02 voøng quay truïc khuyûu
6.5.4 Ñieàu khieån choáng kích noå
Khi sử dụng xăng có chỉ số octane quá thấp hoặc vì nguyên nhân nào đó động cơ quá nóng, sẽ xảy ra hiện tượng kích nổ trong xylanh. Hiện tượng kích nổ xảy ra thường xuyên sẽõ rất nguy hiểm, gây hư hỏng và làm giảm tuổi thọ động cơ. Khi có hiện tượng kích nổ xảy ra, ECU sẽ điều khiển giảm góc đánh lửa sơm để tránh hiện tượng kích nổ.
Tín hiệu kích nổ được ECU nhận biết bằng cảm biến kích nổ (knock or detonation sensor) gắn ở thân động cơ hoặc nắp máy(hình 6-90a). Cảm biến kích nổ được chế tạo từ thạch anh, là loại vật liệu áp điện. Kích thước của cảm biến được tính toán để xảy ra hiện tượng ở cộng hưởng ở tần số 5 ÷ 7 kHz, là tần số rung của động cơ khi xảy ra hiện tượng kích nổ (hình 6-90b).
a. Cảm biến kích nổ
b, c, d. Tính hiệu từ cảm biến kích nổ
Hình 6-90: Cảm biến kích nổ và dạng tín hiệu
Hình 6-90c biểu diễn các xung điện áp từ cảm biến kích nổ tương ứng với quá trình cháy bình thường trong xilanh với biên độ dao động của xung rất nhỏ. Khi có hiện tượng kích nổ xảy ra, các xung tín hiệu sẽ dao động mạnh với biên độ rất cao (hình 6-90d) khiến ECU nhận biết tín hiệu này để giảm góc đánh lửa sớm.
Hình 6-91: Sơ đồ điều khiển kích nổ kiểu hồi tiếp
Loại điều khiển giảm nhanh Loại điều khiển giảm chậm
Hình 6-92: Hai phương pháp điều khiển chống kích nổ
Quá trình kiểm soát kích nổ được thực hiện theo chu trình kín được trình bày trên hình 6-91. Kích nổ thường chỉ xảy ra ở một vài xilanh. Vì vậy, dựa vào thời điểm kích nổ (quá trình cháy) và vị trí cốt máy mà ECU có thể nhận biết được
1 0 0 1 Có kích nổ 1 0 Có kích nổ 5 0 7kHz f lx
Mạch đánh lửa Động cơ Cảm biến kích nổ
Mạch điều khiển Mạch nhận
biết kích nổ ECU
chính xác các xilanh đã xảy ra hiện tượng kích nổ. Việc hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm chỉ được thực hiện ở xilanh này để ít ảnh hưởng đến công suất động cơ. Việc giảm góc đánh lửa sớm được thực hiện từng góc nhỏ theo từng chu kỳ của từng xilanh cho đến khi hiện tượng kích nổ chấm dứt. Khi hiện tượng kích nổ chấm dứt, ECU sẽ từng bước tăng dần góc đánh lửa sớm. Nếu không có hiện tượng kích nổ xảy ra nữa, góc đánh lửa sớm sẽ trở về góc đánh lửa sớm tối ưu (hình 6-92).
Để tránh kích nổ xảy ra, khi ta sử dụng loại xăng thường, một số loại động cơ có nấc điều chỉnh: một cho loại xăng thường, một cho loại xăng đắt tiền (có chỉ số octane cao). Trong trường hợp này, bộ nhớ trong ECU có 2 bản đồ dữ liệu về góc đánh lửa tương ứng với mỗi loại xăng. Tài xế sẽ điều chỉnh công tắc theo loại xăng mà họ sử dụng để đạt hiệu suất động cơ cao.
Trên một số loại động cơ xăng có tăng áp, quá trình điều khiển kích nổ được kết hợp giữa giảm góc đánh lửa sớm và giảm áp suất khí nạp. Khi góc đánh lửa sớm giảm tối đa (100) mà hiện tượng kích nổ vẩn xảy ra, ECU sẽ điều khiển van mở đường thải(wastegate) giảm bớt lượng khí thải đi qua turbine làm tốc độ turbine chậm lại và áp suất khí nạp sẽ giảm xuống. Lúc đầu ECU sẽ điều khiển cho van mở lớn để áp suất tăng áp giảm xuống nhanh chóng, sau đó van sẽ được điều khiển đóng từ từ.
Ngoài ra, góc đánh lửa sớm còn được hiệu chỉnh theo các điều kiện làm việc khác như kết hợp với hệ thống điều khiển ga tự động (cruise control), hệ thống cắt nhiên liệu khi vượt tốc, hệ thống kiểm soát lực kéo, hiệu chỉnh theo chế độ lưu hồi khí thải…