Luận án Nghiên cứu, tính toán, chế tạo hệ thống đánh lửa hỗn hợp điện dung - điện cảm sử dụng bo-bin đơn

ch lũy năng 
lượng sơ cấp 푡đ khác nhau. 
3.2.2 Đáp ứng dòng điện sơ cấp 풊 và điện áp sơ cấp 푽 thực nghiệm 
 V1 
 i1 (A) 
 V1 (V) 
 i1 
 t (ms) 
 to toff = tđ 
 n 
 Hình 3.5: Đáp ứng thực nghiệm của mạch đánh lửa hỗn hợp - dòng điện sơ cấp 푖1 
 và sức điện động tự cảm V1 
 51 
 Trước thời điểm tđ, mạch ở trạng thái nghỉ nên 푖1 = 0 (Hình 3.5). Từ thời điểm 
푡표푛, transistor công suất T dẫn điện, 푖1 tăng dần theo hàm mũ từ 0 đến giá trị 7,52 A 
(thời điểm transistor T ngắt 푡표 = 푡đ). Khoảng thời gian 푡표푛 − 푡표 tương đương với 
khoảng thời gian tích lũy năng lượng từ trường trong cuộn sơ cấp tđ = 5ms, sức điện 
động tự cảm 1 (cũng là điện áp trên tụ C) bằng với điện áp bão hòa .푠 푡 của 
transistor T nên có giá trị gần bằng 0. Từ thời điểm 푡đ, transistor ở trạng thái off 
(đóng) nên 푖1 giảm đột ngột, sinh ra điện áp tự cảm lớn. Điện áp 1 vì thế tăng vọt từ 
gần bằng 0 tiến đến giá trị đỉnh khoảng 157,2 V. Trong lúc 1 tăng trưởng, tụ C1 được 
nạp điện và một phần năng lượng từ trường trong cuộn sơ cấp được chuyển thành 
năng lượng điện trường tích lũy trong tụ C1. Tương ứng với giá trị V1, điện áp trên 
cuộn thứ cấp của bobin đạt đến giá trị V2= Vđl (điện áp đánh lửa). Khi tia lửa xuất 
hiện giữa hai điện cực của bugi kéo theo sự biến đổi năng lượng điện thành nhiệt 
năng bức xạ bởi hồ quang điện, tổn hao từ thông trên bobin và tổn thất nhiệt trên các 
điện trở có mặt trong mạch thứ cấp. Năng lượng đã tích lũy trong cuộn sơ cấp bị tiêu 
tán nhanh nên dòng điện sơ cấp 푖1 và sức điện động 1 tắt nhanh. 
3.2.3 Đáp ứng dòng điện sơ cấp 풊 và điện áp sơ cấp 푽 tính toán từ mô hình 
3.2.3.1 Đáp ứng tính toán từ mô hình 
 Sử dụng các thông số như trình bày ở Bảng 3.1, đáp ứng dòng điện sơ cấp 푖1 và 
điện áp sơ cấp 1 được tính toán từ mô hình (Hình 3.3 và 3.4) 
 (A)
 1
 I
 Thời gian (s) 
 Hình 3.6: Đáp ứng tính toán từ mô hình - 
 dòng điện sơ cấp 푖1 - công thức (3.9) 
 52 
 (V)
 1
 V
 Thời gian (s) 
 Hình 3.7: Đáp ứng tính toán từ mô hình - 
 sức điện động tự cảm 1- công thức (3.10) 
 So với các đáp ứng thực nghiệm (Hình 3.5), các đáp ứng tính toán từ mô hình 
thể hiện cùng tính chất mạch điện, cụ thể: dòng điện sơ cấp 푖1 tăng theo hàm mũ trong 
quá trình tích lũy năng lượng sơ cấp, và giảm nhanh khi transistor công suất bị ngắt. 
