thiết kế hệ thống đánh lửa động cơ, chương 7 ppt

Chng 7:
Hệ thống đánh lửa bán dẫn
không tiếp điểm điều khiển
a.Cấu tạo:

Hình 6.26: Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa bán dẫn
không tiếp điểm điều khiển
Hệ thống gồm : Các bóng transistor (T
1
, T
2
, T
3
) điều khiển
dòng sơ cấp. Biến áp xung (W
1

, W
2

) giúp T
1
đóng tích cực. Điôt
hồi tiếp Đ
ht
và điện trở R
1
giúp T
2
đóng tích cực và bộ phát lệnh P
L

() giúp T
3
đóng tích cực ở chu kỳ (+). Bộ phát lệnh là một máy
phát xoay chiều cỡ nhỏ có chức năng thay tiếp điểm điều khiển
transistor T
3
. Điôt cách ly (Đ
C
) và điôt bảo vệ (Đ
B
) có nhiệm vụ bảo
vệ transistor T
1
. Hộp điện trở phụ thực hiện nối tắt qua điện trở R
f1
khi khởi động. Biến áp đánh lửa W
1
, W
2
có hệ số tự cảm là nhỏ và
hệ số biến áp lớn, là nơi cung cấp điện áp cho bugi. Điện trở R
3
và
tụ điện C
2
giúp transistor T
1
chuyển trạng thái nhanh hơn.
b. Nguyên lý làm việc.
Khi khoá điện đóng nh-ng ch-a khởi động động cơ, bộ phát

lệnh ch-a làm việc(ch-a phát ra điện), B
T3
nối với (+) nguồn qua
điện trở R
4
và các cuộn dây của bộ phát lệnh. Cực phát E
T3
nối với
(+) nguồn, không tạo ra sự chênh áp nên transistor khoá. Lúc này
cực gốc của transistor T
2
đ-ợc nối mát qua điện trơ R
5
, còn cực
phát E
T3
nối với (+) ắc quy. Có sự chênh lệch điện áp giữa cực phát
và cực gốc. Transistor T
2
mở dòng điều khiển I
b2
có chiều :
(+) ắc quy
Khoá điện Đ
ht
W
1

W
2

EB
T2
R
5
Mát (-) ắc quy.
R
2
Lập tức xuất hiện dòng làm việc I
C2
có chiều nh- sau :
(+) ắc quy
KĐ
ht
W
1

W
2

E
T2
E
CT2
C
T2
R
đ2
R
1
R

2
Mát (-) ắc quy.
R
2

Khi có dòng điện qua biến áp xung (W
1

, W
2

) tạo nên sự chênh
áp giữa cực phát và cực góp của transistor T
1
, T
2
mở dòng điều
khiển I
b1
có chiều :
(+) ắc quy
Khoá điện Đ
ht
E
T1
E
Bt1
B
T1
W

2


EC
T2
R
f2
R
f1
Mát.
R
2
đồng thời dòng làm việc I
C2
:
(+) ắc quy Khoá điện Đ
ht
E
T1
E
CT1
C
T1
W
1
R
f2
R
f1
Mát .

Nh- vậy đã có dòng sơ cấp của biến áp đánh lửa, làm xuất hiện
sức điện động tự cảm có chiều chống lại sự gia tăng của dòng sơ
cấp I
1
. Do hệ số tự cảm nhỏ, sự cản trở là không đáng kể trong
cuộn sơ cấp W
2
xuất hiện suất điện động tự cảm nhỏ, ch-a đủ năng
l-ợng để cung cấp cho bugi. Đó chính là thời gian gia tăng dòng sơ
cấp I
1
. Khi ta khởi động động cơ, bộ phát lệnh làm việc.Vì P
1
là
máy phát điện xoay chiều nên xét hai tr-ờng hợp :
- Khi thế âm đặt vào cực gốc T
3
(E
T3
), tức là đã xuất hiện phân
cực thuận cho T
3
nên T
3
lúc này mở, xuất hiện dòng điều khiển I
B3
có chiều :
(+) PL
E
T3

EB
T3
R
4
(-) PL.
đồng thời làm xuất hiện dòng làm việc I
C3
có chiều :
(+) PL
E
T3
EC
T3
C
T3
B
T2
.
Lúc này T
3
giúp T
2
phân cực ng-ợc nên T
2
khoá do đó dòng
điều khiển I
B1
bị ngắt, T
1
khoá, I

C1
mất đột ngột. T-ơng ứng dòng
sơ cấp I
1
bị cắt đột ngột. Theo hiện t-ợng cảm ứng điện từ cuộn
W
2
sinh ra một sức điện động cảm ứng lớn (25KV 30KV), ở cuộn
sơ cấp W
1
cũng có một sức điện động tự cảm khoảng 100(V), nhờ
có Đ
B1
. Khi v-ợt qua 100(V), Đ
B1
sẽ đánh thủng tạo thành mạch
kín, xảy ra sự sụt áp tại R
f1
và R
f2
dẫn đến điện áp tự cảm luôn nhỏ
hơn điện áp đánh thủng của transistor T
1
nên T
1
đ-ợc bảo vệ. Đồng
thời mạch thứ cấp biến áp đánh lửa đủ năng l-ợng phóng điện tạo
tia lửa cho bugi.Khi bộ phát lệnh đặt thế (+) vào cực gốc của
transistor T
3.

