Utt-Car
Tài xế O-H
Hệ thống đánh lửa chỉ được sử dụng trên các xe có trang bị động cơ xăng, động cơ khí ga, động cơ nhiên liệu cồn và nhiên liệu xăng sinh học. Trải qua quá trình phát triển của các hệ thống trên xe ô tô thì hệ thống đánh lửa có thể chia thành một số loại như sau
1. Hệ thống đánh lửa tiếp điểm (má vít)
Hệ thống đánh lửa má vít hay còn gọi là hệ thống đánh lửa tiếp điểm, đây là hệ thống đánh lửa đầu tiên được sử dụng trên xe ô tô. Với hệ thống đánh lửa tiếp điểm này gồm các cụm bộ phận chính như sau:
- Các bộ phận chính trong hệ thống đánh lửa má vít
1-ắc quy; 2-Khoá điện; 3-Điện trở phụ;4-Bô bi cao áp; 5-Cuộn dây sơ cấp (W1); 6-Cuộn dây thứ cấp (W2); 7-Cam ngắt điện; 8-Tiếp điểm; 9-Tụ điện;10-Bugi; 11-Rôto
- Hoạt động của hệ thống đánh lửa má vít
- Khi hoạt động, khoá điện 2 đóng lại (bật ON), động cơ quay sẽ kéo trục bộ chia điện (đen cô) quay theo, cam ngắt điện 7 sẽ điều khiển đóng mở tiếp điểm 8, rô to quay sẽ phân phối dòng điện cao áp đến mỗi bu gi theo thứ tự nổ của xy lanh của động cơ.
- Nguyên lý tạo điện cao áp:
- Khi bật khóa điện ON và cam ngắt điện 7 sẽ phát xung thì sẽ xuất hiện dòng điện i1 trong cuộn dây sơ cấp W1 . Vì vậy dòng điện sẽ đi từ:
(+) ắc quy → khóa điện → điện trở phụ (nếu có) → W1 → mát. Khi đó xuất hiện dòng sơ cấp trong bôbin tạo ra từ trường Φ , từ trường Φ tồn tại trong bôbin cho tới khi tiếp điểm 8 đóng, khi đó từ trường Φ biến thiên cực nhanh và cảm ứng ra xung cao áp ở cuộn dây thứ cấp W2 của bôbin. Xung cao áp này được bộ chia điện đưa đến bugi theo thứ tự nổ của động cơ (hoặc tới thẳng bugi), tạo tia lửa điện đốt cháy hòa khí.
2. Hệ thống đánh lửa bán dẫn
- Sơ đồ cấu tạo hệ thống đánh lửa bán dẫn
- Sơ đồ đấu dây hệ thống đánh lửa bán dẫn
- Hoạt động của hệ thống đánh lửa bán dẫn
- Giai đoạn 1: Khi khóa điện đóng và Rô to của cảm biến (7) không quay thì T1 khóa nên xuất hiện dòng điện điều khiển:
(+)Ắc quy→ Cầu chì (2) → Khóa điện (3) → R1 → R2 → (-) ắc quy.
- Giai đoạn 2: Khi rô to của cảm biến quay và gờ cao của rô to (7) chưa di chuyển qua lõi thép của cuộn dây (W3) thì sẽ phát ra những xung điện xoay chiều. Nửa xung (+) sẽ tạo ra dòng điện điều khiển Tranzito T1 mở và Tranzito T2 được mở, dòng điện đị như sau:
(+)Ắc quy → Cầu chì (2) → Khóa điện (3) → Cuộn sơ cấp (W1) → Tranzito T1 → Tranzito T2 → (-) ắc quy.
- Giai đoạn 3: Khi gờ cao của rô to (7) đã di chuyển qua lõi thép của cảm biến, tín hiệu điện áp tác động lên tranzito T1 không còn nên tranzito T1 đóng lại. Khi đó dòng điện chạy qua tranzito T1 bị mất đột ngột nên tranzito T2 cũng bị đóng lại. Dòng điện qua cuộn dây sơ cấp W1 bị cắt, từ trường trong bô bin bị mất đột ngột. Do hiện tượng tự cảm tương hỗ nên trong cuộn dây thứ cấp W2 sinh ra một sức điện động cao áp có hiệu điện thế từ 12- 18kV. Dòng điện cao áp này qua con quay chia điện (9) và dây cao áp đến các bu gi (8) đánh lửa theo thứ tự nổ của động cơ để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu.
3. Hệ thống đánh lửa lập trình có bộ chia điện
- Sơ đồ hệ thống đánh lửa lập trình có bộ chia điện
- Sơ đồ đấu dây hệ thống đánh lửa lập trình có bộ chia điện
- Hoạt động của hệ thống đánh lửa lập trình có bộ chia điện
- Khi khóa điện bật ở vị trí ON, dòng điện từ bình ắc quy chạy qua khóa điện tới cấp nguồn cho ECM và IC đánh lửa, từ đó kích hoạt cho ECM và IC đánh lửa hoạt động.
