Giáo trình điện động cơ phần 2

Chương 5: HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 5.1 Lý thuyết đánh lửa cho động xăng 5.1.1 Các thông số chủ yếu hệ thống đánh lửa Hiệu điện thứ cấp cực đại U 2m Hiệu điện thứ cấp cực đại U2m hiệu điện cực đại đo hai đầu cuộn dây thứ cấp tách dây cao áp khỏi bougie Hiệu điện thứ cấp cực đại U2m phải đủ lớn để có khả tạo tia lửa điện hai điện cực bougie, đặc biệt lúc khởi động Hiệu điện đánh lửa U đl Hiện điện thứ cấp mà trình đánh lửa xảy ra, gọi hiệu điện đánh lửa (l) Hiệu điện đánh lửa hàm phụ thuộc vào nhiều yếu tố, tuân theo đònh luật Pashen U đt = K P.δ T Trong đó: P: Là áp suất buồng đốt thời điểm đánh lửa δ: Khe hở bougie T: Nhiệt độ điện cực trung tâm bougie thời điểm đánh lửa K: Hằng số phụ thuộc vào thành phần hỗn hợp hòa khí Ở chế độ khởi động lạnh, hiệu điện đánh lửa l tăng khoảng 20 đến 30% nhiệt độ điện cực bougie thấp Khi động tăng tốc độ, tiên, l tăng, áp suất nén tăng sau l giảm từ từ nhiệt độ điện cực bougie tăng áp suất nén giảm trình nạp xấu Hiệu điện đánh lửa có giá trò cực đại chế độ khởi động tăng tốc, có giá trò cực tiểu chế độ ổn đònh công suất cực đại (hình 5-1) Trong trình vận hành xe mới, sau 2.000 km đầu tiên, l tăng 20% điện cực bougie bò mài mòn Sau l tiếp tục tăng khe hở bougie tăng Vì để giảm l phải hiệu chỉnh lại khe hở bougie sau 10.000 km www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn l 16 1000 2000 3000 ( i -1 ) Toàn tải; Nửa tải; Tải nhỏ; Khởi động cầm chừng; Hình 5-1: Sự phụ thuộc hiệu điện đánh lửa vào tốc độ tải động Hệ số dự trữ K dt Hệ số dự trữ tỷ số hiệu điện thứ cấp cực đại U 2m hiệu điện đánh lửa U đl : K dt = U 2m U đl Đối với hệ thống đánh lửa thường, U 2m thấp nên K dt thường nhỏ 1,5 Trên động xăng đại với hệ thống đánh lửa điện tử, hệ số dự trữ có giá trò cao (K dt = 1,5 ÷ 2,0), đáp ứng việc tăng tỷ số nén, tăng số vòng quay tăng khe hở bougie Năng lượng dự trữ Wdt Năng lượng dự trữ W dt lượng tích lũy dạng từ trường cuộn dây sơ cấp bobine Để đảm bảo tia lửa điện có đủ lượng để đốt cháy hoàn toàn hòa khí, hệ thống đánh lửa phải đảm bảo lượng dự trữ sơ cấp bobine giá trò xác đònh: Wdt = L1 × I ng 2 = 50 ÷ 150 mJ Trong đó: W dt : Năng lượng dự trữ sơ cấp L : Độ tự cảm sơ cấp bobine I ng : Cường độ dòng điện sơ cấp thời điểm transistor công suất ngắt www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn Tốc độ biến thiên hiệu điện thứ cấp S S= du ∆u = = 300 ÷ 600 dt ∆t V / ms Trong đó: S : Tốc độ biến thiên hiệu điện thứ cấp ∆u : Độ biến thiên hiệu điện thứ cấp ∆t : Thời gian biến thiên hiệu điện thứ cấp Tốc độ biến thiên hiệu điện thứ cấp S lớn tia lửa điện xuất điện cực bougie mạnh nhờ dòng không bò rò qua muội than điện cực bougie, lượng tiêu hao mạch thứ cấp giảm Tần số chu kỳ đánh lửa Đối với động thì, số tia lửa xảy giây hay gọi tần số đánh lửa xác đònh công thức: f = nZ 120 ( Hz ) Đối với động thì: f = nZ 60 ( Hz ) Trong đó: f: Tần số đánh lửa n: Số vòng quay trục khuỷu động (min-1) Z: Số xylanh động Chu kỳ đánh lửa T: thời gian hai lần xuất tia lửa T = 1/f = t đ + t m t đ : Thời gian vít ngậm hay transistor công suất dẫn bão hòa t tn : Thời gian vít hở hay transistor công suất ngắt Tần số đánh lửa f tỷ lệ thuận với vòng quay trục khuỷu động số xylanh Khi tăng số vòng quay động số xylanh, tần số đánh lửa f tăng chu kỳ đánh lửa T giảm xuống Vì vậy, thiết kế cần ý đến thông số chu kỳ tần số đánh lửa để đảm bảo số vòng quay cao động tia lửa mạnh Góc đánh lửa sớm θ Góc đánh lửa sớm góc quay trục khuỷu động tính từ thời điểm xuất tia lửa điện bougie piston lên tới tử điểm thượng www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn Góc đánh lửa sớm ảnh hưởng lớn đến công suất, tính kinh tế độ ô nhiễm khí thải động Góc đánh lửa sớm tối ưu phụ thuộc vào nhiều yếu tố: θ opt = f(p bđ , t bđ , p, t wt, t mt , n, N o …) Trong đó: p bđ : áp suất buồng đốt thời điểm đánh lửa t bđ : nhiệt độ buồng đốt p : áp suất đường