Nghiên cứu về hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE lắp trêndòng xe CAMRY của hãng TOYOTA

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………

Hưng Yên ngày.…. tháng 8 năm 2013
Giáo viên hướng dẫn

1

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………

Hưng Yên ngày.…. tháng 8 năm 2013
Giáo viên phản biện

MỤC LỤC
2


PHỤ LỤC…………..………….……….………….…………………….………....136

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Sơ đồ hệ thống đánh lửa thường…………………………………………
Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm
Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn………………………………………..
Hình 1.4. Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn có ESA………………………………

Số
trang
16
17
18
19
19
20

3


Hình 1.5 . Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp………………………………………
Hình 1.6. Sơ đồ kết cấu hệ thống đánh lửa trực tếp( loại 1)……………………
Hình 1.7. Sơ đồ hệ thống đánh lửa CDI ……………………………………………
Hình 1.8. Hình cắt động cơ 2AZ-FE………………………………………………...
Hinh 1.9.Chi tiết và vị trí của hệ thống đánh lửa 2AZ-FE………………………

Hình 1.10. Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE…
Hình 1.11. Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ 2AZ-FE………….
Hình 1.12. Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE………..
Hình 1.13. Tín hiệu IGT và IGF…………………………………………………….
Hình 1.14. Khi phát tín hiệu IGT …………………………………………….
Hình 1.15. Khi ngắt tín hiệu IGT……………………………………………………
Hình 1.16. Bản đồ miền điều khiển ESA……………………………………………
Hình 1.17. Sự điều khiển của ESA………………………………………………….
Hình 1.18. Điều khiển thời điểm đánh lửa…………………………………………
Hình 1.19. Xác định thời điểm đánh lửa……………………………………………
Hình 1.20. Điều khiển đánh lửa khi khởi động……………………………………
Hinh 1.21. Điều khiển đánh lửa sau khi khởi động……………………………..
Hình 1.22. Điều khiển tín hiệu IDL bật ……………………………………….
Hình 1.23. Hiệu chỉnh để hâm nóng…………………………………………...
Hình 1.24. Hiệu chỉnh khi quá nhiệt độ…………………………………………….
Hình 1.25. Hiệu chỉnh tốc độ chạy không tải ổn định……………………………
Hình 1.26. Hiệu chỉnh kích nổ………………………………………………………
Hình 1.27. Kiểu chân giắc và cấu tạo của bô bin………………………………..
Hình 1.28. Sơ đồ đấu dây bôbin…………………………………………………….
Hình 1.29. Sơ đồ tín hiệu điều khiển đánh lửa…………………………………….
Hình 1.30. Sơ đồ khối hoạt động của ECU…………………………………………
Hình 1.31. Sơ đồ khối các hệ thống trong ECU với bộ vi xử lý……………….
Hình 1.32. Kết cấu cảm biến vị trí trục cam……………………………………….
Hình 1.33. Kết cấu cảm biến vị trí trục khuỷu ……………………………………
Hình 1.34. Mạch cảm biến vị trí trục khuỷu……………………………………….
Hình 1.35. Sơ đồ mạch cảm biến nhiệt độ nước làm mát………………………...
Hình 1.36. Kết cấu cảm biến lưu lượng khí nạp…………………………………..
Hình 1.37. Đường đặc tính của lưu lượng khí nạp……………………………….
Hình 1.38. Kiểu chân giắc cảm biến lưu lượng khí nạp………………………….
Hình 1.39. Cấu tạo bên trong của cảm biến vị trí bướm ga……………………

Hình 1.40. Mạch điện cảm biến vị trí bướm ga……………………………………
Hình 1.41. Đường đặc tuyến của cảm biến vị trí bướm ga………………………
Hình 1.42.Cấu tạo cảm biến kích nổ………………………………………………..
Hình 1.43. Mạch điện cảm biến kích nổ…………………………………………….
Bảng 2.1. Kí hiệu các loại cầu chì……………………………………………………..
Hình 2.1. Kiểm tra hở mạch………………………………………………………….
Hình 2.2. Kiểm tra điện trở…………………………………………………………..
Hình 2.3. Kiểm tra điện áp…………………………………………………………..
Hình 2.4. Kiểm tra ngắn mạch………………………………………………………

