Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
2 Hệ thống đánh lửa bán dẫn có vít điều khiển.

2 Hệ thống đánh lửa bán dẫn có vít điều khiển.

Tải bản đầy đủ - 0trang

Động Cơ Đốt Trong



Nguyên lý làm việc của sơ đồ như sau:

Khi công tắt máy IGSW đóng thì cực E của

transistor T được cấp điện thế dương. Còn

điện thế ở cực C của transistor có giá trò

âm. Khi cam không đội, tiếp điểm K đóng,

sẽ xuất hiện dòng điện qua cực gốc của

transistor theo mạch sau: (+) accu  SW  Rf  Wt

 cực E  cực B  Rb  K  (-) accu. Rb là điện

trở phân cực được tính toán sao cho dòng Ib

vừa đủ để transistor dẫn bão hòa. Khi

transistor dẫn dòng qua cuộn sơ cấp đi theo

mạch: (+) accu  SW Rf  Wt  cực E  cực C

 mass (âm accu). Dòng sơ cấp của bobine có

thể được tính bằng tổng dòng điện Ib + Ic của

transistor T. Dòng điện này tạo nên một

năng lượng tích lũy dưới dạng từ trường trên

cuộn sơ cấp của bobine và khi tiếp điểm K

mở, dòng Ib = 0, transistor T khóa lại, dòng sơ

cấp I1 qua W1 bò ngắt thì năng lượng này được

chuyển hóa thành năng lượng để đánh lửa,

và một phần thành sức điện động tự cảm

trong cuộn W1 của bobine.

Sức điện động tự cảm trong cuộn W1 ở hệ

thống đánh lửa thường có giá trò khoảng

200  400V. Do vậy, không thể dùng các

bobine của hệ thống đánh lửa thường cho

một số sơ đồ đánh lửa bán dẫn vì transistor

sẽ không chòu nổi điện áp cao đặt vào

giữa các cực E – C của transistor khi nó ở

trạng thái khóa. Trong các hệ thống đánh

lửa bán dẫn người ta thường sử dụng các

bobine có hệ số biến áp lớn và có độ tự

cảm L1 nhỏ hơn loại thường hoặc người ta có

17



Động Cơ Đốt Trong



thể mắc thêm các mạch bảo vệ cho

transistor.



4. Hệ thống đánh lửa trực tiếp:

Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS) sử dụng bộ cảm biến trục khuỷu từ,

cảm biến vị trí trục cam, hoặc cả hai, để xác định vị trí trục khuỷu và tốc

độ động cơ. Tín hiệu này được gửi tới mô-đun điều khiển đánh lửa hoặc

mơ-đun điều khiển động cơ, sau đó kích hoạt cuộn dây thích hợp.

Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp (ĐLTT), bộ chia điện khơng còn được

sử dụng nữa. Thay vào đó, hệ thống ĐLTT cung cấp một bơ bin cùng với

một IC đánh lửa độc lập cho mỗi xy-lanh. Vì hệ thống này không cần sử

dụng bộ chia điện hoặc dây cao áp nên nó có thể giảm tổn thất năng

lượng trong khu vực cao áp và tăng độ bền. Đồng thời nó cũng giảm đến

mức tối thiểu nhiễu điện từ, bởi vì khơng sử dụng tiếp điểm trong khu

vực cao áp. Chức năng điều khiển thời điểm đánh lửa được thực hiện

thông qua việc sử dụng ESA (đánh lửa sớm bằng điện tử). ECU của

động cơ nhận được các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau, tính tốn

thời điểm đánh lửa, truyền tín hiệu đánh lửa đến IC đánh lửa. Thời điểm

đánh lửa được tính tốn liên tục theo điều kiện của động cơ, dựa trên giá

trị thời điểm đánh lửa tối ưu đã được lưu giữ trong máy tính, dưới dạng

một bản đồ ESA. So với điều khiển đánh lửa cơ học của các hệ thống

thông thường thì phương pháp điều khiển bằng ESA có độ chính xác cao

hơn và không cần phải đặt lại thời điểm đánh lửa. Kết quả là hệ thống

này giúp cải thiện tiết kiệm nhiên liệu và tăng công suất phát ra.

