Nghiên cứu về hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE lắp trên dòng xe CAMRYcủa hãng TOYOTA

LỜI NÓI ĐẦU
LỜI NÓI ĐẦU
Ô tô là một trong những phương tiện giao thông quan trọng đối với sự phát triển của
nền kinh tế- xã hội hiện nay. Lịch sử ra đời và phát triển của nó đã trải qua nhiều năm với
những giai đoạn thăng trầm để tiến tới sự hoàn thiện và tiện nghi hơn như tăng công suất
động cơ, tăng tính kinh tế nhiên liệu, đảm bảo tính năng an toàn tăng tính tiện nghi và
bảo mật Các hãng xe đã áp dụng các tiến bộ khoa học vào những chiếc ô tô của mình
như điều khiển điện tử, kỹ thuật bán dẫn, công nghệ nano….Từ đó nhiều hệ thống hiện
đại ra đời: Hệ thống phun xăng điện tử (EFI), hệ thống phun diesel điện tử CRDI, hệ
thống đánh lửa lập trình ESA, hệ thống phanh ABS, hệ thống đèn tự động, sử dụng bộ
chìa khóa nhận dạng…
Ở Việt Nam, với ngành công nghiệp ô tô còn non trẻ thì hầu hết những công nghệ về ô
tô đều đến từ các nước trên thế giới. Chúng ta cần phải tiếp cận với công nghệ tiên tiến
này để không những tạo tiền đề cho nền công nghiệp ô tô mà còn phục vụ cho công tác
bảo dưỡng, sửa chữa.
Qua thời gian học tập và nghiên cứu về chuyên ngành “Công nghệ kỹ thuật ô tô” tại
trường Đại Học , chúng em đươc khoa tin tưởng giao cho đề tài tốt nghiệp
“Nghiên cứu về hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE lắp trên dòng xe CAMRYcủa
hãng TOYOTA” đây là một đề tài rất thiết thực nhưng còn nhiều khó khăn. Với sự cố
gắng của chúng em và dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy cùng với sự giúp đỡ
của các thầy cô trong Khoa Cơ khí Động lực, các bạn trong lớp chúng em đã hoàn
thành đề tài đáp ứng được yêu cầu đưa ra. Song trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, với
khả năng và kinh nghiệm còn hạn chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót. Vì vậy chúng
em rất mong sự đóng góp, chỉ bảo của các thầy cô để đề tài của chúng em được hoàn
thiện hơn và đó chính là những kinh nghiệm nghề nghiệp cho chúng em sau khi ra
trường.
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong khoa, đặc biệt là thầy
đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn chúng em để đề tài chúng em được hoàn
thành.
Chúng em xin trân trọng cảm ơn !
Sinh viên thực hiện:

MỤC LỤC
MỤC LỤC
1
BẢNG CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
Cụm từ viết tắt Ý nghĩa
A/C Điều hòa không khí
AC Dòng xoay chiều
ACC Trang bị phụ
A/F Tỷ số không khí - nhiên liệu
ALT Máy phát
AMP Bộ khuyếch đại
A/T, ATM Hộp số tự động (hộp số dọc hoặc ngang)
AUTO Tự động
AVG Trung bình
B+ Điện áp ắc quy
BAT Ắc quy
B/S Tỷ số hành trình - đường kính
CAN Mạng cục bộ điều khiển gầm xe
CB Bộ ngắt mạch
COMB. Đồng hồ táp lô
CPE Coupe (đôi)
CPU Bộ vi xử lý trung tâm
DC Dòng một chiều
DLC Giắc nối truyền dữ liệu số 3
DLI Đánh lửa không có bộ chia điện
DSP Bộ xử lý tín hiệu số
DTC Mã chẩn đoán
ECAM Hệ thống đo lường và điều khiển động cơ
ECT Hộp số tự động điều khiển điện tử

ECU Bộ điều khiển điện tử
EFI Hệ thống phun xăng điện tử
ENG Động cơ
ESA Đánh lửa sơm điện tử
ETCS-i Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử-thông minh
EVP Giàn lạnh
FL Cầu chì trên đường dây
2
F/P Bơm xăng
GND Tiếp mát
H-FUSE Cầu chì có trị số cao
IC Mạch tổ hợp
IG Đánh lửa
IIA Bộ đánh lửa hợp nhất
INT Gián đoạn
I/P Bảng táp lô
J/B Hộp đầu nối
J/C Giắc đấu dây
LAN Mạng nội bộ
LED Điốt phát sáng (Đèn LED)
LIN Mạng liên kết nội bộ
LSD Bộ vi sai hạn chế trượt
MIL Đèn báo hư hỏng (MIL)
NO. Số
O2S Cảm biến ôxy
OC Bộ trung hoà ôxy hoá
PROM Bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình lại
R/B Hộp rơle
RLY Rơle
ROM Bộ nhớ chỉ đọc