21
23
24
25
26
26
27
27
28
29
29
30
30
31
31
32
32
32
33
33

34
35
35
36
37
38
39
39
40
41
41
42
42
43
44
44
44
48
50
50
51
52
52
53
53
57
61
63

4

Hình 2.5. Kiểm tra điện trở…………………………………………………………..
Hình 2.6. Kiểm tra điện trở cực nối ECU với mát………………………………
Hình 2.7. Kiểm tra giắc nối ECU……………………………………………………
Hình 2.8. Chân giắc ECU……………………………………………………………
Hình 2.9. Vị trí giắc DLC3 và đèn MIL…………………………………………….
Hình 2.10. Sơ đồ mạch điện đèn MIL……………………………………………….
Hình 2.12. Khoảng nháy đèn MIL khi không có lỗi………………………………
Hình 2.13. Kiểm tra điện trở sứ cách điện bằng ôm kế………………………….
Hình 2.14. Điện cực bugi…………………………………………………………….
Hình 2.15. Khe hở bugi……………………………………………………………….
Hình 2.16. Thiết bị làm sạch bugi chuyên dụng…………………………………
Hình 2.17. Sơ đồ mạch cảm biến lưu lượng………………………………………..
Hình 2.18. Sơ đồ đấu dây cảm biến…………………………………………………
Hình 2.19. Sơ đồ đấu dây của cảm biến nhiệt độ nước làm mát……………….
Hình 2.20. Sơ đồ đấu dây cảm biến bướm ga……………………………………..
Hình 2.21. Sơ đồ đấu dây của cảm biến tiếng gõ………………………………….
Hình 2.22. Sơ đồ đấu dây cảm biến…………………………………………………
Hình 2.23. Sơ đồ mạch đánh lửa……………………………………………………
Hình 2.24. Sơ đồ mạch cấp nguồn ECU……………………………………………
Hình 2.25. Sơ đồ mạch, điện áp ra của cảm vị trí biến bướm ga……………….
Hình 2.26. Sơ đồ đấu dây cảm biến lưu lượng khí nạp…………………………..

66
75
75
76
76
77

77
84
90
97
101
110
114
118
121

CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT ĐƯỢC DÙNG TRONG ĐỒ ÁN
Cụm từ viết tắt
A/C
AC
ACC
A/F
ALT
AMP
A/T, ATM
AUTO
AVG
B+
BAT
B/S
CAN
CB
COMB.
CPE
CPU

Ý nghĩa
Điều hòa không khí
Dòng xoay chiều
Trang bị phụ
Tỷ số không khí - nhiên liệu
Máy phát
Bộ khuyếch đại
Hộp số tự động (hộp số dọc hoặc ngang)
Tự động
Trung bình
Điện áp ắc quy
Ắc quy
Tỷ số hành trình - đường kính
Mạng cục bộ điều khiển gầm xe
Bộ ngắt mạch
Đồng hồ táp lô
Coupe (đôi)
Bộ vi xử lý trung tâm

5


DC
DLC
DLI
DSP
DTC
ECAM
ECT
ECU

EFI
ENG
ESA
ETCS-i
EVP
FL
F/P
GND
H-FUSE
IC
IG
IIA
INT
I/P
J/B
J/C
LAN
LED
LIN
LSD
MIL
NO.
O2S
OC
PROM
R/B
RLY
ROM
SEN
SW