ống nạp t wt : nhiệt độ nước làm mát động T mt : nhiệt độ môi trường n : số vòng quay động N o : số octan xăng Ở đời xe cũ, góc đánh lửa sớm điều khiển theo hai thông số: tốc độ (bộ sớm ly tâm) tải (bộ sớm áp thấp) động Tuy nhiên, hệ thống đánh lửa số xe (TOYOTA, HONDA …), có trang bò thêm van nhiệt sử dụng phận đánh lửa sớm theo hai chế độ nhiệt độ (hình 5-2) Trên xe đời mới, góc đánh sớm điều khiển điện tử nên góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh theo thông số nêu Hình 5-2: Điều khiển góc đánh lửa sớm theo hai chế độ nhiệt độ (Honda) Năng lượng tia lửa thời gian phóng điện www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn Thông thường, tia lửa điện bao gồm hai thành phần thành phần điện dung thành phần điện cảm Năng lượng tia lửa tính công thức: WP = WC + WL Trong đó: C U đ2l L2 i 22 WL = Wc = W P : Năng lượng tia lửa W C : Năng lượng thành phần tia lửa có tính điện dung W L : Năng lượng thành phần tia lửa có tính điện cảm C : Điện dung ký sinh mạch thứ cấp bougie (F) U đl : Hiệu điện đánh lửa L : Độ tự cảm mạch thứ cấp (H) i : Cường độ dòng điện mạch thứ cấp (A) Tùy thuộc vào loại hệ thống đánh lửa mà lượng tia lửa có đủ hai thành phần điện cảm (thời gian phóng điện dài) điện dung (thời gian phóng điện ngắn) có thành phần Thời gian phóng điện hai điện cực bougie tùy thuộc vào loại hệ thống đánh lửa Tuy nhiên, hệ thống đánh lửa phải đảm bảo lượng tia lửa đủ lớn thời gian phóng điện đủ dài để đốt cháy hòa khí chế độ hoạt động động 5.1.2 Lý thuyết đánh lửa ôtô Trong động xăng kỳ, hòa khí sau đưa vào xylanh trộn nhờ xoáy lốc dòng khí piston nén lại Ở thời điểm thích hợp cuối kỳ nén, hệ thống đánh lửa cung cấp tia lửa điện cao đốt cháy hòa khí sinh công cho động Để tạo tia lửa điện hai điện cực bougie, trình đánh lửa chia làm ba giai đoạn: trình tăng trưởng dòng sơ cấp hay gọi trình tích lũy lượng, trình ngắt dòng sơ cấp trình xuất tia lửa điện điện cực bougie www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn Quá trình tăng trưởng dòng sơ cấp SW accu Rf Đến Chia điện L1 L2 R1 Bô bin Cảm biến T IC đánh lửa Hình 5-3: Sơ đồ hệ thống đánh lửa Trong sơ đồ hệ thống đánh lửa trên: Rf: Điện trở phụ R : Điện trở cuộn sơ cấp L , L : Độ tự cảm cuộn sơ cấp thứ cấp bobin T: Transistor công suất điều khiển nhờ tín hiệu từ cảm biến vít lửa R∑ L1 U S Hình 5-4: Sơ đồ tương đương mạch sơ cấp hệ thống đánh lửa Khi transistor công suất T dẫn, mạch sơ cấp có dòng điện i từ (+) accu đến R f → L → T → mass Dòng điện i tăng từ từ sức điện động tự cảm sinh cuộn sơ cấp L chống lại tăng cường độ dòng điện Ở giai đoạn này, mạch thứ cấp hệ thống đánh lửa gần không ảnh hưởng đến trình tăng dòng mạch sơ cấp Hiệu điện cường độ dòng điện xuất mạch thứ cấp không đáng kể nên ta coi mạch thứ cấp hở Vì vậy, giai đoạn ta có sơ đồ tương đương trình bày hình 5-4 Trên sơ đồ, giá trò điện trở accu bỏ qua, đó: R∑ = R1 + Rf U = Ua - ∆ UT U a : Hiệu điện accu ∆ U T : Độ sụt áp transistor công suất trạng thái dẫn bão hòa độ sụt áp vít lửa www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn Từ sơ đồ hình 5-4, ta thiết lập phương trình vi phân sau: i1 R∑ + L1 di1 =U dt (5-1) Giải phương trình vi phân (5-1) ta được: i1 (t ) = U (1 − e −( R ∑ / L1 )t ) R∑ Gọi τ = L /R ∑ số điện từ mạch i (t) = (U/R ∑ ) (1 – e-t/t1) (5-2) Lấy đạo hàm (5-2) theo thời gian t, ta tốc độ tăng trưởng dòng sơ cấp (hình 5-5) di1 U −t / τ1 = e dt L1 di1 dt t =0 = U L1 di1 dt t =∞ =0 L1 i1(t) U R∑ L1’ > L1 t Hình 5-5: Quá trình tăng trưởng dòng sơ cấp i Đồ thò cho thấy độ tự cảm L sơ cấp lớn tốc độ tăng trưởng dòng sơ cấp i giảm Gọi t đ thời gian transistor công suất dẫn cường độ dòng điện sơ cấp I ng thời điểm đánh lửa transistor công suất ngắt là: U (1 − e −tđ / τ1 ) R∑ (5-3) t đ = γ đ T = γ đ 120/ (n.Z) (5-3a) I ng = Trong đó: T: Chu kỳ đánh lửa (s) n: Số vòng quay trục khuỷu động (min-1) Z: Số xylanh động γ đ : Thời gian tích lũy lượng tương đối Trên xe