ĐỒ ÁN CẢM BIẾN QUANG HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA

ĐỒ ÁN CẢM BIẾN QUANG HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA Ta đã biết, trong động cơ xăng muốn hoạt động được thì cần phải có 3 hệ thống chủ yếu là: hệ thống đánh lửa, hệ thống cung cấp nhiên liệu và hệ thống nạp khí. Trong đó hệ thống đánh lửa đóng vai trò quan trọng đến tính công nghệ của động cơ. Mà hệ thống đánh lửa trực tiếp dùng cảm biến quang mang tính ưu việt nhất, đã nâng cao được đặc tính đánh lửa, tính kinh tế nhiên liệu cũng như công suất và tuổi thọ của động cơ. Vì vậy, chúng tôi quyết định chọn đề tài này và rất mong nhận được sự ủng hộ của các quí thầy giáo trong khoa. 1.2. MỤC ĐÍCH CHỌN ĐỀ TÀI Hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng cảm biến quang ngày càng được sử dụng rộng rãi trên các đời xe, vì có những tính năng ưu việt hơn so với các hệ thống đánh lửa khác. Do đó để hiểu sâu về hệ thống này, chúng tôi nghiên cứu nguyên lý hoạt động đến cấu tạo từng bộ phận trong hệ thống này. Từ đó, nắm bắt được hệ thống đánh lửa trực tiếp cảm biến quang một cách rõ ràng và sâu sắc hơn. 1.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI Hệ thống đánh lửa đóng vai trò quyết định đến tính công nghệ của động cơ, là một bộ phận quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tiêu hao nhiên liệu, nồng độ khí thải.v.v... Do đó ngày càng có nhiều hệ thống đánh lửa ra đời mang tính đột phá công nghệ, ở đây chúng tôi nghiên cứu hệ thống đánh lửa trên xe Hyundai vì trên loại xe này sử dụng hệ thống đánh lửa trục tiếp sử dụng cảm biến quang . Hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng cảm biến quang có nhiều tính năng ưu việt hơn, đáp ứng được những yêu cầu công nghệ của động cơ. Do đó chúng tôi quyết định chọn hệ thống này để nghiên cứu và giới hạn trong phạm vi của hệ thống đánh lửa. 1.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nghiên cứu những vấn đề chung nhất của hệ thống đánh lửa từ đó đi sâu vào nghiên cứu hệ thống hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng cảm biến quang trên xe Hyundai. Trên cơ sở lí thuyết chúng tôi đi sâu vào phân tích và rút ra những ưu điểm của hệ thống đánh lửa loại này để ứng dụng vào thực tiễn kĩ thuật.

Bộ Giáo Dục Đào Tạo TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM Khoa Cơ Khí W X Đồ án chun ngành HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA CẢM BIẾN QUANG Sinh viên thực hiện: Phạm Đức Thành Phạm Đình Trung Trần Quốc Công Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thành Tâm Tp.HCM tháng 05 năm 2007 Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang ạo lí tơn sư trọng đạo ln dân tộc ta gìn giữ phát huy từ bao đời Từ nhiều hệ học trò, từ lớp học giảng đường lối sống nhận bảo nâng niu thầy cô Được đạo Nhà trường, Khoa Cơ Khí - Trung tâm Cơng nghệ ôtô, phê duyệt cho đồ án mang tính thực tiễn cao Cũng đồ án hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng cảm biến quang, ngày sử dụng rộng rãi đời xe có tính ưu việt hệ thống đánh lửa khác Từ đồ án này, giúp chúng tơi tìm hiểu cách sâu hơn, cặn kẽ Đó kiến thức bổ ích, trang bị cho tốt nghiệp hành trang cho nghề nghiệp sau Qua đây, nhóm chúng tơi xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Nhà trường, q thầy tận tình giúp đỡ nhiều suốt