BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU CHUYỂN ĐỔI HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP CHO ĐỘNG CƠ XE JEEP S K C 0 9 MÃ SỐ: T49 - 2008 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƢỜNG NGHIÊN CỨU CHUYỂN ĐỔI HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP CHO ĐỘNG CƠ XE JEEP MÃ SỐ: T49 – 2008 THUỘC NHĨM NGÀNH NGƢỜI CHỦ TRÌ ĐƠN VỊ : KHOA HỌC KỸ THUẬT : ThS NGUYỄN QUỐC ĐẠT : KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC TP HỒ CHÍ MINH – 05/2009 TĨM TẮT ĐỀ TÀI Nghiên cứu chuyển đổi Hệ thống đánh lửa cho động xe Jeep dùng hệ thống đánh lửa thƣờng sang hệ thống đánh lửa trực tiếp việc làm vơ hữu ích lý sau: - Khơng có dây cao áp nên giảm mát lƣợng, giảm điện dung ký sinh giảm nhiễu vơ tuyến mạch thứ cấp - Khơng có mỏ quẹt nên khơng có khe hở mỏ quẹt dây cao áp - Bỏ đƣợc chi tiết dễ hƣ hỏng phải chế tạo vật liệu tốt -Trong hệ thống đánh lửa có delco, góc đánh lửa q sớm xảy trƣờng hợp đánh lửa đầu dây cao áp kề (thƣờng động nhiều xy lanh, z >4) - Loại bỏ đƣợc hƣ hỏng thƣờng gặp tƣợng phóng điện mạch cao áp - Giảm đƣợc chi phí bảo dƣỡng - Động hoạt động hồn hảo tính ƣu việt hệ thống đánh lửa trực tiếp loại hệ thống điều khiển góc đánh lửa sớm điện tử nên thời điểm đánh lửa đƣợc ấn định phù hợp với chế độ hoạt động động cơ, lƣợng tia lửa lớn nên đốt cháy hồn tồn hỗn hợp nhiên cuối kỳ nén buồng đốt.Giảm suất tiêu hao nhiên liệu nên mang lại hiệu kinh tế cao hơn.Giảm nhiễm mơi trƣờng Với ƣu điểm trên, đề tài sở giúp cho ta cải tạo hệ thống đánh lửa cho động ơtơ thuộc hệ cũ đƣợc lƣu hành, đảm bảo đƣợc u cầu kinh tế việc kiểm định chất lƣợng khí thải theo tiêu chuẩn quy định hành Đề tài bao gồm việc nghiên cứu lý thuyết đánh lửa thƣờng đánh lửa điện tử, nghiên cứu thơng số có liên quan đến việc ấn định thời điểm đánh lửa để làm sở cho việc lựa chọn hệ thống đánh lửa có thơng số kỹ thuật phù hợp chuyển đổi Khảo sát, lắp đặt hệ thống đánh lửa trực tiếp thay cho hệ thống đánh lửa thƣờng động xe Jeep trung tâm Kỹ thuật tổng hợp, trƣờng đại học Sƣ phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ I ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU: Trên sở lý thuyết việc điều khiển đánh lửa thƣờng điều khiển đánh lửa điện tử Từ đó, nêu lên ƣu điểm mà hệ thống đánh lửa điện tử kiểu trực tiếp đạt đƣợc so với hệ thống đánh lửa thƣờng để khẳng định việc chuyển đổi hệ thống đánh lửa cho động xe Jeep việc làm mang tính khoa học hữu ích Đồng thời tìm hiểu thơng số kỹ thuật động xe Jeep hệ thống đánh lửa trực tiếp loại tƣơng thích để lắp đặt, chuyển đổi nhằm đạt đƣợc kết mong muốn II TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƢỚC: Đối với nƣớc phát triển, việc nghiên cứu chuyển đổi hệ thống đánh lửa làm thay đổi đặc trƣng nhà chế tạo, việc thay đổi khơng cần thiết ngƣời tiêu dùng khơng sử dụng dòng xe thuộc hệ cũ Trái lại nƣớc chậm phát triển, kinh tế ngƣời tiêu dùng hạn hẹp việc sử dụng dòng xe hệ cũ phổ biến có Việt Nam Vì , việc nghiên cứu chuyển đổi hệ thống nhiên liệu cho dòng xe hệ cũ đƣợc nhiều sở sửa chữa ơtơ quan tâm Kết đề tài mang lại hiệu thiết thực mặt kinh tế xã hội cao động hoạt động hồn hảo hơn, tiết giảm nhiên liệu hạn chế nhiễm mơi trƣờng III NHỮNG VẤN ĐỀ CỊN TỒN TẠI: Thực tế có nhiều chủng loại hệ thống đánh lửa nhiều nhà chế tạo khác giới, nhƣng ngƣời nghiên cứu khơng có điều kiện khảo sát thử nghiệm để tìm đƣợc hệ thống thay tối ƣu để lắp đặt thật hồn hảo.Vì vậy, ngƣời nghiên cứu tìm loại hệ thống có sẵn thị trƣờng Việt Nam nên phải cải tạo