Chiếc ô tô không còn xa lạ với tất cả mọi người, nó có tính cơ động cao và phạm vi hoạt động rộng. Do vậy, trên toàn thế giới ô tô đóng vai trò rất quan trọng, phục vụ cho sự phát triển kinh tế xã hội và an ninh quốc phòng. Năm 1885, đánh dấu sự ra đời của chiếc ô tô đầu tiên do Kral Benz chế tạo. Năm 1891, ô tô điện ra đời ở Mỹ. Năm 1892, Rudolf Diesel cho ra đời động cơ Diesel và chế tạo hàng loạt. Cuộc cách mạng ô tô thực sự bắt đầu năm 1896 khi Henry Ford hoàn thiện và cho lắp ráp hàng loạt lớn. Cho tới nay, ô tô không ngừng được chế tạo và phát triển, ngành ô tô đã trở thành ngành công nghiệp đa ngành. Ở Việt Nam, ngành ô tô đã trở thành ngành công nghiệp trọng điểm và đạt được nhiều bước tiến vượt bậc với nhiều nhà máy lắp ráp, các trung tâm dịch vụ bảo dưỡng, sửa chữa và trung tâm phụ tùng lớn của nhiều hãng xe lớn như Toyota, Ford, GM, Mazda, Hyundai, Kia, Misubishi, Mecxedec Benz, Renault, ... Vì vậy nguồn nhân lực cho ngành ô tô rất lớn, đòi hỏi phải có trình độ và khả năng làm việc trong môi trường công nghiệp. Nên việc đào tạo nguồn nhân lực rất được chú trọng.
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA
Nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống đánh lửa
Hệ thống đánh lửa (HTĐL) có nhiệm vụ biến dòng điện một chiều thế hiệu thấp (6, 12 hay 24) hoặc các xung điện xoay chiều thế hiệu thấp thành các xung điện cao thế (12000 ÷ 24000V) đủ để tạo nên tia lửa đốt cháy hỗn hợp làm việc trong các xi lanh của động cơ vào những thời điểm thích hợp và tương ứng với trình tự xi lanh và chế độ làm việc của động cơ.
Trong một số trường hợp, hệ thống đánh lửa còn dùng để hỗ trợ khởi động tạo điều kiện khởi động động cơ được dễ dàng ở nhiệt độ thấp.
- Hệ thống đánh lửa phải đáp ứng các yêu cầu chính sau:
- Phải đảm bảo thế hiệu đủ để tạo ra được tia lửa điện phóng qua khe hở giữa các điện cực của buji.
- Tia lửa điện phải có năng lượng đủ lớn để đốt cháy được hỗn hợp làm việc trong mọi điều kiện làm việc của động cơ.
- Thời điểm đánh lửa phải tương ứng với góc đánh lửa sớm hợp lý nhất ở mọi chế độ làm việc của động cơ.
- Độ tin cậy làm việc của hệ thống đánh lửa phải tương ứng với độ tin cậy làm việc của động cơ.
Phân loại hệ thống đánh lửa
Hệ thống đánh lửa trên ô tô được sử dụng 75 năm qua hầu như không thay đổi mới chi thay đổi phương thức đánh lửa hoặc phương pháp phân phối tia lửa.Ta có thể phân hoại hệ thống đánh lửa như sau:
Theo phương thức tích luỹ năng lượng có:
- Hệ thống đánh lửa điện cảm.
- Hệ thống đánh lửa điện dung
Phân loại theo kiểu ngắt mạch sơ cấp có:
- Hệ thống đánh lửa truyền thống (đánh lửa má vít).
- Hệ thống đánh lửa tranzistor(đánh lửa bán dẫn) gồm 2 loại:
Hệ thống đánh lửa bán dẫn điều khiển trực tiếp
Hệ thống đánh lửa được điếu khiển bằng kỹ thuật số.
Trong HTDL bán dẫn điều khiển trực tiếp lại chia ra loại có vít điều khiển vít và không có vít điều khiển Loại không có vít điều khiển có các loại là:
Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến điện từ loại loại nam châm đứng yên và loại nam châm quay.
Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến biến Hall.
Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến biến quang
Trong HTDL điểu khiển băng kỹ thuật số có:
Hệ thống đánh lửa theo chương trình.
Hệ thống đánh lửa sử dụng bộ vi xử lý.
Hệ thống đánh lửa kết hợp với hệ thống phun xăng điện tử.
Phân loại theo các phân bố điện cao áp có:
- Hệ thống đánh lửa có bộ chia điện-delco.
- Hệ thống đánh lửa trực tiếp hay không có delco.
Phân loại theo phương pháp điều khiển góc đánh lửa sớm:
- Hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng cơ khí.
- Hệ thống đánh lửa với bộ điều khiển góc đánh lửa sớm bằng điện tử.
Cấu tạo chung HTĐL
Hình 1.1: Sơ đồ cấu tạo chung HTĐL
Hình 1.2: Bugi đặt ở chính giữa bốn van của cơ cấu phối khí
Hinh 1.3: Cấu tạo của bugi
A: Dòng cao áp đến từ bô-bin đánh lửa; B: Con quay; C: Nắp chia điện; D: Dòng cao áp tới các xi lanh
- Cảm biến vị trí trục khuỷu ( NE )
Hình 1.6: Cảm biến vị trí trục khuỷu
- Cảm biến vị trí trục cam (G)
Hình 1.7: Cảm biến vị trí trục cam
- Cảm Biến Kích Nổ – KNK Sensor
Hình 1.8: Cảm biến kích nổ
- Cảm biến vị trí bướm ga ( VTA)
Hình 1.9: Cảm biến vị trí bướm ga
Hình 1.10: Cảm biến lưu lượng khí nạp
CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP TRÊN XE TOYOTA VIOS
Hệ thống đánh lửa trực tiếp
Hệ thống này được sử dụng trên động cơ 1NZ-FE xe Toyota Vios Thay vì sử dụng bộ chia điện, hệ thống này sử dụng bobin đơn hoặc đôi cung cấp điện cao áp trực tiếp cho bugi Thời điểm đánh lửa được điều khiển bởi ESA của ECU động cơ Trong các động cơ gần đây, hệ thống đánh lửa này chiếm ưu thế.
Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp
Nguyên lý làm việc
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống đánh lửa trực tiếp cơ).
- Cảm biến vị trí của trục cam: Nhận biết xy lanh, kỳ và theo dõi định thời của trục cam.
- Cảm biến kích nổ: Phát hiện tiếng gõ của động cơ.
- Cảm biến vị trí bướm ga : Phát hiện góc mở của bướm ga.
- Cảm biến lưu lượng khí nạp: Phát hiện lượng không khí nạp.
- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát: Phát hiện nhiệt độ nước làm mát động cơ.
- Bobin và IC đánh lửa: Đóng và ngắt dòng điện trong cuộn sơ cấp vào thời điểm tối ưu Gửi các tín hiệu IGT đến các ECU động cơ.
- 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 bobin có IC đánh lửa.
- Bugi : Phát ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp hòa khí.
Trong hệ thống đánh lửa trục tiếp (ĐLTT), bộ chia điện không còn được sử dụng nữa Thay vào đó, hệ thống ĐLTT cung cấp một bobin 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 tang 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, 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 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.
Thiết bị này bao gồm IC đánh lửa và bobin kết hợp thành một cụm.
Trước đây, dòng điện cao áp được dẫn đến xy lanh bằng dây cao áp Nhưng nay, bobin có thể nối trực tiếp đến từng bugi của từng xy lanh thông qua việc sử dụng bobin kết hợp 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. a
Hình 2.3: Mạch điện ( a ) và bô bin kết hợp IC đánh lửa ( b )
Các bộ phận chính của hệ thống đánh lửa trên xe toyota vios 2010
2.3.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp ( kiểu dây sấy ) a) Cấu tạo
Cảm biến lưu lượng khí nạp gọn và nhẹ, và cho phần không khí nạp chạy qua khu vực phát hiện Một dây nóng và nhiệt điện trở, được sử dụng như một cảm biến, được lắp vào khu vực phát hiện Bằng cách trực tiếp đo khối lượng không khí nạp, độ chính xác phát hiện được tăng lên và hầu như không có sức cản của không khí nạp Ngoài ra, vì không có các cơ cấu đặc biệt, dụng cụ này có độ bền tuyệt hảo.
