DATN thiết kế Hệ thống đánh lửa trên vios

Hệ thống đánh lửa dùng để biến đổi dòng điện có điện áp thấp 12v thành sung điên cao áp 12kv tới 24kv và tạo ra tia lửa giữa hai cực của bugi để đốt cháy hỗn hợp xăng và không khí vào đú

LỜI MỞ ĐẦU

Trong vài thập niên gần đây nền kinh tế thế giới đã có những dấu hiệu chuyển mình khá rõ rệt,các ngành kinh tế của các nước có những đột phá mới mẻ Cùng với sự đi lên của nền kinh tế mở mang, năng động mang tính thị trường của thế giới nền kinh

tế Việt Nam ta cũng có những phát triển đáng kể.Các phương tiện vận tải hiện đại từ các nước có nền công nghệ tiên tiến được nhập vào Việt Nam ngày càng nhiều Nền công nghiệp ô tô nước ta tuy còn rất non trẻ nhưng đã bắt đầu có nhưng bước đi đầy triển vọng

Những năm gần đây ở Việt Nam xe ô tô bắt đầu được sử dụng rộng rãi, số lượng ô tôhiện đại sử dụng hệ thống điều khiển phun xăng và đánh lửa trực tiếp ngày càng nhiều Nhờ vào hệ thống phun xăng và đánh lửa và hoạt động các cảm biến dẫn tới việc điều khiển xe ô tô ngày càng dễ dàng cho tất cả mọi đối tượng Mặt khác nó cũng đề ra thách thức khi xử lý sự cố hỏng hóc của các dòng xe này, một mặt là do trang thiết bị sửa chữa bảo dưỡng còn nghèo nàn, lạc hậu, mặt khác do trình độ của người kỹ thuật còn yếu và nhiều hạn chế về ngoại ngữ trong vấn đề tiếp thu trình độ khoa học kỹ thuật nước ngoài

Qua quá trình học tập và làm đồ án tốt nghiệp chúng em thấy rằng hệ thống đánh lửatrực tiếp sử dụng trên ô tô có những ưu điểm vượt trội so với các hệ thống nhiên liệutrước đó như tiết kiệm nhiên liệu hơn,khí thải ra sạch sẽ hơn, công suất được nâng cao hơn

Với mục đích giúp sinh viên có khả năng làm việc độc lập, sáng tạo và củng cố kiến thức đã học đào sâu tìm tòi nghiên cứu về kiến thức chuyên môn về nguyên lý,cấu tạo ô tô và các hệ thống phun xăng đánh lửa trực tiếp nhằm nâng cao hiểu biết cơ sở

lý luận chuyên ngành ô tô em đã thực hiện đề tài đồ án tốt nghiệp: “Tính toán, thiết

kế hệ thống đánh lửa trực tiếp trên xe Toyota Vios.” với nội dung sau:

Chương 1: Tổng quan về HTDL trực tiếp trên xe VIOS

Chương 2: Tính toán, thiết kế HTDL trực tiếp trên xe VIOS

Chương 3: Xây dựng quy trình bảo dưỡng & sửa chữa HTDL trực tiếp trên VIOS.Sau một thời gian tìm tòi nghiên cứu thực hiện đồ án em đã hoàn thành Nhưng do thời gian không có nhiều và với sự hạn chế về mặt trình độ chuyên môn nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót , kính mong nhà trường cùng các thầy cô và các bạn góp ý để đề tài đồ án được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin trân thành cảm ơn nhà trường, các thầy cô trong khoa cơ khí ô tô

và thầy: PGS T.s VÕ VĂN HƯỜNG đã dạy dỗ chỉ bảo hướng dẫn tận tình tạo điều

kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình hoàn thành đồ án này

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

Hệ thống đánh lửa dùng để biến đổi dòng điện có điện áp thấp 12v thành sung điên cao áp 12kv tới 24kv và tạo ra tia lửa giữa hai cực của bugi để đốt cháy hỗn hợp xăng và không khí vào đúng thời điểm yêu cầu để động cơ làm việc được tối ưu nhất Hệ thống đánh lửa phải tạo ra tia lửa chính xác trong hàng nghìn lần /phút trên mỗi xilanh của đông cơ Nếu sự đánh lửa bị ngừng trệ trong khoảng một giây, động

cơ sẽ hoạt đồng yếu thậm trí dẫn đến ngừng hoạt động

1.1.2 Yêu cầu của HTDL.

Tạo điện áp lớn để phóng điện qua khe hở bugi trong tất cả các chế độ làm việc của đông cơ

