Trình bày các cải tiên mới ứng dụng cho các hệ thống đánh lửa có trên động cơ ô tô hiện nay

Động Cơ Đốt Trong

Chủ Đề 6: Trình bày các cải tiên mới ứng dụng cho
các hệ thống đánh lửa có trên động cơ ô
tô hiện nay

Giáo viên bộ môn: Nguyễn Thái Vũ
Nguyễn Phước Thọ
Thành viên nhóm:

1. (Nhóm Trưởng): Kiểu bán dẫn, nêu và phân tích các bộ
phận được thêm vào hoặc thay thế vào để cải tiến chức năng
làm việc của hệ thống.

2.

Kiểu kiểu bán dẫn có ESA (Đánh lửa Sớm bằng điện tử) và Hệ
thống đánh lửa trực tiếp.

3. Giới thiệu về hệ thống đánh lửa ô tô hiện nay.
4. Kiểu điều khiển bằng vít

Cơ sở lý thuyết:
 Khái niệm: Tất cả các động cơ hoạt động do nguồn DC (một chiều), có
nghĩa là nguồn đi trực tiếp từ một hướng, từ cực dương ắc quy đến cực
âm của ắc quy. Trong trường hợp của xe ô tô, cực âm của ắc quy thông
qua mộtdây cáp loại lớn, nối trực tiếp với các bộ phận lốc máy và thân
vỏ xe.Các bộ phận kim loại được nối với nó được gọi là “nguồn mát”.
Có nghĩa là; một mạch điện, mà phải gửi 1 dòng ngược lại cực âm của
ắc quy, cót hể kết nối tới bất kỳ bộ phận kim loại nào của máy hay thân
vỏ xe.

1


Động Cơ Đốt Trong

 Chức năng: của hệ thống đánh lửa là tạo ra tia lửa đốt cháy hỗn hợp
nhiên liệu trong buồng đốt của động cơ. Nó phải tạo ra sự đánh lửa
chính xác trong hàng nghìn lần/phút trên mỗi xi lanh của động cơ. Nếu
sự đánh lửa bị ngưng trễ trong khoảng 1 giây, động cơ sẽ hoạt đống yếu
đi và thậm chí ngừng hoạt động.
 Nhiệm vụ: Hệ thống đánh lửa trên động cơ có
nhiệm vụ biến nguồn điện xoay chiều hoặc một
chiều có hiệu điện thế thấp (12 hoặc 24V)
thành các xung điện thế cao (từ 15.000 đến
40.000V). Các xung hiệu điện thế cao này sẽ
được phân bố đến bougie của các xylanh đúng
thời điểm để tạo tia lửa điện cao thế đốt cháy
hòa khí.



u cầu:

- Tia lửa mạnh:
Trong hệ thống đánh lửa, tia lửa được phát ra giữa các điện cực của các
bugi để đốt cháy hỗn hợp hòa khí. Hòa khí bị nén có điện trở lớn, nên
cần phải tạo ra điện thế hàng chục ngàn vơn để đảm bảo phát ra tia lửa
mạnh, có thể đốt cháy hỗn hợp hòa khí.
- Thời điểm đánh lửa chính xác
Hệ thống đánh lửa phải ln ln có thời điểm đánh lửa chính xác vào

cuối kỳ nén của các xy lanh và góc đánh lửa sớm phù hợp với sự thay
đổi tốc độ và tải trọng của động cơ.
- Có đủ độ bền
Hệ thống đánh lửa phải có đủ độ tin cậy để chịu đựng được tác động của
rung động và nhiệt của động cơ. Hệ thống đánh lửa sử dụng điện cao áp
do bơ bin tạo ra nhằm phát ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp hòa khí
đã được nén ép. Hỗn hợp hòa khí được nén ép và đốt cháy trong xi lanh.
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
2


Động Cơ Đốt Trong

lửa. Cuộn sơ cấp tạo ra điện thế hàng trăm vôn còn cuộn thứ cấp thì tạo
ra điện thế hàng chục ngàn vôn.

Quá trình phát triển của hệ thống đánh lửa:

1.
2.
3.
4.
1.

