Chương 8: Hệ thống đánh lửa.

• Giải thích lý do tại sao điện áp pin phải được tăng lên. • Mô tả mạch sơ cấp của hệ thống đánh lửa. • Mô tả mạch thứ cấp của hệ thống đánh lửa. • Mô tả cấu tạo của các thành phần hệ thống đánh lửa. • Tóm tắt chức năng cơ bản và nguyên lý hoạt động của các bộ phận hệ thống đánh lửa. • Liệt kê sự khác biệt giữa hệ thống đánh lửa tiếp điểm và điện tử. • Giải thích hoạt động của cơ chế điều chỉnh thời điểm đánh lửa. • Giải thích cách hoạt động của hệ thống đánh lửa không phân phối.

Trang 1

8.2.4.1 Hoạt động của cuộn dây 9

8.2.4.2 Công suất thực tế của cuộn dây 10

8.14 Thời điểm đánh lửa và độ trễ 26

8.15 Thiết lập thời điểm cơ bản 27

8.15.1 Sử dụng đèn strob 28

Trang 3

8.15.2 Đồng hồ đo thời điểm từ tính 28

8.15.3 Cơ chế điều chỉnh độ trễ thời điểm đánh lửa 28

8.15.4 Tăng độ trễ ly tâm 29

8.15.5 Điều chỉnh góc đánh lửa theo áp suất chân không 30

8.15.6 Hoạt động của hệ thống tăng áp suất chân không 30

8.15.7 Hệ thống đánh lửa điều khiển bằng máy tính 32

8.16 Tóm tắt 32

Trang 4

Chương 8: HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA

Sau khi học xong chương này, bạn sẽ có thể:  Giải thích lý do tại sao điện áp pin phải được tăng lên  Mô tả mạch sơ cấp của hệ thống đánh lửa

 Mô tả mạch thứ cấp của hệ thống đánh lửa  Mô tả cấu tạo của các thành phần hệ thống đánh lửa  Tóm tắt chức năng cơ bản và nguyên lý hoạt động của các bộ phận hệ thống đánh lửa

 Liệt kê sự khác biệt giữa hệ thống đánh lửa tiếp điểm và điện tử  Giải thích hoạt động của cơ chế điều chỉnh thời điểm đánh lửa  Giải thích cách hoạt động của hệ thống đánh lửa không phân phối Các chương 1, 2 và 3 đã đề cập thường xuyên đến việc sử dụng tia lửa để đốt cháy hỗn hợp không khí-nhiên liệu Chương này sẽ cung cấp cho bạn một mô tả rõ ràng và ngắn gọn về các đơn vị khác nhau trong hệ thống đánh lửa Lý thuyết, thiết kế và cấu tạo của các bộ phận sẽ được thảo luận Bạn cũng sẽ học cách chúng được kết hợp để tạo ra, điều khiển và phân phối tia lửa

Trước khi bắt đầu chương này, hãy đảm bảo rằng bạn đã quen thuộc với nội dung của Chương 7 Điều này sẽ cung cấp cho bạn một giới thiệu cơ bản về điện và điện tử Kiến thức như vậy là cần thiết để hiểu về hệ thống đánh lửa

8.1 Hệ thống cao áp

Để tạo ra tia lửa điện nhảy qua khe hở của bugi, cần hàng nghìn volt điện áp Tuy nhiên, bình ắc quy của xe chỉ tạo ra 12 volt Vì vậy, cần phải tìm cách tăng điện áp lên nhiều lần để đủ mạnh để tạo tia lửa trong buồng đốt Ở các xe hiện đại, điện áp cần thiết cho bugi có thể vượt quá 60.000 volt Điều này có nghĩa là điện áp 12 volt của bình ắc quy được tăng lên nhiều lần Tuy nhiên, nếu bạn chạm vào bugi và bị giật điện, nguy hiểm thực sự không cao vì cường độ dòng điện, yếu tố gây ra sát thương thực tế, rất thấp trong hệ thống đánh lửa ô tô