Nguyên lý hoạt động: Dòng điện chạy vào dây sấy (bộ sấy) làm cho nó b nóng lên Khi không khí chạy quanh dây này, dây sấy được làm nguội tương ứng với khối không khí nạp Bằng cách điều chỉnh dòng điện chạy vào dây sấy này để giữ cho nhiệt độ của dây sấy không đổi, dòng điện đó sẽ tỷ lệ thuận với khối không khí nạp Sau đó có thể đo khối lượng không khí nạp bằng cách phát hiện dòng điện đó Trong trường hợp của cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy, dòng điện này được biến đổi thành một điện áp, sau đó được truyền đến ECU động cơ từ cực VG.
Hình 2.4: Cấu tạo của cảm biến lưu lượng khí nạp b) Sơ đồ mạch điện
Trong cảm biến lưu lượng khí nạp thực tế, một dây sấy được ghép vào mạch cầu Mạch cầu này có đặc tính là các điện thế tại điểm A và B bằng nhau khi tích của điện trở theo đường chéo bằng nhau ([Ra+R3]*R1=Rh*R2)
Khi dây sấy này (Rh) được làm mát bằng không khí nạp, điện trở tăng lên dẫn đến sự hình thành độ chênh giữa các điện thế của các điểm A và B Một bộ khuyếch đại xử lý phát hiện chênh lệch này và làm tăng điện áp đặt vào mạch này (làm tăng dòng điện chạy qua dây sấy Rh) Khi thực hiện việc này, nhiệt độ của dây sấy (Rh) lại tăng lên dẫn đến việc tăng tương ứng trong điện trở cho đến khi điện thế của các điểm A và B trở nên bằng nhau (các điện áp của các điểm A và B trở nên cao hơn) Bằng cách sử dụng các đặc tính của loại mạch cầu này, cảm biến lưu lượng khí nạp có thể đo được khối lượng không khí nạp bằng cách phát hiện điện áp ở điểm B.
Hình 2.5: Sơ đồ mạch điện của cảm biến lưu lượng khí nạp c) Vị trí lắp đặt
Cảm biến lưu lượng khí nạp được gắn trên đường ống dẫn không khí từ lọc gió đến bộ phận điều khiển bướm ga.
Hình 2.6: Vị trí lắp đặt của cảm biến lưu lượng khí nạp d) Các triệu chứng hư hỏng thường gặp
Khi cảm biến lưu lượng khí nạp bị hư hỏng, đèn CHECK ENGINE sáng hoặc nhấp nháy, động cơ chạy không êm, không đều hoặc không chạy được, công suất động cơ kém, xe chạy tốn nhiên liệu hơn, chết máy,…
2.3.2 Cảm biến vị trí trục khuỷu a) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Bộ phận chính của cảm biến là một cuộn cảm ứng, một nam châm vĩnh cửu và một rotor dùng để khép mạch từ có số răng tùy loại động cơ.
Hình 2.7: Cấu tạo cảm biến trục khuỷu Đĩa tạo tín hiệu NE được làm liền với puly trục khuỷu và có 36 răng, thiếu 2 răng (thiếu 2 răng vì ứng với từng tín hiệu được tạo ra do sự chuyển động quay của một răng ta sẽ xác định được góc quay trục khuỷu và xác định được góc đánh lửa sớm của động cơ) Chuyển động quay của đĩa tạo tín hiệu sẽ làm làm thay đổi khe hở không khí giữa các răng của đĩa và cuộn nhận tín hiệu NE, điều đó tạo ra tín hiệu NE.
ECU sẽ xác định khoảng thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản dựa vào tín hiệu này Khi răng càng ra xa cực nam châm thì khe hở không khí càng lớn, nên từ trở cao, do đó từ trường yếu đi Tại vị trí đối diện, khe hở nhỏ, nên từ trường mạnh, tức là có nhiều đường sức từ cắt, trong cuộn dây sẽ xuất hiện một dòng điện xoay chiều, đường sức qua nó càng nhiều, thì dòng điện phát sinh càng lớn.
