Đồ án tốt nghiệp - Khảo Sát Hệ Thống Đánh Lửa Trên Động Cơ DAEWOO
LỜI NÓI ĐẦU.
Trong thời kỳ hội nhập thế giới hiện nay thì ngành công nghiệp đóng vai trò
chủ đạo trong tiến trình phát triển kinh tế của đất nước.Trong đó ngành công nghiệp
ôtô đóng một vai trò rất quan trọng.
Do ngành công nghiệp nước ta mới có những bước đầu non trẻ trong những năm
trở lại đây nên ngành công nghiệp ôtô cũng đang trong tình trạng phát triển chậm
bởi vậy đây là ngành cần được sự hổ trợ hàng đầu của các cấp các ngành.
Ngày nay ôtô không chỉ đáp ứng nhu cầu đi lại, chuyên chở một cách thuần tuý
như trước đây mà nó còn phải đáp ứng tính kinh tế, công suất, tốc độ, mẩu mã
đặc biệt hiện nay vấn đề khí xả được mọi người quan tâm và đặt lên tầm quan
trọng hàng đầu trước sự nóng lên của trái đất.
Trong ôtô thì hệ thống đánh lửa là một trong những hệ thống đóng vai trò rất quan
trọng trong việc quyết định công suất tối ưu của động cơ và giảm lượng khí sót
chưa được đốt cháy giảm thải ô nhiểm môi trường.
Vì vậy việc nắm vững cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa là
một tất yếu không thể thiếu đối với một sinh viên khoa Cơ Khí Giao Thông và đó
cũng chính là lý do em chọn đề tài tốt nghiệp “ khảo sát hệ thống đánh lửa trên
động cơ DAEWOO ”.
Qua đây cho em kính gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô giáo trong trường
mà đặc biệt là các thầy cô giáo trong Khoa Cơ Khí Giao Thông đã tận tình dạy bảo
em trong suốt năm năm học vừa qua.
Em xin cảm ơn thầy giáo Phạm Quốc Thái đã nhiệt tình hướng dẫn giúp đở em
hoàn thành Đồ Án này một cách tốt nhất.
Đà nẵng 2 -2007.
Sinh viên : Phan Khắc Hân Trang 1
Lớp : 02C4
Đồ án tốt nghiệp - Khảo Sát Hệ Thống Đánh Lửa Trên Động Cơ DAEWOO
1.MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI.
1.1. Mục đích.
• Thấy rõ vai trò quan trọng trong việc tạo ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp

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.
2.1.2. Phân loại .
Ngày nay, hệ thống đánh lửa được trang bị trên ôtô có rất nhiều loại khác nhau.
Dựa vào cấu tạo, hoạt động, phương pháp điều khiển, người ta phân loại hệ thống
đánh lửa theo các cách phân loại sau :
• Phân loại theo đặc điểm cấu tạo:
 Hệ thống đánh lửa thường.
 Hệ thống đánh lửa bán dẫn
+ Loại có tiếp điểm.
+ Loại không có tiếp điểm.
 Hệ thống đánh lửa Manhêto.
 Hệ thống đánh lửa điều khiển bằng chương trình.
• Phân loại theo phương pháp tích luỹ năng lượng :
 Hệ thống đánh lửa điện cảm (TI – transistor ignition system).
 Hệ thống đánh lửa điện dung (CDI – capacitor discharged ignition
system).
• Phân loại theo phương pháp điều khiển bằng cảm biến.
 Hệ thống đánh lửa sử dụng tiếp điểm (breaker).
Sinh viên : Phan Khắc Hân Trang 3
Lớp : 02C4
Đồ án tốt nghiệp - Khảo Sát Hệ Thống Đánh Lửa Trên Động Cơ DAEWOO
 Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến điện từ (electromaagnetic sensor)
gồm hai loại : loại nam châm đứng yên và loại nam châm quay.
 Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến Hall.
 Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến quang.
 Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến từ trở

cấp hay còn gọi là quá trình tích luỹ năng lượng, quá trình ngắt dòng sơ cấp và quá
trình xuất hiện tia lửa điện ở cực Bugi.
2.2.1 Quá trình tăng trưởng dòng sơ cấp.

Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa.
Trong sơ đồ hệ thống đánh lửa trên :
R
f
: điện trở phụ
R
1
: điện trơ của cuộn sơ cấp.
L
1
, L
2
:độ tự cảm của cuuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của Bobin.
T : transistor công suất được điều khiển nhờ tín hiệu từ cảm biến
hoặc vít lửa.

Hình 2.2. Sơ đồ tương đương của mạch sơ cấp của hệ thống đánh lửa
Sinh viên : Phan Khắc Hân Trang 5
Lớp : 02C4
Đồ án tốt nghiệp - Khảo Sát Hệ Thống Đánh Lửa Trên Động Cơ DAEWOO
Khi Transistor công suất T dẫn, trong mạch sơ cấp sẽ có dòng điện i
1
từ (+) accu
đến R
f
→ L

U∆
: độ sụt áp trên transistor công suất ở trạng thái dẫn bảo
hoà hoặc độ sụt áp trên vít lửa.
Ta có thể lập được phương trình vi phân sau:
i
1
R
∑
+ L
1
dt
di
1
= U . ( 2.1).
Giải phương trình vi phân ( 2.1 ) ta được :
i
1
(t) =








−
∑
Σ
t

Như vậy, tốc độ tăng dòng sơ cấp phụ thuộc chủ yếu vào độ tự cảm L
1
.

dt
di
1
=
1
L
U
e
1
1
τ
−

dt
di
1
0=t
=

1
L
U
= tg
α
.
dt

= (
Σ
R
U
)( 1- e
1
1
τ
−
). (2.3)
Trong đó :
t
d
=
d
γ
.T =
d
γ
.
( )
Zn.120
.
T : chu kỳ đánh lửa (s).
n : số vòng quay trục khuỷu động cơ. (min
1−
)
Z : số xylanh của động cơ.

d

phụ thuộc vào tổng trở của mạch sơ cấp (R
Σ
), độ tự
cảm của cuộn sơ cấp (L
1
), số vòng quay trục khuỷu động cơ (n), và số xylanh
(Z).Nếu R
Σ
, L
1
, Z không đổi khi số vòng quay trục khuỷu động cơ (n), cương độ I
ng
sẽ giảm.
Tại thời điểm đánh lửa, năng lượng đã được tích luỹ trong cuộn dây sơ cấp dưới
dạng từ trường :
Sinh viên : Phan Khắc Hân Trang 7
Lớp : 02C4
Đồ án tốt nghiệp - Khảo Sát Hệ Thống Đánh Lửa Trên Động Cơ DAEWOO
W
dt
=
2
2
ng
I
=
2
/
2
2

.
Hàm W
dt
= f(a) (2.5) đạt được giá trị cực đại, tức nhận được năng lượng từ hệ thống
cấp điện nhiều nhất khi :
a =
d
t
L
R
1
Σ
=1,256 (2.6)
Đối với hệ thống đánh lửa thường và hệ thống đánh lửa bán dẫnloại không có mạch
hiệu chỉnh thời gian tích luỹ năng lượng t
d
, điều kiện (2.6) không thể thực hiện được
vì t
d
là giá trị thay đổi phụ thuộc vào tốc độ n của động cơ. Sau khi đạt được giá trị
U/R
Σ
, dòng điện qua cuộn sơ cấp sẽ gây tiêu phí năng lượng vô ích, toả nhiệt trên
cuộn dây sơ cấp và điện trở phụ.Trên các xe đời mới, nhược điểm trên được loại trừ
nhờ mạch hiệu chỉnh thời gian tích luỹ năng lượng t
d
( dwell control), hay còn gọi
là kiểm soát góc ngậm
Lượng nhiệt toả ra trên cuộn sơ cấp của Bôbin W
n

1
P
n
=






−+−−
−−
Σ
)1(
2
)1(2
11
/2
1
/
1
2
2
ττ
ττ
dd
tt
d
e
T

Trong sơ đồ này:
R
m
: điện trở mất mát.
R
r
: điện trở rò qua điện cực Bugi.

