Đồ án hệ thống đánh lửa lập trình

Khoa Cơ khí Động lực PHẦN II: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI CHƯƠNG I : KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐN ĐÁNH LỬA CÔNG DỤNG , YÊU CẦU, PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 1.1 Công dụng Hệ thống đánh lửa động có nhiệm vụ biến nguồn điện xoay chiều chiều có hiệu điện thấp (12 24 V) thành xung điện cao (từ 15.000 đến 40.000 V) Các xung hiệu điện cao phân bố đến bougie xylanh đứng thời điểm để tạo tia lửa điện cao đốt cháy hịa khí 1.2 Tổng quan hệ thống đánh lửa Trong động xăng, hỗn hợp khơng khí – nhiên liệu đánh lửa để đốt cháy áp lực sinh từ bốc cháy đẩy piston xuống Năng lượng nhiệt biến thành động lực có hiệu cao áp lực nổ cực đại phát sinh vào thời điểm trục khuỷu vị trí 10 sau điểm chết (ATDC- After Top dead center) Vì phải đánh lửa Hình 1.1 : Góc đánh lửa sớm sớm cho áp lực nổ cực đại tạo vào thời điểm 100 sau TDC Thời điểm đánh lửa để động sinh áp lực nổ cực đại thường xuyên thay đổi tùy thuộc vào điều kiện làm việc động Góc đánh lửa sớm  opt góc quay trục khuỷu động tính từ thời điểm xuất tia lửa bougie piston lên tới TDC Góc đánh lửa sớm ảnh hưởng lớn đến cơng suất, tính kinh tế độ nhiễm khí thải động Góc đánh lửa sớm tối ưu phụ thuộc vào nhiều yếu tố:  opt  f ( pbđ , t bđ , p, t wt , t mt , n, N o ) Trong đó: - pbđ :Áp suất buồng đốt thời điểm đánh lửa - tbđ : 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 Đồ án tốt nghiệp Trang Khoa Cơ khí Động lực - N : số octan động xăng a Q trình cháy hịa khí Giai đoạn cháy trễ Sự bốc cháy hỗn hợp không khí – nhiên liệu khơng phải xuất sau đánh lửa Thoạt đầu , khu vực nhỏ ( hạt nhân) sát tia lửa bắt đầu cháy, trình bắt cháy lan khu vực xung quanh Quãng thời gian từ hỗn hợp khơng khí - nhiên liệu đánh lửa bốc cháy gọi giai đoạn cháy trễ ( khoảng A đến B sơ đồ) Giai đoạn cháy trễ đo gần không thay đổi khơng bị ảnh hưởng điều kiện làm việc động Giai đoạn lan truyền lửa Sau hạt nhân lửa hình thành , lửa nhanh chóng lan truyền xung quanh Tốc độ lan truyền gọi tốc độ lan truyền lửa, thời kỳ gọi thời kỳ lan truyền lửa ( B-C-D sơ đồ) Khi có lượng lớn khơng khí nạp vào, hỗn hợp khơng khí- nhiên liệu trở nên có mật độ cao Vì thế, khoảng cách hạt hỗn hợp khơng khí – nhiên liệu giảm xuống, nhờ tốc độ lan truyền lửa tăng lên Ngồi ra, luồng hỗn hợp khơng khí- nhiên liệu xốy lốc mạnh tốc độ lan truyền lửa cao Khi tốc độ lan truyền lửa cao, cần phải định thời đánh lửa sớm Do cần phải điều khiển thời điểm đánh lửa theo điều kiện làm việc động 1.3 Yêu cầu Một hệ thống đánh lửa làm việc tốt phải đảm bảo yêu cầu sau : - Hệ thống đánh lửa phải sinh sức điện động thứ cấp đủ lớn để phóng điện qua khe hở bougie tất chế độ làm việc động Tia lửa bougie phải đủ lượng thời gian phóng để cháy bắt đầu Góc đánh lửa sớm phải chế độ hoạt động động Đồ án tốt nghiệp Trang Khoa Cơ khí Động lực - Các phụ kiện hệ thống đánh lửa phải hoạt động tốt điều kiện nhiệt độ cao độ rung xóc lớn Sự mài mịn điện cực bougie phải nằm