Hình 2.8: Kết cấu và sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu
1 Cuộn dây, 2 Thân cảm biến, 3 Lớp cách điện, 4 Giắc cắm,
5 Rôto tín hiệu 6 Cuộn dây cảm biến vị trí trục cam.
Tín hiệu sinh ra thay đổi theo vị trí của răng, và nó được ECU đọc xung điện thế sinh ra, nhờ đó mà ECU nhận biết vị trí trục khuỷu và tốc động cơ. Loại tín hiệu NE này có thể nhận biết được cả tốc độ động cơ và góc quay trục khuỷu tại vị trí răng thiếu của đĩa tạo tín hiệu, nhưng không xác định được điểm chết trên của kỳ nén hay kỳ thải. b) Vị trí lắp đặt của cảm biến trục khuỷu
Cảm biến vị trí trục khuỷu thường lắp ở vị trí gần pu-ly trục khuỷu, phía trên bánh đà hoặc phía trên trục khuỷu.
Hình 2.9: Vị trí lắp đặt của cảm biến trục khuỷu c) Các triệu chứng hư hỏng thường gặp của cảm biến trục khuỷu
Khi cảm biến này bị hỏng, động cơ có thể không khởi động được, khó khởi động khi máy nguội, tốc độ cầm chừng không đều, máy rung vì đánh lửa sai, hao xăng và không tăng tốc ổn định.
Nguyên nhân chủ yếu cảm biến trục khuỷu thường bị hư hỏng là do ngắn mạch.
2.3.3 Cảm biến vị trí trục cam
Cảm biến vị trí trục cam (Camshaft Position Sensor) nắm một vai trò quan trọng trong hệ thống điều khiển của động cơ ECU sử dụng tín hiệu này để xác định điểm chết trên của máy số 1 hoặc các máy, đồng thời xác định vị trí của trục cam để xác định thời điểm đánh lửa (với động cơ xăng) hay thời điểm phun nhiên liệu (động cơ phun dầu điện tử Common rail) cho chính xác. Với những động cơ đời mới hiện nay được trang bị thêm hệ thống điều khiển trục cam biến thiên thông minh cảm biến trục cam còn đóng vai trò giám sát sự hoạt động của hệ thống điều khiển trục cam biến thiên, ECU sử dụng tín hiệu của cảm biến này để xác định rằng hệ thống trục cam biến thiên có đang làm việc đúng như tín hiệu từ hộp ECU điều khiển hay không. a) Cấu tạo
Bởi những bộ phận chính là một phần tử Hall đặt ở đầu cảm biến, một nam châm vĩnh cửu và một IC tổ hợp nằm trong cảm biến.
Hình 2.10: cấu tạo vị trí trục cam ( dạng Hall ) b) Nguyên lý hoạt động của cảm biến vị trí trục cam
Khi trục khuỷu quay, thông qua dây cam dẫn động làm trục cam quay theo, trên trục cam có một vành tạo xung vó các vấu cực, các vấu cực này quét qua đầu cảm biến, khép kín mạch từ và cảm biến tạo ra 1 xung tín hiệu gửi về ECU để ECU nhận biết được điểm chết trên của xy lanh số 1 hay các máy khác.
Số lượng vấu cực trên vành tạo xung của trục cam khác nhau tuỳ theo mỗi động cơ. c) Vị trí của cảm biến vị trí trục cam
Trên nắp giàn cò hoặc gang bên cạnh nắp giàn cò
Hình 2.11: Vị trí lắp đặt cảm biến trục cam d) Cá hư hỏng thường gặp của cảm biến vị trí trục cam
- Chỉnh sai khe hở từ (với loại cảm biến nằm trong Delco).
- Dây tín hiệu chạm dương, chạm mát.
- Gãy răng tạo tín hiệu trên vành răng do dùng tua vít bẩy.
- Hư hộp ECU nên báo lỗi cảm biến trục cam.