thời gian qua Cuối cùng, xin chúc q thầy sức khỏe thành cơng ! Nhóm thực hiện: Phạm Đức Thành Phạm Đình Trung Trần Quốc Công Tp HCM ngày 26/05/2007 SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Cơng GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn Mục lục Lời nói đầu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI .1 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích chọn đề tài 1.3 Đối tượng nghiên cứu giới hạn 1.4 Đối tượng nghiên cứu 1.5 Nội dung nghiên cứu 1.6 Kế họach nghiên cứu CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐÁNH LỬA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2.1 Lịch sử phát triển hệ thống đánh lửa 2.2 Lý thuyết đánh lửa động xăng 2.2.1 Q trình tăng trưởng dịng sơ cấp .3 2.2.2 Q trình ngắt dịng sơ cấp 2.2 Q trình phóng điện điện cực bougie .5 2.3 Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống đánh lửa, ưu nhược điểm hệ thống đánh lửa 2.3.1 Nhiệm vụ 2.3.2 Yêu cầu 2.3.3 Phân lọai 2.4 Hệ thống đánh lửa .8 2.4.1 Hệ thống đánh lửa thường(có vit điều khiển) 2.4.2 Hệ thống đánh lửa bán dẫn 10 2.5 Các biện pháp nâng cao đặc tính đánh lửa 21 2.5.1 Biện pháp sử dụng điện trở phụ Rf .21 2.5.2 Chọn thông số bobin 21 2.5.3 Biện pháp sử dụng tụ điện 22 2.6 Hệ thống đánh lửa sớm điện tử ESA 26 2.7 Hiệu chỉnh góc ngậm điện hệ thống đánh lửa .24 2.8 Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo chế độ làm việc động 26 2.8.1 Chế độ khởi động 26 SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Cơng GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang 2.8.2 Chế độ sau khởi động 26 2.8.3 Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ động 27 2.8.4 Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo ổn định động chế độ cầm chừng 27 CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP CẢM BIẾN QUANG 3.1 Nhiệm vụ phân loại cảm biến quang 30 3.2 Sơ đồ nguyên lý cảm biến quang 32 3.3 Nguyên lý hoạt động cảm biến quang sửdụng ôtô 32 3.4 Cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống đánh lửa cảm biến quang 34 3.4.1 Cấu tạo 34 3.4.2 Nguyên lý làm việc hệ thống đánh lửa bán dẫn cảm biến quang 37 3.5 Sơ đồ nguyên lý hoạt đọng hệ thống đánh lửa điện tử sử dung cảm biến quang 38 3.5.1 Loại có Delco .38 3.5.2 Loại khơng có Delo (Trực tiếp) 38 Hình: Sơ đồ mạch tổng quát Hyundai – Elentra 97 CHƯƠNG 4: CÁC HƯ HỎNG VÀ SỬA CHỮA 4.1 Những tượng nguyên nhân hư hỏng 42 4.2 Các phương pháp tìm Pan hệ thống 43 4.2.1 Mất tia lửa điện 43 4.2.2 Tia lửa yếu 44 4.2.3 Động làm việc thiếu công suất 44 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 Nhận xét giáo viên hướng dẫn 47 SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Công GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang ự phát triển vượt bậc ngành công nghệ ô tô địi hỏi phải có nhiều phát minh hệ thống Đặc biệt hệ thống đánh lửa, địi hỏi phải có nhiều cải thiện mới, để phát huy tính tối ưu cho động Lịch sử phát triển ngành ô tô chứng minh hệ thống đánh lửa ô tô ảnh hưởng đến q trình tiêu hao nhiên liệu, cơng suất động cơ… Trên sở hệ thống đánh lửa trực tiếp dùng cảm biến quang xe Hyundai đáp ứng tính tối ưu mà tơ cần thiết Để sâu vào vấn đề này, nhóm đề tài chúng tơi nghiên cứu sở lý thuyết để hồn chỉnh đồ án Chúng tơi xin chân thành cảm ơn phân công Nhà Trường, Khoa Cơ Khí thầy