Do không xét đến quá trình biến đổi năng lượng điện và các tổn hao thứ cấp, 푖1 vì thế 
dao động lớn và tắt dần chậm. Với cùng lý do này, điện áp sơ cấp cực đại 1 trong 
tính toán đạt gần 240 V thay vì 157,2 V như thực nghiệm. Do mô hình tính toán điện 
áp sơ cấp 1 từ thời điểm ngắt dòng sơ cấp tđ = 5ms bằng cách đạo hàm trực tiếp dòng 
điện sơ cấp 푖1, điện áp xác lập vì thế có giá trị 0 V (thay vì 12,6 V) như thể hiện ở 
đáp ứng thực nghiệm. Tuy vậy, sự sai khác này không ảnh hưởng đến kết quả và các 
đặc trưng của hệ thống đánh lửa hỗn hợp mà mô hình đơn giản hóa biểu diễn được. 
3.2.3.2 Đáp ứng tính toán từ mô hình hiệu chỉnh 
 Hình 3.6 và 3.7 trình bày đáp ứng tính toán từ mô hình hiệu chỉnh (công thức 
(3.14) và (3.15) với 훼0 = 0,7 và 훽0 = 5). Việc xác định được bộ hệ số hiệu chỉnh 훼0 
và 훽0 phù hợp, để đáp ứng tính toán từ mô hình hiệu chỉnh có thể bám sát theo đáp 
ứng thực nghiệm như mô tả ở hình 3.5 đã xác thực tính hợp lệ của mô hình toán cho 
mạch đánh lửa hỗn hợp được xây dựng. 
 53 
 Các phương trình i1(t) và V1(t) sau hiệu chỉnh 
 5 푡 5 푡
 푖1(푡) = 0,7[ 푒 표푠( 푡) + 푒 푠푖푛( 푡)] (3.16) 
 5 푡 5 푡
 1(푡) = −0,7퐿1[(5 + )푒 표푠( 푡) + (5 − )푒 푠푖푛( 푡)] (3.17) 
 (A)
 1
 i
 Thời gian (s) 
 Hình 3.8: Đáp ứng tính toán dòng điện sơ cấp 푖1- công thức (3.16) 
 Thời gian (s) 
 Hình 3.9: Đáp ứng tính toán điện áp sơ cấp 1 - công thức (3.17) 
 54 
3.2.3.3 Đánh giá độ chính xác của mô hình đánh lửa hỗn hợp đã xây dựng 
 Sử dụng cùng bộ hệ số hiệu chỉnh 훼0 = 0,7 và 훽0 = 5, dòng điện sơ cấp bão 
hòa trước khi ngắt dòng sơ cấp 푖1 và điện áp sơ cấp cực đại sau khi ngắt dòng sơ 
cấp 1 xác định từ mô hình hiệu chỉnh có sai lệch không quá 7% so với giá trị thực 
nghiệm tương ứng với các thời gian tích lũy năng lượng sơ cấp 푡đ khác nhau (hình 
3.10 và 3.11). 
 (A)
 1m 
 i
 Thời gian tích lũy năng lượng tđ 
 (s) 
 Hình 3.10: So sánh cực đại cường độ dòng điện sơ cấp i1m theo lý thuyết và 
 thực nghiệm ở các thời gian tích lũy năng lượng sơ cấp 푡đ khác nhau. 
 (V)
 1m 
 V
 Thời gian tích lũy năng lượng tđ 
 (s) 
 Hình 3.11: So sánh cực đại sức điện động tự cảm V1m theo lý thuyết và thực 
 nghiệm ở các thời gian tích lũy năng lượng sơ cấp 푡đ khác nhau. 
 55 
3.3 Hàm truyền của hệ thống đánh lửa hỗn hợp 
 Như đã nêu ở giả thiết d (phần 3.1.2), đáp ứng thực tế của điện áp tụ khi xét đến 
ảnh hưởng của diode D, có thể được suy ra từ đáp ứng tính toán bởi mô hình được 
trình bày ở hình 3.4. Khi không có diode D, điện áp tụ tăng vọt đến giá trị V1m sau khi 
ngắt dòng sơ cấp và sau đó dao động tắt dần. Khi có diode D, khi điện áp tự cảm giảm 
nhỏ hơn điện áp tụ, diode D khóa dòng điện. Vì vậy, điện áp trên tụ bằng điện áp cực 
đại của V1 (V1m), (đường màu đỏ trên Hình 3.12). Năng lượng tích lũy trên tụ sẽ đạt 
 2
giá trị Wđd = 1 1 /2. 