SYS

Dòng một chiều
Giắc nối truyền dữ liệu số 3
Đánh lửa không có bộ chia điện
Bộ xử lý tín hiệu số
Mã chẩn đoán
Hệ thống đo lường và điều khiển động cơ
Hộp số tự động điều khiển điện tử
Bộ điều khiển điện tử
Hệ thống phun xăng điện tử
Động cơ
Đánh lửa sơm điện tử
Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử-thông minh
Giàn lạnh
Cầu chì trên đường dây
Bơm xăng
Tiếp mát
Cầu chì có trị số cao
Mạch tổ hợp
Đánh lửa
Bộ đánh lửa hợp nhất
Gián đoạn
Bảng táp lô
Hộp đầu nối
Giắc đấu dây
Mạng nội bộ
Điốt phát sáng (Đèn LED)
Mạng liên kết nội bộ
Bộ vi sai hạn chế trượt

Đèn báo hư hỏng (MIL)
Số
Cảm biến ôxy
Bộ trung hoà ôxy hoá
Bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình lại
Hộp rơle
Rơle
Bộ nhớ chỉ đọc
Cảm biến
công tắc
Hệ thống

6


TACH
TEMP.
TIS
VIN
VVT-i
W/H

Đồng hồ tốc độ động cơ
Nhiệt độ
Hệ thống thông tin tổng quát về phát triển xe
Số nhận dạng xe
Hệ thống phối khí tự động-thông minh
Dây điện

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 HEUI, 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 Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên, 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 CAMRY của hãng TOYOTA” đây là một đề tài rất thiết thực trong ngành cơ
khí động lực. Với cố gắng của chúng em và dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy
Lê Đăng Đông cùng với sự giúp đỡ của các thầy cô trong khoa Công nghệ kĩ thuật
ôtô, các bạn trong lớp ĐLK9LC2 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.

7


Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong khoa cơ khí động lực,
đặc biệt là thầy Lê Đăng Đông 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 đề tài
Nguyễn Văn Đoài

PHẦN 1: MỞ ĐẦU
GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI

I. 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.

8


Xe Toyota Camry

II. 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 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.

9


III. 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.

IV. 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…
- 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.

V. 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.

VI. Kế hoạch nghiên cứu đề tài.
1. Nghiên cứu.

10

Sau khi nhận được đề tài, em bắt đầu nghiên cứu đề tài, được tiến hành trong
khoảng 14 ngày bắt đầu từ ngày 13 tháng 03 năm 2013.
2. Tìm tài liệu.
Sau khi đã nghiên cứu chúng em bắt đầu tìm tài liệu liên quan đên đề tài
Thời gian từ ngày 15 đến ngày 30 tháng 3
3. Hoàn thành đề cương.
Viết và hoàn thành đề cương từ ngày 1 đến ngày 7 tháng 4
4. Viết và hoàn thành đề tài
Sau khi đã hoàn thành đề cương, chúng e bắt đầu viết và hoàn thành đề tài.
Từ ngày 8 tháng 4 đến 10 tháng 8
5. Làm mô hình động cơ
a, Phần thiết kế mô hình dự tính thời gian tiến hành trong khoảng 15 ngày bắt
đầu từ ngày 18 tháng 03 năm 2013:
• Từ ngày 18 đến 24 tháng 03 năm 2013 thời gian tham khảo và tìm hiểu các
mô hình khác để tìm ra các ưu nhược điểm mà từ đó thiết kế ra mô hình
động cơ Toyota 2AR-FE một cách tối ưu nhất.
• Từ ngày 24 đến ngày 01 tháng 04 năm 2013 tiến hành thiết kế mô hình trên
máy tính.
b, Dự kiến thời gian xây dựng mô hình 60 ngày bắt đầu từ ngày 02 tháng 04 năm
2013:
• Từ ngày 02-04-2013đến ngày 01-05-2013 tiến hành thực hiện xây dựng mô
hình theo bản vẽ:
 Tuần thứ nhất: chuẩn bị nguyên vật liệu cho việc xây dựng mô hình.
 Tuần thứ hai và ba kế tiếp tiến hành xây dựng mô hình.
 Tuần thứ tư kiểm tra và khắc phục những chỗ chưa đạt yêu cầu.
• Từ ngày 02 tháng 05 đến ngày 16 tháng 05 năm 2013 tiến hành sơn bề mặt
mô hình theo quy trình sơn ôtô.
• Từ ngày 17 tháng 05 đến ngày 27 tháng 05 tiến hành chế tạo mặt market.
• Từ ngày 28 tháng 05 đến 01 tháng 06 tiến hành đưa động cơ lên mô hình và

kiểm tra và sửa chữa những phần không hợp lý.

