Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140

`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140

LỜI NÓI ĐẦU
Với sự tiến bộ và phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là
ngành điện tử và kỹ thuật vi xử lí mà động cơ ô tô ngày nay đã được trang bị đầy đủ
các hệ thống điều khiển điện tử nhằm tối ưu hóa sự an toàn và thuận lợi cho người
sử dụng. Ngành công nghiệp ô tô của nước ta đang trong quá trình phát triển vì vậy
cần có những nghiên cứu cụ thể về hệ thống điều khiển điện tử trên động cơ ô tô.
Mà việc cải tiến, nâng cao hiệu suất làm việc, giảm mức tiêu hao nhiên liệu và giảm
mức độ độc hại khí xả đóng vai trò vô cùng quan trọng. Một động cơ muốn hoạt
động tốt phải phụ thuộc vào 3 yếu tố: hòa khí tốt, áp suất nén buồng đốt cao, đánh
lửa mạnh. Chính vai trò đặc biệt quan trọng của hệ thống đánh lửa mà các nhà sản
xuất không ngừng cải tiến, trong đó việc điều chỉnh góc đánh lửa sớm có ảnh hưởng
rất lớn đến công suất, tính kinh tế và độ ô nhiễm của khí thải động cơ. Từ những lí
do trên em thực hiện đề tài thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe
MERCEDES BENZ MB140.
Trong quá trình nghiên cứu, tìm hiểu để thực hiện đồ án, nhờ vào sự cố gắng
nỗ lực của bản thân cùng với sự nhiệt tình hướng dẫn của thầy hướng dẫn Lê Văn
Tụy, thầy Nguyễn Viết Thuận và sự giúp đỡ của các thầy trong khoa đã giúp em
hoàn thành các yêu cầu và nhiệm vụ được giao.
Với khả năng và tài liệu còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện đồ án của
em không tránh những sai sót, vì vậy kính mong các thầy cô thông cảm và góp ý để
em có thể hoàn thiện hơn về kiến thức cũng như hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp của
mình. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn và các thầy cô trong khoa đã
giúp em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.
Đà Nẵng, ngày 10 tháng 06 năm 2012

Sinh viên thực hiện

Đinh Quốc Phương

1


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140
1. Mục đích, ý nghĩa đề tài
1.1. Mục đích
Góc đánh lửa sớm được điều chỉnh tối ưu cho từng chế độ hoạt động của động
cơ.
Công suất và đặc tính động học của động cơ được cải thiện rõ rệt.
Góc ngậm điện luôn luôn được điều chỉnh theo tốc độ động cơ và theo hiệu
điện thế ắc quy, đảm bảo điện áp thứ cấp có giá trị cao ở mọi thời điểm.
Động cơ khởi động dễ dàng, tiết kiệm nhiên liệu và giảm độc hại khí thải.
Thấy rõ vai trò quan trọng của mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm đến việc tạo
ra tia lửa điện và năng lượng tia lửa có hiệu quả nhất.
Tìm hiểu, nắm vững nguyên lý làm việc và từ đó thấy được ưu nhược điểm
của các mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm được sử dụng trên các loại xe hiện nay.
Tìm hiểu và nắm vững nguyên lý hoạt động, cấu tạo của mạch điều chỉnh góc
đánh lửa sớm sử dụng trong hệ thống đánh lửa trên xe Mercedes Benz MB140.
Có thể chẩn đoán một cách chính xác và nhanh chóng các hư hỏng về mạch
điều chỉnh góc đánh lửa sớm trong hệ thống đánh lửa của động cơ M161 nói riêng
và các động cơ hiện đại tương đương nói chung.
1.2. Ý nghĩa của đề tài
Giúp cho sinh viên tiếp cận thực tế và hiểu rõ vai trò, kết cấu của các mạch
điều chỉnh góc đánh lửa sớm.
Hiểu rõ vai trò quan trọng của mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm trong hệ
thống đánh lửa.
Nắm vững cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mạch điều chỉnh góc đánh lửa
sớm trên động cơ M161 xe Mercedes Benz MB140 và từ đó làm tiền đề để nghiên
cứu các mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm của các động cơ khác.

Giúp sinh viên có nhiều kinh nghiệm thực tế nhằm hiểu biết thêm về các hệ
thống đánh lửa điện tử của các động cơ đời mới.
Tìm hiểu về vi mạch và công dụng của nó nhằm tối ưu hóa các bộ phận điều
khiển trên ô tô hiện nay.
2. Giới thiệu sơ bộ về xe Mercedes Benz MB140
2.1. Tổng quan động cơ M161 trên xe Mercedes Benz MB140
Động cơ M161 đang khảo sát được lắp trên xe MB140 của hãng xe MercedesBenz. Đây là một trong những động cơ hiện đại, với đầy đủ các hệ thống như: hệ
thống phun xăng nhiều điểm điều khiển hoàn toàn bằng điện tử, động cơ 4 xilanh
đúc liền với thân máy, mỗi xilanh có 4 xupáp trong đó có 2 xupáp nạp và 2 xupáp
thải. Hệ thống phân phối khí có 2 trục cam dẫn động xupáp thông qua bộ truyền
2


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140
xích. Hệ thống thải có bộ ống xả xúc tác, bộ hồi lưu khí xả, cảm biến ôxy. Hệ thống
đánh lửa được điều khiển bằng điện tử. Hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát đều
được trang bị đầy đủ và tối ưu thể hiện qua bảng thông số kỹ thuật (bảng 2-1). Với
nhiều hệ thống như vậy, nhưng động cơ vẫn có hình dạng bên ngoài gọn nhẹ, chắc
chắn.
Bảng 2-1 Bảng thông số kỹ thuật của động cơ M161
Kiểu động cơ
Loại động cơ
Số xilanh

: xăng
: M161-DOHC
: 4 xilanh bố trí thẳng hàng

Thứ tự làm việc

Công suất cực đại (KW) / svq (v/ph)

: 1-3-4-2
: 91,5/5000

Mômen cực đại (N.m) / svq (v/ph)

: 185/3500

Dung tích xilanh
Tốc độ cực đại
Tỉ số truyền hộp số
Tỉ số truyền của cầu chủ động
Trọng lượng toàn bộ
Tải trọng phân bố lên cầu trước/sau (kg)

: 1,295 ( cm 3 )
: 155 (km/h)
: 4,22 - 2,83 - 1,54 - 1,14 - 0,88
: 4,88
: 3100 (kg)
: 1500/1600

Cỡ lốp trước sau

: 195,76/R16

2.2. Một số cơ cấu và hệ thống trên động cơ M161
2.2.1. Piston, xilanh, thanh truyền, trục khuỷu
Piston là một chi tiết quan trọng trong động cơ đốt trong. Trong quá trình làm

việc của động cơ, piston chịu lực rất lớn, nhiệt độ cao và ma sát mài mòn lớn. Do
điều kiện làm việc như vậy, nên vật liệu dùng để chế tạo piston có độ bền cao. Trên
động cơ M161 vật liệu chế tạo piston là hợp kim nhôm. Mỗi piston gồm có 3 xéc
măng, trong đó gồm 2 xéc măng khí và 1 xéc măng dầu. Trên đỉnh piston khoét lõm
nhằm tăng dung tích buồng cháy.
Trên động cơ M161 xilanh được đúc liền với thân máy, với kết cấu này động
cơ có độ cứng vững rất cao, do đó độ biến dạng của xilanh và cổ trục là rất nhỏ. Vật
liệu chế tạo xilanh thân máy là gang, bề mặt xilanh được gia công chính xác và tôi
luyện để đảm bảo cho xilanh làm việc được trong điều kiện nhiệt độ, áp suất và sự
mài mòn lớn .

