NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ TRỰC TIẾP TRÊN XE TOYOTA VIOS

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 1.1. Lý do chọn đề tài Ngành công nghiệp ô tô giống như một tế bào trong những ngành công nghiệp giữ vai trò quan trọng nhất trong sự nghiệp phát triển kinh tế xã hội của nước nhà. Tuy nhiên cần phải nghiên cứu, phát triển kỹ thuật kịp thời để đáp ứng được những nhu cầu và sự cấp thiết hiện đại hóa thiết bị. Hiện nay, ngành công nghiệp ô tô ở nước ta đang phát triển không ngừng nên cần có đội ngũ nhân lực: kỹ sư, công nhân kỹ thuật có trình độ, năng lực để phát triển ngành công nghiệp quan trọng này. Ô tô ở Việt Nam ngày càng được sử dụng rộng rãi, với những chiếc xe hiện đại sử dụng hệ thống đánh lửa trực tiếp, phun xăng điện tử, các hệ thống cảm biến… Với mong muốn được nghiên cứu, tìm hiểu và củng cố lại kiến thức đã được học nên em chọn đề tài: “Hệ thống đánh lửa điện tử trực tiếp trên xe Toyota Vios” để nghiên cứu. 1.2. Thông số kỹ thuật xe tham khảo Xe tham khảo: Toyota Vios 1.5E 2010 Hình 1.1. Hình ảnh xe Toyota Vios 2010   Thông số kỹ thuật xe Toyota Vios 1.5E DàixRộngxCao 4410x1700x1475 Chiều dài cơ sở (mm) 2 550 Bán kính vòng quay (m) 5.1 Khoảng sáng gầm xe (mm) 133 Trọng lượng không tải (kg) 1 060 – 1 075 Trọng lượng toàn tải (kg) 1 500 Dung tích bình nhiên liệu (L) 42 lít Động cơ 1NZFE Cơ cấu xupap 16 xupap DOHC, Dual VVTi Số xylanh và bố trí 4 xylanh thẳng hàng Nhiên liệu Xăng Vận tốc (kmh) 180 Công suất cực đại (HPrpm) 1076 000 Momen xoắn cực đại (Nmrpm) 1404 200 Mức tiêu hao nhiên liệu (L100km) 5.8 Bảng 1.1. Bảng thông số kỹ thuật xe Toyota Vios 2010 1.3. Tình hình nghiên cứu, tìm hiểu hệ thống đánh lửa Hệ thống đánh lửa là hệ thống vô cùng quan trọng trên ô tô, chính vì vậy, các nhà nghiên cứu, kỹ sư luôn luôn muốn tìm hiểu để phát triển hiện đại hơn nữa. Để tiết kiệm nhiên liệu và tăng khả năng làm việc của động cơ. Hình 1.2. Sơ đồ khối hệ thống đánh lửa 1.3.1. Nhiệm vụ Biến đổi dòng điện một chiều có điện thế thấp từ 12V ~ 24V lên điện thế cao từ 12 000V ~ 50 000V. Dòng điện thế cao được phân bố tới bugi để tạo tia lửa điện đốt cháy hòa khí. 1.3.2. Yêu cầu Tuy nhiên hệ thống đánh lửa cũng có những yêu cầu riêng: Tia lửa mạnh: trong hệ thống đánh lửa, hòa khí bị nén với áp suất cao và có điện trở lớn nên cần phải tạo ra một điện thế hàng chục nghìn Volt để đảm bảo có thể đốt cháy được hòa khí. Thời điểm chính xác: Cần phải luôn có thời điểm đánh lửa đúng, chính xác vào cuối kỳ nén của xylanh và góc đánh lửa sớm phù hợp với tốc độ và tải của động cơ. Độ bền: phải chịu được các tác động như rung và nhiệt của động cơ. Nhiệt là do sự cháy của hòa khí khi bị đốt cháy,… Rung là khi hòa khí bị đốt cháy sẽ tạo ra động lực của động cơ sẽ làm rung giật và sinh ra nhiệt. 8 1.3.3. Phân loại hệ thống đánh lửa Với nhiều loại hệ thống đánh lửa khác nhau, hệ thống đánh lửa được phân loại ra các loại dựa theo cấu tạo, hoạt động, phương pháp điều khiển,…  Phân loại theo phương pháp tích lũy năng lượng a. Hệ thống đánh lửa điện cảm (TI – Transistor Ignition system). b. Hệ thống đánh lửa điện dung (CDI – Capacitot Discharge Ignition system). 