1 Nguyên lí hoạt động của kiểu bán dẫn
1. Bộ phát tín hiệu phát ra tín hiệu đánh lửa.
2. Bộ đánh lửa (IC đánh lửa) nhận tín hiệu đánh lửa và lập tức cho chạy dòng sơ cấp.
3. Cuôn đánh lửa, với dòng sơ cấp bị ngắt đột ngột, sinh ra dòng cao áp.
4. Bộ chia điện sẽ phân phối dòng cao áp từ cuộn thứ cấp đến các bugi
5. Bugi nhận dòng cao áp và đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp hòa khí Thời điểm đánh lửa sớm được điều khiển bởi bộ đánh lửa sớm li tấm và bộ đánh lửa sớm chân không.
- Bộ đánh lửa sớm li tâm
Bộ đánh lửa sớm li tâm điều khiển đánh lửa sớm theo tốc độ của động cơ. Thông thường, vị trí các “quả văng” của bộ đánh lửa sớm li tâm được xác định bằng lò xo của nó. Khi tốc độ của trục bộ chia điện tăng lên cùng với tốc độ của động cơ, lực ly tâm vượt quá lực của lò xo, cho phép các quả văng tách xa ra. Kết quả là vị trí của rotor tín hiệu dịch chuyển vượt quá một góc đã định và cho đánh lửa sớm.
- Bộ đánh lửa sớm chân không
Bộ đánh lửa sớm chân không điều khiển đánh lửa sớm theo tải trọng của động cơ. Màng được liên kết với tấm ngắt thông qua thanh đẩy. Buồng màng được nối thông với cửa trước của đường ống nạp. Khi bướm ga hé mở, áp suất chân không từ cửa trước sẽ hút màng để làm quay tấm ngắt. Kết quả là bộ phát tín hiệu dịch chuyển, và gây ra đánh lửa sớm.
2 Nguyên lí hoạt động của kiểu bán dẫn có ESA
1. ECU động cơ nhận tín hiệu từ các cảm biến khác nhau, tính toán thời điểm đánh lửa tối *ưu, và gửi tín hiệu đánh lửa tới IC đánh lửa. (ECU động cơ cũng có tác dụng điều khiển đánh lửa sớm).
2. IC đánh lửa nhận tín hiệu đánh lửa và lập tức cho chạy dòng sơ cấp.
3. Bô bin, với dòng sơ cấp bị ngắt đột ngột, sinh ra dòng cao áp
4. Bộ chia điện sẽ phân phối dòng cao áp từ cuộn thứ cấp đến các bugi.
5. Bugi nhận dòng cao áp và đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp hòa khí
3 Hệ thống đánh lửa trực tiếp
Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp (ĐLTT), bộ chia điện không còn được sử dụng nữa. Thay vào đó, hệ thống ĐLTT cung cấp một bô 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 không 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 toán thời điểm đánh lửa, truyền tín hiệu đánh lửa đến IC đánh lửa. Thời điểm đánh lửa được tính toán 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:
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 không khí nạp.
6. Cảm biến nhiệt độ nước (THW): Phát hiện nhiệt độ nước làm mát động cơ
7. Bô bin và IC đánh lửa: Đóng và ngắt dòng điện trong cuộn sơ cấp vào thời điểm tối *ưu. Gửi các tín hiệu IGF đến ECU động cơ.
8. ECU động cơ: Phát ra các tín hiệu IGT dựa trên các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau, và gửi tín hiệu đến bô bin có IC đánh lửa.
9. Bugi: Phát ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp hòa khí.
Bô 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. Nhö*ng nay, thì bô 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 bô 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.
Sau đây là một thí dụ về vận hành dựa trên DIS của động cơ 1NZ-FE, dùng bô bin kết hợp với IC đánh lửa.
1. ECU động cơ nhận tín hiệu từ các cảm biến khác nhau và xác định thời điểm đánh lửa tối *ưu. (ECU của động cơ cũng có tác động đến việc điều khiển đánh lửa sớm)
2. ECU động cơ gửi tín hiệu IGT đến bô bin có IC đánh lửa. Tín hiệu IGT được gửi đến IC đánh lửa theo thứ tự đánh lửa (1-3-4-2).