SEN Cảm biến
SW công tắc
SYS Hệ thống
TACH Đồng hồ tốc độ động cơ
TEMP. Nhiệt độ
TIS Hệ thống thông tin tổng quát về phát triển xe
VIN Số nhận dạng xe
VVT-i Hệ thống phối khí tự động-thông minh
W/H Dây điện
PHẦN I: MỞ ĐẦU
PHẦN I: MỞ ĐẦU
GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI
3
1. Lý do chọn đề tài
Với một sự phát triển nhanh và mạnh của thị trường ô tô Việt Nam. Một yêu cầu
được đặt ra, đó là làm thế nào để khai thác được hiệu quả nhất động cơ của ô tô, nhất là
về phần điều khiển, để có thể đánh giá và sử dụng hết được những tính năng của nó, đem
lại chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật (ít tiêu hao nhiên liệu, sự ô nhiễm, công suất động cơ) cao
nhất… Đó là một nhiệm vụ được đặt ra cho một nước đang hội nhập với thế giới như
Việt Nam.
Đó cũng là lý do mà em chọn Đề tài tốt nghiệp của mình là ““Nghiên cứu về hệ
thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE lắp trên dòng xe CAMRYcủa hãng TOYOTA”.
Trong phạm vi giới hạn của Đề tài, khó mà có thể nói hết được tất cả các công việc cần
phải làm để khai thác hết tính năng về phần điều khiển đánh lửa động cơ xe ô tô. Tuy
nhiên, đây sẽ là nền tảng cho việc lấy cơ sở để khai thác những động cơ tương tự sau này,
làm thế nào để sử dụng một cách hiệu quả nhất, kinh tế nhất trong khoảng thời gian lâu
nhất.
Xe Toyota Camry
2. Mục tiêu của đề tài
Như đã trình bày ở phần trên, mục tiêu của Đề tài này là làm thế nào để chúng ta có

thể có một cái nhìn khái quát về các công việc có thể tiến hành để khai thác có hiệu quả
nhất hệ thống đánh lửa động cơ 2AZ-FE lắp trên xe CAMRY của hãng TOYOTA.
Qua tìm hiểu, ta có thể nắm được tổng quan về kết cấu các bộ phận của hệ thống đánh
lửa động cơ 2AZ-FE của Toyota Camry, nắm được cấu tạo chi tiết và sự hoạt động của
từng bộ phận trong hệ thống đánh lửa trên động cơ. Từ đó ta có thể rút ra được những
4
nguyên nhân hư hỏng và cách sửa chữa khi hệ thống gặp sự cố, ngoài ra ta cũng có thể
thấy được những ưu nhược điểm của hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE.
Nhờ những hiểu biết này, những người kỹ sư về ô tô có thể đưa ra những lời khuyên
cho người sử dụng cần phải làm như thế nào để sử dụng, khai thác hệ thống đánh lửa
động cơ Toyota Camry 2AZ-FE một cách hiệu quả nhất, trong thời gian lâu nhất giúp
động cơ hoạt động được với tính kinh tế và năng suất cao nhất. Cuối cùng, nắm vững và
khai thác hiệu quả hệ thống đánh lửa động cơ Toyota Camry 2AZ-FE,trên cơ sở nền tảng
đó chúng ta sẽ có thể khai thác tốt các loại hệ thống đánh lửa kiểu mới hơn, được ra đời
sau này và có các hệ thống tiên tiến hơn. Khai thác và sử dụng tốt hệ thống đánh lửa
động cơ 2AZ-FE cũng là một cách để chúng ta bảo vệ môi trường sống của chính chúng
ta, bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
3. Mục đích của đề tài
Trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài này, bản thân sinh viên nhận thấy đây là
một cơ hội rất lớn để có thể củng cố các kiến thức mà mình đã được học. Ngồi ra, sinh
viên còn có thể biết thêm những kiến thức thực tế mà trong nhà trường khó có thể truyền
tải hết được, đó thực sự là những kiến thức mà mỗi sinh viên rất cần khi công tác sau này.
Ngồi ra, thực hiện luận văn cũng là dịp để sinh viên có thể nâng cao các kỹ năng nghề
nghiệp, khả năng nghiên cứu độc lập và phương pháp giải quyết các vấn đề. Bản thân
sinh viên phải không ngừng vận động để có thể giải quyết những tình huống phát sinh,
điều đó một lần nữa giúp cho sinh viên nâng cao các kỹ năng và kiến thức chuyên ngành.
Cuối cùng, việc hòan thành luận văn tốt nghiệp sẽ giúp cho sinh viên có thêm tinh
thần trách nhiệm, lòng say mê học hỏi, sáng tạo. Và đặc biệt quan trọng là lòng yêu nghề
nghiệp.
4. Phương pháp nghiên cứu

Trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài em có sử dụng một số phương pháp
nghiên cứu sau:
- Tra cứu trong các tài liệu, giáo trình kỹ thuật, sách vở, đặc biệt là các cuốn cẩm nang
khai thác, bảo dưỡng sửa chữa của chính hãng Toyota.
- Tìm kiếm thông tin trên mạng Internet, các website trong và ngòai nước. So sánh và
chắt lọc để sử dụng những thông tin cần thiết và đáng tin cậy.
- Tham khảo ý kiến của các Giảng viên trong ngành cơ khí ô tô. Trong đó phải kể đến các
Thầy trong khoa Cơ Khí Ô Tô của trường ĐHSPKT Hưng Yên , các kỹ sư, chuyên viên
kỹ thuật về ô tô tại các Trung tâm bảo hành, các xưởng sửa chữa, và cả những người có
kinh nghiệm lâu năm trong việc sử dụng và bảo quản xe…
5
- Tổng hợp và phân tích các nguồn dữ liệu thu thập được, từ đó đưa ra những đánh giá và
nhận xét của riêng mình.
5. Giới hạn của đề tài
Do thời gian làm luận văn có hạn nên chỉ nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động bộ
phận chính trong hệ thống, từ đó có đưa ra nguyên lý hoạt động chung và cách sửa chữa
hư hỏng của hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE trên xe CAMRY.
6
PHẦN II: NỘI DUNG
PHẦN II: NỘI DUNG
CHƯƠNG I:
CHƯƠNG I:
HỆ THỐNG ĐÁNH LỬ TRÊN ĐỘNG CƠ TOYOTA 2AZ-FE
HỆ THỐNG ĐÁNH LỬ TRÊN ĐỘNG CƠ TOYOTA 2AZ-FE
1.1. KHÁI QUÁT CHUNG HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA
1.1.1. Chức năng nhiệm vụ yêu cầu phân loại
1.1.1.1. Chức năng hệ thống đánh lửa
Trong động cơ xăng hòa khí sau khi được đưa vào trong xylanh và được trộn đều
nhờ xoáy lốc của dòng khí, sẽ được Piston nén lại. ở một thời điểm thích hợp cuối kỳ
nén, hệ thống đánh lửa sẽ cung cấp một tia lửa điện cao thế, đốt cháy hòa khí và sinh

công cho động cơ. Như vậy, chức năng của hệ thống đánh lửa là tạo ra tia lửa đốt cháy
hỗn hợp nhiên liệu trong buồng đốt của động cơ.
1.1.1.2. Nhiệm vụ của hệ thống đánh lửa.
Hệ thống đánh lửa trên động cơ có nhiệm vụ biến thiên nguồn điện xoay chiều, một
chiều có hiệu điện thế thấp 12V hoặc 24V thành các xung điện thế cao khoảng vài chục
kV.Các xung hiệu điện thế cao này sẽ được phân bố đến bugi của các xylanh đúng thời
điểm để tạo tia lửa điện cao thế đốt cháy hòa khí.
1.1.1.3. Yêu cầu của hệ thống đánh lửa trên ôtô.
Các yếu tố quan trọng của động cơ xăng là: Hỗn hợp không khí nhiên liệu tốt, nén
ép tốt, và đánh lửa tốt. Hệ thống đánh lửa tạo ra một tia lửa mạnh, và các thời điểm chính
xác để đốt cháy hỗn hợp không khí - nhiên liệu.
Hệ thống đánh lửa phải sinh ra sức điện động thứ cấp đủ lớn để phóng điện qua khe
hở bougie trong tất cả các chế độ làm việc của động cơ.
Tia lửa trên bougie phải đủ năng lượng và thời gian phóng để đốt cháy hoàn toàn
hòa khí. Vì ngay cả khi bị nén ép với áp suất cao, không khí có điện trở, nên cần phải tạo
ra điện thế hàng chục ngàn vôn để đảm bảo phát tia lửa mạnh, có thể đốt cháy hỗn hợp
không khí nhiên liệu.
Thời điểm đánh lửa chính xác: Hệ thống đánh lửa phải luôn có thời điểm đánh lửa
chính xác để phù hợp với sự thay đổi tốc độ và tải trọng của động cơ. Góc đánh lửa sớm
phải đúng trong mọi chế độ hoạt động của động cơ.
Các phụ kiện của hệ thống đánh lửa phải hoạt động tốt và có đủ độ bền và độ tin
cậy để chịu đựng được trong các điều kiện nhiệt độ cao và độ rung xóc lớn. Hệ thống
đánh lửa sử dụng điện cao áp do cuộn đánh lửa tạo ra nhằm phát ra tia lửa điện để đốt
cháy hỗn hợp không khí và nhiên liệu đã được nén ép. Hỗn hợp không khí nhiên liệu
được nén ép và đốt cháy trong cylinder.
7
Sự bốc cháy này tạo ra động lực của động cơ. Nhờ có hiện tượng tự cảm và cảm
ứng tương hỗ, cuộn dây tạo ra điện áp cao cần thiết cho đánh lửa. Cuộn sơ cấp tạo ra điện
thế hàng trăm vôn còn cuộn thứ cấp thì tạo ra điện thế hàng chục ngàn vôn.
1.1.1.4. Phân loại hệ thống đánh lửa.

Ngày nay hệ thống đánh lửa cao áp được trang bị trên động cơ ôtô có rất nhiều loại
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:
a) Phân loại theo nguồn điện sơ cấp
- Hệ thống đánh lửa dùng man-hê-tô
- Hệ thống đánh lửa dùng acqui
b) Phân loại theo phương pháp tích lũy năng lượng.
- Hệ thống đánh lửa điện cảm ( Transistor Ignition System ).
- Hệ thống đánh lửa điện dung ( Capacitor Discharged Ignition System ).
c) Phân loại theo phương pháp điều khiển bằng cảm biến.
- Hệ thống đánh lửa sử dụng vít lửa ( breaker ).
- Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến điện từ ( Electromagnetie Sensor ). Gồm 2 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.
d) Phân loại theo cách phân bố điện cao áp.
- Hệ thống đánh lửa có bộ chia điện - Delco ( Distributor Ignition System ).
- Hệ thống đánh lửa trực tiếp hay không có Delco ( Distributorless Ignition System).
e) Phân loại theo phương pháp điều khiển góc đánh lửa sớm.
- Hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng cơ khí
( Mechanical Spark - Advance ).
- Hệ thống đánh lửa với bộ điều khiển góc đánh lửa sớm bằng điện tử ( ESA -
Electronic Spark Advance ).
8
f) Phân loại theo kiểu ngắt mạch sơ cấp.
- Hệ thống đánh lửa sử dụng vít lửa ( Conventional Ignition System ).
- Hệ thống đánh lửa sử dụng Transistor.
- Hệ thống đánh lửa sử dụng Thyristor ( CDI ).
Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, công nghệ sản xuất động

cơ nói riêng và sản xuất ôtô nói chung đã đạt được nhiều thành tựu cao trong mọi lĩnh
vực, từ công nghệ chế tạo chi tiết cơ khí đến sự đột phá trong công nghệ chế tạo vật liệu
mới. Với sự trợ giúp đắc lực của lĩnh vực công nghiệp điện tử và điện tự động, hệ thống
đánh lửa ngày nay đã trở nên hoàn hảo. Động cơ ngày nay đều được trang bị hệ thống
đánh lửa trực tiếp với hệ thống đánh lửa sớm bằng điện tử được điều khiển hoàn taonf
bằng máy tính dựa vào các tín hiệu từ nhiều cảm biến khác nhau. Nhờ đó, có thể xác định
chính xác tình trạng của động cơ và đưa ra tín hiệu điều khiển một cách chính xác nhất.
1.2. ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CÁC HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA
1.2.1. Hệ thống đánh lửa thường (có tiếp điểm)
Hình 1.1. Sơ đồ hệ thống đánh lửa thường
1, Ắc quy 6, Tụ điện
2, Khóa điện 7, Cam quay
3, Điện trở phụ 8, Tiếp điểm
4, Bô bin 9, Bugi
5, Con quay chia điện 10, Bộ điều khiển góc đánh lửa chân không
Trong hệ thống đánh lửa thường có 2 mạch : mạch điện áp thấp và điện áp cao.
+ Trong mạch điệp áp thấp dùng điện của ắc quy hoặc của máy phát điện. Trong đó
ngoài nguồn điện ra còn có khóa điện, cuộn dây sơ cấp, bô bin với điện trở phụ và bộ cắt
9
điện.
+ Mạch điện áp cao có cuộn dây thứ cấp trong bôbin, dây dẫn cao thế,bộ chia điện,
bugi đánh lửa.
1.2.2 Hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm
Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm
Hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm khác với hệ thống đánh lửa thường là giữa
bobin và tiếp điểm của bộ cắt điện có mắc hộp chuyển mạch kiểu tranzito.
Cuộn sơ cấp của bobin được mắc vào mạch góp của bộ khuếch đại, tiếp điểm của
cắt điện được mắc vào mạch của cực gốc (cực điều khiển) của tranzito . Khi tiếp điểm
đóng, dòng điện có cường độ không lớn(0,75A) đi qua tiếp điểm, lúc đó ở cực điều khiển
phát sinh điện thế và tranzito cho dòng điện chay qua tới cuộn sơ cấp của bobin. Do

10
cường độ của cực gốc không lớn nên sự mòn tiếp điểm do tia lửa điện sinh ra thực tế
không có và thời gian sử dụng của tiếp điểm chỉ chịu mòn cơ học.
1.2.3 Hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm
Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn
Về cấu tạo hệ thống đánh lửa bán dẫn không còn sử dụng tiếp điểm đóng ngắt
mạch sơ cấp nên cải thiện được chất lượng tia lửa và tuổi thọ hệ thống.
- Hệ thống đánh lửa bán dẫn ta cũng có thể chia làm 2 mạch : mạch điện hạ thế và
mạch cao thế
+ Mạch điện hạ thế dùng điện áp của ắc quy hoặc của máy phát điện trên động cơ
Trong đó ngoài nguồn điện ra còn có khóa điện, cuộn dây sơ cấp, bô bin với điện trở
phụ và IC đánh lửa.
+ Mạch điện cao thế có cuộn dây thứ cấp trong bô bin, dây cao áp, bộc chia điện và
các bugi trên xylanh.
1.2.4 Hệ thống đánh lửa điện tử
1.2.4.1 Hệ thống đánh lửa điện tử có bộ chia điện (ESA có bộ chia điện )
Về cấu tạo hệ thống đánh lửa này khác các hệ thống đánh lửa trên là không sử dụng
con quay tạo tín hiệu đánh lửa mà nó được tạo tín hiệu nhờ ECU động cơ thông qua các
tín hiệu vào từ những cảm biến liên quan qua đó tính toán được thời điểm đánh lửa phù
hợp hơn với tải trọng động cơ.
11
Hình 1.4. Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn có ESA
- Hệ thống đánh lửa bán dẫn cũng được chia làm 2 mạch
+ Trong mạch điệp áp thấp dùng điện của ắc quy hoặc của máy phát điện. Trong đó
ngoài nguồn điện ra còn có khóa điện, cuộn dây sơ cấp, bô bin và IC đánh lửa.
+ Mạch điện áp cao có cuộn dây thứ cấp, dây dẫn điện áp cao, bộ chia điện và các bugi.
+ Ngoài ra còn có các cảm biến cấp tín hiệu đầu vào cho ECU và đưa ra tín hiệu điều
khiển TRANSISTOR đóng hoặc thông giúp cuộn sơ cáp được nối mát, khi đó bugi sẽ
được đánh lửa theo tín hiệu điều khiển của ECU .
1.2.4.2 Hệ thống đánh lửa điện tử không có bộ chia điện ( đánh lửa trực tiếp)

