Như bạn đã biết hệ thống đánh lửa là một trong những hệ thống quan trọng trên ô tô, nó có nhiệm vụ đốt cháy nhiên liệu nhằm tạo năng lượng để “trái tim” của chiếc xe hoạt động. Vậy để trái tim đó hoạt động với công suất lớn nhất và tiết kiệm nhiên liệu thì hệ thống đánh lửa phải đốt cháy nhiên liệu đúng thời điểm.
Mục đích của việc đánh lửa sớm:
- Tăng công suất động cơ
- Tiết kiệm nhiên liệu
Vậy tại sao lại có những mục đích đó:
Khi piston di chuyển đến điểm chết trên (DCT) thì nhiên liệu sẽ được đốt cháy và tạo ra năng lượng đẩy piston đi xuống. Năng lượng lớn nhất có thể đạt được là khi tất cả nhiên liệu cùng cháy hết.
Tiết kiệm nhiên liệu: Khi bugi đánh lửa nhiệt lượng sẽ tỏa ra từ bugi cho đến phần nhiên liệu phía dưới mà tốc độ lan truyền của ngọn lửa là không đổi vì vậy chúng ta phải đánh lửa sớm hơn để nhiên liệu có thể cháy hết từ đó tận dụng tối đa năng lượng của nhiên liệu đủ thời gian để tia lửa lan tỏa khắp. Và nếu không đánh lửa sớm, thì sẽ cần phải đốt cháy nhiều nhiên liệu hơn để có mức năng lượng như vậy.
Góc đánh lửa sớm, người ta dùng góc đánh lửa sớm làm căn cứ để đo thời điểm đánh lửa. Góc đánh lửa θ (độ, góc quay trục khuỷu) được tính từ thời điểm bắt đầu bật tia lửa điện cho tới DCT, nó ảnh hưởng rất lớn đến tính kịp thời của quá trình cháy. Giá trị tốt nhất của θ phụ thuộc vào tính chất nhiên liệu, tốc độ và phụ tải của động cơ. Ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm θ tới tính kịp thời của quá trình cháy được thể hiện như hình.
Nếu quá sớm thì sao?
Đồ thị công d, được xác định khi θ = 39°, do bật tia lửa điện sớm quá nên phần hòa khí bốc cháy ở trước DCT, không những làm áp suất trong xy lanh tăng lên quá sớm, mà còn làm tăng áp suất lớn nhất khi cháy, vì vậy đã làm tăng phần công tiêu hao cho quá trình nén và làm giảm diện tích đồ thị công. Đồng thời do đánh lửa quá sớm làm cho nhiệt độ của số hòa khí ở khu vực cuối của hành trình màng lửa tăng cao, qua đó làm tăng khuynh hướng kích nổ của hòa khí.
Trong thời gian sử dụng động cơ, nếu xảy ra kích nổ có thể điều chỉnh góc đánh lửa muộn một chút để loại trừ kích nổ.
Nếu chờ tới khi tới DCT mới đánh lửa thì sao?
Đồ thị công a được xác định khi góc θ = 0°, do đánh lửa quá muộn nên quá trình cháy của hòa khí kéo dài sang kỳ giãn nở. Áp suất và nhiệt độ cao nhất khi cháy đều giảm nên đã làm giảm diện tích đồ thị công và làm giảm công suất động cơ. Đồng thời do kéo dài thời gian cháy, đã làm tăng tổn thất nhiệt truyền qua thành xy lanh, tăng nhiệt độ khí xả và nhiệt lượng khí xả đem theo, do đó làm giảm hiệu suất động cơ.
Góc đánh lửa sớm phù hợp mang lại ưu điểm
Đồ thị c được xác định khi θ = 26°, đó là góc đánh lửa sớm hợp lý, áp suất và nhiệt độ cháy cao nhất xuất hiện sau DCT khoản 10÷15°, quá trình cháy tương đối kịp thời nhiệt lượng được lợi dụng tốt nên diện tích đồ thị công lớn nhất, công suất và hiệu suất động cơ cao nhất. lúc ấy tốc độ tăng áp suất cũng như tăng áp suất cực đại khi cháy đều không quá lớn. Góc đánh lửa tương ứng với công suất và hiệu suất cao nhất được gọi là góc đánh lửa tối ưu.
Trở lại vấn đề, tại thời điểm áp suất đường ống nạp thấp, lượng khí nạp vào động cơ nhiều, nhiên liệu phun vào động cơ nhiều… Sang quá trình Cháy – Giãn -Nở, hỗn hợp môi chất xăng + không khí nhiều khiến quá trình cháy sẽ phải lâu hơn đồng nghĩa làm cho giai đoạn cháy trễ tăng lên. Đồ thị sẽ có dạng như a hoặc b. Mà cháy trễ sẽ chỉ sinh nhiệt làm nóng động cơ chứ không còn khả năng sinh công. Do đó cần thiết phải tăng góc đánh lửa sớm.