khoảng cho phép LÝ THUYẾT ĐÁNH LỬA 1.4 Các thông số chủ yếu hệ thống đánh lửa a Hiệu điện thứ cấp cực đại U m Hiệu điện thứ cấp cực đại U m hiệu điện cực đại đo hai đầu cuộn dây thứ cấp tách dây cao áp khỏi bougie Hiệu điện thứ cấp cực đại U m phải đủ lớn để có khả tạo tia lửa điện hai điện cực bougie, đặc biệt lúc khởi động b Hiêu điện đánh lửa U đl Hiệu điện thứ cấp mà trình đánh lửa xảy ra, gọi hiệu điện đánh lửa U đl Hiệu điện đánh lửa hàm phụ thuộc vào nhiều yếu tố, tuân theo định luật Pashen U đl = K P. T Trong đó: P : áp suất buồng đốt thời điểm đánh lửa  : khe hở bougie T : nhiệt độ điện cực trung tâm bougie thời điểm đánh lửa K : số phụ thuộc vào thành phần hỗn hợp hịa khí Ở chế độ khởi động lạnh, hiệu điện đánh lửa U đl tăng khoảng 20 đến 30 % nhiệt độ điện cực bougie thấp Khi độn-g tăng tốc độ, tiên, U đl tăng, áp suất nén tăng sau Uđl giảm từ từ nhiệt độ điện cực bougie tăng áp suất nén giảm trình nạp xấu Hiệu điện đánh lửa có giá trị cực đại chế độ khởi động tăng tốc, có giá trị cực tiểu chế độ ổn định công suất cực đại ( hình 1.1) Trong trình vận hành xe mới, sau 2.000 km đầu tiên, U đl tăng 20% điện cực bougie bị mài mịn Sau U đl tiếp tục tăng khe hở bougie tăng Vì để giảm U đl phải hiệu chỉnh lại khe hở bougie sau 10.000 km (đối với loại bougie điện cực thường) Đồ án tốt nghiệp Trang Khoa Cơ khí Động lực 1.Toàn tải ; Nửa tải ; Tải nhỏ ; Khởi động cầm chừng Hình 1.2 : Sự phụ thuộc hiệu điện đánh lửa vào tốc độ tải động c Hệ số dự trữ K dt Hệ số dự trữ tỷ số hiệu điện cực đại U m hiệu điện đánh lửa U đl : U 2m U đl Đối với hệ thống đánh lửa thường, U m thấp nên K dt thường nhỏ 1,5 K dt = Trên động xăng đại với hệ thống đánh lửa điện tử, hệ số dự trữ đánh lửa có giá trị cao ( K dt 1,5 2,0 ), đáp ứng việc tăng tỷ số nén, tăng số vòng quay tăng khe hở bougie d Năng lượng dự trữ W dt Năng lượng dự trữ Wdt lượng tích lũy dạng từ trường cuộn dây sơ cấp bobine Để đảm bảo tia lửa điện có đủ lượng để đốt cháy hồn tồn hịa khí, hệ thống đánh lửa phải đảm bảo lượng dự trữ cuộn sơ cấp bobine giá trị xác định: Wdt = L1 I ng 50 150 mJ Trong đó: Đồ án tốt nghiệp Wdt : Năng lượng dự trữ cuộn sơ cấp Trang Khoa Cơ khí Động lực - L1 : Độ tự cảm cuộn sơ cấp bobine - I ng : Cường độ dòng điện sơ cấp thời điểm transistor công suất ngắt e Tốc độ biến thiên hiệu điện thứ cấp S S= u du = = 300 600 t dt V/ s Trong đó: - S : Là 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 dịng khơng bị rò qua muội than điện cực bougie, lượng tiêu hao mạch thứ cấp giảm f Tần số chu kỳ đánh lửa Đối với động xăng kỳ, số tia lửa giây hay gọi tần số đánh lửa xác định công thức: nZ f  120 ( Hz ) Đối với động kỳ: f  nZ 60 ( Hz ) Trong đó: - f : Tần số đánh lửa - n : Số vòng quay trục khuỷu động (min ) - Z : Số xylanh động Chu kỳ đánh lửa T : thời gian hai lần xuất tia lửa T = 1/ f = tđ  tm Trong đó: - t đ : Thời gian vít ngậm hay transistor cơng suất bão hịa - t m : 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 thống số chu kỳ tần số đánh lửa để đảm bảo số