- Khi trục khủy động cơ quay, thông qua sự liên động giữa trục khủy, trục cam và trục bộ chia điện làm trục bộ chia điện quay. Tại thời điểm đầu roto của trục bộ chia điện di chuyển qua đầu cảm biến sẽ làm xuất hiện từ trường biến thiên ở đầu cảm biến, từ đó cảm biến sẽ sinh ra một xung điện áp, xung điện áp này được gửi về ECU.
Khi ECM nhận được tín hiệu từ cảm biến đánh lửa, và cảm biến số vòng quay, nó hiểu rằng Piston đang di chuyển đến điểm chết trên ở cuối kỳ nén đầu kỳ nổ. ECM kết hợp với các tín hiệu khác trong động cơ như tín hiệu vị trí bàn đạp ga, tín hiệu nhiệt độ nước làm mát, tín hiệu nhiệt độ khí nạp, tín hiệu ô xy, từ đó ECM tính toán ra góc đánh lửa phù hợp. Tiếp tục ECM thực hiện gửi tín hiệu IGT để điều khiển IC đánh lửa hoạt động dưới dạng một xung vuông.
- Khi nhận được tín hiệu đánh lửa IGT từ ECU thì IC đánh lửa thực hiện mở thông dòng điện từ chân C (cuộn dây đánh lửa) về mát. Đây cũng là giai đoạn hình thành dòng điện sơ cấp chạy trong cuộn dây sơ cấp của bô bin đánh lửa. Khi tín hiệu IGT từ ECM kết thúc thì IC đánh lửa lập tức ngắt dòng điện từ chân C và mát làm cho cuộn dây thứ cấp mất điện đột ngột, gây ra sự biến thiên từ thông lớn ở lõi thép của bô bin đánh lửa. Lúc này cuộn dây thứ cấp cảm ứng ra một dòng điện có xuất điện động lớn (khoảng 30-35 kV), dòng điện này được đưa đến con quay chia điện và chia đến đầu bu gi của máy tương ứng thự hiện đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp không khí – nhiên liệu.
- Sau khi IC đánh lửa thực hiện xong việc đánh lửa, nó sẽ gửi tín hiệu phản hồi IGF cho ECM thông báo cho ECM việc đánh lửa đã hoàn tất. Nếu không nhận được tín hiệu IGF thì ECM sẽ phát tín hiệu báo lỗi thông qua đèn kiểm tra động cơ.
* Chú ý: Khi khóa điện bật ở vị trí ON, nhưng động chơ không làm việc thì cảm biến đánh lửa không gửi tín hiệu về ECU, vậy nên ECU không gửi tín hiệu lên IC đánh lửa. Vì vậy hệ thống đánh lửa không hoạt động.
4. Hệ thống đánh lửa lập trình không có bộ chia điện
- Sơ đồ hệ thống đánh lửa lập trình không có bộ chia điện
- Sơ đồ đấu dây của hệ thống đánh lửa lập trình không có bộ chia điện
- Hoạt động của hệ thống đánh lửa lập trình không có bộ chia điện
- Khi động cơ hoạt động các cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến vị trí trục cam, cảm biến vị trí bàn đạp ga, cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến nhiệt độ khí nạp gửi tín hiệu về ECM, thông qua các tín hiệu này ECM xác định được vị trí Piston di chuyển trong xi lanh, lượng gió nạp vào động cơ, tình trạng tải trọng của động cơ. Từ đó nó xác định được thời điểm cần thiết để đánh lửa.
- Khi đã xác định được thời điểm để đánh lửa ở các xi lanh thì ECM sẽ gửi tín hiệu đánh lửa đến các IC đánh lửa thông qua các dây dẫn IGT1, IGT2, IGT3 ... IGTn..
- Khi nhận được tín hiệu đánh lửa của ECU thì IC đánh lửa thực hiện cho nối thông chân cuộn dây của Bô bin và mát. Lúc này trong cuộn dây sơ cấp xuất hiện dòng điện sơ cấp chạy qua làm xuất hiện từ trường xung quanh cuộn dây, từ trường này từ hóa lõi thép làm cho lõi thép biến thành nam châm điện, từ thông của nam châm điện này móc vòng qua cả cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp.
- Sau một đơn vị thời gian rất ngắn thì ECM ngắt tín hiệu điều khiển đánh lửa tới IC, làm cho IC ngắt không cho dòng điện từ cuộn sơ cấp về mát. làm cho từ trường của cuộn sơ cấp mất đột ngột, dẫn đến từ thông của lõi thép giảm đột ngột, gây ra sự biến đổi từ thông qua cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp. Điều này làm cho cuộn dây thứ cấp xuất hiện một suất điện động cao áp, suất điện động này khoảng 30 KV, dòng điện này được phóng qua khe hở của bugi gây ra tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp không khí và nhiên liệu.