 V1m 
 Thời gian (s) 
 Hình 3.12: Đáp ứng điện thế trên tụ C1 
Thời gian nạp tụ thực tế cũng chính là thời gian để V1(t) đạt cực trị (tV1m) 
 Giá trị tV1m được xác định bởi tính toán sau: 
 V1’(t) = 0, khi t= 푡 (− ), với 훽0=5 (3.18) 
 훽0 
 Hay tV1m = t= 푡 (− ) (3.19) 
 5 
 V1 sẽ đạt giá trị cực đại V1m khi t = tV1m (xem Phụ lục 2). 
 Do các giá trị của y và x trong biểu thức (3.19) chỉ phụ thuộc vào các hệ số tự 
cảm L1, tổng trở R của mạch đánh lửa điện cảm (công thức 3.6, 3.8); trong khi đó các 
hệ số a và z (công thức 3.17) phụ thuộc vào thời gian tích lũy năng lượng trên cuộn 
sơ cấp tđ. Vì vậy, V1m=V(t = tV1m ) có thể được biểu diễn tổng quát là một hàm số theo 
 56 
tđ (thời gian tích lũy năng lượng). V1m= f(tđ). Đây chính là hàm truyền của hệ thống 
thể hiện mối quan hệ giữa điện áp nạp tụ V1m với thời gian tích lũy năng lượng tđ. 
Quan hệ này được biểu diễn bởi Hình 3.13. 
 (V)
 1m
 V
 Thời gian tích lũy năng lượng tđ 
 (s) 
 Hình 3.13: Quan hệ điện áp nạp tụ V1m và thời gian tích lũy năng lượng tđ 
 Từ quan hệ này ta thấy khi tăng thời gian tích lũy năng lượng tđ, điện áp nạp tụ 
 2
sẽ tăng. Lúc này, năng lượng tích lũy trên tụ C1 sẽ tăng theo (Wđd = 1 1 /2). 
3.4 Khảo sát ảnh hưởng của các thông số trong hệ thống đến đặc tính hệ thống 
đánh lửa hỗn hợp 
3.4.1 Ảnh hưởng của tổng trở mạch sơ cấp R đến giá trị V1 (t), i1(t) 
 Sử dụng các phương trình i1(t) (3.16) và V1(t) (3.17) sau hiệu chỉnh để tiến hành 
mô phỏng. Các thông số thực hiện mô phỏng theo Bảng 3.1 
Ảnh hưởng của tổng trở mạch sơ cấp R đến cực đại của giá trị i1 
 (A)
 1m 1m 
 i
 Tổng trở R (Ω) 
 Hình 3.14: Ảnh hưởng của tổng trở R đến giá trị cực đại của i1 
 57 
 (V)
 1m
 V
 Tổng trở R (Ω) 
 Hình 3.15: Ảnh hưởng của tổng trở R đến giá trị cực đại của V1 
Khi giá trị tổng trở R tăng, năng lượng cung cấp cho hệ thống giảm xuống. Vì vậy, 
 푖1
các giá trị cực đại của i1 (t) giảm, giá trị V1(t)=L1 ; Vì vậy, khi giá trị i1 giảm xuống 
 푡
sẽ kéo theo giá trị V1(t) giảm. 
3.4.2 Ảnh hưởng của hệ số tự cảm L1 của cuộn sơ cấp đến đặc tính hệ thống 
Ảnh hưởng của hệ số tự cảm L1 của cuộn sơ cấp đến giá trị cực đại i1m 
 (H)
 )
 A
 (
 1m 
 i
 m 
 1
 I
 Hệ số tự cảm L (H) 
 Hình 3.16: Ảnh hưởng của hệ số tự cảm L1 đến giá trị cực đại của i1 
 58 
 Từ hình 3.16 ta thấy khi tăng hệ số tự cảm của của cuộn sơ cấp L1 sẽ làm giảm 
giá trị cực đại của dòng điện đi qua cuộn sơ cấp của bobin. Từ phương trình mô tả 
cường độ dòng điện đi qua cuộn sơ cấp của bobin iđ. 