Kiểu điều khiển bằng vít
Kiểu bán dẫn
Kiểu kiểu bán dẫn có ESA (Đánh lửa Sớm bằng điện tử)
Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS)

Kiểu điều khiển bằng vít:

Các thành phần và công dụng của vít lửa:
a) Bôbin:
Công dụng: tiếp nhận điện áp từ ắc quy để tạo ra điện áp cao thế, tia
lửa mạnh phóng qua 2 cực của bugi.
b) Delco ( bộ chia điện): gồm bộ chia điện, bộ ngắt điện, bộ đánh
lửa li tâm.
- Bộ ngắt điện: dùng để ngắt dòng điện sơ cấp trong bobin để tạo ra
điện cao áp trong cuộn thứ cấp.
- Bộ chia điện: dùng để phân phối điện áp từ cuộn thứ cấp của bobin
đến các bugi của mỗi xylanh theo đúng thứ tự công tác của động cơ.
- Bộ đánh lửa sớm li tâm: dùng để thay đổi thời điểm đánh lửa theo
số vòng quay của động cơ.
- Bộ đánh lửa sớm chân không: dùng để thực hiện đánh lửa sớm hoặc
trễ khi tải của động cơ thay đổi.
c) Bugi: tạo tia lửa có nhiệt độ cao giưc cực âm và cực trung tâm để
đốt cháy hỗn hợp không khí và nguyên liệu ở cuối quá trình nén.

3


Động Cơ Đốt Trong

d) Tụ điện và vít lửa:
- Tụ điện: được lắp bên ngoài vỏ delco và mắc song song với tiếp
điểm để giảm thiểu hồ quang tại tiếp điểm suất điện động tự cảm
trong cuộn dây sơ cấp xảy ra khi mở tiếp điểm được nạp vào tụ điện
cho phép ngắt dòng sơ cấp nhanh hơn và tăng cường dòng sơ cấp khi
tiếp điểm đóng…

- Vít lửa: dùng để đóng ngắt dòng sơ cấp khi vấu cam đội.
Kiểu hệ thống đánh lửa này có cấu tạo cơ bản nhất. Trong kiểu hệ thống
đánh lửa này, dòng sơ cấp và thời điểm đánh lửa được điều khiển bằng
cơ. Dòng sơ cấp của bô bin được điều khiển cho chạy ngắt quãng qua
tiếp điểm của vít lửa. Bộ điều chỉnh đánh lửa sớm li tâm và chân không
điều khiển thời điểm đánh lửa. Bộ chia điện sẽ phân phối điện cao áp từ
cựôn thứ cấp đến các bugi.
Nguyên lý của hệ thống đánh lửa loại kiểu vít như sau:
Bộ chia điện gắn đồng trục với trục cam. Bên trong bộ chia điện có một
tiếp điểm cam.Một phía tiếp điểm sẽ nối mass sườn xe,phía còn lại đi ra
ngoài và vào chân C của Bôbin đánh lửa.Nếu xe 4 máy thì trong một chu
kỳ cam sẽ đội tiếp điểm của Delco 4 lần,cứ mỗi lần đến vị trí đánh lửa
của máy nào thì cam sẽ đội làm tiếp điểm hở ra,sinh điện cao áp trong
cuộn thứ cấp của Bôbin và Bôbin gửi điện cao áp này đến cho Delco rồi
Delco chia cho bugi của máy đó.

4


Động Cơ Đốt Trong

2. Kiểu bán dẫn:
Trong kiểu hệ thống đánh lửa này transistor điều khiển dòng sơ cấp,
để nó chạy một cách gián đoạn theo đúng các tín hiệu điện được
phát ra từ bộ phát tín hiệu. Góc đánh lửa sớm được điều khiển bằng
cơ như trong kiểu hệ thống đánh lửa bằng vít hoặc có thể dùng các
cảm biến vị trí như loại quang, Hall.
Nhiệm vụ: Hệ thống đánh lửa trên động cơ có nhiệm vụ biến
nguồn điện 12v 24 v thành các xung điện thế cao.Các xung điện thế
cao này được phân bố đến các bugi tạo tia lửa điện đốt cháy nhiên

liệu.
Yêu cầu: Hệ thống đánh lửa phải sinh ra sức điện động thứ cấp đủ
lớn để phóng điện qua khe hở bugi ở tất cả chế độ làm việc.
5


