Hệ thống đánh lửa xe gắn máy

Các loại xe đời mới hiện nay đều có giới thiệu tỉ số nén động cơ trong catalogue để chọn loại xăng cho phù hợp nhưng người sử dụng ít để ý đến điều này.
Qua loạt bài viết của tác giả Trọng Nghiệp trên VNexpress, sẽ giới thiệu tầm quan trọng của tỉ số nén động cơ cũng như chỉ số Octan của các loại xăng đang sử dụng hiện nay.
Lịch sử chỉ số Octan
Gần hai thập kỷ từ sau khi Carl Benz chế tạo chiếc xe chạy bằng động cơ xăng đầu tiên, các chuyên gia kỹ thuật mới nhận ra rằng hiện tượng kích nổ không cho phép họ tuỳ ý tăng sức mạnh của động cơ đốt trong.

Những năm cuối thế kỷ 19 đầu thế kỷ 20, lịch sử của động cơ đốt trong bước sang một trang mới. Người khởi xướng cho cuộc cách mạng công nghệ ôtô - xe máy thời kỳ đó là Gottlieb Wilhelm Daimler, nhà thiết kế động cơ người Đức, khi vào năm 1885, ông thử nghiệm thành công loại xe hai bánh chạy bằng động cơ đốt trong một xi-lanh. Song song và độc lập với Wilhelm Daimler, năm 1886, Carl Freidrich Benz nhận được bằng sáng chế về phát minh ?ovận chuyển bằng động cơ dùng xăng? với chiếc xe 4 bánh, động cơ làm lạnh trong một xi-lanh. Và ở bên kia bờ Đại Tây Dương, năm 1903, đánh dấu sự ra đời của một trong những hãng xe nổi tiếng nhất hiện nay, Ford Motor Company do Henry Ford thành lập.
Lợi nhuận kếch xù thu được từ việc sản xuất xe hơi cộng với sự xuất hiện của hàng loạt các phát minh sáng chế đã kéo tất cả các hãng xe và các nhà phát triển động cơ vào cuộc cạnh tranh gay gắt về công nghệ. Các hãng xe thường xuyên nâng cấp cấu tạo của động cơ bằng cách tích hợp thêm nhiều tính năng mới như hệ thống làm lạnh trong, hệ thống đánh lửa tự động, và điều quan trọng hơn, luôn tin tưởng rằng sức mạnh của động cơ đốt trong có thể tăng lên một cách tuỳ ý, vì theo lý thuyết nhiệt động học, với tỷ số nén càng cao, hiệu suất nhiệt càng gần đến cực đại.
Nhưng, vào năm 1912, họ đã phải khống chế tỷ số nén ở dưới một giá trị tới hạn cho phép. Nguyên nhân đưa ra quyết định đi ngược với xu thế phát triển đó là những tiếng nổ ?olốc cốc? xuất hiện khi động cơ đang làm việc, nguy hiểm hơn, hiện tượng này còn phá hủy động cơ chỉ sau vài phút xuất hiện. Vào thời điểm đó, các kỹ sư cho rằng những tiếng ?olốc cốc? có nguyên nhân từ hệ thống đánh điện được cung cấp cho các loại xe có chức năng ?ođề?, còn những nhà phát triển động cơ cho biết họ có thể nâng cao sức mạnh và hiệu suất của động cơ nếu hiện tượng đó được khắc phục.
Đứng trước thách thức đó, Charles F. Kettering, trưởng phòng nghiên cứu của hãng General Motor đã giao cho người đồng nghiệp Thomas Midgley nhiệm vụ phải tìm ra một cách chính xác nguyên nhân của hiện tượng.