Cảnh báo: Không nên nhầm lẫn điện áp hệ thống điện của xe với điện áp trong hệ thống điện gia đình của bạn Dòng điện gia đình ở mức 120 hoặc 240 volt có thể và thường xuyên gây tử vong do điện giật Luôn luôn đối xử với điện với sự thận trọng và tôn trọng

Trang 5 Hệ thống đánh lửa gồm hai mạch riêng biệt là mạch sơ cấp và mạch thứ cấp

Khi đọc chương này, hãy tham khảo hình vẽ này và các hình vẽ khác để tìm hiểu tên của các bộ phận khác nhau và vị trí sử dụng của chúng trong mạch sơ cấp và mạch thứ cấp, được hiển thị trong Hình 8-1 Mạch sơ cấp sẽ được đề cập đầu tiên

Hình 8.1 Hai loại hệ thống đánh lửa A - Loại tiếp điểm thông thường hoặc loại điểm chập B - Hệ thống đánh lửa điện tử với bộ phân phối không tiếp điểm (Sun, Geo)

8.2 Mạch Sơ Cấp

Mạch sơ cấp bao gồm ắc quy, công tắc đánh lửa, điện trở (nếu có), mô-đun đánh lửa hoặc tiếp điểm, và dây dẫn sơ cấp của cuộn dây Chúng được trình bày theo thứ tự dòng điện chảy qua chúng Điện áp của mạch sơ cấp thấp, hoạt động trên 12 volt của ắc quy Dây dẫn trong mạch này được phủ một lớp cách điện mỏng để ngăn ngừa chập mạch

Trang 6

8.2.1 Ắc quy

Để hiểu rõ hơn về hoạt động của mạch sơ cấp hệ thống đánh lửa, chúng ta sẽ bắt đầu từ ắc quy và theo dõi dòng điện chảy qua hệ thống Ắc quy, Hình 8-2, là nguồn cung cấp năng lượng điện cần thiết để vận hành hệ thống đánh lửa Ắc quy lưu trữ và sản xuất điện thông qua phản ứng hóa học Khi đang được sạc, nó chuyển đổi điện năng thành năng lượng hóa học Khi đang phóng điện (tạo ra dòng điện), ắc quy chuyển đổi năng lượng hóa học thành điện năng Xem Chương 16 để biết thêm thông tin về ắc quy Để hoạt động đúng cách, ắc quy phải ở trạng thái tốt hoặc được sạc đầy để tạo ra công suất điện tối đa

Hình 8 2 Cấu tạo điển hình của ắc quy không cần bảo dưỡng Lưu ý việc sử dụng chỉ báo trạng thái sạc (Delco Remy)

8.2.2 Công tắc đánh lửa

Mạch sơ cấp bắt đầu từ ắc quy và đi đến công tắc đánh lửa Công tắc đánh lửa được điều khiển bởi chìa khóa đánh lửa Nó kiểm soát dòng điện chảy qua các cực Công tắc đánh lửa có thể có các cực bổ sung cung cấp điện cho các hệ thống khác của xe khi chìa khóa được bật Hầu hết các công tắc đánh lửa được lắp đặt trên cột lái, Hình 8-3

Hình 8.3 Một loại công tắc đánh lửa được gắn trên cột lái Lưu ý các kết nối dây khác nhau (Ford)

Trang 7

8.2.3 Điện trở

Một số hệ thống đánh lửa có sử dụng một điện trở trong mạch sơ cấp Điện năng đi từ công tắc đánh lửa đến điện trở (Hình 8-4) Điện trở kiểm soát lượng dòng điện đến cuộn dây Điện trở có thể là dây điện trở được hiệu chỉnh hoặc loại điện trở chấn lưu (điện trở ballast)

Hình 8.4 Điện trở phụ tải đơn giản được sử dụng trong mạch sơ cấp của hệ thống đánh lửa