3  Phân loại theo phương pháp điều khiển a. Hệ thống đánh lửa điều khiển bằng vít Là hệ thống đánh lửa có cấu tạo cơ bản, dòng sơ cấp và thời điểm đánh lửa điều khiển bằng cơ. Dòng sơ cấp được ngắt quãng bằng vít lửa. Sử dụng hai bộ điều chỉnh: li tâm và chân không để điều khiển thời điểm đánh lửa. Vít lửa cần được sửa chữa, điều chỉnh hoặc thay thường xuyên. 02008 Hình 1.3. Hệ thống đánh lửa điều khiển bằng vít • Ưu điểm Cấu tạo đơn giản, chi tiết tương đối ít, dễ khởi động, dễ sửa chữa. Cấu tạo và hoạt động bằng cơ khí nên có tính ổn định khá cao. Quá trình lắp đặt không yêu cầu quá cao và có mang lại độ chính xác tương đối. • Nhược điểm Góc đánh lửa bị sai do sử dụng cách đánh lửa cơ khí, khi làm việc trong điều kiện lâu dài và liên tục thì các tiếp điểm sẽ bị mòn hoặc bị hỏng gây ảnh hưởng tới quá trình đánh lửa. Bộ đánh lửa sớm chân không và bộ đánh lửa sớm ly tâm thường có cấu tạo phức tạp. Hiệu năng làm việc không ổn định. 7 b. Kiểu bán dẫn Hệ thống này sử dụng transistor để điều khiển dòng sơ cấp, transistor sẽ điều khiển dòng sơ cấp chạy gián đoạn theo các tín hiệu điện được phát ra từ bộ phát tín hiệu. Góc đánh lửa sớm cũng được điều khiển bằng cơ giống như hệ thống đánh lửa sử dụng vít, ngoài ra cũng có loại sử dụng cảm biến vị trí như Hall hay quang. • Ưu điểm Sử dụng transistor nên các tiếp điểm cơ khí giảm hiện tượng mòn hay cháy rỗ. Kết cấu đơn giản, dễ bảo hành, dễ sửa chữa và thay mới. • Nhược điểm Sử dụng cho các động cơ có tốc độ thấp, nếu tốc độ cao sẽ làm transistor đóng ngắt không liên tục làm giảm điện thế trong cuộn dây. Chất lượng đánh lửa bị giảm đi khi điện áp nguồn tăng. 7 Hình 1.4. Hệ thống đánh lửa kiểu bán dẫn c. Kiểu bán dẫn có ESA Hệ thống đánh lửa điện tử không sử dụng: bộ điều chỉnh ly tâm hay bộ điều chỉnh chân không. Hệ thống sử dụng ECU để điều chỉnh góc đánh lửa sớm, các tín hiệu gửi về ECU sẽ phân tích, xử lý sau đó gửi tín hiệu đi. Hình 1.5. Hệ thống đánh lửa kiểu điện tử có bán dẫn • Ưu điểm Sử dụng dây cao áp ngắn hoặc không sử dụng dây cao áp nên tổn thất năng lượng trên đường dây cao áp giảm xuống. Không sử dụng các thiết bị dễ hư hỏng như bộ ly tâm, bộ chân không. Giảm được chi phí sửa chữa, bảo dưỡng do các hư hỏng, vấn đề trên mạch cao áp. Quá trình đánh lửa được ECU kiểm soát bởi những tín hiệu IGF được gửi về. • Nhược điểm Điện áp tổn thất vẫn còn do vẫn sử dụng bộ chia điện cơ khí và dây cao áp. Khi động cơ ở tốc độ cao và nhiều xylanh, thì có hiện tượng đánh lửa ở hai bugi liền kề nhau. Cần phải thường xuyên sửa chữa, bảo dưỡng bộ chia điện. Không được sử dụng nhiều mà chỉ sử dụng trên các xe du lịch, xe khách nhỏ hoặc xe có tốc độ, công suất ở mức trung bình. 7 d. Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS) Hệ thống sử dụng bobin đơn hoặc kép để cung cấp điện áp cao trực tiếp tới các bugi. Thay bằng điều khiển thời điểm đánh lửa bằng cơ hệ thống được điều khiển bởi ESA của động cơ. Với những động cơ được phát triển, thiết kế gần đây hệ thống này đang chiếm số lượng lớn. Hình 1.6. Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS) Đối với loại một bobin cho một bugi: • Ưu điểm Không còn dây cao áp và bộ chia điện cơ khí nên lượng năng lượng tiêu hao giảm và ít bị hư hỏng. Một bobin điều khiển một bugi nên có khả năng hoạt động độc lập. Thời điểm đánh lửa chính xác bởi ECU đã tính toán và can thiệp vào thời điểm đánh lửa của hệ thống. • Nhược điểm Cấu tạo phức tạp, mỗi bobin dùng cho một bugi nên giá thành cao. Nguồn điện phải được cung cấp ổn định nhất. Chế tạo khó khăn.   