hệ thống điện động cơ ô tô 2

85 Hình 4.9: Bộ điều chỉnh góc đánh lửa sớm kiểu li tâm. * Cấu tạo: Bộ điều chỉnh ly tâm gồm đĩa cố định với trục cam. Trên đĩa bố trí hai chốt để lắp hai quả văng (đối trọng). Hai quả văng có thể quay quanh hai chốt và đợc giữ chặt bởi hai lò xo có độ cứng khác nhau, mục đích trong quá trình làm việc dễ dàng hơn, tăng phạm vi điều chỉnh. * Nguyên lý: Khi trục bộ chia điện quay nhanh (tốc độ động cơ lớn) lực ly tâm lớn làm các quả văng văng ra xa, thắng đợc sức căng của lò xo, quả văng bung ra làm quay trục bộ chia điện theo chiều quay của nó và tiếp điểm mở sớm, góc đánh lửa sớm tăng lên. Khi tốc độ trục khuỷu giảm (tốc độ trục chia điện giảm), lực ly tâm của quả văng giảm, lò xo kéo qủa văng đi vào làm trục bộ chia điện quay chậm lại kéo theo vấu cam chậm mở tiếp điểm, góc đánh lửa sớm giảm. Kết hợp hai phơng pháp điều chỉnh cho ta góc đánh lửa sớm tổng hợp, đồ thị biểu diễn góc đánh lửa sớm theo tải trọng của động cơ. Góc đóng của tiếp điểm là góc giữa hai lần đánh lửa kế tiếp nhau (). Góc mở () là góc đợc tính từ lúc tiếp điểm bắt đầu mở đến khi nó bắt đầu đóng. Tổng hai góc trên gọi là góc đánh lửa (). = + : Góc đóng Z : Số xi lanh = 360 0 /2 : Góc mở : Góc đánh lửa 1. Vòng hãm. 2. Vòng đệm. 3. Trục cam bộ cắt điện. 4. Thanh vai với lỗ dọc. 5. Bạc của cam. 6. Lò xo. 7. Quả văng. 8. Chốt. 9. Trục. 10. Tấm đỡ. 11. Tr ụ c dẫn đ ộ n g . 86 Hinh 4.10: Khe hở má vít và góc đóng 4.3.2. Hệ thống đánh lửa TI : a.Sơ đồ nguyên lý : Hình 4.11 : Hệ thống đánh lửa TI Hệ thống đánh lửa TI gồm : - Khoá điện IG/SW - Bôbin (Ignition Coil) - Bộ chia điện kiểu cảm biến đánh lửa (Distributor,Delco) : + Cảm biến đánh lửa kiểu từ điện,kiểu Hall : + Bộ chia điện cao áp dạng con quay + Các bộ điều chỉnh thời điểm đánh lửa sớm kiểu chân không,kiểu ly tâm. - IC đánh lửa (Igniter) : Nhận xung của cảm biến đánh lửa và thực hiện thông mạch sơ cấp của bôbin và ngắt mạch sơ cấp của bôbin. - Dây cao áp (High tension wire) - Bugi (Spark Plug) b.Nguyên lý của hệ thống đánh lửa TI : Khi khoá điện bật,ắcquy cấp (+) cho cuộn sơ cấp bôbin,chờ âm ở cực C;đồng thời ắc quy cấp (+) vào mạch điều khiển.Trong khi quay bộ chia điện thì cánh phát xung (của : Góc đóng : Góc mở : Khe hở má vít 87 cảm biến đánh lửa loại từ điện) sẽ quay,mỗi lần cánh phát xung lớt qua đầu cuộn dây phát xung thì cuộn dây phát xung sẽ cảm ứng ra một cặp xung dơng âm,số cặp xung này bằng số cánh phát xung.Xung của cảm biến đánh lửa này đợc gửi về mạch điều khiển,và có quy ớc đầu dơng âm.Khi xung của cảm biến đánh lửa thấp hơn một ngỡng quy định nào đó thì mạch điều khiển của IC đánh lửa sẽ điều khiển cho tranzito ON,thông âm cho bôbin và tạo dòng sơ cấp,tạo ra từ trờng .Khi phần xung dơng của cảm biến bằng hoặc lớn hơn ngỡng quy định thì mạch điều khiển tranzito OFF,ngắt dòng sơ cấp,từ thông biến thiên cực lớn và xung điện cao áp đợc sinh ra ở cuộn thứ cấp của bôbin,xung cao áp này thông qua dây cao áp truyền đến nắp chia điện bugi,tạo tia lửa điện ở bugi. 4.3.2.1. Cảm biến đánh lửa : * Cảm biến đánh lửa loại từ điện : 88 * Cảm biến Hall : - Hiệu ứng Hall : Hiện tợng xuất hiện điện áp bề mặt của 1 chất bán dẫn đặt trong từ trờng khi có dòng điện chạy qua thì gọi là hiệu ứng Hall.