Hình 1.5 . Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp
12
Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp (ĐLTT), bộ chia điện không còn được sử dụng
nữa. Thay vào đó, hệ thống ĐLTT cung cấp một bô bin cùng với một IC đánh lửa độc
lập cho mỗi xy-lanh. Vì hệ thống này không cần sử dụng bộ chia điện hoặc dây cao áp
nên nó có thể giảm tổn thất năng lượng trong khu vực cao áp và tăng độ bền. Đồng thời
nó cũng giảm đến mức tối thiểu nhiễu điện từ, bởi vì không 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 toán thời
điểm đánh lửa, truyền tín hiệu đánh lửa đến IC đánh lửa. Thời điểm đánh lửa được tính
toán liên tục theo điều kiện của động cơ, dựa trên giá trị thời điểm đánh lửa tối ưu đã
được lưu giữ trong máy tính, dưới dạng một bản đồ ESA. So với điều khiển đánh lửa cơ
học của các hệ thống thông thường thì phương pháp điều khiển bằng ESA có độ chính
xác cao hơn và không cần phải đặt lại thời điểm đánh lửa.
13
Hình 1.6. Sơ đồ kết cấu hệ thống đánh lửa trực tếp( loại 1)
1.2.5 Hệ thống đánh lửa CDI ( Capacitor Discharge Ignition )
Hình 1.7. Sơ đồ hệ thống đánh lửa CDI trên xe máy
1-Man-hê-tô 4- khóa điện
2-Biến áp đánh lửa W
N
- Cuộn nguồn
3-Bugi W
ĐK
- Cuộn điều khiển
W
1
-Cuộn sơ cấp D
1

, D
2
- Điôt thường
W
2
–Cuộn thứ cấp D
ĐK
- Điôt điều khiển
C
T
– Tụ điện
1.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA.
Trong quá trình sử dụng ôtô, trạng thái kỹ thuật của ôtô dần thay dổi theo hướng xấu
đi, dẫn tới hay hỏng hóc và giảm độ tin cậy. Quá trình thay đổi ấy có thể kéo dài theo
thời gian ( hay hành trình sử dụng ) và phụ thuộc vào nhiều yếu tố.
- Chất lượng của vật liệu, công nghệ chế tạo, lắp ghép, sự không đồng nhất trong chế
tạo.
- Điều kiện sử dụng: môi trường sử dụng, trình độ người sử dụng, điều kiện bảo quản,
trang thiết bị và môi trường sửa chữa, nhiên liệu dầu mỡ bôi trơn
- Sự mài mòn vật liệu giữa các bề mặt có chuyển động tương đối.
- Sự xuất hiện các vết nứt nhỏ hay hỏng ren do trong quá trình bảo dưỡng thay thế
bougie hoặc chịu tải thay đổi, thường gọi là mỏi.
- Sự hư hỏng kết cấu chi tiết do bị quá tải tức thời, đột xuất.
- Muội than tích tụ ở đầu đánh lửa của bugi, bugi làm việc quá nguội hoặc hệ thống
nhiên liệu cung cấp nhiên liệu quá nhiều, khi đó đánh lửa không nhận đủ nhiệt để khử các
14
cặn carbon, sóng điện áp cao sẽ nối tắt qua các cặn này, thay vì phóng qua khe đánh lửa
của bugi. Bougie làm việc quá nóng sẽ tiêu hủy các điện cực nhanh chóng và làm rộng
khe đánh lửa, do đó, tia lửa không thể phóng qua và sự mất lửa xảy ra.
- Cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp bị ngắn mạch.