 푅
 − 푡đ
 푖 = (1 − 푒 퐿1 ) 
 đ 푅
 Ta thấy, cường độ dòng điện đi qua cuộn sơ cấp của bobin phụ thuộc vào 
hàm mũ. Vì vậy, nếu giữ nguyên các thông số của hệ thống, khi tăng giá trị của 
hệ số tự cảm L1 sẽ làm giá trị cực đại của dòng điện sơ cấp i1 giảm, điều này sẽ 
làm giảm năng lượng điện cảm tích lũy trên cuộn sơ cấp của bobin. 
Ảnh hưởng của hệ số tự cảm L1 cuộn sơ cấp đến giá trị cực đại của V1 
 )
 V
 (
 (V)
 1m
 m
 1
 V
 V
 Hệ số tự cảm L (H) 
 Hình 3.17: Ảnh hưởng của hệ số tự cảm L1 đến giá trị cực đại của V1 
 Từ hình 3.17 cho thấy, khi hệ số tự cảm L1 tăng, giá trị cực đại của V1 sẽ lớn 
nhất tại L1= 6,52 mH, điều này có thể giải thích như sau: khi tăng gía trị của hệ số tự 
cảm, nhưng thời gian tích lũy năng lượng tđ không đổi, giá trị cường độ dòng điện iđ 
 푖đ
sẽ giảm. Tuy nhiên, giá trị V1 = - L1 nên giá trị V1m sẽ lớn nhất tại một gía trị nhất 
 푡
định của L1. 
 59 
Ảnh hưởng của hệ số tự cảm L đến tần số dao động của i1 và V1 
 Tần f số (Hz)
 Hệ số tự cảm L (H) 
 Hình 3.18: Ảnh hưởng của hệ số tự cảm L1 đến tần số dao động của V1 
 Từ kết quả mô phỏng trên hình 3.18 cho thấy, khi tăng giá trị của hệ số tự cảm 
trên cuộn sơ cấp L1, tần số dao động của V1 giảm. 
 Điều này phù hợp với mạch R-L-C mắc nối tiếp, tần số dao động của mạch có 
dạng [39] 
 1 1
 = (3.20) 
 √퐿 2 
 Vì vậy, nếu giữ nguyên giá trị dung lượng của tụ C1. Tần số dao động của V1 sẽ 
có xu hướng giảm, khi tăng giá trị của L1 
3.4.3 Ảnh hưởng của dung lượng tụ C1 đến đặc tính hệ thống 
3.4.3.1 Ảnh hưởng của điện dung C1 đến thời gian tích lũy năng lượng điện dung 
 Theo các công thức tính toán thời gian nạp cho tụ với điện áp nguồn không đổi 
 Với: - C : Điện dung của tụ điện 
 - Vnạp: Điện áp nạp cho tụ. 
 - VC :Điện áp trên tụ. 
 - R: Điện trở của mạch (1,5훺) 
 - τ = RC : Thời hằng nạp tụ. 
 Ứng với thời gian nạp tbh = 4τ, điện áp trên tụ VC đạt giá trị VC = 99%Vnạp. 
 60 
 Từ các lý luận trình bày trong phần 3.3, thời gian nạp thực tế của tụ C1 sẽ bằng 
thời t = tV1m = 푡 (− ) (Khi V1 sẽ đạt giá trị cực đại V1m). 