Ban đầu, họ sử dụng máy ghi áp lực Dobbie-McInnes và đã chứng minh rằng những tiếng ?olốc cốc? đó không xuất hiện do sự đánh lửa sớm của hệ thống điện, mà nó xuất hiện đúng thời điểm áp suất tăng một cách mãnh liệt sau khi bugi đánh lửa. Tuy nhiên, máy ghi áp lực không thích hợp cho các nghiên cứu sâu hơn, vì vậy Midgley và Bob đã dùng một camera tốc độ cao để quan sát chính xác những gì đang diễn ra khi động cơ làm việc, đồng thời, phát triển một máy hiển thị năng lượng cao để đo mức độ của tiếng nổ.
Song song với những thử nghiệm của Thomas Midgley, Sir Harry Ricardo - chuyên gia động cơ của quân đội Hoàng gia Anh - đưa ra khái niệm lựa chọn tỷ số nén tối ưu cho các động cơ có tỷ số nén biến đổi. Tuy nhiên, tỷ số mà Ricardo đưa ra không phải là tuyệt đối vì còn rất nhiều các thông số khác như thời gian đánh lửa, tình trạng sạch sẽ, vị trí của chốt đánh lửa, nhiệt độ động cơ?
Các hãng xe, những nhà nghiên cứu động cơ cuối cùng phải thừa nhận rằng, họ đã quên không nghiên cứu, không phát triển một thành phần quan trọng ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của động cơ đốt trong: nhiên liệu. Nhiên liệu dùng cho động cơ đốt trong tồn tại một tính chất đặc biệt: nó sẽ tự cháy, tự kích nổ khi bị nén trong xi-lanh dưới áp suất cao, trước cả khi bugi đánh lửa.
Từ kết quả của những nhà nghiên cứu đi trước, năm 1927, Graham Edgar, một nhân viên trẻ của hãng Ethyl Corporation tại Mỹ, đưa ra đề nghị sử dụng 2 hydrocacbon để đánh giá mức độ kích nổ cho nhiên liệu: n-heptan và 2,4,4-trimetylpentan, hay còn được gọi một cách không chính xác là iso-octan.
Iso-octan có chỉ số chống kích nổ cao, còn n-heptan có khả năng chống kích nổ rất kém và Edgar đã đề nghị sử dụng tỷ số của hai chất này để đánh giá khả năng chống kích nổ của nhiên liệu sử dụng trong các động cơ đốt trong. Ông cũng đã chứng minh rằng, trị số chống kích nổ của tất cả các loại xăng thương mại ngày đó đều có thể quy về tỷ số thể tích n-heptan: octan nằm trong khoảng 60:40 đến 40:60. Như vậy, nếu chúng ta ra quầy xăng vào những năm 30 của thế kỷ trước, chúng ta chỉ có thể mua được các loại xăng từ A40 đến A60 mà thôi.
Lý do mang tính kỹ thuật mà Edgar đưa ra khi dùng hai chất này là chúng có những tính chất vật lý rất gần nhau như tính chất bay hơi và đặc biệt là nhiệt độ sôi, chính vì vậy, khi ta thay đổi tỷ số ?oheptan: iso-octan? từ 100:0 đến 0:100 thì hầu như các thông số trên thay đổi không đáng kể. Điều này rất quan trọng đối với quá trình thử nghiệm, vì khả năng bay hơi của nhiên liệu ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động của động cơ.
Edgar đã thu được rất nhiều thông số từ thử nghiệm này, tuy nhiên, hiện nay, phổ biến nhất vẫn là hai thông số RON (Research Octane Number-chỉ số octan nghiên cứu) và MON (Motor Octane Number-chỉ số octan động cơ).
(Còn tiếp)
Trọng Nghiệp