PHẦN 2: NỘI DUNG
CHƯƠNG I: HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN
ĐỘNG CƠ TOYOTA 2AZ-FE
1.1. KHÁI QUÁT CHUNG HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA
1.1.1. Nhiệm vụ của hệ thống đánh lửa.
- Hệ thống đánh lửa là tạo ra tia lửa đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu trong buồng đốt
của động cơ.
- 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

11


chục kV.Các xung hiệu điện thế cao này sẽ được phân phối đến bugi của các xylanh
đúng thời điểm để tạo tia lửa điện cao thế đốt cháy hòa khí.

1.1.2. 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.
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.

1.1.3. 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 ).

12


- 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 phối 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 ).
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
toàn 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.

13


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
2, Khóa điện
3, Điện trở phụ
4, Bô bin
5, Con quay chia điện

6, Tụ điện
7, Cam quay
8, Tiếp điểm
9, Bugi
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 điện
+ Mạch điện áp cao có cuộn dây thứ cấp trong bôbin, dây dẫn cao thế,bộ chia điện,
bugi đánh lửa.

14


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 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.

15


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.

16

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 .

17


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
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 Hình
động cơ
được
các hệ
tín thống

hiệu từđánh
các lửa
cảmtrực
biếntếp(
khác
nhau,
1.6.nhận
Sơ đồ
kết cấu
loại
1) tính toán
thời điểm đánh lửa, truyền tín hiệu đánh lửa đến IC đánh lửa. Thời điểm đánh lửa

18


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.

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
2-Biến áp đánh lửa
3-Bugi
W1-Cuộn sơ cấp
W2 –Cuộn thứ cấp

4- khóa điện
WN - Cuộn nguồn
WĐK- Cuộn điều khiển
D1, D2- Điôt thường
DĐK - Điôt điều khiển

CT – 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.

19


- 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 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. Giới thiệu về động cơ TOYTA 2AZ-FE

20


(a)

(b)
Hình 1.8. (a) Mặt cắt dọc, (b) mặt cắt ngang động cơ 2AZ-FE
Nội dung
Kiểu động cơ

Giá trị

Ghi chú

4 kỳ 4 xylanh thẳng hàng ( I4)

Dung tích công tác của

2362cm3
xylanh

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

21


ngột

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
86/86 mm
trình làm việc piston
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.

22


1.4.2. Hệ thống đánh lửa trên động cơ TOYOTA 2AZ-FE

Hình 1.9. Các chi tiết và vị trí của nó trên động cơ trong hệ thống đánh lửa 2AZ-FE

1 . Tín hiệu vị trí trí trục khủy.
4 . Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát.
Sơ đồkhí
mạch
lửa trên
2AZ-FE
2 . TínHình
hiệu 1.10.
lưu lượng
nạp.điều khiển hệ thống5 đánh
. Tín hiệu
vị tríđộng
trục cơ
cam.
3 . Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga
6 . Tín hiệu kích nổ.

23


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 ESAElectronic 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 1.11. 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
trường

φ

φ

tồn tại trong bôbin cho tới khi bóng Transistor OFF, khi đó từ trường

, từ
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 đưa đến bugi theo thứ tự nổ của động cơ tạo tia lửa điện đốt
cháy hòa khí.

24

Hình 1.12. Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE
1 . Tín hiệu tốc độ động cơ.
2 . Tín hiệu vị trí trí trục khủy.
3 . Tín hiệu lưu lượng khí nạp.

4 . Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga.
5 . Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát.
6 . Tín hiệu kích nổ.

1.4.2.2. Tín hiệu IGT và IGF

Hình 1.13. Tín hiệu IGT và IGF.
a) Tín hiệu IGT.
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.

25