2.3.4 Cảm biến oxy a) Cấu tạo và nguyên lý làm việc
Cảm biến oxy được bố trí trên đường ống thải, dùng để nhận biết nồng độ oxy có trong khí thải, từ đó xác định tỉ lệ nhiên liệu và không khí trong buồng đốt của động cơ là đậm hay nhạt so với tỉ lệ hòa khí lí thuyết, từ đó gửi tín hiệu về ECU để ECU xử lý và cho tín hiệu điều chỉnh lại tỉ lệ không khí/nhiên liệu cho phù hợp Động cơ 1NZ-FE dùng hai cảm biến Oxy 3 chân loại Ziconium đặt trên đường ống xả phía gần với buồng đốt động cơ để làm công việc này.
Hình 2.12: Cấu tạo cảm biến oxy
Cảm biến oxy loại này được chế tạo chủ yếu từ chất Zicinium dioxde(ZrO2), có tính chất hấp thụ những ion âm tính Thực chất, cảm biến oxy loại này là một pin điện có sức điện động phu thuộc vào nồng độ oxy trong khí ngoài tiếp xúc với oxy trong khí thải Bên trong và bên ngoài của phần tử này được bọc bằng một lớp platin mỏng Không khí chung quanh được dẫn vào bên trong còn phía ngoài của cảm biến lộ ra phía khí thải Ở nhiệt độ cao
(400°C [752°F] hay cao hơn), phần tử zirconi tạo ra một điện áp do sự chênh lệch lớn giữa các nồng độ của oxy ở phía trong và phía ngoài của phần tử zirconi này Vì ở nhiệt độ này cảm biến mới hoạt động được nên người ta dùng một điện trở dây sấy đặt vào mặt trong lớp zirconi để giúp nó hoạt động nhanh hơn, giảm được thời gian chờ Dây sấy này được cấp nguồn B+ và được điều khiển bởi ECU thông qua cực HT Ngoài ra, platin tác động như một cất xúc tác để gây ra phản ứng hóa học giữa oxy và cacbon monoxit (CO) trong khí xả Vì vậy, điều này sẽ làm giảm lượng oxy và tăng tính nhạy cảm của cảm biến.
MÔ PHỎNG
Mô phỏng chu trình hoạt động của động cơ xăng
Mô phỏng chu trình hoạt động của động cơ
1 Hút (Intake Stroke) o Khi piston di chuyển xuống, van nạp mở ra, và hỗn hợp không khí và xăng được hút vào xi lanh.
2 Nén (Compression Stroke) o Van nạp đóng lại, piston di chuyển lên, nén hỗn hợp không khí và nhiên liệu Quá trình này làm tăng áp suất và nhiệt độ của hỗn hợp.
3 Đốt cháy (Power Stroke) o Khi piston đạt điểm chết trên, bugi đánh lửa hỗn hợp nhiên liệu và không khí Sự cháy nổ này tạo ra áp suất lớn, đẩy piston xuống và tạo ra công cơ học.
4 Xả (Exhaust Stroke) o Van xả mở ra, và piston di chuyển lên, đẩy khí thải ra ngoài qua ống xả.
cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa
đánh lửa: mô phỏng hệ thống đánh lửa thông thường
+ Cảm biến trục khuỷu; Cảm biến trục cam
+ Mô đun điều khiển động cơ
1 Chu trình đánh lửa: Chu trình đánh lửa bắt đầu khi mạch điện được kết nối, thông qua việc khởi động hoặc bật nút khởi động Điện áp từ ắc quy được chuyển đến cuộn dây đánh lửa.
2 Tạo tia lửa điện: Cuộn dây đánh lửa chuyển đổi điện áp từ ắc quy thành điện áp cao cần thiết để tạo ra tia lửa điện tại đầu của spark plug.
3 Phát tín hiệu điều khiển: Bộ điều khiển đánh lửa sẽ phát tín hiệu điều khiển đánh lửa dựa trên thông tin từ cảm biến ô xy và các thông số khác, xác định thời điểm phù hợp để phát tia lửa.
4 Kích thích đốt cháy: Tia lửa điện từ spark plug kích thích hỗn hợp nhiên liệu- khí trong buồng đốt, gây ra quá trình đốt cháy.
5 Điều chỉnh thời điểm đánh lửa: Thời điểm đánh lửa được điều chỉnh dựa trên thông tin từ cảm biến ô xy và các tham số khác, để tối ưu hóa hiệu suất và tiêu thụ nhiên liệu.
