Hệ thống đánh lửa trên ô tô là một phần quan trọng trong quá trình hoạt động của động cơ, có vai trò cung cấp tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu và không khí trong buồng đốt. Điều khiển hệ thống đánh lửa không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất động cơ mà còn giảm thiểu mức độ khí thải, tăng tuổi thọ động cơ và cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu.
1. Nguyên lý cơ bản của hệ thống đánh lửa trên ô tô
Hệ thống đánh lửa hoạt động theo một nguyên lý đơn giản nhưng vô cùng quan trọng: cung cấp tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp không khí và nhiên liệu trong buồng đốt.
Các bước chính trong quá trình này bao gồm:
- Tạo tia lửa điện: Tia lửa được tạo ra khi dòng điện cao áp được phóng qua khe hở giữa các điện cực của bugi. Điện áp cao này được tạo ra từ bô-bin đánh lửa (ignition coil), có nhiệm vụ “biến” điện áp thấp từ hệ thống điện của xe thành điện áp cao.
- Thời điểm đánh lửa: Thời điểm chính xác khi tia lửa được phóng ra là yếu tố quan trọng để động cơ hoạt động tối ưu. Thời điểm này thường xảy ra ngay trước khi pít-tông đạt điểm chết trên (TDC) trong kỳ nén. Việc canh thời điểm đánh lửa chuẩn sẽ giúp động cơ hoạt động êm ái, tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải.
- Truyền năng lượng: Tia lửa phải đủ mạnh để đốt cháy hỗn hợp nhưng không được quá mạnh, để tránh làm hư hỏng các bộ phận như bugi.
2. Các loại hệ thống đánh lửa
Hiện nay, có nhiều loại hệ thống đánh lửa khác nhau được ứng dụng trong các dòng xe ô tô. Mỗi loại hệ thống có những đặc điểm và ưu điểm riêng, phù hợp với nhu cầu và công nghệ khác nhau của các động cơ.
- Hệ thống đánh lửa có bộ chia điện (Distributor Ignition System):
Đây là hệ thống đánh lửa cổ điển, trong đó bộ chia điện (distributor) có nhiệm vụ phân phối điện cao áp đến từng bugi tại các thời điểm khác nhau. Việc điều chỉnh thời điểm đánh lửa thường được thực hiện bằng cơ khí hoặc điều khiển bằng chân không và điện.
- Hệ thống đánh lửa không có bộ chia điện (Distributorless Ignition System – DIS):
Hệ thống này bỏ qua bộ chia điện, thay vào đó là các bô-bin đánh lửa độc lập cho từng xi-lanh. Thời điểm đánh lửa được điều chỉnh thông qua các cảm biến và mô-đun điều khiển điện tử, giúp việc điều khiển thời điểm đánh lửa trở nên chính xác hơn.
- Hệ thống đánh lửa kiểu bô-bin trên bugi (Coil-on-Plug – COP):
Mỗi bugi được trang bị một bô-bin đánh lửa riêng, giúp giảm thiểu tổn thất năng lượng và tăng hiệu quả đánh lửa. Hệ thống đánh lửa trên ô tô này giúp kiểm soát tốt hơn và cải thiện độ tin cậy, nhờ vào việc giảm quãng đường tia lửa phải di chuyển.
- Hệ thống Wasted Spark:
Hệ thống này sử dụng một bô-bin đánh lửa cho hai bugi. Hai bugi đánh lửa cùng lúc, một bugi thực hiện đánh lửa trong kỳ xả, còn bugi kia đánh lửa trong kỳ nén. Hệ thống này đơn giản hơn nhưng ít hiệu quả hơn so với hệ thống COP.
3. Thời điểm điều khiển hệ thống đánh lửa
Ngày nay, việc điều khiển thời điểm đánh lửa đã trở nên phức tạp và chính xác nhờ vào sự hỗ trợ của ECU (Engine Control Unit). ECU có nhiệm vụ theo dõi các cảm biến và điều chỉnh thời điểm đánh lửa, từ đó tối ưu hóa hiệu suất động cơ.
Một số khái niệm quan trọng về thời điểm đánh lửa bao gồm:
- Thời điểm tĩnh (Static Timing): Đây là thời điểm đánh lửa cố định, không thay đổi theo tải hoặc tốc độ động cơ.
- Thời điểm động (Dynamic Timing): Thời điểm đánh lửa sẽ thay đổi tùy thuộc vào tốc độ động cơ, tải trọng và các yếu tố khác như nhiệt độ của động cơ.
4. Đánh lửa sớm và muộn
Điều khiển thời điểm đánh lửa là rất quan trọng trong việc tối ưu hóa công suất và giảm thiểu khí thải. Thời điểm đánh lửa có thể được điều chỉnh sớm hoặc muộn tùy thuộc vào điều kiện hoạt động của động cơ:
- Đánh lửa sớm (Spark Advance): Đây là việc điều chỉnh thời điểm đánh lửa sớm hơn trong kỳ nén để cho phép quá trình cháy diễn ra hiệu quả hơn, đặc biệt khi động cơ hoạt động ở tốc độ cao hoặc tải nặng. Tuy nhiên, nếu đánh lửa quá sớm, có thể gây ra hiện tượng kích nổ.
- Đánh lửa muộn (Spark Retard): Thời điểm đánh lửa được điều chỉnh trễ lại trong kỳ nén để ngăn chặn hiện tượng kích nổ, đặc biệt khi động cơ hoạt động ở tải thấp. Điều này có thể giúp giảm công suất động cơ nhưng lại giảm khí thải và nguy cơ hư hỏng động cơ.
5. Phát hiện và kiểm soát kích nổ
- Kích nổ là hiện tượng cháy không kiểm soát trong động cơ, có thể gây hư hỏng nghiêm trọng.
- Để phát hiện và kiểm soát kích nổ, hệ thống điều khiển động cơ sử dụng cảm biến kích nổ (knock sensor) để phát hiện rung động do kích nổ gây ra.
- Dựa trên tín hiệu từ cảm biến, ECU có thể điều chỉnh thời điểm đánh lửa muộn hoặc làm đậm hỗn hợp nhiên liệu để giảm nguy cơ kích nổ.
Trên đây là toàn bộ thông tin về hệ thống đánh lửa trên ô tô mà trung tâm VATC gửi đến bạn. Hy vọng bài viết này sẽ giúp ích cho bạn trong quá trình học tập hay sửa chữa thực tế trên xe ô tô.
Nếu bạn có đang đam mê hoặc muốn tìm hiểu về các khóa học trong ngành ô tô thì liên hệ ngay với trung tâm VATC theo thông tin dưới đây để được tư vấn chi tiết nhất nhé!
Trung Tâm Huấn Luyện Kỹ Thuật Ô Tô Việt Nam – VATC
- Địa chỉ: Số 4-6, Đường số 4, Phường Hiệp Bình Phước, Thành Phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh
- Điện thoại: 0945711717
- Email: info@oto.edu.vn
Xem thêm:
