Đồ án Trang bị điện và điện tử động lực - Tôn Thất Lâm

Nội dung text: Đồ án Trang bị điện và điện tử động lực - Tôn Thất Lâm

1. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực LỜI NĨI ĐẦU Trong động cơ xăng nhiên liệu được đốt cháy cưỡng bức nên hệ thống đánh lửa là bộ phận khơng thể thiếu để duy trì hoạt động cũng như tính ổn định trong quá trình làm việc. Sau khi học xong mơn Trang Bị Điện và Điện Tử Động Lực. Chúng em được giao đồ án mơn học ‘‘Trang bị điện tử động lực’’ nhằm củng cố kiến thức đã học và hiểu hơn các Hệ thống đánh lửa thường sử dụng trong các động cơ hiện nay. Trong quá trình làm đồ án, em đã được sự hướng dẫn tận tình của thầy Th. Phạm Quốc Thái, và đặc biệt là sự hướng dẫn trực tiếp của thầy TS. Lê Văn Tụy để em hồn thành đồ án Trang Bị Điện và Điện Tử Động Lực này. Cuộc sống càng ngày càng hiện đại hơn, đầy dủ hơn nên yêu cầu về HTĐL ngày càng nhỏ gọn, tiết kiệm năng lượng, hiệu suất cao đảm bảo đánh lửa đúng với mọi trường hợp hoạt động của động cơ. Chính vì vậy sự phát triển của HTĐL cũng rất nhanh để phù hợp với mọi yêu cầu của cuộc sống. Nên càng ngày càng cĩ nhiều HTĐL khác nhau, nhưng chúng vẫn dựa trên cơ sở chung để tạo ra được tia lửa điện. Trong quá trình làm đồ án do thời gian hạn hẹp và kiến thức cịn nhiều hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sĩt mong nhận được những lời đĩng gĩp của quý thầy cơ và bạn bè. Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 2/12/2010 Sinh Viên Tơn Thất Lâm Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 1
2. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực 1.Tổng quan 1.1. Cơng dụng Hệ thống đánh lửa(HTDL) trên ơtơ cĩ nhiệm vụ biến dịng một chiều thấp áp(12V, 24V) hoặc dịng điện xoay chiều thấp áp(trong HTĐL Manheto hay vơ lăng Manheto) thành xung điện cao áp (12 kV ÷ 24 kV) và tạo ra tia lửa điện phĩng qua khe hở bugi đốt cháy hỗn hợp cháy (khí – xăng) trong xylanh ở thời điểm thích hợp và tương ứng với thứ tự làm việc của xilanh, chế độ làm việc của động cơ. 1.2. Yêu cầu đĩ địi hỏi hệ thống đánh lửa phải bảo đảm được các yêu cầu chính sau: - Phải đảm bảo tạo ra điện áp đủ lớn (12kV ÷ 24kV) để tạo ra tia lửa điện phĩng qua khe hở giữa các điện cực bugi. - Tia lửa phải cĩ năng lượng và thời gian tồn tại đủ lớn để đốt cháy hỗn hợp làm việc trong mọi điều kiện làm việc của động cơ. - HTĐL phải cĩ khả năng tự động điều chỉnh gĩc đánh lửa sớm để thời điểm đánh lửa tương ứng với gĩc đánh lửa sớm hợp lý nhất ở mọi chế độ làm việc của động cơ. - Độ tin cậy của hệ thống đánh lửa phải tương ứng với độ tin cậy làm việc của động cơ. - Các phụ kiện của hệ thống đánh lửa phải đảm bảo làm việc tốt trong mơi trường nhiệt độ cao và rung xĩc lớn. - Kết cấu đơn giản, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng, giá thành rẻ 1.3. Phân loại 1.3.1. Theo đặc điểm cấu tạo và nguyên lý làm việc HTĐL chia ra làm các loại sau: a. HTĐL kiểu cơ khí(loại thường):Được sử dụng trên hầu hết các loại ơ tơ trước đây. Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 2
3. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực W 3 2 W1 R 4 2 C1 1 5 Hình 1.1.Sơ đồ hệ thống đánh lửa kiểu cơ khí 1- Trục cam; 2- Cần tiếp điểm; 3- Boobin đánh lửa; 4- Bộ chia điện; 5- Bugi b. HTĐL Manhêtơ - Đặc điểm cấu tạo:Về cấu tạo, bất kỳ Manhêtơ nào cũng cĩ thể chia ra hai phần chính là: hệ thống mạch từ và mạch điện. -Hệ thống mạch từ: của Manhêtơ thực chất là mạch từ của một máy phát và một biến thế kết hợp lại: Để phát ra điện, tạo ra được dịng sơ cấp, hệ thống từ của Manhêtơ cĩ: nam châm vĩnh cửu, khung từ (lõi thép) trên cĩ quấn cuộn dây sơ cấp W1; Để nhận được điện áp cao, trên lõi thép của Manhêtơ cịn được quấn cuộn dây thứ cấp W2 để kết hợp với W1 thành một biến thế cao áp. Theo cấu tạo, hệ thống từ của Manhêtơ cĩ thể chia ra một số loại sau: - Phần ứng (cuộn dây) quay (hình 1.2a); - Lõi đảo cực từ quay (hình 1.3b); - Nam châm quay (hình 1.4c, d). Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 3
4. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực Hình 1.2 Hệ thống mạch từ của Manhêtơ. Mạch điện: của Manhêtơ cĩ nhiệm vụ biến SĐĐ cảm ứng xoay chiều thế hiệu thấp, xuất hiện trong cuộn dây sơ cấp W 1 thành các xung điện cao thế và phân phối nĩ đến các bugi theo trình tự cần thiết. Hình 1.3. Sơ đồ mạch điện của Manhêtơ. 1-Lõi thép; 2- Cuộn sơ cấp; 3- Cuộn thứ cấp; 4- Má cực; 5- Kim đánh lửa phụ; 6- Điện cực bộ chia điện; 7- Rơto; 8, 9- Bánh răng 10- Bugi; 11- Rơto nam châm; 12- Cam; 13- Tiếp điểm tĩnh; 14- Tiếp điểm động; 15- Cơng tắc điện; 16- Cam. + Nguyên lý làm việc: Nguyên lý tạo nên điện cao thế tương tự như ở HTĐL thường dùng ắc quy, chỉ khác là dịng điện trong cuộn dây sơ cấp sinh ra là do SĐĐ cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây khi nam châm quay tương tự như ở máy phát xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu (chứ khơng phải được cung cấp từ ắc quy hoặc máy phát). Các quá trình vật lý (điện từ) xảy ra trong Manhêtơ cũng tương tự như trong HTĐL thường Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 4
5. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực - Manhêtơ là hệ thống dánh lửa cao áp độc lập, cĩ cơng suất khơng lớn mà nguồn điện, biến thế cao áp và bộ chia điện được bố trí gọn trong một kết cấu. -HTĐL Manhêtơ cĩ độ tin cậy cao và làm việc độc lập khơng phụ thuộc vào ắc quy và máy phát. nên được dùng nhiều trên xe cao tốc và một số máy cơng trình trên vùng núi c. HTĐL bán dẫn cĩ tiếp điểm Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa bán dẫn cĩ tiếp điểm. 1-Bộ ắc quy; 2- Tiếp điểm (cặp má vít); 3- Biếp áp đánh lửa; 4- Điện trở phụ; 5- Khố điện; 6- Transitor. + Nguyên lý làm việc của hệ thống như sau: - Khi KK' đĩng: cực gốc B của transitor được nối với cực âm của nguồn nên UEB> 0 làm xuất hiện dịng IB và transitor 6 mở cho dịng I1 đi qua. - Khi KK' mở: dịng IB bị ngắt nên transitor đĩng và ngắt đột ngột dịng I 1. Do đĩ trong các cuộn dây của biến áp đánh lửa xuất hiện các suất điện động tự cảm. Trong hệ thống đánh lửa thường E1 = 200 400V hoặc lớn hơn. Bởi vậy khơng thể lấy biến áp đánh lửa tiêu chuẩn (dùng cho hệ thống đánh lửa thường) sang dùng cho hệ thống đánh lửa bán dẫn, vì transitor khơng chịu được điện áp cao như vậy mà phải dùng biến áp riêng cĩ Kba lớn hơn để giảm E1 xuống nhỏ hơn 100V. Nếu E1 địi hỏi phải lớn hơn 100V để đảm bảo nhận được U 2 cao, thì cĩ thể mắc nối tiếp các transitor hoặc áp dụng các biện pháp bảo vệ. Nếu vẫn dùng biến áp đánh lửa tiêu chuẩn thì hệ thống đánh lửa bán dẫn sẽ khơng phát huy được ưu điểm gì trừ vấn đề tăng tuổi thọ cho tiếp điểm. d. HTĐL bán dẫn khơng cĩ tiếp điểm Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 5
6. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực Trong hệ thống đánh lửa bán dẫn khơng tiếp điểm, thời điểm đánh lửa được điều khiển bằng bộ cảm biến đặc biệt cĩ liên hệ cơ khí với trục khuỷu động cơ. Các bộ cảm biến cĩ thể chia ra hai loại: - Cảm biến thơng số: Tín hiệu được tạo thành bằng cách thay đổi các thơng số của mạch điện như: điện trở, điện cảm, hỗ cảm, điện dung, - Cảm biến phát điện: Tín hiệu là giá trị suất điện động do bộ cảm biến tạo ra. Một yêu cầu quan trọng đối với các bộ cảm biến khơng tiếp điểm là phải đảm bảo độ tin cậy làm việc ở số vịng quay thấp của trục khuỷu. Cấu tạo của hệ thống gồm: - Bộ ắc quy 1; Bộ cảm biến (phát lệnh) 2 lắp trong bộ chia điện; Biến áp đánh lửa 3; Bộ cắt nối bán dẫn I và hộp điện trở phụ II; Bộ chia điện (khơng thể hiện trên hình vẽ); Transitor T3: đĩng tích cực nhờ nửa kỳ điện áp dương của bộ phát lệnh; Transitor T2 đĩng tích cực nhờ Đ2 và R1 (mạch hồi tiếp); Transitor T1 đĩng tích cực nhờ biến áp xung. Để đảm bảo chất lượng đánh lửa khi khởi động (lúc độ dốc của tín hiệu khơng đủ lớn) , trong sơ đồ cĩ mạch liên hệ ngược (hồi tiếp) qua R3 và C2 từ cực gĩp K của T1 đến cực gốc của T3. Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 6
7. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực Nguyên lý làm việc: - Lúc đầu khi khố điện K đ đĩng: bộ phát lệnh chưa quay, cực gốc B của T 3 nối với cực (+) của nguồn qua R 4 và cuộn dây của bộ PL, nên T3 đĩng, điện trở của T3 (RT3) lúc này rất lớn nên cực gốc B của T 2 được nối với cực (-0 qua R 5, làm T2 mở. Do T2 mở nên cĩ dịng qua biến áp xung từ (+) đến Đ2 đến W2' đến W1' đếnEC (T2) đếnRf1đến Rf2đến (-). Dịng qua biến áp xung tạo điện áp điều khiển tại cực gốc B của T1 làm T1 mở và cho dịng đi qua cuộn sơ cấp W1 của biến áp đánh lửa. - Khi bộ PL quay, ở nửa chu kỳ (-) của điện áp do nĩ phát ra thì cực gốc B của T3 cĩ điện áp (-) nên T3 mở. T3 mở thì RT3 giảm nhỏ nên cực gốc B của T 2 coi như được nối với cực (+) nên T 2 đĩng. T2 đĩng làm T1 đĩng theo, cắt đột ngột dịng sơ cấp I1 tạo nên một suất điện độgn tự cảm E 2 rất lớn truyền qua bộ chia điện đến các bugi để tạo tia lửa điện. - Khi khởi động hoặc khi số vịng quay thấp, xung tín hiệu cịn yếu thì khi T1 mở nên tụ C2 được nạp, làm cho thế cực gốc B của T 3 âm nên T3 mở. T3 mở làm T2 và T1 đĩng nên cắt dịng I1 để tạo tia lửa điện ở bugi. Sau đĩ T 1 và T2 lại mở, tụ lại được nạp làm T3 mở cịn T1 và T2 đĩng. Quá trình cứ lặp lại theo một chu kỳ nhất định, tạo nên hàng loạt tia lửa điện ở bugi hỗ trợ cho khởi động động cơ. Ưu nhược điểm của hệ thống đánh lửa bán dẫn so với hệ thống đánh lửa thường:  Ưu điểm: - Cĩ thể đồng hố hệ thống đánh lửa chung cho các loại động cơ ơtơ khác nhau. - Điện thế thứ cấp U2= 25÷50kV ở mọi chế độ làm việc của động cơ. - Nếu là loại tiếp điểm điều khiển thì dịng điện qua tiếp điểm điều khiển khi ngắt mạch khơng quá 1A, do đĩ tiếp điểm làm việc được bảo đảm, cịn dịng điện sơ cấp I1 ngắt cĩ thể đạt đến 7÷ 25 A và hơn nữa. - Với hệ thống đánh lửa bán dẫn động cơ tăng tốc rất nhanh và điều hồ, khơng cĩ sự ngắt quãng trong làm việc. - Khả năng tăng tốc của ơtơ tăng lên 10÷30% so với khi ơtơ sử dụng hệ thống đánh lửa thường. Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 7
8. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực - Nhiên liệu được đốt cháy hết ở cả số vịng quay thấp và số vịng quay cao, do đĩ tiết kiệm nhiên liệu được 10%. - Ít phải chăm sĩc bảo dưỡng.  Nhược điểm: - Giá thành cịn khá cao vì sử dụng nhiều linh kiện bán dẫn. - Đơi khi sơ đồ phức tạp và suất tiêu hao năng lượng riêng cho hệ thống đánh lửa lớn (khoảng gấp đơi hệ thống đánh lửa thường). Tuy cịn những nhược điểm như vậy nhưng hệ thống đánh lửa bán dẫn vẫn được ưa chuộng và ngày càng được phát triển rộng rãi, đặc biệt trong các loại xe đời mới hiện nay. 1.3.2. Theo cảm biến đánh lửa: (HTĐL bán dẫn khơng tiếp điểm) a. HTĐL sử dụng cảm biến điện từ: Cĩ hai loại: - Loại nam châm đứng yên: Hình 1.6. Cảm biến điện từ loại nam châm đứng yên Cảm biến được đặt trong delco bao gồm một rotor cĩ số răng cảm biến tương ứng với số xy lanh động cơ, một cuộn dây quấn quanh một lõi sắt từ cạnh một thanh nam châm vĩnh cữu. Cuộn dây và lõi sắt được đặt đối diện với các răng cảm biến rotor và được cố định trên vỏ delco. Khi rotor quay, các răng cảm biến sẽ lần lượt tiến lại gần và lùi ra xa cuộn dây. Khi rotor ở vị trí như hình 2a, điện áp trên cuộn dây cảm biến bằng 0. Khi răng cảm biến của rotor tiến lại gần cực từ của lõi thép, khe hở giữa rotor và lõi thép giảm dần và từ trường mạnh dần lên. Sự biến thiên của từ thơng xuyên qua cuộn dây Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 8
9. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực Khi răng cảm biến của rotor đối diện với lõi thép, độ biến thiên của từ trường bằng 0 và sức điện động trong cuộn cảm biến nhanh chĩng giảm về 0 (hình 2c). Khi rotor đi xa ra lõi thép, từ thơng qua lõi thép giảm dần và sức điện động xuất hiện trong cuộn dây cảm biến cĩ chiều ngược lại (hình 2d). Hiệu điện thế sinh ra ở hai đầu dây cuộn cảm biến phụ thuộc vào tốc độ của động cơ. Sự tạo từ trường của cuộn nam châm đứng yên H.ình 1.7. Vị trí tương đối của rotor với cuộn nhận tín hiệu Cảm biến điện từ loại nam châm đứng yên cĩ ưu điểm là rất bền, xung tín hiệu cĩ dạng nhọn nên ít ảnh hưởng đến sự sai lệch về thời điểm đánh lửa. Tuy nhiên, xung điện áp ra ở chế độ khởi động nhỏ, vì vậy ở đầu vào của Igniter phải sử dụng transistor cĩ độ nhạy cao và phải chống nhiễu cho dây tín hiệu. Cảm biến điện từ loại nam châm quay: Hình 1.8. Cảm biến điện từ loại nam chân quay cho loại động cơ 8 xylanh 1-Rơto nam châm ; 2-Lõi thép từ; 3- Cuộn dây cảm biến Nam châm được gắn trên rotor, cịn cuộn dây cảm biến được quấn quanh một lõi thép và cố định trên vỏ delco. Khi nam châm quay, từ trường xuyên qua cuộn dây biến thiên tạo nên một sức điện động sinh ra trong cuộn dây. Do từ trường qua cuộn dây đổi dấu nên sức điện động sinh ra trong cuộn dây lớn. Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 9
10. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực Hệ thống đánh lửa bán dẫn dùng cảm biến từ điện loại nam châm đứng yên Hình 1.9. Hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng điện từ (HONDA) Hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng cảm biến điện từ được sử dụng phổ biến trên các loại xe ơtơ vì nĩ cĩ cấu tạo khá đơn giản, dễ chế tạo và ít hư hỏng. Sơ đồ mạch điện loại này được trình bày trên hình 4 Khi cuộn dây cảm biến khơng cĩ tín hiệu điện áp hoặc điện áp âm, transistor T1 ngắt nên T2 ngắt, T3 dẫn cho dịng qua cuộn sơ cấp về mass. Khi răng của rotor cảm biến tiến lại gần cuộn dây cảm biến, trên cuộn dây sẽ xuất hiện một sức điện động xoay chiều, nửa bán kỳ dương cùng với điện áp rơi trên điện trở R2 sẽ kích cho transistor T1 dẫn, T2 dẫn theo và T3 sẽ ngắt. Dịng qua cuộn sơ cấp ở bobine bị ngắt đột ngột tạo nên một sức điện động cảm ứng lên cuộn thứ cấp một điện áp cao và được đưa đến bộ chia điện. b. HTĐL sử dụng cảm biến quang - Cảm biến quang gồm hai loại, chúng chỉ khác nhau ở phần tử cảm biến quang. Loại sử dụng một cặp Led-Photo Transistor Loại sử dụng một cặp Led-Photo diode. 1 1 5 4 2 3 Hình 2.10. Cảm biến quang 1-LED; 2-Photo Transisto; 3-Photo Diode; 4- Mâm quay; 5-Khe chiếu sáng Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 10
11. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực Phần tử cảm quang (Led-Lighting Emision Diode) và phần tử cảm quang (Photo Transistor hoặc photo diode) được đặt trong bộ chia điện. Đĩa của cảm biến được gắn trên trục bộ chia điện, số rãnh tương ứng với xilanh của động cơ. Hoạt động của cảm biến quang như sau: Khi cĩ ánh sáng chiếu vào giữa hai phần tử này thì nĩ sẽ trở nên dẫn điện và ngược lại khi khơng cĩ ánh sáng đi qua nĩ sẽ khơng dẫn điện. Độ dẫn điện của nĩ phụ thuộc vào cường độ ánh sáng và hiệu điện thế giữa hai đầu cực của phần tử cảm quang. Khi đĩa cảm biến quay, dịng ánh sáng phát ra từ LED sẽ bị ngắt quãng làm phần tử cảm quang dẫn ngắt liên tục, tạo ra các xung vuơng để dùng làm tín hiệu đánh lửa . Hình 2.16 là sơ đồ đánh lửa bán dẫn được điều khiển bằng cảm biến quang của hãng Motorola. Cảm biến quang được đặt trong bộ chia điện, gửi tín hiệu đánh lửa về cho bộ điều khiển đánh lửa. Nguyên lí hoạt động của sơ đồ hệ thống đánh lửa này như sau: IG/SW Rf D3 C1 D2 C2 Biãún R2 R3 R6 R1 ạp D1 Acquy T1 R4 T4 R5 T3 T2 R7 Hình 2.11. Sơ đồ mạch điện HTĐL bán dẫn dùng cảm biến quang Khi đĩa cảm biến quay đến vị trí đĩa chắn ánh sáng từ LED D1 sang photo Transistor T1 làm T1 bị ngắt, làm cho các Transistor T2, T3, T4 ngắt theo, cịn T5 dẫn cho dịng điện qua cuộn sơ cấp sau đĩ đến vị trí masse. Khi đĩa cảm biến cho dịng ánh sáng đi qua T1 sẽ ở trạng thái dẫn, đồng thời T 2, T3, T4 cũng dẫn theo, T 5 lúc này ở trạng thái đĩng, làm cho dịng sơ cấp bị ngắt đột ngột. Do dịng sơ cấp bị ngắt Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 11
12. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực đột ngột nên trên cuộn thứ cấp xuất hiện một hiệu điện thế cĩ giá trị 2535Kv, hiệu điện thế này qua bộ chia điện để đến các bugi sinh ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp khí -nhiên liệu theo đúng thứ làm việc của các xilanh. c. HTĐL sử dụng cảm biến Hall: Cảm biến này làm việc theo nguyên lí hiệu ứng Hall như sau: Nếu đặt một tấm bán dẫn vào trong từ trường B 0 ( tác dụng theo phương Z), khi cho dịng điện đi theo phương X thì theo phương Y vuơng gĩc với nĩ sẽ xuất hiện một sức điện động E Hall(gọi là sức điện động Hall) cĩ trị số phụ thuộc vào vật liệu, chiều dày của tấm cảm biến. Theo tài liệu ta cĩ : I.B E K . 0 Hall Hall  Hằng số KHall phụ thuộc vào loại vật liệu. Các loại vật liệu bán dẫn như Bisimut thường được sử dụng làm cảm biến loại này vì chúng cĩ hệ số KHall lớn. B0- Từ trường qua tấm bán dẫn. I0- Dịng điện qua tấm bán dẫn.  - Mật độ các hạt điện tử trên tấm bán dẫn B0 EH X i Y Hình 2.12. Nguyên lý dịng điện trong cảm biến hall *Cấu tạo: Cảm biến kiểu Hall như hình 2.13 gồm cĩ roto 4 cĩ kết cấu chụp rỗng dạng cánh chắn, bên trong lịng rơto cĩ 1 nam châm vĩnh cửu 2. Cảm biến 1 được gắn trên mâm 6 cĩ 3 đầu dây dẫn đưa ra ngồi. Một đầu dây nối với dịng điện từ Acquy qua khố đánh lửa, một đầu lấy tín hiệu điện áp của hiệu ứng Hall để điều khiển các Transistor, một đầu dây nối masse. Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 12
13. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực 4 5 3 6 T 1 2 Hình 2.13.Sơ đồ cấu tạo của cảm biến Hall 1- Cảm biến; 2- Nam châm; 3- Trục bộp chia điện; 4 -ơtodạng cánh chắn; 5- Khe hở cánh chắn, 6 - Mâm gắn cảmbiến . *Hoạt động của cảm biến Hall: Khi khe hở của cánh chắn nằm giữa cảm biến Hall và nam châm thì từ trường sẽ xuyên qua khe hở làm xuất hiện một hiệu điện thế U H, hiệu điện thế này sẽ điều khiển Transistor mở để cho dịng điện từ cuộn dây sơ cấp đi qua. Khi khe hở đi qua giữa cảm biến và nam châm làm từ trường B sẽ mất đi khi đĩ thì hiệu điện thế U H gần bằng 0, điện thế này làm cho Transistor đĩng lại, việc đĩng Transistor làm dịng sơ cấp mất đi đột ngột và xuất hiện hiệu điện thế U 2 trên cuộn dây thứ cấp tạo tia lửa điện trên các bugi. Bề rộng của tấm chắn dùng để xác định gĩc độ ngậm điện (Dwell Angel), số cánh của tấm chắn bằng số xilanh động cơ. Hình 2.14 là sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa bán dẫn dùng cảm biến Hall IG/SW Rf W1 W2 D1 R5 R1 R2 R3 l l a T1 H C2 n ú R4 D4 ã i T2 b T3 D5 m í Acquy a C R6 C1 D2 D3 R7 R8 Hình 2.14. Hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng cảm biếnHall. Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 13
14. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực Khi bật cơng tắt máy, một nhánh dịng điện qua điện trở phụ R f W1 T3 đồng thời một nhánh sẽ qua diode D 1, qua R1 vào cảm biến Hall, nhờ D 1 và R1 nên điện áp của cảm biến Hall luơn ổn định. Tụ điện C 1 cĩ tác dụng lọc nhiễu và đảm bảo cho bộ điều khiển đánh lửa hoạt động chính xác. Diode D 2, D3 cĩ tác dụng bảo vệ cảm biến Hall khi điện áp cung cấp quá cao (khi bộ điều chỉnh điện của máy phát hỏng). Khi đầu dây của tín hiệu cảm biến Hall cĩ điện áp ở mức cao (khe hở của cánh chắn nằm giữa nam châm và cảm biến) làm T 1 dẫn. Lúc này dịng sơ cấp qua cuộn dây sơ cấp i1 của biến áp đánh lửa W1 qua T3 và về masse tăng dần. Khi tínhiệu điện của cảm biến Hall ở mức thấp (cánh chắn ở giữa nam châm và cảm biến) làm T1 ngắt, nên T2 và T3 ngắt theo. Dịng sơ cấp i1 lúc này bị mất đột ngột tạo nên một sức điện động cảm ứng trên cuộn thứ cấp W 2, sức điện động nàysinh ra một điện thế cao áp và qua bộ chia điện đến khe hở của bugi để sinh ra tia lử điện. Tụ C2 cĩ tác dụng làm giảm sức điện động tự cảm trên cuộn dây sơ cấp W 1 đặt vào mạch khi T2 và T3 ngắt. Trong trường hợp sức điện động tự cảm quá lớn, ví dụ như rút dây dẫn cao áp ra quá xa chẳng hạn thì R5, R6, D4 thì T2, T3 mở trở lại để giảm xung điện áp quá lớn cĩ thể gây hư hỏng cho Transito. Diode Zenner D5 cĩ tác dụng bảo vệ T 3 khỏi bị quá áp vì điện áp tự cảm trên cuộn sơ cấp của biến áp đánh lửa. 1.3.3. Theo năng lượng tích lũy trước khi đánh lửa: HTĐL bao gồm: - HTĐL điện cảm: Năng lượng đánh lửa được tích lũy bên trong từ trường của cuộn dây biến áp đánh lửa. - HTĐL điện dung: Năng lượng đánh lửa được tích lũy bên trong điện trường của tụ điện đánh lửa. 1.3.4. Theo phương pháp phân bố điện cao áp: HTĐL chia ra: - HTĐL cĩ bộ chia điện. - HTĐL khơng cĩ bộ chia điện(đánh lửa trực tiếp). 2. Tính và vẽ đặc tính dịng điện qua cuộn sơ cấp. 2.1. Các thơng số chủ yếu của hệ thống đánh lửa. 2.1.1. Hiệu điện thế thứ cấp cực đại U2m. Hiệu điện thế thứ cấp cực đại U 2m là hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây thứ cấp Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 14
15. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực khi tách dây cao áp ra khỏi bugi. Hiệu điện thế cực đại U2m phải lớn để cĩ khả năng tạo được tia lửa điện giữa hai điện cực của bugi, đặc biệt lúc khởi động. U2m được xác định bằng cơng thức: L1 U 2m I1ng . . C1 [V] (2.1-1) 2 C2 Kba Với : I1ng - dịng điện của cuộn sơ cấp tại thời điểm Transitor cơng suất ngắt L1 - độ tự cảm của cuộn sơ cấp C1 - điện dung của cuộn sơ cấp C2 - điện dung của cuộn thứ cấp Kba - hệ số biến áp η - hiệu suất của bơbin. 2.1.2. Hiệu điện thế đánh lửa Uđl. Hiệu điện thế thứ cấp mà tại đĩ quá trình đánh lửa được 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, theo định luật Pashen. k.P. U đl T [V)] (2.1-2) Với: P - áp suất buồng cháy tại thời điểm đánh lửa δ - khe hở bugi T - nhiệt độ điện cực trung tâm của bugi tại thời điểm đánh lửa k - hệ số phụ thuộc vào thành phần hỗn hợp hịa khí. 2.1.3. Hệ số dự trữ đánh lửa. Là tỷ số giữa hiệu điện thế U2m và Uđl : U 2m K đl 1,5  2 (2.1-3) U đl 2.1.4. Năng lượng dự trữ. Năng lượng dữ trữ W dt là năng lượng tích luỹ dưới dạng từ trường trong cuộn dây sơ cấp của bơbin. Để đảm bảo tia lửa điện cĩ đủ năng lượng để đốt cháy hồn tồn hồ khí. Hệ thống đánh lửa phải đảm bảo được năng lượng dự trữ trên cuộn sơ Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 15
16. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực cấp của bơbin ở một giá trị xác định. L1.I1ng W (50 150)[mJ] (2.1-4) dt 2 2.1.5. Tần số và chu kỳ đánh lửa. n.Z Tần số đánh lửa: động cơ 4 kỳ f [Hz] (2.1-5) 120 n.Z động cơ 2 kỳ f [Hz] (2.1-6) 60 Với : f - tần số đánh lửa n - số vịng quay trục khuỷu Z - số xilanh động cơ. Chu kỳ đánh lửa: 1 T t t f d m [s] (2.1-7) Với : td - thời gian vít ngậm hay Transitor bão hịa tm - thời gian vít hở hay Transitor cơng suất ngắt. 2.1.6. Gĩc đánh lửa sớm. Gĩc đánh lửa sớm là gĩc quay của trục khuỷu động cơ từ thời điểm xuất hiện tia lửa điện tại bugi cho đến khi piston lên đến tử điểm chết trên. Gĩc đánh lửa sớm ảnh hưởng rất lớn đến cơng suất, tính kinh tế và độ ơ nhiễm của khí thải động cơ. Gĩc đánh lửa sớm tối ưu phụ thuộc rất nhiều yếu tố: θopt = f(Pbđ, tbđ,p, twt, tmt, n, No ) (1-8) 2.1.7. Năng lượng tia lửa và thời gian phĩng điện. Thơng thường, tia lửa điện bao gồm hai thành phần là thành phần điện dung và điện cảm. Năng lượng của tia lửa được tính theo cơng thức: WP = WC + WL [J] (2.1-9) 2 C2 .U đl Với : W [J] (2.1-10) C 2 2 L2 .I 2 WL [J] (2.1-11) 2 Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 16
17. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực WC - năng lượng của điện dung WL - năng lượng của điện cảm I2 - dịng điện đánh lửa. 2.2. Sơ đồ dịng điện qua cuộn sơ cấp 3 2 Rf L1 L2 4 1 r1 r2 5 6 Hình 2.2.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa. 1-Ắc qui; 2- Cơng tắc; 3- Bơ bin ; 4- Bugi; 5- IC đánh lửa; 6-Transistor cơng suất được điều khiển nhờ tín hiệu từ cảm biến hoặc vít lửa; Rf : điện trở phụ; r1 , r2 : điện trở của cuộn sơ cấp và thứ cấp; L1 , L2 : độ tự cảm của cuuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của Bobin. R1 i1(t) 1 L1 U Hình 2.2.2. Sơ đồ tương đương của mạch sơ cấp của hệ thống đánh lửa Khi Transistor cơng suất T dẫn, trong mạch sơ cấp sẽ cĩ dịng điện i1 từ (+) accu đến Rf đến L1 đến T đến mass. Dịng điện i1 tăng từ từ do sức điện động tự cảm sinh ra trên cuộn sơ cấp L1 chống lại sự tăng của cường độ dịng điện.Ở giai đ oan này, mạch thứ cấp của hệ thống đánh lửa hầu như khơng ảnh hưởng đến quá Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 17
18. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực trình tăng dịng ở mạch sơ cấp. Hiệu điện thế và cường độ dịng điện xuất hiện ở mạch thứ cấp khơng đáng kể nên ta cĩ thể coi như mạch thứ cấp hở. Vì vậy, ở giai đ oạn này ta cĩ sơ đồ tương đương trình bày như trên hình 2.2. Trên sơ đồ , giá trị đ iện trở trong của accu được bỏ qua trong đĩ: R1 = r1 + Rf . Ta cĩ thể lập được phương trình vi phân sau: di1 i .R1 + L = U1. ( 2.2.1). 1 1 dt Giải phương trình vi phân ( 2.1 ) ta được : 푅 푈1 ― 1푡 (푡) = (1 ― 푒 퐿1 ) 푅1 퐿 Gọi 휏 = 1 là hằng số điện từ của mạch. 1 푅1 푡 푈1 ― 푖 (푡) = (1 ― 푒 휏1) (2.2.2). 1 푅1 Gọi td là thời gian Transistor dẫn bão hồ thì cường độ dịng điện sơ cấp Ing tại thời điểm đánh lửa khi Transitor cơng suất ngắt là : 푡 푈1 ― = (1 ― 푒 휏1) (2.2.3) 푛 푅1 Trong đĩ: U1 - hiệu điện thế ngồi cung cấp (Ắc quy), U1 = 12 [V] R1 - điện trở của cuộn sơ cấp, R 1 = (0,5 ÷ 1) [Ω], [1] chọn R1 = 0,6 [Ω] vì điện trở trong cuộn sơ cấp càng nhỏ thì giá thành chế tạo càng cao. -3 -3 L1 - độ tự cảm của cuộn sơ cấp, L1=(1 ÷ 5).10 [H], chọn L1 = 2.10 [H], vì L1 tăng cao quá sẽ làm giảm I1ng và gây tia lửa điện ở tiếp điểm. chọn :  hiệ suất chọn = 0,8 [1] C1, C2 tụ điện của mạch sơ cấp và thứ cấp -6 Chọn C1= 0,7.10 [F] [1] -10 C2=10 [F] [1] Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 18
19. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực 퐿1 0,62.10―3 휏 = = = 3,33.10―3[s] 1 푅1 0,6 2.60 푡 = 휏đ. = 휏đ. 푛.푍 (2.2.4) T : chu kỳ đánh lửa (s). n = 5100 [vịng/phút] : số vịng quay trục khuỷu động cơ. (min 1 ) Z=6 : số xylanh của động cơ.  đ : thời gian tích luỹ năng lượng tương đối, chọn:  đ = 0,6 [1] Thế vào (2.4): 120 [s] 푡 = 0,6.5100.6 = 0,00235 Thế tất cả vào (2.3): 0,00235 12 3 I (1 e)3,33.10 10,127 [A] (2.2.5) ng 0,6 2.3. Vẽ đặc tính dịng điện qua cuộn sơ cấp 2.3.1. Cơng thức tính 푈 푡 1 ―휏 푖1(푡) = (1 ― 푒 1) 푅1 Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 19
20. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực 2.3.2. Lập bảng. Chọn tỷ lệ xích, 휇푡 = 10000 [ 푠 ] Giá trị thực Giá trị biểu diễn it(A) t(s) it(mm) t(mm) 0,000 0,000 0,000 0,000 0,001 5,184 0,001 5,184 0,002 9,024 0,002 9,024 0,003 11,869 0,003 11,869 0,004 13,976 0,004 13,976 0,005 15,537 0,005 15,537 0,006 16,694 0,006 16,694 0,007 17,551 0,007 17,551 0,008 18,186 0,008 18,186 0,009 18,656 0,009 18,656 0,010 19,004 0,010 19,004 0,011 19,262 0,011 19,262 0,012 19,454 0,012 19,454 0,013 19,595 0,013 19,595 0,014 19,700 0,014 19,700 0,015 19,778 0,015 19,778 0,016 19,835 0,016 19,835 0,017 19,878 0,017 19,878 0,018 19,910 0,018 19,910 0,019 19,933 0,019 19,933 0,020 19,950 0,020 19,950 0,000 0,000 0,021 19,963 0,001 5,184 0,022 19,973 Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 20
21. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực 2.3.3. Vẽ đồ thị i [A] 25 20 15 10 7 2 1 , 0 1 5 = g n I t=1000[mm/s] t [s] 0 td =0,00235 0,005 0,010 0,015 0,02 0,025 Hình 2.3. Đồ thị đặc tính dịng sơ cấp 2.3.4 phân tích đồ thị Khi tiếp điểm KK’ đĩng dịng điện tăng từ i1=0 đến giá trị tới hạn xác định bởi điện trở của mạch sơ cấp, dịng điện i1 khơng tăng tức thời mà tăng dần trong khoảng thời gian nào đĩ , khoảng từ (0-10-2s),tăng nhanh trong khoảng (0-5.10-3). Dịng sơ cấp i1(t) tăng theo quy luật đường tiệm cận và cĩ giá trị tới hạn tiệm cận U1/R1=20 [A]. Khi t=0, tiếp điểm vừa đĩng thì i1=0. U ng di1 Khi t= (đã đĩng rất lâu), .i1 vµ 0 R1 dt Tốc độ tăng dịng sơ cấp rất nhanh ở giai đoạn đầu (từ lúc đĩng tiếp điểm t=0) sau đĩ giảm dần. Ing tăng khi td và τđ phụ thuộc vào biên dạng cam. Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 21
22. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực Giá trị i1 đạt cực đại thực tế phụ thuộc vào điện trở R1 và thời gian đĩng tiếp điểm. 2.3.5. Kết luận Quá trình đánh lửa được chia làm 3 giai đoạn và giai đoạn tăng trưởng dịng sơ cấp là giai đoạn I của quá trình đánh lửa. Tốc độ đánh lửa nhanh ở đầu giai đoạn I và giảm dần về sau. Trên thực tế trong quá trình làm việc tốc độ dịng sơ cấp sẽ khơng bao giờ trở về 0 vì thời gian tiếp điểm đĩng ngắt thì dịng điện i1 chưa kịp ổn định. Giá trị i1max phụ thuộc vào R1 và td. Dịng Ing phụ thuộc vào mạch sơ cấp R1 và L1 Ing sẽ giảm khi số vịng quay ne tăng và số xi lanh Z tăng. 3. Tính tốn các thơng số cơ bản của dịng điện thứ cấp HTDL 3.1. Tính Hiệu Điện Thế Của Biến Áp Thứ Cấp Tại thời điểm đánh lửa, năng lượng đã được tích luỹ trong cuộn dây sơ cấp dưới dạng từ trường : L .I 2 2 1 ng L1 U td / 2 Wdt = = . 2 (1 e ) . (3.1.1) 2 2 R1 Trong đĩ : Wdt : năng lương tích luỹ trong dong sơ cấp. Khi tiếp điểm mở ra (chưa xuất hiện dịng cao thế )thì W dt được tích lũy trong C1,C2 và một phần biến thành nhiệt tiêu tán Q. 2 2 2 L I 1ng C U C U W 1 1 1 2 2 Q NL1 2 2 2 푈 푊 Mà: 1 = 1 푈1 푊2 2 W1 2 W1 2 푠 : U U L I 1ng C C U Q (3.2.2) 1 2 W 1 1 W 2 2 2 2 Với Kba = W1/W2 chọn số vịng dây cuộn sơ cấp và thứ câp: W1 = 350 [vong] [1] Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 22
23. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực W2=19000[vịng] [1] Kba = W1/W2=350/19000=0,018 Sau khi biến đổi ta nhận được: L1 U 2 I1ng 2 ' (3.1.3) W 1 C1 C2 W2 2.10 3.0,7 U 10,127. . 20623,86 [V] = 20,624 [kV] 2 7.10 7.0,0182 1.10 10 Trong đĩ: C1 - Điện dung của mạch sơ cấp (tụ điện); C2 - Điện dung của mạch thứ cấp; Q - Tổn thất dưới dạng nhiệt; ' - Hệ số tính đến sự giảm U 2 do tổn thất năng lượng dưới dạng nhiệt trong cả hai mạch sơ cấp và thứ cấp ('=0,75 0,85). 3.2. Tính Hiệu Điện Thế Đánh Lửa Giai đoạn xuất hiện tia lửa điện cao thế ở bugi khi U 2 tăng đến giá trị Uđl khi thế hiệu U2 vừa đạt đến giá trị U đl, đủ để xuyên qua khe hở giữa các điện cực của bugi, thì ở đĩ sẽ xuất hiện tia lửa điện cao thế. Khi xuất hiện tia lửa điện thì U2 giảm đột ngột trước khi kịp đạt giá trị cực đại. 푈 푈 = 2 (3.2.1) đ푙 퐾đ푙 Trong đĩ: Kđl: Hệ số dự trữ Kđl= (1,5-2) Chọn Kđl =1,5. 20,624 Vậy 푈đ푙 = 1,5 = 13749,1 [V] =13,749 [kV] 3.3. Tính năng lượng tia lửa Năng lượng Tia lửa điện gồm hai phần: phần điện dung và phần điện cảm. 3.3.1 Phần Điện Dung Xuất hiện trước, vào thời điểm đầu của quá trình phĩng điện. Đĩ là sự phĩng tĩnh điện do năng lượng của điện trường tích luỹ trong điện dung C 1 và C2 của HTĐL, Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 23
24. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực tia lửa điện dung cĩ màu xanh lam và rất chĩi do nhiệt độ của nĩ cao tới 10000 OC. Thời gian tồn tại tia lửa này rất ngắn (<10-6 S) và điện lượng dịch chuyển qua khơng đáng kể. Nhưng do thế hiệu cao và điện trở kênh phĩng điện nhỏ, nên dịng điện phĩng và cơng suất tức thời của nĩ khá lớn. Giá trị i 2 đạt tới vài trăm, thậm chí vài nghìn ampe. Đặc trưng của phần tia lửa điện dung là cĩ tiếng nổ lách tách, tần số dao động lớn tới (106 107) Hz, nên gây nhiễu xạ vơ tuyến mạnh. Tia lửa điện dung làm điện thế U2 giảm đột ngột, chỉ cịn khoảng 1500 2000 V. Vì tia lửa xuất hiện trước khi U 2 đạt giá trị cực đại, nên phần tia lửa điện dung chỉ tiêu tốn một phần năng lượng của từ trường tích luỹ trong biến áp đánh lửa là C.U 2 3,375.10 10.13749,12 W dl 0,1 [j]=100 [mmj] C 2 2 (3.3.1) W1 2 7 350 2 10 -10 trong đĩ: C C1( ) C2 7.10 ( ) 1.10 .=3,375.10 W2 19000 3.3.2. Phần năng lượng điện cảm Được tiếp tục phĩng qua khe hở bugi dưới dạng tia lửa điện cảm hay cịn gọi là đuơi lửa. Do U2 đã giảm nhiều nên dịng phĩng lúc này cũng rất nhỏ, chỉ khoảng (80 100)mA. Tia lửa điện cảm cĩ màu tím nhạt-vàng, kéo dài khoảng vài micro giây đến vài mili giây, phụ thuộc vào giá trị năng lượng điện cảm tích luỹ trong mạch sơ cấp: 2 L I 2.10 3.10,1272 W 1 1ng 0,103[j]= 103 [mmj]. L 2 2 4. Bugi đánh lửa Bugi là bộ phận tạo tia lửa điện cao thế để đốt cháy hỗn hợp làm việc trong xi lanh, khi nhận được các xung điện cao thế từ bộ chia điện truyền đến. Bugi là chi tiết khá đơn giản song điều kiện làm việc lại đặc biệt khắc nghiệt. Khi làm việc nĩ chịu tác dụng của ba loại tải trọng là: - Tải trọng cơ khí: do các xung áp suất của khí cháy sinh ra trong xi lanh (với giá trị cĩ thể tới 5 6 MPa), do rung xĩc của bản thân động cơ gây ra; Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 24
25. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực - Tải trọng nhiệt: sinh ra do sự thay đổi đột ngột nhiệt độ trong xi lanh: từ 40O 60O trong kỳ hút tới 500 OC 700OC trong kỳ xả và 1800 OC 2500OC trong kỳ nổ; - Tải trọng điện: do các xung điện cao thế truyền đến trong thời điểm đánh lửa. Vì vậy, về mặt kết cấu và vật liệu của bugi cũng cĩ những yêu cầu đặc biệt. a. Cấu tạo của bugi Ø11 1 Ø5 4 , 7 2 8 , 3 8 1 4 5 1 12 5 8 , 5 8 4 . 8 6 11 7 1 7 10 9 1 8 1 , 1 Ø1,95 9 M14 Hình 4.1. Cấu tạo bugi 1-đầu nối dây cao áp; 2-lõi thép; 3-gân ; 4-sứ cách điện ; 5-đệm làm kín; 6-vỏ thép;7-vành làm kín; 8-điện cực trung tâm ; 9-điện cực bên; 10-điện trở; 11-đai ốc ; 12- lõi chỗng nhiễu Khe hở giữa các điện cực của bugi thường nằm trong giới hạn 0,6 0,7 mm đối với HTĐL thường và 1,0 1,2 mm đối với HTĐL điện tử. Khe hở điện cực lớn thì đánh lửa hỗn hợp nghèo tốt hơn nhưng U đl lại tăng. Khe hở nhỏ thì cĩ thể bị muội lấp kín nên khơng tạo tia lửa được, chiều dài tia lửa giảm nên đánh lửa hỗn hợp nghèo kém. Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 25
26. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực b. Vật liệu bugi Vật liệu các điện cực phải đảm bảo chịu được tác động hố học của khí cháy và khơng được han rỉ trong điều kiện nhiệt độ cao, nên: - Các điện cực giữa: thường được làm bằng crơm, hợp kim crơm - titan 13X25T hay đồng mạ crơm. - Các điện cực bên: làm bằng hợp kim niken - mangan (95 97% Ni và 3 5% Mn). - Sứ cách điện: được chế tạo từ vật liệu gốm cĩ thành phần ơxýt nhơm cao để đảm bảo độ bền điện cà cơ ở nhiệt độ cao, như: Uralít (95% Al 2O3), tinh thể Korunt (98% Al2O3) và Bo-Korunt (95% Al2O3+0,16%B2O3). c. Đặc tính nhiệt của bugi Để bugi làm việc bình thường thì nhiệt độ phần sứ dưới của bugi cần phải nằm trong khoảng 500 600OC - đĩ là nhiệt độ tự tẩy muội. Nếu nhiệt độ phần sứ dưới của bugi dịng điện rị lớn sẽ làm mất tia lửa hoặc tia lửa khơng liên tục, làm giảm cơng suất động cơ và tăng suất tiêu hao nhiên liệu. Ngược lại, nếu nhiệt độ phần sứ dưới của bugi > 700 800 OC thì nhiên liệu cĩ thể tự bốc cháy do tiếp xúc với bugi trước khi cĩ tia lửa điện. Nhiệt độ của bugi phụ thuộc nhiệt lượng sinh ra trong buồng cháy, vào hình dạng và kích thước của nĩ. Cùng làm việc trên một động cơ, những bugi cĩ kết cấu và kích thước khác nhau sẽ cĩ nhiệt độ khác nhau. Như vậy cĩ thể nĩi: các bugi cĩ kết cấu và kích thước khác nhau sẽ cĩ đặc tính nhiệt khác nhau. Đối với các động cơ cĩ tỷ số nén, cơng suất và số vịng quay khác nhau, do nhiệt lượng sinh ra trong buồng cháy của chúng khác nhau, nên để đảm bảo cho nhiệt độ phần sứ dưới của bugi nằm trong giới hạn cần thiết, cần phải sử dụng các bugi cĩ đặc tính nhiệt thích hợp. Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 26
27. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực Đặc tính nhiệt của bugi phụ thuộc chủ yếu vào chiều dài phần sứ dưới, điều kiện làm mát nĩ và được đánh giá thơng qua một đại lượng gọi là trị số bén lửa. Đây là trị số quy ước bằng khoảng thời gian (tính theo giây) làm việc của bugi trên động cơ thử nghiệm đặc biệt ở chế độ xác định, cho đến khi xảy ra hiện tượng tự bén lửa. Trị số bén lửa càng cao thì khả năng thốt nhiệt của bugi càng lớn. Các bu gi cĩ phần sứ dưới dài, nhận được nhiều nhiệt, đường truyền nhiệt dài nên thốt nhiệt chậm, cĩ trị số bén lửa từ 100 260 đơn vị được gọi là bugi nĩng, dùng thích hợp cho động cơ cĩ tỷ số nén thấp, cơng suất và số vịng quay nhỏ. Các bu gi cĩ phần sứ dưới ngắn, nhận ít nhiệt, đường truyền nhiệt ngắn nên thốt nhiệt nhanh, cĩ trị số bén lửa từ 280 500 đơn vị được gọi là bugi nguội, dùng thích hợp cho động cơ cĩ tỷ số nén cao, cơng suất và số vịng quay lớn. d. Ký hiệu bugi Ký hiệu bugi là một dãy chữ và số được ghi trên thân bugi theo quy định của tiêu chuẩn ngành hay quốc gia. Các bugi của Liên xơ, ký hiệu được quy định như sau: - Chữ cái thứ nhất chỉ đường kính phần ren vặn vào nắp máy: M - Ren M18 x 1,5 A - Ren M14 x 1,25 T - Ren M10 x 1,0 - Chữ số tiếp theo chỉ chiều dài phần sứ dưới (mm); - Cuối cùng là chữ cái chỉ vật liệu sứ cách điện: Y- Uralít; K- Korunt; Á- Bo- Korunt. Ví dụ: Ký hiệu A14Y là bugi đánh lửa cĩ phần ren là M14 x 1,25, chiều dài phần sứ dưới là 14 mm, sứ cách điện bằng Uralít. Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 27
28. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực Tài liệu tham khảo [1]. Phạm Quốc Thái, Lê Văn Tụy: Bảng số liệu tham khả . [2]. Phạm Quốc Thái: Bài giảng trang bị điện và điện tử trên ơ tơ. [3]. Nguyễn Hồng Việt: Trang bị điện điện tử trên ơ tơ. [4]. Website: [5]. Phan Tiến Bé: điện ơ tơ, tập 4 Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 28
29. Đồ án mơn học: Trang bị điện và điện tử động lực Mục Lục Sinh viên : Tơn Thất Lâm_Lớp: 06C4A Trang 29