Hệ thống đánh lửa là gì? Có cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào?

Hệ thống đánh lửa nói riêng có vai trò quan trọng đối với động cơ và các thiết bị nói chung. Vậy chính xác nhiệm vụ của hệ thống đánh lửa là gì? Nó hoạt động như thế nào? Được phân ra mấy​​ loại? Sau đây là câu trả lời chi tiết sẽ giúp bạn hi​ểu rõ h​ơn về hệ thống này.

 

Hệ thống đánh lửa là gì?

Hệ thống đánh lửa là bộ phận quan trọng, tập hợp các phụ tùng lại với nhau và hoạt động với nhau theo một nguyên lý nhất định tạo ra tia lửa điện để đốt cháy nhiên liệu của động cơ. Hiện nay, hệ thống đánh lửa sử dụng máy tính để tạo ra kiểu đánh lửa lý tưởng cho mọi điều kiện vận hành của xe. Do đó, ECM xác định thời điểm đánh lửa dựa trên các tín hiệu từ các cảm biến. Đồng thời, trong bộ nhớ của ECM có ghi nhớ thời điểm đánh lửa phù hợp với từng điều kiện hoạt động của động cơ.Với hệ thống đánh lửa điện tử, chúng đóng vai trò rất quan trọng trong việc xác định thời điểm chính xác để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu, không khí và khởi động xe. Lúc này, thời điểm đánh lửa sẽ được ECU tính toán và xác định chính xác dựa trên các tín hiệu từ các cảm biến. Hệ thống đánh lửa điện tử có một số cải tiến công nghệ rất hiện đại do đó có những ưu điểm vượt trội.

Hệ thống vận hành mạnh mẽ ở cường độ cao và duy trì ổn định mà không cần điều chỉnh tần số điện. Đồng thời, khả năng tiết kiệm nhiên liệu cao, ít khí thải,… nên được áp dụng rộng rãi. Ngoài hệ thống đánh lửa, chúng còn phối hợp với nhiều bộ phận khác trên xe như hệ thống nhiên liệu, làm mát,… tạo nên sự đồng bộ và hoạt động trơn tru cho động cơ. Vì vậy, đây là một phần quan trọng mà người dùng nên biết khi tìm hiểu về động cơ và nên nắm rõ.

Hệ thống đánh lửa là bộ phận hỗ trợ khởi động xe ô tô
Hệ thống đánh lửa là bộ phận hỗ trợ khởi động xe ô tô

Nhiệm vụ của hệ thống đánh lửa là gì?

Như thông tin bên trên, vai trò của hệ thống này rất quan trọng. Vậy chính xác thì hệ thống đánh lửa có nhiệm vụ  gì? Sau đây là 2 nhiệm vụ chính của hệ thống đánh lửa: Nhiệm vụ chính của hệ thống đánh lửa là đốt cháy nhiên liệu

  • Hệ thống đánh lửa có nhiệm vụ tạo ra một dòng điện đủ mạnh (khoảng trên 20.000V) để có thể phóng qua khe đánh lửa của bugi và thực hiện quá trình đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu dạng khí.
  • Làm nhiệm vụ đánh lửa đúng thời điểm động cơ cần đánh lửa hoàn toàn bộ chế hòa khí tạo ra công suất tối đa, từ đó ngăn chặn cặn cacbon và giảm lượng khí thải có thể gây ô nhiễm môi trường. 

Đây là nhiệm vụ chính của hệ thống đánh lửa. Nếu không có tia lửa điện, hỗn hợp nhiên liệu không được đánh lửa và động cơ không thể nổ máy. Đây là lý do tại sao hệ thống đánh lửa rất quan trọng

 

Cấu tạo của hệ thống đánh lửa

Để thực hiện nhiệm vụ bắn ra tia lửa điện giúp đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu – không khí, hệ thống đánh lửa cần phối hợp nhịp nhàng các chi tiết sau:

Bộ chia điện

Bộ chia điện là bộ phận thực hiện nhiệm vụ tiếp theo trong chuỗi hoạt động của hệ thống đánh lửa. Bộ phận này có nhiệm vụ phân phối điện áp do bô bin tạo ra đến từng xi-lanh. Bộ phận hoạt động trên cơ sở trục chia đ​​iện và hệ thống con quay được gắn ở các đầu. Khi cuộn thứ cấp được kết nối với con quay,  nắp bộ chia điện sẽ được kết nối với đường điện cao thế đến xilanh bằng các đầu nối. Khi con quay được kích hoạt, điện áp cao sẽ được phân phối cho xi lanh theo một thứ tự nhất định.

