Sửa chữa hệ thống đánh lửa

PhÇn 1 Ch­¬ng 11 Söa ch÷a hÖ thèng ®¸nh löa 11 1 CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña hÖ thèng 11 1 1 NhiÖm vô cña hÖ thèng ®¸nh löa HÖ thèng ®¸nh löa ®­îc sö dông trong ®éng c¬ x¨ng, cã nhiÖm vô t¹o ra ®iÖn ¸p cao (hµng chôc kV) gi÷a hai ®iÖn cùc cña bu gi ®Ó bËt tia löa ®iÖn ®èt ch¸y hçn hîp nhiªn liÖu vµ kh«ng khÝ ®óng thêi ®iÓm yªu cÇu ®Ó ®éng c¬ lµm viÖc tèi ­u §Ó ®éng c¬ lµm viÖc tèi ­u (c«ng suÊt cao nhÊt vµ tiªu tèn Ýt nhiªn liÖu nhÊt), tia löa ®iÖn ph¶i ®­îc bËt t¹i thêi ®iÓm thÝch hîp tr­.

Chơng 11

Sửa chữa hệ thống đánh lửa

11.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống

11.1.1 Nhiệm vụ của hệ thống đánh lửa

Hệ thống đánh lửa đợc sử dụng trong động cơ xăng, cónhiệm vụ tạo ra điện áp cao (hàng chục kV) giữa hai điện cựccủa bu gi để bật tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu vàkhông khí đúng thời điểm yêu cầu để động cơ làm việc tối u

Để động cơ làm việc tối u (công suất cao nhất và tiêu tốn ítnhiên liệu nhất), tia lửa điện phải đợc bật tại thời điểm thích hợptrớc khi pít tông đến điểm chết trên ở hành trình nén Gócquay của trục khuỷu tính từ lúc tia lửa điện bật đến lúc pít tông

đến điểm chết trên đợc gọi là góc đánh lửa sớm, góc này thờngvào khoảng 7-35o tuỳ theo tốc độ và tải của động cơ Tốc độcàng lớn thì góc đánh lửa sớm phải càng lớn vì tốc độ lớn thìthời gian ứng với 1o nhỏ Tải nhỏ làm tốc độ cháy hỗn hợp chậmnên cũng phải đánh lửa sớm để có đủ thời gian đốt cháy kiệthỗn hợp nhiên liệu và không khí sao cho áp suất cao nhất trong xilanh đạt đợc khi pít tông ở lân cận sau điểm chết trên Đánh lửasớm hoặc muộn hơn yêu cầu đèu làm giảm công suất và tăngtiêu hao nhiên liệu Đánh lửa sớm còn có thể gây kích nổ trong

động cơ và tăng lực cơ học lên các chi tiết, trong khi đánh lửamuộn làm động cơ nóng

Nguồn điện dùng trên ô tô thờng là nguồn điện một chiều với

điện áp 12 V nên hệ thống đánh lửa phải dùng các thiết bị mạch

điện và biến áp để biến đổi điện áp này thành điện áp cao

Có nhiều loại hệ thống đánh lửa, sự khác nhau chủ yếu củachúng là ở nguyên tắc tạo xung điện áp thấp trên cuộn dây sơcấp của biến áp đánh lửa để cuộn thứ cấp cảm ứng ra điện cao

áp Sau đây giới thiệu một số loại hệ thống đánh lửa thờng dùngtrên động cơ ô tô Để hiểu thêm về cấu tạo, chức năng và đặc

điểm làm việc của các linh kiện điện và điện tử của hệ thống,

cần tham khảo thêm ở chơng “Sửa chữa hệ thống điện ô tô” đợcgiới thiệu sau.

11.1.2 Hệ thống đánh lửa thờng

Hình 11.1-1 giới thiệu các bộ phận và sơ đồ mạch điện của

hệ thống đánh lửa thờng, sử dụng nguồn điện ác qui Trong hệ

thống này, xung điện áp thấp trong cuộn sơ cấp của biến áp

đánh lửa đợc tạo ra nhờ cặp tiếp điểm K liên tục đóng mở nhờcam C trên trục bộ chia điện Trục bộ chia điện mang con quay 7

và cam C có số vấu bằng số xi lanh của động cơ và đợc dẫn

động từ trục khuỷu hoặc trục cam với tốc độ quay bằng nửa tốc

độ quay của trục khuỷu (đối với động cơ 4 kỳ)