đời cũ, tỷ lệ thời gian tích lũy lượng γ đ = 2/3, xe đời nhờ cấu hiệu chỉnh thời gian tích lũy lượng (góc ngậm) nên γ đ < 2/3 www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn ⇒ I ng γđ U = (1 − e R∑ −120 nZ τ (5-4) ) Từ biểu thức (5-4), ta thấy I ng phụ thuộc vào tổng trở mạch sơ cấp (R ∑ ), độ tự cảm cuộn sơ cấp (L ), số vòng quay trục khuỷu động (n), số xylanh (Z) Nếu R ∑ , L , Z không đổi tăng số vòng quay trục khuỷu động (n), cường độ dòng điện I ng giảm Tại thời điểm đánh lửa, lượng tích lũy cuộn dây sơ cấp dạng từ trường: I ng2 L Wđt = = L1 U × (1 − e tđ / τ1 ) 2 R∑2 L1 U L1 U = × (1 − 2e −a + e −2 a ) 2 R∑ R∑ Wđt = (5-5) Trong đó: W đt : Năng lượng tích lũy cuộn sơ cấp a= tđ τ1 = R∑ tđ L1 Hàm W đt = f(a) (5-5) đạt giá trò cực đại, tức nhận lượng từ hệ thống cấp điện nhiều khi: a= R∑ t đ = 1,256 L1 (5-6) Đối với hệ thống đánh lửa thường hệ thống đánh lửa bán dẫn loại mạch hiệu chỉnh thời gian tích lũy lượng t đ , điều kiện (5-6) thực t đ giá trò thay đổi phụ thuộc vào tốc độ n động (5-3a) Sau đạt giá trò U/R ∑ , dòng điện qua cuộn sơ cấp gây tiêu phí lượng vô ích, tỏa nhiệt cuộn sơ cấp điện trở phụ Trên xe đời mới, nhược điểm loại trừ nhờ mạch hiệu chỉnh thời gian tích lũy lượng t đ (Dwell Control) Lượng nhiệt tỏa cuộn sơ cấp bobine W n xác đònh công thức sau: td Wn = ∫ i 21 R1 dt tđ U2 R (1 − 2e −t / τ1 + e −2t / τ1 )dt R∑ Wn = ∫ [ U2 Wn = R1 t đ + 2τ (1 − e −2t / τ1 ) + (τ / 2)(1 − e −2τ / t1 ) R∑ Wn = U2 R1 (t + 2τ 1e −t / τ1 − (τ / 2)e −2t / τ1 R∑ www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn td u ] td (5-7) Công suất tỏa nhiệt Pn cuộn dây sơ cấp bobine: t Pn = đ i1 R1 dt T ∫0 Pn = τ τ U  tđ  R1  − (1 − e −tđ / τ1 ) + (1 − e −2tđ / τ1 ) T 2T R∑  T  (5-8) Khi công tắc máy vò trí ON mà động không hoạt động, công suất tỏa nhiệt bobine lớn nhất: Pn max ≈ U2 R1 R∑2 Thực tế thiết kế, P nmax phải nhỏ 30 W để tránh tình trạng nóng bobine Vì P nmax ≥ 30W, nhiệt lượng sinh cuộn sơ cấp lớn nhiệt lượng tiêu tán Trong thời gian tích lũy lượng, cuộn thứ cấp xuất sức điện động tương đối nhỏ, xấp xỉ 1.000 V e2 = K bb L1 di1 dt Trong đó: e : Sức điện động cuộn thứ cấp K bb : Hệ số biến áp bobine Sức điện động dòng điện sơ cấp đạt giá trò U/R ∑ Quá trình ngắt dòng sơ cấp Khi transistor công suất ngắt, dòng điện sơ cấp từ thông sinh giảm đột ngột Trên cuộn thứ cấp bobine sinh hiệu điện vào khoảng từ 15 KV ÷ 40 KV Giá trò hiệu điện thứ cấp phụ thuộc vào nhiều thông số mạch sơ cấp thứ cấp Để tính toán hiệu điện thứ cấp cực đại, ta sử dụng sơ đồ tương đương trình bày hình 5-6 Trong sơ đồ này: R m : Điện trở mát R r : Điện trở rò qua điện cực bougie R∑ S C1 I1 R2 L1 L2 L2 Rr Rm C2 Bougie Hình 5-6: Sơ đồ tương đương hệ thống đánh lửa www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn Bỏ qua hiệu điện accu hiệu điện accu nhỏ so với hiệu điện xuất cuộn sơ cấp lúc transistor công suất ngắt Ta xét trường hợp không tải, có nghóa dây cao áp tách khỏi bougie Tại thời điểm transistor công suất ngắt, lượng từ trường tích lũy cuộn sơ cấp bobine chuyển thành lượng điện trường chứa tụ điện C C phần mát Để xác đònh hiệu điện thứ cấp cực đại U 2m ta lập phương trình cân lượng lúc transistor công suất ngắt: I ng2 L1 = C1 U 12m C U 22m + +A 2 Trong đó: C : Điện dung tụ điện mắc song song với vít lửa transistor công suất C : Điện dung ký sinh mạch thứ cấp U 1m , U 2m : Hiệu điện mạch sơ cấp thứ cấp lúc transistor công suất ngắt A: Năng lượng mát dòng rò, dòng fucô lõi thép bobine U 2m = K bb U 1m K bb = W /W : Hệ số biến áp bobine W , W : Số vòng dây cuộn sơ cấp thứ cấp ⇒ I ng2 L1 = C1 + U 22m + C U 22m K bb  C  U 22m ×  12 + C  = I ng L1 K  bb  U m = K bb I ng U m = K bb U m = K bb L1 η C1 + K bb2 C 2 L1 I ng C1 + K bb2 C η 2Wdt η C1 + K bb2 C η: Hệ số tính đến mát mạch dao động, η = 0,7 ÷ 0,8 www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn (5-9) Việc làm giàu xăng khởi động thực bằnh hai phương pháp: + Phương pháp 1: Dùng công tắc nhiệt thời gian kim phun khởi động lạnh + Phương pháp 2: Điều khiển khởi động nhờ ECU cảm biến nhiệt độ động • Phương pháp 1: Cấu tạo công tắc nhiệt thời gian : Công tắc nhiệt thời gian dùng để giới hạn thời gian phun khim phun khởi động lạnh theo nhiệt độ Hình 6-127: Công tắc nhiệt thời gian Công tắc nhiệt thời gian công tắc kiểu lưỡng kim nhiệt điện đóng mở tiếp điểm theo nhiệt độ thân Nó gồm công tắc lưỡng kim đặt trụ ren rỗng lắp nơi mà nhiệt độ động ảnh hưởng nhiều Khi động nguội, lưỡng kim co lại đóng công tắc Khi động nóng, lưỡng kim giãn ngắt công tắc Công tắc nhiệt thời gian đònh khoảng thời gian mở kim phun khởi động lạnh Khoảng thời gian phụ thuộc nhiệt độ động nhiệt độ môi trường Việc tự nung nóng dây nhiệt cần thiết để giới hạn thời gian kim phun khởi động mở, để tránh tình trạng động bò dư xăng Ví dụ: 200C công tắc đóng 8s Khi động nóng, công tắc bò ngắt Vì vậy, khởi động lúc động nóng kim phun khởi động lạnh không làm việc Mạch điện: Khi động lạnh, tiếp điểm đóng, bật công tắc máy sang vò trí ST dòng điện hình vẽ Khi kim phun khởi động nối mass qua tiếp điểm nên mở cho xăng phun vào đường ống nạp Ngay sau đó, lưỡng kim bò nung nóng tách ra, ngắt kim phun www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn Vì lý động khởi động lâu hai điện trở sưởi nóng số nung nóng lưỡng kim làm tiếp điểm mở ra, giới hạn thời gian mở kim phun khởi động Hình 6-128: Mạch điện công tắc nhiệt thời gian Thời gian mở (sec) Đường đặc tuyến : Off On -20 (-4) 20 40 60 (32) (63) (104) (140) Nhiệt độ nước 0C (0F) Hình 6-129: Đường đặc tuyến • Phương pháp 2: www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn Ở loại này, việc điều khiển kim phun khởi động lạnh thực theo công tắc nhiệt thời gian ECU Hình 6-130: Mạch điện kim phun khởi động lạnh Sau khởi động, dây nhiệt bò nung nóng, làm mở tiếp điểm ngắt mass công tắc nhiệt thời gian Lúc này, nhiệt độ động thấp, ECU lấy tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước công tắc khởi động điều khiển mở transistor công suất đường STJ Khi kim phun khởi động nối mass qua transistor mở kim cho xăng phun vào đường ống nạp Đường đặc tuyến: A: điều khiển công tắc B: điều khiển ECU A,B: điều khiển công tắc ECU Hình 6-131: Đường đặc tuyến làm việc phương pháp 6.6.3 Điều khiển chế độ không tải (cầm chừng) kiểm soát khí thải Để điều khiển tốc độ cầm chừng, người ta cho thêm lượng gió tắt qua cánh bướm ga vào động nhằm tăng lượng hỗn hợp để giữ tốc độ cầm chừng động hoạt động chế độ tải khác Lượng gió tắt kiểm soát van điện gọi van điều khiển cầm chừng Đôi biện pháp mở thêm cách bướm ga sử dụng www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn • Chế độ khởi động Khi động ngưng hoạt động, tức tín hiệu tốc độ động gởi đến ECU van điều khiển mở hoàn toàn, giúp động khởi động lại dễ dàng • Chế độ sau khởi động Nhờ thiết lập trạng thái khởi động ban đầu, việc khởi động dễ dàng lượng gió phụ vào nhiều Tuy nhiên động nổ (tốc độ tăng) van mở lớn hoàn toàn tốc độ động tăng cao Vì vậy, động đạt tốc độ đònh (phụ thuộc vào nhiệt độ nước làm mát), ECU gởi tín hiệu đến van điều khiển cầm chừng để đóng từ vò trí mở hoàn toàn đến vò trí ấn đònh theo nhiệt độ nước làm mát % độ mở 100% A B t0 nước 200 Hình 6-132: Điều khiển cầm chừng chế độ sau khởi động Ví dụ động khởi động nhiệt độ nước làm mát 200C van điều khiển đóng dần từ vò trí mở hoàn toàn A đến điểm B để đạt tốc độ ấn đònh • Chế độ hâm nóng Khi nhiệt độ động tăng lên van điều khiển tiếp tục đóng từ B  C nhiệt độ nước làm mát đạt 800C % độ mở 100% A B C 200 t0 nước 800 Hình 6-133: Điều khiển cầm chừng chế độ hâm nóng • Chế độ máy lạnh Khi động hoạt động, ta bật điều hoà nhiệt độ, tải máy nén lớn làm tốc độ cầm chừng động tụt xuống Nếu chênh lệch tốc độ thật www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn động tốc độ ổn đònh nhớ lớn 20 v/p ECU gởi tín hiệu đến van điêu khiển để tăng lượng khí thêm vào qua đường