1.1.1. Nhiệm vụ

Hệ thống đánh lửa tạo ra tia lửa diện cao áp tại bugi để đốt cháy hỗn hợp khí trong xi-lanh động cơ xăng vào đúng thời điểm, phù hợp với chế độ làm việc của động cơ.

1.1.2. Phân loại

Hệ thống đánh lửa thường được phân loại như sau:

+ Hệ thống đánh lửa thường.

+ Hệ thống đánh lửa điện từ.

1.1.3. Hệ thống đánh lửa thường

a) Cấu tạo

– Hệ thống đánh lửa thường (hình 22.1) bao gồm: ắc quy, biến áp đánh lửa, bộ phận tạo xung (cam (7), tiếp điểm KK’, lò xo (8), tụ C, bộ chia điện (5), mạch sơ cấp, mạch cao áp và bugi.

Hình 22.1. Hệ thống đánh lửa thường

1. Ác quy; 2. Khoá điện; 3. Khoá hỗ trợ khởi động; 4. Biển áp đánh lửa; 5. Bộ chia điện; 6. Bugi; 7. Cam; 8.Lò xo; 9. Bộ phận tạo xung

b) Nguyên lí làm việc

– Hệ thống đánh lửa tạo dòng điện biến thiên nhanh ở cuộn sơ cấp W1 của biến áp đánh lửa.

– Cuộn thứ cấp W2 sinh ra suất điện động cam ứng với điện áp cao đưa đến đầu bugi để thực hiện đánh lửa.

– Quá trình đánh lửa diễn ra như sau:

+ Khi khoá điện (2) đóng, tiếp điểm KK’ đang đóng, dòng điện từ cực dương của ắc quy qua điện trở R1 đen cuộn sơ cấp W1 của biến áp đánh lửa (4) đến cặp tiếp điểm KK’, sau đó về cực âm của ắc quy.

+ Khi cam (7) quay đến vị trí tách cặp tiếp điểm KK’, dòng điện trong mạch sơ cấp giảm nhanh về 0, từ đó tạo ra điện áp cao đưa đến bộ chia điện (5) và đưa đến bugi (6) để thực hiện đánh lửa theo thứ tự làm việc của các xylanh.

+ Tụ điện được lắp song song với cặp tiếp điểm KK’ để dập tắt tia lửa điện sinh ra.

+ Khoá hỗ trợ khởi động (3) nối tiếp với điện trở R1 để đảm bảo dòng sơ cấp không bị giảm khi khởi động động cơ.

1.1.4. Hệ thống đánh lửa điện tử

a) Cấu tạo

– Hệ thống đánh lửa điện từ có nhiều loại khác nhau.

– Hình 21.2 trình bày sơ đồ của hệ thống đánh lửa điện tử phổ biến hiện nay.

– Hệ thống đánh lửa này bao gồm ắc quy, biến áp đánh lửa, vi mạch tích hợp đánh lửa IC, bộ điều khiển trung tâm ECU và bugi.

Hình 22.2. Hệ thống đánh lửa điện tử

1. Ắc quy; 2. Khóa diện; 3. Biển áp đánh lửa; 4. IC đánh lửa; 5. Transitor; 6. Bộ điều khiển trung tâm ECU; 7. Tín hiệu tử cảm biến; 8. Bugi

b) Nguyên lí làm việc

– Khi khoá điện (2) đóng, transistor (5) của vi mạch đánh lửa 1C bị mở.

– Dòng điện sơ cấp chạy từ cực dương ắc quy đến cuộn W1 của biến áp đánh lửa (3), sau đó đến transistor (5) của vi mạch đánh lửa IC và về cực âm ắc quy.

– ECU (6) nhận tín hiệu từ các cảm biến (7) và điều khiển đánh lửa bằng cách làm transistor (5) của vi mạch IC bị khóa.

– Khi đó, dòng điện sơ cấp giảm đột ngột về 0, từ thông trong cuộn W1 biến thiên nhanh, cảm ứng sang cuộn W, tạo ra điện áp cao đưa đến bugi để thực hiện đánh lửa.