 5 
 Xây dựng mối quan hệ giữa thời gian tbh và tV1m khi dung lượng tụ C1 thay đổi, 
ta được đồ thị thể hiện trên Hình 3.19. 
 tV1m 
 tbh 
 Thời gian (s)
 Điện dung tụ C1 (F) 
 Hình 3.19: Quan hệ giữa thời nạp đầy tụ tbh và thời gian 
 nạp tụ thực tế tV1m khi giá trị dung lượng tụ C1 thay đổi 
 Từ đồ thị ta thấy, thời gian nạp tụ thực tế tV1m lớn hơn rất nhiều so với thời gian 
yêu cầu để tụ được nạp đầy tbh = 4τ, nên điện áp trên tụ sẽ đạt giá trị cực đại của sức 
điện động tự cảm (V1m). 
 Giá trị tV1m chỉ phụ thuộc vào các thông số y và x, (các thông số này chỉ phụ 
thuộc vào các giá trị R, L1, C1 trong mạch (công thức 3.6, 3.8), mà không phụ thuộc 
vào thời gian tích lũy năng lượng tđ. Vì vậy, khi thay đổi tốc độ động cơ (thời gian 
tích lũy năng lượng tđ thay đổi), thời gian nạp đầy tụ tbh và thời gian nạp tụ thực tế 
tV1m không đổi. 
 61 
3.4.3.2 Ảnh hưởng của điện dung tụ C1 đến điện áp sơ cấp cực đại V1m và điện 
áp thứ cấp cực đại V2m 
 (V)
 1 m 1
 V
 Dung lượng tụ C1 (F) 
 Hình 3.20: Quan hệ dung lượng tụ C1 và điện áp sơ cấp cực đại V1m 
Từ đồ thị cho thấy, khi tăng dung lượng của tụ C1 sẽ làm giảm giá trị cực đại của điện 
áp sơ cấp V1m. 
 (V)
 2m 
 V
 15 kV 
 Cmax = 1, 75µF 
 -6 
 X 10
 Dung lượng tụ C1 (F) 
 Hình 3.21: Quan hệ dung lượng tụ C1 và điện áp thứ cấp cực đại V2m 
 Giá trị điện thế thứ cấp cực đại V2m [1, 4, 32], đặc trưng cho khả năng hình thành 
tia lửa điện ban đầu phóng qua khe hở giữa hai điện cực của bugi để đốt cháy hòa 
khí. Giá trị V2m có thể tính toán dựa vào phương trình cân bằng năng lượng (2.12). 
 2푊 푡
 V2m = Kbb√ 2 . 휂 (kV) 
 1+ 퐾 . 2
 Với các thông số trong công thức trên như sau: 
 62 
 - Kbb = W2/W1: Hệ số biến áp bobin = 90, (80-100) [4] 
 2
 - Wdt = iđ /2 với iđ = cực đại cường độ dòng điện lúc transistor công suất 
 ngắt (A) 
 - 휂: Hệ số tính đến sự mất mát trong mạch = 0,75, (0,7- 0,8).[1,4] 
 - C1: Điện dung của tụ điện mắc song song với transistor công suất (1μF) 
 - C2: Điện dung ký sinh trên mạch thứ cấp = 90 pF, (60-120 pF) [4] 
 được tính bằng C2= C2W2+C2n 
 Trong đó: 
 - C2W2: Điện dung ký sinh của cuộn thứ cấp, giá trị này phụ thuộc vào kich 
 thước và các thông số của cuộn dây = 30 - 60 pF [4] 
 - C2n: Điện dung ký sinh của bugi = 30 - 60pF [4] 
 Từ đồ thị Hình 3.21 ta thấy khi tăng dung lượng tụ C1, giá trị của điện thế thứ 
cấp cực đại V2m có xu hướng giảm dần. 
 Đối với động cơ đánh lửa trực tiếp Vđl = 6 - 14kV[31], để có thể chọc thủng khe 
hở hòa khí và hình thành tia lửa điện trên bugi. Tuy nhiên, để bảo đảm tính ổn định 
trên hệ thống, giá trị cực đại của điện áp thứ cấp V2m > Vđl để đảm bảo xuất hiện tia 
lửa điện. Để có một hệ số dự trữ nhất định V2m thường nằm trong khoảng: 15 - 40 
kV[1]. Như vậy, dựa vào đồ thị quan hệ giữa V2m và giá trị dung lượng của tụ C1 
(Hình 3.21), sẽ cho phép xác định giá trị dung lượng của tụ C1 = Cmax thỏa mãn điều 
kiện hình thành tia lửa điện cao áp giữa hai điện cực của bugi, sao cho V2m > 15kV. 