3


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140
Thanh truyền được đặt nghiêng với đường tâm xilanh một góc , nên triệt tiêu
được lực ngang của cụm đầu nhỏ thanh truyền và piston. Như vậy sẽ làm giảm mài
mòn cho piston và xilanh, chống va đập, nâng cao tốc độ của động cơ.
Bảng 2-2 Thông số kỹ thuật của nhóm piston, xilanh
Piston
1. Đường kính đỉnh piston
2. Chiều cao từ đỉnh piston đến
đường tâm chốt piston

19.5mm

3. Đường kính chốt piston
4. Độ côn của piston

22mm
0.013mm

90mm

Xylanh
90.9mm
0.013

3. Chiều cao xilanh

140mm

22

1. Đường kính xilanh
2. Lòng xilanh độ côn

A

149

A

26



48,5

22

56

91

Hình 2-1 Kết cấu piston thanh truyền của động cơ M161

4


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140
Trục khuỷu trên động cơ M161 gồm có 5 cổ trục cho 4 xilanh động cơ, đầu
trục khuỷu có lắp bánh răng dẫn động các bộ phận khác. Trong thân trục khuỷu có
khoan các lỗ dầu đi bôi trơn cho chốt khuỷu và thanh truyền. Kết cấu trục khuỷu
như hình 2-2.
1

2

3

4

5

6

Hình 2-2 Kết cấu trục khuỷu động cơ M161

1- Puly; 2- Bánh răng; 3- Cổ trục khuỷu; 4- Chốt khuỷu;
5- Má khuỷu; 6- Bánh đà
Bảng 2-3 Bảng các thông số của trục khuỷu
Tên thông số

Giá trị

Đơn vị

1

Đường kính chốt khuỷu

62

mm

2

Bề rộng chốt khuỷu

34,2

mm

3

Đường kính cổ trục

58,6

mm

4

Bề rộng cổ trục

32,5

mm

5

Bề dày má khuỷu

26

mm

6

Khoảng cách từ tâm cổ trục đến
tâm chốt khuỷu

44,2

mm

STT

2.2.2. Hệ thống làm mát
Hệ thống làm mát trên động cơ M161 là hệ thống làm mát bằng chất lỏng. Ở
hệ thống này, nhiệt độ từ xilanh truyền qua chất lỏng chứa trong các áo bao quanh
xilanh, sau đó nước qua két nước có diện tích thích ứng. Ở đây sẽ có dòng không
5


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140
khí tuần hoàn qua bề mặt ngoài của két nước để làm mát nước. Dòng không khí
được cung cấp bởi quạt gió và bởi sự chuyển động của xe, nó mang theo nhiệt tỏa ra
ngoài khoảng không. Sơ đồ cấu tạo và sơ đồ nguyên lý của hệ thống làm mát trên
động cơ M161 như sau:
5
4
6

3

2

1

Hình 2-3 Hệ thống làm mát trên động cơ M161
1- Két nước; 2- Quạt gió; 3- Bình nước; 4- Van hằng nhiệt;
5- Đồng hồ; 6- Nước làm mát
Bảng 2-4 Các thông số kỹ thuật của hệ thống làm mát
Kiểu làm mát

Làm mát cưỡng bức

Kiểu tỏa nhiệt

Tỏa nhiệt chéo qua luồng

Kiểu bơm nước

Cưỡng bức

Dung tích chất lỏng làm việc

8lít

Lưu lượng quạt làm mát

2500 m3/h

Van hằng nhiệt

Bắt đầu mở: 800C
Mở toàn bộ: 1150C

Nhiệt độ ổn định để động cơ làm việc tối thiểu là 800C và tối đa là 1150C. Khi
động cơ làm việc, bơm nước hoạt động, nước tuần hoàn từ két nước vào các áo bao
quanh xilanh làm mát cho động cơ, nắp máy và họng bướm ga. Khi động cơ còn
nguội (chưa đạt 800C) thì van hằng nhiệt mở để nước qua lò sưởi điện hâm nóng
6


`

Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140
nước làm mát. Khi nhiệt độ của nước làm mát đạt 800C thì van hằng nhiệt đóng lại,
van máy điều nhiệt mở để nước đi qua máy điều nhiệt về lại bơm. Một phần nước đi
về két nước qua hệ thống tỏa nhiệt để hạ nhiệt độ của nước làm mát nhằm ổn định
nhiệt độ cho động cơ làm việc.
2.2.3. Hệ thống bôi trơn trên động cơ M161
Hệ thống bôi trơn trên động cơ M161 là hệ thống bôi trơn bằng áp lực cưỡng
bức, với sơ đồ cấu tạo và các thông số kỹ thuật của hệ thống như sau:

Hình 2-4 Sơ đồ hệ thống bôi trơn động cơ M161
1- Cácte; 2- Phao; 3- Bơm; 5- Lọc thô; 4, 6, 13- Van;
8, 9, 10- Dầu bôi trơn; 11- Lọc tinh
Bảng 2-5 Bảng các thông số của hệ thống bôi trơn
Kiểu bôi trơn

Cưỡng bức

Bơm dầu

Bơm rôto

Chu kỳ thay thế lọc dầu

10000 Km

Dung tích dầu trong hệ thống
Áp suất dầu trong hệ thống

7.7L
4  0, 5 Kg/cm2

Khi động cơ làm việc bơm dầu hoạt động, bơm dầu từ cácte qua lọc dầu tới cổ
trục khuỷu đến đầu to thanh truyền, rồi theo đường dầu trong thanh truyền lên bôi
trơn đầu nhỏ thanh truyền và chốt piston. Một đường dầu khác lên bôi trơn cổ trục
cam, con đội, ống dẫn hướng xupáp, tất cả các bộ phận trên đều được bôi trơn bằng

