Hệ thống đánh lửa ô tô: Nguyên lý, Cấu tạo, Tác dụng, Gara sửa

Hệ thống đánh lửa điện tử là gì ?

Hệ thống đánh lửa điện tử là hệ thống giúp cho xe ô tô đốt cháy nhiên liệu tại đúng thời điểm, việc đánh lửa đúng thời điểm sẽ giúp hoạt động của động cơ xe ô tô hiệu quả nhất, tốn ít nhiên liệu nhất, công suất tối ưu nhất. Hệ thống đánh lửa điện tử sử dụng các cảm biến để nhận biết vòng quay của trục khuỷu, trục cam từ đó đưa ra tín hiệu về hộp đen ECU và bộ xử lý để điều khiển đánh lửa sao cho cho đúng thời điểm trong chu kỳ hoạt động của động cơ

Một hệ thống đánh lửa điện tử tốt phải bảo đảm sinh ra sức điện động thứ cấp đủ lớn để phóng điện qua khe hở bugi trong tất cả các chế độ làm việc của động cơ. Ngoài ra tia lửa trên bugi phải đủ năng lượng và thời gian phóng để sự cháy bắt đầu. Góc đánh lửa sớm phải đúng trong mọi chế độ hoạt động của động cơ. Các phụ kiện của hệ thống đánh lửa phải hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ cao và độ rung xóc lớn. Sự mài mòn điện cực bugi phải nằm trong khoảng cho phép.

Cấu tạo hệ thống đánh lửa

Cấu tạo hệ thống đánh lửa gồm có: Nguồn, các cảm biến, hộp điều khiển ECU, Bộ vi xử lý, Bô bin, Dây tín hiệu, Bugi. Mỗi bộ phận chi tiết trong hệ thống đánh lửa điện tử làm 1 nhiệm vụ khác nhau.

• Nguồn: Cung cấp điện cho hệ thống
• Các cảm biến: Cung cấp thông tin, tín hiệu cho bộ vi xử lý
• Bô bin: Tạo ra điện áp cao cho Bugi
• Dây tín hiệu: Truyền tín hiệu đi và về cho HTDL
• Bugi: Bộ phận chính để tạo ra tia lửa điện

Nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa ô tô

Có 2 loại hệ thống đánh lửa chính hiện nay đó là hệ thống đánh lửa kiểu phân phối (hệ thống đánh lửa có bộ chia điện) và hệ thống đánh lửa kiểu tiếp điểm

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa trên xe ô tô

Nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa ô tô theo sơ đồ trên như sau:

Để tối đa hóa hiệu suất đầu ra của động cơ, hỗn hợp không khí / nhiên liệu phải được đốt cháy sao cho áp suất đốt cháy tối đa khoảng 10 ° sau khi xuất hiện điểm chết trên Top Dead Center (TDC). Thời gian từ khi đốt cháy hỗn hợp không khí / nhiên liệu đến khi phát triển thay đổi tùy thuộc vào ví dụ: tốc độ động cơ và tải động cơ (áp suất ống góp).

Giả sử điện tích và cảm ứng nhiên liệu không đổi, thời gian để đánh lửa và đốt cháy hoàn toàn là cố định. Nhưng khi tốc độ động cơ tăng, piston chuyển động nhanh hơn nên việc tạo ra tia lửa điện phải được thực hiện ở giai đoạn sớm hơn (góc quây sớm hơn) trước tâm điểm chết trên để quá trình cháy vẫn ở đúng vị trí của piston. Do đó cần tạo ra tia lửa điện tương ứng sớm hơn ở tốc độ động cơ cao hơn.

Trong hệ thống đánh lửa nhà phân phối thông thường, thời gian được nâng cao và làm chậm lại bởi một bộ phận điều khiển trong nhà phân phối. Hơn nữa, thời điểm đánh lửa cũng phải được điều chỉnh do sự thay đổi tốc độ cháy liên quan đến sự thay đổi của hỗn hợp, do đó, thiết bị truyền động chân không được lắp đặt để điều chỉnh thời gian liên quan đến áp suất của ống góp.

Bước tiếp theo trong quá trình phát triển là các hệ thống vẫn sử dụng bộ phân phối và điều chỉnh thời điểm đánh lửa kiểu cơ khí / chân không nhưng đã sử dụng một thiết bị điện tử, chẳng hạn như phần tử hội trường làm bộ kích hoạt tạo tia lửa. Để chuyển đổi dòng điện cần thiết, một bộ khuếch đại transistor đã được kết hợp.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa điện tử

Dòng điện đi từ nguồn điện đến hệ thống đánh lửa, khi cảm biến nhận biết được vị trí trục cam và trục khuỷu của động cơ đang ở cuối kỳ nén đầu kỳ nổ, nó sẽ gửi tín hiệu đến hộp đen ECU. Tại đây, ECU sẽ xử lý thông tin của các tín hiệu này và thông tin sau khi được xử lý rồi tính toán thời điểm đánh lửa hợp lý nhất, nó sẽ gửi tín hiệu đến bộ xử lý của bô bin. Lúc này bộ xử lý của bô bin sẽ tạo ra cấp và ngắt điện đột ngột làm cho dòng điện tăng mạnh phóng ra khỏi bugi để đánh lửa và đi về mát.