6 Kết thúc chu trình: Chu trình đánh lửa kết thúc khi mạch điện được ngắt hoặc khi không cần thiết nữa, ví dụ như khi động cơ đang tắt hoặc khi đang chạy ở tốc độ thấp.
Hệ thống đánh lửa thông thường sử dụng điện áp từ ắc quy để tạo ra tia lửa điện tại đầu của spark plug, kích thích quá trình đốt cháy trong buồng đốt Cảm biến ô xy và bộ điều khiển đánh lửa đóng vai trò quan trọng trong việc xác định thời điểm phát tia lửa điện phù hợp, để đảm bảo hiệu suất và tiêu thụ nhiên liệu tối ưu của động cơ.
Mô phỏng hệ thống đánh lửa trực tiếp
Mô phỏng hệ thống đánh lửa trực tiếp
- Từ video mô phỏng ta thấy cấu tạo hệ thống đánh lửa trực tiếp gồm:
+ Ắc quy; bugi; ECU; ICM; cảm biến trục cam; cảm biến trục khuỷu; bánh xe kích hoạt; trục cam; trục khuỷu
+ Khi bật đông tắc dòng điện đi từ ắc quy đến ECU đồng thời ICM nhận tín hiệu từ vị trí trục khuỷu và trục cam cũng như giáo tiếp với ECU để đồng bộ hoá với các hệ thống khác của xe
+ Sau khi nhận tín hiệu và xử lý tín hiệu ICM sẽ tính toán thời điểm đánh lửa tối ưu cho mỗi xy lanh
+ ICM Gửi tín hiệu đến cuộn đánh lửa để tạo ra dòng điện cao áp cần thiết cho bugi, đảm bảo tia lửa được tạo ra đúng lúc:
Mô phỏng ICM gửi tín hiệu đến bugi
so sánh bô bin đơn và bô bin đôi
Tiêu chí Mô phỏng bô bin đơn Mô phỏng bô bin đôi
Cấu trúc Một cuộn dây đánh lửa, dùng bộ chia điện
Hai cuộn dây đánh lửa, không cần bộ chia điện
Hiệu suất Thấp hơn, dễ bị chậm trễ ở tốc độ cao
Cao hơn, giảm thiểu sự chậm trễ Độ tin cậy Thấp hơn, toàn bộ hệ thống bị ảnh hưởng nếu có sự cố
Cao hơn, chỉ một cặp xi-lanh bị ảnh hưởng nếu có sự cố
Chi phí Thấp hơn Cao hơn
Bảo dưỡng Dễ dàng hơn, ít thành phần Phức tạp hơn, nhiều thành phần
Bobin đơn phù hợp với các hệ thống đơn giản, chi phí thấp và dễ bảo dưỡng, thích hợp cho các xe cũ hoặc động cơ đơn giản.
Bobin đôi mang lại hiệu suất cao hơn và độ tin cậy tốt hơn, thích hợp cho các động cơ hiện đại và phức tạp, dù chi phí và bảo dưỡng có thể cao hơn.
Lựa chọn giữa bobin đơn và bobin đôi phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể về hiệu suất, độ tin cậy và chi phí của hệ thống đánh lửa.
hiện tượng tia lửa thải
Mô phỏng hiện tượng tia lửa thải
- Hiện tượng tia lửa thải còn được gọi là "hiện tượng đánh lửa thải" hay "waste spark" trong tiếng Anh Đây là một khái niệm thường được sử dụng trong các hệ thống đánh lửa sử dụng bobin kép (Dual-Coil Ignition System) hoặc hệ thống đánh lửa kiểu mô- đun (DIS - Distributorless Ignition System).
Trong hệ thống đánh lửa waste spark:
1 Bobin Kép: Mỗi cuộn dây đánh lửa (bobin) điều khiển hai bugi nằm trong hai xi-lanh khác nhau.
2 Đánh Lửa Đồng Thời: Khi bobin tạo ra tia lửa, nó sẽ tạo ra tia lửa ở cả hai bugi đồng thời. o Xi-lanh kỳ nén: Tia lửa sẽ kích hoạt quá trình cháy hỗn hợp nhiên liệu và không khí. o Xi-lanh kỳ xả: Tia lửa không có tác dụng vì không có hỗn hợp nhiên liệu để đốt cháy, và do đó được gọi là "tia lửa thải".
