CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN ÔTÔ
2.2. CÁC THÀNH PHẦN HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP
2.2.3. Khối chấp hành
2.2.3.1. Cuộn đánh lửa
Trong hệ thống đánh lưa trực tiếp (DIS) được trang bị trên xe Toyota Innova sử dụng tích hợp IC và Bobine đánh lửa thành một khối. Thiết bị này bao gồm IC đánh lửa và cuộn sơ cấp, cuộn thứ cấp kết hợp thành một cụm. Trước đây, dòng điện cao áp được dẫn đến xy lanh bằng dây cao áp . Nhưng nay thì cuộn đánh lửa có thể nối trực tiếp đến bugi của từng xy lanh thông qua việc sử dụng cuộn đánh lửa kết hợp với IC đánh lửa. Khoảng cách dẫn điện cao áp được rút ngắn nhờ có nối trực tiếp cuộn đánh lửa với bugi, làm giảm tổn thất điện áp và nhiễu điện từ.
Hình 2. 14. Tín hiệu phản hồi IGF
a. Bobine đánh lửa
Đánh lửa của HTĐL trực tiếp có kết cấu và nguyên lý tương tự như HTĐL bán dẫn. Tuỳ thuộc vào từng loại HTĐL trực tiếp mà cấu tạo của bobine có sự phức tạp khác nhau. Nhưng bobine vẫn được cấu tạo gồm hai cuộn sơ cấp và thứ cấp. Số vòng dây của cuộn thứ cấp lớn hơn cuộn sơ cấp gấp nhiều lần khoảng 1000 [17]. Một đầu cuộn sơ cấp được nối vớ IC đánh lửa đầu còn lại được nối với điên áp (+) từ acquy. Cuộn thứ cấp loai một tia lửa chỉ có một đầu nối với bugi đầu dây còn lại được nối chung với cuộn sơ cấp. Loại hai tia lửa thì cả hai đầu dây đều được nối với bugi. Nhiện vụ của bobine vẫn là phát ra xung điện cao áp trong HTĐL. Đây là một loại máy biến thế tự ngẫu, có kích thước rất nhỏ gọn nhưng có thể biến những xung điện áp thấp thành xung điện áp rất cao.
Nguyên tắc hoạt động: Khi động cơ hoạt động, dòng điện từ ắc quy truyền
tới 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 quanh cuộn dây có lõi sắt từ ở trung tâm.
b. IC đánh lửa
IC đánh lửa đóng ngắt chính xác dòng sơ cấp đi vào cuộn đánh lửa, phù hợp với tín hiệu đánh lửa (IGT) do ECU động cơ phát ra. Tín hiệu thời điểm đánh lửa (IGT): Khi tín hiệu IGT chuyển từ ngắt sang đóng, IC đánh lửa bắt đầu cho dòng điện vào cuộn sơ cấp.
Điều khiển dòng không đổi: Khi dòng sơ cấp đạt đến một trị số nhất định, IC đánh lửa sẽ khống chế cường độ cực đại bằng cách điều chỉnh dòng. Điều khiển góc đóng tiếp điểm.
Để điều chỉnh quãng thời gian (góc đóng) tồn tại của dòng sơ cấp: Thời gian này cần phải giảm xuống khi tốc độ của động cơ tăng lên (trong 1 số kiểu động cơ gần đây, chức năng kiểm soát này được thực hiện thông qua tín hiệu IGT). Khi tín hiệu IGT chuyển từ đóng sang ngắt, IC đánh lửa sẽ ngắt dòng sơ cấp. Vào thời điểm ngắt dòng sơ cấp, điện thế hàng trăm vôn được tạo ra trong cuộn sơ cấp và hàng chục ngàn Vôn được tạo ra trong cuộn thứ cấp, làm cho bugi phóng tia lửa điện đốt cháy hòa khí [9].
2.2.3.2.Bugi đánh lửa
Bugi dẫn năng lượng đánh lửa vào buồng đốt tạo ra tia lửa đốt cháy hòa khí. Sự phóng điện ở các cực bugi phụ thuộc vào thông số của động cơ và trị số khoảng cách các cực. Bugi đánh lửa chia làm 3 loại: loại cụm lion, loại lắp ghép và loại dùng cho hệ thống trống nhiễu xạ vô tuyến.
Hình 2. 18 Sơ đồ mạch điện điều khiển hệ thống đánh lửa trên xe Toyota Innova 2016
*Đặc tính của bugi:
Nhà sản xuất DENSO K20HR-U11
Chiều dài của loại dài / loại thường [mm] 26.5 / 19.0
Khe hở bugi [mm] 1.0 – 1.1
Kỳ bảo dưỡng Mỗi 40,000km hoặc 48 tháng
2.3.NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP TRÊN XE TOYOTA INNOVA 2016
Sơ đồ mạch có cấu tạo gồm 3 phần chính
1) Nguồn cung cấp điện & tín hiệu đầu vào: mạch được cung cấp điện khi khóa điện bật ON. Hệ thống được bảo vệ tránh hư hỏng bởi một cầu chì 15A. Bên cạnh đó là một hệ thống cảm biến như hình 2.17.
2) Bộ xử lý điều khiển đánh lửa (ECU) đây là bộ xử lý nhận các tín hiệu được chuyển đổi thành điện áp từ các cảm biến được gửi đến, sau đó tính toán thời điểm đánh lửa phù hợp và gửi tín hiệu đánh lửa đến bộ chấp hành IGT.
3) Bộ chấp hành: Gồm 4 bobine được phân ra các máy của động cơ. Các bobbin được cung cấp điện tại chân B+ với mức điện áp 12V. Phần mát của bobine được nối từ chân GND ra mát xe thông qua thân máy. Chân IGT tín hiệu đánh lửa được ECU điều khiển thời điểm đánh lửa. Chân IGF tín hiệu đánh lửa phản hồi từ IC gửi về hộp thông báo tình trạng làm việc của bobine.
- Nguyên lý làm việc:
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 dòng điện áp cao phát ra từ cuộn thứ cấp sẽ được dẫn đến bugi và phát ra tia lửa.
Cuộn đánh lửa tạo ra điện áp cao đủ để 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 1000 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 tới IC đánh lửa, rồi 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 xung quanh 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 40kV [16]. 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.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
Chương 2 đã cho thấy được những yếu tô cơ bản trên xe Toyota Innova 2016 về trang thị thiết bị nội ngoại thất, kiểu động cơ,…. Bên cạnh đó cũng làm rõ được các thành phần cơ bản trong hệ thống đánh lửa trên xe bao gồm 3 khối: khối tín hiệu đầu vào, khối xử lý thông tin, và khối chấp hành. Từ đó nêu ra nguyên lý làm việc của hệ thống đánh lửa trực tiếp, phân tích mạch điện điều khiển đánh lửa trên xe Toyota Innova 2016 làm ví dụ điển hình về nguyên lý làm việc.
CHƯƠNG 3: HƯ HỎNG , SỬA CHỮA VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN XE TOYOTA INNOVA 2016