– Hệ thống đánh lửa điện tử có ưu điểm là điện áp đánh lửa cao và ổn định, dễ dàng điều khiển thời điểm đánh lửa phù hợp với chế độ làm việc của động cơ.

– Hệ thống này được sử dụng phổ biến trên các động cơ ô tô hiện đại.

1.2.1. Nhiệm vụ

– Hệ thống khởi động có nhiệm vụ dẫn động trục khuỷu động cơ quay đến vòng quay nhất định để động cơ có thể tự làm việc.

– Tốc độ ban đầu của trục khuỷu để khởi động động cơ là 40-60 vòng/phút đối với động cơ xăng và 100-120 vòng/phút đối với động cơ Diesel.

1.2.2. Phân loại

– Hệ thống khơi động chia ra các loại như sau:

+ Khởi động bằng sức người: dùng đạp chân, giật dây quấn hoặc quay tay. Thường được sử dụng cho các động cơ nhỏ như xe máy, máy phát điện, xuồng máy, …

+ Khởi động bằng động cơ điện: sử dụng động cơ điện để đánh quay trục khuỷu. Thường được sử dụng cho các động cơ ô tô, xe máy, …

+ Khởi động bằng động cơ xăng phụ: sử dụng động cơ xăng nhỏ để khởi động động cơ chính. Thường được sử dụng cho động cơ Diesel của máy kéo, máy ủi, máy xúc, …

+ Khởi động bằng khí nén: đưa khí nén vào xylanh để quay trục khuỷu. Thường được sử dụng cho động cơ Diesel của tàu thủy, máy phát điện cỡ lớn, …

1.2.3. Hệ thống khởi động bằng động cơ điện

– Hệ thống khởi động bằng động cơ điện có nhiều ưu điểm như khởi động nhanh, chắc chắn, kích thước nhỏ gọn nên được sử dụng phổ biến ở động cơ ô tô, xe máy.

a) Cấu tạo

– Hệ thống khởi động bằng động cơ điện có cấu tạo chung như hình 22.3.

– Cấu tạo chính của hệ thống bao gồm: nguồn điện, relay, động cơ khởi động, càng gạt, cặp bánh răng và vành răng khởi động.

Hình 22.3. Sơ đồ cấu tạo hệ thống khởi động bằng động cơ điện

1. Ắc quy; 2 Khóa điện; 3. Rơ le gài khớp; 4. Lõi thép; 5. Cuộn dây của rơ le; 6. Lò xo; 7. Đĩa tiếp điểm; 8. Động cơ khởi động; 9. Cảng gạt; 10. Bánh răng khởi động; 11. Trục rôto động cơ khởi động; 12. Vành răng bánh đà

b) Nguyên lí

– Giai đoạn chuấn bị khởi động:

+ Ban đầu, đĩa tiếp điểm (7) chưa đóng tiếp điểm K, bánh răng khởi động (10) chưa khớp với vành răng bánh đà.

+ Khi khoá điện (2) được đóng, dòng điện từ (+) ắc quy sẽ cấp cho cuộn dây (5) của relay gài khớp (3) sinh ra lực từ hút lõi thép (4) chuyển động sang trái.

+ Một đầu lõi thép gắn với đĩa tiếp điểm (7) đóng tiếp điểm K và cấp điện cho động cơ khởi động (8). Một đầu lõi thép gắn với càng gạt (9) dẫn trục bánh răng khởi động (10) sang phải để khớp với vành răng bánh đà (12).

– Giai đoạn khởi động: Khi tiếp điểm K đóng, động cơ khởi động (8) được cấp điện, rôto động cơ khởi động (11) quay thông qua truyền động bằng bánh răng khởi động (10) và vành răng bánh đà (12) để khởi động động cơ đốt trong.

– Giai đoạn kết thúc: 

+ Khi động cơ đốt trong hoạt động xong, ngắt khoá điện (2), lực lò xo (6) đẩy lõi thép (4) về vị trí ban đầu. 

+ Đĩa tiếp điểm tách tiếp điểm K, động cơ khởi động (8) không còn được cấp điện, càng gạt (9) tách bánh răng khởi động (10) khỏi vành răng bánh đà (12).