Hầu hết các điện trở đơn giản chỉ bao gồm một dây điện trở được hiệu chỉnh tích hợp trong dây nối giữa công tắc đánh lửa và cuộn dây Dây điện trở này giảm điện áp ắc quy xuống khoảng 9,5 volt trong quá trình hoạt động bình thường của động cơ Tuy nhiên, khi khởi động động cơ, cuộn dây nhận được toàn bộ điện áp pin từ một dây dẫn bypass Dây dẫn bypass cung cấp cho cuộn dây toàn bộ điện áp pin từ công tắc đánh lửa hoặc solenoid khởi động trong khi động cơ đang quay Khi thả chìa khóa, mạch nhận điện thông qua dây điện trở

Điện trở chấn lưu (ballast resistor) là một linh kiện có điện trở thay đổi theo nhiệt độ, được sử dụng trên một số xe

- Khi tốc độ động cơ thấp, điện trở chấn lưu nóng lên do dòng điện qua cuộn dây nhiều hơn, giá trị điện trở tăng lên, điện áp đến cuộn dây thấp hơn

- Khi tốc độ động cơ tăng, điện lượng qua điện trở giảm, điện trở chấn lưu giảm nhiệt độ, giá trị điện trở giảm xuống, điện áp đến cuộn dây tăng lên

Ở tốc độ cao, khi cần một tia lửa điện nóng hơn, cuộn dây nhận được toàn bộ điện áp ắc quy Điện trở phụ tải là một cuộn dây bằng niken-crom hoặc dây nicrom Tính chất của dây nicrom có xu hướng tăng hoặc giảm điện áp tỷ lệ thuận với nhiệt độ của dây, Hình 8-5 Một số hệ thống đánh lửa bằng transistor đời đầu sử dụng hai điện trở chấn lưu để điều khiển điện áp cuộn dây Từ điện trở, dòng điện đi qua cuộn dây Hầu hết các xe hiện đại với hệ thống đánh lửa điện tử không sử dụng điện trở trong mạch đánh lửa mà sử dụng toàn bộ điện áp pin mọi lúc

Hình 8.5 Nguyên lý điện trở chấn lưu A: Minh họa dòng điện xung dài đi qua dây điện trở chấn lưu đặc biệt ở tốc độ động cơ thấp Dòng điện làm nóng dây đặc biệt và giảm điện lượng đến cuộn dây

B: Minh họa các xung ngắn ở tốc độ cao Điều này cho phép dây nguội và dòng điện mạnh hơn đi đến cuộn dây

Trang 8

8.2.4 Cuộn cảm đánh lửa

Mạch sơ cấp dẫn điện từ công tắc đánh lửa hoặc điện trở đến cuộn cảm đánh lửa Cuộn cảm đánh lửa thực chất là một máy biến áp có khả năng tăng điện áp ắc quy lên tới 100.000 volt, mặc dù hầu hết các cuộn cảm tạo ra khoảng 50.000 - 60.000 volt Các cuộn cảm có kích thước và hình dạng khác nhau để đáp ứng nhu cầu của các phương tiện khác nhau Cấu tạo cuộn cảm

Cuộn cảm được xây dựng với một lõi sắt đặc biệt nhiều lớp Quanh lõi trung tâm này, hàng nghìn vòng dây đồng rất mảnh được quấn Dây mảnh này được phủ một lớp sơn cách điện chịu nhiệt mỏng Một đầu của dây mảnh được nối với cực cao áp và đầu kia được nối với dây mạch sơ cấp bên trong cuộn cảm Tất cả các vòng dây mảnh này tạo thành cái gọi là cuộn thứ cấp

Một vài trăm vòng dây đồng dày hơn được quấn quanh các cuộn dây thứ cấp Mỗi đầu được nối với một cực mạch sơ cấp trên cuộn cảm Những cuộn dây này cũng được cách điện Các vòng dây dày hơn tạo thành cuộn sơ cấp Nghiên cứu các kết nối cuộn dây trong các hình cắt được hiển thị trong Hình 8-6

Hình 8.6 Mặt cắt ngang hai cuộn cảm đánh lửa

A1-Đầu ra điện áp cao 2-Lớp dây quấn với giấy cách điện 3-Nắp cuộn cảm 4-Lò xo kết nối điện áp cao 5-Vỏ cuộn cảm 6-Giá đỡ lắp đặt 7-Vỏ kim loại bao bọc (từ tính) 8-Cuộn dây sơ cấp (dây đồng dày) 9-Cuộn dây thứ cấp (dây đồng mảnh).10-Hợp chất bịt kín 11-Chất cách điện 12-Lõi sắt ghép nhiều lớp

B 1-Đầu ra thứ cấp (+) 2-Đầu ra thứ cấp (-) 3-Lõi sắt 4-Cuộn dây sơ cấp 5- Cuộn dây thứ cấp (Mercedes-Benz, Deere & Co.)