Lợi Ích Của Hiện Tượng Đánh Lửa Thải
Thiết Kế Đơn Giản Hơn: Hệ thống không cần bộ chia điện phức tạp, giúp đơn giản hóa thiết kế và giảm chi phí sản xuất.
Giảm Chi Phí Bảo Trì: Ít bộ phận chuyển động hơn có thể dẫn đến ít bảo trì và sửa chữa
Lãng Phí Năng Lượng: Tia lửa thải không có tác dụng trong kỳ xả, dẫn đến một phần năng lượng của cuộn dây bị lãng phí.
Ảnh Hưởng Đến Bugi: Bugi phải chịu đánh lửa hai lần mỗi chu kỳ, điều này có thể làm giảm tuổi thọ của bugi so với các hệ thống đánh lửa khác. Ứng Dụng Thực Tế
Hệ thống đánh lửa kiểu waste spark thường được sử dụng trong các động cơ nhỏ gọn và các phương tiện yêu cầu thiết kế đơn giản, đáng tin cậy với chi phí thấp Chúng cũng phổ biến trong các xe mô tô và các xe hơi có động cơ nhỏ.
Cảm biến ôxy
Mô phỏng cảm biến ôxy
1 Nam châm hoặc cảm biến từ: Cảm biến ô xy thường có một nam châm hoặc một cảm biến từ tích hợp trong cấu trúc của nó Nam châm hoặc cảm biến từ tạo ra một trường từ quanh trục cam của động cơ.
2 Vòng dẫn (đĩa dẫn): Trên trục cam của động cơ, có một vòng dẫn hoặc đĩa dẫn có các răng cưa hoặc nam châm được đặt theo một cấu trúc xác định.
3 Vòng dẫn (ví dụ: đĩa dẫn): Trục cam thường được thiết kế với một vòng dẫn, ví dụ như một đĩa dẫn có các răng cưa hoặc nam châm được đặt theo một cấu trúc xác định Khi trục cam quay, sự thay đổi trong cấu trúc từ trường do cảm biến từ tạo ra sẽ được cảm biến quang học hoặc điện tử cảm biến.
4 Thân cảm biến: Thân cảm biến thường được làm từ vật liệu cách điện và có chức năng bảo vệ các linh kiện bên trong khỏi các yếu tố môi trường bên ngoài như bụi, nước, và nhiệt độ.
5 Dây dẫn (cáp kết nối): Dây dẫn hoặc cáp kết nối được sử dụng để kết nối cảm biến với hệ thống điều khiển động cơ (ECU).
Khi trục cam quay, nam châm hoặc cảm biến từ trên cảm biến sẽ cảm nhận sự thay đổi trong trường từ do vòng dẫn trên trục cam tạo ra.
Sự thay đổi này sẽ được cảm biến chuyển đổi thành một tín hiệu điện.
Tín hiệu điện này sau đó sẽ được gửi đến ECU để xác định vị trí của trục cam và điều chỉnh thời điểm đánh lửa, thời điểm mở van và các tham số khác của động cơ.
kim phun nhiên liêu
Mô phỏng kim phun nhiên liệu
Vật liệu: Thường được làm bằng thép không gỉ hoặc hợp kim nhôm để chịu được áp suất cao và ứng dụng trong môi trường nhiệt độ và áp suất cao của động cơ.
Thiết kế: Thân kim phun thường có hình trụ hoặc hình vá, với một số ống và van điều chỉnh nhiên liệu tích hợp.
Là bộ phận điều khiển quan trọng của kim phun nhiên liệu.
Một solenoid hoạt động như một van điện từ, mở và đóng để kiểm soát dòng chảy của nhiên liệu thông qua kim phun.
Có nhiệm vụ điều chỉnh lượng nhiên liệu được phun vào buồng đốt.
Có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi điện áp đầu vào vào solenoid.
Có chức năng lọc bụi và các tạp chất có thể gây hỏng kim phun hoặc làm tắc nghẽn ống nhiên liệu.
