Tại sao động cơ xăng cần hệ thống đánh lửa

04/05/2022 14:47 +07 - Lượt xem: 7239

“Hệ thống đánh lửa thường được dùng cho động cơ xăng vì tỉ số nén ở động cơ xăng thấp, nên hòa khí không tự bốc cháy được mà cần có hệ thống đánh lửa tạo tia lửa điện châm cháy hòa khí”.

Như đã nói ở trên thì hệ thống đánh lửa có trong loại động cơ xăng. Nhiệm vụ tạo ra tia lửa điện cao áp để châm cháy hòa khí [hỗn hợp xăng và không khí] trong xi lanh động cơ đúng thời điểm, Dựa trên nguyên lý: Ba yếu tố quan trọng của động cơ xăng là: hỗn hợp không khí-nhiên liệu [hòa khí] tốt, sức nén tốt, và đánh lửa tốt. Hệ thống đánh lửa tạo ra một tia lửa mạnh, vào thời điểm chính xác để đốt cháy hỗn hợp hòa khí

Ai phát minh ra hệ thống đánh lửa trên ô tô?

Hệ thống đánh lửa trên ô tô được phát minh bởi Charles Kettering – Nhà phát minh ra Hệ thống đánh lửa điện. Charles Kettering bắt đầu trưng bày với mô hình khởi động bằng điện đầu tiên của mình tại Hội chợ Thế giới Chicago

Tiêu chuẩn đánh giá

Có 3 tiêu chuẩn đánh giá hệ thống đánh lửa động cơ xăng đạt chuẩn như:

Tia lửa đánh mạnh: Trong hệ thống đánh lửa, tia lửa phát ra giữa các điện cực của các bugi để đốt cháy hỗn hợp hòa khí. Hòa khí bị nén có điện trở lớn, do đó cần phải tạo ra điện thế hàng chục ngàn vôn [12000 – 50000V] để đảm bảo phát ra tia lửa mạnh, có thể đốt cháy hỗn hợp hòa khí.

Thời điểm chuẩn xác: Thời điểm đánh lửa chuẩn xác vào cuối kỳ nén của các xy lanh, góc đánh lửa sớm cần phù hợp với sự thay đổi tốc độ và tải trọng của động cơ.

Độ bền: Hệ thống đánh lửa phải độ bền tốt để chịu đựng được tác động của rung động và nhiệt của động cơ. Hệ thống đánh lửa sử dụng điện cao áp do bôbin tạo ra nhằm phát ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp hòa khí đã nén ép. Hỗn hợp hòa khí được nén ép và đốt cháy trong xi lanh. Sự bốc cháy này tạo ra động lực của động cơ

3 thành phần cấu tạo hệ thống đánh lửa động cơ xăng

Bugi

• [Bougie: tiếng Pháp, tiếng Anh: spark plug]: LÀ công cụ để phát ra tia lửa điện qua một khoảng trống. Nguồn điện này phải có điện áp rất cao để tia lửa có thể phóng qua khoảng trống và tia lửa mạnh. Thông thường, điện áp giữa hai cực của bugi khoảng từ 40.000 đến 100.000 vôn.
• Có 2 loại bugi thường gặp: Bugi nóng: Loại này được thiết kế có chất sứ bao bọc tiếp xúc với kim loại ít hơn do vậy việc trao đổi nhiệt kém hơn, nóng hơn và làm sạch bụi bẩn tốt hơn.
• Bugi lạnh thì ngược lại, kiểu thiết kế vùng trao đổi nhiệt lớn hơn do đó sẽ nguội hơn khi hoạt động.
• Động cơ hiệu suất cao sẽ sinh nhiều nhiệt hơn do vậy phải sử dụng bugi nguội hơn. Nếu bugi quá nóng, nó sẽ làm cho hỗn hợp cháy trước khi tia lửa phát ra.

Bôbin

• Là bộ sinh ra cao áp để tạo phát tia lửa. Điện thế cao được sinh ra do cảm ứng giữa hai cuộn dây. Một cuộn có ít vòng gọi là cuộn sơ cấp, cuốn xung quanh cuộn sơ cấp nhưng nhiều vòng hơn là cuộn thứ cấp. Cuộn thứ cấp có số vòng gấp hàng trăm lần cuộn sơ cấp.
• Dòng điện từ nguồn điện chạy qua cuộn sơ cấp của bôbin, dòng điện bị ngắt đi tại thời điểm đánh lửa do má vít [đang đóng kín mạch điện thì đột ngột mở ra]. Khi dòng điện ở cuộn sơ cấp bị ngắt đi, từ trường điện do cuộn sơ cấp sinh ra giảm đột ngột. Theo nguyên tắc cảm ứng điện từ, cuộn thứ cấp sinh ra một dòng điện để chống lại sự thay đổi từ trường đó.
• Do số vòng của cuộn thứ cấp lớn gấp rất nhiều lần số vòng dây cuộn sơ cấp nên dòng điện ở cuộn thứ cấp có điện áp rất lớn [có thể đến 100.000V]. Dòng điện cao áp này được bộ chia điện đưa đến nến bugi qua dây cao áp.