Khi tiếp K điểm đóng, trong cuộn sơ cấp W1 của biến áp

đánh lửa 4 có dòng điện sơ cấp chạy qua từ cực dơng ác qui 1khoá điện 2  điện trở 3  cuộn W1  tiếp điểm K  mát G cực âm ác qui, khép kín mạch Dòng điện trong cuộn sơ cấp W1sinh ra một từ trờng với từ thông mắc vòng qua lõi thép và cuộnthứ cấp W2 của biến áp đánh lửa 4 Khi một vấu nào đó của cam

C mở tiếp điểm K, dòng điện sơ cấp trong W1 bị ngắt làm từtrờng giảm đột ngột Sự biến thiên của từ trờng gây ra trongcuộn thứ cấp W2 của biến áp 4 một suất điện động cảm ứng Do

số lợng vòng dây của cuộn thứ cấp lớn gấp nhiều lần so với sốvòng của cuộn sơ cấp nên suất điện động cảm ứng của cuộn thứ

Hình 11.1-1 Các bộ phận (a) và sơ đồ (b) của hệ thống đánh lửa th ờng

2

3

4 5

C 6

8 G

W1

W2

II I

0 M

cấp lên đến 20-24 kV Lúc này con quay 7 quay đến một vấuchia của bộ chia điện và dòng điện cao áp từ cuộn thứ cấp đợcdẫn qua dây cao áp đến bu gi để bật tia lửa điện đốt cháy hỗnhợp nhiên liệu và không khí trong xi lanh động cơ Dòng cao ápkhép kín từ W2  con quay 7  bu gi 8  mát G  qua ác qui 1

 điện trở 3  W2

Thời điểm đánh lửa có thể đợc coi là thời điểm tiếp điểm K

mở so với góc quay của cam C Do đó có thể điều chỉnh góc

đánh lửa sớm bằng cách xoay thân bộ chia điện mang cặp tiếp

điểm đi một góc nào đó so với trục bộ chia điện trong khi trục

bộ chia điện vẫn giữ nguyên vị trí ăn khớp với cơ cấu dẫn động

từ trục khuỷu động cơ Nếu xoay thân bộ chia điện ngợc chiềuquay của trục bộ chia điện thì đánh lửa sớm lên, còn xoay cùngchiều thì đánh lửa muộn đi so với góc đánh lửa ban đầu Sơ

đồ hình 11.1-1b là của động cơ 4 xi lanh, khi trục bộ chia điệnquay 1 vòng, tiếp điểm K sẽ đóng mở 4 lần, mỗi lần tiếp điểm

mở, con quay 7 sẽ quay đến một vấu để chia điện cao áp đếnbật tia lửa điện ở bu gi của một xi lanh Chỉ cần điều chỉnh

đúng góc đánh lửa sớm của một xi lanh (xi lanh thứ nhất) thì góc

đánh lửa sớm của các xi lanh khác cũng đúng

Tụ điện T có tác dụng giảm tia lửa điện giữa hai má vít củatiếp điểm K khi tiếp điểm bắt đầu mở để bảo vệ cặp tiếp

điểm khỏi bị cháy Điện trở 3 dùng để cải thiện đặc tính đánhlửa, đảm bảo dòng điện sơ cấp ổn định ở các chế độ tốc độlàm việc khác nhau của động cơ Khi khởi động, khoá điện sẽnối tắt mạch sơ cấp không qua điện trở 3 để dòng sơ cấp mạnhhơn nhằm tạo ra tia lửa điện mạnh giúp động cơ dễ khởi động

Hệ thống đánh lửa loại này có nhợc điểm là cặp tiếp điểmnhanh hỏng, gây tiếp xúc kém, khiến tia lửa điện yếu Mặtkhác, việc điều chỉnh tự động góc đánh lửa sớm tối u và ổn

định chất lợng tia lửa điện ở các chế độ tốc độ khác nhau của

động cơ tơng đối khó khăn Do đó, hệ thống này chỉ còn thấytrên các ô tô đời cũ, các xe đời mới hiện nay hoàn toàn sử dụng

hệ thống đánh lửa bán dẫn (điện tử)

11.1.3 Hệ thống đánh lửa bán dẫn có bộ chia điện

Hình 11.1-2 giới thiệu sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn có

bộ chia điện Về mặt kết cấu và nguyên lý làm việc, hệ thống

đánh lửa này chỉ khác với hệ thống đánh lửa thờng nói trên ởmạch sơ cấp Để tạo xung điện áp thấp, trong mạch sơ cấp cócảm biến đánh lửa 9 và mô đun đánh lửa 7 Cảm biến đánh lửa