1. Hệ thống đánh lửa tiếp điểm (má vít)
Hệ thống đánh lửa má vít hay còn gọi là hệ thống đánh lửa tiếp điểm, đây là hệ thống đánh lửa đầu tiên được sử dụng trên xe ô tô. Với hệ thống đánh lửa tiếp điểm này gồm các cụm bộ phận chính như sau:
- Các bộ phận chính trong hệ thống đánh lửa má vít
1-ắc quy; 2-Khoá điện; 3-Điện trở phụ;4-Bô bi cao áp; 5-Cuộn dây sơ cấp (W1); 6-Cuộn dây thứ cấp (W2); 7-Cam ngắt điện; 8-Tiếp điểm; 9-Tụ điện;10-Bugi; 11-Rôto
- Hoạt động của hệ thống đánh lửa má vít
- Khi hoạt động, khoá điện 2 đóng lại (bật ON), động cơ quay sẽ kéo trục bộ chia điện (đen cô) quay theo, cam ngắt điện 7 sẽ điều khiển đóng mở tiếp điểm 8, rô to quay sẽ phân phối dòng điện cao áp đến mỗi bu gi theo thứ tự nổ của xy lanh của động cơ.
- Nguyên lý tạo điện cao áp:
- Khi bật khóa điện ON và cam ngắt điện 7 sẽ phát xung thì sẽ xuất hiện dòng điện i1 trong cuộn dây sơ cấp W1 . Vì vậy dòng điện sẽ đi từ:
(+) ắc quy → khóa điện → điện trở phụ (nếu có) → W1 → mát. Khi đó xuất hiện dòng sơ cấp trong bôbin tạo ra từ trường Φ , từ trường Φ tồn tại trong bôbin cho tới khi tiếp điểm 8 đóng, khi đó từ trường Φ biến thiên cực nhanh và cảm ứng ra xung cao áp ở cuộn dây thứ cấp W2 của bôbin. Xung cao áp này được bộ chia điện đưa đến bugi theo thứ tự nổ của động cơ (hoặc tới thẳng bugi), tạo tia lửa điện đốt cháy hòa khí.
2. Hệ thống đánh lửa bán dẫn
- Sơ đồ cấu tạo hệ thống đánh lửa bán dẫn
- Sơ đồ đấu dây hệ thống đánh lửa bán dẫn
- Hoạt động của hệ thống đánh lửa bán dẫn
- Giai đoạn 1: Khi khóa điện đóng và Rô to của cảm biến (7) không quay thì T1 khóa nên xuất hiện dòng điện điều khiển:
(+)Ắc quy→ Cầu chì (2) → Khóa điện (3) → R1 → R2 → (-) ắc quy.
- Giai đoạn 2: Khi rô to của cảm biến quay và gờ cao của rô to (7) chưa di chuyển qua lõi thép của cuộn dây (W3) thì sẽ phát ra những xung điện xoay chiều. Nửa xung (+) sẽ tạo ra dòng điện điều khiển Tranzito T1 mở và Tranzito T2 được mở, dòng điện đị như sau:
(+)Ắc quy → Cầu chì (2) → Khóa điện (3) → Cuộn sơ cấp (W1) → Tranzito T1 → Tranzito T2 → (-) ắc quy.
- Giai đoạn 3: Khi gờ cao của rô to (7) đã di chuyển qua lõi thép của cảm biến, tín hiệu điện áp tác động lên tranzito T1 không còn nên tranzito T1 đóng lại. Khi đó dòng điện chạy qua tranzito T1 bị mất đột ngột nên tranzito T2 cũng bị đóng lại. Dòng điện qua cuộn dây sơ cấp W1 bị cắt, từ trường trong bô bin bị mất đột ngột. Do hiện tượng tự cảm tương hỗ nên trong cuộn dây thứ cấp W2 sinh ra một sức điện động cao áp có hiệu điện thế từ 12- 18kV. Dòng điện cao áp này qua con quay chia điện (9) và dây cao áp đến các bu gi (8) đánh lửa theo thứ tự nổ của động cơ để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu.
3. Hệ thống đánh lửa lập trình có bộ chia điện
- Sơ đồ hệ thống đánh lửa lập trình có bộ chia điện
- Sơ đồ đấu dây hệ thống đánh lửa lập trình có bộ chia điện
- Hoạt động của hệ thống đánh lửa lập trình có bộ chia điện
- Khi khóa điện bật ở vị trí ON, dòng điện từ bình ắc quy chạy qua khóa điện tới cấp nguồn cho ECM và IC đánh lửa, từ đó kích hoạt cho ECM và IC đánh lửa hoạt động.