hướng dẫn Nguyễn Thành Tâm giúp chúng tơi hồn tất đồ án Trong q trình thực đề tài, khơng tránh khỏi sai sót, mong nhận dẫn quý thầy ý kiến đóng góp bạn Tp Hồ Chí Minh, ngày 12/05/2007 SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Cơng GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang -1- CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Ta biết, động xăng muốn hoạt động cần phải có hệ thống chủ yếu là: hệ thống đánh lửa, hệ thống cung cấp nhiên liệu hệ thống nạp khí Trong hệ thống đánh lửa đóng vai trị quan trọng đến tính cơng nghệ động Mà hệ thống đánh lửa trực tiếp dùng cảm biến quang mang tính ưu việt nhất, nâng cao đặc tính đánh lửa, tính kinh tế nhiên liệu cơng suất tuổi thọ động Vì vậy, chúng tơi định chọn đề tài mong nhận ủng hộ quí thầy giáo khoa 1.2 MỤC ĐÍCH CHỌN ĐỀ TÀI Hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng cảm biến quang ngày sử dụng rộng rãi đời xe, có tính ưu việt so với hệ thống đánh lửa khác Do để hiểu sâu hệ thống này, nghiên cứu nguyên lý hoạt động đến cấu tạo phận hệ thống Từ đó, nắm bắt hệ thống đánh lửa trực tiếp cảm biến quang cách rõ ràng sâu sắc 1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI Hệ thống đánh lửa đóng vai trị định đến tính cơng nghệ động cơ, phận quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến q trình tiêu hao nhiên liệu, nồng độ khí thải.v.v… Do ngày có nhiều hệ thống đánh lửa đời mang tính đột phá cơng nghệ, nghiên cứu hệ thống đánh lửa xe Hyundai loại xe sử dụng hệ thống đánh lửa trục tiếp sử dụng cảm biến quang Hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng cảm biến quang có nhiều tính ưu việt hơn, đáp ứng yêu cầu công nghệ động Do chúng tơi định chọn hệ thống để nghiên cứu giới hạn phạm vi hệ thống đánh lửa 1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nghiên cứu vấn đề chung hệ thống đánh lửa từ sâu vào nghiên cứu hệ thống hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng cảm biến quang xe Hyundai Trên sở lí thuyết chúng tơi sâu vào phân tích rút ưu điểm hệ thống đánh lửa loại để ứng dụng vào thực tiễn kĩ thuật SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Cơng GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang -2- 1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp sưu tầm tài liệu Phương pháp tính tốn Phương pháp so sánh 1.6 KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU Bắt đầu nghiên cứu từ ngày 11 tháng 03 năm 2007 Ngày 13 tháng 03 thầy hường dẫn duyệt đề cương Ngày 01 tháng 04 trình thầy hướng dẫn xem bổ sung lần Ngày 08 tháng 04 trình thầy hướng dẫn xem bổ sung lần Ngày 10 tháng 04 duyệt đồ án lần Ngày 26 tháng 05 nộp đề tài SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Cơng GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang -3- CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐÁNH LỬA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA Với phát triển ngành công nghệ ôtô, hệ thống đánh lửa cải thiện ngày hoàn thiện Vào kỉ 16, từ việc phát minh động đốt ngồi hệ thống đánh lửa chưa sử dụng đến kỉ 18 với đời động đốt hệ thống đánh lửa sử dụng q trình cháy sinh cơng động Đến kỉ 19 vào thập kỉ 80 - 90 hệ thống đánh lửa bước cải thiện ngày hoàn thiện hơn, từ đánh lửa sử dụng vít điều khiển khí đến đánh lửa điện tử sử dụng cảm biến cảm biến điện từ, cảm