vòng quay cao động tia lửa mạnh g Góc đánh lửa sớm  opt Góc đánh lửa sớm góc quay trục khuỷu động tính từ thời điểm xuất tia lửa điện bougie piston lên tới điểm chết Góc đánh lửa sớm ảnh hưởng lớn đến cơng suất, tính kinh tế độ nhiễm khí thải động Góc đánh lửa sớm tối ưu phụ thuộc nhiều yếu tố:  opt  f ( pbđ , t bđ , p, t wt , t mt , n, N o ) Đồ án tốt nghiệp Trang Khoa Cơ khí Động lực Trong đó: - Pbđ : 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 : số octan động xăng Ở xe đời cũ, góc đánh lửa sớm điều khiển theo hai thông số: tốc độ ( sớm ly tâm) tải( sớm áp thấp) động Tuy nhiên, hệ thống đánh lửa số xe( TOYOTA, HONDA…), có trang bị thêm van nhiệt sử dụng phận đánh lửa sớm theo hai chế độ nhiệt độ Trên xe đời mới, góc đánh lửa sớm điều khiển điện tử nên góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh theo thống số nêu Trên hình 1.3 trình bày đồ góc đánh lửa sớm theo tốc độ tải động xe đời Hình 1.3:Bản đồ góc đánh lửa sớm theo tốc độ tải động ô tô đời h Năng lượng tia lửa thời gian phóng điện Thơng thường, tia lửa điện bao gồm hai thành phần thành phần điện dung thành phần điện cảm Năng lượng tia lửa tính theo cơng thức: WP WC  WL Trong đó: C U đl2 WC  L i WL  2 Đồ án tốt nghiệp WP : lượng tia lửa Trang Khoa Cơ khí Động lực - W C : lượng thành phần tia lửa có tính điện dung - WL :năng lượng thành phần tia lửa có tính điện cảm - C :điện dung ký sinh mạch thứ cấp bougie - U đl : hiệu điện đánh lửa - L2 : độ tự cảm mạch thứ cấp - i2 :cường độ dòng điện mạch thứ câp Tùy 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 theo vào loại hệ thống đánh lửa Tuy nhiên, hệ thống đánh lửa phải đảm bảo lượng tia lửa phải đủ lớn thời gian phóng đủ dài để đốt cháy hịa khí chế độ hoạt động động 1.5 Lý thuyết đánh lửa tơ Trong động xăng kỳ, hịa khí, sau đưa vào xylanh hịa trộn nhờ xốy lốc dịng 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 cơng cho động Để tạo tia lửa hai điện cực bougie, trình đánh lửa chia làm giai đoạn: trình tăng trưởng dòng sơ cấp hay gọi q trình tích lũy lượng, q trình ngắt dịng sơ cấp trình xuất tia lửa điện cực bougie a Q trình tăng trưởng dịng sơ cấp Hinh 1.4: Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa Trong sơ đồ hệ thống đánh lửa trên: - R f : điện trở phụ - R1 : điện trở cuộn sơ cấp Đồ án tốt nghiệp Trang Khoa Cơ khí Động lực - L1 , L2 : độ tự cảm cuộn sơ cấp thứ cấp bobine T : transistor công suất điều khiển nhờ tín hiệu cảm biến vít lửa Hình 1.5 : 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 → R1  L1  T  mass Dòng 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 hệ thống đánh lửa gần khơng ảnh hưởng đến q trình tăng dòng mạch sơ cấp Hiệu điện cường độ dịng điện suất mạch thứ cập khơng đánh kể nên ta coi mạch thứ cấp hở Vì vậy, giai đoạn ta có sơ đồ tương đương trình bày hình 1.5 Trên sơ đồ, giá trị điện trở accu bỏ qua, đó: R  R1  R f U U a  U T Ua : hiệu điện accu U T :độ sụt áp transistor công suất trạng thái dẫn bão hòa độ sụt áp vít lửa Từ sơ đồ hình 1.5 ta thiết lập