9 cấp tín hiệu để đóng mở tranzito của mô đun đánh lửa 7 đểthông và ngắt dòng điện qua cuộn sơ cấp 3 của biến áp đánhlửa Trong một số hệ thống đánh lửa bán dẫn kiểu cũ, cảm biến

đánh lửa 9 vẫn sử dụng cơ cấu tiếp điểm với má vít và cam nh

bộ tiếp điểm trong hệ thống đánh lửa thờng Còn trong các hệthống đánh lửa bán dẫn sau này, cảm biến đánh lửa 9 thờng dùng

là các loại cảm biến kiểu cảm ứng điện từ, cảm biến hiệu ứnghall hoặc cảm biến quang học mà nguyên lý hoạt động củachúng đã đợc giới thiệu ở chơng 9

Nguyên tắc hoạt động của hệ thống nh sau: Trục bộ chia

điện mang rô to 10 quay sẽ tạo ra các tín hiệu xung điện áptrong cảm biến đánh lửa 9 (xung có dạng xoay chiều 8 đối vớicảm biến điện từ, xung hình chữ nhật đối với cảm biến hall vàcảm biến quang học) Rô to quay một vòng sẽ tạo ra số lợng cặpxung điện áp dơng-âm (hoặc dơng-0) bằng số xi lanh động cơ(rô to có số vấu hoặc số phiến hay số rãnh xẻ bằng số xi lanh của

động cơ) Xung từ cảm biến đợc mô đun hoá thành xung chữ

Hình 11.1-2 Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn có bộ chia điện

1- ác qui; 2- khoá điện; 3, 4- cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của biến áp đánh lửa; 5- con quay chia điện; 6- các đ ờng dây cao áp; 7- mô đun đánh lửa; 8- tín hiệu cảm biến đánh lửa; 9- cuộn dây cảm biến đánh lửa; 10- rô to cảm biến đánh lửa; 11- các bu gi; 12- mát.

nhật trong mô đun đánh lửa rồi điều khiển đóng mở trazitocông suất Xung dơng làm cho tranzito của mô đun đánh lửa 7thông và do đó dòng điện thấp áp từ ác qui chạy qua cuộn dâysơ cấp 3 của biến áp đánh lửa và sinh ra từ thông mắc vòng vớicuộn thứ cấp 4 Sau đó, xung âm hoặc 0 sẽ làm trazito bị khoá,

do đó ngắt dòng điện trong cuộn sơ cấp Khi đó cuộn thứ cấp 4

sẽ cảm ứng ra một suất điện động cao áp (35-40 kV) Dòng cao

áp từ cuộn thứ cấp 4 qua con quay chia điện đến đánh lửa ở bu

gi của xi lanh tơng ứng Sự cảm ứng ra suất điện động cao áp

và chia điện cao áp đến các bu gi trong hệ thống đánh lửa bándẫn có bộ chia điện cũng gống nh trong hệ thống đánh lửa th-ờng nhng điện áp đánh lửa cao hơn, do đó tia lửa điện mạnhhơn

Trong một số hệ thống đánh lửa bán dẫn, một đầu dây củacuộn thứ cấp của biến áp đánh lửa có thể đợc đấu chung với một

đầu cuộn cơ cấp nh trong biến áp đánh lửa của hệ thống đánhlửa thờng, nhng trong phần lớn các hệ thống, cuộn thứ cấp đợc nốiriêng hoàn toàn

Trong hệ thống đánh lửa bán dẫn có bộ chia điện, các cảmbiến đánh lửa đợc lắp trên thân bộ chia điện, còn rô to đợc lắptrên trục bộ chia điện và quay với tốc độ bằng nửa tốc độ quaycủa trục khuỷu đối với động cơ 4 kỳ Bộ chia điện với cảm biến

đánh lửa kiểu điện từ đợc giới thiệu trên hình 11.1-3, với cảmbiến đánh lửa kiểu hiệu ứng hall đợc giới thiệu trên hình 11.1-4còn hình 11.1-5 là bộ chia điện với cảm biến đánh lửa kiểuquang học

