ĐIỀU KHIỂN THỜI ĐIỂM ĐÁNH LỬA TRONG ĐỘNG CƠ

1. Khái quát

Hình 1. Các thành phần của hệ thống đánh lửa

Mục đích của hệ thống đánh lửa là tạo tia lửa điện để đốt hỗn hợp nhiên liệu tại thời điểm thích hợp nhất. Để đạt hiệu suất cao nhất, hệ thống đánh lửa phải kích hoạt sao cho áp suất buồng đốt đạt cao nhất nằm trong khoảng 10⁰ ATDC. Thời điểm đánh lửa phụ thuộc vào tốc độ động cơ, hỗn hợp được trộn...
 

Hình 2. Sơ đồ hệ thống điều khiển đánh lửa

Sơ đồ 1.1 chỉ ra tín hiệu đầu vào và tín hiệu đầu ra của hệ thống. Tín hiệu vào bao gồm MAF/ MAP,CKP, CMP, ECT, TP ... Căn cứ vào tín hiệu đầu vào, ECM sẽ gửi tín hiệu đánh lửa đến transistor để cắt mát của cuộn sơ cấp, từ đó sinh ra dòng điện có điện áp cao ở cuộn thứ cấp, điện áp này gửi đến bugi và phát sinh tia lửa điện.

2. Điều khiển đánh lửa sớm

Thời điểm đánh lửa sớm thay đổi phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. Để có được thời điểm đánh lửa tối ưu nhất, trong bộ nhớ của ECM có lưu trữ một ngân hàng dữ liệu về thời điểm đánh lửa phụ thuộc vào từng điều kiện cụ thể của động cơ và của xe. Thời điểm đánh lửa phụ thuộc vào tốc độ, tải động cơ, nhiệt độ nước làm mát và góc độ của bướm gió. Đồng thời ECM cũng sử dụng tín hiệu từ cảm biến kích nổ như một tín hiệu phản hồi để hiệu chỉnh lại thời điểm đánh lửa cho phù hợp. ECM đẩy sớm thời điểm đánh lửa khi động cơ nguội. ECM đẩy muộn thời điểm đánh lửa khi động cơ bị quá nhiệt, khi xe hoạt động tại nơi cao so với mặt nước biển đặc biệt là khi bị kích nổ.
 

3. Xác định góc đánh lửa sớm cơ sở
 

ECM  xác định góc đánh lửa sớm cơ sở dựa trên tốc độ và tải động cơ (khối lượng dòng khí nạp). Ngoài ra, có rất nhiều tín hiệu khác ảnh hưởng đến góc đánh lửa, ví dụ, khi bật công tắc điều hòa sẽ đẩy sớm góc đánh lửa. Chất lượng nhiên liệu cũng ảnh hưởng đến góc đánh lửa dựa vào tín hiệu từ cảm biến kích nổ.

4. Hiệu chỉnh góc đánh lửa
 

Hiệu chỉnh theo nhiệt độ nước làm mát: Để cải thiện tính năng hoạt động của xe khi động cơ nguội, thời điểm đánh lửa được đẩy sớm. ECM cũng xem xét đến tín hiệu khối lượng dòng khí nạp và chế độ chạy không tải để xác định góc đẩy sớm.

Hiệu chỉnh khi điều khiển theo vòng Lambda: Khi điều khiển theo vòng kín Lambda, khi ECM nhận được tín hiệu giàu nhiên liệu nó sẽ giảm nhiên liệu phun để l=1. Khi giảm nhiên liệu động cơ có xu thế bị yếu một chút, để ngăn cản hiệu ứng này, ECM sẽ đẩy sớm góc đánh lửa khi giảm nhiên liệu, do đó, động cơ và xe chạy ổn định hơn.

Hiệu chỉnh theo tỉ lệ EGR: Khi nhận được tín hiệu tái sử dụng khí thải (CVVT) và tốc độ động cơ cao hơn tốc độ khôg tải, ECM sẽ đẩy sớm thời điểm đáh lửa.

                   Hiệu chỉnh khi xe hoạt động trong khi vực có độ cao so với mặt nước biển lớn: Khi đó, ECM sẽ đẩy sớm thời điểm đánh lửa để cải tiến tính năng hoạt động của động cơ và chất lượng chạy không tải của động cơ.

                   Hiệu chỉnh góc đánh lửa khi động cơ quá nhiệt
 

Khi nhiệt độ nươc làm mát đạt tới mức ngưỡng quá nhiệt, nếu động cơ đang ở chế độ không tải ECM sẽ đẩy sớm thời điểm đánh lửa để tránh quá nhiệt. Khi động cơ đang ở chế độ tải thường, ECM sẽ đẩy muộn thời điểm đánh lửa để chống kích nổ.

Với động cơ có cảm biến kích nổ, hệ thông sẽ điều khiển kích nổ theo vòng kín sao cho động cơ luôn hoạt động ở ngưỡng kích nổ và đạt hiệu suất cao nhất. Nếu cảm biến có tín hiệu kích nổ, ECM sẽ đẩy muộn thời điểm đánh lửa để ngăn hiện tượng kích nổ, khi hết kích nổ , ECM lại dẫn từng bước đẩy sớm thời điểm kích nổ cho đến khi xuất hiện kích nổ. Vòng điều khiển này liên tục được lặp lại

Hư hỏng của hệ thống đánh lửa và biện pháp

1. Bô bin đánh lửa

- Bô bin chính là nguồn cung cấp điện đến bugi, có vai trò như một biến áp. Khi có dòng điện chạy qua sẽ tạo ra từ trường, khi không còn dòng điện, từ trường bị ngắt. Và xuất hiện một điện thế cực lớn hoạt động đốt cháy nhiên liệu và tạo ra tia lửa.

- Nếu bô bin đánh lửa trên ô tô bị hỏng sẽ dẫn tới một vài hiện tượng như động cơ bị giảm công suất, rung giật khi xe chạy, xe không nổ máy hoặc chết máy.

- Một số biểu hiện bô bin bị hư hỏng như: Động cơ rung giật, công suất kém, không khởi động được động cơ.

Các hư hỏng thường gặp của bô bin như là ngắn mạch các vòng dây, cháy nắp, cháy điện trở phụ ( Hệ thống đánh lửa thường), chịu tác động cơ học làm hỏng, nứt nắp bô bin, các cuộn dây bị đứt (khi các cuộn dây bên trong bô bin bị đứt, sẽ không thể tạo ra dòng điện với điện áp lớn để truyền tới bugi. Khi đó không xuất hiện tia lửa điện hoặc có thì sẽ rất yếu làm cho động cơ xe bị giảm công suất, rung giật khi khởi động). Cần kiểm tra và thay thế các bộ phận hư hỏng.
 

2. Bugi: Cũng như các bộ phận khác trong hệ thống đánh lửa, kết hợp với các bộ phận của hệ thống đánh lửa giúp cho quá trình đánh lửa tốt, tạo hiệu suất làm việc tối ưu cho động cơ. Khi sử dụng lâu ngày bugi có thể gặp một số hư hỏng do thời gian sử dụng lâu hoặc ảnh hưởng từ hệ thống đánh lửa hay các hệ thống khác.

Những hư hỏng ở bugi thường gặp như: Nứt, vỡ đầu sứ bugi, bugi bị mòn điện cực, bugi bị chảy điện cực, bugi đánh lửa không đúng tâm, bugi bị bám muội than làm giảm khả năng đánh lửa, bị ướt do dò rỉ xăng ... Khi bugi có tình trạng hư hỏng cần kịp thời kiểm tra, thay thế
 

2. Bugi: Cũng như các bộ phận khác trong hệ thống đánh lửa, kết hợp với các bộ phận của hệ thống đánh lửa giúp cho quá trình đánh lửa tốt, tạo hiệu suất làm việc tối ưu cho động cơ. Khi sử dụng lâu ngày bugi có thể gặp một số hư hỏng do thời gian sử dụng lâu hoặc ảnh hưởng từ hệ thống đánh lửa hay các hệ thống khác.

Những hư hỏng ở bugi thường gặp như: Nứt, vỡ đầu sứ bugi, bugi bị mòn điện cực, bugi bị chảy điện cực, bugi đánh lửa không đúng tâm, bugi bị bám muội than làm giảm khả năng đánh lửa, bị ướt do dò rỉ xăng ... Khi bugi có tình trạng hư hỏng cần kịp thời kiểm tra, thay thế