phần cấu truyền động chuyển đổi Phần 2: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I MỤC TIÊU NGHIÊN CƢ́U CỦ A ĐỀ TÀI: Mục tiêu nghiên cứu đề tài giảm cơng tác bảo dƣỡng sửa chữa, giảm tiêu hao nhiên liệu, tăng cơng suất động góp phần cải thiện tình trạng nhiểm mơi trƣờng ơtơ gây II PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Nghiên cứu lý thuyết đánh lửa thƣờng đánh lửa điện tử kiểu trực tiếp Tìm hiểu thơng số kỹ thuật hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng phổ biến có thị trƣờng phù hợp với động xe Jeep để dự kiến thay Khảo sát kết cấu, nghiên cứu tìm biện pháp lắp đặt Thực việc thay thế, lắp đặt Cho vận hành, điều chỉnh cho động hoạt động hồn hảo Kiểm tra tính hoạt động, đánh giá tiêu kỹ thuật Lập báo cáo kết nghiên cứu III NỘI DUNG: 3.1- Lý thuyết đánh lửa thƣờng: a Sơ đồ mạch hệ thống đánh lửa thƣờng: W2 W1 Kkđ Rf C1 KK’ + Cơng tắc máy máy Accu Sơ đồ ngun lý hệ thống đánh lửa thường Cam cắt điện Vít lửa (K) Bobine Bộ chia điện Bougie C1 : Tụ sơ cấp Rf : Điện trở phụ Kkđ : Cơng tắc khởi động b Nguyên lý làm việc hệ thống đánh lửa thƣờng: Cam chia điện quay nhờ truyền động từ trục cam động làm nhiệm vụ mở tiếp điểm KK’, có nghóa ngắt dòng điện sơ cấp biến áp đánh lửa Khi đó, từ thông qua cuộn thứ cấp dòng điện sơ cấp gây nên đột ngột, làm xuất sức điện động cao cuộn thứ cấp W2 Điện áp qua quay chia điện dây cao áp đến bougie đánh lửa theo thứ tự nổ động Khi điện áp thứ cấp đạt giá trò đánh lửa, hai điện cực bougie xuất tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp xylanh Cũng vào lúc tiếp điểm KK’ chớm mở, cuộn dây sơ cấp W1 sinh sức điện động tự cảm Sức điện động nạp vào tụ C1 nên dập tắt tia lửa vít Khi vít mở hẳn, tụ điện xả qua cuộn dây sơ cấp bobine Dòng phóng tụ ngược chiều với dòng tự cảm khiến từ thông bò triệt tiêu đột ngột Như vậy, tụ C1 đóng vai trò gia tăng tốc độ biến thiên từ thông, tức nâng cao hiệu điện cuộn thứ cấp Nhƣợc điểm: - Điện áp thứ cấp thấp - Tốn lƣợng có dây cao áp - Phải thƣờng xun làm điều chỉnh khe hở vít lửa - Kết cấu phức tạp nhiều chi tiết bảo dƣỡng sửa chữa phức tạp - Xảy tƣợng lửa số vòng quay cao - Rất dễ rò điện dây cao áp - Lắp ráp dễ nhầm lẫn có nhiều dây cao áp - Do có điện trở phụ nên làm tốn lƣợng ắcqui 3.2-Lý thuyết đánh lửa theo chƣơng trình: Hiện nay, tơ đại áp dụng kỹ thuật số vào hệ thống đánh lửa Việc điều khiển góc đánh lửa sớm góc ngậm điện đƣợc máy tính đảm nhận Các thơng số nhƣ tốc độ động cơ, tải, nhiệt độ đƣợc cảm biến mã hóa tín hiệu đƣa vào ECU xử lý tính tốn để đƣa góc đánh lửa sớm tối ƣu theo chế độ hoạt động động Các phận nhƣ đánh lửa sớm kiểu khí đƣợc loại bỏ hồn tồn Hệ thống đánh lửa với cấu điều khiển góc đánh lửa sớm điện tử (ESA) đƣợc chia làm loại: - Hệ thống đánh lửa sử dụng phận vi xử lý - Hệ thống đánh lửa sử dụng vi xử lý kết hợp với hệ thống phun xăng (Motronic) Nếu phân loại theo cấu tạo ta có: - Hệ thống đánh lửa theo chƣơng trình có delco - Hệ thống đánh lửa theo chƣơng trình khơng có delco  Những ƣu điểm hệ thống đánh lửa với cấu đánh lửa sớm điện tử: - Góc đánh lửa đƣợc điều chỉnh tối ƣu cho chế độ hoạt động động - Góc ngậm điện ln ln đƣợc điều chỉnh theo tốc độ động hiệu điện accu, bảo đảm điện thứ cấp có giá trị cao thời điểm - Động khởi động dễ dàng, cầm chừng êm dịu, tiết kiệm nhiên liệu giảm độc hại khí thải - Cơng suất đặc tính động học động đƣợc cải thiện rõ rệt - Có khả điều khiển chống kích nổ cho động - Ít bị hƣ hỏng, tuổi thọ cao tốn cơng bảo dƣỡng Với ƣu điểm nhƣ vậy, ngày hệ thống đánh