Thông thường, điện áp để kích hoạt bugi sẽ nằm trong khoảng từ 40.000 đến 100.000 V. Tuy nhiên, mức độ chính xác phụ thuộc vào loại tia lửa được sử dụng. Đây là cơ cấu cơ bản giúp thực hiện nhiệm vụ của hệ thống đánh lửa. Ngoài ra, tùy theo một số loại mà cấu tạo khác nhau.

Cấu tạo bộ phận đánh lửa
Cấu tạo bộ phận đánh lửa

Bô bin 

Đây là một trong những chi tiết quan trọng của hệ thống đánh lửa. Chúng có nhiệm vụ khởi động tia lửa điện để phục vụ quá trình đốt cháy nhiên liệu của động cơ. Bô bin tạo ra điện dựa trên hiện tượng cảm ứng giữa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp. Khi dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp, nó đột ngột bị má vít cắt tại thời điểm đánh lửa. Khi ngắt dòng điện sẽ làm giảm cường độ từ trường và sinh ra dòng điện khác trong cuộn thứ cấp theo nguyên lý cảm ứng điện từ để chống lại sự thay đổi đột ngột của từ trường. Do số lượng lớn các vòng trong cuộn thứ cấp, công suất  nguồn điện tạo ra ở đây có thể lên đến 100000 V, tùy thuộc vào loại.

Cấu trúc cụ thể của hệ thống đánh lửa điện tử

Đối với hệ thống đánh lửa điện tử, cấu tạo của nó sẽ bao gồm các bộ phận sau:

  • Nguồn điện (pin): Là nguồn điện một chiều điện áp thấp (từ 12 đến 14.2V) hệ thống.
  • Cuộn dây đánh lửa
  • Công tắc đánh lửa: chịu trách nhiệm điều chỉnh quá trình bật / tắt của toàn bộ hệ thống đánh lửa
  • Mô-đun đánh lửa
  • Nhóm tiếm điểm
  • Bộ phận bugi
  • Bộ điều khiển: Tự động hóa các công việc quản lý, giám sát và kiểm tra cường độ tia lửa điện với thời hạn nhất định.
  • Cảm biến: Có nhiệm vụ phát hiện những thay đổi trong hệ thống cấp nguồn và hệ thống đánh lửa.
  • Phần ứng: Bao gồm một điện trở gồm bánh răng (phần quay), một ống chân không phía trước và một cuộn dây cấp (để bắt tín hiệu điện áp). Do đó, khi môđun đánh lửa nhận được tín hiệu điện áp từ phần ứng, để thực hiện chính xác quá trình đóng ngắt mạch điện để phân phối dòng điện đến các bugi theo chu trình chuẩn nhất.

Nhìn chung, hệ thống đánh lửa điện tử có cấu tạo giống nhau và khác nhau về linh kiện. Tuy nhiên, tất cả đều phối hợp với nhau để tạo nên sự đồng bộ và hỗ trợ quá trình đánh lửa, giúp đốt cháy nhiên liệu một cách chính xác nhất.

Cấu trúc cụ thể của bộ phận đánh lửa
Cấu trúc cụ thể của bộ phận đánh lửa

Nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa điện tử

Khi người lái khởi động xe, cơ chế đánh lửa bằng tia lửa điện được kích hoạt. Do đó, dòng điện bắt đầu chạy từ ắc-quy qua công tắc đánh lửa đến cuộn dây sơ cấp. Lúc này, cuộn dây cấp phần ứng sẽ được kích hoạt, nhận tín hiệu điện áp từ phần ứng và đưa đến môđun đánh lửa.