7


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140
áp lực. Thành xilanh, piston, chốt piston bôi trơn bằng lượng dầu văng ra từ thanh
truyền và trục khuỷu.
Trên hệ thống bôi trơn cũng có đồng hồ đo áp suất để báo áp suất làm việc của
hệ thống. Áp suất ổn định của hệ thống là 7KN/m2, nếu áp suất không ổn định ở
mức này thì cần kiểm tra và sửa chữa hệ thống bôi trơn động cơ.
2.2.4. Hệ thống phân phối khí trên động cơ M161
Hệ thống phân phối khí trên động cơ M161 gồm hai cam dẫn động trực tiếp
xupáp thông qua con đội thủy lực. Đặc điểm của hệ thống phối khí loại này là
không có bộ phận cò mổ và đũa đẩy. Với hệ thống phân phối khí như thế phần nắp
động cơ đơn giản và gọn nhẹ hơn, hiệu suất làm việc cũng cao hơn hệ thống phối
khí có bộ phận cò mổ, đũa đẩy và khe hở nhiệt ít bị thay đổi hơn. Đặc biệt trên mỗi
động cơ có 4 xupáp gồm 2 xupáp nạp và 2 xupáp thải, với kết cấu như thế quá trình
nạp sẽ nạp nhiều hơn và quá trình thải sẽ thải sạch hơn.
Bảng 2-6 Các thông số của hệ thống phối khí
Trục cam
Số lượng trục cam

2 trục cam

Đường kính trục cam

28mm

Hành trình nâng xupáp nạp

10mm

Hành trình nâng xupáp thải

10mm

Xupáp
Đường kính đế xupáp nạp

35  0, 1mm

Đường kính đế xupáp thải

31  0, 1 mm

Khi khởi động trục khuỷu quay truyền chuyển động đến trục cam thông qua
bộ dẫn động đai. Hai bánh đai của trục cam có bán kính bằng nhau và bằng hai lần
bán kính bánh đai của trục khuỷu. Như vậy cứ hai vòng quay của trục khuỷu thì trục
cam quay được một vòng. Các cam trên trục cam được bố trí trên trục cam sao cho
xupáp đóng mở đúng thời điểm và đúng thứ tự làm việc của động cơ.
Thứ tự làm việc của động cơ M161:
+ Ở kỳ nạp, xupáp nạp mở, xupáp thải đóng, piston đi xuống hút hỗn hợp
nhiên liệu vào xilanh động cơ.
+ Ở kỳ nén, xupáp nạp và xupáp thải đều đóng, piston đi lên nén hỗn hợp

không khí nhiên liệu về buồng đốt động cơ.
8


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140
+ Ở kỳ nổ, xupáp nạp và xupáp thải đều đóng, piston ở điểm chết trên bugi
bật lửa đốt cháy hỗn hợp không khí nhiên liệu, áp suất tăng cao sinh công đẩy
piston đi xuống.
+ Ở kỳ thải, xupáp thải mở, xupáp nạp đóng, piston đi lên đẩy khí thải ra
ngoài.
2.2.5. Hệ thống thải trên động cơ M161
Hệ thống thải trên động cơ M161 được bổ sung thêm nhiều bộ phân khác như:
bộ xúc tác 3 chức năng, bộ hồi lưu khí xả, cảm biến nồng độ ôxy nhằm hạn chế tối
đa nồng độ khí ô nhiễm trong khí thải động cơ. Hệ thống thải trên động cơ M161 có
sơ đồ kết cấu như sau:
1
2
3

4
5
Hình 2-5 Hệ thống hồi lưu khí thải EGR
1- Lò xo nén; 2- Cụm áp thấp; 3- Màng; 4- Đế van; 5- Vỏ;
Khi động cơ làm việc, hỗn hợp khí nhiên liệu được đốt cháy trong kỳ nổ với
các phương trình phản ứng cháy như sau:
CnHm + (O2 + N2)
CO2 + H2O + N2 + CO +NOx + HC +
+ O2 + (Gốc OH)
Sản phẩm cháy gồm: NOX, CO, HC, O2 được thải ra ngoài qua xupáp thải vào

ống góp thải, sau đó sản phẩm cháy đi qua bộ xúc tác 3 chức năng. Sau khi đi qua
bộ xúc tác 3 chức năng các chất trong sản phẩm cháy như NO X, CO, HC, O2 sẽ trở
thành các chất khác như N2, CO2, H2O hoàn toàn không độc hại đến môi trường.
Sau khi đi qua bộ xúc tác, sản phẩm cháy đi qua bộ tiêu âm để giảm tiếng ồn
rồi được thải ra trường. Từ nồng độ ôxy trong khí xả, cảm biến ôxy ghi nhận thông
tin này và chuyển về bộ vi xử lý trung tâm làm tín hiệu để điều chỉnh lượng xăng
phun vào cho kỳ nạp động cơ nhằm đảm bảo nồng độ chất ô nhiễm thấp nhất,
phương trình phản ứng trong ống thải xúc tác như sau:
9


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140
Phản ứng ôxy hóa:

CO + O2

CO2

CxHy + (x + y/4)O2
Phản ứng khử:

NO + H2
NO + CO
(2x + y/2) NO + CxHy

xCO2 + y/2 H2O
1/2 N2 + H2O
1/2 N2 + CO2
(x +y/4)N2 + xCO2 +y/2 H2O

Bộ hồi lưu khí xả có nhiệm vụ hồi lưu một phần khí xả về lại hệ thống nạp để
nạp vào động cơ nhằm giảm bớt lượng khí xả thải ra môi trường hạn chế được nồng
độ các chất ô nhiễm, đồng thời cung cấp thêm một phần khí nạp cho động cơ để quá
trình nạp được tốt hơn tăng công suất động cơ.
2.2.6. Hệ thống nhiên liệu trên động cơ M161
Hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ M161 là hệ thống phun xăng điện
tử, về cơ bản gồm 3 hệ thống sau:
+ Hệ thống nhiên liệu: là bộ phận cung cấp nhiên liệu cho động cơ làm việc
thông qua các bộ phận như: bình chứa nhiên liệu, lọc nhiên liệu, ống góp nhiên liệu
(giàn ống phân phối), bộ ổn định áp suất, vòi phun...
+ Hệ thống nạp khí: cũng là một bộ phận quan trọng trong hệ thống nhiên
liệu. Hệ thống nạp khí có nhiệm vụ nạp không khí vào động cơ ở kỳ nạp để hòa trộn
với nhiên liệu tạo thành hỗn hợp cho quá trình cháy, hệ thống này gồm các thành
phần sau: lọc không khí, cổ họng gió, ống góp hút,...
+ Hệ thống điều khiển: là bộ phận gồm tất cả các cảm biến và bộ điều khiển
trung tâm ECU. Cảm biến ghi nhận tín hiệu về tình trạng hoạt động của động cơ và
biến đổi các giá trị này thành tín hiệu tương tự gửi về bộ vi xử lý trung tâm ECU.
Bộ ECU có chức năng xử lý và gửi tín hiệu điều khiển đến các vòi phun, phun một
lượng nhiên liệu tương ứng với yêu cầu của động cơ.
Trên động cơ M161 các vòi phun phun xăng trực tiếp vào họng nạp, cho nên
đã loại bỏ hoàn toàn các nhược điểm của bộ chế hoà khí cổ điển. Với việc sử dụng
phương pháp phun nhiều điểm cho phép thiết kế ống góp nạp nhỏ hơn. Mặt khác
họng bướm ga thấp hơn so với chiều cao bộ chế hòa khí, vì vậy khoang chứa động
cơ có thể thấp hơn. Một ưu điểm nữa của hệ thống phun xăng điện tử đó là lượng
nhiên liệu cung cấp cho các xilanh bằng nhau, trong khi đó ở bộ chế hòa khí thì các
xilanh càng xa động cơ thì hỗn hợp càng đậm. Ngày nay vấn đề tăng hiệu suất động
cơ và giảm tiêu hao nhiên liệu đặt lên hàng đầu của toàn xã hội, trước yêu cầu đó
hãng xe Mercedes Benz đã trang bị cho loại xe MB140 thêm các hệ thống nhằm
kiểm soát quá trình cháy như: hệ thống hồi lưu khí xả, ống xả xúc tác, cảm biến