- Khi trục khủy động cơ quay, thông qua sự liên động giữa trục khủy, trục cam và trục bộ chia điện làm trục bộ chia điện quay. Tại thời điểm đầu roto của trục bộ chia điện di chuyển qua đầu cảm biến sẽ làm xuất hiện từ trường biến thiên ở đầu cảm biến, từ đó cảm biến sẽ sinh ra một xung điện áp, xung điện áp này được gửi về ECU.
Khi ECM nhận được tín hiệu từ cảm biến đánh lửa, và cảm biến số vòng quay, nó hiểu rằng Piston đang di chuyển đến điểm chết trên ở cuối kỳ nén đầu kỳ nổ. ECM kết hợp với các tín hiệu khác trong động cơ như tín hiệu vị trí bàn đạp ga, tín hiệu nhiệt độ nước làm mát, tín hiệu nhiệt độ khí nạp, tín hiệu ô xy, từ đó ECM tính toán ra góc đánh lửa phù hợp. Tiếp tục ECM thực hiện gửi tín hiệu IGT để điều khiển IC đánh lửa hoạt động dưới dạng một xung vuông.
- Khi nhận được tín hiệu đánh lửa IGT từ ECU thì IC đánh lửa thực hiện mở thông dòng điện từ chân C (cuộn dây đánh lửa) về mát. Đây cũng là giai đoạn hình thành dòng điện sơ cấp chạy trong cuộn dây sơ cấp của bô bin đánh lửa. Khi tín hiệu IGT từ ECM kết thúc thì IC đánh lửa lập tức ngắt dòng điện từ chân C và mát làm cho cuộn dây thứ cấp mất điện đột ngột, gây ra sự biến thiên từ thông lớn ở lõi thép của bô bin đánh lửa. Lúc này cuộn dây thứ cấp cảm ứng ra một dòng điện có xuất điện động lớn (khoảng 30-35 kV), dòng điện này được đưa đến con quay chia điện và chia đến đầu bu gi của máy tương ứng thự hiện đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp không khí – nhiên liệu.
- Sau khi IC đánh lửa thực hiện xong việc đánh lửa, nó sẽ gửi tín hiệu phản hồi IGF cho ECM thông báo cho ECM việc đánh lửa đã hoàn tất. Nếu không nhận được tín hiệu IGF thì ECM sẽ phát tín hiệu báo lỗi thông qua đèn kiểm tra động cơ.
* Chú ý: Khi khóa điện bật ở vị trí ON, nhưng động chơ không làm việc thì cảm biến đánh lửa không gửi tín hiệu về ECU, vậy nên ECU không gửi tín hiệu lên IC đánh lửa. Vì vậy hệ thống đánh lửa không hoạt động.
4. Hệ thống đánh lửa lập trình không có bộ chia điện
- Sơ đồ hệ thống đánh lửa lập trình không có bộ chia điện
- Sơ đồ đấu dây của hệ thống đánh lửa lập trình không có bộ chia điện
- Hoạt động của hệ thống đánh lửa lập trình không có bộ chia điện
- Khi động cơ hoạt động các cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến vị trí trục cam, cảm biến vị trí bàn đạp ga, cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến nhiệt độ khí nạp gửi tín hiệu về ECM, thông qua các tín hiệu này ECM xác định được vị trí Piston di chuyển trong xi lanh, lượng gió nạp vào động cơ, tình trạng tải trọng của động cơ. Từ đó nó xác định được thời điểm cần thiết để đánh lửa.
- Khi đã xác định được thời điểm để đánh lửa ở các xi lanh thì ECM sẽ gửi tín hiệu đánh lửa đến các IC đánh lửa thông qua các dây dẫn IGT1, IGT2, IGT3 ... IGTn..
- Khi nhận được tín hiệu đánh lửa của ECU thì IC đánh lửa thực hiện cho nối thông chân cuộn dây của Bô bin và mát. Lúc này trong cuộn dây sơ cấp xuất hiện dòng điện sơ cấp chạy qua làm xuất hiện từ trường xung quanh cuộn dây, từ trường này từ hóa lõi thép làm cho lõi thép biến thành nam châm điện, từ thông của nam châm điện này móc vòng qua cả cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp.
- Sau một đơn vị thời gian rất ngắn thì ECM ngắt tín hiệu điều khiển đánh lửa tới IC, làm cho IC ngắt không cho dòng điện từ cuộn sơ cấp về mát. làm cho từ trường của cuộn sơ cấp mất đột ngột, dẫn đến từ thông của lõi thép giảm đột ngột, gây ra sự biến đổi từ thông qua cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp. Điều này làm cho cuộn dây thứ cấp xuất hiện một suất điện động cao áp, suất điện động này khoảng 30 KV, dòng điện này được phóng qua khe hở của bugi gây ra tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp không khí và nhiên liệu.