Tạo ra tia lửa trên bugi phaỉ đủ năng lượng và đủ thời gian phóng để sự cháy bắt đầu.Vì trong hệ thống đánh lửa tia lửa được phát ra giữa điện cực của bugi để đốt cháy hỗn hợp xăng và không khí Nhưng do hoà khí bị nén với áp suất cao nên có điện trở lớn vì vậy cần có điện thế hàng chục nghìn vôn để đảm bảo phát ra tia lửa mạnh Để có thể đốt cháy hỗn hợp trong mọi điều kiện hoạt động của động cơ

1.1.3 Phân loại HTDL trực tiếp

- Sử dụng mỗi bô bin cho một bugi

- Sử dụng mỗi bô bin cho từng cặp bugi

- Sử dụng 1 bô bin cho 4 bugi

1.2 Cấu tạo chung HTDL trực tiếp trên VIOS

Nguyên lý làm việc:

ECU động cơ xác định thời điểm đánh lửa dựa vào tín hiệu G (vị trí trục cam )và tín hiệu NE (vịtrí trục khuỷu) và các tín hiệu từ các cảm bến khác Sau khi đã xác định được thời điểm thới điểm đánh lửa ECU động cơ xẽ gửi tín hiệu IGT dưới dạng xung tới IC đánh lửa theo thứ tự đánh lửa của động cơ Trong khi tín hiệu IGT được truyền đến để bật IC đánh lửa thì dòng điện

đã được cấp vào cuộn sơ cấp

Khi tín hiệu xung IGT bị nhắt thì dòng điện trong cuận sơ cấp cũng bị nhắt đột ngột tạo ra dòng điện cao áp phát ra tứ cuộn thứ cấp sẽ được dẫn đến bugi và gây ra đánh lửa

Trong khi đó IC đánh lửa sẽ phản hối lại ECU một xung IGF để xác định việc đánh lủa đã xảy ra.(Tuy nhiên không có nghĩa lá thưc sự đã có đánh lửa)Nế ECU động cơ không nhận được tín hiệu IGF thì chức năng chẩn đón sẽ cận hành và một DTC được lưu trữ trong ECU động cơ và chức năng an toán sẽ hoạt động và làm ngứng vòi phun nhiên liệu

Cấu tạo:

Hình 1 Hệ thống đánh lửa trực tiếp

Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp (ĐLTT), bộ chia điện không còn được sử dụng nữa Thay vào

đó, hệ thống ĐLTT cung cấp một bô bin cùng với một IC đánh lửa độc lập cho mỗi xy-lanh Vì

hệ thống này không cần sử dụng bộ chia điện hoặc dây cao áp nên nó có thể giảm tổn thất năng lượng trong khu vực cao áp và tăng độ bền Đồng thời nó cũng giảm đến mức tối thiểu nhiễu điện từ, bởi vì không sử dụng tiếp điểm trong khu vực cao áp Chức năng điều khiển thời điểm đánh lửa được thực hiện thông qua việc sử dụng ESA (đánh lửa sớm bằng điện tử) ECU của động cơ nhận được các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau, tính toán thời điểm đánh lửa, truyền tín hiệu đánh lửa đến IC đánh lửa Thời điểm đánh lửa được tính toán liên tục theo điều kiện củađộng cơ, dựa trên giá trị thời điểm đánh lửa tối ưu đã được lưu giữ trong máy tính, dưới dạng

một bản đồ ESA So với điều khiển đánh lửa cơ học của các hệ thống thông thường thì phương pháp điều khiển bằng ESA có độ chính xác cao hơn và không cần phải đặt lại thời điểm đánh lửa Kết quả là hệ thống này giúp cải thiện tiết kiệm nhiên liệu và tăng công suất phát ra.