Động Cơ Đốt Trong

Tia lửa phải đủ năng lượng và thời gian để đốt cháy nhiên liệu.
Góc đánh lửa sớm phải đúng trong mọi chế độ làm việc.
Nguyên lí hoạt động của kiểu bán dẫn

1. Bộ phát tín hiệu phát ra tín hiệu đánh lửa.
2. Bộ đánh lửa (IC đánh lửa) nhận tín hiệu đánh lửa và lập tức cho chạy
dòng sơ cấp.
3. Cuôn đánh lửa, với dòng sơ cấp bị ngắt đột ngột, sinh ra dòng cao áp.
4. Bộ chia điện sẽ phân phối dòng cao áp từ cuộn thứ cấp đến các bugi
5. Bugi nhận dòng cao áp và đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp hòa khí Thời
điểm đánh lửa sớm được điều khiển bởi bộ đánh lửa sớm li tấm và bộ
đánh lửa sớm chân không.
- Bộ đánh lửa sớm li tâm
Bộ đánh lửa sớm li tâm điều khiển đánh lửa sớm theo tốc độ của động
cơ. Thông thường, vị trí các “quả văng” của bộ đánh lửa sớm li tâm
được xác định bằng lò xo của nó. Khi tốc độ của trục bộ chia điện tăng
lên cùng với tốc độ của động cơ, lực ly tâm vượt quá lực của lò xo, cho
phép các quả văng tách xa ra. Kết quả là vị trí của rotor tín hiệu dịch
chuyển vượt quá một góc đã định và cho đánh lửa sớm.

6

Động Cơ Đốt Trong

- Bộ đánh lửa sớm chân không
Bộ đánh lửa sớm chân không điều khiển đánh lửa sớm theo tải trọng của
động cơ. Màng được liên kết với tấm ngắt thông qua thanh đẩy. Buồng
màng được nối thông với cửa trước của đường ống nạp. Khi bướm ga hé
mở, áp suất chân không từ cửa trước sẽ hút màng để làm quay tấm ngắt.
Kết quả là bộ phát tín hiệu dịch chuyển, và gây ra đánh lửa sớm.

Phân loại:
Hệ thống đánh lửa bán dẫn : hầu hết các loại ô tô hiện nay sử dụng hệ
thống đánh lửa bán dẫn vì loại này tạo tia lửa mạnh ở điện cực bugi, đáp
ứng tốt ở các chế độ làm việc của động cơ, tuổi thọ cao.

7


Động Cơ Đốt Trong

Về cơ bản hệ thống đánh lửa bán dẫn chia làm 2 loại sau:
8


Động Cơ Đốt Trong

Hệ thống đánh lửa bán dẫn điều khiển trực tiếp gồm:
1. Hệ thống đánh lửa bán dẫn có vít điều khiển: vít điều khiển có cấu
tạo giống như hệ thống đánh lửa thường nhưng chỉ làm nhiệm vụ
đóng mở transistor.

2.Hệ thống đánh lửa bán dẫn không có vít: transitor công suất được điều
khiển bằng một cảm biến đánh lửa.

9


Động Cơ Đốt Trong

10


Động Cơ Đốt Trong

11


Động Cơ Đốt Trong

3. Hệ thống đánh lửa bán dẫn có ESA.
3.1 Phân loại:

Hiện nay, hầu hết các loại ôtô
đều được trang bò hệ thống đánh lửa bán dẫn
vì loại này có ưu thế là tạo được tia lửa mạnh ở
điện cực bougie, đáp ứng tốt ở các chế độ
làm việc của động cơ, tuổi thọ cao … Qua quá
trình phát triển hệ thống đánh lửa điện tử
được chế tạo, cải tiến với nhiều loại khác nhau,
song có thể chia thành hai loại chính sau:

12


Động Cơ Đốt Trong

A. Hệ thống đánh lửa bán dẫn điều khiển
trực tiếp.
Trong hệ thống này, các linh kiện điện tử được
tổ hợp thành một mạch được gọi là igniter, bộ
phận này có nhiệm vụ đóng ngắt mạch sơ cấp
nhờ các tín hiệu đánh lửa từ cảm biến. Hệ
thống đánh lửa bán dẫn loại này còn có thể
chia làm hai loại:
- Hệ thống đánh lửa bán dẫn có vít điều
khiển: vít điều khiển có cấu tạo giống như
trong hệ thống đánh lửa thường nhưng chỉ
làm nhiệm vụ điều khiển đóng mở
transistor.

13


Động Cơ Đốt Trong

- Hệ thống đánh lửa bán dẫn không có vít:
transistor công suất được điều khiển bằng
một cảm biến đánh lửa.

B. Hệ thống đánh lửa điều khiển

bằng kỹ thuật số.
Hệ thống đánh lửa điều khiển bằng kỹ thuật
số còn được gọi là hệ thống đánh lửa theo
chương trình. Dựa vào các tín hiệu như: tốc độ
động cơ, vò trí cốt máy, vò trí bướm ga, nhiệt độ
động cơ… mà bộ điều khiển (ECU – Electronic
Control Unit) sẽ điều khiển để Igniter tạo ra tia lửa
ở mạch thứ cấp vào đúng thời điểm đánh lửa.
Trong hệ thống đánh lửa loại này, góc đánh lửa
sớm tối ưu vàgóc ngậm điện được lưu trong bộ
nhớ của ECU. Vì vậy, trong bộ chia điện không
còn cơ cấu đánh lửa sớm ly tâm và áp thấp
nữa. Hệ thống đánh lửa điều khiển bằng kỹ
thuật số được trình bày ở chương sau.
C. Hệ thống đánh lửa điện tử điển hình.

14


Động Cơ Đốt Trong

Hệ thống đánh lửa bán dẫn có ESA.

Nguyên lý làm việc: Với công tắc bật lửa, dòng điện chính (pin) chảy
từ pin qua công tắc ngọn lửa đến cuộn dây cuộn chính. Dòng chính được
bật và tắt do tác động của phần ứng khi xoay qua cuộn dây hoặc cảm
biến. Khi mỗi chiếc răng của vật nặng gần cuộn dây nạp, nó sẽ tạo ra
một điện áp báo hiệu mô-đun điện tử để tắt dòng điện cuộn chính. Một
mạch thời gian trong mô đun sẽ biến dòng điện trở lại sau khi trường
cuộn dây bị sập. Khi dòng điện tắt, từ trường được xây dựng trong cuộn

dây sẽ bị sụp đổ, gây ra một điện áp cao trong cuộn dây thứ cấp của
cuộn dây.

Các thành phần:
1. ECU động cơ nhận tín hiệu từ các cảm biến khác nhau, tính toán
thời điểm đánh lửa tối ưu, và gửi tín hiệu đánh lửa tới IC đánh
lửa.
2. IC đánh lửa nhận tín hiệu đánh lửa và lập tức cho chạy dòng sơ
cấp.
3. Bô bin, với dòng sơ cấp bị ngắt đột ngột, sinh ra dòng cao áp
4. Bộ chia điện sẽ phân phối dòng cao áp từ cuộn thứ cấp đến các
15


Động Cơ Đốt Trong

bugi.
5. Bugi nhận dòng cao áp và đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp hòa khí.

3.2 Hệ thống đánh lửa bán dẫn
có vít điều khiển.

Ie

W2

Rf

T

B
Ib

W1

E

Rb

K

Đến bộ
chia điện

C
IC

SW

Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn có vít
điều khiển

Cuộn sơ cấp W1 của bobine được mắc nối
tiếp với transistor T, còn tiếp điểm K được
nối với cực gốc của transistor T. Do có
transistor T nên điều kiện làm việc của tiếp
điểm được cải thiện rất rõ, bởi vì dòng qua
tiếp điểm chỉ là dòng điều khiển cho
transitor nên thường không lớn hơn 1A.

16


Động Cơ Đốt Trong

Nguyên lý làm việc của sơ đồ như sau:
Khi công tắt máy IGSW đóng thì cực E của
transistor T được cấp điện thế dương. Còn
điện thế ở cực C của transistor có giá trò
âm. Khi cam không đội, tiếp điểm K đóng,
sẽ xuất hiện dòng điện qua cực gốc của
transistor theo mạch sau: (+) accu  SW  Rf  Wt
 cực E  cực B  Rb  K  (-) accu. Rb là điện
trở phân cực được tính toán sao cho dòng Ib
vừa đủ để transistor dẫn bão hòa. Khi
transistor dẫn dòng qua cuộn sơ cấp đi theo
mạch: (+) accu  SW Rf  Wt  cực E  cực C
 mass (âm accu). Dòng sơ cấp của bobine có
thể được tính bằng tổng dòng điện Ib + Ic của
transistor T. Dòng điện này tạo nên một
năng lượng tích lũy dưới dạng từ trường trên
cuộn sơ cấp của bobine và khi tiếp điểm K
mở, dòng Ib = 0, transistor T khóa lại, dòng sơ
cấp I1 qua W1 bò ngắt thì năng lượng này được
chuyển hóa thành năng lượng để đánh lửa,
và một phần thành sức điện động tự cảm
trong cuộn W1 của bobine.
Sức điện động tự cảm trong cuộn W1 ở hệ
thống đánh lửa thường có giá trò khoảng
200  400V. Do vậy, không thể dùng các

bobine của hệ thống đánh lửa thường cho
một số sơ đồ đánh lửa bán dẫn vì transistor
sẽ không chòu nổi điện áp cao đặt vào
giữa các cực E – C của transistor khi nó ở
trạng thái khóa. Trong các hệ thống đánh
lửa bán dẫn người ta thường sử dụng các
bobine có hệ số biến áp lớn và có độ tự
cảm L1 nhỏ hơn loại thường hoặc người ta có
17


Động Cơ Đốt Trong

thể mắc thêm các mạch bảo vệ cho
transistor.

4. Hệ thống đánh lửa trực tiếp:
Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS) sử dụng bộ cảm biến trục khuỷu từ,
cảm biến vị trí trục cam, hoặc cả hai, để xác định vị trí trục khuỷu và tốc
độ động cơ. Tín hiệu này được gửi tới mơ-đun điều khiển đánh lửa hoặc
mơ-đun điều khiển động cơ, sau đó kích hoạt cuộn dây thích hợp.
Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp (ĐLTT), bộ chia điện khơng còn được
sử dụng nữa. Thay vào đó, hệ thống ĐLTT cung cấp một bơ bin cùng với
một IC đánh lửa độc lập cho mỗi xy-lanh. Vì hệ thống này khơng 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 khơng sử dụng tiếp điểm trong khu
vực cao áp. Chức năng điều khiển thời điểm đánh lửa được thực hiện
thơng 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 tốn

thời điểm đánh lửa, truyền tín hiệu đánh lửa đến IC đánh lửa. Thời điểm
đánh lửa được tính tốn 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
thơng thường thì phương pháp điều khiển bằng ESA có độ chính xác cao
hơn và khơng cần phải đặt lại thời điểm đánh lửa. Kết quả là hệ thống
này giúp cải thiện tiết kiệm nhiên liệu và tăng cơng suất phát ra.
Hệ thống đánh lửa trực tiếp bao gồm các bộ phận sau đây:

18


Động Cơ Đốt Trong

1.Cảm biến vị trí trục khuỷu (NE):Phát hiện góc quay trục
khuỷu (tốc độ động cơ)
2. Cảm biến vị trí của trục cam (G): Nhận biết xy lanh, kỳ và
theo dõi định thời của trục cam.
3. Cảm biến kích nổ (KNK): Phát hiện tiếng gõ của động cơ
4. Cảm biến vị trí bướm ga (VTA): Phát hiện góc mở của
bướm ga
5. Cảm biến l*ưu lượng khí nạp (VG/PIM): Phát hiện lượng
19


Động Cơ Đốt Trong

không khí nạp.
6. Cảm biến nhiệt độ nước (THW): Phát hiện nhiệt độ nước
làm mát động cơ

7. Bô bin và IC đánh lửa: Đóng và ngắt dòng điện trong cuộn
sơ cấp vào thời điểm tối
1. Bô bin có IC đánh lửa:
Thiết bị này bao gồm IC đánh lửa và bô bin kết hợp thành một
cụm. Trước đây, dòng điện cao áp được dẫn đến xy lanh bằng
dây cao áp. Nhö*ng nay, thì bô bin có thể nối trực tiếp đến
bugi của từng xy lanh thông qua việc sử dụng bô bin kết hợp
với IC đánh lửa. Khoảng cách dẫn điện cao áp được rút ngắn
nhờ có nối trực tiếp bô bin với bugi, làm giảm tổn thất điện áp
và nhiễu điện từ. Nhờ thế độ tin cậy của hệ thống đánh lửa
được nâng cao.

2.
3. Hình 8. Bô bin kết hợp với IC đánh lửa

20


Động Cơ Đốt Trong

Trình bày cải tiến:

1. Giới thiệu chung hệ thống đánh lửa hiện
nay:
Hệ thống đánh lửa đã có những bước phát triển vượt bậc, từ
thiết bị đánh lửa tiếp điểm một cuộn dây (bô-bin đánh lửa) tới
công nghệ đánh lửa điện tử trên giàn bu-gi chứa tới 4 hay 6
chiếc, sử dụng nhiều cuộn dây, chưa kể tới các công nghệ điều
chỉnh điện tử khác. Thậm chí, một vài hệ thống đánh lửa mới
còn sử dụng một cuộn dây độc lập cho từng xi-lanh nhằm cung

cấp điện thế đánh lửa cao hơn và loại bỏ được mớ dây dẫn lằng
nhằng.

Cấu trúc động cơ với bu-gi đánh lửa
chính giữa. Ảnh: HSW.
Trong trường hợp động cơ làm việc bình thường và xe không có hỏng
hóc, bộ đánh lửa cần có điện thế 8.000-14.000 volt để sinh tia lửa
điện qua khoảng cách giữa cực tâm và cực mát, nhằm kích hoạt sự
cháy của hỗn hợp không khí-nhiên liệu được nén ở áp suất cao. Các
hệ thống đánh lửa tiếp điểm cũ, trước những năm 1970, có thể sinh
điện thế tối đa khoảng 18.000-20.000 volt, ở vòng tua thấp và khi
vòng tua tăng cao, điện thế đánh lửa lại giảm. Khi cực tâm nóng lên,
21


Động Cơ Đốt Trong

nó cần điện thế cao hơn mức mà cuộn đánh lửa có thể cung cấp.
Chính vì vậy, những chiếc xe thời đó thường phải thay bu-gi sau
16.000 km đi được.
Ngày nay, hệ thống đánh lửa điện tử thông thường cung cấp điện thế
tối đa ở 50.000 volt hoặc hơn, vì vậy, chúng có thể hạn chế ảnh hưởng
của hiện tượng mòn điện cực bu-gi bằng cách cung cấp điện thế cao
hơn nếu cần thiết. Trong điều kiện vận hành bình thường, điện thế chỉ
ở khoảng 8.000-14.000 volt và tăng lên đôi chút khi bu-gi mòn. Nhờ
khả năng điều chỉnh điện thế một cách linh động nên các bu-gi hiện
đại có tuổi thọ ít nhất 160.000 km, cao hơn 10 lần so với sử dụng hệ
thống đánh lửa tiếp điểm.

 Hiện nay, có ba loại đánh lửa chính.

1.Đánh lửa cơ học; được dùng rất phổ biến cho đến năm 1975, nó
vận hành bằng cơ và điện, không bằng điện tử. Ta hãy tìm hiểu hệ
thống đầu tiên này, sau đó sẽ dễ dàng hiểu thêm về đánh lửa điều
khiển điện tử và điều khiển bằng computer, do vậy đừng bỏ qua phần
này.
2. Đánh lửa điện tử (đánh lửa bán dẫn); được phát minh vào đầu thập
kỷ 70, và nó trở nên thông dụng khi yêu cầu về kiểm soát và độ tin
cậy trở trên rất quan trọng đối với hệ thống kiểm soát khí xả.
3. Cuối cùng là hệ thống đánh lửa không cần bộ chia điện (đánh lửa
lập trình); nó được phát triển vào giữa thập kỷ 80. Hệ thống này được
điều khiển bằng máy tính và không có phụ tùng nào cần phải xoay
chỉnh cả, do vậy nó trở nên đáng tín cậy hơn. Hệ thống này không
yêu cầu phải bảo dưỡng định kỳ, ngoại trừ việc thay bugi sau mỗi
100.000km hoặc 150.000 kmxe chạy.
 Các hệ thống đánh lửa cơ bản :
Hệ thống đánh lửa cơ (được sử dụng từ khi có ô tô cho đến năm
1974)
Bộ chia điện là trung tâm hệ thống đánh lửa cơ khí và có 2 nhiệm vụ
22


Động Cơ Đốt Trong

chính. Đầu tiên, nó phải phóng ra dòng điện cho môbin để kích hoạt
tại thời điểm chính xác được yêu cầu (tùy thuộc vào tốc độ vòng tua
của động cơ và tải trọng tức thời của xe). Sau đó, bộ chia điện phải
có nhiệm vụ định hướng đúng đánh lửa bugi của từng xi lanh (do vậy
nó gọi là bộ chia điện).
Mạch điện cho hệ thống đánh lửa thì đơn giản và dễ nhận biết. Khi ta
đưa chìa khoá vào ổ điện và xoay chìa đến chức năng vận hành, tức

là ta đã gửi một dòng điện từ ắc quy thông qua 1 dây điện đến trực
tiếp cực dương của mobin . Bên trong môbin là các cuộn dây đồng
quấn xung quanh 1 chiếc lõi kim loại, dòng điện sẽ đi qua đó trước
khi đến cực âm của lõi. Từ đó, dây sẽ chuyền 1 dòng điện qua bộ
chia điện và nối với công tắc bật tắt, ta gọi là má vít. Khi má vít
đóng, dòng điện đi trực tiếp xuống nguồn mát. Khi dòng điện được
chuyền từ công tắc điện, thông qua các cuộn dây trong lõi, sau đó
xuống nguồn mát, nó tạo ta một từ trường lớn bên trong lõi môbin .
 Má vít được thiết kế do một điểm tiếp xúc cố định mà được gắn chặt
trên một miếng kim loại bên trong thân chia điện, và một bánh răng
xoay được gắn ở cuối lò xo chịu lực. Điểm xoay chỉnh được là 4,6
hoặc 8 mấu cam (tuỳ thuộc vào số thứ tự xi lanh trên động cơ). Cam
chia điện quay cùng lực với động cơ, tạo thành một chu trình khép
kín hoàn thiện cho 2 thì của động cơ. Khi nó quay, cam sẽ đẩy má vít
đóng hoặc mở. Mỗi khi má vít đóng, dòng điện bị ngắt khỏi môbin,
do đó không tạo ra từ trường và đẩy dòng điện cao áp đến tụ điện thứ
cấp. Dòng điện đi đến đỉnh của môbin thông qua bộ dây cao áp.
 Công tắc điện
Có 2 mạch điện riêng biệt đi từ công tắc đến môbin. Mạch thứ nhất đi
qua một con trở, nhằm mục đích giảm khoảng 15% điện thế để bảo
vệ má vít khỏi bị ăn mòn quá nhanh. Mạch thứ hai sẽ gửi một điện
thế nguyên vẹn từ ắc quy đến môbin, dòng điện này chỉ được sử dụng
khi khích hoạt trục khuỷu. Khi máy đề tác động một dòng điện cố
định để kích hoạt động cơ, sẽ phải có một một dòng khác để cung cấp
23