Hệ thống đánh lửa trực tiếp bao gồm các bộ phận sau đây:



18



Động Cơ Đốt Trong



1.Cảm biến vị trí trục khuỷu (NE):Phát hiện góc quay trục

khuỷu (tốc độ động cơ)

2. Cảm biến vị trí của trục cam (G): Nhận biết xy lanh, kỳ và

theo dõi định thời của trục cam.

3. Cảm biến kích nổ (KNK): Phát hiện tiếng gõ của động cơ

4. Cảm biến vị trí bướm ga (VTA): Phát hiện góc mở của

bướm ga

5. Cảm biến l*ưu lượng khí nạp (VG/PIM): Phát hiện lượng

19



Động Cơ Đốt Trong



khơng khí nạp.

6. Cảm biến nhiệt độ nước (THW): Phát hiện nhiệt độ nước

làm mát động cơ

7. Bơ bin và IC đánh lửa: Đóng và ngắt dòng điện trong cuộn

sơ cấp vào thời điểm tối

1. Bơ bin có IC đánh lửa:

Thiết bị này bao gồm IC đánh lửa và bô bin kết hợp thành một

cụm. Trước đây, dòng điện cao áp được dẫn đến xy lanh bằng

dây cao áp. Như*ng nay, thì bơ bin có thể nối trực tiếp đến

bugi của từng xy lanh thông qua việc sử dụng bô bin kết hợp

với IC đánh lửa. Khoảng cách dẫn điện cao áp được rút ngắn

nhờ có nối trực tiếp bơ bin với bugi, làm giảm tổn thất điện áp

và nhiễu điện từ. Nhờ thế độ tin cậy của hệ thống đánh lửa

được nâng cao.



2.

3. Hình 8. Bơ bin kết hợp với IC đánh lửa



20



Động Cơ Đốt Trong



Trình bày cải tiến:



1. Giới thiệu chung hệ thống đánh lửa hiện

nay:

Hệ thống đánh lửa đã có những bước phát triển vượt bậc, từ

thiết bị đánh lửa tiếp điểm một cuộn dây (bô-bin đánh lửa) tới

công nghệ đánh lửa điện tử trên giàn bu-gi chứa tới 4 hay 6

chiếc, sử dụng nhiều cuộn dây, chưa kể tới các cơng nghệ điều

chỉnh điện tử khác. Thậm chí, một vài hệ thống đánh lửa mới

còn sử dụng một cuộn dây độc lập cho từng xi-lanh nhằm cung

cấp điện thế đánh lửa cao hơn và loại bỏ được mớ dây dẫn lằng

nhằng.



Cấu trúc động cơ với bu-gi đánh lửa

chính giữa. Ảnh: HSW.

Trong trường hợp động cơ làm việc bình thường và xe khơng có hỏng

hóc, bộ đánh lửa cần có điện thế 8.000-14.000 volt để sinh tia lửa

điện qua khoảng cách giữa cực tâm và cực mát, nhằm kích hoạt sự

cháy của hỗn hợp khơng khí-nhiên liệu được nén ở áp suất cao. Các

hệ thống đánh lửa tiếp điểm cũ, trước những năm 1970, có thể sinh

điện thế tối đa khoảng 18.000-20.000 volt, ở vòng tua thấp và khi

vòng tua tăng cao, điện thế đánh lửa lại giảm. Khi cực tâm nóng lên,

21



Động Cơ Đốt Trong



nó cần điện thế cao hơn mức mà cuộn đánh lửa có thể cung cấp.

Chính vì vậy, những chiếc xe thời đó thường phải thay bu-gi sau

16.000 km đi được.