ôxy,...
Bảng 2-7 Các thông số của hệ thống nhiên liệu
10


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140
Bơm nhiên liệu

Bơm môtơ điện

Áp suất bơm

5kg/cm2

Kiểu lọc nhiên liệu

Kiểu ống, lõi lọc bằng giấy
Chu kì thay thế: 45000km

Dung tích bình chứa nhiên liệu

65L

Vòi phun nhiên liệu
Tốc độ phun

2, 17 g/s

Kiểu đầu phun

Kiểu phun

6 lỗ
Phun độc lập

Lượng rò rỉ của vòi phun

< 1 giọt/phút

Áp suất phun

3-4 kg/cm2

Hình 2-6 Sơ đồ cấu tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu
1- Vòi phun; 2- Giàn ống phân phối xăng; 3- Bộ ổn định áp suất;
4- Ống nối với đường nạp; 5- Ống xăng hồi; 6- Bình xăng; 7- Bơm xăng
điện; 8- Lọc xăng; 9- Ống dẫn xăng; 10- Rơle điều khiển bơm
2.2.7. Hệ thống khung gầm của xe
Xe Mercedes Benz MB140 có chiều dài cơ sở là 2680mm, chiều cao xe là
2105mm. Khung gầm của xe Mercedes Benz MB140 được xây dựng bằng thép ống
để giảm trọng lượng của xe và hỗ trợ hấp thụ áp lực.

11


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140

Hình 2-7 Kích thước xe Mercedes Benz MB140
Bảng 2-8 Thông số kích thước của xe

Chiều dài cơ sở

2680mm

Chiều dài của xe
Chiều rộng của xe
Chiều cao của xe
Khoảng nhô phía sau xe
Chiều cao sàn xe

5340mm
1855mm
2105mm
1300mm
528mm

Ngoài ra trên xe Mercedes Benz M161 còn trang bị một số hệ thống khác như:
+ Hệ thống phanh: Mercedes Benz MB161 sử dụng phanh đĩa cho bánh xe
trước và phía sau sử dụng phanh tang trống. Ngoài ra trên xe còn được được trang
bị: hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS, hệ thống phân bố lực phanh EBD, hệ
thống hỗ trợ phanh BA.
+ Bộ truyền lực: Hộp số là số sàn 5 cấp, xe dẫn động cầu trước. Ly hợp ma
sát khô được điều khiển bằng thủy lực, ly hợp có một tấm ma sát…
+ Hệ thống treo: Hệ thống treo trước là hệ thống treo độc lập với đòn kép,
thanh xoắn và thanh cân bằng. Hệ thống treo sau là hệ thống treo phụ thuộc, loại 4
12


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140

điểm, lò xo trụ và thanh cân bằng.
3. Giới thiệu tổng quan về hệ thống đánh lửa và lý thuyết về điều chỉnh góc
đánh lửa sớm
3.1. Giới thiệu tổng quan về hệ thống đánh lửa
3.1.1. Công dụng, phân loại và yêu cầu hệ thống đánh lửa
3.1.1.1. Công dụng
Hệ thống đánh lửa (HTĐL) có nhiệm vụ biến dòng điện một chiều thế hiệu
thấp (6V,12V, hay 24V) hoặc các xung điện xoay chiều thế hiệu thấp (trong HTĐL
Manhêtô hay Vôlăng manhêtic) thành các xung điện cao thế (12000V… 40000V)
để tạo nên tia lửa phóng qua khe hở bugi đốt cháy hỗn hợp làm việc trong các
xilanh của động cơ vào những thời điểm thích hợp và tương ứng với trình tự làm
việc của xilanh và chế độ làm việc của động cơ.
Trong một số trường hợp, hệ thống đánh lửa còn dùng để hỗ trợ khởi động, tạo
điều kiện cho động cơ khởi động được dễ dàng ở nhiệt độ thấp.
3.1.1.2. Phân loại
Theo đặc điểm cấu tạo và nguyên lý làm việc, hệ thống đánh lửa được chia ra:
+ HTĐL thường hay HTĐL kiểu cơ khí: được sử dụng hầu hết trên các ô tô
trước đây, còn gọi là HTĐL cổ điển.
+ HTĐL Manhêtô: là hệ thống đánh lửa cao áp độc lập, không cần dùng
ắcquy và máy phát. Do đó, có độ tin cậy cao và được dùng trên các xe cao tốc và
một số máy công trình trên vùng núi.
+ HTĐL bán dẫn có tiếp điểm: là hệ thống đánh lửa bán dẫn kết hợp với cơ
khí, hệ thống đánh lửa loại này vẫn còn dùng trên một số xe hiện nay.
+ HTĐL bán dẫn không có tiếp điểm: có nhiều ưu điểm nên được dùng phổ
biến trên các ô tô hiện nay.
Theo cảm biến đánh lửa, hệ thống đánh lửa bán dẫn được chia ra làm:
+ Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến điện từ.
+ Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến quang.
+ Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến Hall.
Theo năng lượng tích lũy trước khi đánh lửa, hệ thống đánh lửa bao gồm:

+ Hệ thống đánh lửa điện cảm: Năng lượng đánh lửa được tích lũy bên
trong từ trường của cuộn dây biến áp đánh lửa.
+ Hệ thống đánh lửa điện dung: Năng lượng đánh lửa được tích lũy bên
trong điện trường của tụ điện.
Theo phương pháp phân bố điện cao áp hệ thống đánh lửa được chia ra:
+ Hệ thống đánh lửa có bộ chia điện.
13