Trang 9 Lõi, với cả cuộn thứ cấp và sơ

cấp được gắn vào, được đặt bên trong một vỏ sắt nhiều lớp - Chức năng của vỏ là giúp tập trung các đường sức từ sẽ được tạo ra bởi các cuộn dây Toàn bộ bộ phận này sau đó được đặt bên trong một vỏ thép, nhôm hoặc Bakelite

- Trong một số thiết kế cuộn cảm, vỏ được đổ đầy dầu hoặc vật liệu giống như parafin Trong các thiết kế khác, các cuộn dây của cuộn cảm được bọc trong nhựa dày

Cuộn cảm được bịt kín để ngăn bụi hoặc hơi ẩm xâm nhập Các cực cuộn cảm sơ cấp và thứ cấp được niêm phong cẩn thận để chịu được rung động, nhiệt độ, độ ẩm và ứng suất của điện áp cảm ứng cao Hình 8-7 cho thấy một số loại cuộn cảm được tìm thấy trên các phương tiện hiện đại Mặc dù hình dạng của chúng khác nhau nhưng tất cả đều hoạt động theo cùng một cách

Hình 8 7 Một số loại cuộn cảm đánh lửa khác nhau và cấu tạo của chúng

A: Cuộn cảm đánh lửa năng lượng cao (HEI) lắp đặt từ xa B: Mặt cắt ngang biểu diễn cấu tạo của cuộn cảm HEI C: Mặt cắt ngang biểu diễn cấu tạo của cuộn cảm kiểu thông thường (AC-Delco)

8.2.4.1 Hoạt động của cuộn dây

Khi công tắc đánh lửa được bật, dòng điện chảy qua cuộn dây sơ cấp đến mass (ground) Hình 8-8 Như bạn đã học ở Chương 7, khi dòng điện chạy qua một dây dẫn, một từ trường được tạo ra xung quanh dây dẫn Vì có hàng trăm vòng dây trong cuộn dây sơ cấp, nên một từ trường mạnh được tạo ra Từ trường này bao quanh cả cuộn dây thứ cấp và sơ cấp (Hình 8-8B) Nếu có sự ngắt dòng điện nhanh và toàn bộ trên đường đi đến mass sau khi đi qua cuộn dây, từ trường sẽ mất vào lõi sắt nhiều lớp (Hình 8-8B)

Hình 8 8 A - Sơ đồ nối dây minh họa cách cuộn dây cảm ứng dòng điện trong cuộn dây thứ cấp

Trang 10 - Từ trường mất trên cuộn sơ cấp 

điện áp trên cuộn sơ cấp tăng (hiện tượng tự cảm ứng)  điện áp cảm ứng trong cuộn sơ cấp khoảng 200V (do cuộn sơ cấp chỉ bao gồm vài trăm vòng dây) Tự cảm không gây ảnh hưởng đến cuộn thứ cấp, nhưng gây ra hồ quang tại điểm tiếp xúc trong hệ thống tiếp điểm

- Từ trường mất trên cuộn thứ cấp  xuất hiện dòng điện nhỏ trong mỗi vòng dây Cuộn thứ cấp có hàng nghìn vòng dây nối tiếp  điện áp của mỗi vòng nhân với số vòng dây và có thể tạo ra điện áp vượt quá 100.000V (hiện tượng cảm ứng) Điện áp tạo ra bởi cuộn thứ cấp và đặt vào hai đầu nối điện áp cao và dẫn đến bugi B - Hoạt động của cuộn dây đánh lửa 1 -