Nguyên lý hoạt động của các loại cảm biến đánh lửa nói trênhoàn toàn giống nh nguyên lý hoạt động của các cảm biến gócquay trục khuỷu và cảm biến góc quay trục cam cùng loại đã đợctrình bày ở chơng 9 nên không cần nói kỹ lại ở đây Chỉ có một

sự khác nhỏ về kết cấu ở đây là rô to của cảm biến đánh lửakiểu điện từ đặt trên trục bộ chia điện thờng có số răng bằng

số xi lanh động cơ, ít răng hơn đĩa quay trên bánh đà, và tơng

tự, số lá chắn trên đĩa quay của cảm biến hall hay số rãnh trên

đĩa quay của cảm biến quang học trên bộ chia điên cũng vậy.Tín hiệu ra của cảm biến cảm ứng điện từ là tín hiệu điện ápxoay chiều có dạng xung âm dơng đối xứng, còn tín hiệu ra củacảm biến hiệu ứng hall và cảm biến quang học có dạng xunghình chữ nhật 0-max

Trong các động cơ hiện đại, tín hiệu từ cảm biến đánh lửakhông đợc đa trực tiếp đến mô đun đánh lửa mà đợc đa đến

bộ xử lý điện tử trung tâm ECU Bộ xử lý này sẽ xử lý tín hiệucảm biến đánh lửa cùng với các tín hiệu về các thông số làm việckhác của động cơ để đa ra tín hiệu thích hợp điều khiển mô

đun đánh lửa để đảm bảo thời điểm đánh lửa tối u ở mọi chế

dộ làm việc của động cơ

1

2 5

Hình 11.1-4 Bộ chia

điện (a) với cảm biến

đánh lửa kiểu hiệu ứng

điện (a) với cảm biến

đánh lửa kiểu quang học

dây đ a tín hiệu ra; 7-

con quay chia điện; 8-

các đầu cắm dây cao áp

đến bu gi; 9- trục bộ chia

điện.

2

3

4 5

1 5

6 2

9

Hình 11.1-3 Bộ chia

điện (a) với cảm biến

đánh lửa kiểu điện từ (b)

8

3 7

1

11.1.4 Hệ thống đánh lửa bán dấn không có bộ chia

điện

Hệ thống đánh lửa bán dẫn không có bộ chia điện thờng đợc

sử dụng trên các động cơ có bộ điều khiển điện tử trung tâmECU Bộ điều khiển này điều khiển chung cả hệ thống đánhlửa, hệ thống phun xăng và một số thiết bị khác trên xe

Hình 11.1-6 là sơ đồ của một hệ thống đánh lửa loại này.Các tín hiệu vào ECU từ các cảm biến trên động cơ đã đợc giớithiệu ở chơng 9, phần hệ thống phun xăng điện tử Trong đó haicảm biến quan trọng nhất cấp tín hiệu cho ECU để điều khiển

đánh lửa là cảm biến góc quay trục khuỷu và cảm biến vị trítrục cam Hai cảm biến này có thể là loại cảm biến cảm ứng

điện từ, cảm biến hiệu ứng hall hoặc cảm biến quang học Cảmbiến góc quay trục khuỷu đợc đặt cạnh bánh đà hoặc cạnh một

đĩa quay lắp trên đầu trục khuỷu, còn cảm biến góc quay trụccam đợc đặt cạnh trục cam Các cảm biến này xác định tốc độ

động cơ, vị trí góc quay trục khuỷu, điểm chết trên và kỳ làmviệc của chu trình công tác của động cơ để ECU tính toán và

điều khiển sự đánh lửa đúng thời điểm yêu cầu tính theo gócquay trục khuỷu Tín hiệu từ các cảm biến khác nh cảm biếnnhiệt độ nớc, nhiệt độ khí nạp, các cảm biến xác định tải của

động cơ (độ mở bớm ga, áp suất đờng ống nạp và lu lợng khínạp) sẽ giúp ECU điều chỉnh tối u góc đánh lửa sớm theo tải vàchế độ nhiệt của động cơ

Tín hiệu điều khiển đánh lửa từ ECU là các tín hiệu xung

điện áp dạng hình chữ nhật đợc đa đến mô đun đánh lửa để

điều khiển đóng ngắt dòng điện thấp áp từ ác qui qua cáccuộn dây sơ cấp của biến áp đánh lửa để tạo ra dòng điện cao

áp đánh lửa ở các bu gi Thông thờng mô đun đánh lửa có nhiều

& 4)

Hình 11.1-6 Sơ đồ khối của một hệ thống đánh lửa

bán dẫn điển hình của động cơ 6 xi lanh một hàng

(thứ tự nổ 1-5-3-6-2-4) không có bộ chia điện (a) và sơ

đồ nối dây cao áp tới các bu gi của cuộn lửa 1 (b)

1- tín hiệu từ các cảm biến; 2- bộ điều khiển điện tử

trung tâm; 3- mô đun đánh lửa; 4- biến áp đánh lửa

(có nhiều cuộn dây); 5- cuộn dây thứ cấp của cuộn lửa

1.