biến Hall, cảm biến quang…và để giản đơn hệ thống đánh lửa trực tiếp đời Hiện hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng rộng rãi hầu hết xe đời 2.2 LÝ THUYẾT ĐÁNH LỬA TRONG ĐỘNG CƠ XĂNG Hệ thống đánh lửa động cung cấp tia lửa điện cao đốt cháy hịa khí sinh cơng thời điểm thích hợp cuối kỳ nén Để tạo tia lửa điện hai điện cực bougie, trình đánh lửa chia làm ba giai đoạn: q trình tăng trưởng dịng sơ cấp hay cịn gọi q trình tích lũy lượng, q trình ngắt dịng sơ cấp q trình xuất tia lửa điện điện cực bougie 2.2.1 Q trình tăng trưởng dịng sơ cấp SW Rf L1 Đến bougie L2 R1 Bobin Cảm biến T Ic đánh lửa Hình 2.2.1a: Sơ đồ hệ thống đánh lửa Trong đó: Rf: Đện trở phụ R1: Điện trở cuộn sơ cấp L1, L2 : Độ tự cảm cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp bobin SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Cơng GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang -4- T: Transistor công suất điều khiển nhờ tín hiệu từ cảm biến vít lửa R∑ L1 U S Hình 2.2.1b: Sơ đồ tương đương mạch sơ cấp hệ thống đánh lửa Khi transistor công suất dẫn, mạch sơ cấp có dịng điện i1 từ (+) accu đến Rf  L1  T  mass Dòng điện i1 tăng từ từ sức điện động tự cảm sinh cuộn sơ cấp L1 chống lại tăng cường độ dòng điện Ở giai đoạn này, mạch thứ cấp gần không ảnh hưởng đến q trình tăng dịng mạch sơ cấp Hiệu điện cường độ dòng điện xuất mạch thứ cấp không đáng kể nên ta coi mạch thứ cấp hở Vì giai đoạn ta có sơ đồ tương đương hình 2.2.1b Ta có đồ thị tăng trưởng dòng sơ cấp i1 L1 i1(t) U R∑ L ’ > L1 t Hình 2.2.1c: Quá trình tăng trưởng dòng sơ cấp i1 Đồ thị cho thấy độ tự cảm L1 cuộn sơ cấp lớn tốc độ tăng trưởng dòng sơ cấp i1 giảm 2.2.2 Q trình ngắt dịng sơ cấp Khi transistor cơng suất ngắt, dịng điện sơ cấp từ thơng sinh giảm đột ngột Trên cuộn thứ cấp bobine sinh hiệu điện vào khoảng 15KV Ỉ 40KV Giá trị hiệu điện thứ cấp phụ thuộc nhiều thông số mạch sơ cấp thứ cấp Qua q trình tính tốn ta có đồ thị biến đổi dòng điện sơ cấp hiệu điện thứ cấp sau: SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Cơng GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang -5- Ing U R I t U2m Uñl U2m t Hình 2.2.2: Qui luật biến đổi dịng điện sơ cấp i1 hiệu điện thứ cấp U2m Khi transistor công suất ngắt, cuộn sơ cấp sinh sức điện động khoảng 100V ÷ 300V 2.2.3 Q trình phóng điện điện cực bougie Khi điện áp thứ cấp U2 đạt đến giá trị Udl, tia lửa điện cao xuất hai điện cực Tia lửa xuất gồm hai thành phần: thành phần điện cảm thành phần điện dung Thành phần điện dung tia lửa lượng tích lũy mạch thứ cấp qui ước điện dung ký sinh C2 Tia lửa điện dung đặc trưng sụt áp tăng dịng đột ngột(dịng đạt vài chục Amper) Mặc dù không lớn cơng suất thành phần điện dung tia lửa nhờ thời gian rút ngắn nên đạt hàng chục, có hàng trăm KW Tia lửa điện dung có màu xanh sáng kèm theo tiếng nổ lách tách đặc trưng SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Công GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang - 35 - Khi đĩa cảm biến quay, dòng ánh sáng phát từ LED bị ngắt quãng làm phần tử cảm quang ngắt liên tục, tạo xung vuông dùng làm điều khiển đánh lửa R1 VCC R2 D1 D2 LE R4 Vout + A R3 T US R5 mas Đĩa cảm biến Hình 3.3c: sơ đồ nguyên lí làm việc cảm biến quang Cảm biến bao gồm cuộn dây: đầu dương(Vcc), đầu tín hiệu (Vout) đầu mass Khi đĩa