phương trình vi phân sau: i1.R  L1 di1 U dt (2.1) Giải phương trình vi phân (2.1) ta được: U i1 (t )  R R  t   1  e L1      Gọi   L1 / R số điện từ mạch i1 (t ) (U / R )(1  e  t /1 ) (2.2) Lấy đạo hàm (2.2) theo thời gian t , ta tốc độ tăng trưởng dòng sơ cấp (hình 1.5) Như vậy, tốc độ tăng dịng sơ cấp phụ thuộc chủ yếu vào độ tự cảm L1 Đồ án tốt nghiệp Trang Khoa Cơ khí Động lực Hình 1.6 : Q trình tăng trưởng dịng sơ cấp Với bobine xe đời cũ với độ tự cảm lớn ( đường 1) , tốc độ tăng dòng sơ cấp chậm so với bobine xe đời với độ tự cảm nhỏ ( đường 2) Chính vậy, lửa yếu tốc độ cao Trên xe đời mới, tượng khắc phục nhờ sử dụng bobine có L1 nhỏ Đồ thị cho thấy độ tự cảm L1 cuộn sơ cấp lớn tốc độ tăng trưởng dịng i1 giảm Gọi t đ thời gian transistor công suất dẫn bão hịa cường độ dịng điện sơ cấp I ng thời điểm đánh lửa transistor công suất ngắt là: I ng  U (1  e  tđ / 1 ) R (2.3) Trong đó: t đ đ T đ 120 /(n.Z ) : chu kỳ đánh lửa (s) : số vòng quay trục khuỷu động (min-1) : số xylanh động : thời gian tích lũy lượng tương đối Trên xe đời cũ, thời gian tích lũy lượng tương đối đ 2 / , T n Z đ xe đời nhờ cấu hiệu chỉnh thời gian tích lũy lượng (góc ngậm) nên đ  /  I ng đ U  (1  e R  120 nZ  ) (2.4) Từ công thức (2.4), ta thấy I ng phụ thuộc vào tồng trở mạch sơ cấp ( R ), độ tự cảm cuộn dây sơ cấp( L1 ), số vòng quay trục khuỷu động cơ( n ), số xylanh Đồ án tốt nghiệp Trang Khoa Cơ khí Động lực ( Z ) Nếu R , L1 , Z khơng đổi tăng số vòng quay trục khủy động ( n ), cường độ dòng điện I ng giảm Tại thời điểm đánh lửa, lượng tích lũy cuộn sơ cấp dạng từ trường: Wdt  Wdt  I ng L  L1 U  (1  e  tđ / 1 ) 2 R L1 U  (1  2e  a  e  a ) R2 (2.5) Trong đó: Wdt : Năng lượng tích lũy cuộn sơ cấp t đ R - a   tđ  L1 Hàm Wdt  f (a ) (2.5) đạt giá trị cực đại, tức nhận lượng từ hệ - thống cấp điện nhiều khi: a R t ñ 1,256 L1 (2.6) Đối với hệ thống đánh lửa thường hệ thống đánh lửa bán dẫn khơng có mạch hiệu chỉnh thời gian tích lũy lượng t đ , điều kiện (2.6) khơng thể thực t đ giá trị thay đổi phụ thuộc tốc độ n động Sau đạt giá trị U / R , dòng điện qua cuộn sơ cấp gây tiêu phí lượng vơ 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 ) hay cịn gọi kiểm sốt góc ngậm Lượng nhiệt tỏa cuộn sơ cấp bobine Wn xác định công thức sau: td Wn  i 21.R1.dt t ñ U2 Wn  R1 (1  2e  t /1  e  2t /1 )dt R U2 Wn  R1 (t  2 1e  t /   ( / 2)e  2t /  R (2.7) Công suất tỏa nhiệt Pn cuộn dây sơ cấp bobine: t Pn  i1 R1dt T0 ñ Đồ án tốt nghiệp Trang 10 Khoa Cơ khí Động lực chỉnh Vì vậy, thời điểm đánh lửa đặt góc thời điểm đánh lửa ban đầu Góc thời điểm đánh lửa ban đầu điều chỉnh IC dự trữ ECU đơng Ngồi tín hiệu NE dùng để xác định động khởi động, tốc độ động 500 v/phút nhỏ cho biết việc khởi động xảy Tùy theo động có số loại xác định động khởi động ECU động nhận tín hiệu máy khởi động STA Xác định góc thời điểm đánh lửa ban đầu: ECU nhận biết trục khuỷu đạt đến 50,70 hay 100 trước điểm chết BTDC ( tùy theo loại động cơ) nhận tín hiệu NE ( điểm B hình 2.60) theo sau tín hiệu G (điểm A hình 2.60) Góc hiểu góc thời điểm đánh lửa ban đầu Hình 2.60: Xác định góc đánh lửa ban đầu b) Điều khiển đánh lửa sau khởi động Điều khiển đánh lửa sau khởi động thực trình hoạt động bình thường Các hiệu chỉnh khác ( dựa tín hiệu từ cảm biến có liên quan) thêm vào góc thời điểm đánh lửa ban đầu thêm vào góc đánh lửa sớm (được xác định tín hiệu áp suất đường ống nạp hay tín hiệu lượng khí nạp tín hiệu tốc độ động cơ): Thời điểm đánh lửa = góc thời điểm đánh lửa ban đầu + góc đánh lửa sớm + góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh Trong qua trình hoạt động bình thường chức điều khiển thời điểm đánh lửa sau khởi động, tín hiệu thời điểm đánh lửa (IGT) mà vi sử lý tính loan phát qua IC dự phòng Đồ án tốt nghiệp Trang 68 Khoa Cơ khí Động lực 3.4.2 Góc đánh lửa sớm Góc đánh lửa sớm xác định dùng tín hiệu NE , tín hiệu G , tín hiệu VG, KS, VS tín hiệu PIM Tín hiệu NE VG ( VS, KS, PIM) dùng để xác định góc đánh lửa sớm lưu trữ nhớ ECU động a) Điều khiển tín hiệu IDL bật ON Khi tín hiệu IDL bật ON, thời điểm đánh lửa sớm theo tốc độ động Trong số kiểu động thay đổi điều hòa khơng khí bật ON OFF ( xem khu vực đường nét đứt hình) Ngồi ra, kiểu này, số kiểu có góc đánh lửa sớm máy chạy tốc độ không tải chuẩn b) Điều khiển tín hiệu IDL bật OFF Thời điểm đánh lửa xác định theo tín hiệu NE VG (hoặc PIM, KS, VS) dựa vào liệu lưu ECU động Tùy theo kiểu động cơ, Hình 2.61 : Góc đánh lửa sớm góc đánh lửa sớm lưu trữ ECU động Các liệu góc dùng để xác định góc đánh lửa sớm dựa số ốctan nhiên liệu, nên chọn liệu phù hợp với nhiên liệu người lái sử dụng Ngoài ra, số số kiểu xe đánh giá tỷ số ốctan nhiên liệu, sử dụng tín hiệu KNK để tự động thay đổi liệu để xác định thời điểm đánh lửa 3.4.3 Góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh a) Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ động Tùy thuộc vào nhiệt độ động nhận biết từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát mà góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh tăng giảm cho thích hợp với điều kiện cháy hịa khí buồng đốt Khi nhiệt độ động nằm khoảng -20 Đồ án tốt nghiệp Trang 69 Khoa Cơ khí Động lực đến 600 góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh sớm từ 0 đến 150 Nếu nhiệt độ động nhỏ -200, góc đánh lửa sớm cộng thêm 150 ( hình 2.62) Hình 2.62 : Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ động Sở dĩ , phải tăng góc đánh lửa sớm động nguội nhiệt độ thấp tốc độ cháy chậm nên phải kéo dài thời gian để nhiên liệu cháy hết nhằm tăng công suất động Khi nhiệt độ động nằm khoảng từ 60 o 1100C, ECU khơng thực hiểu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ Trong trường hợp động nóng ( over temperature ) (>110 0C) dễ gây tượng kích nổ làm tăng nồng độ OX khí thải, ECU giảm góc đánh lửa xuống góc tối đa 50 b) Hiệu chỉnh để tốc độ khơng tải chạy ổn định Hình 2.63 : Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm để tốc độ chạy không tải ổn định Ở chế độ cầm chừng tốc độ động bị dao động tải đơng thay đổi, việc hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm có tác dụng ổn định tốc độ khơng tải động Khi cánh bướm ga đóng hồn tồn, tín hiệu từ cơng tác bướm ga (hoặc cảm biến vị trí bướm ga ) báo ECU cho biết động làm việc chế độ cầm chừng Kết hợp với tín hiệu tốc độ động (NE) tốc độ xe, ECU điều khiển tăng giảm Đồ án tốt nghiệp Trang 70 Khoa Cơ khí Động lực góc đánh lửa sớm Góc hiệu chỉnh tối đa trường hợp 50 Khi tốc độ tăng cao, ECU không hiệu chỉnh Trên số loại động việc điều chỉnh góc đánh lửa sớm phụ thuộc vào điều kiện sử dụng máy lạnh hay điều chỉnh góc đánh lửa sớm tốc độ cầm chừng giảm xuống mức quy định c) Hiệu chỉnh tiếng gõ Nếu động xảy tiếng gõ cảm tiếng gõ chuyển xung động thành tín hiệu điện áp gửi tới ECU động ECU nhận biết độ lớn tiếng gõ cấp độ: mạnh , trung bình yếu Tùy theo độ lớn tín hiệu KNK , thay đổi góc đánh lửa muộn hiệu chỉnh Nói theo cách khác, tiếng gõ xảy mạnh thời điểm đánh lửa muộn nhiều tiếng gõ yếu làm muộn Khi tiếng gõ ngừng, ECU ngừng việc làm muộn bắt đầu làm sớm Hình 2.64 : Hiệu chỉnh tiếng gõ thời điểm đánh lửa Thời điểm đánh lửa làm sớm liên tục tiếng gõ động lại xảy ra, thời điểm đánh lửa lại làm muộn Việc làm muộn thời điểm đánh lửa xảy tiếng gõ thực dải hiệu chỉnh tiếng gõ Ở số loại động cơ, điều có nghĩa hoạt động chế độ tải nặng (độ chân không 200mmHg ), loại khác bao gồm tất chế độ tải ECU phản hồi tín hiệu từ cảm biến tiếng gõ để hiệu chỉnh thời điểm đánh lửa hình 2.64 d) Hiệu chỉnh điều khiển moomen Trong trường hợp xe có lắp đặt ECT ( hộp số tự động), ly hợp phanh truyền bánh hành tinh hộp số tạo va đập lan truyền chuyển số số kiểu xe va đạp giảm làm giảm thời điểm đánh lửa chuyển xuống hay lên số Khi chuyển số bắt đầu ECU động làm muộn thời điểm đánh lửa để giảm momen động Kết là, va đập ăn khớp ly hợp phanh bánh hành tinh giảm xuống chuyển số diễn êm Góc thời điểm đánh lửa làm muộn tới giá trị tối đa khoảng 200 hiệu chỉnh Hiệu chỉnh không diễn nhiệt độ nước làm mát hay điện áp accu giá trị xác định e) Các hiệu chỉnh khác Đồ án tốt nghiệp Trang 71 Khoa Cơ khí Động lực  Hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu Trong lúc hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ khơng khí – nhiên liệu, tốc độ động thay đổi theo lượng phun nhiên liệu tăng – giảm Để trì tốc độ chạy khơng tải ổn định, thời điểm đánh lửa làm sớm lên thời gian hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu cho phù hợp với lượng phun nhiên liệu Việc hiệu chỉnh không thực xe chạy  Hiệu chỉnh EGR Khi EGR hoạt động tiếp điểm IDL bị ngắt, thời điểm đánh lửa làm sớm lên theo khối lượng khí nạp tốc độ động để tăng khả làm việc  Hiệu chỉnh điều khiển xe chạy tự động Khi xe chạy xuống dốc hệ thống điều khiển chạy xe tự động hoạt động, tín hiệu chuyển từ ECU điều khiển chạy tự động đến ECU động để làm muộn thời điểm đánh lửa nhằm giảm thiểu thay đổi momen quay động sinh việc cắt nhiên liệu lúc phanh động để thực việc điều khiển chạy xe tự động trơn tru  Hiệu chỉnh điều khiển lực kéo Thời điểm đánh