Tải bản đầy đủ

Xác định tính năng kỹ thuật của động cơ ô tô zil 130 trên băng thử

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
XÁC ĐỊNH TÍNH NĂNG KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ Ô TÔ
ZIL 130 TRÊN BĂNG THỬ

Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Thanh Tuấn
KS. Vũ Trung Kiên
Sinh viên thực hiện:

Đặng Trường Vinh
Nguyễn Tiến Đạt

Mã số sinh viên:

56130756
56136912


Khánh Hòa - 2018


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
XÁC ĐỊNH TÍNH NĂNG KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ Ô TÔ
ZIL 130 TRÊN BĂNG THỬ

GVHD: TS. Nguyễn Thanh Tuấn
KS. Vũ Trung Kiên
SVTH: Đặng Trường Vinh
Nguyễn Tiến Đạt
MSSV: 56130756
56136912

Khánh Hòa, tháng 07/2018


NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Họ và tên sinh viên: Đặng Trường Vinh

Lớp: 56-CNOT.1

Nguyễn Tiến Đạt

Lớp: 56-CNOT.1

Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Ô tô

Mã ngành: D510205

Tên đề tài: : “Xác định tính năng kỹ thuật của động cơ ô tô Zil 130 trên băng thử”
Số trang:

Số chương:


Số tài liệu tham khảo:

Hiện vật: CD – ROM chứa toàn bộ nội dung đồ án.
NHẬN XÉT
……………………………………………………………………………….....………..………
……………………………………………………………….....………………..………………
……………………………………………….....………………………..………………………
…………………………………………………………………...………………………………
…………………………………………………………...............................................................
Kết luận:
………………………………………………………………………………………………….
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................

Nha Trang, ngày…. tháng…. năm……
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TS. Nguyễn Thanh Tuấn

KS. Vũ Trung Kiên


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
Khoa/Viện: Kỹ thuật Giao thông

PHIẾU CHẤM ĐIỂM ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT
NGHIỆP
(Dành cho cán bộ chấm phản biện)
1. Họ tên người chấm:…………………………………………………….
2. Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện ĐA/KLTN (sĩ số trong nhóm: 2)
(1) Đặng Trường Vinh

MSSV: 56130756

(2) Nguyễn Tiến Đạt

MSSV: 56136912

Lớp: 56.CNOT

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Ô tô

3. Tên đề tài: “Xác định tính năng kỹ thuật của động cơ ô tô Zil 130 trên băng thử”.
4. Nhận xét
- Hình thức:
......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
- Nội dung:
…………………………………………………………………………………………….……
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………….……
…………………………………………………………………………………….……………
…………………………………………………………………………………………….……
…………………………………………………………………………………….……………
………………………………………………………………………………………….………
Điểm hình thức:……../10

Đồng ý cho sinh viên:

Điểm nội dung:........../10

Được bảo vệ: 

Điểm tổng kết:………/10

Không được bảo vệ: 

Khánh Hòa, ngày…….tháng………năm………..
Cán bộ chấm phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
Khoa/viện: Kỹ thuật Giao thông

PHIẾU CHẤM CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ ĐA/KLTN
(Dùng cho thành viên Hội đồng bảo vệ ĐA/KLTN)
1. Họ tên thành viên HĐ:
.......................................................................................................................
Chủ tịch: 

Thư ký: 

Ủy viên: 

2. Tên đề tài: “Xác định tính năng kỹ thuật của động cơ ô tô Zil 130 trên băng thử”.
3. Họ tên sinh viên thực hiện:
(1) Đặng Trường Vinh

MSSV: 56136416

(2) Nguyễn Tiến Đạt

MSSV: 56136754

4. Phần đánh giá và cho điểm của thành viên hội đồng (theo thang điểm 10)
Hình thức, bố cục bài báo cáo (sạch, đẹp, cân đối giữa các phần,…)

: ………

Nội dung bản báo cáo (thể hiện mục tiêu, kết quả,…)

: ………

Trình bày (đầy đủ, ngắn gọn, lưu loát, không quá thời gian…)

: ………

Trả lời các câu hỏi của người chấm (đúng/sai)

: ………

Trả lời các câu hỏi của thành viên hội đồng (đúng/sai)

: ………

Thái độ, cách ứng xử, mức độ tự tin

: ………

Nắm vững nội dung đề tài

:……….