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140
+ Hệ thống đánh lửa không có bộ chia điện (đánh lửa trực tiếp).
Ngày nay trên các ô tô hiện đại, HTĐL được điều khiển theo chương trình. Bộ
điều khiển trung tâm (ECU- Electronic Control Unit) sẽ thu thập các tín hiệu như:
tốc độ động cơ, vị trí piston, vị trí bướm ga, nhiệt độ động cơ…Từ đó, ECU sẽ điều
khiển thời điểm đánh lửa thích hợp nhất trong mọi chế độ của động cơ.
3.1.1.3. Yêu cầu
Hệ thống đánh lửa phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
 Phải đảm bảo thế hiệu đủ lớn để tạo nên tia lửa điện phóng điện qua khe
hở giữa các điện cực bugi.
 Tia lửa phải có năng lượng đủ lớn để đốt cháy hỗn hợp làm việc trong
mọi điều kiện làm việc của động cơ.
 Thời điểm phát tia lửa điện trên bugi trong từng xilanh phải đúng theo
góc đánh lửa và thứ tự đánh lửa quy định.
+ Độ tin cậy làm việc của hệ thống đánh lửa phải tương ứng với độ tin cậy
làm việc của động cơ.
+ Kết cấu đơn giản, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng, giá thành rẻ…
3.1.2. Giới thiệu về các hệ thống đánh lửa
Sơ đồ cấu trúc chung của một hệ thống đánh lửa:

Hình 3-1 Sơ đồ cấu trúc chung của một hệ thống đánh lửa
3.1.2.1. Hệ thống đánh lửa thường hay hệ thống đánh lửa cơ khí
a. Cấu tạo:
Những thiết bị chủ yếu của hệ thống đánh lửa thường là: biến áp đánh lửa 3
được cung cấp từ nguồn một chiều (ắcquy hoặc máy phát), bộ chia điện 4 và các
bugi đánh lửa 5.

14


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140

Hình 3-2 Sơ đồ cấu tạo và sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa thường
1- Cam bộ chia điện; 2- Cặp tiếp điểm KK’; 3- Biến áp đánh lửa; 4- Bộ chia điện;
5- Bugi; 6- Tụ điện; 7- Ắcquy; 8- Điện trở phụ
Biến áp đánh lửa có hai cuộn dây: cuộn sơ cấp W1 có khoảng 250…400 vòng,
cuộn thứ cấp W2 khoảng 19000…26000 vòng.
Cam 1 của bộ chia diện được dẫn động quay từ trục phân phối, làm nhiệm vụ
đóng mở tiếp điểm KK’ tức là nối ngắt mạch sơ cấp của biến áp đánh lửa.
b. Nguyên lý làm việc:
Khi KK’ đóng: trong mạch sơ cấp xuất hiện dòng điện i1. Dòng này tạo nên
một từ thông khép mạch qua lõi thép và hai cuộn dây của biến áp đánh lửa.
Khi KK’ mở: mạch sơ cấp bị ngắt, dòng i1 và từ trường do nó tạo ra mất đi.
Do đó, trong cả hai cuộn dây xuất hiện một suất điện động tự cảm, tỷ lệ thuận với
tốc độ biến thiên của từ thông. Bởi vì cuộn dây W2 có số vòng dây lớn nên suất điện
động cảm ứng sinh ra trong nó cũng lớn hơn, đạt giá trị khoảng 12000V…24000V.
Điện áp cao này truyền từ cuộn thứ cấp qua rôto của bộ chia điện 4 và các dây dẫn
cao áp đến các bugi đánh lửa 5 theo thứ tự nổ của động cơ. Khi thế hiệu thứ cấp đạt
giá trị Uđl thì sẽ xuất hiện tia lửa điện phóng qua khe hở bugi đốt cháy hỗn hợp làm

việc trong xilanh.
Vào thời điểm tiếp điểm mở, trong cuộn sơ cấp W1 cũng xuất hiện một suất
điện động tự cảm khoảng 200V… 300V. Nếu như không có tụ C1 mắc song song
với tiếp điểm KK’ thì suất điện động này sẽ gây ra tia lửa mạnh phóng qua tiếp
điểm, làm cháy rỗ các má vít, đồng thời làm cho dòng điện sơ cấp và từ trường của
nó mất đi chậm hơn và vì thế, thế hiệu thứ cấp cũng sẽ không lớn.
Khi có tụ C1 thì dòng sơ cấp và suất điện động tự cảm e1 sẽ được dập tắt nhanh
chóng, không gây tia lửa điện ở tiếp điểm và U2 tăng lên.
15


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140
c. Các giai đoạn của quá trình đánh lửa:
Quá trình đánh lửa có thể được chia làm 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn tăng dòng sơ cấp khi KK’ đóng lại.
+ Giai đoạn tăng xuất hiện suất điện động cao áp trong cuộn thứ cấp khi
KK’ mở ra.
+ Giai đoạn xuất hiện tia lửa điện cao thế ở bugi khi U2 tăng đến giá trị Uđl.
d. Cấu tạo một số thiết bị của hệ thống đánh lửa:
Biến áp đánh lửa: Là loại biến áp cao thế đặc biệt, dùng để biến những xung
điện thế hiệu thấp (6V, 12V hay 24V) thành các xung điện cao thế (12000V…24000V)
phục vụ cho vấn đề đánh lửa trong động cơ. Nó bao gồm:
+ Lõi thép được ghép từ các lá thép điện kỹ thuật dày 0,35mm, có sơn cách
điện để trách dòng phu cô. Lõi thép được chèn chặt trong một ống các tông cách
điện.

Hình 3-3 Cấu tạo biến áp đánh lửa
+ Cuộn dây thứ cấp có rất nhiều vòng ( W2 =19000…26000 vòng) đường
kính dây khoảng 0,07…0,1mm, được quấn phía ngoài ống các tông. Giữa các ống

16


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140
dây của cuộn thứ cấp có lót giấy cách điện mỏng, chiều rộng của lớp giấy cách điện
lớn hơn khoảng quấn dây khá nhiều để tránh chạm các lớp dây và tránh bị phóng
điện qua phần mặt bên của cuộn dây. Cuộn thứ cấp sau khi quấn xong được cố định
trong ống các tông cách điện thứ hai.
+ Cuộn dây sơ cấp được quấn trên ống các tông cách điện bao ngoài cuộn
thứ cấp, số vòng dây của cuộn sơ cấp không nhiều (khoảng 250…400 vòng), đường
kính dây lớn hơn khoảng 0,72…0,86mm. Các cuộn dây và ống thép đặt trong vỏ
thép 8 được cách điện với đế bằng miếng sứ.
Bộ chia điện: Có nhiệm vụ tạo nên những xung điện ở mạch sơ cấp và phân
phối điện cao thế đến các xilanh theo thứ tự nổ của động cơ vào đúng thời điểm quy
định. Bộ chia điện gồm ba bộ phận chính tương ứng với các chức năng tương ứng
của nó là:
+ Bộ phận tạo xung điện: là bộ phận trọng yếu của bộ chia điện, quyết định
sự làm việc của toàn hệ thống đánh lửa.