- Do hỏng các cảm biến như cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến vị trí trục cam. làm
ảnh hưởng tới quá trình đánh lửa.
- Khoảng lắp bougie là khoảng cách từ mặt tựa đệm lót ở vỏ bugi ( hoặc đỉnh tựa mặt
côn ) đến cuối các đường ren. Nếu khoảng này quá dài, bugi sẽ sâu vào buồng đốt gây
cản trở sự khuấy trộn hỗn hợp, va đập với van hoặc piston. Bugi có khoảng lắp không đủ
không thể đốt hỗn hợp một cách chính xác. Vì vậy, các bugi được sử dụng cho động cơ
phải có khoảng cách thích hợp, đúng với tiêu chuẩn của nhà chế tạo.
- Nếu hệ thống đánh lửa sử dụng bộ chia điện có tiếp điểm: Tiếp điểm bị mòn hoặc
cháy rỗ cũng làm ảnh hưởng rất lớn tới quá trình đánh lửa.
1.4. HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN ĐỘNG CƠ 2AZ-FE
1.4.1. Giớ thiệu về động cơ TOYTA 2AZ-FE
Nội dung Giá trị Ghi chú
Kiểu động cơ 4 kỳ 4 xylanh thẳng hàng ( I4)
Dung tích công tác của
xylanh
2362cm3
Công suất lớn nhất 150 mã lực
ở tốc độ 5600
vòng/ phút
Mô men xoắn lớn nhất 22,2 kGm ở 3800 vòng/ phút
Kiểu cung cấp nhiên liệu Phun xăng điện tử EFI
Hệ thống làm mát của
Kiểu tuần hoàn cưỡng bức dưới áp
suất của bơm nước và có van hằng
nhiệt ngay cả khi xe phanh hãm đột
ngột
15
Hệ thống bôi trơn
Kiểu cưỡng bức và vung té có lọc
dầu toàn phần, dùng để đưa dầu bôi

trơn và làm mát các bề mặt ma sát
của các chi tiết chuyển động.
Đường kính xylanh/ hành
trình làm việc piston
86/86 mm
Tỷ số nén
Thứ tự nổ 1 – 3 – 4 – 2
Trục khuỷu được đỡ bởi 5 ổ đỡ của thân máy. Các bạc ổ đỡ đều làm bằng hợp kim
nhôm.
Nắp máy được làm bằng hợp kim nhôm, có các cửa hút, cửa xả ở hai bên, buồng
cháy hình nệm.
Thân máy được làm bằng gang. Tất cả có 4 xylanh. Chiều dài mỗi ống gần gấp đôi
chiều dái mỗi piston. Bên trên xylanh là nắp máy, bên dưới xylanh là trục khuỷu có 5 ổ
đỡ. Ngoài ra bên thân máy còn có nước được dẫn từ bơm nước lên làm mát xylanh.
Nến điện được bố trí bên phải buồng cháy.
Các lò xo nấm hút làm bằng thép và lò xo có khả năng chịu tải ở mọi chế độ vòng
quay động cơ.
Trục cam được dẫn động bằng xích. Trục cam có 5 ổ đỡ nằm giữa các con đội của
từng xylanh và ở phía đầu xylanh số 1. Việc bôi trơn các ổ trục cam được thực hiện nhờ
có đường dầu từ nắp máy.
16
1.4.2. Hệ thống đánh lửa trên động cơ TOYOTA 2AZ-FE
17
Hình 1.8. Các chi tiết và vị trí của nó trên động cơ trong hệ thống đánh lửa 2AZ-FE
Hinh 1.9. Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE
1 . Tín hiệu vị trí trí trục khủy. 4 . Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát.
2 . Tín hiệu lưu lượng khí nạp. 5 . Tín hiệu vị trí trục cam.
3 . Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga 6 . Tín hiệu kích nổ.
Qua những hình ảnh về bố trí và sơ đồ điều khiển hệ thống đánh lửa ta kết luận hệ
thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE thuộc loại hế thống đánh lửa trực tiếp sử dụng mỗi

bugi một boobin có tích hợp IC đánh lửa (loại 1 trên hình 1.5)
1.4.2.1. Nguyên lý làm việc hệ thống đánh lửa trên động cơ TOYOTA 2AZ-FE
Trên động cơ 2AZ-FE được trang bị hệ thống đánh lửa trực tiếp với mỗi bugi một
bôbin đánh lửa. Khi ECU động cơ nhận được tín hiệu gửi về, trong đó quan trọng nhất là
các xung G, xung NE và tín hiệu của cảm biến đo gió, bộ xử lý của ECU sẽ tính toán và
chọn ngay ra một điểm trên bề mặt lập trình, tức là chọn ngay một góc đánh lửa sớm tối
ưu ở tốc độ và mức tải đó (chương trình đánh lửa sớm ESA- Electronic Spark Advance).
Rồi thông qua một bóng điều khiển trong ECU xuất xung IGT (ignition timing) tới IC
đánh lửa. Khi IC đánh lửa nhận được xung IGT ở đầu vào mạch transisitor, mạch này
Hình 1.10. Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ 2AZ-FE
điều khiển bóng Transistor ON để nối mát cho cuộn sơ cấp W1 của bôbin qua chân C của
IC đánh lửa. Khi đó xuất hiện dòng sơ cấp trong bôbin tạo ra từ trường
φ
, từ trường
φ
tồn tại trong bôbin cho tới khi bóng Transistor OFF, khi đó từ trường
φ
biến thiên cực
18
nhanh và cảm ứng ra xung cao áp ở cuộn dây thứ cấp W2 của bôbin. Xung cao áp này
được đưa đến bugi theo thứ tự nổ của động cơ tạo tia lửa điện đốt cháy hòa khí.