Hệ thống đánh lửa trực tiếp bao gồm các bộ phận sau đây:

Hình 2 Các thành phần của hệ thống đánh lửa trực tiếp

1 Cảm biến vị trí trục khuỷu (NE):Phát hiện góc quay trục khuỷu (tốc độ động cơ)

2 Cảm biến vị trí của trục cam (G): Nhận biết xy lanh, kỳ và theo dõi định thời của trục cam.

3 Cảm biến kích nổ (KNK): Phát hiện tiếng gõ của động cơ

4 Cảm biến vị trí bướm ga (VTA): Phát hiện góc mở của bướm ga

5 Cảm biến lưu lượng khí nạp (VG/PIM): Phát hiện lượng không khí nạp.

6 Cảm biến nhiệt độ nước (THW): Phát hiện nhiệt độ nước làm mát động cơ

7 Bô bin và IC đánh lửa: Đóng và ngắt dòng điện trong cuộn sơ cấp vào thời điểm tối ưu Gửi

các tín hiệu IGF đến ECU động cơ

8 ECU động cơ: Phát ra các tín hiệu IGT dựa trên các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau, và

gửi tín hiệu đến bô bin có IC đánh lửa

9 Bugi: Phát ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp hòa khí.

Hình 3 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống đánh lửa trực tiếp

Bô bin có IC đánh lửa:

Thiết bị này bao gồm IC đánh lửa và bô bin kết hợp thành một cụm Trước đây, dòng điện cao áp được dẫn đến xy lanh bằng dây cao áp Nhưng nay, thì bô bin có thể nối trực tiếp đến bugi của từng xy lanh thông qua việc sử dụng bô bin kết hợp với IC đánh lửa Khoảng cách dẫn điện cao áp được rút ngắn nhờ có nối trực tiếp bô bin với bugi, làm giảm tổn thất điện áp và nhiễuđiện từ Nhờ thế độ tin cậy của hệ thống đánh lửa được nâng cao

Hình 4 Bô bin kết hợp với IC đánh lửa

Sau đây là một thí dụ về vận hành dựa trên DIS của động cơ 1NZ-FE, dùng bô bin kết hợp với

3 Cuộn đánh lửa, với dòng sơ cấp được ngắt đột ngột, sẽ sinh ra dòng cao áp

4 Tín hiệu IGF được gửi đến ECU động cơ khi dòng sơ cấp vượt quá một trị số đã định

5 Dòng cao áp phát ra từ cuộn thứ cấp sẽ được dẫn đến bugi và gây đánh lửa

Hình 5 Sơ đồ của hệ thống đánh lửa 1NZ-FE

1.3 Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế

1.3.1 Giới thiệu về xe cơ sở.

A Giới thiệu chung về xe toyota vios.

- Toyota Vios là phiên bản Sedan cỡ nhỏ ra đời năm 2003 để thay thế cho dòng Soluna ở thị trường Đông Nam Á và Trung Quốc Thế hệ đầu là một phần trong dự án hợp tác giữacác kỹ sư Thái Lan và những nhà thiết kế Nhật Bản của công ty Toyota và được sản xuất tại nhà máy Toyota Gateway, tỉnh Chachoengsao, Thái Lan Thế hệ thứ 2 ra đời năm

2007 Nhưng không chỉ dừng lại ở thị trường Châu Á, những chiếc Sedan này dần được Toyota ra mắt tại các thị trường khác

cơ nhỏ hơn với dung tích 1.3 lít

- Phiên bản đầu tiên được chế tạo dựa trên mẫu Toyota Platz Nhờ cải tiến về ngoại thất,

những chiếc Vios mang một dáng vẻ khác biệt, đặc biệt là phiên bản 2006.