Đối với một bobin cho một cặp bugi: • Ưu điểm Dây cao áp ngắn nên giảm tiêu hao nhiêu liệu, giảm nhiễu vô tuyến. Không còn bộ chia điện nên không còn khe hở với dây cao áp. Sử dụng mỗi bobin cho một cặp bugi nên giảm được số lượng bobin, giảm số lượng bán dẫn. • Nhược điểm Cấu tạo vẫn còn phức tạp. Sử dụng bobin đôi nên vẫn có vấn đề về đánh lửa ở các bugi. 7 1.3.4. Sự cần thiết của đánh lửa sớm Đối với động cơ đốt trong, hòa khí được đốt cháy để tạo ra áp lực đẩy piston xuống. Năng lượng nhiệt được chuyển thành động lực có hiệu quả cao nhất khi áp lực sinh ra ở quá trình đốt cháy đạt cực đại tại thời điểm trục khuỷu ở vị trí 10o sau điểm chết trên (ĐCT). Vậy nên cần phải đánh lửa sớm, tạo ra áp lực nổ lớn nhất tại thời điểm 10o sau điểm chết trên (ATDC). Tùy thuộc vào điều kiện làm việc của động cơ, thời điểm để động cơ có thể tạo ra được áp lực nổ cực đại vào khoảng 10o trước điểm chết trên (BTDC) và thường xuyên bị thay đổi. Vì vậy, hệ thống đánh lửa phải có khả năng đánh lửa vào một thời điểm để áp lực nổ tạo ra ổn định nhất và phù hợp với mọi điều kiện hoạt động, làm việc của động cơ. Hình 1.7. Khoảng thời điểm đánh lửa

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ TRỰC TIẾP TRÊN XE TOYOTA VIOS GVHD: Lớp: 20203AT6009001 Sinh Viên: MSV: Hà Nội - …/20… Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án Chuyên ngành LỜI NÓI ĐẦU Việt Nam là một nước phát triển và cũng dần tiếp cận với những thiết bị khoa học kỹ thuật tiên tiến, hiện đại Ngày nay, những ngành công nghiệp liên tục phát triển để đáp ứng các nhu cầu của xã hội, ngành công nghiệp ô tô cũng không thể không nhắc tới Với những trang thiết bị điện tử, điều khiển tự động ngày càng nhiều, ngày càng hoàn thiện và hiện đại được sử dụng Những trang thiết bị này đóng vai trò quan trọng một chiếc ô tô Chúng đảm bảo sự an toàn, chắc chắn cho người lái và sự di chuyển của ô tô Với đa số ô tô sử dụng động đốt trong, hệ thống phun xăng, hệ thống đánh lửa là những hệ thống rất quan trọng Chúng đảm bảo cho hoạt động của động cũng ô tô cần phải có các hệ thống này Hệ thống đánh lửa điện tử ngày càng phát triển nên là lý em chọn hệ thống đánh lửa để nghiên cứu áp dụng từ những kiến thức đã học Em cũng xin cảm ơn sự chỉ bảo, giúp đỡ của thầy TS Lê Đức Hiếu để em có thể hoàn thành đồ án này Do kiến thức còn nhiều hạn chế và quá trình làm việc không thể tránh được những sai sót rất mong nhận được những ý kiến của các thầy để đồ án được hoàn thiện Đề tài gồm chương: Chương 1: Tổng quan về hệ thống đánh lửa Chương 2: Cấu tạo hệ thống đánh lửa trực tiếp Chương 3: Phân tích sơ đồ mạch điện điều khiển hệ thống đánh lửa 2|Page Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án Chuyên ngành DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT STT Ký Hiệu Giải Thích Ghi Chu NE Tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu Tín hiệu cảm biến vị trí trục cam Phát hiện góc quay trục khuỷu Xác định kỳ và định thời của trục cam Phát hiện tiếng go động Phát hiện góc mơ bướm ga Phát hiện lượng không khí nạp Phát hiện nhiệt độ nước làm mát