Nguyên nhân sự kích nổ
Hiện tượng kích nổ bắt nguồn từ việc sử dụng nhiên liệu có khả năng chống kích nổ quá thấp, khiến cho hỗn hợp khí - nhiên liệu không được đốt cháy một cách điều hoà để tạo ra nguồn năng lượng tối đa.
Kết quả thu được từ những nghiên cứu của Thomas Midgley (1889-1944) và Sir Harry Ricardo (1885-1974) đã chứng minh điều đó. Để đạt được năng lượng tối đa từ xăng, hỗn hợp khí nén nhiên liệu - không khí trong buồng đốt cần phải được đốt cháy một cách điều hoà. Bắt đầu từ khi bugi đánh lửa, bề mặt ngọn lửa lan toả một cách đồng đều trong xi-lanh với tốc độ khoảng 20-25 m/s và đốt cháy hết hoà khí nhiên liệu - không khí ở những vùng mà nó đi qua.
Quá trình cháy điều hoà sinh ra các bức xạ quang nhiệt đốt nóng vùng khí chưa cháy phía trước và nếu nhiên liệu có khả năng chống kích nổ tốt, hỗn hợp nhiên liệu - không khí ở vùng này sẽ không bị cháy trước khi bề mặt lửa lan tới, chúng sẽ cháy một cách tuần tự cho đến khi toàn bộ khí trong xi-lanh cháy hết, bằng cách đó, nhiên liệu sẽ cung cấp một lực đẩy có năng lượng tối đa lên piston.
Trong thực tế, có hàng loạt các phản ứng tiền kích nổ diễn ra ở vùng khí chưa cháy trong buồng đốt trước khi bề mặt lửa từ bugi ập đến. Các phản ứng tiền cháy nổ đó tạo ra các phân tử hay các gốc hoá học có khả năng tự bốc cháy bởi các bức xạ quang nhiệt với tốc độ cháy đạt khoảng 1.500-2.500 m/s, nhanh gấp hàng trăm lần tốc độ cháy bình thường.
Với tốc độ cháy như vậy chúng sẽ gây ra sự tăng đột ngột áp suất trong xi-lanh, giá trị áp suất tức thời tại thời điểm xảy ra hiện tượng kích nổ mà máy ghi áp lực ghi được là 160 atm, gấp nhiều lần so với áp suất vận hành ở chế độ cháy bình thường. Tuy nhiên, áp suất tổng hợp tối đa tác động lên bề mặt piston lại không khác mấy so với áp suất vận hành bình thường. Nguyên nhân là do sự bù trừ áp suất của hai khối khí ngược chiều nhau: Một sinh ra từ bề mặt lửa lan truyền từ bugi và một sinh ra từ các điểm tự kích nổ.
Hiện tượng kích nổ làm tiêu hao năng lượng, giảm sức mạnh của động cơ do năng lượng nhiệt thu được không dùng để sinh công hữu ích, áp suất sinh ra từ các điểm tự cháy chủ yếu tạo ra các sóng hơi xung động va đập vào thành xi-lanh, máy nổ rung giật và làm nóng động cơ một cách bất thường, đồng thời, sóng nén sinh ra từ các vị trí kích nổ cộng hưởng với sóng nén chính tạo ra nút giao thoa và phát ra những tiếng kêu ?olốc cốc?.
Người sử dụng phương tiện giao thông ngày nay có thể không quan tâm nhiều đến hiện tượng này. Nhưng các nhà phát triển động cơ lỗi lạc ở đầu thập niên 20 của thế kỷ trước đã không thể tin nổi khi chứng kiến cảnh chỉ trong vài phút, piston, chốt piston rạn nứt, vòng găng (séc-măng) vỡ thành từng mảnh, bộ truyền động, hộp số, trục cam bị mài mòn, và cuối cùng toàn bộ hệ thống động cơ bị phá huỷ bởi sự kết hợp giữa sóng áp suất mạnh với hiện tượng quá nhiệt.
Trọng Nghiệp