11
12

Hình 3-4 Sơ đồ kết cấu bộ phận tạo xung
a- Điều chỉnh khe hở bằng vít trụ; b- Điều chỉnh khe hở bằng vít lệch tâm;
1, 9- Vít điều chỉnh; 2- Vít hãm; 3- Má vít tĩnh; 4- Má vít động; 5- Cần tiếp điểm;
6- Trục lắc; 7- Ống lót; 8- Lò xo lá; 10- Giá gắn tiếp điểm tĩnh; 11- Phần cam;
12- Mâm tiếp điểm
+ Bộ phận chia điện thế: nhận điện cao thế từ biến áp đánh lửa và phân phối
đến các xilanh của động cơ theo một thứ tự nhất định. Về cấu tạo bao gồm: Nắp

chia điện làm bằng chất cách điện cao áp, có một cực giữa 12 các cực bên bằng
đồng 10. Số cực bên bằng số xilanh của động cơ. Con quay chia điện làm bằng nhựa
cách điện cao áp và được lắp vào phần đầu vát của cam. Phần trên của con quay có
gắn cầu kim loại 8. Điện cao thế từ biến áp đánh lửa được truyền đến cực giữa của
nắp chia điện rồi qua lò xo xuống cần kim loại của con quay. Khi con quay quay,
17


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140
đầu cần kim loại của nó quay đến vị trí tương ứng với cực bên nào thì điện cao thế
sẽ phóng qua khe hở  = 0,3…0,7mm, giữa đầu cần và cực bên rồi qua dây dẫn đến
các bugi đánh lửa.
Bugi đánh lửa: là bộ phận tạo tia lửa điện cao thế để đốt cháy hỗn hợp làm
việc trong xilanh, khi nhận được các xung điện cao thế từ bộ chia điện truyền đến.
Bugi là chi tiết khá đơn giản song điều kiện làm việc lại đặc biệt khắc nghiệt. Khi
làm việc nó chịu tác dụng của ba loại tải trọng là:
+ Tải trọng cơ khí: do các xung áp suất của khí cháy sinh ra trong xilanh
(với giá trị có thể tới 5...6 MPa), do rung xóc của bản thân động cơ gây ra.
+ Tải trọng nhiệt: sinh ra do sự thay đổi đột ngột nhiệt độ trong xilanh từ
O

O

40 ...60 trong kỳ hút tới 500OC...700OC trong kỳ xả và 1800OC...2500OC trong kỳ
nổ.
+ Tải trọng điện: do các xung điện cao thế truyền đến trong thời điểm đánh
lửa.
Cấu tạo của bugi:

Hình 3-5 Cấu tạo và lắp đặt bugi
a- Cấu tạo; b- Lắp đặt; 1- Điện cực bên; 2- Điện cực giữa; 3- Đệm làm
kín; 4- Đệm đồng; 5- Vỏ thép; 6- Sứ cách điện; 7- Chất làm kín dẫn
điện;
Thanh
điện;
9- Côn
nhiệt
điện;
8- 8Thanh
dẫndẫn
điện;
9- Côn
nhiệt.
+ Gồm sứ cách điện 6 trong có lắp thanh kim loại 2 làm điện cực giữa của
bugi. Điện cao thế truyền từ thanh 8 đến điện cực 2 qua chất làm kín dẫn điện 7. Cả
khối các chi tiết trên được đặt trong vỏ thép 5. Trên vỏ 5 có mặt vát sáu cạnh (dạng
đầu bu lông) và phía dưới có phần ren để lắp bugi vào nắp xilanh động cơ. Trên vỏ
5 hàn điện cực bên 1. Giữa vỏ 5 và phần sứ 6 có đệm đồng 4 hay 3 và 5 vừa để làm
kín vừa để truyền nhiệt. Ngoài ra phía trên còn có chất làm kín đặc biệt 7. Phần vỏ
có thể có kết cấu tháo lắp được hay không tháo lắp được. Vòng đệm 3 có dạng đặc
biệt để đảm bảo tốt độ kín lắp ghép giữa bugi và nắp xilanh. Khe hở giữa các điện

18


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140
cực của bugi thường nằm trong giới hạn 0,6...0,7 mm đối với hệ thống đánh lửa
thường và 1,0...1,2 mm đối với hệ thống đánh lửa điện tử.

+ Khe hở điện cực lớn thì đánh lửa hỗn hợp nghèo tốt hơn nhưng Uđl lại
tăng. Khe hở nhỏ thì có thể bị muội lấp kín nên không tạo tia lửa được, chiều dài tia
lửa giảm nên đánh lửa hỗn hợp nghèo kém.
3.1.2.2. Hệ thống đánh lửa Manhêtô
Hệ thống đánh lửa Manhêtô là hệ thống đánh lửa cao áp độc lập, có công suất
không lớn mà nguồn điện, biến áp cao thế và bộ chia điện được bố trí gọn trong một
kết cấu. Hệ thống đánh lửa Manhêtô thường được sử dụng trên máy kéo và các
phương tiện giao thông không trang bị ắc quy.
Ngoài ra nó còn được sử dụng trên các ô tô công dụng đặc biệt khi yêu cầu
HTĐL phải có độ tin cậy cao và làm việc độc lập không phụ thuộc vào ắc quy.
a. Cấu tạo:
Hệ thống đánh lửa Manhêtô chia ra làm hai phần chính: hệ thống mạch từ và
hệ thống mạch điện.
+ Hệ thống mạch từ của Manhêtô thực chất là mạch từ của một máy phát và
một biến thế kết hợp lại.
+ Theo cấu tạo hệ thống từ của Manhêtô có thể chia ra một số loại sau:
phần ứng quay, lõi đảo cực từ quay, nam châm quay.
+ Mạch điện của Manhêtô có nhiệm vụ biến suất điện động cảm ứng xoay
chiều thế hiệu thấp, xuất hiện trong cuộn dây sơ cấp W1 thành các xung điện cao thế
và phân phối nó đến các bugi theo thứ tự nổ của động cơ.