Ngày nay, hệ thống đánh lửa điện tử thông thường cung cấp điện thế

tối đa ở 50.000 volt hoặc hơn, vì vậy, chúng có thể hạn chế ảnh hưởng

của hiện tượng mòn điện cực bu-gi bằng cách cung cấp điện thế cao

hơn nếu cần thiết. Trong điều kiện vận hành bình thường, điện thế chỉ

ở khoảng 8.000-14.000 volt và tăng lên đơi chút khi bu-gi mòn. Nhờ

khả năng điều chỉnh điện thế một cách linh động nên các bu-gi hiện

đại có tuổi thọ ít nhất 160.000 km, cao hơn 10 lần so với sử dụng hệ

thống đánh lửa tiếp điểm.



 Hiện nay, có ba loại đánh lửa chính.

1.Đánh lửa cơ học; được dùng rất phổ biến cho đến năm 1975, nó

vận hành bằng cơ và điện, khơng bằng điện tử. Ta hãy tìm hiểu hệ

thống đầu tiên này, sau đó sẽ dễ dàng hiểu thêm về đánh lửa điều

khiển điện tử và điều khiển bằng computer, do vậy đừng bỏ qua phần

này.

2. Đánh lửa điện tử (đánh lửa bán dẫn); được phát minh vào đầu thập

kỷ 70, và nó trở nên thơng dụng khi u cầu về kiểm soát và độ tin

cậy trở trên rất quan trọng đối với hệ thống kiểm sốt khí xả.

3. Cuối cùng là hệ thống đánh lửa không cần bộ chia điện (đánh lửa

lập trình); nó được phát triển vào giữa thập kỷ 80. Hệ thống này được

điều khiển bằng máy tính và khơng có phụ tùng nào cần phải xoay

chỉnh cả, do vậy nó trở nên đáng tín cậy hơn. Hệ thống này không

yêu cầu phải bảo dưỡng định kỳ, ngoại trừ việc thay bugi sau mỗi

100.000km hoặc 150.000 kmxe chạy.

 Các hệ thống đánh lửa cơ bản :

Hệ thống đánh lửa cơ (được sử dụng từ khi có ơ tơ cho đến năm

1974)

Bộ chia điện là trung tâm hệ thống đánh lửa cơ khí và có 2 nhiệm vụ

22



Động Cơ Đốt Trong



chính. Đầu tiên, nó phải phóng ra dòng điện cho mơbin để kích hoạt

tại thời điểm chính xác được yêu cầu (tùy thuộc vào tốc độ vòng tua

của động cơ và tải trọng tức thời của xe). Sau đó, bộ chia điện phải

có nhiệm vụ định hướng đúng đánh lửa bugi của từng xi lanh (do vậy

nó gọi là bộ chia điện).

Mạch điện cho hệ thống đánh lửa thì đơn giản và dễ nhận biết. Khi ta

đưa chìa khố vào ổ điện và xoay chìa đến chức năng vận hành, tức

là ta đã gửi một dòng điện từ ắc quy thông qua 1 dây điện đến trực

tiếp cực dương của mobin . Bên trong môbin là các cuộn dây đồng

quấn xung quanh 1 chiếc lõi kim loại, dòng điện sẽ đi qua đó trước

khi đến cực âm của lõi. Từ đó, dây sẽ chuyền 1 dòng điện qua bộ

chia điện và nối với công tắc bật tắt, ta gọi là má vít. Khi má vít

đóng, dòng điện đi trực tiếp xuống nguồn mát. Khi dòng điện được

chuyền từ cơng tắc điện, thông qua các cuộn dây trong lõi, sau đó

xuống nguồn mát, nó tạo ta một từ trường lớn bên trong lõi mơbin .