Hình 1.11. Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE
1 . Tín hiệu tốc độ động cơ. 4 . Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga.
2 . Tín hiệu vị trí trí trục khủy. 5 . Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát.
3 . Tín hiệu lưu lượng khí nạp. 6 . Tín hiệu kích nổ.
1.4.2.2. Tín hiệu IGT và IGF
Hình 1.12. Tín hiệu IGT và IGF.
a) Tín hiệu IGT.
19

ECU động cơ tính toán thời điểm đánh lửa tối ưu theo các tín hiệu từ các cảm biến
khác nhau và truyền tín hiệu IGT đến IC đánh lửa. Tín hiệu IGT được bật ON ngay trước
khi thời điểm đánh lửa được bộ vi xử lý trong ECU động cơ tính toán, và sau đó tắt đi.
Khi tín hiệu IGT bị ngắt, các bugi sẽ đánh lửa.
Dòng điện từ ắc quy chạy qua IC đánh lửa vào quận sơ cấp, phù hợp với tín hiệu thời
điểm đánh lửa (IGT) do ECU động cơ phát ra. Kết quả là các đường sức từ trường được
tạo ra xung quanh cuộn dây có lõi ở trung tâm.
Hình 1.13. Khi phát tín hiệu IGT
Khi động cơ tiếp tục chạy, IC đánh lửa nhanh chóng ngắt dòng điện vào cuộn sơ
cấp, phù hợp với tín hiệu IGT do ECU động cơ phát ra. Kết quả là từ thông của cuộn sơ
cấp giảm đột ngột. Vì vậy, tạo ra một một sức điện động theo chiều chống lại sự giảm từ
thông hiện có, thông qua tự cảm của cộn sơ cấp và cảm ứng tương hỗ kèm theo của cuộn
thứ cấp hiệu ứng tự cảm ạo ra một thế điện động khoảng 500V trong cuộn sơ cấp, và hiệu
ứng cảm ứng tương hỗ kèm theo của cuộn thứ cấp tạo ra một suất điện động khoảng 30
kV. Sức điện động này làm cho bugi phát ra tia lửa.Dòng sơ cấp lớn và sự ngắt dòng sơ
cấp càng nhanh thì điệ thế thứ cấp càng lớn.
20
Hình 1.14. Khi ngắt tín hiệu IGT
b) Tín hiệu IGF.
IC đánh lửa gửi một tín hiệu IGF đến ECU động cơ bằng cách dùng lực điện động
ngược được tạo ra khi dòng sơ cấp đến cuộn đánh lửa bị ngắt hoặc bằng giá trị dòng điện
sơ cấp. Khi ECU động cơ nhận được tín hiệu IGF nó xác định rằng việc đánh lửa đã xảy
ra. (Tuy nhiên điều này không có nghĩa là thực sự đã có đánh lửa). Nếu ECU động cơ
không nhận được tín hiệu IGF, chức năng chẩn đoán sẽ vận hành và một DTC được lưu
trong ECU động cơ và chức năng an toàn sẽ hoạt động và làm ngừng phun nhiên liệu.
1.4.2.3. Sự điều khiển của ESA.
21
Hình 1.15. Bản đồ miền điều khiển ESA
Khái quát về việc điều khiển thời điểm đánh lửa:
Hình

1.16. Sự điều
khiển của ESA.
Hình 1.17. Điều khiển thời điểm đánh lửa
Góc thời điểm đánh lửa ban đầu được xác định như sau: Khi ECU động cơ nhận được
tín hiệu NE (điểm B), sau khi nhận tín hiệu G (điểm A), ECU xác định rằng đây là góc
thời điểm đánh lửa ban đầu khi trục khuỷu đạt đến 5
0
, 7
0
, hoặc 10
0
BTDC (khác nhau
giữa các kiểu động cơ).
22
Điều khiển đánh lửa
khi khởi động
Góc thời điểm đánh lửa ban đầu
Điều
khiển
đánh
lửa
Góc thời điểm đánh lửa ban đầu
Góc đánh lửa sớm ban đầu
Điều khiển
đánh lửa sau
khi khởi
động
Hiệu chỉnh để hâm nóng
Hiệu chỉnh để chạy không tải ổn
định

Hiệu hỉnh tiếng gõ
Hiệu chỉnh khác
Điều chỉnh góc đanh lửa sớm tối
thiểu và tối đa
Điều chỉnh
góc đánh lửa
sớm hiệu
chỉnh
Hình 1.18. Xác định thời điểm đánh lửa.
Việc điều khiển thời điểm đánh lửa gồm có hai việc điều khiển cơ bản.
a) Điều khiển đánh lửa khi khởi động.
Khi khởi động, tốc độ của động cơ thấp và khối lượng không khí nạp chưa ổn định,
nên không thể sử dụng tín hiệu VG hoặc PIM làm các tín hiệu điều chỉnh. Vì vậy, thời
điểm đánh lửa được đặt ở góc thời điểm đánh lửa ban đầu. Góc thời điểm đánh lửa ban
đầu được điều chỉnh trong IC dự trữ ở ECU động cơ. Ngoài ra, tín hiệu NE được dùng để
xác định khi động cơ đang được khởi động,
và tốc độ của động cơ là 500 vòng/phút hoặc
nhỏ hơn cho biết rằng việc khởi động đang
xảy ra.
Tuỳ theo kiểu động cơ, có một số loại
xác định động cơ đang khởi động khi ECU
động cơ nhận được tín hiệu máy khởi động
(STA).
Hình 1.19. Điều khiển đánh lửa khi khởi động.
b) Điều khiển đánh lửa sau khi khởi động.
Điều chỉnh đánh lửa sau khi khởi động là việc điều chỉnh được thực hiện trong khi
động cơ đang chạy sau khi khởi động. Việc điều chỉnh này được thực hiện bằng cách tiến
hành các hiệu chỉnh khác nhau đối với góc thời điểm đánh lửa ban đầu và góc đánh lửa
23
sớm cơ bản.

