ĐÁNH LỬA ĐỘNG CƠ XE TOYOTA CAMRY 2.5Q 2015
Cảm biến vị trí trục khuỷu
ECU động cơ xác định thời điểm đánh lửa dựa vào tín hiệu G (cảm biến vị trí trục cam) và tín hiệu NE (cảm biến vị trí trục khuỷu) và các tín hiệu từ các cảm biến khác. Sau khi đã xác định được thời điểm đánh lửa ECU động cơ sẽ gửi tín hiệu IGT dưới dạng xung tới IC đánh lửa theo thứ tự đánh lửa của động cơ. Trong khi tín hiệu IGT được truyền đến để bật IC đánh lửa thì dòng điện đã được cấp vào cuộn sơ cấp.
Khi tín hiệu xung IGT bị ngắt thì dòng điện trong cuộn sơ cấp cũng bị ngắt dòng đột ngột tạo ra dòg điện áp cao phát ra từ cuộn thứ cấp sẽ được dẫn đến bugi và gây ra đánh lửa.
Cuộn đánh tạo ra điện áp cao đủ đề phòng tia hồ quang điện giữa hai điện cực của bugi. Các cuộn sơ cấp và thứ cấp được quấn quanh lõi. Số vòng dây của cuộn thứ cấp lớn hơn cuộn sơ cấp khoảng 100 lần. Một đầu dây của cuộn sơ cấp được nối với IC đánh lửa, còn một đầu của cuộn thứ cấp được nối với bugi. Các đầu còn lại của các cuộn được nối với ắc quy.
Khi động cơ chạy, dòng điện từ ắc quy chạy qua IC đánh lửa, vào cuộn sơ cấp, phù hợp với tín hiệu thời điểm đánh lửa IGT do ECU động cơ phát ra.
Kết quả là các đường sức từ trường được tạo ra chung quang cuộn dây có lõi ở trung tâm.
Khi động cơ tiếp tục quay ECU động cơ tiếp nhận các tín hiệu từ các cảm biến như cảm biến trục cam, cảm biến vị trí trục khuỷu…Sau đó ECU xử lý và tính toán các số liệu rồi gửi tín hiệu IGT đến IC đánh lửa. IC đánh lửa nhanh chóng ngắt dòng điện vào cuộn sơ cấp. Kết quả là từ thông của cuộn sơ cấp bắt đầu giảm. Vì vậy, tạo ra một sức điện động theo chiều chống lại sự giảm từ thông hiện có, thông qua tự cảm của cuộn sơ cấp và cảm ứng tương hỗ của cuộn thứ cấp. Hiệu ứng tự cảm tạo ra một thế điện động khoảng 500V trong cuộn sơ cấp, và hiệu ứng cảm ứng tương hỗ kèm theo của cuộn thứ cấp tạo ra một sức điện động khoảng 30kV. Thế điện động này làm cho bugi phát ra tia lửa điện. Dòng sơ cấp càng lớn và sự ngắt dòng càng nhanh thì điện thế thứ cấp càng lớn.
Tín hiệu IGT
Hình 2. 3: Tín hiệu IGT và IGF
ECU động cơ tính toán thời điểm đánh lửa tối ưu theo các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau và truyền tín hiệu IGT đến IC đánh lửa. Tín hiệu IGT được bật ON ngay trước khi thời điểm đánh lửa được bộ vi xử lý trong ECU động cơ tính toán, và sau đó tắt đi. Khi tín hiệu IGT bị ngắt, các bugi sẽ đánh lửa.
Dòng điện từ ắc quy chạy qua IC đánh lửa vào quận sơ cấp, phù hợp với tín hiệu thời điểm đánh lửa (IGT) do ECU động cơ phát ra. Kết quả là các đường sức từ trường được tạo ra xung quanh cuộn dây có lõi ở trung tâm.
Khi động cơ tiếp tục chạy, IC đánh lửa nhanh chóng ngắt dòng điện vào cuộn sơ cấp, phù hợp với tín hiệu IGT do ECU động cơ phát ra. Kết quả là từ thông của cuộn sơ cấp giảm đột ngột. Vì vậy, tạo ra một một sức điện động theo chiều chống lại sự giảm từ thông hiện có, thông qua tự cảm của cộn sơ cấp và cảm ứng tương hỗ kèm theo của cuộn thứ cấp hiệu ứng tự cảm tạo ra một thế điện động khoảng 500V trong cuộn sơ cấp, và hiệu ứng cảm ứng tương hỗ kèm theo của cuộn thứ cấp tạo ra một suất điện động khoảng 30 kV. Sức điện động này làm cho bugi phát ra tia lửa. Dòng sơ cấp lớn và sự ngắt dòng sơ cấp càng nhanh thì điệ thế thứ cấp càng lớn.
Hình 2. 5: Khi ngắt tín hiệu IGT
Kết cấu các bộ phận
Bugi
Về lý thuyết thì khá đơn giản, nó là công cụ để nguồn điện phát ra hồ quang qua một khoảng trống (giống như tia sét). Nguồn điện này phải có điện áp rất cao để tia lửa có thể phóng qua khoảng trống và tia lửa mạnh.
Thông thường, điện áp giữa hai cực của nến điện khoảng từ 40.000 đến 100.000 vôn. Bugi phải cách ly được điện thế cao để tia lửa xuất hiện đúng theo vị trí đã định trước của các điện cực của nến, mặt khác nó phải chịu đựng được
điều kiện khắc nghiệt trong xilanh như áp suất và nhiệt độ rất cao, hơn nữa nó phải được thiết kế để các bụi than không bám lại trên các bề mặt điện cực trong quá trình làm việc. Một số xe đòi hỏi phải sử dụng loại bugi nóng. Loại bugi này được thiết kế có chất sứ bao bọc tiếp xúc với kim loại ít hơn do vậy việc trao đổi nhiệt kém hơn và nến nóng hơn và làm sạch bụi bẩn tốt hơn. Bugi lạnh thì ngược lại, thiết kế với vùng trao đổi nhiệt lớn hơn vì vậy sẽ nguội hơn khi hoạt động.
Bôbin
Bôbin tạo ra điện áp cao đủ để phóng tia hồ quang giữa 2 điện cực của bugi. Các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp được quấn quanh lõi. Số vòng của cuộn thứ cấp lớ hơn cuộn sơ cấp khoảng 100 lần. Một đầu của cuộn dây sơ cấp được lối với IC đánh lửa để được điều khiển tiếp mát, một đầu của cuộn dây thứ cấp được lối với bugi. Các đầu còn lại của các
cuộn được lối với ắc quy.