SF
HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA SỚM ESA
phải được đốt cháy sao cho áp suất cháy tối đa xảy ra, đó là khoảng 100 sau điểm chết trên (TDC).
Tuy nhiên thời gian từ khi đốt cháy hỗn hợp không khí - nhiên liệu đến khi đạt được áp suất cháy tối đa thay đổi theo tốc độ và áp suất đường ống nạp : việc đốt cháy phải xảy ra sớm hơn khi tốc độ cơ cao và muộn hơn khi thấp. Trong hệ thống EFI
thống thường thời điểm đánh lửa sớm được điều khiển sớm hơn hay muộn đi bằng bộ đánh lửa sớm ly tâm trong bộ chia điện .
Hơn nữa, việc đánh lửa phải diễn ra sớm hơn khi áp suất đường ống nạp thấp tức là độ chân không lớn. Trong hệ thống EFI thông thường nó được thực hiện bằng bộ đánh lửa sớm chân không trong bộ chia điện. Tuy nhiên, thời điểm đánh lửa sớm tối ưu cũng bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố khác bên cạnh tốc độ và độ chân không như: dạng của buồng cháy, nhiệt độ bê trong buồng cháy… Vì lý do này, bộ đánh lửa sớm chân không và ly tâm không thể tạo ra thời điểm đánh lửa lý tưởng cho động cơ. Trong hệ thống ESA, động cơ gần đạt được đặc tính thời điểm đánh lửa lý tưởng.
Hệ thống ESA hoạt động như sau: ECU động cơ sẽ xác định thời điểm đánh lửa từ bộ nhớ trong của nó, trong đó có chứa dữ liệu thời điểm đánh lửa tối ưu cho từng chế độ hoạt động của động cơ, sau đó gửi tín hiệu thời điểm đánh lửa thích hợp đến IC đánh lửa. Do ESA luôn đảm bảo được thời điểm đánh lửa tối ưu, cả tính kinh tế nhiên liệu và công suất ra của động cơ đề được duy trì ở mức tối ưu. Trong một số loại động cơ có hai loại thời điểm đánh lửa sớm tùy theo trị số ốctan được lưu trong bộ nhớ. Thời điểm đánh lửa có thể thay đổi phù hợp với loại xăng sử dụng bằng công tắc hay giắc nối điều khiển nhiên liệu. Trong một số loại động cơ, điều đó được thực hiện tự động bằng chức năng nhận biết trị số ốctan của ECU.
1.1.14Vai trò của các cảm biến, IC đánh lửa và ECU
Hình 2.58: Cấu tạo cơ bản của hệ thống ESA
• Vai trò của các cảm biến.
- Cảm biến vị trí trục cam (tín hiệu G): cảm biến này phát hiện góc
quay chuẩn và thời điểm của trục cam.
- Cảm biến tốc độ động cơ (tín hiệu NE): Cảm biến này phát hiện
góc quay trục khuỷu và tốc độ động cơ.
- Cảm biến lưu lượng khí nạp hoặc cảm biến áp suất khí nạp ( PIM,
VG, KS, VS):Cảm biến này phát hiện lưu lượng khí nạp và áp suất đường ống nạp.
- Cảm biến vị trí bướm ga (tín hiệu IDL):Cảm biến này phát hiện
điều kiện không tải.
- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (tín hiệu THW): Cảm biến này
phát hiện nhiệt độ nước làm mát.
- Cảm biến tiếng gõ (tín hiệu KNK): Cảm biến này phát hiện tình
trạng của tiếng gõ.
- Cảm biến oxy (tín hiệu OX): Cảm biến này phát hiện nồng độ của
oxy trong khí xả.
• Vai trò của IC
IC đánh lửa nhận tín hiệu IGT do ECU động cơ phát ra để ngắt dòng điện sơ cấp trong cuộn đánh lửa một cách ngắt đoạn. Nó cũng gửi tín hiệu xác nhận đánh lửa (IGF) đến ECU động cơ.
• Vai trò của ECU
ECU động cơ nhận các tín hiệu từ các cảm biến, tính toán thời điểm đánh lửa theo các tình trạng hoạt động của động cơ, và truyền tín hiệu IGT đến IC đánh lửa.
1.1.15 Chức năng của ECU động cơ. 1.1.15.1Điều khiển thời điểm đánh lửa.
Hình 2.59 : Điều khiển thời điểm đánh lửa
a) Điều khiển đánh lửa khi khởi động.