cảm biến chắn ánh sáng từ LED qua photo diode D2, D2 không dẫn, điện áp ngõ vào (+) thấp điện áp so sánh Us ngõ vào (-) Op-anp A nên ngõ Op-amp A tín hiệu làm transistor T ngắt tức Vout mức cao Khi có ánh sáng chiếu vào diode D2, D2 dẫn, điện áp ngõ vào (+ ) lớn điện áp so sánh Us điện áp ngõ Op-amp A mức cao, làm transistor T dẫn, lúc Vout chuyển sang mức thấp Đây thời điểm lửa Xung điện áp Vout xung vuông gởi đến Igniter để điều khiền transistor cơng suất 3.4 CẤU TẠO VÀ NGUN LÍ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA CẢM BIẾN QUANG 3.4.1 CẤU TẠO Gồm phận sau accu, delco, igniter, bobin, bugi a Accu: làm nhiệm vụ cung cấp điện cho hệ thống sử dụng điện ôtô Cấu tạo gồm vỏ, nắp, cực, ngăn, điện cực…(hình vẽ sau) Trong ngăn đặt khối cực, có loại cực dương âm Các cực ghép song song xen kẻ nhau, ngăn cách với ngăn Mỗi accu coi accu đơn nối với qua cầu nối, ngăn đầu cuối có đầu tự gọi cực accu SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Cơng GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang - 36 - ٠ Hình 3.4.1a: Cấu tạo acqui b Delco: có nhiệm vụ điều khiển cảm biến phân bố dòng điện cao áp đến bugi theo thời điểm đánh lửa Cấu tạo gồm phần, phía phận chia điện, phần cảm biến (quang) Roto cảm biến(được lấp với trục delco) đĩa nhơm mỏng có khắc vạch Vành có số rãnh tương ứng với số xy lanh động cơ, ánh sáng truyền từ phần tử phát quang đến phần tử cảm quang qua khe rãnh tạo tín hiệu xung góc độ trục khuỷu G Vành chia 360 vạch, vạch tương ứng 20 góc quay trục khuỷu, cảm biến quang dựa vạch để phát tín hiệu xung tốc độ động Ne Hình 3.4.1b: Cấu tạo delco SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Cơng GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang - 37 - c Igniter: hỗn hợp mạch điện tử cấu thành từ linh kiện điện tử transistor, điện trở, op-am…chúng kết hợp có hệ thống để mục đích cuối điều khiển ngắt dịng sơ cấp, tạo tín hiệu đánh lửa d Bobin Hình 3.4.1d: Cấu tạo bơbin Lõi thép từ gồm 35mm có lớp cách mặt để giảm dịng điện phuco Trên người ta quấn dây thứ cấp gồm nhiều vòng khoảng từ 19000÷26000 vịng đường kính 0,07÷0,1mm, thép biến dày khoảng 0.35mm Cuộn sơ cấp quấn với số vịng khơng lớn khoảng 250÷400 vịng cở ống thép từ, ghép thép biến uốn cong theo mặt trụ hở khe hở thép đặt chệch Cuộn dây vầ ống thép đặt vỏ thép cách điện miếng sứ, nắp nắp cách điện làm vật liệu cách điện cao cấp Đa số bôbin trước có đổ dầu biến để tăng tính an tồn cho biến áp, u cầu làm kín tương đối khó Hiện việc điều khiển thời thời gian ngậm điện điện tử giúp bobin nóng Đồng thời để đảm bảo lượng đánh lửa lớn tốc độ cao người ta tăng cường độ dòng ngắt giảm độ tự cảm cuộn dây sơ cấp Chính bơbin ngày có kích thước tương đối nhỏ có mạch từ kín khơng cần biến áp giải nhiệt e Bougie Bougie đóng vai trò quan trọng hoạt động động xăng Đó nơi xuất tia lửa ban đầu để đốt cháy hịa khí Vì ảnh hưởng trực tiếp đến công suất động cơ, lượng tiêu hao nhiên liệu lượng khí thải mơi trường SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Cơng GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang - 38 - Về mặt cấu tạo bugi gồm có: thân sứ nằm hai điện cực phần thân nối với điện cực bên, thân sứ làm gốm cách điện tốt có thành phần AL2O3, chịu nhiệt độ điện áp cao Điện cực có đường kính 2,5mm làm hợp kim Cr-Ni Cr-Ti có