 Má vít được thiết kế do một điểm tiếp xúc cố định mà được gắn chặt

trên một miếng kim loại bên trong thân chia điện, và một bánh răng

xoay được gắn ở cuối lò xo chịu lực. Điểm xoay chỉnh được là 4,6

hoặc 8 mấu cam (tuỳ thuộc vào số thứ tự xi lanh trên động cơ). Cam

chia điện quay cùng lực với động cơ, tạo thành một chu trình khép

kín hồn thiện cho 2 thì của động cơ. Khi nó quay, cam sẽ đẩy má vít

đóng hoặc mở. Mỗi khi má vít đóng, dòng điện bị ngắt khỏi mơbin,

do đó khơng tạo ra từ trường và đẩy dòng điện cao áp đến tụ điện thứ

cấp. Dòng điện đi đến đỉnh của mơbin thơng qua bộ dây cao áp.

 Cơng tắc điện

Có 2 mạch điện riêng biệt đi từ công tắc đến môbin. Mạch thứ nhất đi

qua một con trở, nhằm mục đích giảm khoảng 15% điện thế để bảo

vệ má vít khỏi bị ăn mòn quá nhanh. Mạch thứ hai sẽ gửi một điện

thế ngun vẹn từ ắc quy đến mơbin, dòng điện này chỉ được sử dụng

khi khích hoạt trục khuỷu. Khi máy đề tác động một dòng điện cố

định để kích hoạt động cơ, sẽ phải có một một dòng khác để cung cấp

23



Động Cơ Đốt Trong



cho mơbin. Khi chìa khố điện được vặn đến vị trí khởi động thì

dòng điện ngun vẹn của ắc quy được sử dụng. Ngay sau khi động

cở vận hành, tài xế sẽ nhả chìa khố về chế độ chạy xe và dòng điện

lúc đó sẽ chuyển qua trở sơ cấp để đến môbin.

 Bộ chia điện

Khi bạn tháo nắp chia điện trên đỉnh bộ chia, bạn sẽ thấy má vít và tụ

điện, nó có thể chứa đựng một dòng điện nhỏ. Khi má vít bắt đầu mở,

dòng điện sẽ đi qua má vít và đi đến nguồn mát.

Má vít cần phải điều chỉnh định kỳ để động cơ chạy hiệu quả hơn. Có

một miếng nhựa ngăn giữa má vít và má cam, miếng nhựa đó sẽ bị

mòn mỗi khi má vít thay đổi góc mở. Có hai cách để đo má vít khi

cần điều chỉnh. Thứ nhât, đo khe hở má vít (góc cam điểm cao nhất).

Thứ hai, đo điện thế tại vị. Điện thế tại vị là dòng điện, tại độ quay

của cam, má vít đóng.

Mơbin đánh lửa

Mơbin đơn thuần chỉ là một bộ chuyển đổi điện. Nó bao gồm 2 cuộn

điện, sơ cấp và thứ cấp. Cuộn sơ cấp có khoảng 100-150 vòng dây

đồng. Và nó phải được cách điện để tránh chập hoặc đoản mạch. Nếu

bị như vậy thì nó sẽ khơng thể tạo ra từ trường sơ cấp theo yêu cầu.

Dây của cuộn sơ cấp đi vào bên trong môbin qua cực dương, chạy

xung quanh cuộn dây, sau đó thốt ra cực âm.

Cuộn thứ cấp có khoảng 15.000-30.000 vòng dây đồng và cũng được

cách điện đối với cuộn kia. Cuộn thứ cấp được đặt bên trong cuộn sơ

cấp. Cuộn thứ cấp sẽ gia tăng từ trường bên trong một lõi thép mềm.

Để chống lại nhiệt độ cao của dòng điện, mơbin sẽ có dầu làm mát

bên trong.

Mơbin đánh lửa là bộ phận chính của hệ thống đánh lửa. Khi dòng

điện đi qua mơbin, từ trường sẽ được phát sinh. Khi dòng điện ngắt,

từ trường bị ngắt sẽ chuyển một điện thế lớn qua cực trung tâm. Điện

thế đó sẽ cung cấp cho bugi thơng qua bộ chia điện.