Đối với điều kiện trên, giá trị dung lượng của tụ C1 có thể chọn sao cho C1 < Cmax= 
1,75µF. 
 63 
3.4.3.3 Ảnh hưởng của điện dung tụ C1 đến năng lượng đánh lửa điện cảm Wđc 
 và năng lượng đánh lửa điện dung Wđd 
 WL = 36,6 mJ 
 Wđc 
 ch lũy (mJ)
 í
 Wđd 
 Năng lượng t
 Điện dung của tụ C1 (µF) 
 Hình 3.22: Sự thay đổi của năng lượng tích lũy trên cuộn sơ cấp của bobin WL, 
 năng lượng tích lũy trên tụ điện Wđd và năng lượng phục vụ đánh 
 lửa điện cảm Wđc theo điện dung của tụ C1 
 Theo định luật bảo toàn năng lượng (nếu không kể đến các mất mát) ta có thể 
đưa ra phương trình sau: 
 WL= Wđd + Wđc (3.21) 
 Trong đó: 
 - WL: Năng lượng tích lũy trên một cuộn sơ cấp của bobin đánh lửa điện cảm ở 
 cuối giai đoạn tích lũy năng lượng. 
 2
 푊퐿=퐿1푖đ /2 (3.22) 
 - Wđd: Năng lượng tích lũy trên tụ điện ở mạch đánh lửa điện cảm (phục vụ cho 
 giai đoạn đánh lửa điện dung) 
 2
 Wđd = 1 1 /2 (3.23) 
 - Wđc: Năng lượng còn lại phục vụ đánh lửa điện cảm 
 64 
 Ở cuối quá trình tích lũy năng lượng trên các bobin đánh lửa điện cảm, (khi thời 
gian tích lũy năng lượng (t = tđ), dòng điện sơ cấp bị ngắt đột ngột, điện áp trên tụ 
lúc này sẽ bằng điện áp tự cảm xuất hiện trên cuộn sơ cấp. Vì vậy, năng lượng trên tụ 
 2
sẽ được tích lũy đến giá trị Wđd = 1 1 /2, phần năng lượng này sẽ phục vụ cho quá 
trình đánh lửa điện dung. Như vậy, năng lượng còn lại phục vụ cho giai đoạn đánh 
lửa điện cảm sẽ bằng giá trị Wđc = WL-Wđd 
 Sử dụng các số liệu của Bảng 3.1, tính toán được các giá trị năng lượng WL, Wđd, 
Wđc (trên một bobin), thể hiện trên đồ thị Hình 3.22. 
 Tụ điện C1 trên mạch không tham gia vào quá trình tăng trưởng của dòng điện 
đi qua cuộn sơ cấp. Vì vậy, khi giữ nguyên các thông số của cuộn dây sơ cấp của 
bobin (đánh lửa điện cảm), điện áp của hệ thống V= 12,6V và thời gian tích lũy năng 
lượng tđ (trong khảo sát này chọn tđ = 3,5 ms - thời gian tích lũy năng lượng nhỏ 
nhất, khi động cơ hoạt động). Năng lượng tích lũy trên một cuộn sơ cấp của bobin 
đánh lửa điện cảm ở cuối quá trình tích lũy năng lượng (dòng điện iđ đạt giá trị cực 
đại) WL = 36,6mJ. 