độ bền nhiệt cao, chống ăn mòn dẫn điện tốt Khe hở hai điện cực khoảng 0,6.0,8mm Hình 3.41e: Cấu tạo bugi 3.4.2 Nguyên lí làm việc hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng cảm biến quang IG/S W R1 Rf R6 R2 D2 R3 T1 D1 R4 T2 Delco C1 T3 D3 C2 Đến chia điện R7 R5 T4 R8 T5 Igniter SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Công GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang - 39 - Hình 3.4.2: Hệ thống đánh lửa cảm biến quang Cảm biến quang đặt delco phát tín hiệu đánh lửa gởi igniter để điều khiển đánh lửa Khi đĩa cảm biến ngăn dòng ánh sáng từ led D1 phát truyền đến photo transisor T1 bị ngắt Khi T1 ngắt, transistor T2, T3, T4 ngắt, T5 dẫn, cho dòng qua cuộn sơ cấp mass Khi đĩa cảm biến cho dòng ánh sáng qua, làm T1 dẫn, T2, T3, T4 dẫn, T5 ngắt Dòng sơ cấp bị ngắt đột ngột tạo sức điện động cảm ứng lên cuộn thứ ấp điện áp cao áp đưa đến chia điện, đưa dòng cao áp đến bugi đánh lửa 3.5 SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG CẢM BIẾN QUANG 3.5.1 Loại có Delco Hình 3.5.1: Sơ đồ hệ thống đánh lửa điện tử có chia điện Khi ECU nhận tín hiệu G, Ne, tín hiệu từ cảm biến.Từ vi xử lí ECU tính tốn, xác định thời điểm đánh lửa Sau gởi tín hiệu đánh lửa IGT đến IC đánh lửa Khi IGT tắt transistor cơng suất ngắt dịng sơ cấp tạo điện áp cao cuộn thứ cấp, đưa đến delco sau đưa đến bugi đánh lửa thực chu kì nổ sinh cơng 3.5.2 Loại khơng có Delco (trực tiếp) Loại khơng sử dụng chia điện để chia dòng cao áp đến bugi theo thứ tự nổ động Loại xe Huyndai Elantra đời 97 sử dụng đánh lửa trực tiếp cảm biến quang, loại sử dụng bobin, bobin điều khiển đánh lửa cho cặp bugi máy song hành Khi khơng có dịng ánh sáng chiếu vào phần tử nhận quang khơng có tín hiệu từ cảm biến đánh lửa dịng sơ cấp nối mass qua ECM Khi có tín hiệu đánh SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Công GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang - 40 - lửa ECM điều khiển trnsistor cơng suất ngắt mạch sơ cấp, tạo tín hiệu đánh lửa truyền trực tiếp đến bugi thực chu kỳ nổ sinh công động (+B) (IG) CAMSHFT POSITION SENSOR 19(IG2) 20 ECM 22 + Acqui Hình 3.5.2: Hệ thống đánh lửa trực tiếp cảm biến quang a Sử dụng bobin cho bougie + ECU Bobine T1 T2 Bougie T3 SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Cơng T4 GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang - 41 - Hình 3.5.2a: Sử dụng bơbin cho bougie SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Công GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang - 42 - Nhờ tần số hoạt động bô bin nhỏ trước nên cuộn dây sơ cấp nóng Vì kích thước bơ bin nhỏ gắn dính với nắp chụp bougie Sau xử lý tín hiệu từ cảm biến gởi tín hiệu đến cực B transistor cơng suất igniter theo thứ tự nổ thời điểm đánh lửa Cuộn sơ cấp bơ bin loại có điện trở nhỏ(< Ω) mạch sơ cấp khơng sử dụng điện trở phụ xung điều khiển xén sẵn ECU.Vì khơng thử nguồn 12V b Sử dụng bobin cho cặp bougie ECU T1 + T2 Hình 3.5.2b: Sử dụng bobin cho cặp bugi Các bôbin đôi phải gắn vào bougie xy lanh song hành.Ví dụ với động xy lanh có thứ tự nổ là: - – – hai bougie 1và nối vào bô bin bougie nối chung vào bôbin Phân phối điện cao áp thực sau: Giả sử điện áp thứ cấp xuất bougie số số 4, ta có: Utc = U1 + U2 Trong đó: Utc: Hiệu điện cuộn thứ cấp U1, U4: Hiệu điện đặt vào khe hở bougie