm ( TI ) Đệ thống đánh lửa bán dẫn.2 Hệ thống đánh lửa transistor không dùng vít Đây là hệ thống được sử dụng rộng rải trên các xe đời cũ rất nhiều. Nghiên cứu chuyển đổi hệ thống đánh lửa bán dẫn sang hệ thống đánh lửa trực tiếp (Tạp chí Khoa học số 01 tháng 06/ 2011). Bài báo nghiên cứu chuyển đổi động cơ Toyota 5A-FE đang sử dụng hệ thống đánh lửa bán dẫn sang hệ thống đánh lửa trực tiếp theo hai phương án.
Phương án 1: Hệ thống đánh lửa trực tiếp bobine đôi. Phương án 2: Hệ thống đánh lửa trực tiếp bobine đơn. Khi thực hiện chuyển đổi, tác giả đã thí nghiệm đo các xung đánh lửa, công suất, moment, lượng nhiên liệu tiêu thụ và nồng độ khí thải của động cơ 5A-FE sử dụng hệ thống đánh lửa bán dẫn và hệ thống đánh lửa trực tiếp ( bobine đôi và bobine đơn ). Đánh giá kết quả thực nghiệm chuyển đổi động cơ 5A-FE đánh lửa bán dẫn sang đánh lửa trực tiếp bobine đôi và bobine đơn sẽ giúp tình trạng đánh lửa, động cơ tăng công suất ( khoảng 3.13 % ), moment tăng (khoảng 6.6 %), tiết kiệm nhiên liệu (khoảng 16,5 %) và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
7 MỘT GIẢI PHÁP TĂNG CƢỜNG HIỆU QUẢ LÀM VIỆC CHO HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA KIỂU CDI-AC TRÊN XE GẮN MÁY Trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG-HCM TÓM TẮT: Bài báo này giới thiệu một giải pháp kỹ thuật nhằm tăng cường tính làm việc cho các hệ thống đánh lửa kiểu CDI-AC trên các xe gắn máy ở Việt Nam. Ví lý do giá thành, những hệ thống đánh lửa hiện nay có kết cấu đơn giản, khiến cho tổn hao năng lượng trong hệ thống đánh lửa cao, đồng thời khả năng điều chỉnh góc đánh lửa sớm rất kém. Với việc dùng vi điều khiển thông dụng và giải thuật điều khiển tốt, một thiết kế mới cho bộ điều khiển đánh lửa kiểu CDI-AC sẽ giúp điều chỉnh góc đánh lửa sớm linh hoạt theo tốc độ động cơ và tăng cường khả năng tia lửa điện nhưng vẫn giảm tổn hao năng lượng của hệ thống. Ưu điểm này sẽ giúp cải thiện công suất, tiết kiệm nhiên liệu, giảm phát thải ô nhiễm và tăng tính năng vận hành của động cơ xe gắn máy Giải pháp nghiên cứu chế tạo hệ thống đánh lửa lai bobine đơn và bobine đôi của Ths.
Đỗ Quốc Ấm và Ths. Phan Nguyễn Quý Tâm. Đây là đề tài tiến sỹ. Đề tài xây dựng phương trình cho quá trình nạp và xả của tụ trong mạch CDI.
Qua đó thu nhận năng lượng từ các cuộn dây để nạp cho tụ. Tình hình nghiên cứu ngoài nƣớc Những nghiên cứu về hệ thống đánh lửa có thể nói là rất nhiều. Sự khác biệt giữa các thế hệ đánh lửa là một sự đột phá giữa các dòng xe. Hiện nay các nhà sản xuất đã và áp dụng hệ thống đánh lửa sử dụng xung điện áp bằng các tia laser để đốt cháy hòa khí.
Tuy nhiên sự kết hợp hai hệ thống đánh lửa là hệ thống đánh lửa điện cảm và điện dung lại, cùng sử dụng trên một hệ thống đánh lửa của ô tô thì hầu như chưa có và mang tính mới mẻ. Mục tiêu đề tài Hiện nay có rất nhiều hệ thống đánh lửa trên các ô tô đời mới, việc nghiên cứu và thí nghiệm để tạo ra một hệ thống đánh lửa mới nhằm mục đích sau: Tạo ra một “hệ thống đánh lửa mới bằng sự kết hợp giữa đánh lửa điện dung và đánh lửa điện cảm lại với nhau” để thử nghiệm trên xe, kiểm tra mức tiêu hao nhiên liệu, cũng như quá trình đốt cháy nhiên liệu của hệ thống đánh lửa mới. Nhiệm vụ và giới hạn đề tài 1. Nhiệm vụ của đề tài Đề tài nhằm giải quyết một số nhiệm vụ sau: - Thiết kế một hệ thống đánh lửa mới liên kết hai loại đánh lửa lại với nhau.
- Xây dựng cơ sở lý thuyết tính toán cho hệ thống đánh lửa lai CDI-TI. - Thử nghiệm hệ thống đánh lửa mới trên ô tô. - Kiểm nghiệm kết quả của hệ thống đánh lửa mới lên trên cùng một động cơ sử dụng đánh lửa bobine đôi. - Xây dựng đồ thị và biểu diển trên biểu đồ các thông số của sản phẩm cháy.
Giới hạn của đề tài - Việc thiết kế mạch gặp nhiều khó khăn trong việc tính toán các linh kiện điện tử.