Phiên bản này được chỉnh sửa khá nhiều với lưới tản nhiệt, đèn pha, đèn hậu được

làm mới cùng với vành đúc và nội thất mới

- Thế hệ thứ 2 ( từ năm 2007 đến nay)

Kiểu thiết kế: Sedan 4 chỗ

Động cơ 1.5 lít

- Chiếc Vios mới là sự tái hiện lại mẫu Toyota Belta sedan ra mắt năm 2005

Toyota Belta còn có tên khác là Toyota Yaris (tên này chỉ có ở Mỹ, Nhật,

Australia), Toyota Echo (tên gọi tại Canada) và Toyota Vitz Nếu Vios chỉ có phiên bản sedan thì Belta có thêm phiên bản hachtback

- Toyota Vios 2007 vẫn sử dụng động cơ cũ (năm 2003) I4, ký hiệu 1NZ-FE 1.5L DOHC tích hợp công nghệ điều khiển van biến thiên VVT-i Công suất cực đại của

động cơ là 107 mã lực, mô men xoắn tối đa 144 Nm Tuy nhiên, khung gầm thiết kế hoàn toàn mới

- Phiên bản Vios mới 1.5E 5 số sàn được nâng cấp từ Vios 2003 1.5G 5 số sàn, còn phiên bản 1.5G mới 4 số tự động lần đầu tiên được ra mắt tại thị trường Việt Nam

- Toyota Vios 2007 có kích thước lớn hơn xe đời cũ Trang bị an toàn và tiện nghi có nhiều cải tiến Về ngoại thất, thay đổi lớn nhất là lưới tản nhiệt có cấu trúc hình chữ V, cụm đèn hậu nhô ra ngoài, đèn xi nhan tích hợp trên gương, vành hợp kim thiết kế

mới,

Các thông số của xe toyota vios

Xuất Xứ: Thái Lan

Kích thước: (dài x rộng x cao) 4300 x 1700 x 1460 (mm)

Hình 1.2 Hình dáng xe Toyota Vios

Động cơ 1NZ-FE (DOHC 16 xu páp với VVT-I).

Động cơ sử dụng trên xe Toyota Vios là động cơ xăng 4 kỳ, 4 xy lanh đặt thẳng hàng, thứ tự làm việc 1 – 3 – 4 – 2

Động cơ 1NZ-FE

Kết cấu động cơ

Sử dụng trục cam kép, dẫn động bằng đai với công nghệ điều khiển đóng mở xu páp thông minh VVT-i, giúp cho xe tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ môi trường

Hệ thống VVT-i Vios

- Công suất tối đa: 107 HP / 6000 rpm

- Mô men xoắn tối đa: 144 NM / 4200 rpm

- Tỷ số nén: 10,5 : 1.

- Dung tích công tác 1497 cc

- Mức tiêu hao nhiên liệu: 5,5L / 100 Km (trong điều kiện thử nghiệm)

- Hệ thống cung cấp nhiên liệu: phun xăng điện tử đa điểm MPI, sử dụng các loại xăng có chỉ số octan là RON 95, 92 Dung tích bình xăng là 42 lít

- Hệ thống làm mát: tuần hoàn cưỡng bức nhờ bơm nước

- Hệ thống bôi trơn: theo nguyên lý hoạt động hỗn hợp bao gồm bôi trơn cưỡng bức kết hợp với vung té Xe sử dụng các loại dầu bôi trơn: API SM, API SL, ILSAC

Hệ thống truyền lực.

Ly hợp: loại 1 đĩa ma sát khô, thường đóng, dẫn động bằng áp suất thủy lực

- Hộp số: Đối với phiên bản 1.5G là tự động 4 cấp

- Hộp số tự động U430E được thiết kế gọn nhẹ và điều khiển điện tử linh hoạt,

sử dụng dầu ATF WS

Hộp số tự động U340E Vios.

+ Đối với phiên bản 1.5E là hộp số thường 5 cấp

Hộp số thường C50 Vios

- Truyền lực chính và vi sai: đây là loại xe du lịch động cơ và hộp số đặt ngang, cầu trước chủ động nên cặp bánh răng truyền lực chính và vi sai được bố trí chung trong cụm hộp số Xe Toyota Vios sử dụng truyền lực chính 1 cấp, loại bánh răng trụ răng nghiêng.

- Hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS

- Hệ thống đèn chiếu sáng và đèn báo hiệu bao gồm: đèn pha, đèn xi nhan, đèn sương mù, đèn phanh, đèn soi biển số, đèn trần trong xe, đèn báo áp suất dầu, đèn báo nạp ắc quy, đèn báo mức xăng thấp,

Cụm đèn sau

Đèn xi nhan tích hợp trên gương

Cụm đèn trước

- Hệ thống phanh : Điều khiển phanh điện tử ABS với chức năng phân bố lực phanh điện tử EBD và hỗ trợ phanh khẩn cấp BA.