Khi khởi động, tốc độ của động cơ thấp và khối lượng không khí nạp chưa ổn định, nên không thể sử dụng tín hiệu VG , VS, KS hoặc PIM làm các tín hiệu điều chỉnh. Vì vậy, thời điểm đánh lửa được đặt ở góc thời điểm đánh lửa ban đầu. Góc thời điểm đánh lửa ban đầu được điều chỉnh trong IC dự trữ ở ECU đông cơ.
Ngoài ra tín hiệu NE dùng để xác
định khi động cơ đang được khởi động, và tốc độ của động cơ là 500 v/phút hoặc nhỏ hơn cho biết rằng việc khởi động đang xảy ra. Tùy theo động cơ có một số loại xác định động cơ đang khởi động khi ECU động cơ nhận được tín hiệu máy khởi động STA.
• Xác định góc thời điểm đánh lửa ban đầu:
ECU nhận biết trục khuỷu đã đạt đến 50,70 hay 100 trước
điểm chết trên BTDC ( tùy theo loại động cơ) khi nó nhận được tín hiệu NE đầu tiên ( điểm B trong hình 2.60) theo sau một tín hiệu G (điểm A hình 2.60). Góc này được hiểu như góc thời điểm đánh lửa ban đầu.
Hình 2.60: Xác định góc đánh lửa ban đầu b) Điều khiển đánh lửa sau khi khởi động.
Điều khiển đánh lửa sau khởi động được thực hiện trong quá trình hoạt động bình thường.
Các hiệu chỉnh khác nhau ( dựa trên các tín hiệu từ cảm biến có liên quan) được thêm vào góc thời điểm đánh lửa ban đầu và thêm vào góc đánh lửa sớm cơ bản (được xác định
bởi tín hiệu áp suất đường ống nạp hay tín hiệu lượng khí nạp và tín hiệu tốc độ động cơ):
Thời điểm đánh lửa = góc thời điểm đánh lửa ban đầu + góc đánh lửa sớm cơ bản + góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh.
Trong qua trình hoạt động bình thường của chức năng điều khiển thời điểm đánh lửa sau khi khởi động, tín hiệu thời điểm đánh lửa (IGT) mà bộ vi sử lý tính loan được phát ra qua IC dự phòng.
1.1.15.2Góc đánh lửa sớm cơ bản
Góc đánh lửa sớm cơ bản được xác định bằng các dùng tín hiệu NE , tín hiệu G , tín hiệu VG, KS, VS hoặc tín hiệu PIM. Tín hiệu NE và VG ( hoặc VS, KS, PIM) được dùng để xác định góc đánh lửa sớm cơ bản và được lưu trữ trong bộ nhớ của ECU động cơ
a) Điều khiển khi tín hiệu IDL bật ON
Khi tín hiệu IDL bật ON, thời điểm đánh lửa là sớm theo tốc độ của động cơ. Trong một số kiểu động cơ thay đổi khi điều hòa không khí bật ON hoặc OFF ( xem khu vực đường nét đứt trên hình). Ngoài ra, trong các kiểu này, một số kiểu có góc đánh lửa sớm là 0 khi máy chạy ở tốc độ không tải chuẩn.
b) Điều khiển khi tín hiệu IDL bật OFF
Thời điểm đánh lửa được xác định theo tín hiệu NE và VG (hoặc PIM, KS, VS) dựa vào các dữ liệu được lưu trong ECU động cơ.
Tùy theo kiểu động cơ, 2 góc đánh lửa sớm cơ bản được lưu trữ trong ECU động cơ. Các dữ liệu của một trong các góc này được dùng để xác định góc đánh lửa sớm dựa trên chỉ số ốctan của nhiên liệu, nên có thể chọn các dữ liệu phù hợp với nhiên liệu được người lái sử dụng. Ngoài ra, một số một số kiểu xe đánh giá tỷ số ốctan của nhiên liệu, sử dụng tín hiệu KNK để tự động thay đổi các dữ liệu để xác định thời điểm đánh lửa.
1.1.15.3Góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh
a) Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ động cơ
Tùy thuộc vào nhiệt độ động cơ được nhận biết từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát mà góc đánh lửa sớm được hiệu chỉnh tăng hoặc giảm cho thích hợp với điều kiện
cháy của hòa khí trong buồng đốt. Khi nhiệt độ của động cơ nằm trong khoảng -200
đến 600 góc đánh lửa sớm được hiệu chỉnh sớm hơn từ 00 đến 150. Nếu nhiệt độ động cơ nhỏ hơn -200, góc đánh lửa sớm cũng chỉ được cộng thêm 150 ( hình 2.62).