lửa với cấu điều khiển góc đánh lửa sớm điện tử kết hợp với hệ thống phun xăng thay hồn tồn hệ thống đánh lửa bán dẫn thơng thƣờng, giải u cầu ngày cao tiêu chuẩn khí thải tơ Để xác định xác thời điểm đánh lửa cho xy lanh động theo thứ tự nổ, ECU cần phải nhận tín hiệu cần thiết sau: T ín hiệu tốc độ động (Ne) T ín hiệu vị trí cốt máy (G) T ín hiệu cảm biến vị trí bƣớm ga T ín hiệu nhiệt độ nƣớc làm mát T ín hiệu điện áp accu T ín hiệu kích nổ T ín hiệu tải igniter Bobine E C U Bougie IG/SW Accu Sơ đồ khối hệ thống đánh lửa với cấu điều khiển góc đánh lửa sớm điện tử Ngồi có tín hiệu vào từ cảm biến nhiệt độ khí nạp, cảm biến tốc độ xe, cảm biến oxy Sau nhận tín hiệu từ cảm biến ECU xử lý đƣa xung đến igniter để điều khiển đánh lửa Trong tín hiệu ngõ vào, tín hiệu tốc độ động cơ, vị trí piston tín hiệu tải tín hiệu quan trọng Để xác định tốc độ động cơ, ngƣời ta đặt cảm biến vành đầu cốt máy, bánh đà, đầu cốt cam delco Các loại cảm biến dùng loại Hall, loại điện từ, loại quang học Để xác định tải động cơ, ECU dựa vào tín hiệu đo gió vị trí bƣớm ga thay đổi tải, tín hiệu chuyển thành tín hiệu điện áp gởi ECU ECU nhận tín hiệu để xử lý quy mức tải tƣơng ứng để xác định góc đánh lửa sớm Trong loại hệ thống đánh lửa trƣớc đây, việc hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm đƣợc điều khiển phƣơng pháp khí kiểu ly tâm áp thấp Đƣờng đặc tính loại đơn giản phù hợp cho chế độ hoạt động động Trong đƣờng đặc tính đánh lửa lý tƣởng phức tạp phụ thuộc vào nhiều thơng số (độ) (độ) 1 2 (áp thấp) n(min)-1 (1) đặc tính đánh lửa sớm điện tử (2) đặc tính đánh lửa sớm khí So sánh đặc tuyến điều chỉnh góc đánh lửa sớm kiểu khí điện tử Qua đồ thị mơ tả sai lệch kiểu điều khiển góc đánh lửa sớm điện tử khí Đối với kiểu điện tử, đƣờng đặc tính đƣợc tính tốn hiệu chỉnh gần sát với đƣờng đặc tính lý tƣởng Kết hợp với hai đặc tính đánh lửa sớm theo tốc độ tải có đồ góc đánh lửa sớm lý tƣởng với khoảng 1000 - 4000 điểm đánh lửa sớm đƣợc lựa chọn đƣa vào nhớ Một chức khác ECU việc điều khiển đánh lửa điều chỉnh góc ngậm điện Góc ngậm điện phụ thuộc vào yếu tố là: hiệu điện accu tốc độ động Trong trƣờng hợp khởi động, hiệu điện accu bị giảm sụt áp ECU điều khiển tăng thời gian ngậm điện nhằm tăng dòng điện cuộn sơ cấp Ở tốc độ thấp, thời gian tích luỹ lƣợng q dài gây lãng phí lƣợng nên ECU giảm bớt thời gian ngậm điện nhằm mục đích tiết kiệm lƣợng tránh nóng bobine Trong trƣờng hợp dòng sơ cấp tăng cao giá trị cho phép, phận hạn chế dòng làm việc giữ cho dòng điện sơ cấp khơng thay đổi đánh lửa * Việc điều khiển góc ngậm điện đƣợc thực ECU hay igniter Vì vậy, igniter hai loại có khơng có phận điều chỉnh góc ngậm điện khơng thể lắp lẫn Hệ thống đánh lửa lập trình khơng có chia điện Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS- Direct Ignition System) hệ thống đánh lửa khơng có chia điện (DLI- Distributorless Ignition) đƣợc phát triển thập kỷ 80 đƣợc ứng dụng ngày rộng rãi có ƣu điểm sau: - Dây cao áp ngắn khơng có dây cao áp nên giảm mát lƣợng, giảm điện dung ký sinh giảm nhiễu vơ tuyến mạch thứ cấp - Khơng có mỏ quẹt nên khơng có khe hở mỏ quẹt dây cao áp - Bỏ đƣợc chi tiết dễ hƣ hỏng phải chế tạo vật liệu tốt - Trong hệ thống đánh lửa có delco, góc đánh lửa q sớm xảy trƣờng hợp đánh lửa đầu dây cao áp kề (thƣờng động nhiều xy lanh, z >4) - Loại bỏ đƣợc hƣ hỏng thƣờng gặp tƣợng phóng điện mạch cao áp - Giảm đƣợc chi phí bảo dƣỡng • Phân loại, cấu tạo hoạt động hệ thống đánh lửa trực tiếp - Hệ thống đánh lửa trực tiếp hệ thống