- Có trang bị thiết bị đo đạc : Bảng đồng hồ option mới đa tầng và đồng hồ đo tốc độ ở

vị trí trung tâm với màn hình hiển thị đa thông tin thuận tiện cho việc theo dõi tình trạng xe

- Hệ thống gạt mưa, nâng hạ kính

- Hệ thống âm thanh gồm có: radio, cassette, và dàn loa

Đài xe Vios mới

1.3.1 Lựa chọn phương án thiết kế

Hệ thống đánh lửa trực tiếp ngày nay thường sử dụng là loại hệ thống đánh lửa trựctiếp sử dụng 1 bô bin cho mỗi xy lanh và mỗi bugi được nối vào đầu dây của cuộn dây thứcấp, dòng điện áp cao sinh ra trong cuộn dây thứ cấp được cấp trực tiếp đến bugi đó Tia lửađiện của bugi sẽ phóng ra từ điện cực trung tâm đến điện cực nối mát Khi bật khóa điện rơ le

sẽ đóng mạch, nguồn từ ắc uy được cung cấp đến chân (+B) của các cuộn đánh lửa ECU sẽxác nhận thời điểm đánh lửa và truyền tín hiệu đánh lửa (IGT) đến từng cuộn đánh lửa, khi cótín hiệu (IGT) IC trong cuộn đánh lửa sẽ điều khiển transitor công suất và lúc này có dòngđiện sơ cấp trong cuộn đánh lửa khi ECM ngắt tín hiệu điều khiển (IGT) lúc này transitorcông suất trong IC đánh lửa sẽ điều khiển ngắt dòng điện sơ cấp do đó cuộn dây thứ cấp sẽcảm ứng ra sung điện áp cao Điện áp này được cấp đến các bugi để tạo ra tia lửa điện bêntrong xylanh Khi ECU ngắt dòng sơ cấp, IC đánh lửa sẽ gửi một tín hiệu xác nhận ( IGF) chotừng xylanh đến ECU

1.4 Mục tiêu, Nội dung, phương pháp nghiên cứu

Mục đích cơ bản của hệ thống đánh lửa là cung cấp một tia lửa bên trong xi lanh, gần cuối hành trình nén, để đốt cháy điện tích nén của nhiên liệu

Để tia lửa nhảy qua khe hở không khí 0,6 mm trong điều kiện khí quyển bình thường (1 bar), cần có điện áp 2 23 kV Để tia lửa nhảy qua một khoảng trống tương tự trong xi lanh động cơ,

có tỷ lệ kết hợp là 8: 1, cần khoảng 8 kV Đối với các tỷ số nén cao hơn và hỗn hợp yếu hơn, có thể cần một điện áp lên đến 20 kV Hệ thống đánh lửa phải biến đổi điện áp pin bình thường 12

V thành khoảng 20 kV và, ngoài ra, phải cung cấp điện áp cao này đến đúng xi lanh, vào đúng thời điểm Một số hệ thống đánh lửa sẽ cung cấp tới 40 kV cho bugi

Đánh lửa thông thường là tiền thân của các hệ thống tiên tiến hơn được điều khiển bởi thiết bị điện tử Điều đáng nói ở giai đoạn này là hoạt động cơ bản của hầu hết các hệ thống đánh lửa là rất giống nhau Một cuộn dây được bật và tắt làm cho điện áp cao được cảm ứng trong cuộn dâythứ hai Một hệ thống đánh lửa cuộn dây bao gồm nhiều bộ phận và cụm lắp ráp khác nhau, thiết

kế và xây dựng thực tế phụ thuộc chủ yếu vào động cơ

mà hệ thống sẽ được sử dụng

Khi xem xét việc thiết kế hệ thống đánh lửa trực tiếp, nhiều yếu tố phải được tính đến, điều quan trọng nhất trong số này là:

- Thiết kế bộ tạo xung điện áp

- Thiết kế bộ điều khiển

- Lựa chọn bugi, các cảm biến…

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

2.1 Tính toán các thông số cơ bản và kiểm nghiệm bugi.

Độ tự cảm cuộn sơ cấp: L1 = 2.10-3 [H]