bypass nhằm mục đích tăng tốc độ động khoảng 100 v/p Ở xe có trang bò ly hợp máy lạnh điều khiển ECU, bật công tắc máy lạnh ECU gởi tín hiệu tới van điều khiển trước để tăng tốc độ cầm chừng sau đến ly hợp máy nén để tránh tình trạng động chạy bò khựng đột ngột ISCV ECU Tín hiệu A/C A/C Clutch 100% Tốc độ động Công tắc A/C % độ mở Hình 6-134: Chế độ máy lạnh • Theo tải máy phát Khi bật phụ tải điện công suất lớn xe, tải động tăng lực cản máy phát lớn Để tốc độ cầm chừng ổn đònh trường hợp này, ECU bù thêm thấy tải máy phát tăng Để nhận biết tình trạng tải máy phát có hai cách: lấy tín hiệu từ công tắc đèn, xông kính (TOYOTA) lấy tín hiệu từ cọc FR máy phát (HonDa) Cuộn kích Tiết chế Tail light relay ECU ECU Combination S/W F Tail light Hình 6-135: Điều khiển cầm chừng theo tải máy phát • Tín hiệu từ hộp số tự động Khi tay số vò trí “R”, “P” “D”, tín hiệu điện áp gửi ECU để điều khiển mở van cho lượng khí phụ vào làm tăng tốc độ cầm chừng P Lamp N A/T ECU www.oto-hui.comP A/T Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn Hình 6-136: Tín hiệu từ hộp số tự động • Cấu tạo van điều khiển tốc độ cầm chừng Kiểu motor bước (Stepper motor) * Cấu tạo: 1-Rotor 2-Stator 3-Van 4-Bệ van 5-Trục van 6-Đóa chặn Hình 6-137: Cấu tạo motor bước Van điều khiển hình 6-137 loại motor bước Motor quay chiều ngược chiều kim đồng hồ để van di chuyển theo hướng đóng mở Motor điều khiển ECU Mỗi lần dòch chuyển bước, từ vò trí đóng hoàn toàn đến mở hoàn toàn có 125 bước (số bước thay đổi) Việc di chuyển làm tăng giảm tiết diện cho gió qua Lưu lượng gió qua van lớn nên ta không cần dùng van gió phụ trội vít chỉnh tốc độ cầm chừng vặn kín hoàn toàn Rotor: gồm nam châm vónh cửu 16 cực Số cực phụ thuộc vào loại động Stator: Gồm hai lõi, 16 cực xen kẽ Mỗi lõi quấn hai cuộn dây ngược chiều * Hoạt độâng: www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn ECU điều khiển transistor nối mass cho cuộn stator Dựa vào nguyên lý: cực tên đẩy nhau, cực khác tên hút tạo lực từ làm xoay rotor bước Chiều quay rotor thay đổi nhờ thay đổi thứ tự dòng điện vào bốn cuộn stator Với loại rotor stator 16 cực, lần dòng điện qua cuộn dây rotor quay 1/32 vòng Vì trục van gắn liền với rotor nên rotor quay, trục van di chuyển vào làm giảm tăng khe hở van với bệ van Hình 6-138: Hoạt động motor bước * Mạch điện: Tốc độ cầm chừng quy đònh lưu trữ nhớ theo trạng thái hoạt động máy điều hoà giá trò nhiệt độ nước làm mát Khi ECU nhận tín hiệu từ công tắc cánh bướm ga tốc độ động báo cho biết chế độ cầm chừng mở theo thứ tự từ transistor Tr đến Tr cho dòng điện qua stator điều khiển mở đóng van đạt tốc độ ấn đònh www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn Hình 6-139: Mạch điện kiểu motor bước Kiểu Solenoid: • Cấu tạo hình 6-140 Hình 6-140: Cấu tạo kiểu solenoid Cuộn solenoid ECU điều khiển theo độ hổng xung Khi có tín hiệu solenoid hoạt động làm thay đổi khe hở van solenoid bệ van cho gió vào nhiều hay Cứ khoảng 120ms cuộn dây van nhận xung điện (ON-OFF) Vì tần số đóng mở lớn nên coi cuộn dây cấp điện liên tục, song giá trò trung bình dòng điện tính tỉ số thời gian cấp điện (ON) thời gian ngắt điện (OFF) Tỉ số gọi số làm việc W tính theo công thức: W= A 100% A+ B A (On) (Off) B cycle Hình 6-141: Dạng xung kiểu Solenoid www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn Trong : A: Có dòng ( ON) B: Không có dòng (OFF) Nếu muốn van mở xung điều khiển có số làm việc W nhỏ ngược lại a Chỉ số làm việc thấp b Chỉ số làm việc cao On Off On Off Hình 6-42: Xung làm việc cao-thấp solenoid • Mạch điện Hình 6-143: Mạch điện van điều khiển cầm chừng kiểu solenoid Kiểu van xoay : Cấu tạo Hình 6-144: Cấu tạo van xoay cầm chừng kiểu van xoay www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn Nguyên tắc làm việc giống loại motor bước tức cho lượng khí tắt qua cánh bướm ga theo điều khiển từ ECU Đây loại kết hợp động bước solenoid Cấu tạo hình 6-144: -Nam châm vónh