Hình 2.3. Sơ đồ tương đương của hệ thống đánh lửa.
Bỏ qua hiệu điện thế accu vì hiệu điện thế accu rất nhỏ so với sức điện động tự cảm
xuất hiện trên cuộn sơ cấp lúc transitor công suất ngắt. Ta xét trường hợp không tải,
có nghĩa là dây cao áp được tách ra khỏi Bugi. Tại thời điểm transistor công suất
ngắt, năng lượng từ trường tích luỹ trong cuộn sơ cấp của Bôbin được chuyển thành
năng lượng điện trường chứa trên tụ điện C
1
và C
2
và một phần mất mát. Để xác
định hiệu điện thế thứ cấp cực đại U
2m
ta lập phương trình cân bằng năng lượng lúc
transistor công suất ngắt :

A
UCUC
LI
mm
ng
++=
2

2m
= K
bb
.U
1m.

K
bb
= W
2
/W
1
: hệ số biến áp của Bôbin.
W
1,
W
2
: số vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp.

⇒
I
2
22
2
2
2
11
2

m

.
W2
2
2
1
dt
2
CKC
K
bb
bbm
+
=

η
: hệ số tính đến sự mất mát trong mạch dao động,
η
= 0,7
8,0÷
.

Hình 2.4. Qui luật biến đổi dòng điện sơ cấp i
1
và hiệu điện thế thứ cấp U
2m
Quy luật biến đổi dòng điện sơ cấp i
1
và hiệu điện thế thứ cấp u
2m
được biểu diễn

U
2
dl
)/2 nhưng công suất phát ra bởi thành
phần điện dung của tia lửa nhờ thời gian rất ngắn (1
)s
µ
nên có thể đạt hàng chục,
có khi đạt hằng trăm kW. Tia lửa điện dung có màu xanh sáng kèm theo phát ra
tiếng nổ lách tách đặc trưng.
Dao động với tần số cao (10
6
-10
7
Hz) và dòng lớn, tia lửa điện dung gây nhiễu vô
tuyến và mài mòn điện cực Bugi. Để giải quyết vấn đề vừa nêu, trên mạch thứ cấp
Sinh viên : Phan Khắc Hân Trang 11
Lớp : 02C4
Đồ án tốt nghiệp - Khảo Sát Hệ Thống Đánh Lửa Trên Động Cơ DAEWOO
( như nắp decol, mỏ quẹt, dây cao áp) thường được mắc thêm các điệnn trở. Trong
các ôtô đời mới, người ta dùng lõi thép dây cao áp bằng than để tăng điện trở.
Do tia lửa xuất hiện trước khi hiệu điện thế thứ cấp đạt giá trị U
2m
trên năng lượng
của tia lửa điện dung chỉ là một phần nhỏ của năng lượng nhỏ phóng qua Bugi.
Phần năng lượng còn lại sẽ hình thành tia lửa điện cảm. Dòng qua Bugi lúc này còn
chỉ vào khoảng 20- 40 mA.Hiệu điện thế giữa hai cực Bugi giảm nhanh đến giá trị
400- 500 V. Thời gian kéo dài của tia lửa điện cảm gấp 100 đến 1000 lần thời gian
tia lửa điện dung và thời gian này phụ thuộc vào loại Bugi, khe hở Bugi và chế độ
làm việc của động cơ. Thường thì thời gian tia lửa điện cảm vào khoảng 1 đến 1,5