5

(b)

Bu gi 1

Bu gi 6 Mát

tranzito công suất và biến áp đánh lửa có nhiều cuộn lửa tơngứng với số tranzito đó Mỗi tranzito điều khiển một cuộn lửa vàmỗi cuộn lửa đợc nối với 2 bu gi của 2 xi lanh làm việc lệch phanhau 360o góc quay trục khuỷu (hình 11.1-6b) Khi một trong hai

xi lanh đến thời điểm đánh lửa cần thiết thì cả hai bu gi cùng

đánh lửa Một bu gi đánh lửa vào cuối kỳ nén để đốt hỗn hợptrong xi lanh này, còn một bu gi kia đánh lửa vào cuối kỳ thải của

xi lanh kia Vì áp suất trong xi lanh ở cuối kỳ thải thấp nên điện

áp đánh lửa yêu cầu thấp, do đó năng lợng đánh lửa của cuộndây sẽ tập trung nhiều hơnvào xi lanh đang ở cuối kỳ nén để

đốt cháy hỗn hợp Đến khi xi lanh kia ở cuối kỳ nén thì xi lanhnày lại ở cuối kỳ thải và quá trình đánh lửa lại xảy ra tơng tự.Sơ đồ hệ thống đánh lửa trên hình 11.1-6 là của động cơ 6

xi lanh, mô đun đánh lửa có 3 trazito và biến áp đánh lửa có

t-ơng ứng 3 cặp cuộn dây sơ cấp-thứ cấp (3 cuộn lửa) phục vụ

đánh lửa cho 3 cặp bu gi, cặp bu gi của xi lanh 1 & 6, cặp bu gicủa xi lanh 2 & 5, và cặp bu gi của xi lanh 3 & 4 3 tranzito củamô đun đánh lửa đợc điều khiển bởi 3 tín hiệu điều khiển từECU

Một số động cơ còn dùng các cuộn lửa riêng rẽ cho mỗi xi lanh

và đợc đặt trực tiếp trên đầu các bu gi của từng xi lanh vàkhông cần sử dụng đờng dây cao áp Trong trờng hợp này, mỗicuộn lửa là một biến áp đánh lửa (mô bin) riêng rẽ và chỉ phục vụ

đánh lửa cho một bu gi Hệ thống này có u điểm là không bị rò

điện cao áp vì không có đờng dây cao áp

Trong một số hệ thống, mô đun đánh lửa đợc làm liền với ECU

mà không làm tách rời nh ở sơ đồ trên Trong trờng hợp này, đầu

ra điều khiển đánh lửa sẽ đợc nối trực tiếp với biến áp đánh lửa

11.1.5 Hệ thống đánh lửa điện dung

Khác với các hệ thống đánh lửa đã mô tả ở trên thuộc loại hệthống đánh lửa điện cảm, trong đó năng lợng trớc khi đánh lửa

đợc tích luỹ trong cuộn dây sơ cấp của biến áp đánh lửa, hệthống đánh lửa điện dung tích luỹ năng lợng đánh lửa trong

điện trờng của một tụ điện đặc biệt Trong hệ thống này, tialửa điện đợc tạo ra khi cảm biến đánh lửa điều khiển thôngmạch điện áp thấp qua cuộn dây sơ cấp của biến áp đánh lửa.Khi đó tụ điện phóng điện qua cuộn dây sơ cấp của biến áp

đánh lửa với cờng độ cao và rất nhanh làm từ trờng tăng độtngột khiến cuộn thứ cấp cảm ứng ra một suất điện động cao áp

(tới 40 KV) và phóng tia lửa điện giữa hai cực của bu gi Khi mạchsơ cấp bị ngắt thì tụ điện nạp điện tới 400 V.