Nắm vững những vấn đề liên quan đề tài

:……….

Tính sáng tạo khoa học của sinh viên

:……….
Tổng cộng

: ……....

Điểm trung bình của các cột điểm trên:……./10 (làm tròn đến 1 số lẻ)

Cán bộ chấm điểm
(Ký và ghi rõ họ tên)


LỜI CAM ĐOAN
Chúng em xin cam đoan đề tài: “Xác định tính năng kỹ thuật của động cơ ô
tô Zil 130 trên băng thử” là do chính bản thân chúng em thực hiện dưới sự hướng
dẫn của thầy TS. Nguyễn Thanh Tuấn và KS. Vũ Trung Kiên. Các số liệu thu thập
và các kết quả phân tích trong đề tài là trung thực, không sao chép bất kỳ đề tài nghiên
cứu khoa học nào đã có trước đây. Những thông tin tham khảo trong khóa luận đều đã
được trích dẫn đầy đủ trong danh mục tài liệu tham khảo.
Nha Trang, tháng 07 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Đặng Trường Vinh
Nguyễn Tiến Đạt

i


LỜI CẢM ƠN
Bốn năm học tại Đại Học Nha Trang đối với chúng em không phải quá dài
nhưng đã giúp chúng em phần nào tích lũy được những kiến thức căn bản nhất và
những kinh nghiệm cần có của ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô để có cơ sở làm tốt
công việc sau này.
Đầu tiên, chúng em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô trong Khoa Kỹ
thuật Giao Thông, Bộ Môn Công nghệ Kỹ thuật Ô tô đã truyền đạt cho chúng em
những kiến thức căn bản. Đặc biệt là thầy TS. Nguyễn Thanh Tuấn người đã hướng
dẫn giúp chúng em hoàn thành bài đồ án tốt nghiệp của mình.
Đồng thời chúng em gửi lời cảm ơn đến Trường Trung Cấp Kỹ Thuật Miền
Trung và thầy KS. Vũ Trung Kiên đã tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em được thực
hiện và hoàn thành đề tài.
Vì lý do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên đề tài tốt nghiệp của chúng em
sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, chúng em rất mong nhận được sự đóng góp ý
kiến của quý thầy cô giáo để đề tài của chúng em được hoàn thiện hơn.
Một lần nữa chúng chúng em xin gửi lời chúc sức khỏe và lời cảm ơn sâu sắc
tới các thầy cô.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Nha Trang, Tháng 7 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Đặng Trường Vinh

Nguyễn Tiến Đạt

ii


TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Bài đồ án gồm có mục lục, danh sách sơ đồ, hình vẽ, bảng biểu, lời mở đầu, lời
cảm ơn và nội dung chính gồm có 4 chương cùng với tài liệu tham khảo.
Về nội dung đồ án gồm có 4 chương đi sâu phân tích, nguyên cứu: “Xác định
tính năng kỹ thuật của động cơ ô tô Zil 130 trên băng thử”.
Chương 1. Tổng quan về ô tô Zil 130
Chương 2. Thiết lập sơ đồ thí nghiệm
Chương 3. Kết quả thí nghiệm và thảo luận
Chương 4. Kết luận và kiến nghị

iii


MỤC LỤC
Đề mục

Trang

LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN...................................................................................................................... ii
TÓM TẮT ĐỒ ÁN .............................................................................................................iii
MỤC LỤC .......................................................................................................................... iv
DANH SÁCH HÌNH ẢNH ĐỒ THỊ .................................................................................. vi
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................................viii

LỜI NÓI ĐẦU .......................................................................................................... 1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ XE ZIL 130 ........................................................... 2
1.1.Giới thiệu chung về ZIL 130 .......................................................................... 2
1.2. Thông số của xe Zil 130 ................................................................................ 2
1.3 Hệ thống đánh lửa .......................................................................................... 4
1.3.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và các chi tiết chính của hệ thống đánh lửa ................. 4
1.3.2. Lý thuyết đánh lửa cho động cơ xăng ........................................................ 8
1.3.3. Lý thuyết đánh lửa trong ô tô ................................................................... 13
1.3.2 Tổng quan về hệ thống đánh lửa má vít trên xe ô tô Zil 130 .................... 22
1.3.3 Tổng quan về hệ thống đánh lửa bán dẫn được thay thế trên xe Zil 130
(TK102). ............................................................................................................. 23
1.4. Lý thuyết thành phần khí xả trong động cơ xăng ....................................... 25
1.4.1. Sản phẩm cháy và thành phần độc hại .................................................... 25
1.4.2. Các thành phần độc hại chính và ảnh hưởng của chúng ........................ 25
1.4.3. Tỷ lệ các chất độc hại trong khí thải động cơ xăng ................................. 27
iv