Cuộn dây sơ cấp 2 - Cuộn dây thứ cấp Dòng điện bây giờ đang rời khỏi cuộn dây trên đường đến các bugi thông qua bộ phân phối (Deere và Sun Electric)

Hầu hết các cuộn dây có cực sơ cấp được đánh dấu bằng (+) (cực dương) và (-) (cực âm) Cuộn dây phải được lắp đặt trong mạch sơ cấp theo cách mà bình ắc quy được nối mass Sự sắp xếp của cực dương và cực âm này được gọi là phân cực (polarity) Nếu cực âm của bình ắc quy được nối mass, thì cực âm của cuộn dây phải được nối thông qua mô-đun đánh lửa hoặc bộ phân phối với mass tùy theo trường hợp Điều này được thực hiện để đảm bảo cực tính chính xác tại bugi

8.2.4.2 Công suất thực tế của cuộn dây

Mặc dù điện áp đầu ra của một số cuộn dây có thể vượt quá 100.000 volt, nhưng cuộn dây chỉ tạo ra đủ điện áp để tạo ra một tia lửa điện Điều này có thể thấp tới 2000 volt ở chế độ rảnh tại một xe cũ không có điều khiển khí thải, hoặc cao tới 60.000 volt trên một xe mới với hỗn hợp nhiên liệu loãng nhất có thể và dưới tải trọng Xem Hình 8-9

Để kiểm soát công suất của cuộn dây, hầu hết động cơ đều có một bộ phân phối Công việc của bộ phân phối là kích hoạt cuộn dây và phân phối dòng điện cao áp đến bugi đúng thời điểm

Hình 8 9 Dập tắt từ trường sơ cấp Khi mạch sơ cấp bị hở, từ trường sẽ dập tắt qua cuộn thứ cấp đến lõi

Trang 11

8.3 Phương pháp ngắt dòng điện

Để ngắt từ trường của cuộn dây, dòng điện đi qua các cuộn dây sơ cấp phải ngắt toàn bộ ngay lập tức mà không có hiện tượng phóng điện (dòng điện tăng đột ngột hoặc hồ quang phóng qua không gian) tại điểm ngắt dòng điện

Trong khoảng 75 năm, dòng điện sơ cấp được điều khiển bằng cách sử dụng một bộ tiếp điểm để ngắt dòng điện và dập tắt từ trường sơ cấp của cuộn dây Trong hơn 20 năm qua, hệ thống tiếp điểm đã được thay thế bằng hệ thống đánh lửa điện tử, sử dụng transistors để vận hành mạch sơ cấp Cấu tạo và hoạt động của transistors đã được đề cập trong Chương 7

Đánh lửa điện tử có thể tạo ra tia lửa điện áp cao cần thiết để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu loãng hơn được sử dụng trên các phương tiện hiện đại Trong khi hệ thống tiếp điểm cũ chỉ có thể tạo ra không quá 20.000 hoặc 30.000 volt, thì hệ thống đánh lửa điện tử cho phép sử dụng tới 100.000 volt Tất cả các phương tiện hiện đại đều sử dụng hệ thống đánh lửa với điều khiển mạch sơ cấp điện tử Sự khác biệt cơ bản giữa hệ thống đánh lửa tiếp điểm và hệ thống đánh lửa điện tử là phương pháp được sử dụng để ngắt mạch sơ cấp của cuộn dây

8.3.1 Tiếp điểm

Phương pháp để đóng ngắt mạch sơ cấp của cuộn dây là tiếp điểm tiếp xúc cơ học được sử dụng trên các xe cũ Lưu ý bộ tiếp điểm trong Hình 8-10 Phần tĩnh được nối mass thông qua tấm lắp tiếp điểm của bộ phân phối Phần này cố định ngoài việc điều chỉnh điểm ban đầu

Phần thứ hai là tiếp điểm di động Nó được xoay trên một trụ thép Một bạc lót sợi được sử dụng làm ổ trục trên trụ xoay Một lò xo thép mỏng ép cánh tay tiếp điểm di động vào bộ phận tĩnh, khiến hai tiếp điểm chạm vào nhau Cánh tay di động được đẩy ra ngoài bởi các thùy cam của bộ phân phối, được quay bởi trục phân phối Vấu cam trên trục phân phối mở và đóng các điểm khi nó quay Số lượng vấu tương ứng với số xi-lanh của động cơ

Hình 8 10 Cấu tạo điển hình của điểm tiếp xúc Hầu hết tích hợp điểm điều chỉnh vào đế đỡ điều chỉnh Thông số khoảng cách điểm trung bình khoảng 0,018" đến 0,022" (0,457

mm đến 0,559 mm)

Cam di chuyển cánh tay tiếp điểm thông qua một khối ma sát sợi Khối này được gắn vào cánh tay tiếp điểm và ma sát với cam Chất bôi trơn nhiệt độ cao được sử dụng trên khối để giảm hao mòn Cánh tay tiếp điểm di động được cách điện để khi dây dẫn điện chính từ cuộn dây sơ cấp được gắn vào nó, mạch sơ cấp sẽ không được nối mass trừ khi các tiếp điểm chạm nhau, Hình 8-10

Trang 12

8.3.2 Thời gian đóng - ngắt tiếp điểm

Chỉ số góc quay (tính bằng độ) của cam phân phối quay từ khi các tiếp điểm đóng lại cho đến khi mở ra lại được gọi là thời gian đóng tiếp điểm (dwell) và đôi khi được gọi là góc cam Xem Hình 8-11 Thời gian đóng tiếp điểm rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến sự tích tụ từ trường của các cuộn dây sơ cấp Thời gian đóng tiếp điểm càng dài, sự tích tụ từ trường càng lớn Tuy nhiên, thời gian đóng tiếp điểm quá dài có thể dẫn đến hiện tượng hồ quang và cháy tiếp điểm Nếu thời gian đóng tiếp điểm quá ngắn, các tiếp điểm sẽ mở ra và làm mất từ trường trước khi nó tích tụ đủ điện áp để tạo ra tia lửa điện đáp ứng yêu cầu

Hình 8.11 Các tiếp điểm đánh lửa đóng lại ở vị trí 1 và duy trì trạng thái đóng khi cam quay đến vị trí 2 Chỉ số góc quay (tính bằng độ) quyết định thời gian đóng của hệ thống đánh lửa

Khi cài đặt khoảng cách tiếp điểm, khi khoảng cách giảm, thời gian đóng tiếp điểm tăng lên Khi khoảng cách tăng lên, thời gian đóng tiếp điểm giảm đi Thời gian đóng tiếp điểm không thể được điều chỉnh trên hệ thống đánh lửa điện tử, nhưng có thể được đo như một trợ giúp để chẩn đoán Luôn kiểm tra thông số kỹ thuật của nhà sản xuất về thời gian đóng tiếp điểm khi cài đặt tiếp điểm

8.4 Tụ điện

Tụ điện (condenser hay capacitor) hấp thụ dòng điện sơ cấp dư thừa khi các tiếp điểm mở ra Tụ điện ngăn ngừa hiện tượng hồ quang tiếp điểm và dẫn đến quá nhiệt, tạo rỗ và mài mòn tiếp điểm quá mức Ngoài việc tăng tuổi thọ của tiếp điểm, tụ điện cho phép làm mất từ trường của cuộn dây nhanh chóng, tạo ra tia lửa mạnh và tức thời

Hầu hết các tụ điện được chế tạo từ hai tấm lá nhôm rất mỏng được ngăn cách bởi hai hoặc ba lớp cách điện Lá nhôm và vật liệu cách điện được cuộn lại với nhau thành hình trụ Sau đó, xi lanh được đặt trong một vỏ kim loại nhỏ và được niêm phong để ngăn chặn sự xâm nhập của hơi ẩm Hình 8-12 minh họa cấu trúc của tụ điện điển hình Việc đặt gần các dải lá nhôm tạo ra điện dung, hoặc khả năng thu hút electron

Khi các tiếp điểm đóng lại, tụ điện không hoạt động khi từ trường của cuộn dây bắt đầu tăng cường độ Khi các tiếp điểm mở ra, từ trường bắt đầu dập tắt và điện áp trong các cuộn dây sơ cấp tăng lên do tự cảm ứng Nếu không sử dụng tụ điện, điện áp trong mạch sơ cấp sẽ tạo ra hồ quang qua các tiếp điểm, tiêu thụ năng lượng của cuộn dây trước khi từ trường đi qua các cuộn dây thứ cấp

Hình 8 12 Bộ tụ điện này được hàn kín trong một vỏ kim loại Lưu ý cách tụ điện được gắn vào bộ phân phối điện (AC Delco, Deere & Co.)