đánh lửa khơng delco đƣợc chia làm loại sau: + Loại 1: Sử dụng bobine cho bougie: Nhờ tần số hoạt động mỗ bobine nhỏ trước nên cuộn dây sơ cấp thứ cấp nóng Vì kích thước bobine nhỏ gắn dính với nắp chụp bougie Trong sơ đồ (hình 6.86), ECU sau khi xử lý tín hiệu từ cảm biến gởi tín hiệu đến cực B transistor công suất igniter theo thứ tự nổ thời điểm đánh lửa Cuộn sơ cấp bobine loại có điện trở nhỏ (> R4 , tia lửa xuất bougie số 1 T1 ECU + T2 Hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng bobine Cấu tạo tạo tín hiệu G, Ne Rotor cảm biến (đƣợc lắp với trục delco ) đĩa nhơm mỏng khắc rãnh Trong đó, số rãnh tƣơng ứng với số xy-lanh động cơ, có rãnh rộng đánh dấu vị trí piston Nhóm rãnh kết hợp với cặp diode phát quang (LED) diode cảm quang (photodiode) gọi photocouple phát xung Ne G Xung tín hiệu cảm biến quang 3.3.2- Ngun tắc điều khiển góc đánh lửa sớm điều khiển ( hộp ECU ): Thời điểm đánh lửa xác suốt q trình hoạt động động quan trọng ảnh hƣởng lớn đến mức tiêu thụ nhiên liệu nhƣ độ nhiễm khí thải Q trình cháy xylanh đƣợc chia làm hai giai đoạn:  Giai đoạn cháy trễ (theo thời gian): Trong giai đoạn này, áp suất nhiệt độ xylanh tăng khơng đáng kể Thời gian cháy trễ τd phụ thuộc nhiệt độ, áp suất tỉ lệ khơng khí – nhiên liệu Thời gian đƣợc chuyển qua góc tƣơng ứng trục khuỷu tăng tăng tốc độ  Giai đoạn cháy bản: Góc quay trục khuỷu ứng với giai đoạn cháy hầu nhƣ khơng đổi tồn dãy hoạt động động Đó nhờ dịch chuyển piston, mức độ xốy lốc tăng tăng tốc độ động nhƣ q trình cháy Nếu q trình cháy xảy q trễ góc đánh lửa nhỏ nồng độ hydrocacbons HC khí thải tăng Áp suất q cao góc đánh lửa q sớm làm tăng lƣợng khí NOx khí thải Giảm góc đánh lửa sớm để hạ thấp lƣợng NOx nhƣng lại làm tăng mức tiêu hao nhiên liệu Các yếu tố sau đƣợc sử dụng để điều khiển góc đánh lửa (tƣơng tự điều khiển nhiên liệu): • Áp suất đƣờng ống nạp pm • Lƣu lƣợng khí nạp ma • • • • Tốc độ động n Độ mở bƣớm ga αt Tỉ số khơng khí – nhiên liệu λ Góc quay trục khuỷu αcs tín hiệu vị trí piston (TDC) 13 • Nhiệt độ mơi trƣờng Ta • Điện áp accu Ub Góc đánh lửa αi bị ảnh hƣởng nhiều yếu tố:  Góc đánh lửa αi hàm tải (qui theo thời gian phun tốc độ động Điều diễn tả đồ αi=f(ti,n) Bảng tra chứa thơng tin thay đổi q trình cháy phụ thuộc tải tốc độ động Góc đánh lửa muộn sử dụng để giảm khí thải kích nổ Góc đánh lửa αi ứng với điểm hoạt động động đƣợc xác định thực nghiệm (trên băng thử phòng thí nghiệm) • Tỉ số khơng khí – nhiên liệu, yếu tố xác định thời gian cháy trễ • Khi nhiệt độ mơi trƣờng cao cần giảm góc đánh lửa để tránh kích nổ Khi bảng tra phụ thuộc thời gian phun tinj nhiệt độ mơi trƣờng Ta đƣợc sử dụng • Chế độ hâm nóng động nhiệt độ động thấp Góc đánh lửa muộn làm trễ q trình chuyển hóa lƣợng supap thải mở Ống góp thải lộc khí thải (bộ hóa khử) đƣợc làm nóng lên nhanh • Ổn định tốc độ động khơng tải cách tăng góc đánh lửa sớm tốc độ thấp, tăng cơng suất • Giới hạn tốc độ động cách giảm góc đánh lửa với việc cắt nhiên liệu • Giảm góc đánh lửa tăng tốc để tránh kích nổ • Chế độ điều khiển chống kích nổ kín (hồi tiếp) • Năng lƣợng đánh lửa bị ảnh hƣởng điện áp accu Ub Góc đánh lửa sớm thực tế động hoạt động đƣợc xác định cơng thức sau: θ = θbđ + θcb + θhc Trong đó: θ - góc đánh lửa sớm thực tế θbđ - góc đánh lửa sớm ban đầu θcb - góc đánh lửa sớm θhc - góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh θbđ θcb θhc Hình 2.10: Góc đánh lửa sớm thực tế Góc đánh lửa sớm ban đầu (θbđ) phụ thuộc vào vị trí delco cảm biến vị trí cốt máy (tín hiệu