Mô-đun điều khiển động G KNK VTA VG/PIM THW ECM Engine Control Module IGT Tín hiệu điều khiển đánh lửa IGF Tín hiệu phản hồi đánh lửa 10 ECU Đơn vị điều khiển điện tử 11 DOHC Hệ thống cam kép 12 DIS Hệ thống đánh lửa trực tiếp 13 ATDC Sau điểm chết 14 BTDC Trước điểm chết 15 CI Hệ thống đánh lửa bằng vít 16 ESA Đánh lửa sớm điện tử Tín hiệu cảm biến kích nô Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga Tín hiệu cảm biến lưu lượng khí nạp Tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước Electronic Control Unit Double Overhead Camshaft Direct Ignition System After Top Dead Center Before the Top Dead Center Conventional Ignition system 3|Page Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án Chuyên ngành DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU 4|Page Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án Chuyên ngành MỤC LỤC 5|Page Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án Chuyên ngành CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 1.1 Lý chọn đề tài Ngành công nghiệp ô tô giống một tế bào những ngành công nghiệp giữ vai trò quan trọng nhất sự nghiệp phát triển kinh tế xã hội của nước nhà Tuy nhiên cần phải nghiên cứu, phát triển kỹ thuật kịp thời để đáp ứng được những nhu cầu và sự cấp thiết hiện đại hóa thiết bị Hiện nay, ngành công nghiệp ô tô nước ta phát triển không ngừng nên cần có đội ngũ nhân lực: kỹ sư, công nhân kỹ thuật có trình độ, lực để phát triển ngành công nghiệp quan trọng này Ô tô Việt Nam ngày càng được sử dụng rộng rãi, với những chiếc xe hiện đại sử dụng hệ thống đánh lửa trực tiếp, phun xăng điện tử, các hệ thống cảm biến… Với mong muốn được nghiên cứu, tìm hiểu và củng cố lại kiến thức đã được học nên em chọn đề tài: “Hệ thống đánh lửa điện tử trực tiếp xe Toyota Vios” để nghiên cứu 1.2 Thông số kỹ thuật xe tham khảo - Xe tham khảo: Toyota Vios 1.5E 2010 Hình 1.1 Hình ảnh xe Toyota Vios 2010 6|Page Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án Chuyên ngành Thông số kỹ thuật xe Toyota Vios 1.5E DàixRộngxCao 4410x1700x1475 Chiều dài sơ (mm) 550 Bán kính vòng quay (m) 5.1 Khoảng sáng gầm xe (mm) 133 Trọng lượng không tải (kg) 060 – 075 Trọng lượng toàn tải (kg) 500 Dung tích bình nhiên liệu (L) 42 lít Động 1NZ-FE Cơ cấu xupap 16 xupap DOHC, Dual VVT-i Số xylanh và bố trí xylanh thẳng hàng Nhiên liệu Xăng Vận tốc (km/h) 180 Công suất cực đại (HP/rpm) 107/6 000 Momen xoắn cực đại (Nm/rpm) 140/4 200 Mức tiêu hao nhiên liệu (L/100km) 5.8 Bảng 1.1 Bảng thông số kỹ thuật xe Toyota Vios 2010 1.3 Tình hình nghiên cứu, tìm hiểu hệ thống đánh lửa Hệ thống đánh lửa là hệ thống vô cùng quan trọng ô tô, chính vì vậy, các nhà nghiên cứu, kỹ sư luôn muốn tìm hiểu để phát triển hiện đại nữa Để tiết kiệm nhiên liệu và tăng khả làm việc của động Hình 1.2 Sơ đồ khối hệ thống đánh lửa 7|Page Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án Chuyên ngành 1.3.1 Nhiệm vu Biến đôi dòng điện một chiều có điện thế thấp từ 12V ~ 24V lên điện thế cao từ 12 000V ~ 50 000V Dòng điện thế cao được phân bố tới bugi để tạo tia lửa điện đốt cháy hòa khí 1.3.2 Yêu cầu Tuy nhiên hệ thống đánh lửa cũng có những yêu cầu riêng: - Tia lửa mạnh: hệ thống đánh lửa, hòa khí bị nén với áp suất cao và có điện trơ lớn nên cần