Chương 2: THIẾT LẬP SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM ................................................ 31
2.1. Bố trí thí nghiệm đo đặc tính động cơ ........................................................ 31
2.1.1. Lý thuyết cơ cấu phanh thủy lực .............................................................. 31
2.1.2. Chuẩn bị trước khi vận hành phanh thủy lực .......................................... 35
2.1.3. Vận hành băng phanh với động cơ Zil 130 lắp hệ thống đánh lửa má
vít ........................................................................................................................ 36
2.1.4. Vận hành băng phanh với động cơ Zil 130 lắp hệ thống đánh lửa bán
dẫn TK 102 ......................................................................................................... 38
2.2. Bố trí thí nghiệm đo thành phần khí xả trong động cơ ............................... 40
2.3. Các bước tiến hành ...................................................................................... 41
Chương 3: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN................................. 49
3.1. Kết quả thí nghiệm đo đặc tính động cơ ..................................................... 49
3.2. Kết quả thí nghiệm đo thành phần khí xả trong động cơ ............................ 51
Chương 4: Kết luận, khuyến nghị ....................................................................... 58
4.1. Kết luận ....................................................................................................... 58
4.2 Khuyến nghị ................................................................................................. 58
Tài liệu tham khảo..................................................... Error! Bookmark not defined.

v


DANH SÁCH HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Cấu tạo Bobine ........................................................................................................... 5
Hình 1.2. Cấu tạo bộ chia điện................................................................................................... 7
Hình 1.3. Cấu tạo bộ phận tạo xung điện................................................................................... 7
Hình 1.4. Sự phụ thuộc của hiệu điện thế đánh lửa vào............................................................. 9
tốc độ và tải của động cơ............................................................................................................ 9
Hình 1.5. Bản đồ góc đánh lửa sớm theo tốc độ và tải động cơ .............................................. 12
trên xe đời mới và xe đời cũ ..................................................................................................... 12
Hình 1.6. Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa. ......................................................................... 14
Hình 1.7. Sơ đồ tương đương của mạch sơ cấp của hệ thống đánh lửa .................................. 14
Hình 1.8. Quá trình tăng trưởng dòng sơ cấp i1. ..................................................................... 15
Hình 1.9. Sơ đồ tương đương của hệ thống đánh lửa .............................................................. 18
Hình 1.10. Qui luật biến đổi của dòng điện sơ cấp i1 .............................................................. 20
và hiệu điện thế thứ cấp u2m ..................................................................................................... 20
Hình 1.11.Qui luật biến đổi hiệu điện thế thứ cấp U2mvà cường độ ........................................ 21
dòng điện thứ cấp i2 khi transistor công suất ngắt. .................................................................. 21
Hình 1.12. Sơ đồ hệ thống đánh lửa má vít .............................................................................. 22
Hình 1.13. Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn TK 102 .............................................................. 23
Hình 1.14. Tỷ lệ (khối lượng) các chất độc hại trong khí thải động cơ xăng .......................... 27
Hình 1.15. Đặc tính các thành phần độc hại trong khí thải của động cơ xăng theo λ ............. 27
Hình 1.16. Nồng độ các chất sau phản ứng cháy cacbon phụ thuộc λ..................................... 29
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ............................................................................................. 31
Hình 2.2. Cụm chi tiết động cơ Zil 130 .................................................................................... 32
Hình 2.3. Cơ cấu đo lực của băng thử ..................................................................................... 33
Hình 2.4. Cụm cấp nước cho phanh thủy lực ........................................................................... 33
Hình 2.4. Cụm đo tốc độ hiện số .............................................................................................. 34
Hình 2.5. Mặt táp lô của động cơ Zil 130 ................................................................................ 36
Hình 2.6. Cụm cấp nước cho phanh thủy lực ........................................................................... 36
Hình 2.7. Cơ cấu điều chỉnh ga ................................................................................................ 37
Hình 2.8. Kết quả đo................................................................................................................. 37
Hình 2.9. Cụm đánh lửa bán dẫn TK 102 ................................................................................ 38
Hình 2.10. Mặt táp lô của động cơ Zil 130 .............................................................................. 38
Hình 2.11. Cụm cấp nước cho phanh thủy lực ......................................................................... 39
Hình 2.12. Cơ cấu điều chỉnh ga .............................................................................................. 39
vi