Hình 2.62 : Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ động cơ
Sở dĩ , phải tăng góc đánh lửa sớm khi động cơ nguội là vì ở nhiệt độ thấp tốc độ cháy chậm nên phải kéo dài thời gian để nhiên liệu cháy hết nhằm tăng công suất động cơ.
Khi nhiệt độ động cơ nằm trong khoảng từ 60o 1100C, ECU không thực hiện
hiểu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ.
Trong trường hợp động cơ quá nóng ( over temperature ) (>1100C) sẽ dễ gây ra hiện tượng kích nổ và làm tăng nồng độ OX trong khí thải, vì vậy ECU sẽ giảm góc đánh lửa xuống một góc tối đa là 50.
Hình 2.63 : Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm để tốc độ chạy không tải ổn định
Ở chế độ cầm chừng tốc độ của động cơ bị dao động do tải của đông cơ thay đổi, việc hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm có tác dụng ổn định tốc độ không tải của động cơ. Khi cánh bướm ga đóng hoàn toàn, tín hiệu từ công tác bướm ga (hoặc cảm biến vị trí bướm ga ) báo về ECU cho biết động cơ đang làm việc ở chế độ cầm chừng. Kết hợp với tín hiệu tốc độ động cơ (NE) và tốc độ xe, ECU sẽ điều khiển tăng hoặc giảm
góc đánh lửa sớm. Góc hiệu chỉnh tối đa trong trường hợp này là 50 . Khi tốc độ
tăng cao, ECU sẽ không hiệu chỉnh. Trên một số loại động cơ việc điều chỉnh góc đánh lửa sớm này phụ thuộc vào điều kiện sử dụng máy lạnh hay điều chỉnh góc đánh lửa sớm khi tốc độ cầm chừng giảm xuống dưới mức quy định.
c) Hiệu chỉnh tiếng gõ.
Nếu động cơ xảy ra tiếng gõ cảm tiếng gõ sẽ chuyển xung động này thành tín hiệu điện áp và gửi nó tới ECU động cơ. ECU nhận biết độ lớn của tiếng gõ ở 3 cấp độ: mạnh , trung bình và yếu. Tùy theo độ lớn của tín hiệu KNK , nó thay đổi góc đánh lửa muộn hiệu chỉnh. Nói theo cách khác, nếu tiếng gõ xảy ra mạnh thời điểm đánh lửa muộn đi nhiều trong khi nếu tiếng gõ yếu nó sẽ làm muộn ít hơn. Khi tiếng gõ ngừng, ECU sẽ ngừng việc làm muộn và bắt đầu làm sớm thời điểm đánh lửa từng ít một. Thời
điểm đánh lửa này được làm sớm liên tục cho tới khi tiếng gõ động cơ lại xảy ra, và khi đó thời điểm đánh lửa lại được làm muộn đi.
Việc làm muộn thời điểm đánh lửa trong khi xảy ra tiếng gõ được thực hiện trong dải hiệu chỉnh tiếng gõ. Ở một số loại động cơ, điều này có nghĩa là khi đang
hoạt động ở dưới chế độ tải nặng (độ chân không dưới 200mmHg ), trong khi ở những loại khác nó bao gồm ở tất cả các chế độ tải. ECU phản hồi các tín hiệu từ cảm biến tiếng gõ để hiệu chỉnh thời điểm đánh lửa như trên hình 2.64.
d) Hiệu chỉnh điều khiển moomen.
Trong trường hợp xe có lắp đặt ECT ( hộp số tự động), mỗi ly hợp và phanh trong bộ truyền bánh răng hành tinh của hộp số tạo ra va đập lan truyền trong khi chuyển số một số kiểu xe va đạp này được giảm bằng các làm giảm thời điểm đánh lửa khi chuyển xuống hay lên số.
Khi chuyển số bắt đầu ECU động cơ làm muộn thời điểm đánh lửa để giảm momen của động cơ. Kết quả là, va đập do ăn khớp của ly hợp và phanh trong bộ bánh răng hành tinh giảm xuống và chuyển số diễn ra êm hơn. Góc thời điểm đánh lửa được
làm muộn tới một giá trị tối đa là khoảng 200 bằng hiệu chỉnh này. Hiệu chỉnh này
không diễn ra khi nhiệt độ nước làm mát hay điện áp accu dưới một giá trị xác định.
e) Các hiệu chỉnh khác.
