Hệ thống đánh lửa chỉ được sử dụng trên các xe có trang bị động cơ xăng, động cơ khí ga, động cơ nhiên liệu cồn và nhiên liệu xăng sinh học. Trải qua quá trình phát triển của các hệ thống trên xe ô tô thì hệ thống đánh lửa có thể chia thành một số loại như sau

1. Hệ thống đánh lửa tiếp điểm (má vít)

Hệ thống đánh lửa má vít hay còn gọi là hệ thống đánh lửa tiếp điểm, đây là hệ thống đánh lửa đầu tiên được sử dụng trên xe ô tô. Với hệ thống đánh lửa tiếp điểm này gồm các cụm bộ phận chính như sau:

- Các bộ phận chính trong hệ thống đánh lửa má vít

1-ắc quy; 2-Khoá điện; 3-Điện trở phụ;4-Bô bi cao áp; 5-Cuộn dây sơ cấp (W1); 6-Cuộn dây thứ cấp (W2); 7-Cam ngắt điện; 8-Tiếp điểm; 9-Tụ điện;10-Bugi; 11-Rôto

- Hoạt động của hệ thống đánh lửa má vít

- Khi hoạt động, khoá điện 2 đóng lại (bật ON), động cơ quay sẽ kéo trục bộ chia điện (đen cô) quay theo, cam ngắt điện 7 sẽ điều khiển đóng mở tiếp điểm 8, rô to quay sẽ phân phối dòng điện cao áp đến mỗi bu gi theo thứ tự nổ của xy lanh của động cơ.

- Nguyên lý tạo điện cao áp:

- Khi bật khóa điện ON và cam ngắt điện 7 sẽ phát xung thì sẽ xuất hiện dòng điện i1 trong cuộn dây sơ cấp W1 . Vì vậy dòng điện sẽ đi từ:

(+) ắc quy → khóa điện → điện trở phụ (nếu có) → W1 → mát. Khi đó xuất hiện dòng sơ cấp trong bôbin tạo ra từ trường Φ , từ trường Φ tồn tại trong bôbin cho tới khi tiếp điểm 8 đóng, khi đó từ trường Φ biến thiên cực nhanh và cảm ứng ra xung cao áp ở cuộn dây thứ cấp W2 của bôbin. Xung cao áp này được bộ chia điện đưa đến bugi theo thứ tự nổ của động cơ (hoặc tới thẳng bugi), tạo tia lửa điện đốt cháy hòa khí.

2. Hệ thống đánh lửa bán dẫn

- Sơ đồ cấu tạo hệ thống đánh lửa bán dẫn

- Sơ đồ đấu dây hệ thống đánh lửa bán dẫn

- Hoạt động của hệ thống đánh lửa bán dẫn

- Giai đoạn 1: Khi khóa điện đóng và Rô to của cảm biến (7) không quay thì T1 khóa nên xuất hiện dòng điện điều khiển:

(+)Ắc quy→ Cầu chì (2) → Khóa điện (3) → R1 → R2 → (-) ắc quy.

- Giai đoạn 2: Khi rô to của cảm biến quay và gờ cao của rô to (7) chưa di chuyển qua lõi thép của cuộn dây (W3) thì sẽ phát ra những xung điện xoay chiều. Nửa xung (+) sẽ tạo ra dòng điện điều khiển Tranzito T1 mở và Tranzito T2 được mở, dòng điện đị như sau:

(+)Ắc quy → Cầu chì (2) → Khóa điện (3) → Cuộn sơ cấp (W1) → Tranzito T1 → Tranzito T2 → (-) ắc quy.

- Giai đoạn 3: Khi gờ cao của rô to (7) đã di chuyển qua lõi thép của cảm biến, tín hiệu điện áp tác động lên tranzito T1 không còn nên tranzito T1 đóng lại. Khi đó dòng điện chạy qua tranzito T1 bị mất đột ngột nên tranzito T2 cũng bị đóng lại. Dòng điện qua cuộn dây sơ cấp W1 bị cắt, từ trường trong bô bin bị mất đột ngột. Do hiện tượng tự cảm tương hỗ nên trong cuộn dây thứ cấp W2 sinh ra một sức điện động cao áp có hiệu điện thế từ 12- 18kV. Dòng điện cao áp này qua con quay chia điện (9) và dây cao áp đến các bu gi (8) đánh lửa theo thứ tự nổ của động cơ để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu.