, có nghĩa đã phân cực ng-ợc cho T
3
nên T
3
khoá. Trở
lại tr-ờng hợp nh- khi bộ phát lệnh ch-a làm việc .
6.7. Hệ thống đánh lửa điện tử .
6.7.1. Các loại cảm biến dùng trong đánh lửa điện tử .
a. Cảm biến từ
* Cấu tạo
: Gồm rôto có số vấu bằng số xi lanh của động cơ
và đ-ợc lắp cố định trên trục bộ chia điện , rôto quay quanh
từ tr-ờng của nam châm vĩnh cửu trên có cuộn dây để phát tín
hiệu điện áp cho ECU , khi mà vấu của rôto tạo với thanh
nam châm một góc bằng không và khe hở giữa chúng là nhỏ
nhất
= 0,2 0.4 mm .
Hình 6.27: Cảm biến điện từ Xung
cảm biến
1. Nam châm vĩnh cửu 3. Khe hở không khí.
2. Cuộn dây 4. Rôto.
* Nguyên lý làm việc
Khi rôto quay cánh rôto( vấu) quét qua đầu lõi thép khi cánh
rôto trùng với đầu lõi thép làm cho mạch từ , từ nam châm vĩnh cửu
đi qua lõi thép đ-ợc khép kín . Khi cánh rôto đ-ợc tách rời ( đi qua)
đầu lõi thép làm cho mạch từ bị đứt quãng . Từ thông móc vòng
thay đổi làm suất hiện trong cuộn dây một suất điện động cảm ứng
xoay chiều cung cấp cho ECU làm tín hiệu điều khiển mạch đánh
lửa .
a. Cảm biến Hall.

Cảm biến Hall đ-ợc xem nh- một công tắc hai chiều sơ cấp
gọi là công tắc hiệu ứng Hall
* Cấu tạo :
Hình 6.28: Nguyên lý Hall.
Cảm biến Hall dựa theo nguyên lý hiệu ứng Hall Hiện
t-ợng xuất hiện điện áp bề mặt của một chất bán dẫn đặt trong từ
tr-ờng khi có dòng điện chạy qua .
Một số hệ thống đánh lửa điện tử sử dụng cảm biến Hall thay
cho cuộn kích từ . Sự khác biệt là cuộn kích từ tạo ra điện áp nhỏ
khi rôto quét qua đầu lõi thép , con công tắc Hall sẽ chuyển mạch
để đóng /ngắt điện áp Hall cung cấp t-ơng ứng với sự có hoặc
không của từ thông. Xung điện áp Hall có hay không sẽ báo vị trí
chu kỳ cho trục khuỷu cho module đánh lửa , tín hiệu này cũng có
thể điều khiển sự phun nhiên liệu .
Cảm biến Hall gồm một nam châm vĩnh cửu chữ C , gắn trên
một lõi thép hình chữ C đ-ợc ghép quay vào nhau tạo khe hở để
rôto có thể quét qua . Rôto làm thép có số l-ợng khe hở và nắp che
đúng bằng số xi lanh động cơ
Hình 6.29: Cấu tạo cảm biến Hall
a- Cánh tản nhiệt của rôto ở ngoài khe hở không khí có tín
hiệu điện áp ; b- Cánh cản (nắp che) của rôto ở trong khe hở không
khí . không có tín hiệu điện áp .
1.Cảm biến Hall; 2. Nam châm vĩnh cửu ; 3. lõi thép ; 4. Nắp
che ; 5 Khe hở ; 6. Bộ chia điện ;
Khe hở không khí .
* Nguyên lý làm việc :
Khi khởi động động cơ , trục bộ chia điện quay kéo theo rôto
quay khi cánh cản của rôto đến khe hở không khí (hình b) Từ
tr-ờng của nam châm bị cắt . Điều này làm tắt
điện áp Hall gửi tín hiệu đến module đánh lửa để đóng mạch

sơ cấp . Chiều rộng của cánh cản xách định thời gian dòng điện
chạy trong mạch sơ cấp .
Rôto cánh cản rời khỏi khe hở không khí ( hình a ) điện áp
Hall lại xuất hiện . Module điều khiển điện tử (ECU) sử dụng tín
hiệu này để tính toán sự đánh lửa sớm thích hợp và gửi tín hiệu đến
module đánh lửa mở mạch sơ cấp . Điên áp cao thứ cấp sẽ cung cấp
đến từng bugi theo thứ tự nổ của động cơ .