cửu : Đặt đầu trục van có hình trụ Nó quay tác dụng lực đẩy kéo hai cuộn T T -Van : Đặt treo tiết diện trục van Nó điều khiển lượng gió qua mạch rẽ Van xoay với trục nam châm -Cuộn T T : Đặt đối diện nhau, nam châm vónh cửu ECU nối mass hai cuộn dây để điều khiển đóng mở van -Cuộn lò xo lưỡng kim : dùng để điều khiển đóng mở van theo nhiệt độ nước mạch điều khiển điện không làm việc Một đầu cuộn lò xo lưỡng kim bắt vào chốt cố đònh, điểm bắt vào chấu bảo vệ Trên chấu bảo vệ có rãnh, chốt xoay liền với trục van vào rãnh Chốt xoay không kích hoạt hoạt động lò xo lưỡng kim hệ thống điều khiển cầm chừng hoạt động tốt lúc lò xo lưỡng kim không tiếp xúc với mặt cắt có vát rãnh chấu bảo vệ Cơ cấu thiết bò an toàn không cho tốc độ cầm chừng cao hay thấp mạch điện bò hư hỏng Mạch điện: Hình 6-145: Mạch điện kiểu van xoay 6.6.5 Hệ thống tự chẩn đoán Với hệ thống điều khiển phun phức tạp tinh vi, xảy cố kỹ thuật (máy không nổ được, không chạy chậm được, không kéo tải được, tốc độ tăng được…) không dễ phát cố kỹ thuật xảy Để giúp người sử dụng xe, thợ sửa chữa nhanh chóng phát hư hỏng hệ thống phun xăng, ECU trang bò hệ thống tự chẩn đoán Nó ghi lại toàn cố đa số phận quan trọng hệ thống làm sáng đèn kiểm tra (check engine www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn lamp), thông báo cho lái xe biết hệ thống có cố Khi thấy đèn báo hiệu cố sáng tài xế ngừng xe để chẩn đoán Cách chẩn đoán hãng khác nhau, giới thiệu hệ thống chẩn đoán loại xe TOYOTA Trong mạng điện xe có bố trí giắc hở (được đậy nắp bảo vệ) gọi giắc kiểm tra (check conector) Đối với hầu hết xe TOYOTA, cách thao tác gồm bước: - Normal mode: để tìm chẩn đoán hư hỏng phận xe - Test mode: Dùng để xoá nhớ cũ (code cũ) nạp lại từ đầu (code mới) sau sửa chửa hư hỏng * Normal mode: Phải đáp ứng điều kiện sau: - Hiệu điện accu lớn 11V - Cánh bướm ga đóng hoàn toàn (công tắc cảm biến vò trí bướm ga đóng) - Tay số vò trí N - Ngắt tất công tắc tải điện khác Bật công tắc vò trí ON (không nổ máy) Dùng đoạn dây điện nối tắt đầu giắc kiểm tra: lỗ E1 TE1 Khi đèn check engine chớp theo nhòp phụ thuộc vào tình trạng hệ thống Nếu tình trạng bình thường đèn chớp đặn lần/giây (với loại xe dùng cảm biến đo gió cánh trượt, khoảng cách lần đèn sáng đèn tắt khác nhau) Nếu xe có cố phận hệ thống phun xăng báo cố chớp theo chuỗi khác nhau, mổi chuỗi chớp ứng với mã số hư hỏng Ví dụ: Đối với loại phun xăng có cảm biến đo gió cánh trượt, đèn sáng 0,5s, nghỉ 1,5s chớp sáng tiếp lần với khoảng sáng 0,5s, khoảng nghỉ 0,5s mã số 12 Nếu nháy sáng lần liền, nghỉ 1,5s chớp sáng lần mã 31 - 0.5 1.5 4.5 2.5 4.5 0.5 12 31 Hình 6-146: Dạng mã lỗi hệ thống tự chẩn đoán Nếu hệ thống có cố mã lặp lại sau khoảng nghỉ 4,5s Nếu có nhiều cố hệ thống chẩn đoán phát mã số cố từ thấp đến cao Khoảng nghỉ cố với cố 2,5s Sau phát www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn hết mã cố đèn tắt 4,5s lại phát lại mã số ta rút giây nối tắt lỗ E1 TE1 giắc kiểm tra Để không bò nhầm lẫn tốt nên ghi lại chuỗi mã cố vài lần Bảng mã chẩn đoán : Số Mã Nhòp Đèn Báo Thuộc Hệ -Bình thường 12 Tín hiệu (G NE) 13 Tín hiệu NE 14 Đánh lửa (IGT) 15 Tín hiệu (IGF) 17 Tín hiệu (G) 21 Cảm biến Oxy 22 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cảm biến nhiệt độ khí nạp 24 25 Hoà khí nghèo 26 Hoà khí giàu 27 Cảm biến Oxy thứ hai 31 Cảm biến đo gió 41 Cảm biến vò trí bướm ga www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn 42 Cảm biến tốc độ xe 43 Tín hiệu khởi động 51 Điều hoà nhiệt độ Cảm biến kích nổ số 52 55 Cảm biến kích nổ số hai 71 Cảm biến van EGR Căn vào mã cố va øbảng mã ta tìm pan khắc phục Ở số xe TOYOTA, việc chẩn đoán không báo đèn check engine mà báo máy quét mã lỗi (scanner) Khi thực thao tác chẩn đoán màn hình máy quét báo mã cố hình vẽ Hình 6-147: Hệ thống tự chẩn đoán máy quét * Test mode: phải thõa mãn điều kiện sau: - Hiệu điện accu 11V lớn - Công tắc cảm biến vò trí bướm ga đóng - Tay