Động Cơ Đốt Trong

cho môbin. Khi chìa khoá điện được vặn đến vị trí khởi động thì

dòng điện nguyên vẹn của ắc quy được sử dụng. Ngay sau khi động
cở vận hành, tài xế sẽ nhả chìa khoá về chế độ chạy xe và dòng điện
lúc đó sẽ chuyển qua trở sơ cấp để đến môbin.
 Bộ chia điện
Khi bạn tháo nắp chia điện trên đỉnh bộ chia, bạn sẽ thấy má vít và tụ
điện, nó có thể chứa đựng một dòng điện nhỏ. Khi má vít bắt đầu mở,
dòng điện sẽ đi qua má vít và đi đến nguồn mát.
Má vít cần phải điều chỉnh định kỳ để động cơ chạy hiệu quả hơn. Có
một miếng nhựa ngăn giữa má vít và má cam, miếng nhựa đó sẽ bị
mòn mỗi khi má vít thay đổi góc mở. Có hai cách để đo má vít khi
cần điều chỉnh. Thứ nhât, đo khe hở má vít (góc cam điểm cao nhất).
Thứ hai, đo điện thế tại vị. Điện thế tại vị là dòng điện, tại độ quay
của cam, má vít đóng.
Môbin đánh lửa
Môbin đơn thuần chỉ là một bộ chuyển đổi điện. Nó bao gồm 2 cuộn
điện, sơ cấp và thứ cấp. Cuộn sơ cấp có khoảng 100-150 vòng dây
đồng. Và nó phải được cách điện để tránh chập hoặc đoản mạch. Nếu
bị như vậy thì nó sẽ không thể tạo ra từ trường sơ cấp theo yêu cầu.
Dây của cuộn sơ cấp đi vào bên trong môbin qua cực dương, chạy
xung quanh cuộn dây, sau đó thoát ra cực âm.
Cuộn thứ cấp có khoảng 15.000-30.000 vòng dây đồng và cũng được
cách điện đối với cuộn kia. Cuộn thứ cấp được đặt bên trong cuộn sơ
cấp. Cuộn thứ cấp sẽ gia tăng từ trường bên trong một lõi thép mềm.
Để chống lại nhiệt độ cao của dòng điện, môbin sẽ có dầu làm mát
bên trong.
Môbin đánh lửa là bộ phận chính của hệ thống đánh lửa. Khi dòng
điện đi qua môbin, từ trường sẽ được phát sinh. Khi dòng điện ngắt,
từ trường bị ngắt sẽ chuyển một điện thế lớn qua cực trung tâm. Điện
thế đó sẽ cung cấp cho bugi thông qua bộ chia điện.

24


Động Cơ Đốt Trong

 Góc đánh lửa
Góc đánh lửa (thời điểm đánh lửa) được cài đặt bằng cách nới lỏng
vít hãm và quay thân chia điện. Khi tia lửa điện được phát ra vào
đúng thời điểm cần thiết khi má vít bắt đầu mở, cụm chia điện quay
(má vít được đặt ở trên) sẽ làm thay đổi tính chất giữa vị trí của má
vít và vị trí của cam chia điện, bánh răng cam trên trục chai điện sẽ
ăn khớp vào hướng quay của động cơ.
Khi ta cài đặt, cài đặt ban đầu rất quan trọng, để động cơ chạy êm,
góc đánh lửa cần phải thay đổi tuỳ thuộc vào tốc độ động cơ và tải
trọng tức thời của động cơ. Nếu chúng ta xoay mấu cam có má vít
trên đó, có thế chúng ta đã thay đổi vị trí cam chia điện đối với bánh
răng dẫn động, chúng ta có thể thay đổi góc đánh lửa cho phù hợp
đối với động cơ.
 Bugi
Hệ thống đánh lửa là nguồn duy nhất cung cấp điện cho bugi. Hệ
thống sẽ cung cấp cho bugi một điện thế đủ để bugi phát tia lửa điện
tại thời điểm chính xác và đều đặn trong hàng nghìn vòng quay của
động cơ đến từng bugi trong vòng một phút.
Các bugi đời mới được thiết kế để sử dụng rất lâu trước khi phải thay
thế. Điều kỳ diệu này tạo ra muôn vàn hình thể và phạm vi nhiệt
lượng sinh ra được dùng cho từng loại động cơ riêng biệt.
Phạm vi nhiệt lượng của bugi thể hiện khi bugi không đủ nóng để đốt
cháy hêt các cặn bẩn bám vào đầu đốt , và nó không đủ nóng do vậy
tạo ra sự đánh lửa sớm của động cơ. Đánh lửa sớm gây ra do bugi
không đủ nóng, nó bắt đầu hâm nóng lên và đốt cháy nhiên liệu trước

khi đánh tia lửa điện. Hầu hết bugi đều có một điện trở để chống
nhiễu cho sóng radio. Khe hở bugi quá rộng, lượng điện thế không đủ
lớn để vượt qua tạo ra mất tia lửa điện. Khe hở quá hẹp, điện áp tập
trung trên bugi sẽ lớn dẫn đến đánh lửa liên tục và cũng tạo nên kém
hiệu quả

25