Điều khiển góc đánh lửa sớm

Trong động cơ xăng, hỗn hợp hòa khí được đánh lửa để đốt cháy (nổ), và áp lực sinh ra từ sự bốc cháy sẽ đẩy píttông xuống.Năng lượng nhiệt được biến thành động lực có hiệu quả cao nhất khi áp lực nổ cực đại được phát sinh vào thời điểm trục khuỷu ở vị trí 100 sau Điểm Chết Trên (ATDC) . Động cơ không tạo ra áp lực nổ cực đại vào thời điểm đánh lửa; nó phát ra áp suất cực đại chậm một chút, sau khi đánh lửa. Vì vậy, phải đánh lửa sớm,...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển góc đánh lửa sớm Điều khiển góc đánh lửa sớmTrong động cơ xăng, hỗn hợp hòa khí được đánh lửa để đốt cháy (nổ), và áp lựcsinh ra từ sự bốc cháy sẽ đẩy píttông xuống.Năng lượng nhiệt được biến thành động lực có hiệu quả cao nhất khi áp lực nổ cựcđại được phát sinh vào thời điểm trục khuỷu ở vị trí 100 sau Điểm Chết Trên(ATDC) . Động cơ không tạo ra áp lực nổ cực đại vào thời điểm đánh lửa; nó phátra áp suất cực đại chậm một chút, sau khi đánh lửa. Vì vậy, phải đánh lửa sớm, saocho áp suất cực đại được tạo ra vào thời điểm 100 ATDC. Thời điểm đánh lửa đểđộng cơ có thể sản ra áp suất cực đại phải thường xuyên thay đổi, tuỳ thuộc vàođiều kiện làm việc của động cơ. Vì thế, hệ thống đánh lửa phải có khả năng thayđổi góc đánh lửa sớm để động cơ tạo ra áp lực nổ một cách có hiệu quả nhất, phùhợp với điều kiện làm việc của động cơ.Hình 1. Góc đánh lửa sớm Hình 2. Quá trình cháy1 Các giai đoạn cháy của hòa khí- Giai đoạn cháy trễSự bốc cháy (nổ) của hỗn hợp hòa khí không phải xuất hiện ngay sau khi đánh lửa.Thoạt đầu, một khu vực nhỏ (hạt nhân) ở sát ngay tia lửa bắt đầu cháy, và quátrình bắt cháy này lan ra khu vực xung quanh. Quãng thời gian từ khi hỗn hợp hòakhí được đánh lửa cho đến khi nó bốc cháy được gọi là giai đoạn cháy trễ (khoảngA đến B trong sơ đồ). Giai đoạn cháy trễ đo gần như không thay đổi, và nó khôngbị ảnh hư*ởng của điều kiện làm việc động cơ.- Giai đoạn lan truyền ngọn lửaSau khi hạt nhân ngọn lửa hình thành, ngọn lửa nhanh chóng lan truyền ra xungquanh. Tốc độ lan truyền này được gọi là tốc độ lan truyền ngọn lửa, và thời kỳnày được gọi là thời kỳ lan truyền ngọn lửa (B~C~D trong sơ đồ) Khi có mộtlượng lớn hòa khí được nạp vào, hỗn hợp hòa khí trở nên có mật độ cao hơn. Vìthế, khoảng cách giữa các hạt trong hỗn hợp hòa khí giảm xuống, nhờ thế, tốc độlan truyền ngọn lửa tăng lên. Ngoài ra, luồng hỗn hợp hòa khí xoáy lốc càng mạnhthì tốc độ lan truyền ngọn lửa càng cao. Khi tốc độ lan truyền ngọn lửa cao, cầnphải định thời đánh lửa sớm. Do đó cần phải điều khiển thời điểm đánh lửa theođiều kiện làm việc của động cơ.2 Điều khiển thời điểm đánh lửaHệ thống đánh lửa điều khiển thời điểm đánh lửa theo tốc độ và tải trọng của độngcơ sao cho áp lực nổ cực đại xuất hiện ở 100 ATDC.Trước đây, các hệ thống đánh lửa sử dụng bộ đánh lửa sớm li tâm và bộ đánh lửasớm chân không để điều khiển đánh lửa sớm hoặc muộn. Tuy nhiên, ngày nay hầuhết các động cơ đều sử dụng hệ thống ESA.- Điều khiển theo tốc độ động cơĐộng cơ được coi là phát công suất hiệu quả nhất khi áp suất cực đại xuất hiện ở100 ATDC, khi đó thời điểm đánh lửa tối *ưu là 100 BTDC, với tốc độ 1000 v/ph.Giả sử tốc độ động cơ tăng lên đến 2000 v/ph, giai đoạn cháy trễ vẫn gần như*không đổi với mọi tốc độ động cơ. Vì thế góc quay của trục khuỷu sẽ tăng lên sovới khi động cơ chạy với tốc độ 1000 v/ph. Nếu vẫn sử dụn g thời điểm đánh lửanh*ư trong mục cũ cho tốc độ 2000 v/ph thì thời điểm mà động cơ sản ra áp lực nổcực đại sẽ bị trễ hơn 100 ATDC.Vì vậy, để sản ra áp lực nổ cực đại tại 100 ATDC khi động cơ đang chạy 2000v/ph thì thời điểm đánh lửa phải sớm hơn để bù cho góc quay của trục khuỷu đã bịtrễ. Quá trình định thời điểm đánh lửa này được gọi là đánh lửa sớm.Hình 3. Điều khiển góc đánh lửa sớm- Điều khiển theo tải trọng của động cơKhi động cơ mang tải thấp thì áp lực nổ cực đại được coi là xuất hiện 100 ATDC ,khi thời điểm đánh lửa tối *ưu được đặt sớm 200 BTDC.Khi tải trọng của động cơ tăng, mật độ hòa khí cũng tăng và giai đoạn lan truyềnngọn lửa giảm xuống. Vì thế, nếu cứ sử dụng thời điểm đánh lửa như* cũ thì thờiđiểm mà động cơ sản ra áp suất cực đại sẽ bị sớm hơn 100 ATDC.Để sản ra áp lực nổ cực đại tại thời điểm 100 ATDC khi động cơ mang tải nặng thìthời điểm đánh lửa phải muộn hơn để bù cho góc quay của trục khuỷu đã bị sớm.Ngược lại, khi tải trọng của động cơ thấp thì thời điểm đánh lửa phải sớm hơn.- Điều khiển kích nổKích nổ trong động cơ do sự tự bốc cháy gây ra, khi hỗn hợp hòa khí tự bắt lửatrong buồng đốt. Động cơ trở nên dễ bị kích nổ khi thời điểm đánh lửa sớm. Hiệntượng tiếng gõ mạnh có ảnh hưởng xấu đến hiệu suất của động cơ như *tăng tiêuhao nhiên liệu, giảm công suất phát. Các hệ thống đánh lửa gần đây có điều khiểnlàm giảm góc đánh lửa sớm khi kích nổ, khi cảm biến phát hiện có kích nổ thì điềukhiển cho thời điểm đánh lửa muộn, còn khi không phát hiện ra kích nổ nữa thìđiều khiển cho thời điểm đánh lửa sớm hơn. Bằng cách ngăn ngừa kích nổ nhưvậy, hệ thống này giúp tăng tiết kiệm nhiên liệu và tăng công suất phát. ...