G) Thơng thƣờng, loại xe góc đánh lửa sớm ban đầu 14 đƣợc hiệu chỉnh từ 5o đến 15o trƣớc tử điểm thƣợng tốc độ cầm chừng Đối với hệ thống đánh lửa với cấu điều khiển góc đánh lửa sớm điện tử, điều chỉnh góc đánh lửa sớm, ta chỉnh đƣợc góc đánh lửa sớm ban đầu Dựa vào tốc độ (tín hiệu Ne) tải động (từ tín hiệu áp suất đƣờng ống nạp lƣu lƣợng khí nạp), ECU đọc giá trị góc đánh lửa sớm (θcb ) đƣợc lƣu trữ nhớ Góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh (θhc) góc đánh lửa sớm cộng thêm giảm bớt ECU nhận đƣợc tín hiệu khác nhƣ nhiệt độ động cơ, nhiệt độ khí nạp, tín hiệu kích nổ, tín hiệu tốc độ xe…Vì góc đánh lửa sớm thực tế đƣợc tính góc đánh lửa sớm ban đầu cộng với góc đánh lửa sớm góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh để đạt đƣợc góc đánh lửa sớm lý tƣởng theo chế độ hoạt động động Xung điều khiển đánh lửa IGT Sau xác định đƣợc góc đánh lửa sớm, xử lý trung tâm (CPU – Central Processing Unit) đƣa xung điện áp để điều khiển đánh lửa (IGT) mơ tả q trình dịch chuyển xung IGT CPU phía trƣớc tử điểm thƣợng có hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm (θcb ) góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh (θhc) Ngồi ra, xung IGT đƣợc xén trƣớc gởi qua Igniter Giá trị góc đánh lửa sớm cố định ban đầu động xe Jeep 10o  SƠ ĐỒ CỰC MẮC DÂY VÀ MẠCH ĐIỆN HỆ THỐNG Sơ đồ chân ECU 15 Sơ đồ mạch điện hệ thống Chú thích cực mắc dây mạch điện hệ thống 101: Accu 102: Cầu chì 103: Cơng tắc máy 104: Cầu chì hộp ECU 105: Cảm biến G, Ne 106: Igniter 107: Bobine 108: Cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát 109: Cảm biến vị trí bƣớm ga 110: Relay 111: Cầu chì relay 112: Máy khởi động Chú thích cực mắc dây ECU A7: Mass A8: Mass A9: Dƣơng nguồn A16:Mass B1:Tín hiệu đến bobine cho xylanh 16 B2: Tín hiệu đến bobine cho xylanh B3: Tín hiệu đến bobine cho xylanh B10: Mass B11: Tín hiệu đến bobine cho xylanh B16:Điều khiển relay B20: Mass C8: Tín hiệu cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát C10: Nguồn VC C18: Tín hiệu cảm biến vị trí bƣớm ga D1: Tín hiệu G D2: Tín hiệu Ne D5: Dƣơng nguồn D8: IG D9: Dƣơng nguồn D10: Mass D11:Tín hiệu G D12:Tín hiệu Ne D18: Dƣơng nguồn D19: Dƣơng nguồn D20: Mass 3.3.3- Quy trình thử hệ thống băng thử delco: Sau đấu dây phận hệ thống (cảm biến G, Ne, Igniter, bougie, ECU) lại với nhau, ta tiến hành gá lắp hệ thống băng thử Cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát cảm biến vị trí bƣớm ga đƣợc thay biến trở để tiện cho việc thay đổi điện áp gửi ECU (giả tín hiệu) Các bƣớc tiến hành : − Cấp điện cho băng thử − Cấp điện áp 12V cho ECU − Cấp điện áp 12V cho đèn cân lửa − Vặn nút điều khiển tốc độ động theo chiều tăng tốc − Bắt đầu cho động quay tốc độ 800 vòng/phút (tốc độ cầm chừng), chọn góc đánh lửa sớm 0o tốc độ − Tăng tốc độ động lên dần _ Quan sát đồng hồ tốc độ động cơ, xác định góc đánh lửa dựa vào đèn cân lửa _ Tiến hành xác định góc đánh lửa sớm tốc độ: 800, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500, 5000 (vòng/phút) _ Ghi nhận giá trị vị trí tốc độ 17  Kết quả:  Khi có cảm biến G Ne Tốc độ (vòng/phút) 800 Góc đánh lửa sớm (o) 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 15 17 21 26 30 31 32 Góc đánh lửa sớm với tín hiệu G, Ne  Thử kết hợp với tín hiệu cảm biến vị trí cánh bƣớm ga Cảm biến vị trí bƣớm ga đƣợc sử dụng loại biến trở có giá trị điện áp đo đƣợc chân VTA mass tăng dần tƣơng ứng với góc mở cánh bƣớm ga Tốc độ (vòng/phút) 800 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 Điện