3. Hệ thống đánh lửa lập trình có bộ chia điện

- Sơ đồ hệ thống đánh lửa lập trình có bộ chia điện

- Sơ đồ đấu dây hệ thống đánh lửa lập trình có bộ chia điện


- Hoạt động của hệ thống đánh lửa lập trình có bộ chia điện

- Khi khóa điện bật ở vị trí ON, dòng điện từ bình ắc quy chạy qua khóa điện tới cấp nguồn cho ECM và IC đánh lửa, từ đó kích hoạt cho ECM và IC đánh lửa hoạt động.

- Khi trục khủy động cơ quay, thông qua sự liên động giữa trục khủy, trục cam và trục bộ chia điện làm trục bộ chia điện quay. Tại thời điểm đầu roto của trục bộ chia điện di chuyển qua đầu cảm biến sẽ làm xuất hiện từ trường biến thiên ở đầu cảm biến, từ đó cảm biến sẽ sinh ra một xung điện áp, xung điện áp này được gửi về ECU.

Khi ECM nhận được tín hiệu từ cảm biến đánh lửa, và cảm biến số vòng quay, nó hiểu rằng Piston đang di chuyển đến điểm chết trên ở cuối kỳ nén đầu kỳ nổ. ECM kết hợp với các tín hiệu khác trong động cơ như tín hiệu vị trí bàn đạp ga, tín hiệu nhiệt độ nước làm mát, tín hiệu nhiệt độ khí nạp, tín hiệu ô xy, từ đó ECM tính toán ra góc đánh lửa phù hợp. Tiếp tục ECM thực hiện gửi tín hiệu IGT để điều khiển IC đánh lửa hoạt động dưới dạng một xung vuông.

- Khi nhận được tín hiệu đánh lửa IGT từ ECU thì IC đánh lửa thực hiện mở thông dòng điện từ chân C (cuộn dây đánh lửa) về mát. Đây cũng là giai đoạn hình thành dòng điện sơ cấp chạy trong cuộn dây sơ cấp của bô bin đánh lửa. Khi tín hiệu IGT từ ECM kết thúc thì IC đánh lửa lập tức ngắt dòng điện từ chân C và mát làm cho cuộn dây thứ cấp mất điện đột ngột, gây ra sự biến thiên từ thông lớn ở lõi thép của bô bin đánh lửa. Lúc này cuộn dây thứ cấp cảm ứng ra một dòng điện có xuất điện động lớn (khoảng 30-35 kV), dòng điện này được đưa đến con quay chia điện và chia đến đầu bu gi của máy tương ứng thự hiện đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp không khí – nhiên liệu.

- Sau khi IC đánh lửa thực hiện xong việc đánh lửa, nó sẽ gửi tín hiệu phản hồi IGF cho ECM thông báo cho ECM việc đánh lửa đã hoàn tất. Nếu không nhận được tín hiệu IGF thì ECM sẽ phát tín hiệu báo lỗi thông qua đèn kiểm tra động cơ.

* Chú ý: Khi khóa điện bật ở vị trí ON, nhưng động chơ không làm việc thì cảm biến đánh lửa không gửi tín hiệu về ECU, vậy nên ECU không gửi tín hiệu lên IC đánh lửa. Vì vậy hệ thống đánh lửa không hoạt động.

4. Hệ thống đánh lửa lập trình không có bộ chia điện

- Sơ đồ hệ thống đánh lửa lập trình không có bộ chia điện

- Sơ đồ đấu dây của hệ thống đánh lửa lập trình không có bộ chia điện


- Hoạt động của hệ thống đánh lửa lập trình không có bộ chia điện

- Khi động cơ hoạt động các cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến vị trí trục cam, cảm biến vị trí bàn đạp ga, cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến nhiệt độ khí nạp gửi tín hiệu về ECM, thông qua các tín hiệu này ECM xác định được vị trí Piston di chuyển trong xi lanh, lượng gió nạp vào động cơ, tình trạng tải trọng của động cơ. Từ đó nó xác định được thời điểm cần thiết để đánh lửa.