số bougie số R1, R4: Điện trở khe hở bougie số số Ở thời điểm đánh lửa xy lanh số số vị trí gần tử điểm thượng hai khác nên điện trở khe hở bougie hai xylanh khác Xy lanh máy nén điện trở khe hở bougie máy lớn cịn xylanh máy điện trở khe hở bougie nhỏ Quá trình tương tự xảy với bougie số số ECU đưa xung để điều khiển đóng mở transistor T1 T2 theo thứ tự nổ - - - - - -3 SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Cơng GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang - 43 - Đối với động xy lanh để đảm bảo thứ tự nổ hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng ba bobin: cho số số 6, cho số số cho số số (thứ tự nổ: – – – – – 4) c Sử dụmg bobin cho bougie D5 +(-) D2 + T2 T1 ECU D1 -(+) D6 D3 D4 Hình 3.5.2c: Hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng bô bin cho bougie Trong sơ đồ bơbin có hai cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp nối với bougie qua diode cao áp Do hai cuộn sơ cấp quấn ngược chiều nên ECU điều khiển mở transistor T1 T2, điện áp cuộn thứ cấp đổi dấu Tùy theo dấu xung cao áp tia lửa xuất bougie tương ứng qua diode cao áp theo chiều thuận Ví dụ cuộn thứ cấp có xung dương tia lửa xuất bougie số số Diode D5 D6 dùng để ngăn chặn ảnh hưỏng từ hai cuộn sơ cấp(Lúc T1 T2 đóng) Diode D5 D6 dùng để ngăn chặn ảnh hưỏng từ hai cuộn sơ cấp(Lúc T1 T2 đóng) chúng làm tăng tiêu hao công suất igniter Nhược điểm hệ thống đánh lửa loại loại chiều đánh lửa hai bougie cặp ngược dẫn đến hiệu điện chênh khoảng 1.5KV đến 2KV SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Cơng GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang - 44 - CHƯƠNG CÁC HƯ HỎNG VÀ SỬA CHỮA 4.1 Những tượng nguyên nhân hư hỏng Nguyên nhân ● Bị lỏng đầu nối dây Cách khắc phục ● Bắt chặt đầu dây lại ● Thời điểm đánh lửa ● Cân lửa lại bị sai lệch ● Dây cao áp ● Thay dây cao chất lượng áp phù hợp ● Bougie không loại ● Cảm biến làm việc không liên tục ● Thay loại ● Chỉnh lại, thay Nguyên nhân Cách khắc phục ● Accu hết điện ● Nạp điện ● Cầu chì bị đứt ● Thay ● Công tắc bị hỏng ● Thay ● Bôbin hư ● Thay ● Cảm biến tín hiệu ● Thay cảm biến ● Igniter không làm việc ● Dây cao áp bị đứt ● Bougie có khe hở lớn hay hư ● Thay ● Thay ● Hiệu chỉnh khe hở bougie thay ● Hộp ECU bị hỏng ● Thay SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Cơng GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang - 45 - 4.2 Các phương pháp tìm Pan hệ thống 4.2.1 Mất tia lửa điện Accu Thay hay nạp điện Hết yếu điện OK Công tắc máy Hư, chạm mass Thay OK Cầu chì Bị đứt Thay OK Dây cao áp Thay Bị đứt hay bị chạm OK Bougie Khe hở lớn, không loại Thay OK Bô bin Hư Thay OK Delco Trục delco bị rơ Thay OK Igniter Khơng có tín hiệu Thay Không hoạt động Thay OK Cảm biến OK Dây đầu nối Bị đứt lỏng dây SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Cơng Thay bắt chặt GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang - 46 - 4.2.2 Tia lửa yếu Accu Nạp điện lại Hết hay yếu điện OK Dây cao áp Bị đứt, lỏng đầu dây Thay OK Delco Trục bị mịn rơ Thay OK Bơ bin Hư Thay OK Bougie Khe hở điện cực lớn Thay 4.2 Động làm việc thiếu công suất Bougie Không loại, khe hở lớn Thay OK Dây cao áp Bị đứt Thay OK Delco Trục delco bị rơ Thay OK Dây giắc Bị lỏng đứt SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Công Bắt chặt lại GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang - 47 - CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua trình nghiên cứu sở lý thuyết chúng tơi đánh giá cao tính ưu việt hệ thống đánh lửa cách nghiên cứu lịch sử phát triển hệ thống đánh lửa qua đời xe Hệ thống đánh lửa cảm biến quang có kết cấu đơn giản, bền độ nhạy cảm biến cao đáp ứng kịp thời thay đổi chế độ hoạt động động Hệ thống đánh lửa cảm biến quang có cơng suất cao hệ thống đánh lửa kiểu điện từ, trị số dòng sơ cấp cịn phụ thuộc vào cơng suất transistor Mạch sơ cấp hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng cảm biến quang có R, L nhỏ so với kiểu điện từ Hệ số dự trữ đánh lửa cao (hdl>2,5) trị số U2max đạt tới 40kw cao hơn, hệ thống hoạt động tin cậy chắn kiểu khác Thời gian tồn tia lửa qua cực bugi dài (tới 2500μs) đốt cháy hịa khí nhạt, giảm hàm lượng chất độc hại khí xả, dễ khởi động Tốc độ tăng điện áp dòng thứ cấp lớn (tới 500U/μs) nhạy cảm với điện trở rò bugi so với hệ thống đánh lửa kiểu điện từ Vậy tìm hiểu vấn đề đến chuyên sâu cách logic hệ thống đánh lửa trực tiếp dùng cảm biến quang xe Huyndai Tất vấn đề giải cách có hệ thống nổ lực thân với hướng dẫn nhiệt tình thầy khoa Chúng tơi hy vọng đề tài giúp bạn hiểu sâu hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng cảm biến quang Chúng muốn lưu ý rằng, hầu hết ngun lí hệ thống đánh lửa(có giới hạn ) diễn tả ngôn ngữ kĩ thuật đồng thời đặc điểm cấu tạo phận tính tốn kĩ lưỡng Trong tương lai công nghệ nano(nm) ứng dụng rộng rãi lĩnh vực Riêng ngành công nghệ ôtô tạo nên đột phá hệ thống mà đặc biệt hệ thống đánh lửa Các transistor công suất tích hợp nhiều hơn, đa dạng hơn, với tính siêu việt cơng nghệ nano mong muốn hệ thông đánh lửa ôtô tối ưu hóa Ở nước ta thời kì cơng nghiệp hóa đại hóa ngành cơng nghệ ôtô phải đầu tư nghiên cứu cách có khoa học, hướng để nắm bắt khoa học kĩ thuật giới đặc biệt kỉ nguyên công nghệ nano SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Cơng GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang - 48 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Trong trình nghiên cứu chúng tơi có tham khảo số giáo trình: Giáo trình đĩa Mitchell - Hệ thống điện ơtơ - TS Đỗ Văn Dũng - Trường Đại học SPKT Tp HCM - Thực hành trang bị điện ôtô –Nguyễn Văn Thìn - TCCS(Toyota Control Computer System) - Lý thuyết điều khiển điện tử xe Hyundai - Automobile –Handbook - Giáo trình AmRon SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Công GVHD: Nguyễn Thành Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang - 49 - Nhận xét giáo viên hướng dẫn SVTH: Đức Thành - Đình Trung - Quốc Công GVHD: Nguyễn Thành Tâm ... lượng: hệ thống đánh lửa điện cảm, hệ thống đánh lửa điện dung ● Phân loại theo phương pháp điều khiển cảm biến + Hệ thống đánh lửa sử dụng vít lửa + Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến điện từ + Hệ. .. Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang - 31 - CHƯƠNG HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP CẢM BIẾN QUANG 3.1 NHIỆM VỤ VÀ PHÂN LOẠI CẢM BIẾN QUANG 3.1.1 Nhiệm vụ Trong hệ thống đánh lửa bán... Tâm Đồ án chuyên ngành hệ thống đánh lửa cảm biến quang - 39 - Hình 3.4.2: Hệ thống đánh lửa cảm biến quang Cảm biến quang đặt delco phát tín hiệu đánh lửa gởi igniter để điều khiển đánh lửa