3. Cuộn đánh lửa, với dòng sơ cấp được ngắt đột ngột, sẽ sinh ra dòng cao áp.
4. Tín hiệu IGF được gửi đến ECU động cơ khi dòng sơ cấp vượt quá một trị số đã định.
5. Dòng cao áp phát ra từ cuộn thứ cấp sẽ được dẫn đến bugi và gây đánh lửa.
Hình 1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa
2. Bộ đánh lửa (IC đánh lửa) nhận tín hiệu đánh lửa và lập tức cho chạy dòng sơ cấp.
3. Cuôn đánh lửa, với dòng sơ cấp bị ngắt đột ngột, sinh ra dòng cao áp.
4. Bộ chia điện sẽ phân phối dòng cao áp từ cuộn thứ cấp đến các bugi
5. Bugi nhận dòng cao áp và đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp hòa khí Thời điểm đánh lửa sớm được điều khiển bởi bộ đánh lửa sớm li tấm và bộ đánh lửa sớm chân không.
- Bộ đánh lửa sớm li tâm
Bộ đánh lửa sớm li tâm điều khiển đánh lửa sớm theo tốc độ của động cơ. Thông thường, vị trí các “quả văng” của bộ đánh lửa sớm li tâm được xác định bằng lò xo của nó. Khi tốc độ của trục bộ chia điện tăng lên cùng với tốc độ của động cơ, lực ly tâm vượt quá lực của lò xo, cho phép các quả văng tách xa ra. Kết quả là vị trí của rotor tín hiệu dịch chuyển vượt quá một góc đã định và cho đánh lửa sớm.
Hình 2. Bộ đánh lửa sớm li tâm
Bộ đánh lửa sớm chân không điều khiển đánh lửa sớm theo tải trọng của động cơ. Màng được liên kết với tấm ngắt thông qua thanh đẩy. Buồng màng được nối thông với cửa trước của đường ống nạp. Khi bướm ga hé mở, áp suất chân không từ cửa trước sẽ hút màng để làm quay tấm ngắt. Kết quả là bộ phát tín hiệu dịch chuyển, và gây ra đánh lửa sớm.
Hình 3. Bộ đánh lửa sớm chân không
Hình 4. Hệ thống đánh lửa bán dẫn có ESA
2. IC đánh lửa nhận tín hiệu đánh lửa và lập tức cho chạy dòng sơ cấp.
3. Bô bin, với dòng sơ cấp bị ngắt đột ngột, sinh ra dòng cao áp
4. Bộ chia điện sẽ phân phối dòng cao áp từ cuộn thứ cấp đến các bugi.
5. Bugi nhận dòng cao áp và đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp hòa khí
3 Hệ thống đánh lửa trực tiếp
Hình 5. Hệ thống đánh lửa trực tiếp
Hệ thống đánh lửa trực tiếp bao gồm các bộ phận sau đây:
Hình 6. Các thành phần của hệ thống đánh lửa trực tiếp
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 không khí nạp.
6. Cảm biến nhiệt độ nước (THW): Phát hiện nhiệt độ nước làm mát động cơ
7. Bô bin và IC đánh lửa: Đóng và ngắt dòng điện trong cuộn sơ cấp vào thời điểm tối *ưu. Gửi các tín hiệu IGF đến ECU động cơ.
8. ECU động cơ: Phát ra các tín hiệu IGT dựa trên các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau, và gửi tín hiệu đến bô bin có IC đánh lửa.
9. Bugi: Phát ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp hòa khí.
Hình 7. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống đánh lửa trực tiếp
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. Nhö*ng nay, thì bô 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 bô 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.
Hình 8. Bô bin kết hợp với IC đánh lửa
1. ECU động cơ nhận tín hiệu từ các cảm biến khác nhau và xác định thời điểm đánh lửa tối *ưu. (ECU của động cơ cũng có tác động đến việc điều khiển đánh lửa sớm)
2. ECU động cơ gửi tín hiệu IGT đến bô bin có IC đánh lửa. Tín hiệu IGT được gửi đến IC đánh lửa theo thứ tự đánh lửa (1-3-4-2).
3. Cuộn đánh lửa, với dòng sơ cấp được ngắt đột ngột, sẽ sinh ra dòng cao áp.
4. Tín hiệu IGF được gửi đến ECU động cơ khi dòng sơ cấp vượt quá một trị số đã định.
5. Dòng cao áp phát ra từ cuộn thứ cấp sẽ được dẫn đến bugi và gây đánh lửa.
Hình 9. Sơ đồ của hệ thống đánh lửa 1NZ-FE