áp (V) 0.5 10 17 18 23 27 31 31 32 1.0 10 17 18 23 27 31 31 32 1.5 10 17 18 23 27 31 31 32 2.0 10 17 18 23 27 31 31 32 2.5 10 17 18 23 27 31 31 32 3.0 10 17 18 23 27 31 31 32 3.5 10 17 18 23 27 31 31 32 4.0 10 17 18 23 27 31 31 32 4.5 10 17 18 23 27 31 31 32 5.0 10 17 18 23 27 31 31 32 Góc đánh lửa sớm có tín hiệu G, Ne cảm biến vị trí bướm ga Tốc độ (vòng/phút) 800 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 Điện áp (V) 0.5 10 17 18 23 27 31 31 32 1.0 10 17 18 23 27 31 31 32 1.5 10 17 18 23 27 31 31 32 2.0 10 17 18 23 27 31 31 32 2.5 10 17 18 23 27 31 31 32 3.0 10 17 18 23 27 31 31 32 3.5 10 17 18 23 27 31 31 32 18 4.0 4.5 5.0 1 3 10 10 10 17 17 17 18 18 18 23 23 23 27 27 27 31 31 31 31 31 31 32 32 32 Góc đánh lửa sớm có tín hiệu G, Ne cảm biến vị trí bướm ga  Thử kết hợp với tín hiệu cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát Dựa vào bảng 2.1, ta tiến hành xác định góc đánh lửa sớm mức điện áp tƣơng ứng với nhiệt độ nƣớc làm mát tăng dần từ 20oC đến 100oC nhƣ sau: Tốc độ (vòng/phút) Điện áp (V) 2.4 1.5 0.9 0.5 0.3 800 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5 5 8 8 14 14 14 14 11 16 16 16 16 13 18 18 18 18 16 23 23 23 23 20 27 27 27 27 23 31 31 31 31 29 31 31 31 31 29 32 32 32 32 29 Góc đánh lửa sớm có tín hiệu G, Ne cảm biến nhiệt độ nước làm mát Qua số liệu góc đánh lửa sớm thu đƣợc băng thử delco cho thấy ảnh hƣởng cảm biến vị trí bƣớm ga đến góc đánh lửa sớm khơng đáng kể nên nhóm thực bỏ qua, khơng lắp cảm biến vị trí bƣớm ga mà lắp cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát vào hệ thống đánh lửa trực tiếp cho động xe Jeep 3.4- Xác định vị trí tiến hành lắp đặt hệ thống đánh lửa trực tiếp xe Jeep: 3.4.1- Vị trí lắp đặt tạo tín hiệu G, Ne: Bộ tạo tín hiệu G, Ne đƣợc lắp đặt vị trí cũ chia điện - 19 Dễ lắp đ Khơng ả Vị trí lắp tạo tín hiệu G, Ne 3.4.2-Vị trí lắp đặt bobine: Bobine đƣợc lắp đặt trực tiếp đến bougie khơng phải qua dây cao áp Do hệ thống có kết cấu nhỏ gọn đơn giản Vị trí lắp đặt bobine 20 3.4.3-Vị trí lắp đặt Igniter: Igniter đƣợc lắp chặt vào xe tản nhiệt giúp tăng độ bền Igniter Vị trí lắp đặt Igniter 3.4.4-Vị trí lắp đặt ECU: ECU đƣợc bố trí vị trí an tồn bên cabin, tránh đƣợc ảnh hƣởng nhiệt độ động nƣớc, bụi bẩn,… Vị trí lắp đặt ECU 21 3.4.5-Vị trí lắp đặt cảm biến nhiệt độ nƣớc: Cảm biến đƣợc lắp đặt vào thân động tiếp xúc với nƣớc làm mát Vị trí lắp đặt cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát 3.5- Qui trình cân lửa vận hành động cơ: 3.5.1- Cân lửa: - Quay động đến máy đến ĐCT (ở thời điểm cuối nén đầu nổ ) - Quay ngƣợc động góc đánh lửa sớm 100 trƣớc ĐCT - Lắp tạo tín hiệu G, Ne vào trục dẫn động - Quay tạo tín hiệu G, Ne đến vị trí máy đánh lửa - Siết đai ốc giữ tạo tín hiệu G, Ne - Tiến hành dây điện cho tồn hệ thống - Nối ống dẫn xăng 3.5.2- Vận hành:  Những điều lƣu ý trƣớc vận hành: - Phải kiểm tra lại tồn hệ thống dây điện, phải đảm bảo dây - Lắp bình accu vào phải đảm bảo cực, trình tự tháo lắp - Kiểm tra nƣớc làm mát động cơ, kiểm tra dầu bơi trơn, phải đảm bảo đủ - Tay số phải vị trí số - Khơng có thiết bị, dụng cụ gác động  Vận hành máy: - Bậc cơng tắc máy vị trí ON Kiểm tra điện áp chân theo bảng điện áp tiêu chuẩn - Khi điện áp đảm bảo đúng, khởi động động - Khi máy nổ tiến hành đo điện áp chân theo bảng tiêu chuẩn - Điều chỉnh gió, xoay vỏ delco điều chỉnh lửa cho hợp lý nhất, động nổ êm 22 3.6-Kết chuyển đổi: Việc thiết kế lắp đặt hệ thống đánh lửa trực tiếp cho xe Jeep đem lại kết nhƣ sau: - Điện thứ cấp cao, tia