Hệ thống đánh lửa trong xe hơi (bài 1)

Đánh lửa là một giai đoạn của tiến trình cháy nổ, được thực hiện bởi dòng điện áp vào “đít” một “con chó”, khiến miệng nó khạc ra lửa, làm nổ tung hỗn hợp nhiên liệu trong phòng máy. Con chó lửa đó chúng ta vẫn quen gọi là bu-gi theo tiếng Tây, còn bây giờ ở Mỹ chúng ta phải gọi nó là Spark Plug. Nhưng xét ra, gọi nó là con chó lửa là sự ví von tượng hình nhất. Hôm nay, chúng ta sẽ xem về hoạt động của con chó lửa này.

Con chó lửa được đặt ngay ở trên đỉnh đầu xi-lanh theo thế “ngồi ngược”, với cái đuôi nhọn hất lên trên, còn cái đầu cắm xuống dưới, miệng mở vào phòng nén nhiên liệu. Nó ngồi ở đây để khạc lửa, khơi mào cho hiện tượng cháy nổ. Cùng với một cây gậy sắt cứ thục lên kéo xuống liên tục trong lòng xi lanh, tiến trình cháy nổ được chuẩn bị và tiếp diễn theo 4 giai đoạn, gọi là 4 thời như sau:

- Thời 1 – Nạp nhiên liệu: Khi bị Piston kéo xuống, nó tạo ra một khoảng chân-không trong xi lanh, hút hỗn hợp nhiên liệu (gồm xăng và khí trời) ùa vào.

- Thời 2 – Nén nhiên liệu: Sau đó, cây Piston lại được cây trục bên dưới (crankshaft) sẵn đà đẩy lên, nén hỗn hợp nhiên liệu lại, đưa áp suất nhiên liệu lên rất cao, sẵn sàng bốc nổ.

- Thời 3 – Nổ: Ngay lúc đó Spark Plug nhận được điện lượng chuyền vào … hậu môn, tức thì miệng khạc ra lửa, bắn ngay vào khối nhiên liệu đang bừng bừng chờ chực và làm cho nó phát nổ ngay.Vụ nổ tạo ra một lực rất mạnh, đẩy văng cây piston xuống, làm xoay tròn cây trục crankshaft, tác động vào trục bánh xe, đẩy bánh xe đi tới. Vì sức đẩy của đầu máy được tạo ra ở đây, nên thời này cũng được gọi là “power”

- Thời 4 – Thoát: Rồi sẵn trớn quay, piston lại được đẩy trở lên, dồn lượng khói sinh ra do vụ nổ ở thời 2 theo một lỗ thoát ra ngoài. Sau đó, piston lại bị đẩy xuống, bắt đầu một chu kỳ mới với thời 1.

“Diễn viên” chính của hệ thống đánh lửa chính là chú “chó lửa”, hay spark plug, được nối với nguồn điện. Khi xe mới khởi động, tài xế tra chìa khóa vào ổ máy để kích hoạt Starter, thì nguồn điện xuất phát từ bình Battery. Khi máy xe đã nổ, thì nguồn điện xuất phát từ máy phát điện (alternator) trong xe, nhờ đó “chó” có thể liên tục khạc lửa vào xi lanh, kích hoạt cháy nổ, đẩy bánh xe lăn đi liên tục.

Như trình bày trên, mỗi xi lanh đều có một “chó lửa”, và xe có bao nhiêu xi lanh thì có bấy nhiêu chó lửa. Dưới đây chúng ta sẽ giải phẫu chó lửa để tìm hiểu kỹ hơn về ruột rà, nội tạng của nó.

Trên hết là cái đỉnh nhọn Terminal (tức cái đuôi) cũng gọi là Connector (bởi vì đây là điểm nối để dây điện chạy vào bên trong ruột chó. Ruột chó là một trụ điện bằng đồng, gọi là Center Electrode, với lớp sứ trắng phủ ngoài có tính cách-điện (insulation).

Tiếp đó là hex head (đầu 6 cạnh), là chỗ chúng ta chụp chìa khóa ống lục giác lên để xoáy chặt “chó lửa” vào lỗ hổng dành cho nó ở đầu máy, hoặc để gỡ nó ra khỏi vị trí đó. Bên dưới là cái miếng Gasket, cũng có thể gọi là Washer hoặc Seat (miếng đệm để khép kín khe hở giữa 2 mặt tiếp giáp)

Tiếp theo là cái cổ chó có ngấn, tức là những đường răng khớp với vòng ren chạy quanh miệng lỗ hở đầu máy.

Sau cùng là cái đầu chó cắm vào trong lòng xi lanh, có chóp “lưỡi” thè ra, chính là cái trụ điện Center Electrode nhô lên từ trong ruột chó. Lơ lửng bên trên chóp lưỡi là một trụ điện bẻ cong, gọi là Ground Electrode (cũng gọi là Side Electrode hoặc Ground Strap).

Khi dòng điện được chuyền vào, từ dưới đuôi, xuyên qua ruột, ra chóp lưỡi, gặp khoảng trống giữa Center Electrode và Ground Electrode, thì khạc ra tia lửa, làm nổ tung hỗn hợp nhiên liệu nén (xăng và không khí) đúng lúc hỗn hợp này đang nóng lòng chờ mồi lửa.

Trên đây là mô tả bộ phận và việc làm của chó lửa. Nhưng điều đáng nể phục chính là thời điểm làm việc (timing): Nó không thể khạc lửa sớm hơn hay trễ hơn, dù chỉ một “sao”, một “tích” hoặc một “tắc”, mà phải đúng vào lúc Piston đẩy lên gần tới mức tối đa (top dead center) và hỗn hợp nhiên liệu (xăng và khí) đã được nén tới một áp suất qui định. Trong khi piston chuyển động liên tục, cả 4 thời của chu kỳ cháy nổ còn xảy ra rất nhanh, nói gì chỉ có một chớp mắt quyết định đó. Nên phải nhận rằng chó lửa hoạt động rất chính xác, không thể sai trật mảy may.

Nhưng chắc chắn có lúc chó bị bệnh, khiến nó không thể căn đúng giờ, và nó sẽ khạc lửa ra sớm hơn hoặc trễ hơn cái tích tắc qui định. Khi đó toàn bộ chu trình cháy nổ sẽ gặp trở ngại, đó là hiện tượng “misfire” (tia lửa bắn ra không đúng thời điểm), tài xế sẽ cảm nhận máy xe nổ không đều, nghe thấy những tiếng bụp bụp xen vào, xe chạy không nhanh mà lại hao xăng.

Lần sau, chúng ta sẽ nói tới những bệnh có thể xảy ra với chó lửa, cách chẩn bệnh và những cách chữa trị.

haosmith@yahoo.com
Muốn giữ xe ở tình trạng hoàn hảo nhất, xin xem Cẩm Nang Bảo Trì Tập I, II, và III do Phạm Đình và Hao Smith phát hành, mỗi tập $6.00+$2.00 cước phí. Money Back Guarantee 3 tháng. Gửi cheque cho Phạm Đình, 9800 Bolsa Ave # 86, Westminster, CA 92683. Tel: 714 675 8628. Cho biết điện thoại và email, nếu có. Có thể hỏi tại nhà sách Tú Quỳnh 714-531-4284; hoặc Tự Lực 714-531-5290.