Chương 1. KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA
1.2. Chọn hệ thống đánh lửa chế tạo mô hình
1.2.2.2. Nguyên lý hoạt động
Quá trình đánh lửa của động cơ được điều chỉnh bởi ECU, quá trình đánh lửa của động cơ diễn ra theo hai giai đoạn (hai điều khiển cơ bản).
- Điều khiển đánh lửa khi khởi động
Khi động cơ đang quay khởi động, việc đánh lửa xảy ra tại một góc trục khuỷu cố định nào đó không tính đến chế độ hoạt động của động cơ. Nó được gọi là “góc thời điểm đánh lửa ban đ u”.
Điều khiển đánh lửa khi khởi động được thực hiện ngay lập tức sau khi nhận tín hiệu NE sau tín hiệu G (G+ hay G-). Thời điểm đánh lửa này gọi là “thời điểm đánh lửa ban đ u”.
Trong quá trình khởi động, khi tốc độ động cơ vẫn thấp hơn tốc độ ác định do tín hiệu áp suất đường ống nạp (PIM) hay tín hiệu lưu lượng khí nạp (VS, VK hay VG) không ổn định. Thời điểm đánh lửa được cố định tại thời điểm đánh lửa ban đ u. Thời điểm đánh lửa ban đ u này được đặt trực tiếp bằng IC dự phòng trong ECU động cơ. Thông thường góc đánh lửa sớm được chọn nhỏ hơn 10o. Với góc đánh lửa này động cơ được khởi động dễ dàng ngay cả khi nguội, đồng thời tránh sự nổ dội. Việc điều chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ khi khởi động là không c n thiết vì thời gian khởi động rất ngắn.
Khi có tín hiệu khởi động, mạch chuyển đổi trạng thái sẽ nối đường IGT sang vị trí ST. Khi đó, ung IGT được điều khiển bởi IC dự phòng thông qua hai tín hiệu NE và G. Nếu động cơ đã nổ, đường IGT sẽ được nối sang vị trí After ST (sau khởi động) và việc hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm được thực hiện bởi ECU.
Sơ đồ tín hiệu IGT tại thời điểm đánh lửa ban đ u được thể hiện trên hình 1.25.
Hình 1.25: Sơ đồ tín hiệu IGT tại thời điểm đánh lửa ban đầu.
25 - Điều khiển đánh lửa sau khi khởi động
Điều khiển đánh lửa sau khi khởi động được thực hiện trong quá trình hoạt động bình thường.
Các hiệu chỉnh khác nhau được thêm vào góc thời điểm đánh lửa ban đ u và góc đánh lửa sớm cơ bản của quá trình hoạt động bình thường.
Tín hiệu IGT ở thời điểm đánh lửa sau khi khởi động được thể hiện trên hình 1.26.
Hình 1.26: Sơ đồ tín hiệu IGT thời điểm đánh lửa sau khi khởi động
Quá trình đánh lửa của động cơ được thực hiện dựa vào các tín hiệu nêu trên và thể hiện qua sơ đồ khối sau (hình 1.27).
Hình 1.27: Góc đánh lửa sớm thực tế.
Góc đánh lửa sớm thực tế khi động cơ hoạt động được ác định theo công thức:
= +
26 Trong đó:
- góc đánh lửa sớm thực tế;
- góc đánh lửa sớm ban đ u;
- góc đánh lửa sớm cơ bản;
- góc đánh lửa sớm hiều chỉnh.
Góc đánh lửa sớm ban đ u ( dựa vào tốc độ và tải động cơ, ECU sẽ đọc giá trị của góc đánh lửa sớm ban đ u ( khi trục khuỷu đạt đến 5o, 7o hay 10o trước điểm chết trên (tùy loại động cơ). Góc thời điểm đánh lửa ban đ u này được điều chỉnh trong IC dự trữ ở ECU động cơ.
Góc đánh lửa sớm cơ bản ( ) được ác định bằng cách dùng tín hiệu NE, tín hiệu VG hoặc PIM, các tín hiệu này được lưu giữ trong bộ nhớ của ECU.
Góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh ( ) là góc đánh lửa sớm được cộng thêm hoặc giảm bớt khi ECU nhận được các tín hiệu khác nhau như nhiệt độ động cơ, nhiệt độ khí nạp, tín hiệu kích nổ, tín hiệu tốc độ xe,...
Vì vậy góc đánh lửa sớm thực tế được tính bằng góc đánh lửa sớm ban đ u cộng với góc đánh lửa sớm cơ bản và góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh để đạt được góc đánh lửa sớm lý tưởng phù hợp với từng chế độ hoạt động của động cơ.
Sau khi ác định được góc đánh lửa sớm, bộ xử lý trung tâm (ECU) sẽ đưa ra ung điện áp điều khiển đánh lửa (IGT), ung điện áp điều khiển đánh lửa đến bôbin điều khiển đánh lửa.
Sự điều chỉnh góc đánh lửa của động cơ được thực hiện qua sơ đồ trên hình 1.28.
Thời điểm góc đánh lửa sớm khi khởi động được điều khiển như sơ đồ trên.
Với góc đánh lửa sớm sau khi khởi động, để điều chỉnh góc đánh lửa sớm chịu ảnh hưởng của góc đánh lửa hiệu chỉnh, sự ảnh hưởng này phụ thuộc vào sự thay đổi của các tín hiệu hiệu chỉnh truyền về để ECU xử lý. ECU sau khi nhận được tín hiệu hiệu chỉnh sẽ điều chỉnh để có góc đánh lửa hiệu chỉnh phù hợp với từng chế độ hoạt động của động cơ.
27
Hình 1.28: Sơ đồ hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm của động cơ.
- Điều chỉnh góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh + Hiệu chỉnh khi hâm nóng
Thời điểm đánh lửa được làm sớm để nâng cao khả năng tải khi nhiệt độ nước làm mát thấp.
+ Hiệu chỉnh nhiệt độ quá cao
Để tránh tiếng gõ và động cơ không bị quá nóng, thời điểm đánh lửa được làm muộn đi khi nhiệt độ nước làm mát quá cao.
+ Hiệu chỉnh kích nổ
Nếu động cơ ảy ra kích nổ, cảm biến kích nổ sẽ chuyển rung động này thành tín hiệu điện áp và gửi về cho ECU động cơ.
ECU nhận biết độ lớn của sự kích nổ ở ba cấp độ mạnh, trung bình, yếu, tùy theo chế độ hoạt động của từng động cơ hay tín hiệu KNK gửi về, nó thay đổi góc đánh lửa muốn hiệu chỉnh. Nói cách khác, nếu hiện tượng kích nổ xảy ra mạnh, thời điểm đánh lửa xảy ra muộn đi nhiều, trong khi nếu tiếng gõ yếu thì đánh lửa muộn ít hơn.
28
Khi hiện tượng kích nổ ngừng, ECU sẽ ngừng làm việc muộn và bắt đ u làm sớm thời điểm đánh lửa từng ít một.
Thời điểm đánh lửa này được làm sớm liên tục cho đến khi sự kích nổ động cơ ảy ra và khi đó thời điểm đánh lửa lại được làm muộn đi.
Việc làm muộn thời điểm đánh lửa trong khi xảy ra hiện tượng kích nổ được thực hiện trong dải hiệu chỉnh tiếng gõ.
29