phải tạo một điện thế hàng chục nghìn Volt để đảm bảo có thể đốt cháy được hòa khí - Thời điểm chính xác: Cần phải có thời điểm đánh lửa đúng, chính xác vào cuối kỳ nén của xylanh và góc đánh lửa sớm phù hợp với tốc độ và tải của động - Độ bền: phải chịu được các tác động rung và nhiệt của động Nhiệt là sự cháy của hòa khí bị đốt cháy,… Rung là hòa khí bị đốt cháy sẽ tạo động lực của động sẽ làm rung giật và sinh nhiệt [8] 1.3.3 Phân loại hệ thống đánh lửa Với nhiều loại hệ thống đánh lửa khác nhau, hệ thống đánh lửa được phân loại các loại dựa theo cấu tạo, hoạt động, phương pháp điều khiển,…  Phân loại theo phương pháp tích lũy lượng a Hệ thống đánh lửa điện cảm (TI – Transistor Ignition system) b Hệ thống đánh lửa điện dung (CDI – Capacitot Discharge Ignition system) [3]  Phân loại theo phương pháp điều khiển a Hệ thống đánh lửa điều khiển bằng vít Là hệ thống đánh lửa có cấu tạo bản, dòng sơ cấp và thời điểm đánh lửa điều khiển bằng Dòng sơ cấp được ngắt quãng bằng vít lửa Sử dụng hai bộ điều chỉnh: li tâm và chân không để điều khiển thời điểm đánh lửa Vít lửa cần được sửa chữa, điều chỉnh hoặc thay thường xuyên 8|Page Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án Chuyên ngành 02008 Hình 1.3 Hệ thống đánh lửa điều khiển bằng vít - - - • Ưu điểm Cấu tạo đơn giản, chi tiết tương đối ít, dễ khơi động, dễ sửa chữa Cấu tạo và hoạt động bằng khí nên có tính ôn định khá cao Quá trình lắp đặt không yêu cầu quá cao và có mang lại độ chính xác tương đới • Nhược điểm Góc đánh lửa bị sai sử dụng cách đánh lửa khí, làm việc điều kiện lâu dài và liên tục thì các tiếp điểm sẽ bị mòn hoặc bị hỏng gây ảnh hương tới quá trình đánh lửa Bộ đánh lửa sớm chân không và bộ đánh lửa sớm ly tâm thường có cấu tạo phức tạp Hiệu làm việc không ôn định [7] b Kiểu bán dẫn Hệ thống này sử dụng transistor để điều khiển dòng sơ cấp, transistor sẽ điều khiển dòng sơ cấp chạy gián đoạn theo các tín hiệu điện được phát từ bộ phát tín hiệu Góc đánh lửa sớm cũng được điều khiển bằng giống hệ thống đánh lửa sử dụng vít, ngoài cũng có loại sử dụng cảm biến vị trí Hall hay quang - • Ưu điểm Sử dụng transistor nên các tiếp điểm khí giảm hiện tượng mòn hay cháy rỗ Kết cấu đơn giản, dễ bảo hành, dễ sửa chữa và thay mới • Nhược điểm Sử dụng cho các đợng có tốc độ thấp, nếu tốc độ cao sẽ làm transistor đóng ngắt không liên tục làm giảm điện thế cuộn dây Chất lượng đánh lửa bị giảm điện áp nguồn tăng [7] 9|Page Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án Chuyên ngành Hình 1.4 Hệ thống đánh lửa kiểu bán dẫn c Kiểu bán dẫn có ESA Hệ thống đánh lửa điện tử không sử dụng: bộ điều chỉnh ly tâm hay bộ điều chỉnh chân không Hệ thống sử dụng ECU để điều chỉnh góc đánh lửa sớm, các tín hiệu gửi về ECU sẽ phân tích, xử lý sau đó gửi tín hiệu Hình 1.5 Hệ thống đánh lửa kiểu điện tử có bán dẫn - - • Ưu điểm Sử dụng dây cao áp ngắn hoặc không sử dụng dây cao áp nên tôn thất lượng đường dây cao áp giảm xuống Không sử dụng các thiết bị dễ hư hỏng bộ ly tâm, bộ chân không Giảm được chi phí sửa chữa, bảo dưỡng các hư hỏng, vấn đề mạch cao áp Quá trình đánh lửa được ECU kiểm soát bơi những tín hiệu IGF được gửi về • Nhược điểm Điện áp tơn thất vẫn còn vẫn sử dụng bộ chia điện khí và dây cao áp Khi động tốc độ cao và nhiều xylanh, thì có hiện tượng đánh lửa hai bugi liền kề 10 | P a g e Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án Chuyên ngành Hình 2.30 Mối quan hệ giữa khe hở bugi và điện áp phóng điện c Ý nghĩa thông số bugi Thông thường mỗi bugi có ký hiệu được khắc hoặc in thân bugi Ví dụ: C P R E A -9 Giải thích ký hiệu: - Ký hiệu thứ nhất: thể hiện đường kính ren và lục giác Ký hiệu Đường kính ren (mm) Luc giác (mm) A 18 25.4 B 14 20.8 C 10 16.0 D 12 18.0 Bảng 2.2 Bảng đường kính ren và lục giác bugi dựa vào ký hiệu [5] - Ký hiệu thứ hai: Đặc điểm cấu tạo (hình dáng của điện cực trung tâm) - Ký hiệu thứ ba: Có thể có hoặc không Nếu cí ghi chữ R thì bên bugi có đặt điện trơ chống nhiễu - Ký hiệu thứ tư: Là chỉ số quan trọng nhất vì cho biết chỉ số nhiệt của bugi Chỉ số này thay đôi từ (bugi nóng) đến 12 (bugi lạnh) - Ký hiệu thứ năm: thể hiện chiều dài ren 31 | P a g e Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án Chuyên ngành Ký hiệu L H E Chiều dài ren (mm) 11.2 12.7 19.0 A-F: 10.9 B-F: 11.2 F (loại ren côn) BM-F: 7.8 BE-F: 17.5 Bảng 2.3 Bảng chiều dài ren dựa vào ký hiệu [5] - Ký hiệu thứ sáu: đặc điểm chế tạo Loại S loại thươờng, A và C là loại đặc biệt, GP/GV dùng cho xe đua sử dụng điện cực làm bằng kim loại hiếm, P có điện cực làm bằng platin - Ký hiệu thứ bảy: ký hiệu khe hơ Số Khe hở (mm) 0.9 11 1.1 13 1.3 15 1.5 Bảng 2.4 Bảng khoảng khe hở bugi dựa vào ký hiệu [5] - Có một số loại bugi không có số cuối cùng, khe hơ bugi sẽ ngầm hiểu là giá trị tiêu chuẩn từ 0,8mm đến 0,9mm 2.3.3 Cảm biến - Cảm biến vị trí trục khủyu Cuộn dây Loi sắt Thân cảm biến Nam châm vĩnh cửu Lớp cách điện Giắc cắm Roto Hình 2.31 Cấu tạo và mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu 32 | P a g e Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án Chuyên ngành - Cảm biến vị trí trục cam Cuộn dây Loi sắt Thân cảm biến Nam châm vĩnh cửu Lớp cách điện Giắc cắm Roto Hình 2.32 Cấu tạo và mạch điện cảm biến vị trí trục cam - Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Nhiệt điện trơ Thân cảm biến Lớp cách điện Giắc cắm Khối cảm biến Nhiệt điện trơ ECU Hình 2.33 Cấu tạo và mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát - Cảm biến vị trí bướm ga: sử dụng IC Hall để đo độ lớn của từ trường thông qua phát hiện tín hiệu từ tính của nam châm Nam châm IC Hall Hình 2.34 Cấu tạo và mạch điện cảm biến vị trí bướm ga 33 | P a g e Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội - Cảm biến vị trí bàn đạp chân ga Đồ án Chuyên ngành Nam châm IC Hall Hình 2.35 Cấu tạo và mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp chân ga - Cảm biến nhiệt độ và lưu lượng khí nạp Thân cảm biến Giắc cắm Cảm biến nhiệt độ Dây sấy Platin Ra Rh Hình 2.36 Cấu tạo cảm biến nhiệt độ và lưu lượng khí nạp Các cảm biến thực hiện nhiệm vụ (tương ứng với tên gọi) đo các tín hiệu sau đó gửi về ECU ECU dựa vào các tín hiệu gửi về tính toán, điều chỉnh thời gian đánh lửa, truyền tín hiệu đánh lửa tới IC 34 | P a g e Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án Chuyên ngành CHƯƠNG PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN HỆ THỚNG ĐÁNH LỬA 3.1 Hệ thớng đánh lửa sử dung vít lửa 3.1.1 Sơ đồ mạch điện Hình 3.37 Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa sử dụng vít 3.1.2 Phân tích sơ đồ và nguyên lý làm việc - - a Phân tích sơ đồ Nguồn điện: Cung cấp nguồn cho cuộn sơ cấp Khóa điện (KĐ) Điện trơ phụ (Rf) Tụ điện (C) Tiếp điểm cam (KK’) Bobin đánh lửa: bao gồm cuộn dây sơ cấp W1 và thứ cấp W2 Bộ chia điện: chia điện tới bugi Bugi b Nguyên lý làm việc Khi KĐ đóng, tiếp điểm cam KK’ bắt đầu hoạt động có khe hơ nhỏ, cuộn dây sơ cấp xuất hiện suất điện động tự cảm Sức điện động tự cảm được tích vào tụ điện C để dập tia lửa điện vít lửa Khi tiếp điểm cam KK’ mơ hẳn, tụ điện C sẽ xả qua cuộn dây sơ cấp bobin Dòng điện của tụ sẽ phóng ngược chiều với dòng tự cảm khiến 35 | P a g e Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án Chuyên ngành cho từ thông bị triệt đột ngột và tạo dòng cao áp cuộn thứ cấp Khi đó, dòng thứ cấp tiếp tục truyền điện cao áp qua bộ chia điện và tới các bugi Trong sơ đồ này, tụ điện C có chức gia tăng tốc độ biến thiên của từ thông hay nói cách khác là nâng cao hiệu điện thế cuộn thứ cấp [12] 3.2 Hệ thống đánh lửa sử dung bán dẫn 3.2.1 Sơ đồ mạch điện Hình 3.38 Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa sử dụng bán dẫn 3.2.2 Phân tích sơ đồ và nguyên lý làm việc - a Phân tích sơ đồ Nguồn điện Khóa điện KĐ Điện trơ phụ (Rf) Bobin đánh lửa Bộ chia điện Bugi Bán dẫn: Transistor Tiếp điểm cam KK’ 36 | P a g e Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội - Đồ án Chuyên ngành b Nguyên lý làm việc Khi khóa KĐ đóng, dòng điện qua cuộn dây sơ cấp, cam KK’ hoạt động Transistor có vai trò điều khiển ngắt quãng dòng sơ cấp theo tín hiệu được phát từ bộ phát tín hiệu Transistor điều khiển ngắt quãng tạo dòng sơ cấp liên tiếp cách đều một khoảng thời gian Dòng điện cao áp từ cuộn sơ cấp tiếp tục được bộ chia điện đưa tới bugi theo trình tự hoạt động của hệ thống 3.3 Hệ thống đánh lửa bán dẫn có ESA 3.3.1 Sơ đồ mạch điện Hình 3.39 Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa bán dẫn có dùng ESA 3.3.2 Phân tích sơ đồ và nguyên lý làm việc - a Phân tích sơ đồ Tín hiệu đầu vào: G, NE, VG, VTA, KNK,… ECU IC đánh lửa Bobin đánh lửa Bộ chia điện b Nguyên lý làm việc Tín hiệu của các cảm biến được gửi về ECU, ECU xử lý tính toán thời điểm đánh lửa gửi tới IC đánh lửa Dòng sơ cấp được IC điều khiển ngắt để tạo dòng cao áp cuộn thứ cấp Dòng cao áp được bộ chia điện phân phối tới bugi theo trình tự 37 | P a g e Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án Chuyên ngành 3.4 Hệ thống đánh lửa trưc tiếp (DIS – Direct Ignition System) 3.4.1 Sơ đồ mạch điện xe Toyota Vios Hình 3.40 Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa xe TOYOTA VIOS [11] 3.4.2 Phân tích sơ đồ và nguyên lý làm việc a Phân tích sơ đồ Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp xe TOYOTA VIOS bao gồm: - Accu: Nguồn điện cung cấp điện áp làm việc cho cuộn đánh lửa - Khóa điện: đóng vai trò giống công tắc điện - Cuộn đánh lửa: tiếp nhận tín hiệu IGT, gửi về tín hiệu IGF - Bugi: đánh lửa - Bộ lọc nhiễu: lọc xung điện áp, tín hiệu nhiễu hệ thống 38 | P a g e Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án Chuyên ngành - Bộ xử lý: xử lý tín hiệu nhận được từ mạch đầu vào và gửi tín hiệu IGT tới các cuộn đánh lửa - Mạch đầu vào: nhận các tín hiệu từ các cảm biến gửi tới và truyền