Hình 2.13. Kết quả đo............................................................................................................... 40
Hình 2.14. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ........................................................................................... 40
Hình 2.15. Máy kiểm định chẩn đoán thành phần khí xả ......................................................... 41
Hình 2.16. Cửa sổ chọn loại xe ................................................................................................ 41
Hình 2.17. Cửa sổ chọn chế độ kiểm định ................................................................................ 42
Hình 2.18. Cửa sổ nhập dữ liệu................................................................................................ 43
Hình 2.19. Cửa sổ chọn bước kiểm tra khí xả .......................................................................... 44
Hình 2.20. Cửa sổ bắt đầu tiến hành việc kiểm định................................................................ 44
Hình 2.21. Cửa sổ đã điền đầy đủ thông tin ............................................................................. 45
Hình 2.22. Cửa sổ kiểm tra sự dò khí ....................................................................................... 45
Hình 2.23. Quá trình kiểm tra dò khí đang được thực hiện ..................................................... 46
Hình 2.24. Quá trình dò khí đã thực hiện xong ........................................................................ 46
Hình 2.25. Chọn giới hạn tốc độ vòng quay cần kiểm định ..................................................... 46
Hình 2.26. Quá trình chạy ấm máy .......................................................................................... 47
Hình 2.27. Quá trình kiểm tra lượng dư HC ............................................................................ 47
Hình 2.28. Quá trình kiểm tra HC đang được thực hiện .......................................................... 47
Hình 2.29. Quá trình kiểm tra HC đã xong .............................................................................. 48
Hình 2.30. Cửa sổ đầu vào để kiểm tra khí xả ......................................................................... 48
Hình 3.1. Đồ thị đặc tính ngoài của động cơ ........................................................................... 50
Hình 3.2. Đồ thị thành phần HC trong khí xả .......................................................................... 53
Hình 3.4. Đồ thị thành phần CO trong khí xả .......................................................................... 55
Hình 3.5. Đồ thị thành phần CO2 trong khí xả ......................................................................... 56

vii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật ô tô Zil-130................................................................................... 2
Bảng 3.1 Kết quả công suất mô men ứng với từng tốc độ động cơ khi sử dụng hệ thống đánh
lửa má vít .................................................................................................................................. 49
Bảng 3.2 Kết quả công suất mô men ứng với từng tốc độ động cơ khi sử dụng hệ thống đánh
lửa bán dẫn TK102 ................................................................................................................... 49
Bảng 3.3. Kết quả các thông số thành phần độc hại trong khí xả trong động cơ Zil 130 sử
dụng hệ thống đánh lửa má vít. ................................................................................................ 51
Bảng 3.4. Kết quả các thông số thành phần độc hại trong khí xả trong động cơ Zil 130 sử
dụng hệ thống đánh lửa bán dẫn TK102................................................................................... 51