Là nơi mà nhiên liệu được phun vào buồng đốt.
Có một hoặc nhiều lỗ nhỏ để phun ra nhiên liệu dưới dạng hạt nhỏ.
Thiết kế của đầu phun nhiên liệu ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và hiệu quả của quá trình đốt cháy.
Có thể có một lò xo tích hợp trong kim phun để giữ van kim phun ở vị trí đóng trong điều kiện không hoạt động.
Kết nối với hệ thống nhiên liệu của xe, bao gồm ống nhiên liệu và bộ phận điều khiển nhiên liệu của động cơ.
1 Khi ECU (Bộ Điều Khiển Điện Tử) gửi tín hiệu điện đến solenoid, solenoid mở và cho phép nhiên liệu chảy qua kim phun.
2 Nhiên liệu chảy qua van kim phun được điều chỉnh bởi van kim phun và được
3 Khi tín hiệu điện dừng lại, solenoid đóng và dừng dòng nhiên liệu chảy qua kim phun, kết thúc quá trình phun nhiên liệu.
Trục cam của động cơ
Chức năng của Trục Cam
1 Điều khiển Xú-páp: o Trục cam điều khiển sự mở và đóng của các xú-páp nạp và xả Nó làm việc đồng bộ với trục khuỷu để đảm bảo rằng xú-páp mở và đóng đúng thời điểm trong chu kỳ hoạt động của động cơ.
2 Tăng Hiệu Suất: o Thiết kế và cấu hình của trục cam có thể ảnh hưởng đến hiệu suất động cơ Trục cam hiệu suất cao có thể cải thiện dòng chảy khí và hiệu suất động cơ, giúp tăng công suất và mô-men xoắn.
KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP TRÊN
Những hư hỏng của hệ thống
- Mất điện cuộn đánh lửa.
- Sai thời điểm đánh lửa.
Quy trình kiểm tra chẩn đoán.
Kiểm tra hệ thống đánh lửa ngay trên xe Mục đích: để kiểm tra xem có đánh lửa không Quy trình kiểm tra:
Bước 1: tháo nắp đạy nắp quy lát.
Bước 2: ngắt 4 giắc nối vào cuộn đánh lửa.
Bước 3: tháo 4 bu lông và cuộn đánh lửa.
Bước 5: lắp buji vào cuộn dây đánh lửa và nối giắc cuộn đánh lửa.
Bước 6: ngắt 4 giắc nối vòi phun nhiên liệu.
Bước 7: tiếp mát cho buji.
Bước 8: quan sát xem có tia lửa phát ra ở đầu điện cực của buji hay không Chú ý:
Nối mát cho buji khi kiểm tra.
- Thay cuộn đánh lửa khi nó đã bị va đập.
- Không được quay khởi động động cơ lâu hơn 2 giây.
Kiểm tra điện cực: đo điện trở cách điện Điện trở tiêu chuẩn trên 10MΩ.
Nếu điện trở không như tiêu chuẩn thì làm sạch buji và thử lại lần nữa Nếu không có MΩ kế thì kiểm tra như sau:
Tăng ga nhanh để đạt tốc độ động cơ 4,000 vòng/phút trong 5 lần
Kiểm tra bằng cách quan sát bugi.
Nếu điện cực khô, bugi hoạt động đúng chức năng Nếu điện cực bị ướt, hãy đi đến bước tiếp theo.
Kiểm tra hư hỏng ở phần ren và phần cách điện của bugi Nếu có hư hỏng, hãy thay thế bugi.
Nhà sản xuất Sản phẩm
Kiểm tra khe hở điện cực của bugi
Khe hở điện cực lớn nhất cho bugi cũ: 1.1 mm (0.043 in) g.Nếu khe hở điện cực lớn hơn giá trị lớn nhất, hãy thay thế bugi.
Khe hở điện cực của bugi mới: 0.7 đến 0.8 mm (0.028 đến 0.032 in).
Làm sạch các bugi Nếu điện cực bị bám muội các bon ướt, hãy làm sạch bugi bằng máy làm sạch sau đó làm khô nó. Áp suất khí: 588 kPa (6 kgf/cm 2 , 85 psi) l.Thời gian: 20 giây trở xuống.