Điện trở mạch sơ cấp : R1 = 0,5 [Ω]

Điện dung mạch sơ cấp : C1 = 0,25.10-6 [F]

Điện dung mạch thứ cấp : C2 = 10-10 [F]

Thời gian Transistor công suất bật (góc ngậm điện ở chế độ tải định mức): t = 2.10-3 [s]

Hệ số tính đến sự giảm U2 do tổn thất năng lượng dưới dạng nhiệt trong mạch từ : η=0,8

Hiệu điện thế nguồn Ung = 12 [V]

Tỷ số biến áp: K=50

Theo công thức:

Thay số

Hiệu điện thế U2 = 23889 V  Đảm bảo cho bugi đánh lửa

- Hiệu điện thế thứ cấp cực đại U2m là hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây thứ cấp khi tách dây

cao áp ra khỏi bugi Hiệu điện thế cực đại U2m phải lớn để có khả năng tạo được tia lửa điệngiữa hai điện cực của bugi đặc biệt lúc khởi động

- Hiệu điện thế thứ cấp là tại đó quá trình đánh lửa được xảy ra được gọi là hiệu điện thếđánh lửa ( Udl) Hiệu điện thế đánh lửa là 1 hàm phụ thuộc vào nhiều yếu tố, theo định luậtPashen

Udl

Trong đó:

- P: là áp suất trong buồng đốt tại thời điểm đánh lửa

- : là khe hở bugi

- T: là nhiệt độ ở điện cực trung tâm của bugi tại thời điển đánh lửa

- K: là hằng số phụ thuộc vào thành phần của hỗn hợp hòa khí

- Ở chế độ khởi động lạnh, hiệu điện thế đánh lửa Udl tăng khoảng 20-30% do nhiệt độ hòakhí thấp và hòa khí không được hòa trộn tốt

- Khi động cơ tăng tốc độ Udl tăng nhưng sau đố giảm từ từ do nhiệt độ cực bugi tăng và ápsuất nén giảm do quá trình nạp xấu đi

- Hiệu điện thế đánh lửa có giá trị 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 Trong quá trình vận hành xe mới, sau 2.000 km đầu tiên,Udl tăng 20% do điện cực bằng bugi bị mài mòn

- Sau khi đó Udl tiếp tục tăng do khe hở bugi tăng Vì vậy để giảm Udl phải hiệu chính lạikhe hở bugi sau mỗi 10.000 km

Hình 2.1: Sự phụ thuộc của hiệu điện thế đánh lửa và tốc độ và tải động cơ.

1- Toàn tải 2-Nửa tải 3-Khởi động và cầm chừng.

- Hệ số dự trữ Kdt là tỷ số giữa hiệu điện thế thứ cấp cực đại U2m và hiệu điện thế đánh lửaUdl:

Kdt = U2m / Udl

- Đối với hệ thống đánh lửa thường do U2m thấp nên Kdl thường nhỏ hơn 1,5 Trên nhữngđộng cơ xăng hiện đại với hệ thống đánh lửa từ hệ số dự trữ có khả năng tăng cao ( Kdt =1,5-2,0)đáp ứng được việc tăng tỷ số nén, tăng số vòng quay và tăng khe hở bugi

- Năng lượng dự trữ Wdt là năng lượng tích lũy dưới dạng từ trường trong cuộn dây sơ cấpcủa bobin Để đảm bảo tia lửa điện có đủ năng lượng để đốt cháy hoàn toàn hòa khí Hệ thốngđánh lửa phải đảm bảo được năng lượng dự trữ trên cuộn sơ cấp của bobin ở 1 giá trị xác định

Wdt = L1.Ing2/2 =50-150mjTrong đó:

- Wdt: Năng lượng dự trữ trên cuộn dây sơ cấp

- L1: Độ tự cảm của cuộn sơ cấp của bobin

-Lng: Cường độ dòng điện sơ cấp tại thời điểm công suất ngát

S= du2/dt= = 300 - 600 (V/ms)Trong đó:

- S tốc độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp

- 2: độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp

-t: thời gian biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp

Tốc độ biến thiên của hiệu điện thế cấp S càng lớn thì tia lửa điện xuất hiện tại điện cựcbugi càng mạnh nhờ đó dòng không bị rò qua đó muội than trên cực bugi, năng lượng tiêu haotrên mạch thứ cấp giảm

Đối với động cơ 4 thì, số tia lửa xảy ra trong một giây được xác định bởi công thức:

(Hz)Trong đó:

- tđ: thời gian công suất dẫn

- tm: thời gian công suất ngắt

Tần số đánh lửa f tỷ lệ thuận với quay trục khuỷu động cơ và số vòng quay xylanh Khi tăng

số vòng quay của động cơ và số xylanh, tần số đánh lửa f tăng và do đó chu kỳ đánh lửa T giảmxuống Vì vậy, khi thiết kế cần chú ý đến 2 thông số chu kỳ và tần số đánh lửa để đảm bảo ở sốvòng quay cao nhất của động cơ tia lửa vẫn mạnh

Góc đánh lửa sớm là góc quay của trục khuỷu động cơ từ thời điểm xuất hiện tia lửa điện tạibugi cho đến khi piston lên đến điểm chết trên

Góc đánh lửa sớm ảnh hưởng rất lớn đến công suất, tính kinh tế và độ ô nhiễm của khí thảiđộng cơ Góc đánh lửa sớm tối ưu phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố:

opt=f( Pbđ, tbd, p, twt, tmt, n, No )

Trong đó:

- Pbđ: Áp suất trong buồng đốt tại thời điểm đánh lửa

- No: Chỉ số octan của xăng

Hình 2.2 Bản đồ góc đánh lửa sớm theo tốc độ và tải động cơ trên xe đời mới và xe đời cũ

Thông thường tia lửa điện bao gồm hai thành phần là thành phần điện dung và thành phầnđiện cảm Năng lượng của tia lửa được tính theo công thức:

WP = WC + WL

Trong đó:

WC = C2.Udl2/2

WL = L2.i2/2

- WP: Năng lượng của tia lửa

- WC: Năng lượng của thành phần tia lửa có tính điện dung

- WL: Năng lượng của thành phần tia lửa có tính điện cảm

- C2: Điện dung ký sinh của mạch thứ cấp của bugi (F)

- Udl: Hiệu điện thế đánh lửa

- L2: Độ tự cảm của mạch thứ cấp (H)

- i2: Cường độ dòng điện mạch thứ cấp (A)

Tùy thuộc vào loại hệ thống đánh lửa mà tăng lượng tia lửa có đủ hai thành phần hoạc chỉ

có một thành phần điện cảm hoặc điện dung Thời gian phóng điện giũa hai điện cực của bugitùy thuộc vào loại hệ thống đánh lửa Tuy nhiên hệ thống phóng điện đủ dài để đốt cháy đượchòa khí ở mọi chế độ hoạt động của động cơ

2.2 Thiết kế bộ xung tạo điện áp cao

2.3 Thiết kế bộ điều khiển

A: Vị trí các chi tiết

Hình 2.3.1: Vị trí các chi tiết trên động cơ.

Hình 2.3.2: Vị trí các giắc nối trên xe

Hình 2.3.3: Vị trí các hộp cầu trì trên xe

B: Sơ đồ hệ thống

Bảng ký hiệu các chân và tín hiệu của ECU

CHƯƠNG III: XÂY DỰNG QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG & SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP TRÊN VIOS

3.1.Những hư hỏng của hệ thống.

- Mất điện cuộn đánh lửa

- Sai thời điểm đánh lửa

- Buji không đánh lửa hoặc đánh lửa yếu

3.2.Quy trình kiểm tra chẩn đoán.

