Các thông số cơ bản của HTĐL

4. Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe Mercedes Benz MB140

4.2. Các thông số cơ bản của HTĐL

Hiệu điện thế thứ cấp cực đại U2m là hiệu điện thế cực đại đo được ở hai đầu cuộn dây thứ cấp khi tách dây cao áp ra khỏi bugi. U2m phải đủ lớn để có khả năng tạo được tia lửa điện giữa hai điện cực của bugi, đặc biệt lúc khởi động.

4.2.2. 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 Pasen.

Uđl = k.

T P.

[V]

Trong đó: P : Áp suất hỗn hợp hòa khí tại thời điểm đánh lửa [N/m2].

 : Khoảng cách giữa các điện cực [m].

T : Nhiệt độ ở điện cực bugi tại thời điểm đánh lửa [ 0C ].

K : Hằng số phụ thuộc vào thành phần hỗn hợp hòa khí.

Hình 4-7 Sự phụ thuộc của hiệu điện thế đánh lửa vào tốc độ và tải của động cơ

63 1- Toàn tải; 2- Vừa tải; 3- Toàn tải; 4- Khởi động và cầm chừng

4.2.3. 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 bugi 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:

 bd, bd, , wt, mt, , o....

opt  f p t p t t n N



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.

n : Số vòng quay của động cơ.

No : Chỉ số ốc tan của xăng.

4.2.4. Hệ số dự trữ Kdt

Hệ số dự trữ là tỉ số giữa hiệu điện thế thứ cấp cực đại U2m và hiệu điện thế đánh lửa Uđl. Mục đích cần có hệ số dự trữ để đảm bảo rằng hiệu điện thế đánh lửa luôn luôn đạt trong giới hạn yêu cầu.

Kdt=

dl m

U U2

Hệ số dự trữ của những động cơ có hệ thống đánh lửa thường là bé hơn so với hệ thống đánh lửa của những động cơ xăng hiện đại với hệ thống đánh lửa điện tử.

Vì hiệu điện thế U2m của hệ thống đánh lửa thường bé, còn đối với hệ thống đánh lửa hiện đại có hệ số dự trữ cao nhằm đảm bảo đáp ứng việc tăng tỉ số nén, tăng số vòng quay và khe hở bugi.

4.2.5. 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 bôbin. Để đảm bảo tia lửa có đủ năng lượng đốt cháy hoàn toàn hòa khí, hệ thống đánh lửa phải đảm bảo được năng lượng đánh lửa trên cuộn sơ cấp của bôbin ở một giá trị xác định.

2 . 2

1 n g d t

i W  L

Trong đó: Wdt: Năng lượng dự trữ trên cuộn sơ cấp.

L1: Độ tự cảm của cuộn sơ cấp của bôbin.

Ing : Cường độ dòng điện sơ cấp tại thời điểm transistor công suất ngắt.

64 Ở chế độ khởi động lạnh, hiệu điện thế đánh lửa giảm còn khoảng 20 đến 30%

do nhiệt độ cực bugi thấp.

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.

4.2.6. Tốc độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp

t u dt S du



 

 2 2

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.

Tốc độ biến thiên của hiệu điên thế thứ cấp càng lớn thì tia lửa điện xuất hiện tại điện cực bugi càng nhanh, nhờ đó không bị rò rỉ qua muội than trên điện cực bugi, năng lượng tiêu hao trên mạch thứ cấp giảm.

4.2.7. 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:

120 .Z

f  n (Hz) Đối với động cơ 2 kỳ:

60 .Z

f  n (Hz) Trong đó: f: Tần số đánh lửa.

n: Số vòng quay của trục khuỷu động cơ (vòng/phút).

Z: Số xilanh động cơ.

Chu kỳ đánh lửa Tck là thời gian giữa hai lần xuất hiện tia lửa.

Tck 1f

 = tđ+ tm.

Trong đó: tđ : Thời gian vít đóng hay transistor công suất dẫn bão hòa (thời gian đóng tiếp điểm tương đối).

tm: Thời gian vít hở hay transistor công suất ngắt (hay thời gian tiếp điểm ở trạng thái mở).

Tần số đánh lửa f tỉ lệ với số vòng quay của trục khuỷu và số xilanh động cơ.

Khi tăng số vòng quay và số xilanh của động cơ, tần số đánh lửa f tăng do đó chu kỳ đánh lửa Tck giảm xuống. Vì vậy, khi thiết kế và tính toán cần chú ý đến hai thông số chu kỳ và tần số đánh lửa để đảm bảo ở vòng quay cao nhất của động cơ tia lửa vẫn mạnh.