Hiệu chỉnh phản hồi của tỷ lệ không khí - nhiên liệu.
Trong lúc hiệu chỉnh phản hồi của tỷ lệ không khí – nhiên liệu, tốc độ của động cơ sẽ thay đổi theo lượng phun nhiên liệu tăng – giảm. Để duy trì tốc độ chạy không tải ổn định, thời điểm đánh lửa được làm sớm lên trong thời gian hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ không khí - nhiên liệu cho phù hợp với lượng phun nhiên liệu. Việc hiệu chỉnh này không được thực hiện trong khi xe chạy .
Hiệu chỉnh EGR.
Khi EGR đang hoạt động và tiếp điểm IDL bị ngắt, thời điểm đánh lửa được làm sớm lên theo khối lượng khí nạp và tốc độ của động cơ để tăng khả năng làm việc.
Hiệu chỉnh điều khiển xe chạy tự động.
Khi xe chạy xuống dốc trong khi hệ thống điều khiển chạy xe tự động đang hoạt động, một tín hiệu được chuyển từ ECU điều khiển chạy tự động đến ECU động cơ để làm muộn thời điểm đánh lửa nhằm giảm thiểu sự thay đổi momen quay của động cơ sinh ra bằng việc cắt nhiên liệu trong lúc phanh bằng động cơ để thực hiện việc điều khiển chạy xe tự động được trơn tru.
Hiệu chỉnh điều khiển lực kéo.
Thời điểm đánh lửa được làm muộn đi khi việc điều khiển lực kéo đang được thực hiện để giảm momen quay của động cơ.
Hiệu chỉnh chuyển tiếp.
Trong quá trình chuyển đổi từ giảm tốc đến tăng tốc thời điểm đánh lửa sẽ sớm lên hoặc muộn đi theo sự tăng tốc.
f) Điều khiển góc đánh lửa sớm tối đa và tối thiểu.
Nếu thời điểm đánh lửa ( thời điểm đánh lửa ban đầu +góc đánh lửa sớm cơ bản + góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh) trở nên không bình thường hoạt động của động cơ sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Để ngăn chăn điều này,
Hình 2.65 : Góc đánh lửa sớm tối đa và tối thiểu
ECU động cơ điều khiển góc đánh lửa thực tế (thời điểm đánh lửa) sao cho tổng góc đánh lửa sớm cơ bản và góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh không thể lớn hay nhỏ hơn một giá trị xác định được thể hiện như hình vẽ.
1.1.15.4Kiểm tra thời điểm đánh lửa
Góc thời điểm đánh lửa được đặt cố định trong quá trình điều chỉnh / kiểm tra thời điểm đánh lửa được gọi là “thời điểm đánh lửa tiêu chuẩn” . Thời điểm đánh lửa tiều chuẩn này gồm có thời điểm đánh lửa ban đầu và góc đánh lửa sớm cố định. Góc đánh lửa sớm cố định là giá trị được tạo ra trong khi hiệu chỉnh thời điểm đánh lửa được lưu trong ECU động cơ và việc điều chỉnh đó không liên quan đến việc hiệu chỉnh được sử dụng trong thời gian xe chạy bình thường.
Việc điều chỉnh / kiểm tra thời điểm đánh lửa được tiến hành như sau:
Tạo ra một ngắn mạch bằng cách
nối cực TE1 (TC) với E1 (CG) của giắc DLC1 và DLC2 hoặc DLC3 và đặt thời điểm đánh lửa tiêu chuẩn.
Thời điểm đánh lửa tiêu chuẩn này khác nhau theo kiểu xe được thể hiện trong bảng ở bên phải. Vì vậy khi tiến hành việc điều chỉnh này hãy tham khảo sách hướng dẫn sửa chữa thích hợp
Khi thời điểm đánh lửa chuẩn không thích hợp cần phải điều chỉnh.
Khi tín hiệu IDL bị ngắt mặc dù có ngắn mạch giữa các cực TE1 ( TC) và E1
(CG) thì không thể đặt được thời điểm đánh lửa.
Đối với các kiểu xe hiện nay, không thể điều chỉnh thời điểm đánh lửa vì các
cảm biến của các tín hiệu G và NE được cố định vào động cơ.
Hình 2.66 : Kiểm tra thời điểm đánh lửa
PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA LẬP TRÌNH.