lửa làm muộn việc điều khiển lực kéo thực để giảm momen quay động  Hiệu chỉnh chuyển tiếp Trong trình chuyển đổi từ giảm tốc đến tăng tốc thời điểm đánh lửa sớm lên muộn theo tăng tốc Điều khiển góc đánh lửa sớm tối đa tối thiểu Nếu thời điểm đánh lửa ( thời điểm đánh lửa ban đầu +góc đánh lửa sớm + góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh) trở nên khơng bình thường hoạt động động bị ảnh hưởng nghiêm trọng Để ngăn chăn điều này, ECU động điều khiển góc đánh lửa thực tế (thời điểm đánh lửa) cho tổng góc đánh lửa sớm góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh lớn hay nhỏ giá trị xác định thể hình vẽ 4.1.1 Hình 2.65 : Góc đánh lửa sớm tối đa tối thiểu Kiểm tra thời điểm đánh lửa Góc thời điểm đánh lửa đặt cố định trình điều chỉnh / kiểm Đồ án tốt nghiệp Hình 2.66 : Kiểm tra thời điểm 72 Trang đánh lửa Khoa Cơ khí Động lực tra thời điểm đánh lửa gọi “thời điểm đánh lửa tiêu chuẩn” Thời điểm đánh lửa tiều chuẩn gồm có thời điểm đánh lửa ban đầu góc đánh lửa sớm cố định Góc đánh lửa sớm cố định giá trị tạo hiệu chỉnh thời điểm đánh lửa lưu ECU động việc điều chỉnh khơng liên quan đến việc hiệu chỉnh sử dụng thời gian xe chạy bình thường Việc điều chỉnh / kiểm tra thời điểm đánh lửa tiến hành sau:  Tạo ngắn mạch cách nối cực TE1 (TC) với E1 (CG) giắc DLC1 DLC2 DLC3 đặt thời điểm đánh lửa tiêu chuẩn Thời điểm đánh lửa tiêu chuẩn khác theo kiểu xe thể bảng bên phải Vì tiến hành việc điều chỉnh tham khảo sách hướng dẫn sửa chữa thích hợp  Khi thời điểm đánh lửa chuẩn khơng thích hợp cần phải điều chỉnh  Khi tín hiệu IDL bị ngắt có ngắn mạch cực TE1 ( TC) E1 (CG) đặt thời điểm đánh lửa  Đối với kiểu xe nay, điều chỉnh thời điểm đánh lửa cảm biến tín hiệu G NE cố định vào động Đồ án tốt nghiệp Trang 73 Khoa Cơ khí Động lực PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA LẬP TRÌNH Hình 2.67: 4.2 Hệ thống đánh lửa lập trình có chia điện a) Cấu tạo Đồ án tốt nghiệp Trang 74 Khoa Cơ khí Động lực Hình 2.68 : Hệ thống đánh lửa lập trình có chia điện Bộ chia điện; Nắp chia điện ;3 Con quay chia điện ;4 Bobine; IC đánh lửa; 6.ECU động ; 7,8 Cánh phát xung Hệ thống đánh lửa có chia điện chia làm hai loại: - Loại A : IC bobine nằm chia điện - Loại B : IC bobine nằm chia điện b) Nguyên lý hoạt động Hình 2.69 : Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa lập trình có chia điện Sau nhận tất tín hiệu từ cảm biến, xử lý trung tâm ECU lý tín hiệu đưa xung tín hiệu phù hợp với góc đánh lửa sớm tối ưu nạp sẵn nhớ để điều khiển transistor T1 tạo xung IGT đưa vào IC đánh lửa Các xung IGT qua mạch kiểm sốt góc ngậm xén trước điều khiển đóng ngắt transistor cơng suất T2 mắc nối tiếp với điện trở (có giá trị nhỏ) cảm biến dòng sơ cấp kết hợp với kiểm sốt góc ngậm điện để hạn chế dịng sơ cấp trường hợp dòng sơ cấp tăng cao quy định Khi transistor T2 ngắt phát xung hồi tiếp IGF dẫn ngược lại, T2 dẫn phát xung IGF ngắt, trình tạo xung IGF Xung IGF gửi trở lại xử lý trung tâm ECU để báo Đồ án tốt nghiệp Trang 75 Khoa Cơ khí Động