điều khiển đánh lửa

với cảm biến đánh lửa

2, mô đun đánh lửa

3 và thyristor T, và

biến áp đánh lửa với

các cuộn dây sơ cấp

W1 và cuộn dây thứ

cấp W2 Khoá K đóng

khi làm việc; điode D

chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều với vai trò làm bộ lọcdòng điện nạp cho tụ C; thyristor T chỉ cho dòng điện đi quatheo một chiều khi có tín hiệu dơng đặt vào cực điều khiểncủa nó; bộ tăng điện áp 1 có nhiệm vụ tăng điện áp 12 V của ácqui lên khoảng 400 V để nạp cho tụ điện C

Nguyên lý hoạt động của hệ thống nh sau: Cảm biến đánhlửa 2 (có thể là cảm biến kiểu tiếp điểm, kiểu cảm ứng điện từ,hiệu ứng hall hay hiệu ứng quang học nh đã giới thiệu ở phẩn trớc)cung cấp tín hiệu dạng xung qua mô đun đánh lửa 3 đến cực

điều khiển của thyristor T Khi tín hiệu điều khiển có giá trịthấp (cực tiểu), T bị khoá và tụ C đợc nạp điện, dòng điện nạp

đi từ bộ tăng áp 1  D  (+)C  (-)C  W1  N  O  P  bộtăng áp 1, khép kín mạch Khi tín hiệu điều khiển có giá trị cao(cực đại), T thông mạch và tụ C phóng điện qua cuộn sơ cấp W1của biến áp đánh lửa Dòng điện phóng đi từ (+)C  T  O  N

 W1  (-)C, khép kín mạch Tụ C phóng điện với cờng độ lớn vàtrong thời gian rất ngắn nên từ trờng mắc vòng trong biến áp

đánh lửa tăng nhanh làm cảm ứng trong cuộn dây thứ cấp W2một suất điện động cao áp (tới 40 kV) Dòng cao áp đợc dẫn qua

đờng cao áp 4 tới bộ chia điện và tới bu gi nh các hệ thống đánhlửa khác đã nói ở trên

Hình 11.1-7 Sơ đồ hệ thống đánh lửa

điện dung 1- bộ tăng điện áp; 2- cảm biến đánh lửa; 3- mô đun đánh lửa; 4- đ ờng điện cao áp tới bộ chia điện hoặc bu gi; Aq- ác qui; K- khoá

điện; D- điode; T- thyristor; C- tụ điện đánh lửa; W1 & W2- cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp của biến áp đánh lửa.

C D

K Aq

O

N

P Q

+ _T

+ _

Đối với hệ thống đánh lửa điện dung không dùng bộ chia

điện, mỗi cuộn dây lửa có một tụ điện phục vụ đánh lửa Trongtrờng hợp biến áp đánh lửa đặt trực tiếp trên đầu các bu gi thì

tụ điện đánh lửa cũng đợc đặt liền với biến áp đánh lửa thànhmột cụm riêng rẽ cho mỗi xi lanh

Hệ thống đánh lửa điện dung cho điện áp đánh lửa cao hơncác hệ thống đánh lửa khác nhng thời gian tồn tại của tia lửa

điện thì lại ngắn hơn nhiều Hệ thống này đợc dùng phổ biếntrên các động cơ xe máy đời mới và có

thể không thích hợp với một số loại

động cơ ô tô tốc độ thấp

11.1.6 Các bộ phận của hệ

thống đánh lửa

a) Biến áp đánh lửa (mô bin)

Kết cấu của biến áp đánh lửa phụ

thuộc vào đặc điểm và loại hệ thống

đánh lửa Sự khác nhau chủ yếu giữa

các biến áp là ở số cặp cuộn dây sơ

cấp-thứ cấp và cách nối đầu ra của các

cuộn dây

Hình 11.1-8 là biến áp của hệ

thống đánh lửa có bộ chia điện Biến

áp gồm cuộn dây sơ cấp 5 và cuộn

thứ cấp 6 quấn quanh lõi thép từ 9 và

đợc đặt trong vỏ kín 1 Các cuộn dây

đợc cách điện với nhau và với vỏ Trong

một số biến áp, lõi và các cuộn dây

đ-ợc ngâm trong dầu biến thế để tản

nhiệt nhanh Cuộn sơ cấp có khoảng

250-400 vòng, đờng kính dây 0,7-0,8 mm Cuộn thứ cấp có19000-26000 vòng, đờng kính dây 0,07-0,1 mm Tuỳ thuộc vàokết cấu và đặc điểm của từng hệ thống đánh lửa, cuộn sơ cấp

và thứ cấp của biến áp có thể có điểm nối chung ở đầu dơnghoặc ở đầu âm của cuộn sơ cấp, nhng nói chung ở nhiều hệthống đánh lửa bán dẫn, cuộn thứ cấp thờng đợc nối tách rời cuộnsơ cấp Trong biến áp này, một đầu của cuộn thứ cấp đợc nốiriêng trực tiếp với mát