Thời điểm đánh lửa = góc thời điểm đánh lửa ban đầu + góc đánh lửa sớm + góc đánh
lửa sớm hiệu chỉnh.
Khi thực hiện việc điều chỉnh đánh lửa sau khởi động, tín hiệu IGT được bộ vi xử lý
tính toán và truyền qua IC
dự trữ này.
Hinh 1.20.
Điều khiển đánh lửa sau
khi khởi động.
Góc đánh lửa sớm cơ
bản: Góc đánh lửa sớm cơ bản được xác định bằng cách dùng tín hiệu NE, tín hiệu VG
hoặc tín hiệu PIM. Tín hiệu NE và VG được dùng để xác định góc đánh lửa sớm cơ bản
và được lưu giữ trong bộ nhớ của ECU động cơ.
c) Điều khiển khi tín hiệu IDL bật ON.
Khi tín hiệu IDL bật ON, thời
điểm đánh lửa là sớm theo tốc độ của
động cơ. Trong một số kiểu động cơ
góc đánh lửa sớm cơ bản thay đổi khi
máy điều hòa không khí bật ON hoặc
tắt OFF (Xem khu vực đường nét đứt
ở bên trái). Ngoài ra, trong các kiểu
này, một số kiểu có góc đánh lửa
sớm là 0
0
trong thời gian máy chạy ở
tốc độ không tải chuẩn.
d) Điều khiển khi tín hiệu IDL bị ngắt OFF.
Thời điểm đánh lửa được xác định theo tín hiệu NE và VG hoặc tín hiệu PIM dựa
vào các dữ liệu được lưu trong ECU động cơ. Tuỳ theo kiểu động cơ, 2 góc đánh lửa sớm
cơ bản được lưu giữ trong ECU động cơ. Các dữ liệu của một trong các góc này được
dùng để xác định góc đánh lửa sớm dựa trên chỉ số octan của nhiên liệu, nên có thể chọn

các dữ liệu phù hợp với nhiên liệu được người lái sử dụng. Ngoài ra, một số kiểu xe có
24
Hình 1.21. Điều khiển tín hiệu IDL bật
khả năng đánh giá chỉ số octan của nhiên liệu, sử dụng tín hiệu KNK để tự động thay đổi
các dữ liệu để xác định thời điểm đánh lửa.
1.4.2.4. Điều khiển góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh.
a) Hiệu chỉnh để hâm nóng.
Góc đánh lửa sớm được sử dụng
cho thời điểm đánh lửa khi nhiệt độ
nước làm mát thấp nhằm cải thiện khả
năng làm việc. Một số kiểu động cơ tiến
hành hiệu chỉnh sớm lên tương ứng với
khối lượng không khí nạp. Góc của thời
điểm đánh lửa sớm lên xấp xỉ 15 bằng
chức năng hiệu chỉnh này trong suốt
thời gian ở các điều kiện cực kỳ lạnh.
Đối với một số kiểu động cơ, tín hiệu IDL hoặc tín hiệu NE được sử dụng như một
tín hiệu liên quan đối với việc hiệu chỉnh này.
b) Hiệu chỉnh khi quá nhiệt độ.
Khi nhiệt độ của nước làm nguội
quá cao, thời điểm đánh lửa được làm
muộn đi để tránh kích nổ và quá nóng. Góc
thời điểm đánh lửa được làm muộn tối đa
là 5 bằng cách hiệu chỉnh này.
Một số kiểu động cơ cũng sử dụng các
tín hiệu sau đây để hiệu chỉnh.
- Tín hiệu lượng không khí nạp (VG
hoặc PIM).
- Tín hiệu tốc độ động cơ (NE)
- Tín hiệu vị trí bướm ga (IDL)

c) Hiệu chỉnh để tốc độ chạy không tải ổn định.
Nếu tốc độ của động cơ khi chạy không thay đổi từ tốc độ chạy không tải mục
tiêu, ECU động cơ sẽ điều chỉnh thời điểm đánh lửa để làm cho tốc độ của động cơ được
ổn định.
ECU động cơ liên tục tính toán tốc độ trung bình của động cơ, nếu tốc độ của
động cơ giảm xuống dưới tốc độ mục tiêu của động cơ, ECU động cơ sẽ làm thời điểm
25
Hình 1.22. Hiệu chỉnh để hâm nóng
Hình 1.23. Hiệu chỉnh khi quá nhiệt độ.