Điện áp này vô cùng nhỏ (U Hall khoảng vài trăm mV). Muốn sử dụng đợc điện áp này ngời ta phải khuếch đại nó lên bằng mạch khuếch đại.Miếng chất bán dẫn này cùng mạch khuếch đại tạo thành IC Hall. * Cảm biến Hall : bao gồm : + IC Hall + Nam châm vĩnh cửu + Khung từ + Cánh chắn từ 89 Xung cảm biến Hall gửi về IC đánh lửa :thứ tự các xung theo thứ tự nổ của động cơ,vị trí các xung quyết định thời điểm đánh lửa,độ rộng xung quyết định thời gian đánh lửa. * Cảm biến quang điện : Bao gồm một cặp phần tử phát quang (LED) và phần tử cảm quang (photodiode hoặc phototransistor) đợc đặt trong bộ chia điện,ở giữa là đĩa cảm quang xẻ rãnh. đặc điểm của phần tử cảm quang này là khi có dòng ánh sáng chiếu vào,chúng sẽ trở nên dẫn điện và khi không có dòng ánh sáng,chúng sẽ không dẫn điện.Độ dẫn điện của chúng phụ thuộc vào cờng độ dòng ánh sáng và hiệu điện thế giữa hai đầu của phần tử cảm quang. 90 Khi đĩa xẻ rãnh quay,dòng ánh sáng phát ra từ LED sẽ bị ngắt quãng,làm phần tử cảm quang dẫn ngắt liên tục,tạo ra các xung vuông dùng làm tín hiệu điều khiển đánh lửa. Cảm biến có ba chân : Chân nguồn V CC , chân ra V OUT , chân mát E. Khi đĩa chắn ánh sáng từ đèn LED,photo diode D2 không dẫn,điện áp tại ngõ vào (+) sẽ thấp hơn điện áp so sánh U S ở ngõ vào (-) của bộ khuếch đại OP-Amp nên ngõ ra của bộ khuếch đại không có tín hiệu,bóng T ngắt,khi đó,V OUT ở mức cao (5V) đợc cấp từ ECU. Khi có ánh sáng chiếu vào, photodiode D2 dẫn,điện áp ở ngõ vào (+) sẽ lớn hơn điện áp so sánh U S và điện áp ngõ ra của bộ khuếch đại ở mức cao,làm bóng T dẫn,thông âm cho giắc V OUT , điện áp V OUT lập tức chuyển xuống mức thấp ( 0V).Đây chính là thời điểm đánh lửa.Xung điện áp tại V OUT là xung vuông gửi tới IC đánh lửa. Nh vậy,hình dạng và vị trí của các rãnh trên đĩa cảm quang sẽ quyết định biên dạng xung,tuỳ từng hệ thống đánh lửa,ngời ta thiết kế đĩa có các kiểu xẻ rãnh khác nhau : 91 4.3.2.2. S¬ ®å m¹ch ®¸nh löa tiªu biÓu : S¬ ®å cña Toyota Corolla 1.8 (1992-1994): Chó thÝch c¸c ký hiÖu: 92 4.3.3.HÖ thèng ®¸nh löa lËp tr×nh : 4.3.3.1.Nguyªn lý c¬ b¶n cña ®¸nh löa lËp tr×nh : H×nh 4.12 : Nguyªn lý c¬ b¶n cña ®¸nh löa lËp tr×nh 93 Khi ECU nhận đợc các tín hiệu gửi về,trong đó quan trọng nhất là các xung G (vị trí trục cam) ,xung NE (vị trí trục khuỷu) và tín hiệu của cảm biến gió,bộ vi xử lý của ECU sẽ tính toán và chọn ngay ra một điểm trên bề mặt lập trình,tức là chọn ngay ra một góc đánh lửa sớm tối u ở tốc độ và mức tải đó (chơng trình đánh lửa sớm ESA-Electronic Spark Advance).Rồi thông qua một bóng điều khiển trong ECU xuất xung IGT (ignition timing) sang IC đánh lửa.Khi IC đánh lửa nhận đợc xung IGT ở đầu vào mạch Tr, mạch này điều khiển bóng Tr ON để thông âm cho cuộn sơ cấp W1 của bôbin qua giắc C của IC đánh lửa.Khi đó xuất hiện dòng điện sơ cấp và tạo từ trờng trong bôbin và từ trờng này tồn tại trong IC cho đến khi xung IGT mất,bóng Tr trong IC đánh lửa OFF,khi đó từ trờng biến thiên cực nhanh và cảm ứng ra xung cao áp ở cuộn dây thứ cấp W2 của bôbin.Xung cao áp