- Khi đã xác định được thời điểm để đánh lửa ở các xi lanh thì ECM sẽ gửi tín hiệu đánh lửa đến các IC đánh lửa thông qua các dây dẫn IGT1, IGT2, IGT3 ... IGTn..

- Khi nhận được tín hiệu đánh lửa của ECU thì IC đánh lửa thực hiện cho nối thông chân cuộn dây của Bô bin và mát. Lúc này trong cuộn dây sơ cấp xuất hiện dòng điện sơ cấp chạy qua làm xuất hiện từ trường xung quanh cuộn dây, từ trường này từ hóa lõi thép làm cho lõi thép biến thành nam châm điện, từ thông của nam châm điện này móc vòng qua cả cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp.

- Sau một đơn vị thời gian rất ngắn thì ECM ngắt tín hiệu điều khiển đánh lửa tới IC, làm cho IC ngắt không cho dòng điện từ cuộn sơ cấp về mát. làm cho từ trường của cuộn sơ cấp mất đột ngột, dẫn đến từ thông của lõi thép giảm đột ngột, gây ra sự biến đổi từ thông qua cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp. Điều này làm cho cuộn dây thứ cấp xuất hiện một suất điện động cao áp, suất điện động này khoảng 30 KV, dòng điện này được phóng qua khe hở của bugi gây ra tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp không khí và nhiên liệu.

Hệ thống khởi động là một hệ thống quan trọng, nó tạo nguồn động lực ban đầu, dẫn động, vận hành cho động cơ hoạt động.

Hiện nay có rất nhiều kiểu hệ thống khởi động khác nhau, thông thường mỗi hãng xe sẽ có một kiểu thiết kế đặc trưng, hoặc trên mỗi hãng xe thì lại chia theo các dòng khác nhau và mỗi dòng sẽ sở hữu một kiểu mạch hệ thống khởi động trên xe khác nhau. Hơn nữa theo thời gian, theo sự phát triển của công nghệ thì các xe khác năm sản suất sẽ có kiểu thiết kế mạch hệ thống khởi động khác nhau.

Hôm nay Utt Car sẽ giới thiệu cho các anh em yêu thích công nghệ ô tô các kiểu hệ thống khởi động khác nhau trên xe ô tô.

Các bạn có thể tìm hiểu về hoạt động của rất nhiều mạch điện xe ô tô tại http://uttcar.com nhé

1.Hệ thống khởi động sử dụng rơ le khởi động

Với các hệ thống khởi động trên xe ô tô hiện nay thì người ta đều sử dụng rơ le khởi động. Việc dùng rơ le khởi động với mục đích tạo ra một vị trí hư hỏng thay thế giúp cho khóa điện được bền hơn, dòng điện chạy qua khóa điện để điều khiển khởi động thực chất là một dòng điện rất nhỏ chạy qua để cung cấp cho cuộn dây của rơ le.

Bên trên là một sơ đồ hệ thống khởi động được sử dụng trên xe Toyota Camry 2002. Khi các bạn đọc sơ đồ mạch điện của các xe ô tô hiện nay thì các bạn cần chú ý đến cả những chi tiết nhỏ nhất để biết được rằng các dây dẫn biểu diễn trên sơ đồ có thực sự có trên xe thực tế không.

Hoạt động của hệ thống

Khi người lái bật chìa khóa điện đến vị trí khởi động (ST) thì sẽ có dòng điện chạy trong mạch như sau:

- Dòng điện từ dương ắc quy, chạy qua cầu chì 100A ALT đến cầu chì 5A AM1, dòng điến tiếp tục đi đến chân AM1 (2) sang chân ST (1), dòng điện tiếp tục đi tới công tắc chân côn (C6 với số sàn) hoặc tới (A4 với số tự động), tiếp tục dòng điện chạy tới chân số 1 của rơ le khởi động, tiếp tục tới chân số 2 của rơ le khởi động và cuối cùng dòng điện đi về mát.

- Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây của rơ le khởi động thì cuộn dây sẽ sinh ra từ trường để hút cặp tiếp điểm của rơ le đóng lại với nhau. Khi cặp tiếp điểm được đóng lại thì sẽ có dòng điện thứ hai chạy trong mạch như sau.

- Dòng điện chạy từ dương ắc quy tới cầu chì 30A AM2, tiếp theo dòng điện chạy tới chân AM2 của khóa điện, dòng điện tiếp tục chạy tới chân ST2 của khóa điện và chạy tới chân số 5 của rơ le khởi động, sau đó dòng điện chạy sang chân số 3 của rơ le khởi động và chạy tới chân A1 của máy khởi động.

- Khi dòng điện đã chạy tới chân A1 của máy khởi động kết hợp với dọng điện thường trực ở chân B1 làm cho máy khởi động hoạt động và dẫn động cho động cơ quay thực hiện khởi động động cơ.

2. Hệ thống khởi động thông qua hộp điều khiển (ECU)
Trên đây là hệ thống khởi động của xe Toyota, đây là một hệ thống khởi động tương đối đặc biệt vì nó có liên quan đến ECU điều khiển động cơ. Với việc điều khiển thông qua hộp này thì có một số ưu điểm như sau:

-Để hệ thống khởi động thì ECU động cơ phải hoạt động

-Khi hệ thống an ninh đã được cài đặt thì hệ thống khởi động sẽ không thể hoạt động được, điều này giúp nâng cao tính năng bảo mật và đề phòng kẻ trộm đột phá vào xe.

Hoạt động của hệ thống:

- Khi khóa điện để ở vị trí ON và vị trí Start thì ECU điều khiển động cơ được cấp nguồn, lúc này ECU sẽ hoạt động và thực hiện nối chân STSW với chân STAR.

- Nếu bật khóa điện ở vị trí khởi động thì dòng điện từ bình ắc quy tới khóa điện, tới chân STSW, tiếp tục đi qua ECU động cơ tới chân STAR, dòng điện này tiếp tục đi tới công tắc số trung gian. Nếu cần số của công tắc số trung gian đang để ở vị trí N hoặc P thì dòng điện được nối mạch và tiếp tục đi tới cuộn dây của rơ le khởi động và đi về mát.

- Khi cuộn dây của rơ le khởi động có điện nó sẽ tạo ra từ trường và biến lõi thép thành nam châm điện, nam châm điện sẽ hút cho công tắc trong rơ le đóng lại, làm xuất hiện dòng điện chạy qua công tắc như sau.

- Dòng điện chạy từ dương ắc quy, chạy qua các cầu chì, chạy tới chân số 5 của rơ le khởi động chạy sang chân số 3 tới cực 50 của máy khởi động làm cho máy khởi động hoạt động.

Một số sơ đồ hệ thống khởi động sử dụng phương pháp khởi đông thông qua hộp đen điều khiển động cơ

- Sơ đồ hệ thống khởi động xe Hyundai

- Sơ đồ hệ thống khởi động trên xe Ford

- Sơ đồ khởi động thông qua ECM trên xe KIA

3. Hệ thống khởi động có chức năng giữ khởi động

Hệ thống khởi động của một số loại xe có chức năng giữ khởi động, tức là người lái chỉ cần xoay chìa khóa điện đến vị trí khởi động rồi bỏ tay ra, lúc này ECM sẽ nhận được tín hiệu khởi động nên nó sẽ điều khiển cho hệ thống khởi động làm việc.

Nếu khi ECM xuất tín hiệu khởi động mà động cơ nổ máy lên thì thông qua cảm biến tốc độ quay ECM sẽ biết được và ngắt tín hiệu khởi động.

Ngoài ra với hệ thống khởi động bên trên nếu dây dẫn tín hiệu khởi động từ khóa điện đến ECM mà bị hỏng thì vẫn có thể khởi động được bằng chức năng bình thường. Các bạn có thể quan sát dây dẫn từ Khóa điện qua đi ốt sau đó tới hệ thống khởi động.

Tổng hợp tài liệu về chẩn đoán kỹ thuật ô tô, anh em tải về dùng nhé

Anh em tải về sử dụng nhé