3. Tổng quan về hệ thống đánh lửa và lý thuyết về điều chỉnh góc đánh lửa sớm
3.1.2.5. Hệ thống đánh lửa điều khiển theo chương trình
Hệ thống đánh lửa theo chương trình là hệ thống đánh lửa kiểu mới được phát triển khi có sự ra đời và phát triển của kỹ thuật vi xử lý. Hệ thống này có góc đánh lửa sớm được điều khiển theo một chương trình tính toán được thiết lập trong một máy tính điện tử, được bố trí trên xe gọi là ECU (Electronic Control Unit). Góc đánh lửa được tính toán thông qua các tín hiệu của các cảm biến ghi nhận từ động cơ, từ các tính hiệu này ECU sẽ tính toán đưa ra góc đánh lửa tối ưu phù hợp với điều kiện làm việc của động cơ.
Trong hệ thống đánh lửa theo chương trình được phân loại theo:
+ Theo phương pháp phân phối điện áp thứ cấp: loại đánh lửa gián tiếp (có bộ chia điện) và đánh lửa trực tiếp (không có bộ chia điện).
+ Hệ thống đánh lửa trực tiếp có hai loại: sử dụng bôbin đôi và loại sử dụng bôbin đơn.
26 Hình 3-12 Sơ đồ khối hệ thống đánh lửa điều khiển theo chương trình
1- Tín hiệu số vòng quay động cơ (NE); 2- Tín hiệu vị trí trục khuỷu (G); 3- Tín hiệu vị trí bướm ga; 4- Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát; 5- Tín hiệu điện
ắcquy; 6- Tín hiệu kích nổ; 7- Các tín hiệu khác
a. Hệ thống đánh lửa gián tiếp (có bộ chia điện)
Hình 3-13 Sơ đồ khối hệ thống đánh lửa gián tiếp
Sau khi nhận các tín hiệu từ các cảm biến như cảm biến tốc độ động cơ (NE), cảm biến vị trí trục khuỷu (G), cảm biến nhiệt độ khí nạp... ECU sẽ phát ra tín hiệu đánh lửa tối ưu đến các IC đánh lửa để điều khiển việc đánh lửa.Việc phân phối điện cao áp đến các bugi theo thứ tự làm việc và các chế độ tương ứng các xilanh thông qua bộ chia điện.
So với các hệ thống trước đây thì hệ thống đánh lửa này có nhiều ưu điểm hơn hẳn (thời điểm đánh lửa chính xác, loại bỏ các chi tiết dễ hư hỏng...). Tuy nhiên vẫn còn một số nhược điểm:
+ Tổn thất năng lượng qua bộ chia điện và dây cao áp. + Gây nhiễu vô tuyến trên mạch thứ cấp.
27 + Dễ gây đánh lửa đồng thời ở hai dây cao áp kề nhau khi động cơ có tốc độ cao và số xilanh lớn.
+ Bộ chia điện cũng là chi tiết dễ hư hỏng nên cần phải thường xuyên theo dõi và bảo dưỡng.
b. Hệ thống đánh trực tiếp: là hệ thống đánh lửa có góc đánh lửa sớm được điều
khiển bằng một chương trình lưu trong bộ nhớ của ECU. Trong đó, điện cao áp được truyền trực tiếp từ biến áp đánh lửa đến các bugi, không qua bộ chia điện. Hệ thống đánh lửa này có những ưu điểm sau:
+ Giảm được năng lượng mất mát, giảm điện dung ký sinh và giảm nhiễu sóng vô tuyến.
+ Bỏ được các chi tiết dễ hư hỏng và phải chế tạo bằng vật liệu cách điện tốt như bộ phận phân phối, chổi than, nắp bộ chia điện.
+ Không có sự đánh lửa giữa hai dây cao áp gần nhau. Hệ thống đánh lửa trực tiếp bao gồm hai loại:
+ Hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng biến áp đánh lửa cho từng cặp bugi đánh lửa (bôbin đôi).
+ Hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng biến áp đánh lửa cho từng bugi đánh lửa (bôbin đơn).
Hệ thống đánh lửa sử dụng bô bin đôi: Trong hệ thống đánh lửa này, bôbin đôi
phải gắn vào bugi của 2 xilanh song hành.
Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng bôbin đôi trên động cơ 4 xilanh, có thứ tự nổ: 1-3-4-2, dùng 2 bôbin đôi. Trong đó bôbin thứ nhất nối với bugi 1 và 4, bôbin thứ hai nối với bugi 2 và 3.
28 Nguyên lí hoạt động: tương tự như nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa sử dụng bôbin đơn nhưng mỗi biến áp sử dụng hai bugi đánh lửa. Với hệ thống đánh lửa này, tuy đã có nhiều ưu điểm nhưng vẫn còn tồn tại dây cao áp từ bôbin đến các bugi. Do đó vẫn còn tổn thất năng lượng trên dây cao áp.
Hệ thống đánh lửa sử dụng bôbin đơn: Hệ thống đánh lửa này phân phối trực
tiếp điện cao áp đến các bugi mà không dùng bộ chia điện. Do sử dụng mỗi biến áp cho mỗi bugi nên tần số hoạt động của biến áp ít vì vậy các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp không nóng, kích thước của biến áp được thu nhỏ và được gắn dính với nắp chụp của bugi đánh lửa.
Hình 3-15 Sơ đồ hệ thống đánh lửa sử dụng bôbin đơn
Nguyên lí hoạt động: ECU động cơ nhận các tín hiệu từ các cảm biến, sau đó xử lí đưa ra các tín hiệu vào các Transitor công suất để tạo ra các tín hiệu IGT. Các tín hiệu IGT được gửi đến IC đánh lửa theo thứ tự nổ của động cơ.