1- nhiệm vụ,yêu cầu htđl bằng điên tử không tiếp điểm có ro to
1.Nhiệm vụ
Hệ thống đánh lửa trên ôtô có nhiệm vụ biến dòng điện một chiều hạ áp 12v thành xung điện cao áp 18 đến 25 kv và tạo ra tia lửa điện trên bugi để đốt cháy hỗn hợp khí xăng ở cuối kì nén.
2.Yêu cầu
Để thực hiên đ−ợc những yêu cầu trên đòi hỏi hệ thống đánh lửa phải đảm bảo những yêu cầu sau:
- Tạo ra điện áp đủ lớn (từ 18 đến 25 KV) từ nguồn hạ áp một chiều 12 V.
- Tia lửa điện phóng qua khe hở giữa hai cực của bugi trong điều kiên áp suất lớn, nhiệt độ cao phải đủ mạnh để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu và không khí trong mọi chế độ làm việc của động cơ.
- Thời điểm đánh lửa trên bugi trong tong xilanh phải đúng với góc đánh lửa sớm và thứ tự đánh lửa của động cơ ở mọi chế độ làm việc.
II- sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của htđl bằng điên tử không tiếp điểm có ro to
Ị Các loại cảm biến dùng trong đánh lửa điện tử .
1. Cảm biến điện từ(Hình 1-7) * Cấu tạo :
Gồm rôto có số vấu bằng số xi lanh của động cơ và đ−ợc lắp cố định trên trục bộ chia điện , rôto quay quanh từ tr−ờng của nam châm vĩnh cửu trên có cuộn dây để phát tín hiệu điện áp cho ECU , khi mà vấu của rôto tạo với thanh nam châm một góc bằng không và khe hở giữa chúng là nhỏ nhất δ = 0,2 ữ 0.4 mm .
Khoa CN ÔTÔ - Tr−ờng Trung cấp nghề 17/ BQP. 59
Hình1 -7: Cảm biến điện từ và dạng xung cảm biến
1. Nam châm vĩnh cửu 3. Khe hở không khí. 2. Cuộn dây 4. Rôtọ
* Nguyên lý làm việc
Khi rôto quay cánh rôto( vấu) quét qua đầu lõi thép khi cánh rôto trùng với đầu lõi thép làm cho mạch từ , từ nam châm vĩnh cửu đi qua lõi thép đ−ợc khép kín . Khi cánh rôto đ−ợc tách rời ( đi qua) đầu lõi thép làm cho mạch từ bị đứt quHng . Từ thông móc vòng thay đổi làm suất hiện trong cuộn dây một suất điện động cảm ứng xoay chiều cung cấp cho ECU làm tín hiệu điều khiển mạch đánh lửa .
2. Cảm biến Hall.
Cảm biến Hall đ−ợc xem nh− một công tắc hai chiều sơ cấp gọi là công tắc hiệu ứng Hall
Khoa CN ÔTÔ - Tr−ờng Trung cấp nghề 17/ BQP. 60
Hình2-7: Nguyên lý Hall.
− Cảm biến Hall dựa theo nguyên lý hiệu ứng Hall “ Hiện t−ợng xuất hiện điện áp bề mặt của một chất bán dẫn đặt trong từ tr−ờng khi có dòng điện chạy qua .
− Một số hệ thống đánh lửa điện tử sử dụng cảm biến Hall thay cho cuộn kích từ . Sự khác biệt là cuộn kích từ tạo ra điện áp nhỏ khi rôto quét qua đầu lõi thép , con công tắc Hall sẽ chuyển mạch để đóng /ngắt điện áp Hall cung cấp t−ơng ứng với sự có hoặc không của từ thông. Xung điện áp Hall có hay không sẽ báo vị trí chu kỳ cho trục khuỷu cho module đánh lửa , tín hiệu này cũng có thể điều khiển sự phun nhiên liệu .
− Cảm biến Hall gồm một nam châm vĩnh cửu chữ C , gắn trên một lõi thép hình chữ C đ−ợc ghép quay vào nhau tạo khe hở để rôto có thể quét qua . Rôto làm thép có số l−ợng khe hở và nắp che đúng bằng số xi lanh động cơ (Hình 3-7)
Hình3-7: Cấu tạo cảm biến Hall
a- Cánh tản nhiệt của rôto ở ngoài khe hở không khí có tín hiệu điện áp ; b- Cánh cản (nắp che) của rôto ở trong khe hở không khí . không có tín hiệu điện áp .
1.Cảm biến Hall; 2. Nam châm vĩnh cửu ; 3. lõi thép ; 4. Nắp che ; 5 Khe hở ; 6.
Bộ chia điện ; δ Khe hở không khí .
Khoa CN ÔTÔ - Tr−ờng Trung cấp nghề 17/ BQP. 61 − Khi khởi động động cơ , trục bộ chia điện quay kéo theo rôto quay khi cánh cản của rôto đến khe hở không khí (hình b) Từ tr−ờng của nam châm bị cắt . Điều này làm tắt
điện áp Hall gửi tín hiệu đến module đánh lửa để đóng mạch sơ cấp . Chiều rộng của cánh cản xách định thời gian dòng điện chạy trong mạch sơ cấp .
− Rôto cánh cản rời khỏi khe hở không khí ( hình a ) điện áp Hall lại xuất hiện . Module điều khiển điện tử (ECU) sử dụng tín hiệu này để tính toán sự đánh lửa sớm thích hợp và gửi tín hiệu đến module đánh lửa mở mạch sơ cấp . Điên áp cao thứ cấp sẽ cung cấp đến từng bugi theo thứ tự nổ của động cơ .
3. Cảm biến quang điện : * Cấu tạo(Hình 4-7) :
Hinh 4-7: Cảm biến quang điện
− Sử dụng các đi ốt phát quang (Led) chiếu sáng qua khe hở của các rHnh trên đĩa quay tới các đi ốt phía d−ới . đi ốt quang ( Phôtô đi ốt) là loại đi ốt sử dụng sự có hoặc không có chùm sáng của đi ốt phát quang để chuyển mạch đóng mở điện áp điều khiển mạch sơ cấp .
* Nguyên lý làm việc :
−Khi trục bộ chia điện quay kéo theo đĩa quay theọ Khi rHnh rHnh trên đĩa quay dịch chuyển d−ới chùm sáng của ( Led) , Chùm sáng chiếu đến đi ốt quang , đi ốt quang hoạt động cho đến khi đĩa quay che chắn chùm sáng , đi ốt bị khoá . Quá trình đ−ợc lặp lại liên tục và hình thành điện áp xoay chiều cung cấp cho mạch. Điên áp này
Khoa CN ÔTÔ - Tr−ờng Trung cấp nghề 17/ BQP. 62 đ−ợc cung cấp cho mạch IC và đ−ợc chuyển đổi thành tín hiệu xung . Tín hiệu xung này đ−ợc gửi trực tiếp đến máy tính mà không qua module đánh lửa riêng rẽ .
Máy tính sẽ sử dụng các tín hiệu này để điều khiển thời điểm đánh lửa hoặc thời điểm phun nhiên liệu và điều chỉnh tốc độ không tải .
− Các rHnh ngoài (5) , rHnh tỉ xuất dữ liệu cao và tín hiệu từ các rHnh này đ−ợc dùng để cảm biến vị trí trục khuỷu và thời điểm đánh lửa ở các tốc độ động cơ nhỏ hơn 1200 vòng/ phút .
− Các rHnh phía trong (4) rHnh tỉ xuất dữ liệu thấp và tín hiệu từ các rHnh này đ−ợc báo vị trí điểm chết trên của từng pittong và kích hoạt sự phun nhiên liệu . Bộ này còn đ−ợc dùng để điều chỉnh thời điểm đánh lửa khi tốc độ động cơ cao hơn 1200vòng/phút . Xung cao áp đánh lửa đ−ợc cung cấp cho bugi qua rôto và dây cao áp . Trên một số động cơ chữ V bộ phân phối sử dụng cảm biến quang đ−ợc lắp trên ngay ở đầu trục cam.
Khoa CN ÔTÔ - Tr−ờng Trung cấp nghề 17/ BQP. 63
1. Sơ đồ cấu tạo của hệ thống đánh lửa điện tử không tiếp điểm có ro to dùng cảm biến điện từ(Hình 5- 7)
a)Sơ dồ bố trí
Hình5- 7: Sơ đồ đấu dây hệ thống đánh lửa điện tử dùng cảm biến điện từ
Khoa CN ÔTÔ - Tr−ờng Trung cấp nghề 17/ BQP. 64
Hình 6- 7: Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa điện tử dùng cảm biến điện từ
1. ác quy; 2.Khoá điện; 3, Điện trở phụ; 4 . Công tắc nối tắt điện trở phụ ; 5. Bôbin ; 6. Hộp đánh lửa ; 7. Cảm biến điện từ ; 8. Bộ chia điện.
c) Nguyên lý làm việc :
− Khi động cơ làm việc , trục bộ chia điện quay làm cho rôto của cảm biến điện từ quay theo . Khi rôto quay cánh rôto quét qua lõi thép khi cánh rôto trùng với đầu lõi thép làm cho mạch từ , từ nam châm vĩnh cửu đi qua lõi thép . Khi khe hở từ giữa vấu rôto và nam cham điện mất thì mạch từ đứt quHng từ thông móc vòng bị thay đổi làm xuất hiện trong cuộn dây của cảm biến một suất điện động cảm ứng xoay chiều (xung điện áp) . tín hiệu này cung cấp cho hộp đánh lửa, suất điện động này điều khiển mở các bóng Transistor để mở mạch sơ cấp khi đó dòng sơ cấp chạy nh− sau: Từ (+) ắc quy→ Khoá điện → Điện trở phụ → (15) → L1→ (6e) của hộp đánh lửa→ (31)→(-) ắc quỵ
Khoa CN ÔTÔ - Tr−ờng Trung cấp nghề 17/ BQP. 65 − Khi vấu rôto quay khỏi đầu lõi thép làm mạch từ bị đứt quHng làm suất điện động xoay chiều bị mất nên mạch sơ cấp bị đóng lại . Theo định luật cảm ứng điện từ làm từ thông mắc vòng qua hai cuộn sơ cấp và thứ cấp của bôbin đánh lửa biến thiên làm suất
hiện ở cuộn thứ cấp (l2) một suất điện động cảm ứng có giá trị đủ lớn phóng qua khe hở của chấu bugi thực hiện quá trình đánh lửa cho các xi lanh theo đúng thứ tự của động cơ.
- Nhờ có con quay mà suất điện động cảm ứng ở cuộn thứ cấp ( L2) đ−ợc phân chia đến các bu gi để tạo ra tia lửa cao áp nhằm đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu của động cơ theo đúng thứ tự nổ .