Điện tử cơ bản - Hoạt động của các kiểu hệ thống đánh lửa

Nội dung text: Điện tử cơ bản - Hoạt động của các kiểu hệ thống đánh lửa

1. Hoạt động của các kiểu hệ thống đánh lửa Bao gồm kiểu bán dẫn, kiểu bán dẫn cĩ ESA , kiểu đánh lửa trực tiếp. 1 Nguyên lí hoạt động của kiểu bán dẫn Hình 1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa
2. 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 dịng sơ cấp. 3. Cuơn đánh lửa, với dịng sơ cấp bị ngắt đột ngột, sinh ra dịng cao áp. 4. Bộ chia điện sẽ phân phối dịng cao áp từ cuộn thứ cấp đến các bugi 5. Bugi nhận dịng cao áp và đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp hịa khí Thời điểm đánh lửa sớm được điều khiển bởi bộ đánh lửa sớm li tấm và bộ đánh lửa sớm chân khơng. - Bộ đánh lửa sớm li tâm Bộ đánh lửa sớm li tâm điều khiển đánh lửa sớm theo tốc độ của động cơ. Thơng thường, vị trí các “quả văng” của bộ đánh lửa sớm li tâm được xác định bằng lị xo của nĩ. Khi tốc độ của trục bộ chia điện tăng lên cùng với tốc độ của động cơ, lực ly tâm vượt quá lực của lị xo, cho phép các quả văng tách xa ra. Kết quả là vị trí của rotor tín hiệu dịch chuyển vượt quá một gĩc đã định và cho đánh lửa sớm. Hình 2. Bộ đánh lửa sớm li tâm - Bộ đánh lửa sớm chân khơng Bộ đánh lửa sớm chân khơng điều khiển đánh lửa sớm theo tải trọng của động cơ.
3. Màng được liên kết với tấm ngắt thơng qua thanh đẩy. Buồng màng được nối thơng với cửa trước của đường ống nạp. Khi bướm ga hé mở, áp suất chân khơng 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 khơng 2 Nguyên lí hoạt động của kiểu bán dẫn cĩ ESA
4. Hình 4. Hệ thống đánh lửa bán dẫn cĩ ESA 1. ECU động cơ nhận tín hiệu từ các cảm biến khác nhau, tính tốn thời điểm đánh lửa tối *ưu, và gửi tín hiệu đánh lửa tới IC đánh lửa. (ECU động cơ cũng cĩ tác dụng điều khiển đánh lửa sớm). 2. IC đánh lửa nhận tín hiệu đánh lửa và lập tức cho chạy dịng sơ cấp. 3. Bơ bin, với dịng sơ cấp bị ngắt đột ngột, sinh ra dịng cao áp 4. Bộ chia điện sẽ phân phối dịng cao áp từ cuộn thứ cấp đến các bugi. 5. Bugi nhận dịng cao áp và đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp hịa khí 3 Hệ thống đánh lửa trực tiếp
5. Hình 5. Hệ thống đánh lửa trực tiếp Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp (ĐLTT), bộ chia điện khơng cịn được sử dụng nữa. Thay vào đĩ, hệ thống ĐLTT cung cấp một bơ bin cùng với một IC đánh lửa độc lập cho mỗi xy-lanh. Vì hệ thống này khơng cần sử dụng bộ chia điện hoặc dây cao áp nên nĩ cĩ thể giảm tổn thất năng lượng trong khu vực cao áp và tăng độ bền. Đồng thời nĩ 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 thơng 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 thơng thường thì phương pháp điều khiển bằng ESA cĩ độ chính xác cao hơn và khơng cần phải đặt lại thời điểm đánh lửa. Kết quả là hệ thống này giúp cải thiện tiết kiệm nhiên liệu và tăng cơng suất phát ra. Hệ thống đánh lửa trực tiếp bao gồm các bộ phận sau đây:
6. Hình 6. Các thành phần của hệ thống đánh lửa trực tiếp 1. Cảm biến vị trí trục khuỷu (NE):Phát hiện gĩc 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 gĩc mở của bướm ga 5. Cảm biến l*ưu lượng khí nạp (VG/PIM): Phát hiện lượng 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: Đĩng và ngắt dịng 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 bơ bin cĩ IC đánh lửa. 9. Bugi: Phát ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp hịa khí.
7. Hình 7. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống đánh lửa trực tiếp Bơ bin cĩ IC đánh lửa: Thiết bị này bao gồm IC đánh lửa và bơ bin kết hợp thành một cụm. Trước đây, dịng điện cao áp được dẫn đến xy lanh bằng dây cao áp. Như*ng nay, thì bơ bin cĩ thể nối trực tiếp đến bugi của từng xy lanh thơng qua việc sử dụng bơ bin kết hợp với IC đánh lửa. Khoảng cách dẫn điện cao áp được rút ngắn nhờ cĩ 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.
8. Hình 8. Bơ bin kết hợp với IC đánh lửa Sau đây là một thí dụ về vận hành dựa trên DIS của động cơ 1NZ-FE, dùng bơ 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 cĩ tác động đến việc điều khiển đánh lửa sớm) 2. ECU động cơ gửi tín hiệu IGT đến bơ bin cĩ 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 dịng sơ cấp được ngắt đột ngột, sẽ sinh ra dịng cao áp. 4. Tín hiệu IGF được gửi đến ECU động cơ khi dịng sơ cấp vượt quá một trị số đã định. 5. Dịng cao áp phát ra từ cuộn thứ cấp sẽ được dẫn đến bugi và gây đánh lửa.
9. Hình 9. Sơ đồ của hệ thống đánh lửa 1NZ-FE