viii


9


LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước đang trên đường hội nhập và phát triển công nghiệp hóa hiện đại hóa.
Ngành công nghiệp ô tô được đầu tư và phát triển có vai trò rất quan trọng trong nên
kinh tế quốc dân. Yêu cầu đặt ra là có đội ngũ kỹ sư, công nhân ô tô giỏi để xây dựng
ngành công nghiệp ô tô trong nước phát triển. Vì vậy sinh viên cần tìm hiểu sáng tạo
nắm thật vững kiến thức để xây dựng ngành nghề và giúp đất nước phát triển.
Nhờ sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật và công nghệ, ngành ô tô
đã không ngừng tự làm mới mình để đáp ứng được những yêu cầu bức thiết trong vấn
đề sử dụng. Ngành ô tô đã có những bước tiến vượt bậc về thành tựu mới như: điều
khiển điện tử và kỹ thuật bán dẫn... áp dụng trên ô tô. Khả năng cải tiến, hoàn thiện và
nâng cao để đáp ứng mục tiêu chủ yếu về tăng công suất, vận tốc, tải trọng có ích, tiết
kiệm nhiên liệu, tiện nghi cho khách hàng và giảm thiểu lượng ô nhiễm môi trường.
Và rất nhiều ưu điểm khác mà động cơ đốt trong hiện đại đã đem lại cho công nghệ
chế tạo ô tô hiện nay.
Hệ thống đánh lửa có ảnh hưởng rất lớn đến công suất, mô men, nhiên liệu và
khí thải của động cơ ô tô. Sinh viên ngành kỹ thuật ô tô cần nắm rõ kiến thức, hiểu biết
sâu hơn về hệ thống đánh lửa cả lý thuyết và thực hành. Vì vậy chúng em chọn đề tài:
“Xác định tính năng kỹ thuật của động cơ ô tô Zil 130 trên băng thử”.
Nội dung đề tài bao gồm:
1. Tổng quan về ô tô Zil 130
2. Thiết lập sơ đồ thí nghiệm
3. Kết quả thí nghiệm và thảo luận
4. Kết luận, kiến nghị

1


Chương 1: TỔNG QUAN VỀ XE ZIL 130
1.1.

Giới thiệu chung về ZIL 130
Nhà máy được đặt tên theo sau Likhachev là một trong những nhà sản xuất xe

hơi lâu đời nhất ở Liên Xô (Nga). Một số mô hình xe tải của nhà máy này (đặc biệt Zis
5 và Zil 130). Năm 1963, việc ra mắt một chiếc xe tải hoàn toàn mới Zil 130. Chiếc xe
tải này đã nhận được công suất động cơ mới là 150 mã lực, hệ thống trợ lực lái, hộp số
5 tốc độ đồng bộ. Zil 130 là một huyền thoại trong số những xe tải. Nó xuất hiện ở
nước ta trong cuộc chiến tranh chống Mỹ cứu nước, giúp quân dân rất nhiều trong
công cuộc cứu nước của dân tộc.

1.2. Thông số của xe Zil 130
Gồm 8 xy lanh hình chữ V, là động cơ 8 xy lanh xếp thành hình chữ V hợp với
nhau một góc 90 độ, với 2 xy lanh trên một cổ trục khuỷu.
Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật ô tô Zil-130

Model

Tên máy

ZIL-130

Seating

Số ghế

3

2


Net-weight,kg [lb]

Khối lượng tịnh

4,300 [9,460]

Full load weightkg [lb]

Tải trọng tối đa

9,525 [20,955]

Load weight,kg [lb]

Trải trọng

Total trailer weight, kg [lb]

Trọng lượng toàn
xe

4,000 [8,800] (5,500 [12,100]
if I or II class roads)

6,400 [14,080]

Length, mm [in.]

Chiều dài

6675 [263]

Width, mm [in.]

Chiều rộng

2500 [98]

Height, mm [in.]

Chiều cao

2400 [94]

Base, mm [in.]

3800 [150]

Minimal clearance, mm [in.]

270 [10.6]

Minimal radius of turn, m [yards]

Bán kính vòng
quay

8.8 [9.7]

Maximum speed, km/h [mi/h]

Tốc độ tối đa

94 [58]

Maximum horsepower, hp [kW]

Công suất tối đa

150 [112] @ 3,200 rpm

Maximum torque, N·m [lb·ft]

Moomen lớn nhất

41 [226] @ 1,800 rpm

Engine displacement, liters [cc]

Dung tích xy lanh

6.0 [5,969]

Compression ratio

Tỷ số nén

6,5:1

Tỷ số truyền bánh

7,45/4,10/2,29/1,47/1,00/R-

răng

7,90

Gear ratios

Main gear ratio

Tỷ số truyền bánh
răng chính
3

6,45


Mileage, liters/100km [mi/gal]

Fuel tank capacity, liters [gal]

Mức tiêu thụ nhiên
liệu
Dung tích thùng
chứa nhiên liệu

Years of production

Nắm sản xuất

Type of engine

Kiểu động cơ

Bore/Stroke, mm [in.]