Bộ chia điện

• Đây là bộ chia nguồn điện cao áp từ Bôbin đến các xi lanh và được thực hiện bởi trục bộ chia điện và con quay gắn ở đầu. Cuộn thứ cấp được kết nối với con quay, nắp bộ chia điện có các đầu nối với các dây cao áp đến các xi lanh. Khi con quay quay vòng tròn nó sẽ chia nguồn điện cao áp cho các xi lanh theo một tứ tự nhất định.

Các loại hệ thống đánh lửa động cơ phổ biến

Hệ thống đánh lửa bằng vít

• Hệ thống đánh lửa này có cấu tạo cơ bản nhất. Trong kiểu hệ thống này, dòng sơ cấp và thời điểm đánh lửa được điều khiển bằng cơ. Đặc điểm của hệ thống đánh lửa này tiếp điểm của vít lửa cần được điều chỉnh thường xuyên hoặc thay thế bảo dưỡng theo định kỳ.

Hệ thống đánh lửa bán dẫn

• Hệ thống này transistor điều khiển dòng sơ cấp, để nó chạy một cách gián đoạn theo đúng các tín hiệu điện được phát ra từ bộ phát tín hiệu. Góc đánh lửa sớm được điều khiển bằng cơ giống như kiểu hệ thống đánh lửa bằng vít

Đánh lửa sớm bằng điện tử bán dẫn có ESA

•  Kiểu này không sử dụng bộ đánh lửa sớm chân không và li tâm. Thay vào đó, chức năng ESA của Bộ điều khiển điện tử [ECU] sẽ điều khiển góc đánh lửa sớm.

Hệ thống đánh lửa trực tiếp [DIS]

• Hệ thống đánh lửa này không sử dụng bộ chia điện, hệ thống này sử dụng bôbin đơn hoặc đôi cung cấp điện cao áp trực tiếp cho bugi. Thời điểm đánh lửa được điều khiển bởi ESA của ECU động cơ.
• Vài năm gần đây, một số mẫu xe mới chỉ cần điều chỉnh và bảo dưỡng sau 100.000 dặm. Một trong những công nghệ kéo dài được thời gian bảo trì đó là hệ thống đánh lửa không có bộ chia điện, thường gọi là hệ thống đánh lửa lập trình ESA.
• Hệ thống này không chỉ có một bôbin tăng áp mà mỗi một xi lanh đều có một tăng điện riêng. Khối ECU trung tâm sẽ quyết định toàn bộ thời điểm đánh lửa chính xác cho các xi lanh.
• Ưu điểm của hệ thống đánh lửa ESA chính là: thứ nhất, không có bộ chia điện; thứ hai, không cần dây cao áp; và cuối cùng là thời điểm đánh lửa được tự động điều chỉnh theo chương trình lập sẵn. Điều này làm tăng hiệu suất động cơ, giảm tiêu thụ nhiên liệu và các chất độc hại trong khí xả đồng thời làm tăng công suất tổng thể của động cơ. Do đó tại hiện tại và tương lai, hệ thống đánh lửa này chiếm ưu thế.

Xem thêm: Nguyên lý động cơ xăng 4 kỳ

Dấu hiệu hư hỏng – lỗi trên hệ thống đánh lửa động cơ

• Tiêu hao nhiên liệu nhiều bất thường.
• Động cơ phản ứng chậm khi nhấn bàn đạp ga.
• Hiệu suất của bộ nguồn giảm.
• Tốc độ động cơ không ổn định hoặc thường dừng ở chế độ không tải.
• Động cơ khởi động chậm.
• Tia lửa có màu vàng và yếu do nhiên liệu không được đốt cháy hoàn toàn.

Một số lỗi thường gặp ở hệ thống đánh lửa điện tử

• Khi phát hiện xe hơi có những biểu hiện bất thường trên chứng tỏ hệ thống đánh lửa đã gặp vấn đề.
• Bugi ngừng hoạt động nên không thể tạo ra tia lửa điện để khởi động động cơ.
• Đứt dây quấn trong cuộn dây do sử dụng trong thời gian lâu dài hoặc chất lượng dây kém.
• Oxy hóa các tiếp điểm, lỗi này thường gặp ở những loại xe lưu thông thường xuyên trên các cung đường bị ngập nước

Hệ thống đánh lửa có ở loại động cơ nào: Chốt lại câu hỏi

Hệ thống đánh lửa hay được dùng cho động cơ xăng vì tỉ số nén ở động cơ xăng thấp; Do vậy hòa khí không tự bốc cháy được mà cần có hệ thống đánh lửa tạo tia lửa điện châm cháy hòa khí

Nguồn tham khảo: Tổng hợp internet