tín hiệu tới Bộ xử lý - Các tín hiệu cảm biến: NE, G, VTA, VPA, THA, THW, OX, KNK, VG, SPD… - Sơ đồ được chia thành hai khối: ECM, Khối chấp hành Hình 3.41 Khối chấp hành Khối chấp hành sẽ thực hiện các tín hiệu điều khiển từ ECM gửi tới 39 | P a g e Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án Chuyên ngành Hình 3.42 ECM Xác nhận, xử lý các tín hiệu cảm biến gửi tới, tính toán điều chỉnh gửi các tín hiệu điều khiển tới khối chấp hành b Nguyên lý làm việc Các tín hiệu đầu vào được gửi tới bộ mạch đầu vào sau đó được chuyển tới bộ xử lý Bộ xử lý (ECU) phân tích, xử lý dữ liệu được gửi tới Bộ xử lý (ECU) xác định thời gian đánh lửa tối ưu và điều chỉnh góc đánh lửa sớm ECU gửi tín hiệu đánh lửa IGT tới các cuộn đánh lửa (có tích hợp IC) theo trình tự làm việc (1 – – – 2) 40 | P a g e Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án Chuyên ngành Dòng điện từ accu qua Khóa điện (K đóng) cấp dòng cho cuộn sơ cấp Tín hiệu IGT được ECU gửi tới IC đánh lửa, IC đánh lửa điều khiển ngắt đột ngột dòng điện sơ cấp Do đó, sinh dòng điện cao áp cuộn thứ cấp Dòng điện cao áp được cung cấp tới bugi, tại đầu bugi sẽ bắn tia lửa điện để đốt cháy hòa khí được nén lại xylanh Bugi đánh lửa lần lượt theo trình tự, hết trình tự tương đương với kết thúc quá trình đánh lửa, chuẩn bị cho quá trình tiếp theo 41 | P a g e Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ án Chuyên ngành TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tom Denton, “Automotive Electrical and Electronic systems, fifth edition”, Routledge, 2018 [2] Nguyễn Khắc Trai, “Kỹ thuật chuẩn đoán ô tô”, Nhà xuất bản Giao thông vận tải Hà Nội, 2007 [3] Chu Đức Hùng, Nguyễn Thành Bắc, Thân Quốc Việt Giáo trình “Hệ thống điện – điện tử ô tô bản”, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2017 [4] PGS TS Đỗ Văn Dũng, Giáo trình “Hệ thống điện và điện tử ô tô hiện đại”, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia, 2004 [5] PGS TS Đỗ Văn Dũng, Giáo trình “Hệ thống điện động cơ”, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia, 2004 [6] Trần Hữu Du, “Mô tả hệ thống đánh lửa ô tô”, 2011 [7] Nam Phạm, “Phân loại hệ thống đánh lửa và ưu, nhược điểm các loại”, 2020 [8] Lê Đức Thắng, “Tổng quan chung về hệ thống đánh lửa ô tô”, Trường Đại Học Sao Đỏ, 2020 [9] Vũ Thành Trung, “Một số hệ thống đánh lửa ô tô”, Trường Đại Học Sao Đỏ, 2020 [10] Nguyễn Hữu Đô, “Những hư hỏng thường gặp ở hệ thống đánh lửa điện tử ô tô và cách khắc phục”, 2016 [11] Hoàng Trúc, “Khảo sát hệ thống đánh lửa trực tiếp động 1NZ-FE lắp xe Toyota Vios 2007”, 2018 [12] Nguyễn Nhi, “Hệ thống đánh lửa sử dụng vít lửa”, 2011 [13] Cẩm nang sửa chữa Toyota Vios 2010 42 | P a g e ... tài: ? ?Hệ thống đánh lửa điện tử trực tiếp xe Toyota Vios? ?? để nghiên cứu 1.2 Thông số kỹ thuật xe tham khảo - Xe tham khảo: Toyota Vios 1.5E 2010 Hình 1.1 Hình ảnh xe Toyota Vios. .. thuật xe Toyota Vios 2010 1.3 Tình hình nghiên cứu, tìm hiểu hệ thống đánh lửa Hệ thống đánh lửa là hệ thống vô cùng quan trọng ô tô, chính vì vậy, các nhà nghiên cứu, ... mạch điện xe Toyota Vios Hình 3.40 Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa xe TOYOTA VIOS [11] 3.4.2 Phân tích sơ đồ và nguyên lý làm việc a Phân tích sơ đồ Sơ đồ hệ thống đánh lửa