Hệ thống đánh lửa bán dẫn không có tiếp điểm

3. 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

3.1.2. Giới thiệu về các hệ thống đánh lửa

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. 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

R2 R5 R6

II I R7

I D

1 I

V R1

B I

C E T1

B T2

C2

D Z D3

Mass

W1 W2

T3 W3 B

R4 C E

W4

K C E D2

1 2

3

4 5

6

8 7

C1 R3 a b c

Mass 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.

22 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

23 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.

24 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.

25 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 I1 : (+) 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

ra 

U 12VT1 dẫnT2 dẫnT3 dẫn. Lúc này, dòng sơ cấp đi theo mạch sau:

(+) ắc quy IG/SWRf  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 Ura  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.