này đợc bộ chia điện đa đến bugi theo thứ tự nổ của động cơ,tạo tia lửa điện đốt cháy hoà khí. Hình 4.13 : Bề mặt lập trình và thời điểm đánh lửa Nh vậy,thời điểm mất xung IGT chính là thời điểm đánh lửa.Do đó,trớc TDC của mỗi máy,ECU phải gửi ra một xung IGT và xung đó phải mất sớm trớc TDC để tạo ra góc đánh lửa sớm. Khi chế độ làm việc của động cơ thay đổi,muốn tạo góc đánh lửa sớm hơn nữa thì ECU chỉ việc dịch xung IGT về trớc TDC xa hơn. Xung phản hồi IGF (ignition feedback) sẽ đợc gửi trở lại bộ xử lý trung tâm trong ECU để báo rằng hệ thống đánh lửa đang hoạt động nhằm phục vụ công tác chẩn đoán và điều khiển phun xăng.Trong trờng hợp không có xung IGF,các kim phun xăng sẽ ngừng phun trong thời gian vài giây. Trong trờng hợp hệ thống đánh lửa không có IC đánh lửa mà chỉ có bóng Tr điều khiển,thì ECU phải xuất xung IGT điều khiển bóng Tr để thông mạch và ngắt mạch sơ cấp bôbin (Mitsubishi Lancer CC 4G92,4G93 Engines) Trong trờng hợp hệ thống đánh lửa lập trình không có bộ chia điện (loại 2 bugi 94 chung 1 bôbin hoặc mỗi bôbin ngồi trên đầu một bugi) thì ECU còn phải xuất xung IGT đến từng IC đánh lửa theo thứ tự nổ của động cơ. Hệ thống ESA phát hiện các điều kiện hoạt động của động cơ căn cứ vào tín hiệu của các cảm biến cung cấp,ESA điều khiển chính xác thời điểm đánh lửa để động cơ có thể tăng công suất,làm sạch khí xả,và ngăn chặn kích nổ một cách có hiệu quả. Hình 4.14 : So sánh hệ thống đánh lửa lập trình và hệ thống đánh lửa cơ khí dùng bộ điều chỉnh đánh lửa sớm kiểu ly tâm và kiểu chân không. [...]... lo¹i : Hệ thống phun nhiên liệu có thể được phân loại theo nhiều kiểu Nếu phân biệt theo cấu tạo kim phun, ta có 2 loại: * Loại CIS (continuous injection system) Đây là kiểu sử dụng kim phun cơ khí, gồm 4 loại cơ bản: - Hệ thống K – Jetronic: việc phun nhiên liệu được điều khiển hoàn toàn bằng cơ khí - Hệ thống K – Jetronic có cảm biến khí thải: có thêm một cảm biến oxy - Hệ thống KE – Jetronic: hệ thống. .. CPU khá cao, các hộp điều khiển động cơ đốt trong ngày nay thường gồm cả chức năng điều khiển hộp số tự động và quạt làm mát động cơ Nếu phân biệt theo kỹ thuật điều khiển ta có thể chia hệ thống điều khiển động cơ làm 2 loại: analog và digital Ở những thế hệ đầu tiên xuất hiện từ 1979 đến 1986, kỹ thuật điều khiển chủ yếu dựa trên các mạch tương tự (analog) Ở các hệ thống này, tín hiệu đánh lửa lấy... điều chỉnh áp lực phun bằng điện tử - Hệ thống KE – Motronic: kết hợp với việc điều khiển đánh lửa bằng điện tử Các hệ thống vừa nêu sử dụng trên các xe châu Âu model trước 1987 Do chúng đã lỗi thời nên quyển sách này sẽ không đề cập đến * Loại AFC (air flow controlled fuel injection) Sử dụng kim phun điều khiển bằng điện Hệ thống phun xăng với kim phun điện có thể chia làm 2 loại chính: − D-Jetronic... không khí từ bướm ga đến xylanh khá dài, nhờ vậy, nhiên liệu phun ra được hòa trộn tốt với không khí nhờ xoáy lốc Nhiên liệu cũng không còn thất thoát trên đường ống nạp Hệ thống phun xăng đa điểm ra đời đã khắc phục được các nhược điểm cơ bản của hệ thống phun xăng đơn điểm Tùy theo cách điều khiển kim phun, hệ thống này có thể