 Wđd: Năng lượng tích lũy trên tụ điện C1 ở mạch đánh lửa điện cảm (Wđd 
 2
= 1 1m/2), phụ thuộc vào hai giá trị dung lượng của tụ C1 và giá trị cực đại của sức 
điện động tự cảm V1m. Tuy nhiên, giá cực đại của V1 sẽ giảm khi tăng dung lượng của 
tụ. Vì vậy, năng lượng tích lũy trên tụ, sẽ đạt giá trị cực đại tại một giá trị dung lượng 
nhất định của tụ, sau đó giảm dần (khi tăng dung lượng tụ C1). 
 Wđc: Năng lượng còn lại phục vụ cho giai đoạn đánh lửa điện cảm Wđc = WL-
Wđd. Do WL là hằng số khi thay đổi dung lượng của tụ C1. Vì vậy, Wđc có xu hướng 
ngược lại với diễn biến của Wđd. 
 65 
 3.5 Cơ sở lựa chọn cấu hình hệ thống đánh lửa hỗn hợp và dung lượng tụ phù 
 hợp 
 WL = 36,6 mJ 
 ) 
 mJ
 ( 
 W
 đánh lửa W = 20 mJ 
 WL – tđ = 3,5ms 
 Năng lượng
 Wđd – cấu hình 3/1 
 Wđd – cấu hình 2/1 
 Wđd – cấu hình 1/1 
 Wđc – cấu hình 1/1 
 Điện dung của tụ C1 (µF) 
 ( V) 
 2m
 V
 15kV 
 Điện cựcđại đánh lửa áp 
 1,75 휇퐹 
 Điện dung của tụ C1 (µF) 
D-lượng tụ C1 - CH 2/1= 0,15 - 1,75 µF 
D-lượng tụ C1- CH 3/1= 0,05 - 1,75 µF 
 Hình 3.23: Hệ thống đồ thị phục vụ xác định dung lượng tụ C1 
 trên hệ thống đánh lửa hỗn hợp 
 66 
3.5.1 Giới thiệu các cấu hình hệ thống đánh lửa hỗn hợp 
 Cấu hình hệ thống đánh lửa hỗn hợp được đặc trưng bởi hệ số: N/1 
 Trong đó: là số bobin đánh lửa điện cảm được dùng để nạp năng lượng cho 
một bobin đánh lửa điện dung. 
 Với cấu hình 1/1 (N=1), qua kết quả khảo sát ảnh hưởng của C1 đến các năng 
lượng đánh lửa (nội dung 3.3.2.3), năng lượng phục vụ đánh lửa điện dung Wđd càng 
lớn, thì năng lượng điện cảm càng giảm. Để đảm bảo tia lửa điện cảm có đủ năng 
lượng đốt cháy hòa khí, năng lượng dành cho đánh lửa điện dung Wđd có thể không 
đủ để đốt cháy hòa khí. Do vậy, các cấu hình 2/1 hay 3/1 có thể được sử dụng để khắc 
phục trở ngại này. Tuy nhiên, nếu càng lớn thì hiệu quả tiết kiệm năng lượng càng 
giảm. 
 Bên cạnh đó, giá trị tụ C1 có ảnh hưởng đến khả năng hình thành tia lửa điện 
ban đầu, thể hiện qua điện áp cực đại ở cuộn thứ cấp V2m (nội dung 3.3.3.2) 
 Vì vậy, với một động cơ có số xi-lanh cụ thể, chọn lựa cấu hình N/1 và điện 
dung tụ C1 phù hợp có ý nghĩa quan trọng, đảm bảo luôn hình thành được tia lửa điện 
ban đầu và năng lượng phải đủ lớn để đốt cháy hòa khí ở cả hai giai đoạn đánh lửa 
điện cảm và giai đoạn đánh lửa điện dung, giúp động cơ hoạt động ổn định với tổn 
thất năng lượng cho hệ thống đánh lửa thấp nhất. 