số vò trí N - Tất công tắc phụ tải khác phải tắt www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn - Dùng đoạn dây điện nối tắt chân E TE TDCL (Toyota Diagnostic Communication Line) check connector Sau đó, bật công tắc sang ON, quan sát đèn check engine chớp, tắt cho biết hoạt động chế độ test mode Khởi động động lúc nhớ RAM xóa hết mã chẩn đoán ghi vào nhớ mã chẩn đoán Nếu hệ thống chẩn đoán nhận biết động bò hư hỏng đèn check engine sáng Muốn tìm lại mã cố thực lại bước Normal mode sau khắc phục cố, phải xóa nhớ Nếu không xóa, giữ nguyên mã cũ có cố ta nhận thông tin sai Có thể tiến hành xóa nhớ cách đơn giản sau: tháo cầu chì hệ thống phun xăng 10s, sau lắp lại Nếu cầu chì đâu tháo cọc accu khoảng 15s Chức fail-safe: Khi có cố kỹ thuật hệ thống phun xăng xe hoạt động (mất tín hiệu từ cảm biến) việc điều khiển ổn đònh xe trở nên khó khăn Vì thế, chức fail-safe thiết kế để ECU lấy liệu tiêu chuẩn nhớ tiếp tục điều khiển động hoạt động ngừng động cố nguy hiểm nhận biết Tín hiệu Hiện tượng Chức fail-safe Tín hiệu đánh lửa Hư hỏng hệ thống đánh lửa việc đánh (IGF) lửa xảy (tín hiệu IGF không gởi đến ECU) Tín hiệu từ cảm Nếu tín hiệu từ cảm biến này, lượng biến áp suất đường xăng phun không tính kết ống nạp (MAP động bò chết máy khó khởi sensor) động Ngừng phun nhiên liệu Tín hiệu đo gió Giá trò chuẩn lấy từ tín hiệu cầm chừng cho việc tín lượng xăng phun thời điểm đánh lửa ECU lấy giá trò tiêu chuẩn nhớ để thay cho tín hiệu Tín hiệu vò trí cánh bướm ga Tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước cảm biến nhiệt độ khí nạp Nếu tín hiệu ECU nhận biết lượng gió nạp để tính lượng xăng phun bản, kết động bò chết máy hay khó khởi động Nếu tín hiệu ECU nhận biết vò trí bướm ga mở hay đóng hoàn toàn Điều làm động chết máy hay chạy không êm Mất tín hiệu ECU hiểu nhiệt độ nước < - 500C hay >1390C Điều làm tỉ lệ hoà khí trở nên giàu hay nghèo Kết động bò chết máy chạy không êm www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn Nếu nối tắt cực T E ECU lấy giá trò tiêu chuẩn (30 kPa) để thay cho tín hiệu ECU lấy giá trò chuẩn nhớ tùy thuộc vào loại động với nhiệt độ nước: 890C nhiệt độ khí nạp là200C C = ( R1 + R2 + Tín hiệu từ cảm Nếu vỏ bọc cảm biến oxy bò đóng Không thực việc biến oxy bẩn ECU nhận biết hàm lượng hiệu chỉnh hồi tiếp tỉ lệ oxy tập trung khí thải hòa khí trì tỉ lệ hòa khí mức tối ưu Tín hiệu từ cảm Nếu tín hiệu này, ECU nhận Điều chỉnh thời điểm biến kích nổ biết động bò kích nổ đánh lửa trễ tối đa không điều chỉnh giảm góc đánh lửa sớm Cảm biến áp suất Nếu tín hiệu từ cảm biến này, ECU khí trời hiểu áp suất khí trời giá trò tối đa hay tối thiểu Điều làm hòa khí nghèo hay giàu Lấy giá trò áp suất khí trời mức tiêu chuẩn 101 kPa (60mmHg) thay cho tín hiệu Tín hiệu điều Nếu có hư hỏng ECU điều khiển hợp Không hiệu chỉnh góc khiển hộp số tự số, hợp số hoạt động không tốt đánh lửa theo sức kéo động Tín hiệu từ áp suất Nếu có tăng bất thường áp suất áp Ngừng cung cấp nhiên tăng áp động động lượng gió nạp Điều liệu cho động làm hư hỏng động Chức Back-up: Chức Back-up thiết kế để có cố kỹ thuật ECU, Back-up IC ECU lấy toàn liệu lưu trữ để trì hoạt động động thời gian ngắn Hình 6-148: Chức back-up ECU hoạt động chức Back-up điều kiện sau: ECU không gởi tín hiệu điều khiển đánh lửa (IGT) Mất tín hiệu từ cảm biến áp suất đường ống nạp (PIM) Lúc Back-up IC lấy tín hiệu dự trữ để điều khiển thời điểm đánh lửa thời điểm phun nhiên liệu trì hoạt động động Dữ liệu lưu trữ phù hợp với tín hiệu khởi động tín hiệu từ công tắc cầm chừng, đồng thời đèn Checkengine báo sáng thông báo cho tài xế www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn [...]