Biến áp đánh lửa của các hệ thống đánh lửa không có bộ chia

Hình 11.1-8 Biến áp đánh

lửa 1- vỏ biến áp; 2, 4- cực âm

và cực d ơng của cuộn sơ cấp; 3- đầu nối dây cao áp; 5- cuộn dây sơ cấp; 6- cuộn dây thứ cấp; 7- chất làm kín; 8- vật liệu cách điện; 9- lõi sắt từ.

điện thờng gồm nhiều cặp cuộn dây sơ cấp và thứ cấp đặttrong một hộp kín và mỗi cuộn thứ cấp có hai đầu nối dây cao

áp ra

b) Bu gi

Bu gi là cụm chi tiết tạo tia lửa

điện cao áp để đốt cháy hỗn hợp

không khí - nhiên liệu trong động

cơ Cấu tạo chung của một bu gi

đợc giới thiệu trên hình 11.1-9,

gồm thân sứ chịu nhiệt và cách

điện 3 nằm giữa hai điện cực 9

và 10 bằng thép hợp kim có khả

năng chịu ăn mòn và chịu nhiệt

tốt Phần dới vỏ kim loại có ren tiêu

chuẩn để lắp vào lỗ ren trên nắp

xi lanh Khe hở giữa các điện cực

vào khoảng 0,8-1 mm đối với hệ

c) Bộ chia điện và cảm biến đánh lửa

Bộ chia điện (hình 11.1-10) gồm bộ phận tạo xung hay cảmbiến đánh lửa (có thể là loại má vít, cảm biến điện từ, cảm biếnhiệu ứng hall hoặc cảm biến hiệu ứng quang học) đợc lắp trênmột đĩa giữ trong thân của bộ chia điện, bộ phận phân phối

điện cao áp (có con quay, nắp chia điện với các vấu tiếp điểmcao áp), rô to và trục dẫn động Trục bộ chia điện có lắp bánhrăng đợc dẫn động từ trục cam hoặc trục khuỷu của động cơ vàquay với tốc độ bằng nửa tốc độ quay quả trục khuỷu

Đối với hệ thống đánh lửa sử dụng phơng pháp điều chỉnh tự

động góc đánh lửa sớm (thời điểm đánh lửa) theo tốc độ (tốc

độ tăng cao cần đánh lửa sớm lên) và theo tải (tải tăng cần đánhlửa muộn đi) của động cơ bằng cơ cấu ly tâm và chân khôngthì các cơ cấu này cũng đợc đặt trên bộ chia điện Cơ cấu tự

động điều chỉnh góc đánh lửa sớm theo tốc độ kiểu ly tâm

Hình 11.1-9

Cấu tạo của Bu gi 1- đầu nối dây cao áp;

7- mặt côn lắp ghép;

8- sứ cách điện;

9- điện cực giữa;

10- điện cực bên;

11- khe hở giữa các điện cực

1

5 3 2

9 8

6 7

11

10 4

gồm hai quả văng lắp trên trục bộ chia điện tạo thành khớp nốitrung gian giữa trục bộ chia điện và trục rô ro (hình 11.1-10).Khi tốc độ động cơ tăng thì đồng thời tốc độ trục bộ chia điệntăng, khiến hai quả văng kéo căng lò xo và văng ra làm cho trụcrô to quay đi một góc so với trục bộ chia điện theo chiều quaycủa rô to Do đó, các vấu đánh lửa trên rô to quay sớm đi một góc

so với ban đầu, làm cho tín hiệu xung của cảm biến đánh lửaxuất hiện sớm hơn, do đó tia lửa điện bật sớm hơn so với lúc