lửa mạnh nên cho phép điều chỉnh khe hở điện cực bugie lớn - Động dễ khởi động - Tăng tốc tốt - Suất tiêu hao nhiên liệu giảm đáng kể so với lắp đặt hệ thống đánh lửa thƣờng (Theo đánh giá Thầy trung tâm Dạy lái xe trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP.HCM) - Nồng độ chất độc hại có khí xả giảm, đảm bảo tiêu chuẩn khí xả (Theo kết đánh giá, kiểm định Trạm đăng kiểm xe giới) 23 Phầ n 3: KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ I Kết luận: Qua sở lý thuyết, q trình thực đề tài kết đề tài, ngƣời thực nhận thấy việc chuyển đổi lắp đặt hệ thống đánh lửa trực tiếp thay cho hệ thống đánh lửa thƣờng hồn tồn thực đƣợc, động hoạt động tốt, giảm đƣợc tiêu hao nhiên liệu, giảm đƣợc nồng độ chất độc hại khí xả, việc chuyển đổi khơng q phức tạp, chi phí khơng cao Nhƣ giả thuyết nghiên cứu đề tài hồn tồn đúng, kết đề tài phù hợp với giả thuyết đặt II Đề nghi:̣ Trong tƣơng lai gần, hy vọng đề tài khơng giới hạn việc nghiên cứu xe Jeep, mà đƣợc nghiên cứu chuyển đổi rộng rãi tất loại xe đời cũ sử dụng hệ thống đánh lử thƣờng Tác giả hy vọng ngày khơng xa nẻo đƣờng, tơ đời cũ đƣợc điện tử hố hệ thống đánh lửa, góp phần việc giảm thiể u nhiễm mơi trƣờng 24 MỤC LỤC Trang Tóm tắt đề tài Phầ n 1: ĐẶT VẤN ĐỀ I ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU II TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƢỚC III NHỮNG VẤN ĐỀ CỊN TỒN TẠI Phần 2: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I MỤC TIÊU NGHIÊN CƢ́U CỦA ĐỀ TÀI II PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU III NỘI DUNG 3.1- Lý thuyết đánh lửa thƣờng 3.2- Lý thuyết đánh lửa theo chƣơng trình 3.3- Nghiên cứu hệ thống đánh lửa trực tiếp lắp đặt cho động xe Jeep 3.4- Xác định vị trí tiến hành lắp đặt 3.5- Quy trình cân lửa vận hành động 3.6 Kết chuyển đổi Phầ n 3: KẾT LUẬN I Kết luận II Đề nghi ̣ 2 3 3 19 22 22 24 24 24 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) PGS-TS Đỗ Văn Dũng, Hệ thống điện điện tử ơtơ đại, nhà xuất Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh-2004 2) Nguyễn Văn Thình, Thực hành điện ơtơ, Trƣờng Đại hócƣ phạm Kỹ thuật TP.HCM 3) Th.s Nguyễn Tấn Quốc, Ngun lý động đốt trong, Trƣờng đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP.HCM – 2002 4) Tài liệu đào tạo Toyota hệ thống phun xăng điện tử EFI, TCCS 5) Tài liệu kỹ thuật xe Jeep 6) Trang bị điện tơ máy kéo - Đinh Ngọc Ân, Nhà xuất Giáo Dục (1993) 7) Trang bị điện tơ dại – Phạm Hữu Nam, Nhà xuất Giao Thơng Vận Tải (2002) 8) Mitchell Repair 9) Một số trang web sử dụng:  http://www.google.com  http://www.wikipedia.com  http://www.autoshop101.com  http://electronic.adbent.ro 26 S K L 0 [...]... dƣơng tia lửa sẽ xuất hiện ở số 1 hoặc là số 4 Diode D5 và D6 dùng để ngăn chặn ảnh hƣởng về tác động cảm ứng từ giữa 2 cuộn sơ cấp (lúc T1 hoặc T2 đóng) nhƣng chúng làm tăng công suất tiêu hao trên igniter Nhƣợc điểm của hệ thống đánh lửa trực tiếp loại 2 và 3 là hiệu điện thế đánh lửa chênh nhau khoảng (1,5-2)KV 3.3- Nghiên cứu hệ thống đánh lửa trực tiếp đƣợc chuyển đổi cho động cơ xe Jeep: 3.3.1•... HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC III NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI 1 2 Phần 2: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I MỤC TIÊU NGHIÊN CƢ́U CỦA ĐỀ TÀI II PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU III NỘI DUNG 3.1- Lý thuyết đánh lửa thƣờng 3.2- Lý thuyết đánh lửa theo chƣơng trình 3.3- Nghiên cứu hệ thống đánh lửa trực tiếp lắp đặt cho động cơ xe Jeep 