chia làm 3 loại chính: phun độc lập hay phun từng kim (independent injection),... từ đó, hình thành xung điều khiển kim phun Sau đó, đa số các hệ thống điều khiển động cơ đều được thiết kế, chế tạo trên nền tảng của các bộ vi xử lý (digital) 110 b Cấu trúc hệ thống : Bao gåm ba khèi : H×nh 5.5 : CÊu tróc hƯ thèng phun x¨ng H×nh 5.6 : M¹ch cđa hƯ thèng phun x¨ng 111 H×nh 5.7 : HƯ thèng phun x¨ng ®iƯn tư gi¸n tiÕp 5.3.1 .2 Khèi cÊp x¨ng : a C«ng dơng : Khèi cÊp x¨ng cã chøc n¨ng cung... tiếng Đức là không khí): với lượng xăng phun được tính toán dựa vào lưu lượng khí nạp lấy từ cảm biến đo gió loại cánh trượt Sau đó có các phiên bản: LH – Jetronic với cảm biến đo gió dây nhiệt, LU – Jetronic với cảm biến gió kiểu siêu âm… 109 Nếu phân biệt theo vò trí lắp đặt kim phun, hệ thống phun xăng AFC được chia làm 2 loại: * Loại TBI (Throttle Body Injection) - phun đơn điểm Hệ thống này còn... Nếu căn cứ vào đối tượng điều khiển theo chương trình, người ta chia hệ thống điều khiển động cơ ra 3 loại chính: chỉ điều khiển phun xăng (EFI electronic fuel injection theo tiếng Anh hoặc Jetronic theo tiếng Đức), chỉ điều khiển đánh lửa (ESA - electronic spark advance) và loại tích hợp tức điều khiển cả phun xăng và đánh lửa (hệ thống này có nhiều tên gọi khác nhau: Bosch đặt tên là Motronic, Toyota... tiÕp ®iĨm chê K2.§ång thêi W1 còng ®−ỵc cÊp (+) vµ chê (-) ë gi¾c FC.ë chÕ ®é nµy Tr1 ®ỵc ®iỊu khiĨn ON 5 gi©y ®Ĩ th«ng m¸t (-) 115 cho W1 vµ K2 ®ãng 5gi©y.B¬m x¨ng ®−ỵc cÊp ®iƯn 5 gi©y : (+)Aq → K1 → K2 → b¬m x¨ng → m¸t → (-) ¾c quy Tr¹ng th¸i 2: Khi khëi ®éng m¸y ( §Ị ): TÝn hiƯu STA tõ kho¸ ®iƯn cÊp ®Õn ECU ®éng c¬ vµ ECU ®iỊu khiĨn Tr1 ON liªn tơc trong khi §Ị ®Ĩ th«ng m¸t (-) cho W2,K2 ®ãng ®Ĩ cÊp... Nhược điểm của hệ thống này là tốc độ dòch chuyển của hòa khí tương đối thấp do nhiên liệu được phun ở vò trí xa supap hút và khả năng thất thoát trên đường ống nạp * Loại MPI (Multi Point Fuel Injection) - phun đa điểm Đây là hệ thống phun nhiên liệu đa điểm, với mỗi kim phun cho từng xylanh được bố trí gần supap hút (cách khoảng 10 – 15 mm) Ống góp hút được thiết kế sao cho đường đi của không khí từ... b«bin ®«i cã cn s¬ cÊp t¸ch h¼n khái cn thø cÊp.Cn thø cÊp cã hai ®Çu cao ¸p ,2 ®©u nµy th«ng qua d©y cao ¸p c¾m th¼ng vµo 2 bugi song hµnh mµ kh«ng qua bé chia ®iƯn.VÝ dơ,®èi víi ®éng c¬ 4 xylanh cã thø tù nỉ 1-3-4 -2 th× ta sư dơng 2 b«bin.B«bin thø nhÊt cã hai ®Çu d©y thø cÊp nèi víi bugi sè 1 vµ 4,b«bin thø hai nèi víi bugi sè 2 vµ 3 - §Ĩ cã thĨ chia tia lưa theo thø tù nỉ cđa ®éng c¬ th× ECU ph¶i xt . soát góc ngậm điện : góc ngậm điện luôn luôn đợc điều chỉnh theo tốc độ động cơ và điện áp ắcquy,đảm bảo điện áp thứ cấp bôbin có giá trị cao tại mọi thời điểm. Khi khởi động ,điện áp ắc quy. của động cơ. Hệ thống ESA phát hiện các điều kiện hoạt động của động cơ căn cứ vào tín hiệu của các cảm biến cung cấp,ESA điều khiển chính xác thời điểm đánh lửa để động cơ có thể tăng công. góc đóng 4.3 .2. Hệ thống đánh lửa TI : a.Sơ đồ nguyên lý : Hình 4.11 : Hệ thống đánh lửa TI Hệ thống đánh lửa TI gồm : - Khoá điện IG/SW - Bôbin (Ignition Coil) - Bộ chia điện kiểu cảm