... sơ đồ hình 5 -26 của hãng Motorola, hoặc phức tạp hơn như sơ đồ hình 5 -26 trang bò trên các xe Zin 130, Vonga – M24 Sơ đồ hình 5 -26 có nguyên lý làm việc tương tự sơ đồ hình 5 -25 Rf R1 SW Đến bộ chia điện W1 W2 R2 T1 R3 K T2 R4 Hình 5 -26 : Sơ đồ hệ thống đánh lửa của hãng Motorola SW Rf1 Rf2 Đến bộ chia điện C ∋ 107 K C2 D1 Relay đ D2 P K W2 R1 + W4 W1 C1 W3 Б11 R2 E B T C Igniter M Hình 5 -27 : Sơ đồ hệ... www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn U2m (KV) 20 U2m l 12 1 Iđc l2, A 300 Iđl t a t b a Thời gian tia lửa điện dung b Thời gian tia lửa điện cảm Hình 5-8: Qui luật biến đổi hiệu điện thế thứ cấp U 2m và cường độ dòng điện thứ cấp i 2 khi transistor công suất ngắt Mặc dù năng lượng không lớn lắm (C 2 U2 dl ) /2 nhưng công suất phát ra bởi thành phần điện dung của tia lửa nhờ thời gian rất ngắn... thể viết: U 2m = K bb I ng η L21 2 C1 +K bb C 2 Hay www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn (5-14) U 2m = K bb η 2 Wdt 2 C1 +K bb C 2 (5-15) Trong đó năng lượng dự trữ W dt = 0, 5L 1 I2 ng Như vậy, biểu thức xác đònh U 2m thu được từ phương pháp mới giống như kết quả của phương pháp cân bằng năng lượng Tần số dao động của hiệu điện thế thứ cấp: f = β 2 2Π = R 1 1 − Σ 2 L1C e 4 L1 2 Vì RΣ 1... Ing U R I t U2m l U2m t Hình 5-7: Qui luật biến đổi của dòng điện sơ cấp i 1 và hiệu điện thế thứ cấp U 2m Qui luật biến đổi dòng điện sơ cấp i 1 và hiệu điện thế thứ cấp U 2m được biểu diễn trên hình 5-7 Khi transistor công suất ngắt, cuộn sơ cấp sẽ sinh ra một sức điện động khoảng 100 – 300V Quá trình phóng điện ở điện cực bougie Khi điện áp thứ cấp U 2 đạt đến giá trò U đl , tia lửa điện cao thế... ( 1 2 L1 C1 + K bb C 2 2 (5-16) ) Tốc độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp: S = ∆U 2 du 2 ≈ dt ∆t (5-17) Chọn ∆U 2 = U dt: Hiệu điện thế cần thiết để tạo ra tia lửa trên bougie (hình 523 ) U U dl = K dl K dt : Hệ số dự trữ của hiệu điện thế thứ cấp trên hệ thống đánh lửa Để đảm bảo cho hệ thống đánh lửa làm việc ổn đònh ở mọi chế độ của động cơ, ta chọn K dt ≥ 1,5 ÷ 1,8 U2 U2m Udl t ∆t Hình 5 -24 :... + 2 www.oto-hui.com Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn ϕ = arccos(α/β) U 1c : Hiệu điện thế trên tụ vào thời điểm transistor T dẫn e tm / R f C − U tc = e Rf R1 + R f tm / R f C − + ρ 2 eαt 2 R f C L1 β γ ρ 2 eαt d R f C L1 β γ sin( βt d + ξ 2 − ϕ ) U sin( βt d +ξ 1−ϕ ) Trong đó: ρ 1 = ( L1α + R1 + R f ) 2 + L21 β 2 ρ 2 = ( L1α + R1 ) 2 + L21 β 2 ξ1 = arccos L1α + R1 + R f 2 = arccos ρ1 L1α + R1 2 Đồ... quay thêm là 22 .5o 5.4 .2 Nguyên lý làm việc của hệ thống đánh lửa Cam 1 của bộ chia điện quay nhờ truyền động từ trục cam của động cơ và làm nhiệm vụ mở tiếp điểm KK’, cũng có nghóa là ngắt dòng điện sơ cấp của biến áp đánh lửa 3 Khi đó từ trường do dòng điện sơ cấp gây nên sẽ mất đi đột ngột, làm cảm ứng ra sức điện động cao thế trong cuộn thứ cấp W 2 Điện thế này sẽ qua con quay chia điện 4 và dây... biến những xung điện có hiệu điện thế thấp (6, 12 hoặc 24 V) thành các xung điện có hiệu điện thế cao ( 12, 000 ÷ 40,000V) để phục vụ cho vấn đề đánh lửa trong ôtô 1 – Lỗ cắm dây cao áp 2 – Lò xo nối 3 – Cuộn giấy cách điện 4 – Lõi thép từ 5 – Sứ cách điện 6 – Nắp cách điện 7 – Vỏ 8 – Ống thép từ 9 – Cuộn sơ cấp 10 – Cuộn thứ cấp 11 – Đệm cách điện Hình 5- 12: Cấu tạo bobine Trên hình 5- 12 vẽ mặt cắt dọc... = arccos L1α + R1 + R f 2 = arccos ρ1 L1α + R1 2 Đồ thò hình 5 22 biểu diễn đặc tuyến của hiệu điện thế thứ cấp U 2m và sự tăng trưởng của dòng điện sơ cấp i 1 khi có tụ C và không có tụ C i1 U2m (KV) (A) i1C U2mC i1 U2m n (min-1) t Hình 5 -22 : Sự tăng trưởng của dòng điện sơ cấp i 1 và hiệu điện thế thứ cấp U 2m khi có và không có tụ điện C 5.4.4 Lý thuyết và phương pháp tính toán thay thế các chi... dòng điện trung bình, hiệu điện thế trung bình và thời gian xuất hiện tia lửa trung bình giữa hai điện cực của bougie Kết quả tính toán và thực nghiệm cho thấy rằng, ở tốc độ thấp của động cơ, W p có giá trò khoảng 20 ÷ 50 mJ 5 .2 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống đánh lửa 5 .2. 1 Nhiệm vụ Hệ thống đánh lửa trên động cơ có nhiệm vụ biến nguồn điện xoay chiều, một chiều có hiệu điện thế thấp ( 12 hoặc