Wheel formula

Đường kính xy
lanh

27 [8.7]

170 [45] (A-76)

1962-1992
ZIL-130, V8, carb., 4-tact,
ohv

100 [3.94]/ 95 [3.74]

Công thức bánh đà

Pictures

4X2
see below

1.3 Hệ thống đánh lửa
1.3.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và các chi tiết chính của hệ thống đánh lửa
1.3.1.1. Nhiệm vụ
Hệ thống đánh lửa trên động cơ có nhiệm vụ biến nguồn điện xoay chiều hoặc
một chiều có hiệu điện thế thấp 12V hoặc 24V thành các xung điện thế cao từ 15000V
đến 40000V. Các xung điện áp cao này sẽ phân bố đến bugi của các xy lanh đúng thời
điểm để tạo tia lửa điện đốt cháy hòa khí.
1.3.1.2. Yêu cầu
Một hệ thống đánh lửa làm việc tốt phải bảo đảm các yêu cầu sau:
Hệ thống đánh lửa phải sinh ra hiệu điện thế thứ cấp đủ lớn để phóng điện qua
khe hở bugi trong tất cả các chế độ làm việc của động cơ.
Tia tửa trên bugi phải đủ năng lượng và thời gian phóng để sự cháy bắt đầu.
Góc đánh lửa sớm phải đúng trong mọi chế độ hoạt động của động cơ.

4


Các phụ kiện của hệ thống đánh lửa phải hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ
cao và độ rung xóc lớn.
Khe hở điện cực bugi phải nằm trong khoảng cho phép.
1.3.1.3. Các chi tiết chính
a. Biến áp đánh lửa (bobine)
Đây là một loại biến áp cao thế đặc biệt nhằm biến những xung điện có hiệu
điện thế thấp (6V,12V hoặc 24V) thành các xung điện có hiệu điện thế cao (12000V 40000V) để phục vụ cho việc tạo ra tia lửa ở bugi. Ta có thế coi bobine như một loại
máy phát đặc biệt với cuộn dây kích từ (nam châm) là cuộn sơ cấp còn cuộn dây phát
điện chính là cuộn thứ cấp. Do cả hai cuộn dây đều cố định nên để tạo ra sự biến thiên
về từ thông người ta đóng ngắt dòng điện.

1. Lỗ cảm dây cao áp

9. Cuộn sơ cấp

2. Lò xo nối

10.Cuộn thứ cấp

3. Giây cách điện

11.Đệm cách điện

4. Lõi thép từ
5. Sứ cách điện
6. Nắp cách điện
7. Vỏ
8. Ông thép từ

Hình 1.1. Cấu tạo Bobine

Lõi thép từ được ghép bằng các lá thép biến thế dày 0,35mm và có lớp cách mặt
để giảm ảnh hưởng của dòng điện xoáy (dòng Fucô). Lõi thép được chèn chặt trong
ống các tông cách điện mà trên đó người ta quấn cuộn dây thứ cấp, gồm rất nhiều vòng
dây (W2 = 19000~26000 vòng) đường kính 0,07~0,1 mm. Giữa các lớp dây của cuộn
có hai lớp giấy cách điện mỏng với chiều rộng của lóp giấy rất lớn so với khoảng quấn
dây đế tránh trùng chéo các lớp dây và tránh bị phóng điện qua phần mặt bên của cuộn
5