Nguyên nhân sự kích nổ
Hiện tượng kích nổ bắt nguồn từ việc sử dụng nhiên liệu có khả năng chống kích nổ quá thấp, khiến cho hỗn hợp khí - nhiên liệu không được đốt cháy một cách điều hoà để tạo ra nguồn năng lượng tối đa.
Kết quả thu được từ những nghiên cứu của Thomas Midgley (1889-1944) và Sir Harry Ricardo (1885-1974) đã chứng minh điều đó. Để đạt được năng lượng tối đa từ xăng, hỗn hợp khí nén nhiên liệu - không khí trong buồng đốt cần phải được đốt cháy một cách điều hoà. Bắt đầu từ khi bugi đánh lửa, bề mặt ngọn lửa lan toả một cách đồng đều trong xi-lanh với tốc độ khoảng 20-25 m/s và đốt cháy hết hoà khí nhiên liệu - không khí ở những vùng mà nó đi qua.
Quá trình cháy điều hoà sinh ra các bức xạ quang nhiệt đốt nóng vùng khí chưa cháy phía trước và nếu nhiên liệu có khả năng chống kích nổ tốt, hỗn hợp nhiên liệu - không khí ở vùng này sẽ không bị cháy trước khi bề mặt lửa lan tới, chúng sẽ cháy một cách tuần tự cho đến khi toàn bộ khí trong xi-lanh cháy hết, bằng cách đó, nhiên liệu sẽ cung cấp một lực đẩy có năng lượng tối đa lên piston.
Trong thực tế, có hàng loạt các phản ứng tiền kích nổ diễn ra ở vùng khí chưa cháy trong buồng đốt trước khi bề mặt lửa từ bugi ập đến. Các phản ứng tiền cháy nổ đó tạo ra các phân tử hay các gốc hoá học có khả năng tự bốc cháy bởi các bức xạ quang nhiệt với tốc độ cháy đạt khoảng 1.500-2.500 m/s, nhanh gấp hàng trăm lần tốc độ cháy bình thường.
Với tốc độ cháy như vậy chúng sẽ gây ra sự tăng đột ngột áp suất trong xi-lanh, giá trị áp suất tức thời tại thời điểm xảy ra hiện tượng kích nổ mà máy ghi áp lực ghi được là 160 atm, gấp nhiều lần so với áp suất vận hành ở chế độ cháy bình thường. Tuy nhiên, áp suất tổng hợp tối đa tác động lên bề mặt piston lại không khác mấy so với áp suất vận hành bình thường. Nguyên nhân là do sự bù trừ áp suất của hai khối khí ngược chiều nhau: Một sinh ra từ bề mặt lửa lan truyền từ bugi và một sinh ra từ các điểm tự kích nổ.
Hiện tượng kích nổ làm tiêu hao năng lượng, giảm sức mạnh của động cơ do năng lượng nhiệt thu được không dùng để sinh công hữu ích, áp suất sinh ra từ các điểm tự cháy chủ yếu tạo ra các sóng hơi xung động va đập vào thành xi-lanh, máy nổ rung giật và làm nóng động cơ một cách bất thường, đồng thời, sóng nén sinh ra từ các vị trí kích nổ cộng hưởng với sóng nén chính tạo ra nút giao thoa và phát ra những tiếng kêu ?olốc cốc?.
Người sử dụng phương tiện giao thông ngày nay có thể không quan tâm nhiều đến hiện tượng này. Nhưng các nhà phát triển động cơ lỗi lạc ở đầu thập niên 20 của thế kỷ trước đã không thể tin nổi khi chứng kiến cảnh chỉ trong vài phút, piston, chốt piston rạn nứt, vòng găng (séc-măng) vỡ thành từng mảnh, bộ truyền động, hộp số, trục cam bị mài mòn, và cuối cùng toàn bộ hệ thống động cơ bị phá huỷ bởi sự kết hợp giữa sóng áp suất mạnh với hiện tượng quá nhiệt.
Trọng Nghiệp

Rất chính xác ông Trọng Nghiệp này viết hệt như như ông Thầy người Nhật đã giảng ngày xưa khi tôi bắt đầu đi học về động cơ xe gắn máy

Rất chính xác ông Trọng Nghiệp này viết hệt như như ông Thầy người Nhật đã giảng ngày xưa khi tôi bắt đầu đi học về động cơ xe gắn máy