Hình 3-6 Sơ đồ cấu tạo hệ thống đánh lửa Manhêtô
1- Khóa điện; 2- Cặp tiếp điểm KK’; 3- Khung từ; 4- Cuộn sơ cấp; 5- Cuộn thứ
cấp; 6- Bugi phụ; 7- Bộ chia điện; 8- Bugi đánh lửa; 9- Nam châm vĩnh cửu
b. Nguyên lý làm việc:
19


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140

Hệ thống đánh lửa Manhêtô về nguyên lý làm việc tương tự như hệ thống
đánh lửa thường dùng ắc quy, chỉ khác là cuộn dây sơ cấp sinh ra là do suất điện
động cảm ứng sinh ra trong cuộn dây khi nam châm quay tương tự như ở máy phát
xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu. Ở đây vai trò của ắc quy được thay
thế bằng nam châm vĩnh cửu (9) và khung từ (3). Khi động cơ làm việc nam châm
vĩnh cửu quay, khi rôto quay làm cho từ trường mắc vòng qua cuộn dây của W1 (4),
W2 (5) trên khung từ (3) từ Bắc sang Nam sẽ biến thiên theo định luật cảm ứng điện
từ do đó trên hai cuộn dây W1, W2 sẽ xuất hiện một suất điện động cảm ứng (W1,
W2 số vòng dây của cuộn dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp). Suất điện động
sinh ra trong cuộn W1 sẽ tạo ra một dòng điện chạy trong mạch sơ cấp đóng vai trò
như dòng điện do ắc quy tạo ra.
3.1.2.3. Hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm điều khiển
a. Cấu tạo: Về cấu tạo tương tự như hệ thống đánh lửa thường nhưng việc đóng
ngắt dòng sơ cấp được thực hiện nhờ các transistor, điều khiển transistor được thực
hiện nhờ bộ phận tạo xung (KK’ và cam).
+ Cực E của transistor được nối với cuộn sơ cấp W1.
+ Cực B của transistor được nối với cặp tiếp điểm KK’.
+ Cực C của transistor được nối với nguồn âm.

Hình 3-7 Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm
1- Cam; 2- Cần tiếp điểm; 3- Cặp tiếp điểm KK’; 4- Transitor; 5- Ắcquy;
6- Công tắc; 7- Bôbin đánh lửa; 8- Bộ chia điện; 9- Bugi
b. Nguyên lý làm việc:
Khi bật công tắc máy IG/SW thì cực E của transistor được cấp nguồn dương,
cực C của transistor được nối với nguồn âm.
20


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140

+ Khi tiếp điểm KK' đóng: cực B của transitor được nối với nguồn âm nên
UBE < 0 làm xuất hiện dòng Ib  transitor dẫn làm xuất hiện dòng điện sơ cấp đi
theo mạch như sau: (+) ắcquy  Rf  W1  cực B  Rb  KK’  (-) ắcquy hoặc
(+) ắcquy  Rf  cực C  ắcquy. Dòng sơ cấp i1 = Ie = Ic + Ib. Dòng điện này tạo
nên từ thông khép mạch qua lõi thép và hai cuộn dây của biến áp đánh lửa.
+ Khi tiếp điểm KK' mở: dòng sơ cấp và từ thông do nó sinh ra bị mất đột
ngột, cảm ứng sang cuộn thứ cấp một suất điện động cao thế và xuất hiện tia lửa.
Tại thời điểm KK' mở, trong cuộn sơ cấp cũng xuất hiện suất điện động E1 = (200 
300)V  làm hỏng transitor. Để giảm E1, người ta phải dùng biến áp có Kba lớn và
L1 nhỏ hoặc dùng các mạch bảo vệ cho transitor (tụ điện C và điot zener mắc song
song với transitor). Trên thực tế, để giảm dòng điện qua tiếp điểm người ta dùng
nhiều transitor mắc nối tiếp (theo kiểu Darlington). Dòng điện sơ cấp lớn nhưng
dòng qua tiếp điểm nhỏ (dòng điều khiển Ib) nên điều kiện làm việc của tiếp điểm
được cải thiện rõ rệt.
3.1.2.4. Hệ thống đánh lửa bán dẫn không có tiếp điểm
Trong hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm điều khiển thì thời điểm
đánh lửa được nhận biết nhờ các cảm biến đánh lửa.
a

I

I
R7

R5

R6

II

4 I

c

W4

D

D2

5

T3

1
3
2
1

Mass

b

I R1 T1 E
C
V
B

R3 C1
R2

Mass

B

T2 E

B

W3

7

C
8

R4

K

C
C2

E

D3
D
Z

W1

W2

6

Mass

Hình 3-8 Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm
1- Ắcquy; 2- Công tắc điện; 3- Công tắc khởi động; 4- Bộ cảm biến đánh lửa;
5- Biến áp xung; 6- Biến áp đánh lửa; 7- Rôto chia điện; 8- Bugi.
a. Cấu tạo:
Gồm có ắcquy 1 cung cấp nguồn 12 V, khoá điện 2, các điện trở R6 và R7,
công tắc 3 liên hệ với công tắc khởi động, nhờ vậy khi khởi động động cơ, công tắc
3 sẽ nối tắc điện trở R6, do đó điện trở mạch sơ cấp giảm đi nên giảm được sự sụt áp
21


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140
ở mạch sơ cấp khi khởi động. Cảm biến đánh lửa 4. Bộ chuyển mạch transistor thân
bằng nhôm, bên trong gồm có ba transistor T1, T2, T3, bộ ổn áp Dz, ba diode D1, D2,
D3, biến áp xung 5, hai tụ điện C1 và C2, các điện trở R1, R2, R3 và R4. Biến áp đánh
lửa 6, bộ chia điện 7 và bugi 8.
b. Nguyên lý hoạt động:
Khi đóng mạch đánh lửa và rôto bộ cảm biến xung 4 chưa quay thì transistor
T1 sẽ khoá vì cực gốc và cực phát của nó đều được nối với cực dương ắc quy, còn
transistor T2 sẽ mở vì cực gốc của nó qua điện trở R2 được nối với cực âm ắc quy.
T2 mở sẽ nối cực gốc transistor T3 với cực âm ắc quy, nên T3 cũng mở và dòng điện
sơ cấp sẽ đi theo mạch sau: (+) Ắcquy  khoá điện 2  R6  R7  D2  T3 
cuộn sơ cấp W1 của bôbin 6  mass  (-) ắc quy.