24



Động Cơ Đốt Trong



 Góc đánh lửa

Góc đánh lửa (thời điểm đánh lửa) được cài đặt bằng cách nới lỏng

vít hãm và quay thân chia điện. Khi tia lửa điện được phát ra vào

đúng thời điểm cần thiết khi má vít bắt đầu mở, cụm chia điện quay

(má vít được đặt ở trên) sẽ làm thay đổi tính chất giữa vị trí của má

vít và vị trí của cam chia điện, bánh răng cam trên trục chai điện sẽ

ăn khớp vào hướng quay của động cơ.

Khi ta cài đặt, cài đặt ban đầu rất quan trọng, để động cơ chạy êm,

góc đánh lửa cần phải thay đổi tuỳ thuộc vào tốc độ động cơ và tải

trọng tức thời của động cơ. Nếu chúng ta xoay mấu cam có má vít

trên đó, có thế chúng ta đã thay đổi vị trí cam chia điện đối với bánh

răng dẫn động, chúng ta có thể thay đổi góc đánh lửa cho phù hợp

đối với động cơ.

 Bugi

Hệ thống đánh lửa là nguồn duy nhất cung cấp điện cho bugi. Hệ

thống sẽ cung cấp cho bugi một điện thế đủ để bugi phát tia lửa điện

tại thời điểm chính xác và đều đặn trong hàng nghìn vòng quay của

động cơ đến từng bugi trong vòng một phút.

Các bugi đời mới được thiết kế để sử dụng rất lâu trước khi phải thay

thế. Điều kỳ diệu này tạo ra muôn vàn hình thể và phạm vi nhiệt

lượng sinh ra được dùng cho từng loại động cơ riêng biệt.

Phạm vi nhiệt lượng của bugi thể hiện khi bugi khơng đủ nóng để đốt

cháy hêt các cặn bẩn bám vào đầu đốt , và nó khơng đủ nóng do vậy

tạo ra sự đánh lửa sớm của động cơ. Đánh lửa sớm gây ra do bugi

khơng đủ nóng, nó bắt đầu hâm nóng lên và đốt cháy nhiên liệu trước

khi đánh tia lửa điện. Hầu hết bugi đều có một điện trở để chống

nhiễu cho sóng radio. Khe hở bugi quá rộng, lượng điện thế không đủ

lớn để vượt qua tạo ra mất tia lửa điện. Khe hở quá hẹp, điện áp tập

trung trên bugi sẽ lớn dẫn đến đánh lửa liên tục và cũng tạo nên kém

hiệu quả



25



Động Cơ Đốt Trong



 Hệ thống đánh lửa điện tử

(Từ năm 1970 đến nay)

Phần này sẽ cho chúng ta thấy sự khác biệt giữa hệ thống má vít-tụ

điện sớm và hệ thống đánh lửa điện tử.

Trong hệ thống đánh lửa điện tử, má vít và tụ điện được thay thế bởi

điện tử. Với hệ thống này, sẽ có một vài phương pháp để để thay thế

má vít và tụ điện để tác động cho mơbin đánh lửa. Một phương pháp

sử dụng một bánh răng kim loại, mỗi bánh răng là cho 1 xilanh. Nó

được gọi là “phần vỏ” và “phần chống”. Môbin từ trường sẽ cảm

nhận khi bánh răng đi qua và gửi một tín hiệu và hộp điều khiển để ra

lệnh cho môbin đánh lửa.

Hệ thống khác sử dụng một “mắt điện tử” có khớp bánh răng để gửi

tín hiệu đến hệ thống điện tử, đó chính là thời điểm để chỉ thị mơbin

đánh ra tia lửa. Hệ thống này vẫn cần phải có sự điều chỉnh thời điểm

bằng cách quay vỏ bộ chia điện.