Trang 13 Tuy nhiên, tụ điện thu hút điện áp sơ cấp dư thừa, ngăn ngừa hồ quang qua các tiếp điểm Khi tụ điện được sạc đầy, các tiếp điểm đã mở quá xa để dòng điện tạo ra hồ quang Từ trường mất qua các cuộn dây thứ cấp, tạo ra một tia lửa điện mạnh và nhanh chóng

8.5 Hệ thống đánh lửa điện tử

Sơ đồ trong Hình 8-13 là một mạch đánh lửa điện tử đơn giản Lưu ý rằng không có thiết bị cơ khí nào để đóng ngắt mạch điện Toàn bộ quá trình được thực hiện bằng điện tử Dòng điện đi từ công tắc

đánh lửa, qua mô-đun đánh lửa, đến

cuộn dây Mô-đun đánh lửa chứa các thành phần điện tử gây ra việc cuộn dây tạo ra tia lửa điện áp cao Các mô-đun đánh lửa xử lý các đầu vào từ các thành phần đánh lửa khác

Các mô-đun đánh lửa đôi khi được lắp đặt trên tường lửa động cơ hoặc chắn bùn bên trong để bảo vệ chúng khỏi nhiệt độ quá cao của động cơ Các mô-đun khác được đặt trong bộ phân phối điện, lắp đặt bên ngoài trên thân bộ phân phối hoặc là một phần của cụm cuộn dây

Hình 8.13 Sơ đồ cho thấy dòng điện năng lượng chảy qua một loại mạch đánh lửa điện tử (Sun Electric Corporation)

Một số mô-đun đánh lửa điện tử điển hình được hiển thị trong Hình 8-14 Dòng điện từ công tắc đánh lửa đi vào mô-đun và đi qua transistor công suất trước khi đến cuộn dây, như trong Hình 8-14C Transistor công suất hoạt động như một chất dẫn điện, cho phép dòng điện đầy đủ nối trong mạch Điều này bắt đầu sự tích tụ từ trường trong cuộn dây Khi transistor công suất nhận được tín hiệu bởi thiết bị kích hoạt (được giải thích bên dưới) và mạch điều khiển mô-đun khác, transistor công suất trở thành chất cách điện Vì dòng điện không thể đi qua chất cách điện nên ngắt dòng điện đi qua mạch sơ cấp của cuộn dây Khi dòng điện ngắt, từ trường mất, tạo ra dòng điện cao áp trong các cuộn dây thứ cấp Sau khi dòng điện cao áp cuộn dây mất hoàn toàn, quá trình được lặp lại khi dòng điện bắt đầu đi qua transistor công suất một lần nữa

Trang 14 Hình 8 14 A & B - Sơ đồ lắp ráp bộ phân phối điện với các mô-đun đánh lửa điện tử C - Sơ đồ hệ thống đánh lửa cho thấy một mô-đun đánh lửa điện tử (General Motors & Ford)

8.6 Thiết bị Kích Hoạt Điện Tử

Thiết bị kích hoạt điện tử gửi một dòng điện tín hiệu đến mô-đun đánh lửa, sau đó cắt mạch sơ cấp Các bộ phận của thiết bị kích hoạt không bị mòn, giúp chúng có tuổi thọ cao hơn nhiều so với tiếp điểm Vì thiết bị kích hoạt không bị mòn nên thời gian đánh lửa của động cơ không thay đổi Điều này cải thiện hiệu suất động cơ, lượng khí thải và độ tin cậy Hiện nay có ba loại thiết bị kích hoạt đang được sử dụng:

 Từ tính  Hiệu ứng Hall  Quang học

Trang 15 Hầu hết các thiết bị kích hoạt được vận hành bằng cách quay trục phân phối Một số thiết bị kích hoạt được lắp đặt vào hoặc trên lốc động cơ và được vận hành bằng cách quay trục khuỷu và/hoặc trục cam

8.6.1 Bộ cảm biến từ tính

Cảm biến từ tính (The magnetic pickup) như hình 8-15A được lắp đặt trong bộ chia lửa và phản ứng với tốc độ của bộ chia lửa, bằng một nửa tốc độ trục khuỷu Cảm biến này tạo ra dòng điện xoay chiều như hình 8-15B Dòng điện được tạo ra nhỏ (khoảng 250 milivôn) nhưng có thể dễ dàng đọc được bởi mô-đun đánh lửa Bộ phận răng quay được gọi là bánh răng cảm biến hoặc bánh răng kích hoạt Bộ phận cố định được gọi là cuộn cảm thu hoặc stato

Khoảng cách không khí giữa các răng quay và cố định ngăn ngừa tiếp xúc vật lý và loại bỏ mài mòn Khi một răng của bánh răng cảm biến thẳng hàng với răng của cuộn cảm nhận, một tín hiệu điện áp được gửi đến mô-đun đánh lửa, làm tắt transistor công suất và ngắt dòng điện sơ cấp đến cuộn cảm ứng, gây ra tia lửa điện cho bugi

Hình 8 15 Một số cảm biến vị trí trục khuỷu từ tính khác nhau A - Khoảng hở không khí tồn tại giữa bánh răng cảm biến và cuộn cảm nhận được gắn trên bộ chia lửa B - Một mẫu dòng điện xoay chiều được tạo ra bởi cảm biến này C - Cảm biến vị trí và bánh răng cảm biến đặt tại trục khuỷu (Chrysler, Toyota và Oldsmobile)

Một số cảm biến được gắn gần trục khuỷu, như hình 8-15C Một bánh răng cảm biến là một phần của trục khuỷu và được đặt ở giữa của nó Một khoảng cách không khí cũng tồn tại giữa cảm biến này và bánh răng cảm biến Khi cảm biến ở giữa mỗi rãnh,

Trang 16 transistor được tắt và ngắt dòng điện đến cuộn cảm ứng, gây ra tia lửa điện cho bugi Khoảng cách không khí rất quan trọng đối với tất cả các cảm biến từ tính và phải được

đặt theo thông số kỹ thuật 8.6.2 Công tắc Hiệu ứng Hall

Công tắc hiệu ứng Hall có

thể được gắn trong bộ chia lửa hoặc tại trục khuỷu, Hình 8-16 Cảm biến hiệu ứng Hall là một lát mỏng vật liệu bán dẫn có điện áp được đặt vào liên tục Một nam châm được đặt đối diện với cảm biến Có một khoảng không khí giữa cảm biến và nam châm

Từ trường tác dụng lên cảm biến cho đến khi một tab kim

loại, thường được gọi là tấm

chắn, được đặt giữa cảm biến và nam châm Tab kim loại này không tiếp xúc với nam châm hoặc cảm biến Khi tiếp xúc giữa từ trường và cảm biến bị gián đoạn, nó sẽ làm giảm điện áp đầu ra của nó Điều này báo hiệu cho mô-đun đánh lửa tắt transistor công suất Điều này làm gián đoạn dòng điện sơ cấp đến cuộn cảm ứng, gây ra tia lửa điện

Hình 8 16 Cảm biến hiệu ứng Hall và hoạt động của cảm biến A - Cảm biến hiệu ứng Hall có thể chịu tác động của từ trường B - Khi lá kim loại gắn với trục phân phối quay giữa nam châm và cảm biến hiệu ứng Hall, từ trường bị ngắt quãng Cuộn dây đánh lửa gửi điện áp cao đến bộ phân phối bất cứ khi nào từ trường bị ngắt quãng (Robert Bosch)