dây. Lớp dây đầu tiên kể từ ống các tông trong cùng và bốn lớp dây tiếp theo đó người
ta không quấn các vòng dây sát nhau mà quấn cách nhau khoảng 1~1,5 mm. Đầu của
vòng dây đầu tiên đó được hàn ngay với lõi thép rồi thông qua lò xo dẫn lên điện cực
trung tâm (cực cao thế) của nắp cách điện. Cuộn thứ cấp, sau khi đã quấn xong, được
cố định trong ống các tông cách điện, mà trên đó có quấn cuộn dây sơ cấp với số vòng
dây không lớn lắm (W1 = 250~400 vòng), cỡ dây 0,69~0,8 mm. Một đầu của cuộn sơ
cấp được hàn vào một vít bắt dây khác trên nắp. Toàn bộ khối gồm các cuộn dây và lõi
thép dó được đặt trong ống thép từ, ghép bằng những lá thép biến thế uốn cong theo
mặt trụ hở và các khe hở của những lá thép này đặt chệch nhau. Cuộn dây và ống thép
đặt trong vỏ thép và cách điện ở phía đáy bằng miếng sứ, nắp là nắp cách điện làm
bằng vật liệu cách điện cao cấp.
Đa số các bobine trước đây có đầu biến thế bên trong để giải nhiệt, nhưng yêu
cầu làm kín tương đối khó. Hiện nay, việc điều khiển thời gian ngậm điện bằng điện tử
giúp các bobine ít nóng. Đồng thời, để đảm bảo năng lượng đánh lửa lớn ở tốc độ cao,
người ta tăng cường độ đóng ngắt và giảm độ tự cảm cuộn dây sơ cấp. Chính vì vậy,
các bobine ngày nay có kích thước rất nhỏ, có mạch từ kín và không cần dầu biến áp
đế giải nhiệt. Các bobine loại này được gọi là bobine khô.
b. Bộ chia điện
Bộ chia điện là một thiết bị quan trọng trong hệ thống đánh lửa. Nó có nhiệm
vụ tạo nên những xung điện ở mạch sơ cấp của hệ thống đánh lửa và phân phối điện
cao thế đến các xy lanh theo thứ tự nổ của động cơ đúng thời điểm. Bộ chia điện có thể
chia làm ba bộ phận: bộ phận tạo xung điện, bộ phận chia điện cao thế và các cơ cấu
điều chỉnh góc đánh lửa.

6


Hình 1.2. Cấu tạo bộ chia điện

c. Bộ phận tạo xung điện

Hình 1.3. Cấu tạo bộ phận tạo xung điện

Cam lắp lỏng trên trục bộ chia điện và mắc vào bộ điều chỉnh ly tâm. Mâm tiếp
điểm trong các bộ chia điện gồm hai mâm: mâm trên (mâm di động), mâm duới (mâm
cố định) và giữa chúng có ổ bi. Trong bộ chia điện của một số xe có thể chỉ có một
mâm. Ở mâm trên có: giá má vít tĩnh, cần tiếp điểm (giá má vít động) đề tạo nên tiếp
điểm; miếng dạ bôi trơn và lao cam; chốt để mắc với bộ điều chỉnh góc đánh lửa; giá
bắt dây; và đôi khi có thể đặt ngay trên mâm tiếp điểm. Giữa mâm trên và mâm dưới
có dây nối mass. Mâm trên có thể quay tương ứng với mâm dưới một góc để phục vụ
cho việc điều chỉnh góc đánh lửa sớm. Má vít tĩnh phải tiếp mass thật tốt còn cần tiếp
điểm có thể quay quanh chốt, phải cách điện với mass và được nối với vít bắt dây ở
phía bên của bộ chia diện bằng các đoạn dây và thông qua 10 lò xo. Tiếp điểm bình
thường ở trạng thái đóng nhờ 1ò xo lá, còn khe hở giữa các má vít, khi nó ở trạng thái
7


mở hết, thường bằng 0,3~0,5 mm và được điều chỉnh bằng cách nới vít hãm, rồi xoay
vít điều chỉnh lệch tâm để phần lệch tâm của vít điều chỉnh sẽ tác dụng lên bên nạng
của giá má vít tĩnh làm cho nó xoay quanh chốt một ít, dẫn dến thay đổi khe hở của
tiếp điểm.
Khi phần cam quay, các vấu cam sẽ lần lượt tác động lên gối cách điện của cần
tiếp điểm làm cho tiếp điểm mở ra, còn khi vấu cam đi qua, tiếp điểm lại đóng lại dưới
tác dụng của 1ò xo lá.
1.3.2. Lý thuyết đánh lửa cho động cơ xăng
1.3.2.1. Hiệu điện thế thứ cấp cực đại U2m
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. Hiệu điện thế thứ cấp cực đại U2m
phải đủ lớn để có khả năng tạo được tia lửa điện giữa hai điện cực của bugi, đặc biệt là
lúc khởi động.
1.3.2.2. Hiệu điện thế đánh lửa Uđl
Hiện 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 Pashen.

U ñt  K

P.
T

(1.1)

Trong đó:
P: áp suất trong buồng đốt tại thời điểm đánh lửa.
: khe hở bugi.
T: nhiệt độ ở điện cực trung tâm của bugi tại thời điểm đánh lửa.
K: hằng số phụ thuộc vào thành phần của hỗn hợp hòa khí.
Ở chế độ khởi động lạnh, hiệu điện thế đánh lửa Uđl tăng khoảng 20 đến 30%
do nhiệt độ điện cực bugi thấp.