Nếu có vấn đề với hệ thống đánh lửa điện tử chẳng hạn như đánh lửa hoặc kích nổ, thì cần phải kiểm tra một số lần. Tùy theo thực tế bố trí hệ thống đánh lửa điện tử mà có các khả năng và phương pháp kiểm tra, hiệu chỉnh khác nhau.

Một trong những điểm quan trọng nhất cần làm là kiểm tra thời điểm đánh lửa. Những việc khác là kiểm tra cáp bugi, rôto và nắp của bộ phân phối, cuộn dây đánh lửa, v.v. Trong các hệ thống cũ hơn, có thể cần kiểm tra thiết bị nâng cấp cơ khí cũng như thiết bị tiến / chậm chân không.

Tác dụng của hệ thống đánh lửa

Hệ thống đánh lửa trên động cơ có tác dụng biến nguồn điện xoay chiều hoặc một chiều có hiệu điện thế thấp (12 hoặc 24V) thành các xung điện thế cao (từ 15.000 đến 40.000V). Các xung hiệu điện thế cao này sẽ được phân bố đến bugi của các xylanh đúng thời điểm để tạo tia lửa điện cao thế đốt cháy hòa khí.

Ngoài ra tác dụng của hệ thống đánh lửa là đốt cháy hỗn hợp không khí / nhiên liệu trong buồng đốt vào thời điểm thích hợp. Trong hệ thống đánh lửa cuộn dây thông thường, dòng điện chạy qua cuộn dây đánh lửa được bật và tắt cơ học thông qua một tiếp điểm trong bộ phân phối đánh lửa (bộ ngắt tiếp điểm). Hệ thống đánh lửa cuộn dây điều khiển bằng cầu dao là phiên bản đơn giản nhất của hệ thống đánh lửa.

Ngoài bộ phân lửa còn có các linh kiện khác như cuộn đánh lửa, khóa đánh lửa, bugi. Trong quá trình hoạt động, điện áp của pin được áp dụng cho + cực của cuộn dây đánh lửa. Khi đóng cầu dao tiếp điểm, dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp của cuộn đánh lửa xuống đất. Điều này hình thành một từ trường trong cuộn dây, do đó lưu trữ năng lượng đánh lửa. Thời gian sạc được đưa ra bởi góc dừng, là số độ mà tiếp điểm được đóng lại (do thiết kế của nhà phân phối đưa ra).

Vào cuối thời gian dừng, cam phân phối mở tiếp điểm đánh lửa để dòng điện cuộn dây bị ngắt. Điều này tạo ra một điện áp tăng trong cuộn sơ cấp đạt 200 đến 400 Vôn. (Vì hồ quang sẽ xảy ra ở tiếp điểm đánh lửa trong quá trình mở, một tụ điện được nối song song để bảo vệ nó). Đồng thời, một điện áp cảm ứng được tạo ra trong cuộn thứ cấp, đạt 10 000 đến 20 000 vôn đối với hệ thống đánh lửa kiểu tiếp điểm.

Lực căng được truyền qua cáp căng cao đến cực giữa của nắp bộ phân phối và từ đó đến cánh tay rôto. Do lực căng cao, khoảng cách giữa cánh tay rôto và các tiếp điểm bên ngoài trong nắp bộ phân phối bị vượt qua do tạo ra tia lửa. Tiếp theo, nó sạc cáp căng cao đến bugi có liên quan và cuối cùng gây ra một sự phóng điện khác ở bugi, gây ra tia lửa đánh lửa.

Sau đó, năng lượng tích trữ trong cuộn dây đánh lửa được xả liên tục đến bugi giữ cho dòng đánh lửa chạy. Khoảng thời gian này thường là 1 đến 2 ms. Tiếp theo, bộ ngắt tiếp điểm trở lại vị trí và cuộn dây đánh lửa được sạc lại. Trong khi đó rôto đang di chuyển đến cực căng cao tiếp theo của nắp bộ phân phối, để trong quá trình tạo tia lửa sau, xi lanh tiếp theo được cung cấp năng lượng tia lửa.

Sự đồng bộ của vị trí rô to với trục khuỷu được thực hiện bằng một khớp nối cơ khí của bộ phân phối với trục cam (hoặc một trục khác có nửa tốc độ động cơ). Cuộn dây đánh lửa bao gồm một vỏ kim loại chứa các tấm kim loại để giảm từ trường lạc. Cuộn thứ cấp được quấn trực tiếp lên lõi sắt nhiều lớp và được nối điện với cực trung tâm của cuộn đánh lửa qua lõi. Vì lực căng cao được tác động vào lõi sắt, lõi phải được cách nhiệt bằng nắp và lắp thêm một chất cách điện vào đế.

Nắp cuộn dây chứa các cực để cung cấp điện áp pin cho cuộn dây sơ cấp. Cuộn sơ cấp nằm gần bên ngoài xung quanh cuộn thứ cấp. Nắp cuộn dây đánh lửa được cách điện chứa các cực cho pin. Có thể kiểm tra cuộn dây đánh lửa bằng cách đo điện trở của nó. Để biết các dữ liệu liên quan.

Hình ảnh: Kiểm tra, sửa chữa, bảo dưỡng hệ thống đánh lửa điện tử xe ô tô

Liên hệ gara sửa chữa, bảo dưỡng hệ thống đánh lửa điện tử xe ô tô