lực hệ thống đánh lửa hoạt động, phục vụ cơng tác chẩn đốn Ngồi ra, để đảm bảo xung IGF dùng để mở mạch phun xăng Trong trường hợp khơng có xung IGF , kim phun ngừng phun sau thời gian vài giây Trên số loại động cơ, điện áp từ cảm biến điện từ delco đưa thẳng vào IC đánh lửa Tại đây, sau trở thành xung vuông gửi ECU ECU dựa vào xung để xác định đồng thời tốc độ động vị trí piston để dựa vào đưa xung IGT điều khiển đánh lửa sớm ( TOYOTA, VAN ,CADILAC, DAEWOO…) 4.3 Hệ thống đánh lửa lập trình khơng có chia điện a) Ưu điểm hệ thống đánh lửa trực tiếp Hệ thống đánh lửa trực tiếp ( DIS – Direct ignition system) hay gọi hệ thống đánh lửa khơng có chia điện ( DLI – Distributorless ignition) phát triển từ thập kỷ 80 loại xe sang trọng ngày ứng dụng rộng rãi loại xe khác nhờ có ưu điểm sau: - Dây cao áp ngắn khơng có dây cao áp nên giảm mát - lượng, giảm điện dung ký sinh giảm nhiễu vơ tuyến mạch thứ cấp Khơng cịn mỏ quẹt nên khơng có khe hở mỏ quẹt dây cao áp Bỏ chi tiết dễ hư hỏng phải chế tạo vật liệu cách - điện tốt mỏ quẹt, chổi than, nắp delco Trong hệ thống đánh lửa có delco, góc đánh lửa sớm xảy - trường hợp đánh lửa hai đầu dây cao áp kề ( thường xảy động có số xylanh Z >4 ) Loại bỏ hư hỏng thường gặp tượng phóng điện mạch cao áp giảm chi phí bảo dưỡng b) Phân loại , cấu tạo hoạt động hệ thống đánh lửa trực tiếp Các hệ thống đánh lửa trực tiếp thuộc loại điều khiển góc đánh lửa sớm điện tử nên việc đóng mở transistor cơng suất IC đánh lửa thực ECU Hệ thống đánh lửa trực tiếp chia làm loại sau: Loại 1: Sử dụng bobine cho bougie Nhờ tần số hoạt động bobine nhỏ trước nên cuộn dây sơ cấp thứ cấp nóng Vì kích thước bobine nhỏ gắn dính với nắp chụp bougie Trong sơ đồ hình 2.70 , ECU sau sử lý tín hiệu từ cảm biến gửi tín hiệu đến cực B transistor công suất IC đánh lửa theo thứ tự nổ thời điểm đánh lửa Cuộn sơ cấp bobine loại có điện trở nhỏ ( < Đồ án tốt nghiệp ) Trang 76 Khoa Cơ khí Động lực mạch sơ cấp khơng sử dụng điện trở phụ xung điều khiển xén sẵn ECU Vì vậy, không thử trực tiếp điện áp 12 V Hình 2.70 : Hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng bobine cho bougie Loại :Sử dụng bobine cho cặp bougie Đồ án tốt nghiệp Trang 77 Khoa Cơ khí Động lực Hình 2.71 :Hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng bobine cho cặp bougie Các bô bin đôi phải gắn vào bougie hai xylanh song hành Ví dụ : động xylanh có thứ tự nổ 1-3-4-2 , ta sử dụng hai bobine Bobine thứ có hai đầu cuộn thứ cấp nối trực tiếp với bougie số số bobine thứ hai nối với bougie số số Phân phối điện áp cao thực sau: Giả sử điện áp thứ cấp suất bougie số số ta có : Utc = U1 + U4 Trong : - Utc : hiệu điện áp cuộn thứ cấp - U1 U4 : hiệu điện áp đặt vào khe hở bougie số số - R1 R4 điện trở khe hở bougie số số Ở thời điểm đánh lửa, xylanh số số vị trí gần điểm chết hai ký khác nên điện trở khe hở bougie xylanh khác R1 R4 Lấy ví dụ xylanh số kỳ nén R lớn cịn xylanh số kỳ xả nên R4 nhỏ Do R1>> R4 ta có U1 Utc, U4 tia lửa xuất bougie số trường hợp ngược lại R 1