Tính tiên tiến của hệ thống này, bên cạnh việc khơng cần bảo dưỡng,

là modul điều khiển có thể điều phối điện thế sơ cấp cao hơn rất

nhiều so với đánh lửa cơ. Điện thế thậm chí có thể vọt lên trước khi

đi đến mơbin, do vậy mơbin có thể làm cho bugi nóng hơn, điện thế

lên đến 50.000V so với điện thế 20.000V thông thường của đánh lửa

cơ.

 Đánh lửa khơng có bộ chia điện

(từ thập kỷ 80 đến nay)

Ngày nay, hệ thống đánh lửa cơ (có bộ chia điện) đã được cải tiến

thành hệ thống đánh lửa điện tử ngun khối hồn hảo và khơng có

bộ chia điện. Hệ thống này hoàn toàn được điều khiển bởi một máy

tính đặt ngay trong xe. Thay cho bộ chia điện, sẽ có nhiều mơbin

đánh lửa điện tử dành cho một hoặc hai bugi. Một động cơ 6 xi lanh

điển hình có 3 mơbin, được xếp gọn lại với nhau. Một dây điện bugi

được nối từ cạnh môbin sẽ và đi đến bugi đã được quy định. Môbin

bắn tia lửa điện cho cả 2 bugi tại một thời điểm. Một bugi đốt cháy

26



Động Cơ Đốt Trong



nhiên liệu vào cuối kỳ nén để sinh công, trong khi một bugi khác tại

kỳ xả sẽ khơng phải làm gì. Trên một số xe, mỗi xi lanh sẽ có một

mơbin nhất định được lắp trực tiếp trên đỉnh bugi. Thiết kế này hoàn

toàn loại bỏ dây cao áp bugi và hoạt động đáng tín cậy hơn nhiều.

Hầu hết các hệ thống trên đều sử dụng bugi có tuổi thọ trên

150.000km, do vậy giảm chi phí bảo dưỡng.



2. Bộ phận thêm vào thay thế để cải

tiến.

Hệ thống đánh lửa điện tử:

- Hệ thống đánh lửa điện tử ra đời từ rất lâu do Nhu cầu cho các quãng

đường cao hơn, giảm phát thải và độ tin cậy cao đã dẫn đến sự phát

triển của các hệ thống đánh lửa điện tử được cải tiến không ngừng. Để

có hệ thống đánh lửa tối ưu như ngày nay ( đánh lửa trực tiếp điều

khiển hoàn toàn bằng điện tử), hệ thống đánh lửa đã được hình thành và

cải tiến thành nhiều cách: đánh lửa ban đầu điều khiển bằng vít, rồi đến

đánh lửa bán dẫn, đánh lửa sớm bằng điện tử ( ESA ) và đánh lửa trực

tiếp điều khiển bằng điện tử.

-Trong hệ thống đánh lửa điện tử (ESA), thời điểm đánh lửa sẽ được

chức năng ESA của ECU điều khiển thông qua các cảm biến hỗ trợ (cảm

biến vị trí trục khuỷu, cảm biến vị trí trục cam, cảm biến lưu lượng khí

nạp…) để có thời điểm đánh lửa tối ưu nhất cho động cơ luôn làm việc ở

chế độ tốt nhất.

- Thay vì sử dụng bộ chia điện, hệ thống đánh lửa điện tử sử dụng bô

bin đơn hoặc đôi cung cấp điện cao áp trực tiếp cho bugi. Thời điểm

đánh lửa được điều khiển bởi ESA của ECU động cơ. Trong các động cơ

gần đây, hệ thống đánh lửa này chiếm ưu thế. - Hệ thống này tạo ra một

tia lửa mạnh hơn rất nhiều mà cần thiết để đốt các hỗn hợp nhiên liệu

leaner. Breaker điểm hệ thống cần một điện trở để giảm điện áp hoạt

động của mạch chính để kéo dài cuộc đời của các điểm. Mạch chính của

27



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

2 Hệ thống đánh lửa bán dẫn có vít điều khiển.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×