Khi rôto quay răng của nó tiến lại gần đầu cực của cuộn dây cảm biến, trên
cuộn dây sẽ suất hiện một sức điện động xoay chiều, nữa bán kì dương dòng điện sẽ
đi qua điện trở R1 và diode D1. Khi cực gốc T1 nhận nữa chu kỳ sức điện động âm
thì T1 sẽ mở. Khi T1 mở thì cực gốc T2 sẽ có điện thế dương do đó T2 đóng. Cực
gốc của T3 nối với cực dương nguồn nên T3 cũng đóng. T3 đóng làm dòng điện qua
mạch sơ cấp W1 bị mất đột ngột, lúc đó ở cuộn thứ cấp W2 xuất hiện sức điện động
lên tới 30000 V, tạo ra dòng điện cao áp đưa đến bộ chia điện và các bugi đánh lửa.
T2 đóng làm dòng qua cuộn W4 của biến áp xung 5 bị ngắt, do đó gây ra sức điện
động cảm ứng trong cuộn W3 của biến áp xung. Sức điện động này tác động lên tiếp
giáp B- E của T3 theo chiều khoá (ngược với chiều dòng điện làm việc), như vậy
làm cho T3 khoá nhanh chóng. Năng lượng dòng điện tự cảm của cuộn sơ cấp W4
của biến áp xung 5 làm nóng điện trở R4.
Khi bộ chuyển mạch làm việc, dòng điện luôn đi qua D2 và điện trở R5 gây
ra sụt áp trên các đầu cực của chúng. Trong lúc T1 mở, điện trở của nó rất nhỏ do đó
sụt áp trên T1 so với sụt áp trên D2, trên cực gốc T2 sẽ có điện thế dương, vì vậy mà
T2 sẽ khoá nhanh.
Để bảo vệ T3 khỏi bị hỏng do tác động của sức điện động tự cảm sinh ra
trong cuộn sơ cấp W1 của biến áp đánh lửa 6, ta mắc song song với cuộn W1 hai
diode D3 và Dz với chiều ngược nhau. Mắc song song với D3 và Dz một tụ điện C2
điện dung 1 F làm nhiệm vụ tích điện. Cực gốc T1 và cực góp T3 nối với nhau qua
tụ C1 có điện dung 0,5 F và điện trở R3. Mạch này tạo ra loại tia lửa giữa các điện
cực bugi trong thời gian khởi động, nhờ vậy mà động cơ được khởi động dễ dàng.
Trong lúc T3 mở thì tụ C1 được tích điện, do đó xung điện thế âm sẽ dẫn tới
cực gốc T1 và T1 mở, T2 và T3 đóng. Do đó dòng điện trong cuộn sơ cấp W1 bị ngắt

22


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140

nên trong cuộn thứ cấp W2 của biến áp sinh ra sức điện động cảm ứng tạo thành tia
lửa giữa hai cực bugi.
c. Các HTĐL bán dẫn không có tiếp điểm sử dụng cảm biến
HTĐL bán dẫn sử dụng cảm biến điện từ:

Hình 3-9 Sơ đồ HTĐL bán dẫn sử dụng cảm biến điện từ
Nguyên lý hoạt động: Khi cuộn dây cảm biến không có tín hiệu điện áp hoặc
điện áp âm, transistor T1 ngắt nên T2 ngắt, T3 dẫn cho dòng qua cuộn sơ cấp về
mass. Khi răng của rôto cảm biến tiến lại gần cuộn dây cảm biến, trên cuộn dây sẽ
xuất hiện một sức điện động xoay chiều, nửa bán kì dương cùng với điện áp trên
điện trở R2 sẽ kích cho transistor T1 dẫn, T2 dẫn theo và T3 sẽ ngắt. Dòng qua cuộn
sơ cấp ở bôbin bị ngắt đột ngột tạo nên một sức điện động cảm ứng lên cuộn thứ
cấp một điện áp cao và được đưa đến bộ chia điện.
HTĐL bán dẫn sử dụng cảm biến quang:
Cảm biến quang được đặt trong delco phát tín hiệu đánh lửa gởi về Igniter để
điều khiển đánh lửa.

23


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140

Hình 3-10 Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng cảm biến quang điện
Nguyên lý làm việc: Khi đĩa cảm biến ngăn dòng ánh sáng từ LED D1 sang,
transistor T1 sẽ ngắt. Khi T1 ngắt, các transistor T2, T3, T4 ngắt, T5 dẫn, cho dòng
qua cuộn sơ cấp về mass. Khi đĩa cảm biến cho dòng ánh sáng đi qua, T1 dẫn nên
T2, T3, T4 dẫn, T5 ngắt. Dòng sơ cấp bị ngắt sẽ tạo một sức điện động cảm ứng lên
cuộn thứ cấp một điện áp cao và được đưa đến bộ chia điện.
HTĐL bán dẫn sử dụng cảm biến Hall:

Cấu tạo: cảm biến được đặt bên trong bộ chia điện, bao gồm nam châm vĩnh
cửu và phần thử Hall được đặt gần nhau và cố định bên trong bộ chia điện, giữa
chúng có các cánh chắn.
Rôto tín hiệu được dẫn động từ trục của bộ chia điện, trên rôto có các cánh
chắn bằng thép và các khoảng hở xen kẽ nhau. Số cánh chắn bằng số xilanh của
động cơ.

24


`
Thiết kế mạch điều chỉnh góc đánh lửa sớm cho xe MB140

Hình 3-11 Sơ đồ HTĐL bán dẫn sử dụng cảm biến Hall
Nguyên lý làm việc: Khi bật công tắc máy sẽ xuất hiện dòng điện I 1 : (+) ắc
quy  IG/SW  D1  R1  cung cấp điện cho cảm biến Hall. Khi rôto quay, tại vị
trí cánh chắn xen giữa nam châm và phần tử Hall thì điện áp đầu ra của cảm biến
U ra  12V  T1 dẫn  T2 dẫn  T3 dẫn. Lúc này, dòng sơ cấp đi theo mạch sau:

(+) ắc quy  IG/SW  R f  bôbin  T3  (-) ắc quy. Dòng điện này tạo nên từ
thông khép mạch qua lõi thép và hai cuộn dây của biến áp đánh lửa. Khi cánh chắn
rời khỏi vị trí giữa nam châm và phần tử Hall thì điện áp đầu ra của cảm biến U ra 
0V  T1 ngắt  T2 ngắt  T3 ngắt. Dòng điện qua cuộn sơ cấp và từ thông do nó
sinh ra bị mất đột ngột, cảm ứng sang cuộn thứ cấp một sức điện động cao thế và
xuất hiện tia lửa.
3.1.2.5. Hệ thống đánh lửa điều khiển theo chương trình
Hệ thống đánh lửa theo chương trình là hệ thống đánh lửa kiểu mới được phát
triển khi có sự ra đời và phát triển của kỹ thuật vi xử lý. Hệ thống này có góc đánh
lửa sớm được điều khiển theo một chương trình tính toán được thiết lập trong một
máy tính điện tử, được bố trí trên xe gọi là ECU (Electronic Control Unit). Góc

đánh lửa được tính toán thông qua các tín hiệu của các cảm biến ghi nhận từ động
cơ, từ các tính hiệu này ECU sẽ tính toán đưa ra góc đánh lửa tối ưu phù hợp với
điều kiện làm việc của động cơ.
Trong hệ thống đánh lửa theo chương trình được phân loại theo:
+ Theo phương pháp phân phối điện áp thứ cấp: loại đánh lửa gián tiếp (có
bộ chia điện) và đánh lửa trực tiếp (không có bộ chia điện).
+ Hệ thống đánh lửa trực tiếp có hai loại: sử dụng bôbin đôi và loại sử dụng
bôbin đơn.
25