hình, màng 6 liên hệ với đĩa 2

lắp cảm biến đánh lửa 1 qua

thanh kéo 7 Không gian sau

màng đợc thông với khí trời, còn

không gian trong buồng chân

không 4 đợc thông với áp suất

chân không trong đờng ống nạp

sau bớm ga qua ống nối 5 Khi

giảm tải (đóng nhỏ bớm ga) thì

độ chân không sau bớm ga

tăng, do đó màng bị hút ép lò

xo 3 và chuyển dịch sang phải,

thông qua thanh kéo 7 kéo đĩa

giữ cảm biến đánh lửa xoay đi

một góc ngợc chiều quay của rô

to làm đánh lửa sớm lên Khi tăng

tải (mở to bớm ga) thì các diễn

biến xảy ra theo chiều ngợc lại

và đánh lửa muộn đi

Đối với hệ thống đánh lửa có

bộ điều khiển điện tử trungtâm ECU, việc tính toán và điềuchỉnh tự động góc đánh lửa sớmtheo các chế độ làm việc của

Hình 11.1-10 Các bộ phận của bộ

chia điện

Nắp bộ chia

điện Con quay chia

điện Rô to Cảm biến

điện

Bộ điều chỉnh đánh lửa sớm kiểu chân không Thân bộ chia

điện Bánh răng

Tấm lắp bộ chia

điện

Dây tín hiệu

Hình 11.1-11 Cơ cấu điều

chỉnh góc đánh lửa sớm theo tải

kiểu chân không

1- cảm biến đánh lửa; 2- đĩa giữ

cảm biến; 3- lò xo; 4- buồng chân

7

4

động cơ (tốc độ, tải, và trạng thái nhiệt) đợc thực hiện bởi ECU.

Do đó, bộ chia điện của hệ thống này chỉ thực hiện chức năngchia điện cao áp đến các bu gi và có thể là nơi đặt cảm biến

đánh lửa mà không có cơ cấu điều chỉnh ly tâm và chânkhông nên kết cấu của nó đơn giản hơn

d) Mô đun đánh lửa và bộ xử lý điện tử trung tâm ECU

Mô đun đánh lửa là một mô đun điện tử, có nhiệm vụ nhậntín hiệu điều khiển đánh lửa từ các cảm biến đánh lửa và thựchiện đóng ngắt mạch điện thấp áp từ ác qui qua cuộn sơ cấpcủa biến áp đánh lửa Mô đun đánh lửa có một mạch lôgíc vàmột tranzito công suất, mạch lôgíc biến đổi và khuyếch đại tínhiệu xung cấp vào thành tín hiệu xung chữ nhật thích hợp để

điều khiển tranzito công suất đóng ngắt mạch điện qua cuộnsơ cấp của biến áp đánh lửa

Đối với các động cơ sử dụng ECU thì ECU đảm nhiệm tínhtoán và điều khiển quá trình đánh lửa và điều khiển tự độngthời điểm đánh lửa tối u ở mọi chế độ làm việc của động cơ

11.2 Các h hỏng của hệ thống đánh lửa

Nh đã giới thiệu ở trên, hệ thống đánh lửa của động cơ ô tôkhá đa dạng về kết cấu Tuy nhiên, các hệ thống đều có mạch sơcấp và thứ cấp với các bộ phận, thiết bị nh ác qui, hệ thống cảmbiến cùng mạch điều khiển đánh lửa, các mô đun điện tử, bộchia điện, biến áp đánh lửa, dây cao áp và các bu gi Mạch sơcấp tạo ra xung điện áp ở cuộn sơ cấp của biến áp đánh lửa, nhờ

đó mạch thứ cấp tạo ra điện áp cao chia tới đúng bu gi và bật tialửa điện đúng thời điểm yêu cầu

Sự hỏng hóc của các bộ phận trong hệ thống có thể gây ramất điện ở mạch sơ cấp, mất điện ở mạch thứ cấp hoặc đánhlửa không đúng thời điểm Hậu quả cuối cùng có thể dễ thấy củacác h hỏng là mất tia lửa điện ở bu gi hoặc tia lửa điện yếukhông đủ năng lợng mồi lửa đốt cháy hỗn hợp hoà khí trong xilanh động cơ

Sự hỏng hóc của ác qui thờng dẫn đến điện áp của nó không

đủ nh yêu cầu nên không đủ cung cấp cho hệ thống đánh lửa

để tạo ra tia lửa điện mạnh Cũng có thể ác qui không hỏng nhng

bộ sạc điện ác qui hỏng, làm cho ác qui bị tiêu điện trong khikhông đợc nạp điện bổ sung dẫn đến hết điện Phơng pháp