Trên các ơ tơ hiện đại, kỹ thuật số đã được áp dụng vào hệ thống đánh lửa từ nhiều năm nay. Việc điều khiển gĩc đánh lửa sớm và gĩc ngậm điện sẽ được máy tính đảm nhận. Các thơng số như tốc độ động cơ, tải, nhiệt độ được các cảm biến mã hĩa tín hiệu đưa vào ECU xử lý và tính tốn để đưa ra gĩc đánh lửa sớm tối ưu theo từng chế độ hoạt động của động cơ.
Hệ thống đánh lửa sớm với cơ cấu điều khiển đánh lửa sớm bằng điện tử (ESA- electronic spark advance) được chia làm 2 loại sau:
- Hệ thống đánh lửa theo chương trình cĩ delco.
- Hệ thống đánh lửa theo chương trình khơng cĩ delco (đánh lửa trực tiếp). Ø Hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển gĩc đánh lửa sớm bằng điện tử cĩ những ưu điểm sau:
- Gĩc đánh lửa sớm được điều chỉnh tối ưu cho từng chế độ hoạt động của động cơ.
- Gĩc ngậm điện luơn luơn được điều chỉnh theo tốc độ động cơ và theo điện áp của ắc quy, đảm bảo điện áp thứ cấp cĩ giá trị cao ở mọi thời điểm.
- Động cơ khởi động dễ dàng, cầm chừng êm dịu, tiết kiệm nhiên liệu và giảm độc hại của khí thải.
- Cơng suất và đặc tính động học của động cơ được cải thiện rõ rệt. - Cĩ khả năng điều khiển chống kích nổ cho động cơ.
- Ít hư hỏng tuổi thọ cao và khơng cần bảo dưỡng.
Bộ vi xử lý ECU TRANSISTOR SOLENOID B+
Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häc
HV. NguyƠn V¨n Nam 38 Ngµnh C«ng nghƯ c¬ khÝ Hình 1.46: Sơđồ khối hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển gĩc đánh lửa sớm bằng điện tử 1. Tín hiệu tốc độđộng cơ (NE). 2. Tín hiệu vị trí piston (G) . 3. Tín hiệu tải. 4. Tín hiệu từ cảm biến vị trí cánh bướm ga. 5. Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát. 6. Tín hiệu điện áp ắc quy. 7. Tín hiệu kích nổ.
Để xác định chính xác thời điểm đánh lửa cho từng xylanh theo thứ tự nổ, ECU phải nhận được các tín hiệu cần thiết như tốc độ động cơ, vị trí piston, lượng giĩ nạp, nhiệt độ động cơ,…số tín hiệu càng nhiều thì việc xác định gĩc đánh lửa sớm tối ưu càng chính xác.
Sơ đồ gồm 3 phần: tín hiệu vào (input signals), ECU và tín hiệu từ ECU ra điều khiển ingiter (output signals).
Trong các loại tín hiệu ngõ vào, tín hiệu tốc độ động cơ, vị trí piston và tín hiệu tải là các tín hiệu quan trọng. ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến đĩ để xác định gĩc đánh lửa sớm.
Một chức năng khác của ECU trong việc điều khiển đánh lửa là sự điều chỉnh gĩc ngậm điện. Gĩc ngậm điện phụ thuộc vào 2 thơng số là hiệu điện áp ắc quy và tốc độ động cơ. Khi khởi động, hiệu điện áp ắc quy giảm do sụt áp, vì vậy, ECU sẽ điều
E C U 1 2 3 4 5 6 7 igniter Accu IG/SW Bobine Bougie
Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häc
HV. NguyƠn V¨n Nam 39 Ngµnh C«ng nghƯ c¬ khÝ
khiển tăng thời gian ngậm điện nhằm mục đích tăng dịng trong cuộn sơ cấp. Ở tốc độ thấp ECU điều khiển xén bớt xung điện áp điều khiển để giảm thời gian ngậm điện, nhằm mục đích tiết kiệm năng lượng và tránh nĩng cho bobine. Trong trường hợp dịng sơ cấp vẫn tăng cao so với ấn định thì bộ phận hạn chế dịng sẽ làm việc và giữ cho dịng điện sơ cấp khơng đổi.
Hình 1.47: Cấu tạo của hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển gĩc đánh lửa sớm bằng điện tử
Gĩc đánh lửa sớm thực tế khi động cơ hoạt động được xác định bằng gĩc sớm ban đầu, gĩc đánh lửa sớm cơ bản và gĩc đánh lửa sớm hiệu chỉnh.
Dựa vào tốc độ động cơ và tải động cơ, ECU sẽ đọc được giá trị của gĩc đánh lửa sớm cơ bản được lưu trữ trong bộ nhớ.
a) b)
Hình 1.48: Xung điều khiển đánh lửa IGT
θbđ θcb + θhc IGT IGT Tử điểm thượng IGT Đến igniter G NE E ECU 5V b)
Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häc
HV. NguyƠn V¨n Nam 40 Ngµnh C«ng nghƯ c¬ khÝ
Gĩc đánh lửa hiệu chỉnh là gĩc đánh lửa sớm cộng thêm hoặc bớt đi khi ECU nhận được các tín hiệu khác như nhiệt độ động cơ, nhiệt độ khí nạp, tín hiệu kích nổ…Từ đĩ sẽ tính tốn được gĩc đánh lửa sớm lý tưởng theo từng chế độ hoạt động của động cơ.
Sau khi xác định được gĩc đánh lửa sớm, bộ xử lý trung tâm CPU sẽ đưa ra xung điện áp để điều khiển đánh lửa (IGT) (hình 1.48a). Hình 1.48b mơ tả quá trình dịch chuyển xung IGT trong CPU về trước điểm chết trên khi cĩ sự hiệu chỉnh gĩc đánh lửa cơ bản và gĩc đánh lửa hiệu chỉnh. Ngồi ra xung IGT cĩ thể được xén trước khi gửi qua igniter.