IC la gi vay ta
Nghe may anh ban ve van de nay cung hay ra phet.
Vay may anh cho em tham gia voi nhe.Em di xe may cuang gan ca chuc nam nay va cung biet den con IC, nhung khong biet cau tao cua no cung nhu cach lam ra no nhu the nao, neu Bac nao biet xin chi dup a.
Toi thay ben ngoai con IC cua nhat va cua VN deu giong nhau, tuy nhien mau den cua IC nhat co lop nhua ben ngoai chat va den li hon loai cua " Tau'' va met in VN, vay cac bac loai nhua do la loai nhua gi khong.
Tuy toi ko ranh cacu tao va cach tao ra no nhung vi nao muon mua IC thai la cua xe uoc mo thi lien he voi toi, toi cung cap cho cac bac.
nguyendung247666@yahoo.com

Bác Trí ơi.
nhờ bác giúp em tý. Con steed 400 của em chạy không bốc.
hôm nào em mang đến chỗ bác, bác xem cho em xem có phải do IC không bác nhá. Mong bác hồi âm sớm.
Em đã đi hỏi nhiều nơi, đều đánh giá là do IC nhưng không khắc phục được.
Bác cố giúp em tý nhé.
Rất mong hồi âm (địa chỉ của bác ấy )

Khác biệt lớn nhất giữa các IC zin và IC chợ (hay các xe Tàu) là các IC zin có khả năng đánh lửa sớm hơn khi xe đạt tốc độ cao.
Tại sao người ta phải điều chỉnh đánh lửa sớm hơn ở tốc độ cao: đơn giản là khi xe chạy tốc độ cao thì pittong dịch chuyển càng nhanh và thời gian cháy của nhiên liệu cũng sẽ ngắn lại. Do đó, để nhiên liệu có nhiều thời gian để cháy sạch hơn thì cần thiết phải đánh lửa sớm hơn.
Có thể phân loại IC đánh lửa ra làm 2 loại:
1. IC sử dụng điện xoay chiều (lấy từ cuộn lửa), sử dụng phổ biến ở các xe Dream, Wave,...
1. IC sử dụng điện một chiều (lấy từ acquy ra), sử dụng phổ biến ở xe Viva,...
Xét về ưu điểm thì IC sử dụng điện 1 chiều có tính năng tốt hơn khi khởi động. Lý do là tốc độ khởi động động cơ không cao nên nếu lấy điện trực tiếp thì dòng điện lúc khởi động sẽ yếu --> dẫn đến đánh lửa yếu --> khó khởi động hơn.
Vậy nếu acquy hư hoặc hết điện thì sao? Lúc này thì...không sao cả. Khi đó, thì điện 1 chiều cũng sẽ được sinh ra khi động cơ khởi động, nhưng không tốt như trước đây.
Vậy đó, một vài kinh nghiệm chia sẻ với các bác.

quote-maulua9999 viết lúc 19:53 ngày 12/01/2006-]
Bác Trí ơi.
nhờ bác giúp em tý. Con steed 400 của em chạy không bốc.
hôm nào em mang đến chỗ bác, bác xem cho em xem có phải do IC không bác nhá. Mong bác hồi âm sớm.
Em đã đi hỏi nhiều nơi, đều đánh giá là do IC nhưng không khắc phục được.
Bác cố giúp em tý nhé.
Rất mong hồi âm (địa chỉ của bác ấy )
chào bạn con steed 400 nó chỉ dùng đi dạo thôi tốc độ tối đa của xe mới 120km/h còn xe củ cố lắm mới được 100
còn bạn nghi ic thì mở cốp bên phía cần số ra tìm trong dó có 1 cục ic to cở bàn tay thì đó là ic rin như vậy muốn cải thiện bạn phải đi bình xăng con 40mm soay cam 108(máy nổ 1 vòng rồi đến máy kia)ban sẻ đạt tôc độ 150km/h và đề ba rất hổn chúc bạn chỉnh xe như ý

chào bác hiện nay tôi đang gặp 1 vấn đề nên tham khảo ý kiến bác . tôi đang làm dòng xe có tua máy từ 20ngànrpm đến 40 ngàn rpm những dòng ic này khi hỏng rất khó mua và chế độ loại khác vào theo bác có loại ic thông minh nào có thể đếm được vòng tua máy nói trên không xin bác chỉ giáo đa tạ