3.4- Xác định vị trí và tiến hành lắp đặt 3.5- Quy trình cân lửa và vận hành động cơ 3.6... động động cơ - Khi máy nổ tiến hành đo điện áp của các chân theo bảng tiêu chuẩn - Điều chỉnh gió, xoay vỏ delco điều chỉnh lửa sao cho hợp lý nhất, động cơ nổ êm và đều nhất 22 3.6-Kết quả chuyển đổi: Việc thiết kế lắp đặt hệ thống đánh lửa trực tiếp cho xe Jeep đã đem lại kết quả nhƣ sau: - Điện thế thứ cấp cao, tia lửa mạnh nên cho phép điều chỉnh khe hở điện cực bugie lớn - Động cơ dễ khởi động. .. hiệu tốc độ xe Vì vậy góc đánh lửa sớm thực tế đƣợc tính bằng góc đánh lửa sớm ban đầu cộng với góc đánh lửa sớm cơ bản và góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh để đạt đƣợc góc đánh lửa sớm lý tƣởng theo từng chế độ hoạt động của động cơ Xung điều khiển đánh lửa IGT Sau khi xác định đƣợc góc đánh lửa sớm, bộ xử lý trung tâm (CPU – Central Processing Unit) sẽ đƣa ra xung điện áp để điều khiển đánh lửa (IGT) mô... và kết quả của đề tài, ngƣời thực hiện nhận thấy việc chuyển đổi lắp đặt hệ thống đánh lửa trực tiếp thay cho hệ thống đánh lửa thƣờng là hoàn toàn thực hiện đƣợc, động cơ hoạt động tốt, giảm đƣợc tiêu hao nhiên liệu, giảm đƣợc nồng độ chất độc hại trong khí xả, việc chuyển đổi không quá phức tạp, chi phí không cao lắm Nhƣ vậy giả thuyết nghiên cứu của đề tài là hoàn toàn đúng, kết quả của đề tài phù... góc đánh lửa sớm cơ bản θhc - góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh θbđ θcb θhc Hình 2.10: Góc đánh lửa sớm thực tế Góc đánh lửa sớm ban đầu (θbđ) phụ thuộc vào vị trí của delco hoặc cảm biến vị trí cốt máy (tín hiệu G) Thông thƣờng, trên các loại xe góc đánh lửa sớm ban đầu 14 đƣợc hiệu chỉnh từ 5o đến 15o trƣớc tử điểm thƣợng ở tốc độ cầm chừng Đối với hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm... 32 32 32 29 Góc đánh lửa sớm khi có tín hiệu G, Ne và cảm biến nhiệt độ nước làm mát Qua các số liệu góc đánh lửa sớm thu đƣợc trên băng thử delco cho thấy sự ảnh hƣởng của cảm biến vị trí bƣớm ga đến góc đánh lửa sớm là không đáng kể nên nhóm thực hiện đã bỏ qua, không lắp cảm biến vị trí bƣớm ga mà chỉ lắp cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát vào hệ thống đánh lửa trực tiếp cho động cơ xe Jeep 3.4- Xác định... hạn tốc độ động cơ bằng cách giảm góc đánh lửa cùng với việc cắt nhiên liệu • Giảm góc đánh lửa trong khi tăng tốc để tránh kích nổ • Chế độ điều khiển chống kích nổ kín (hồi tiếp) • Năng lƣợng đánh lửa cũng bị ảnh hƣởng bởi điện áp accu Ub Góc đánh lửa sớm thực tế khi động cơ hoạt động đƣợc xác định bằng công thức sau: θ = θbđ + θcb + θhc Trong đó: θ - góc đánh lửa sớm thực tế θbđ - góc đánh lửa sớm... chuyển xung IGT trong CPU về phía trƣớc của tử điểm thƣợng khi có sự hiệu chỉnh về góc đánh lửa sớm cơ bản (θcb ) và góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh (θhc) Ngoài ra, xung IGT có thể đƣợc xén trƣớc gởi qua Igniter Giá trị góc đánh lửa sớm cố định ban đầu của động cơ xe Jeep là 10o  SƠ ĐỒ CỰC MẮC DÂY VÀ MẠCH ĐIỆN HỆ THỐNG Sơ đồ chân ECU 15 Sơ đồ mạch điện của hệ thống Chú thích cực mắc dây mạch điện hệ thống. .. ở việc nghiên cứu trên xe Jeep, mà còn đƣợc nghiên cứu chuyển đổi rộng rãi trên tất cả các loại xe đời cũ sử dụng hệ thống đánh lử thƣờng Tác giả hy vọng một ngày không xa trên mọi nẻo đƣờng, những chiếc ô tô đời cũ đều đã đƣợc điện tử hoá về hệ thống đánh lửa, góp phần nào trong việc giảm thiể u sự ô nhiễm môi trƣờng 24 MỤC LỤC Trang Tóm tắt đề tài Phầ n 1: ĐẶT VẤN ĐỀ I ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU II