1

MỤC LỤC

MỤC LỤC.................................................................................................1
DANH MỤC HÌNH ẢNH........................................................................4
DANH MỤC BẢNG BIỂU......................................................................6
MỞ ĐẦU...................................................................................................7
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA..........................9
1.1. Lịch sử phát triển của hệ thống đánh lửa........................................9
1.2. Tổng quan hệ thống đánh lửa.......................................................10
1.3. Công dụng....................................................................................10
1.4. Phân loại.......................................................................................11
1.5. Yêu cầu.........................................................................................14
1.6. Một số thông số của hệ thống đánh lửa........................................14
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1........................................................................20
CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS 2020.......................21
2.1. Giới thiệu về hệ thống đánh lửa trên xe Vios...............................21
2.2. Sơ đồ và nguyên lí hoạt động.......................................................22
2.2.1. Sơ đồ tổng quan......................................................................22
2.2.2. Sơ đồ mạch điện.....................................................................23
2.2.3. Nguyên lí hoạt động...............................................................24
2.3. Cấu tạo của hệ thống đánh lửa.....................................................25
2.3.1. IC đánh lửa.............................................................................25
2.3.2. Bô bin đánh lửa......................................................................27
2.3.3. Rơ le.......................................................................................28


2
2.3.4. Bugi........................................................................................29
2.3.5. Bộ xử lí và điều khiển trung tâm ECU...................................31

2.4. Các cảm biến trong hệ thống đánh lửa.........................................33
2.4.1. Cảm biến vị trí trực khuỷu (NE)............................................33
2.4.2. Cảm biến vị trí trục cam (Tín hiệu G)....................................34
2.4.3. Cảm biến đo lưu lượng khí nạp (VG)....................................35
2.4.4. Cảm biến vị trí bướm ga........................................................36
2.4.5. Cảm biến Oxy........................................................................37
2.4.6. Cảm biến tiếng gõ..................................................................37
2.4.7. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát...........................................38
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2........................................................................39
CHƯƠNG 3. MÔ PHỎNG MẠCH ĐÁNH LỬA XE VIOS 2020 TRÊN
PHẦN MỀM PROTEUS.................................................................................40
3.1. Giới thiệu về phần mềm Proteus..................................................40
3.2. Những cải tiến và thông số kỹ thuật của xe..................................42
3.2.1. Sự cải tiến so với động cơ trước.............................................43
3.2.2. Thơng số kĩ thuật....................................................................44
3.3. Xây dựng mơ hình........................................................................47
3.3.1. Khối điều khiển......................................................................47
3.3.2. Khối hiển thị...........................................................................49
3.3.3. Khối giả lập cảm biến trục cam và trục khuỷu.......................50
3.4. Thuật toán và chương trình điều khiển.........................................50
3.5. Hiệu chỉnh mơ hình......................................................................62
3.6. Kết quả mơ phỏng và kiểm tra đánh giá.......................................63
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3........................................................................64
CHƯƠNG 4. KIỂM TRA, CHUẨN ĐOÁN, SỬA CHỬA HỆ THỐNG
ĐÁNH LỬA....................................................................................................65


3
4.1. Quy trình kiểm tra của hệ thống đánh lửa.....................................65
4.1.1. Quy trình kiểm tra..................................................................65

4.1.2. Kiểm tra hệ thống đánh lửa trực tiếp trên xe..........................65
4.1.3. Kiểm tra bugi..........................................................................66
4.2. Chuẩn đoán những hư hỏng và sửa chửa........................................69
4.2.1. Chẩn đoán hư hỏng theo tình trạng động cơ..........................69
4.2.3. Chuẩn đốn hư hỏng các bộ phận hệ thống đánh lửa.............72
KẾT LUẬN CHƯƠNG 4........................................................................73
KẾT LUẬN.............................................................................................74
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................75


4

DANH MỤC HÌN
Hình 1. 1. Hệ thống đánh lửa bán dẫn.............................................................11
Hình 1. 2. Hệ thống đánh lửa điện tử loại trực tiếp (DIS)...............................12
Hình 1. 3. Hệ thống đánh lửa sớm điện tử (ESA)...........................................12
Hình 1. 4. Sự phụ thuộc của hiệu điện thế đánh lửa vào tốc độ và tải của động
cơ.....................................................................................................................14
Hình 1. 5. Bản đồ góc đánh lửa sớm theo tốc độ và tải động cơ trên ơ tơ đời
mới...................................................................................................................18
YHình 2. 1. Sơ đồ hệ thống đánh lửa điện tử loại trực tiếp (DIS)..................21
Hình 2. 2. Sơ đồ tổng quan hệ thống đánh lửa xe Vios...................................22
Hình 2. 3. Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa xe Toyota Vios......................23
Hình 2. 4. Sơ đồ ngun lí hệ thống đánh lửa.................................................24
Hình 2. 5. Điều khiển dịng khơng đổi............................................................25
Hình 2. 6. Tín hiệu IGT...................................................................................26
Hình 2. 7. Bơ bin đánh lửa..............................................................................28
Hình 2. 8. Cấu tạo chính của một rơ le điện cơ...............................................29
Hình 2. 9. Cấu tạo của bugi.............................................................................29
Hình 2. 10. Điện cực trung tâm.......................................................................30

Hình 2. 11. Vùng nhiệt bugi............................................................................31
Hình 2. 12. Vị trí các cảm biến trong hệ thống đánh lửa................................33
Hình 2. 13. Cảm biến vị trí trục khuỷu............................................................34
Hình 2. 14. Cảm biến đo lưu lượng khí nạp....................................................35
Hình 2. 15. Cảm biến vị trí buớm ga...............................................................36
Hình 2. 16. Cảm biến oxy...............................................................................37
Hình 2. 17. Cảm biến tiếng gõ........................................................................38
Hình 2. 18. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.................................................39


5
YHình 3. 1. Giao diện của phần mềm Proteus................................................41
Hình 3. 2. Tạo 1 file Project mới.....................................................................41
Hình 3. 3. Tạo file mới để sử dụng..................................................................42
Hình 3. 4. Xe Toyota Vios...............................................................................42
Hình 3. 5. Động cơ thế hệ mới và cũ...............................................................43
Hình 3. 6. Giả lập cảm biến trục khủy và trục cam bằng hai chân INT0 và
INT1 của Atmega64........................................................................................50
Hình 3. 7. Lý thuyết điều khiển.......................................................................50
Hình 3. 8. Thuật tốn điều khiển động cơ.......................................................51
Hình 3. 9. Thuật tốn hệ thống đánh lửa.........................................................52
Hình 3. 10. Hiệu chỉnh vi điều khiển Atemega64...........................................62
Hình 3. 11. Hiệu chỉnh trong chương trình điều khiển....................................63
Hình 3. 12. Kết quả mơ phỏng mạch điều khiển đánh lửa..............................63
YHình 4. 1. Kiểm tra điện cực........................................................................66
Hình 4. 2. Quan sát điện cực bugi...................................................................67
Hình 4. 3. Đo kiểm cực của bugi.....................................................................67
Hình 4. 4. Vệ sinh bugi....................................................................................68



6

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3. 1. Bảng so sánh thông số kĩ thuật động cơ 1 NZ-FE và 2NR-FE......47
Bảng 3. 2. Bảng so sánh mức tiêu thụ nhiên liệu động cơ cũ và mới.............47
Bảng 3. 3. Bảng thông số động cơ..................................................................49
Bảng 3. 4. Bảng thơng số kích thước xe..........................................................50
Bảng 3. 5. Các thơng số chính của vi điều khiển Atmega64...........................52
Bảng 3. 6. Các thơng số chính của Transistor 2N3390...................................53
Bảng 3. 7. Các thơng số chính màn hình hiển thị LCD 16x2..........................53


7

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ
trên thế giới, nghành Công nghệ ơ tơ ở Việt Nam nói riêng đã có những bước
phát triển mạnh mẽ cả về số lượng và chất lượng đóng góp cho sự nghiệp
cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Đặc biệt ơ tơ có bước phát triển để
đáp ứng các yêu cầu: tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm
độc hại của khí thải, tăng tính an tồn và tiện nghi của ô tô.
Một vấn đề lớn được đặt ra lúc này là ơ nhiễm mơi trường, ơ nhiễm khơng
khí và sự nóng lên tồn cầu được cả thế giới quan tâm, xuất phát từ vấn đề
này các nhà thiết kế luôn tìm cách để cải tiến, tăng hiệu suất làm việc, giảm
mức tiêu thụ nhiên liệu, tăng tính kinh tế, cũng như mức độ an toàn sử dụng
và giảm mức độ độc hại trong khí xả động cơ. Do đó các hệ thống trên động
cơ không ngừng thay đổi. Hệ thống đánh lửa là một trong những hệ thống
được quan tâm trong số đó, là yếu tố quan trọng đến hiệu suất làm việc hiệu

quả của động cơ. Để hiểu thêm về hệ thống đánh lửa em đã chọn đề tài
“Nghiên cứu, mô phỏng hệ thống đánh lửa trên xe TOYOTA VIOS 2020”.
Nội dung đề tài đề cập đến các vấn đề sau:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống đánh lửa
Chương 2: Hệ thống đánh lửa trên xe Toyota Vios 2020
Chương 3: Mô phỏng mạch đánh lửa trên xe Toyota Vios 2020
Chương 4: Kiểm tra, chuẩn đoán, sửa chữa hệ thống đánh lửa
Do kiến thức còn nhiều hạn chế do thời gian dịch bệnh, kinh nghiệm chưa
nhiều, tài liệu tham khảo cịn ít và điều kiện thời gian khơng cho phép nên đồ
án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong các thầy
cơ giáo bộ trong bộ mơn chỉ bảo để đồ án của em được hồn thiện hơn.


8
Qua đây cho em kính gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô giáo trong
trường mà đặc biệt là các thầy cơ giáo trong Khoa Cơng nghệ Ơ tơ đã tận tình
dạy bảo em trong suốt bốn năm học vừa qua.
Dưới sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy giáo ThS. Nguyễn Minh
Thắng đã tạo điều kiện cho em hoàn thiện đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất.
Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Phan Quang Linh


9

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA
1.1.


Lịch sử phát triển của hệ thống đánh lửa

Sự ra đời của hệ thống đánh lửa gắn với sự ra đời của động cơ trong đánh
dầu bước khởi động cho nền công nghiệp ô tô. Ban đầu động cơ sử dụng hệ
thống đánh lừa điều khiển bằng má vít. Hệ thống này có nhược điểm thời
điểm đánh lửa khơng chính xác cùng với kết cấu cơ khí nên hay phải bảo
dưỡng. Năm 1964 hệ thống CDI đã được nghien cứu và ứng dụng trên xe
NSU sprider.
Bên cạnh đó khi xã hội phát triển, các yêu cầu ngày càng cao về môi
trường, sự tiêu hao nhiên liệu cho hệ thống lửa thường và hệ thống đánh lửa
CDI khơng cịn đáp ứng được những u cầu đặt ra. Chính điều đó khiến cho
các nhà khoa học phát minh ra hệ thống đánh lửa mới: ứng dụng tốt hơn tính
kinh tế nhiên liệu và tinh ơ nhiễm môi tnường. Đến năm 1978 các hãng như:
BMW, Fiat, Leyland, Mercedes, Peigeot, Porsche và Volvo, cho ra đời hệ
thống đánh lửa bán dẫn TCI (Transistorized coil ignition) sự phát triển tiếp
theo của đảnh lửa CDI.
Với sự hỗ trợ của khoa học kỹ thuật, lịch sử phát triển cho ra đời hệ thống
đánh lửa điện tử SI (Đánh lửa bán dẫn) và hệ thống đánh lửa khơng có bộ chia
điện BSI (Đánh lửa bán dẫn khơng ngắt). Trong đó hệ thống lửa SI vẫn sử
dụng bộ chia điện và một bơ bin cịn BSI sử dụng với nhiều bobin hơn và
khơng có bộ chia điện. Ứng dụng dầu tiên của hệ thống BSI trên xe Citroen
Visa giới thiệu ra công chúng vào năm 1978.Với đà phát triển đó năm 1979
hãng Bosch đã cho ra đời hệ thống điều khiển động cơ ‘Motronic’ với sự tích
hợp điều khiển nhiều hệ thống như điều khiển thời điểm, điều khiển nhiên
liệu, điều khiển tốc độ khơng tải. Giúp cho q trình điều khiển linh hoạt hơn,
độ chính xác cao hơn tăng tính kinh tế và giảm ô nhiễm.


10

1.2.

Tổng quan hệ thống đánh lửa.
Trong động cơ xăng, hỗn hợp khơng khí – nhiên liệu được đánh lửa để

đốt cháy và áp lực sinh ra từ sự bốc cháy sẽ đẩy piston xuống. Năng lượng
nhiệt được biến thành động lực có hiệu quả cao nhất khi áp lực nổ cực đại
được phát sinh vào thời điểm trục khuỷu ở vị trí 100 sau điểm chết trên
(ATDC- After Top dead center) . Vì vậy phải đánh lửa sớm sao cho áp lực nổ
cực đại được tạo ra vào thời điểm 100 sau TDC . Thời điểm đánh lửa để động
cơ có thể sinh ra áp lực nổ cực đại thường xuyên thay đổi tùy thuộc vào các
điều kiện làm việc của động cơ .
Góc đánh lửa sớm là góc quay của trục khuỷu động cơ tính từ thời
điểm xuất hiện tia lửa tại bu gi cho đến khi piston lên tới TDC .
Góc đánh lửa sớm ảnh hưởng rất lớn đến cơng suất, tính kinh tế và độ
ơ nhiễm của khí thải động cơ. Góc đánh lửa sớm tối ưu phụ thuộc vào rất
nhiều yếu tố:
Trong đó:
1.3.

:Áp suất buồng đốt tại thời điểm đánh lửa.
: nhiệt độ buồng đốt.
: Áp suất trên đường ống nạp.
: nhiệt độ nước làm mát động cơ.
: nhiệt độ mơi trường.
: số vịng quay của động cơ.
: chỉ số octan của động cơ xăng.

Công dụng
Hệ thống đánh lửa trên động cơ có nhiệm vụ biến nguồn điện xoay


chiều hoặc một chiều có hiệu điện thế thấp (12 hoặc 24 V) thành các xung
điện thế cao (từ 15.000 V đến 40.000 V). Các xung hiệu điện thế cao này sẽ
được phân bố đến bu gi của các xy lanh đúng thời điểm để tạo tia lửa điện cao
thế màu xanh nhạt để đốt cháy hịa khí.


11
1.4.

Phân loại

Ngày nay, hệ thống đánh lửa được trang bị trên ơ tơ có rất nhiều loại hệ thống
đánh lửa khác nhau. Dựa vào cấu tạo, hoạt động, phương pháp điều khiển,
người ta phân loại hệ thống đánh lửa theo các cách phân loại sau:
* Phân loại theo đặc điểm cấu tạo:
+ Hệ thống đánh lửa thường.
+ Hệ thống đánh lửa bán dẫn.
- Loại có tiếp điểm.
- Loại khơng có tiếp điểm.
+ Hệ thống đánh lửa Manhêto.
+ Hệ thống đánh lửa điều khiển bằng chương trình.
* Phân loại theo phương pháp điều khiển bằng cảm biến.
+ Hệ thống đánh lửa sử dụng tiếp điểm (breaker)..
+ Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến điện từ (electromaagnetic sensor) gồm
hai loại: loại nam châm đứng yên và loại nam châm quay.
+ Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến Hall.
+ Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến quang.
+ Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến từ trở...
+ Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến cộng hưởng.


* Phân loại theo phương pháp tích luỹ năng lượng:
+ Hệ thống đánh lửa điện cảm (TI – transistor ignition system).


12

Hình 1. 1. Hệ thống đánh lửa bán dẫn
+ Hệ thống đánh lửa điện dung (CDI– capacitor discharged ignition system).
* Phân loại theo các phân bố điện cao áp.
+ Hệ thống đánh lửa có bộ chia điện Delco.
+ Hệ thống đánh lửa trực tiếp hay khơng có Delco.(DIS)


13

Hình 1. 2. Hệ thống đánh lửa điện tử loại trực tiếp (DIS)
* Phân loại theo phương pháp góc đánh lửa sớm.
+ Hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng cơ khí.
+ Hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng bằng điện
tử ( ESA- electronic spark advance).

Hình 1. 3. Hệ thống đánh lửa sớm điện tử (ESA)


14
1.5.

Yêu cầu


Một hệ thống đánh lửa làm việc tốt phải đảm bảo các yêu cầu sau :
- Hệ thống đánh lửa phải sinh ra sức điện động thứ cấp đủ lớn để
phóng điện qua khe hở bu gi trong tất cả các chế độ làm việc của
động cơ.
- Tia lửa trên bu gi phải đủ năng lượng và thời gian phóng để sự đốt
cháy hịa khí bắt đầu.
- Góc đánh lửa sớm phải đúng trong mọi chế độ hoạt động của động
cơ.
- Các chi tiết của hệ thống đánh lửa phải hoạt động tốt trong điều kiện
nhiệt độ cao và độ rung xóc lớn.
- Sự mài mịn điện cực bu gi phải nằm trong khoảng cho phép.
1.6.

Một số thông số của hệ thống đánh lửa

Hiệu điện thế thứ cấp cực đại U
Hiệu điện thế thứ cấp cực đại là hiệu điện thế cực đại đo được ở hai đầu
cuộn dây thứ cấp khi tách dây cao áp ra khỏi bu gi. Hiệu điện thế thứ cấp cực
đại phải đủ lớn để có khả năng tạo được tia lửa điện giữa hai điện cực của bu
gi, đặc biệt là lúc khởi động.
Hiêu điện thế đánh lửa U.
Hiệu điện thế thứ cấp mà ở đó q trình đánh lửa xảy ra, được gọi là hiệu
điện thế đánh lửa . Hiệu điện thế đánh lửa là một hàm phụ thuộc vào nhiều
yếu tố dưới đây, tuân theo định luật Pashen.
=
Trong đó:
: là áp suất buồng đốt tại thời điểm đánh lửa.
: khe hở bougie.
: nhiệt độ ở điện cực trung tâm của bougie tại thời điểm đánh lửa.
: hằng số phụ thuộc vào thành phần hỗn hợp hịa khí.



15
Ở chế độ khởi động lạnh, hiệu điện thế đánh lửa tăng khoảng 20 đến 30 %
do nhiệt độ điện cực bougie thấp.
Khi độn-g cơ tăng tốc độ, thoạt tiên, tăng, do áp suất nén tăng nhưng sau đó
Uđl giảm từ từ do nhiệt độ điện cực bougie tăng và áp suất nén giảm do quá
trình nạp xấu đi.
Hiệu điện thế đánh lửa có giá trị cực đại ở chế độ khởi động và tăng tốc, có
giá trị cực tiểu ở chế độ ổn định khi công suất cực đại ( hình 1.1).
Trong quá trình vận hành xe mới, sau 2.000 km đầu tiên, Uđl tăng 20% do
điện cực bougie bị mài mịn. Sau đó tiếp tục tăng do khe hở bougie tăng. Vì
vậy để giảm phải hiệu chỉnh lại khe hở bougie sau mỗi 10.000 km (đối với
loại bougie điện cực thường).

Hình 1. 4. Sự phụ thuộc của hiệu điện thế đánh lửa vào tốc độ và tải của
động cơ.
1.Toàn tải ; 2. Nửa tải ; 3. Tải nhỏ ; 4. Khởi động và cầm chừng
Hệ số dự trữ K
Hệ số dự trữ là tỷ số giữa hiệu điện thế cực đại và hiệu điện thế đánh lửa :


16
=
Đối với hệ thống đánh lửa thường, do thấp nênthường nhỏ hơn 1,5. Trên
những động cơ xăng hiện đại với hệ thống đánh lửa điện tử, hệ số dự trữ đánh
lửa có giá trị khá cao (), đáp ứng được việc tăng tỷ số nén, tăng số vòng quay
và tăng khe hở bougie.
Năng lượng dự trữ W.
Năng lượng dự trữ là năng lượng tích lũy dưới dạng từ trường trong cuộn

dây sơ cấp của bobine. Để đảm bảo tia lửa điện có đủ năng lượng để đốt cháy
hồn tồn hịa khí, hệ thống đánh lửa phải đảm bảo rằng năng lượng dự trữ
trên cuộn sơ cấp của bô bin đánh lửa ở một giá trị xác định:
= mJ
Trong đó:
: Năng lượng dự trữ trên cuộn sơ cấp.
: Độ tự cảm của cuộn sơ cấp của bơ bin.
: Cường độ dịng điện sơ cấp tại thời điểm transistor công suất ngắt.
Tốc độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp S.
= = =

V/

Trong đó:
S

: Là tốc độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp

: Độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp.
:Thời gian biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp.
Tốc độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp S càng lớn thì tia lửa điện xuất
hiện ở điện cực bougie càng mạnh nhờ đó dịng khơng bị rò qua muội than
trên điện cực bu gi, năng lượng tiêu hao trên mạch thứ cấp giảm.
Tần số và chu kỳ đánh lửa.
Đối với động cơ xăng 4 kỳ, số tia lửa trong một giây hay còn gọi là tần số
đánh lửa được xác định bởi công thức:


17


Đối với động cơ 2 kỳ:

Trong đó:
: Tần số đánh lửa.
: Số vòng quay trục khuỷu động cơ (min)
Z : Số xylanh động cơ
Chu kỳ đánh lửa : là thời gian giữa hai lần xuất hiện tia lửa.
=/=
Trong đó:
: Thời gian vít ngậm hay transistor đạt cơng suất bão hịa.
: Thời gian vít hở hay transistor cơng suất ngắt.
Tần số đánh lửa tỷ lệ thuận với vòng quay trục khuỷu động cơ và số
xylanh. Khi tăng số vòng quay của động cơ và số xylanh, tần số đánh lửa tăng
và do đó chu kỳ đánh lửa T giảm xuống. Vì vậy, khi thiết kế cần chú ý đến 2
thống số là chu kỳ và tần số đánh lửa để đảm bảo ở số vòng quay cao nhất của
động cơ tia lửa vẫn mạnh.

Góc đánh lửa sớm .
Góc đánh lửa sớm là góc quay của trục khuỷu động cơ tính từ thời điểm
xuất hiện tia lửa điện tại bougie cho đến khi piston lên tới điểm chết trên.
Góc đánh lửa sớm ảnh hưởng rất lớn đến cơng suất, tính kinh tế và độ ơ
nhiễm của khí thải động cơ. Góc đánh lửa sớm tối ưu phụ thuộc rất nhiều yếu
tố:

Trong đó:


18
: Áp suất buồng đốt tại thời điểm đánh lửa.
: nhiệt độ buồng đốt.

: Áp suất trên đường ống nạp.
: nhiệt độ nước làm mát động cơ.
: nhiệt độ môi trường.
: số vòng quay của động cơ.
: chỉ số octan của động cơ xăng.
Ở các xe đời cũ, góc đánh lửa sớm chỉ được điều khiển theo hai thông số:
tốc độ ( bộ sớm ly tâm) và tải( bộ sớm áp thấp) của động cơ. Tuy nhiên, hệ
thống đánh lửa ở một số xe( TOYOTA, HONDA…), có trang bị thêm van
nhiệt và sử dụng bộ phận đánh lửa sớm theo hai chế độ nhiệt độ. Trên các xe
đời mới, góc đánh lửa sớm được điều khiển bằng điện tử nên góc đánh lửa
sớm được hiệu chỉnh theo các thống số nêu trên. Trên hình 1.3 trình bày bản
đồ góc đánh lửa sớm theo tốc độ và tải động cơ trên xe đời mới.

Hình 1. 5. Bản đồ góc đánh lửa sớm theo tốc độ và tải động cơ trên ô tơ đời
mới
Năng lượng tia lửa và thời gian phóng điện.


19
Thông thường, tia lửa điện bao gồm hai thành phần là thành phần điện
dung và thành phần điện cảm. Năng lượng của tia lửa điện được tính theo
cơng thức:

Trong đó:

: năng lượng tia lửa.
W C : năng lượng của thành phần tia lửa có tính điện dung.

:năng lượng của thành phần tia lửa có tính điện cảm.
:điện dung ký sinh của mạch thứ cấp của bu gi.

: hiệu điện thế đánh lửa.
: độ tự cảm của mạch thứ cấp.
:cường độ dòng điện mạch thứ cấp.
Tùy loại hệ thống đánh lửa mà năng lượng tia lửa có đủ cả hai thành phần
điện cảm ( thời gian phóng điện dài) và điện dung ( thời gian phóng điện
ngắn) hoặc chỉ có một thành phần.
Thời gian phóng điện giữa hai điện cực của bu gi tùy theo vào loại hệ thống
đánh lửa. Tuy nhiên, hệ thống đánh lửa phải đảm bảo năng lượng của tia lửa
phải đủ lớn và thời gian phóng đủ dài để đốt cháy được hịa khí ở mọi chế độ
hoạt động của động cơ.


20
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Chương 1 đã khái quát được tổng quan về hệ thống đánh lửa trên động cơ
xăng.
- Trình bày được lịch sử hình thành và phát triển của hệ thống đánh
lửa
- Yêu cầu, công dụng, phân loại hệ thống đánh lửa
-

Nêu được các thông số cơ bản trong hệ thống đánh lửa


21

CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA XE VIOS 2020
2.1.

Giới thiệu về hệ thống đánh lửa trên xe Vios


Hệ thống đánh lửa trên xe Vios là hệ thống đánh lửa trực tiếp mỗi bô bin
cho 1 IC đánh lửa độc lập cho mỗi xy lanh (bô bin đơn).
Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp, bộ chia điện khơng cịn được sử dụng
nữa. Thay vào đó, hệ thống đánh lửa trực tiếp cung cấp một bô bin cùng với
một IC đánh lửa độc lập cho mỗi xi lanh. Đồng thời nó cũng giảm đến mức
tối thiểu nhiễu điện từ, bởi vì khơng sử dụng tiếp điểm trong khu vực cao áp.
Chức năng điều khiển thời điểm đánh lửa được thực hiện thông qua việc sử
dụng ESA (đánh lửa sớm bằng điện tử). ECU của động cơ nhận được các tín
hiệu từ các cảm biến khác nhau, tính tốn thời điểm đánh lửa, truyền tín hiệu
đánh lửa đến IC đánh lửa.

Hình 2. 1. Sơ đồ hệ thống đánh lửa điện tử loại trực tiếp (DIS)
ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến sau đó tính tốn xử lý và đưa ra tín hiệu
đến các Transistor theo đúng thứ tự nổ của động cơ. Khi có tín hiệu thì
Transistor sẽ dẫn tạo ra dịng điện trong cuộn sơ cấp, khi mất tín hiệu thì thứ
cấp của bobin và đưa đến các bugi đánh lửa.


22
+ Ưu điểm:
- Khơng có dây cao áp nên ít tổn thất năng lượng đánh lửa.
- Khơng cịn bộ chia điện nên ít bị hư hỏng.
- Mỗi bobin được điều khiển riêng biệt bởi một chân của ECU nên có khả
năng hoạt động độc lập.
- Thời điểm đánh lửa chính xác và tối ưu theo mọi chế độ làm việc nên tăng
hiệu suất của động cơ.
+ Nhược điểm:
- Cấu tạo phức tạp, mỗi xi lanh là một bobin nên làm tăng giá thành.
- Tổn nhiều chân điều khiển của ECU.

- Yêu cầu nguồn điện cung cấp phải ổn định.
2.2.

Sơ đồ và ngun lí hoạt động

2.2.1. Sơ đồ tổng quan

Hình 2. 2. Sơ đồ tổng quan hệ thống đánh lửa xe Vios


23


24
2.2.2. Sơ đồ mạch điện

Hình 2. 3. Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa xe Toyota Vios
Bao gồm các chi tiết:
1. Ác quy

6. Bộ lọc nhiễu

2. Main

7. Hộp nối mối nối

3. Cầu chì

8. Bộ tiếp nhận ECU


4. Khóa điện

9. Bugi

5. Cuộn đánh lửa

10. Mass


2.2.3. Ngun lí hoạt động

Hình 2. 4. Sơ đồ ngun lí hệ thống đánh lửa
ECU động cơ nhận tín hiệu từ các cảm biến khác nhau và xác định thời
điểm đánh lửa tối ưu. ECU động cơ gửi tín hiệu đánh lửa IGT đến cuộn đánh
lửa có IC đánh lửa, tín hiệu đánh lửa IGT được gửi đến IC đánh lửa theo thứ
tự đánh lửa của động cơ (1-3-4-2). Cuộn đánh lửa, với dòng sơ cấp được ngắt
đột ngột sẽ sinh ra dòng điện cao áp (khoảng 25 – 40 kV). Tín hiệu IGF được
gửi đến ECU động cơ khi dòng sơ cấp vượt quá một trị số đã định. Dòng cao
áp phát ra từ cuộn thứ cấp sẽ được dẫn đến bugi và gây đánh lửa.
Nhờ vào chính cảm biến tốc độ động cơ và vị trí piston – thì cơng dụng của
cảm biến này có chức năng sẽ giúp cho ECU xác định được thời điểm đánh
lửa, cùng với thời điểm phun xăng tối ưu nhằm giúp cho việc cải thiện hiệu
suất và khả năng tiêu thụ của nhiên liệu.
Bên cạnh đó, đối với những cảm biến khác như: vị trí bướm ga giúp xác
định lưu lượng khơng khí nạp, sau đó gửi đến ECU giúp tính tốn lại lượng
nhiên liệu phun thích hợp với từng chế độ tải, song song với đó chính là các
dữ liệu về tốc độ động cơ, tải, và nhiệt độ… nhờ vậy mà các cảm biến mã hoá