8


Khi động cơ tăng tốc độ, thoạt tiên, Uđl tăng, do áp suất nén tăng, nhưng sau đó
Uđl giảm từ từ do nhiệt độ điện cực bugi tăng và áp suất 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, Uđl tăng 20% do điện
cực bugi bị mài mòn. Sau đó Uđl tiếp tục tăng do khe hở bugi tăng. Vì vậy, để giảm Uđl
phải hiệu chỉnh lại khe hở bugi sau mỗi 10.000 km.

1. Toàn tải;
2. Nửa tải;
3. Tải nhỏ;
4. Khởi động và cầm chừng.

Hình 1.4. Sự phụ thuộc của hiệu điện thế đánh lửa vào
tốc độ và tải của động cơ

1.3.2.3. Hệ số dự trữ Kdt
Hệ số dự trữ là tỷ số giữa hiệu điện thế thứ cấp cực đại U 2m và hiệu điện thế
đánh lửa Uđl:

K dt 

U 2m
U ñl

(1.2)

Đối với hệ thống đánh lửa thường, do U2m thấp nên Kdt thường nhỏ hơn 1,5.
Trên những động cơ xăng hiện đại với hệ thống đánh lửa điện tử, hệ số dự trữ có giá trị
khá cao (Kdt = 1,5~2,0), đáp ứng được việc tăng tỷ số nén, tăng số vòng quay và tăng
khe hở bugi.

9


1.3.2.4. 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 bobine. Để đảm bảo tia lửa điện có đủ năng lượng để đốt cháy hoàn
toàn hòa khí, hệ thống đánh lửa phải đảm bảo được năng lượng dự trữ trên cuộn sơ cấp
của bobine ở một giá trị xác định:

Wdt 

L 1 x I ng

2

2

 50  150 mJ

(1.3)

Trong đó:
Wdt: năng lượng dự trữ trên cuộc sơ cấp.
L1 : độ tự cảm của cuộc sơ cấp của bobine.
Ing: cường độ dòng điện sơ cấp tại thời điểm transistor công suất ngắt.
1.3.2.5. Tốc độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp S

S

du2 u2

 300  600 V/s
dt
t

(1.4)

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 điện thế thứ cấp S càng lớn thì tia lửa điện xuất hiện
tại điện cực bugi càng mạnh, nhờ đó dòng không bị rò qua muội than trên điện cực
bugi, năng lượng tiêu hao trên mạch thứ cấp giảm.
1.3.2.6. Tần số và chu kỳ đánh lửa
Đối với động cơ 4 kỳ, số tia lửa xảy ra trong một giây hay còn gọi là tần số
đánh lửa, được xác định bởi công thức:

f

nZ
120

(Hz)

(1.5)

10


Đối với động cơ 2 thì:

f 

nZ
60

(Hz)

(1.6)

Trong đó:
f: tần số đánh lửa.
n: số vòng quay trục khuỷu động cơ (min-1).
Z: số xy lanh động cơ.
Chu kỳ đánh lửa T là thời gian giữa hai lần xuất hiện tia lửa.
T = 1/f = tđ + tm

(1.7)

tđ: thời gian vít ngậm hay transistor công suất dẫn bão hòa.
ttn: thời gian vít hở hay transistor công suất ngắt.
Tần số đánh lửa f tỷ lệ thuận với vòng quay trục khuỷu động cơ và số xy lanh.
Khi tăng số vòng quay của động cơ và số xy lanh, tần số đánh lửa f tăng và, do đó chu
kỳ đánh lửa T giảm xuống. Vì vậy, khi thiết kế cần chú ý đến 2 thông số chu kỳ và tần
số đánh lửa để đảm bảo, ở số vòng quay cao nhất của động cơ, tia lửa vẫn mạnh.
1.3.2.7. 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 tới tử điểm thượng.
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 vào rất nhiều yếu tố:
opt = f(pbđ, tbđ, p, twt, tmt, n, No …)

(1.8)

Trong đó:
pbđ: áp suất trong buồng đốt tại thời điểm đánh lửa.
tbđ: nhiệt độ buồng đốt.
p: áp suất trên đường ống nạp.
twt: nhiệt độ nước làm mát động cơ.
11


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×