3.2.1 Kiểm tra đánh lửa trên xe

Quy trình kiểm tra:

Bước 3: tháo 4 bu lông và cuộn

đánh lửa

Bước 4: tháo 4 buji

Bước 5: lắp buji vào cuộn dây đánh lửa và nối giắc cuộn đánh lửa

Bước 6: ngắt 4 giắc nối vòi phun nhiên liệu

Bước 7: tiếp mát cho buji

Bước 8: quan sát xem có tia lửa phát ra ở đầu điện cực của buji hay không Chú

ý:

- Nối mát cho buji khi kiểm tra

- Thay cuộn đánh lửa khi nó đã bị va đập

- Không được quay khởi động động cơ lâu hơn 2 giây

3.3.2 Kiểm tra buji.

- Kiểm tra điện cực: đo điện trở cách điện Điện trở tiêu chuẩn trên 10MΩ

Bước 1: tháo nắp đạy nắp quy lát

Bước 2: ngắt 4 giắc nối vào cuộn

đánh lửa

Nếu điện trở không như tiêu chuẩn thì làm sạch buji và thử lại lần nữa Nếu

không có MΩ kế thì kiểm tra như sau:

i.Tăng ga nhanh để đạt tốc độ động cơ 4,000 vòng/phút trong 5 lần

ii.Tháo bugi

iii.Kiểm tra bằng cách quan sát bugi

Nếu điện cực khô, bugi hoạt động đúng chức năng Nếu điện cực bị ướt, hãy đi đến bước tiếp theo

- Kiểm tra hư hỏng ở phần ren và phần cách điện của bugi Nếu

có hư hỏng, hãy thay thế bugi

- Kiểm tra khe hở điện cực của bugi

f.Khe hở điện cực lớn nhất cho bugi cũ: 1.1 mm (0.043 in) g.Nếu khe

hở điện cực lớn hơn giá trị lớn nhất, hãy thay thế bugi

h Khe hở điện cực của bugi mới: 0.7 đến 0.8 mm (0.028 đến 0.032 in)

i.Làm sạch các bugi Nếu điện cực bị bám muội cacbon ướt, hãy làm sạch bugi bằng

máy làm sạch sau đó làm khô nó

k.Áp suất khí: 588 kPa (6 kgf/cm2, 85 psi)

l.Thời gian: 20 giây trở xuống.

Chỉ dùng máy làm sạch bugi khi điện cực đã sạch dầu Nếu điện cực có bám dầu, thì

dùng xăng để làm sạch dầu trước khi dùng máy làm sạch

3.3 Phương pháp bảo dưỡng và sửa chữa.

Bước 1: Kiểm tra rằng giắc nối phía dây điện của cuộn đánh lửa đã được cắm chắc

chắn.

- Nếu đã cắm chắc chắn thì đi đến bước 2

- Nếu giắc nối bị lỏng thì lắp lại cho chắc chắn

Bước 2: Tiến hành thử đánh lửa cho mỗi cuộn đánh lửa.

- Nếu không có lửa thì thay thế cuộn đánh lửa đó bằng chiếc còn tốt và tiến hành

thử lại 1 lần nữa

- Nếu vẫn không có lửa thì đi tới bước 3

Bước 3: Kiểm tra buji.

- Nếu buji hỏng thì thay thế

- Nếu buji còn tốt thì đi đến bước 4

Bước 4: Kiểm tra sự cấp nguồn đến cuộn đánh lửa có IC đánh lửa.

- Bật khóa điện ON Kiểm tra rằng có điện áp ắc quy tại cực dương (+) của cuộn

đánh lửa Nếu không có điện áp thì kiểm tra dây điện giữa khóa điện và cuộn dây đánh lửa có IC đánh lửa theo như sơ đồ dưới đây

- Nếu có điện dương ắc quy thì đi đến bước 5.

Bước 6: Kiểm tra dây điện và giắc nối cuộn đánh lửa và rơ le tổ hợp

- Tháo giắc nối, tháo rơ le tổ hợp ra khỏi hộp đầu nối khoang động cơ và đo giá

trị điện trở rồi so sánh với giá trị tiêu chuẩn

- Nếu không như tiêu chuẩn thì sửa chữa hay thay thế dây điện và giắc

nối.Nếu như tiêu chuẩn thì đi tới bước 7

a Kiểm tra rơ le tổ hợp (nguồn cấp)

- Đo điện trở và so sánh với giá trị tiêu chuẩn, nếu không như tiêu chuẩn thì sửa

chữa hoặc thay thế dây điện và giắc nối rơ le tổ hợp và ắc quy