 3.5.2 Xác định dải dung lượng của tụ C1 phù hợp cho hệ thống đánh lửa 
hỗn hợp 
 Từ các lý luận trên phần 3.5.1 ta thấy: dung lượng của tụ C1 sử dụng trên hệ 
thống đánh lửa hỗn hợp phải thỏa mãn đồng thời các yêu cầu sau: 
1 Điện áp thứ cấp V2m phải đủ lớn để có thể có thể hình thành tia lửa phóng qua hai 
 điện cực của bugi, V2m > V2lim = 15kV. (với động cơ xăng đánh lửa trực tiếp, có hệ 
 dư lượng không khí 휆 ~1 điện áp đánh lửa yêu cầu từ: Vđl = 6 - 14kV) . Do vậy với 
 2 
 V2lim hệ số dự trữ năng lượng 퐾 푡 = ~ 2,5. 
 đ푙
2 Bảo đảm đủ năng lượng đánh lửa cả hai giai đoạn đánh lửa điện dung và đánh lửa 
 điện cảm để đốt cháy được hòa khí. Năng lượng đánh lửa có giá trị tối thiểu phải đạt 
 Wlim = 15mJ [6]. Tuy nhiên, để có phần năng lượng dự trữ, ta chọn giá trị 20 mJ. 
 67 
 Với các yêu cầu đã nêu và các thông số từ Bảng 3.1, qua hệ thống đồ thị trên 
Hình 3.23 ta nhận thấy: 
- Cấu hình 1/1 không phù hợp, vì năng lượng tích lũy trên tụ điện Wđd < Wlim = 
 20mJ, không thỏa mãn năng lượng đánh lửa cho giai đoạn đánh lửa điện dung. 
- Để thỏa yêu cầu 1, cấu hình 2/1 có thể chọn dung lượng của tụ có giá trị: 0,15- 
 1,75 µF. Trong dải dung lượng của tụ này, các giá trị 2Wđd và Wđc > Wlim = 20mJ, 
 thỏa mãn năng lượng đánh lửa cho cả hai giai đoạn đánh lửa: điện cảm và điện 
 dung. Cấu hình 2/1 có thể sử dụng phù hợp cho động cơ 3 hoặc 6 xy-lanh. 
- Để thỏa yêu cầu 1, cấu hình 3/1 có thể chọn dung lượng của tụ có giá trị: 0,05- 
 1,75 µF. Vì Trong dải dung lượng của tụ này, các giá trị 3Wđd và Wđc > Wlim = 
 20mJ, thỏa mãn năng lượng đánh lửa cho cả hai giai đoạn: điện cảm và điện dung. 
 Cấu hình 3/1 có thể sử dụng phù hợp cho động cơ 4 hoặc 8 xy-lanh. 
 Bảng 3.2: Mô tả các cấu hình của hệ thống đánh lửa hỗn hợp 
 Bobin ĐL Bobin ĐL Bobin ĐL Bobin ĐL 
 điện cảm điện dung điện cảm điện dung 
 Cấu hình 2/1 Động cơ 3 xy-lanh Động cơ 6 xy-lanh 
 Số lượng 2 1 4 2 
 Năng lượng tiết kiệm 33% 33% 
 Cấu hình 3/1 Động cơ 4 xy-lanh Động cơ 8 xy-lanh 
 Số lượng 3 1 6 2 
 Năng lượng tiết kiệm 25% 25% 
 Từ Bảng 3.2 cho thấy khi sử dụng cấu hình 2/1, khả năng tiết kiệm năng lượng 
của hệ thống sẽ tăng lên; Nhưng năng lượng tích lũy phục vụ cho đánh lửa điện dung 
lúc này chỉ là 2Wđd (24,94mJ- ứng với tụ 1휇퐹). Khi sử dụng cấu hình 3/1, khả năng 
tiết kiệm năng lượng sẽ giảm xuống, nhưng năng lượng phục vụ cho đánh lửa điện 
dung lúc này lên tới 3Wđd (37,41mJ- ứng với tụ 1휇퐹), khả năng dự trữ năng lượng sẽ 
tốt hơn. 
 68 
 Ngoài ra, khi giảm dung lượng của tụ sẽ làm tăng điện áp tự cảm. Điều này có 
khả năng làm hỏng thiết bị đóng ngắt. 
3.6 Các tính toán hệ thống đánh lửa hỗn hợp – giai