Bánh răng của điện trở tiếp xúc với cuộn dây nạp và tín hiệu điện áp của cuộn dây nạp sẽ được gửi đến mô-đun điện tử. Sau khi nhận được thông tin, nguồn điện cấp cho cuộn sơ cấp sẽ bị ngắt và dừng đột ngột.

Sau đó, khi bánh răng điện trở không còn tiếp xúc với cuộn nạp, dòng điện tiếp tục được đưa đến các bộ phận của hệ thống đánh lửa điện tử. Việc tạo ra dòng điện liên tục và gián đoạn này gây ra hiện tượng cảm ứng điện từ, có thể xuất hiện điện áp tới vài nghìn vôn trong cuộn thứ cấp. Dòng điện áp cao này được gửi đến các phân phối khác của chuyển động quay roto và các tiếp điểm, từ cuộn dây đến bugi. Khi có sự chênh lệch điện áp, đầu bugi tạo ra tia lửa điện bắt đầu quá trình đốt cháy nhiên liệu.

Nguyên lý hoạt động hệ thống đánh lửa
Nguyên lý hoạt động hệ thống đánh lửa

Phân loại hệ thống đánh lửa 

Ngày nay, trong khi cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang phát triển mạnh mẽ, nhiều thiết bị công nghệ không ngừng được cải tiến, trong đó có hệ thống đánh lửa của ô tô. Ô tô thường được trang bị một trong các hệ thống đánh lửa sau: hệ thống đánh lửa dùng má vít, hệ thống đánh lửa lập trình, hệ thống đánh lửa bán dẫn, v.v.

Hệ thống đánh lửa dùng má vít

Hệ thống đánh lửa dùng má vít còn được gọi là hệ thống đánh lửa tiếp điểm, là hệ thống đánh lửa đầu tiện được trang bị trên ô tô. Cấu tạo của hệ thống khá đơn giản, thô sơ gồm: khóa điện, acquy, điện trở phụ, chấn lưu cao áp, cuộn sơ cấp, cuộn thứ cấp, cam ngắt, tiếp điểm, tụ điện, bugi, roto.

Hệ thống khá ổn định và dễ bảo trì và cài đặt. Tuy nhiên, là thế hệ đầu tiên nên việc vận hành không được linh hoạt khi động cơ thay đổi chế độ vận hành.

Hệ thống đánh lửa bán dẫn

Hệ thống đánh lửa loại này được cải tiến nhiều hơn và cấu tạo phức tạp hơn. Có hai loại hệ thống đánh lửa bán dẫn:

  • Loại tiếp điểm có cấu tạo đơn giản, bảo dưỡng thuận tiện, giá thành rẻ và thích ứng tốt với chế độ làm việc nhưng chỉ dùng cho động cơ tốc độ thấp.
  • Loại không tiếp điểm gồm 2 loại:
  1. Loại cảm ứng có tuổi thọ cao, điều chỉnh góc thuận tiện và hoạt động ổn định, nhưng cấu tạo phức tạp hơn, phải bổ sung một số mạch điện, giá thành đắt.
  2. Loại quang điện cũng có tuổi thọ khá cao, cải thiện chất lượng đánh lửa, nhưng khó sửa chữa hơn.

 

Tóm lại,  hệ thống đánh lửa bán dẫn trên ô tô ưu việt hơn nhiều so với hệ thống đánh lửa tiếp điểm. Hệ thống này thường được sử dụng trên các xe ô tô mới có tốc độ động cơ vừa phải hoặc tầm trung.

Bộ đánh lửa lập trình có hệ thống chia điện 

Hệ thống vận hành linh hoạt và bao gồm nhiều thiết bị hiện đại mang lại độ chính xác cao cho quá trình đánh lửa. Do số lượng kết cấu bộ phận nhiều nên nguyên lý làm việc khá phức tạp.

Hệ thống được lập trình không có bộ chia điện

Được biết đến với tên gọi khác như hệ thống đánh lửa trực tiếp, đây là hệ thống đánh lửa hiện đại nhất hiện nay.

Hệ thống này có nhiều tính năng hơn hệ thống đánh lửa lập trình với bộ chia điện. Đồng thời, hệ thống này vận hành chính xác và hiệu quả nên nó thường được sử dụng trên những chiếc xe hơi sang trọng.

Hệ thống được lập trình không có bộ chia điện
Hệ thống được lập trình không có bộ chia điện

Hệ thống đánh lửa Magneto

Hệ thống này còn có tên là hệ thống đánh lửa cơ để tạo ra các tia lửa điện. Hệ thống này được trang bị nhiều trên xe máy có chân đạp cò xe hoặc ở các loại bếp ga sử dụng nút bật/tắt bếp.

Hệ thống đánh lửa trực tiếp

So với cấu trúc chung, đây là loại hệ thống khác biệt nhất. Chúng không bao gồm bộ chia điện như các hệ thống đánh lửa truyền thống. Do tính linh hoạt và tiện lợi của nó, hệ thống này ngày nay rất phổ biến cho nhiều loại phương tiện và thiết bị.

Những lỗi thường gặp  trong hệ thống đánh lửa trên ô tô

Sau khi sử dụng một thời gian, mọi bộ phận sẽ gặp trục trặc. Các sự cố thường gặp đối với hệ thống đánh lửa trên ô tô bao gồm: máy biến áp bị hỏng, bộ chia điện bị hỏng, bugi bị lỗi, tia lửa yếu, thời điểm đánh lửa không đúng, v.v.

Máy biến áp bị hỏng trong hệ thống đánh lửa trên ô tô

Các sự cố thường gặp liên quan đến máy biến áp như chập mạch dẫn đến cháy máy biến áp, cháy điện trở phụ, cháy vỏ máy biến áp, v.v. Có nhiều lý do dẫn đến tình tr​ạng  này.

Bộ chia điện bị hỏng

Bộ chia điện thực hiện nhiệm vụ phân áp theo thứ tự làm việc của hệ thống. Vì vậy, khi bộ phân phối bị lỗi sẽ ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động của toàn bộ hệ thống đánh lửa. Sau một thời gian sử dụng, bộ chia điện có thể bị gãy do tác động ngoại lực hoặc bị nứt.

Hệ thống đánh lửa bị hỏng bugi

Bugi là bộ phận quan trọng trong hệ thống đánh lửa, giúp hệ thống hoạt động tối ưu. Bugi sử dụng lâu ngày có thể bị hỏng, mòn điện cực, nóng chảy điện cực, muội than làm giảm khả năng đánh lửa, hỏng đầu sứ … Trong những trường hợp này, người dùng nên nhanh chóng đưa xe đi kiểm tra, và nếu tình huống xấu nhất không thể khắc phục được thì hãy thay thế nó bằng một thiết bị mới.

Hệ thống đánh lửa trên xe phát ra tia lửa yếu

Nếu khởi động xe thất thường, động cơ yếu hay không đều thì rất có khả năng hệ thống đánh lửa gặp vấn đề. Khi tia lửa điện yếu, điện thế cao áp từ bộ chia điện đến các bugi sẽ thấp. Nguyên nhân có thể do bugi bị hỏng, má vít bẩn, dây cao áp bị rò rỉ, bugi mòn, v.v.

Đánh lửa không đúng thời điểm

Hệ thống đánh lửa thường gặp tình trạng đánh lửa sớm hoặc muộn. Nếu quá sớm, nhiên liệu sẽ bị hao hụt, động cơ nhanh nóng và giảm tuổi thọ của hệ thống. Nếu đánh lửa quá muộn, ống xả sẽ nổ bất thường, động cơ đốt không kịp do ngộp nhiên​​ liệu.

Nếu bạn không phải là người rành về xe ô t​ô, tốt nhất nên đưa xe đến gara uy tín để kỹ sư kiểm tra và sửa chữa hệ thống đánh lửa.

Hệ thống đánh lửa trên xe ô tô
Hệ thống đánh lửa trên xe ô tô

Nguyên nhân hệ thống đánh lửa điện tử bị lỗi là gì?

Có nhiều nguyên nhân khiến hệ thống đánh lửa điện tử bị lỗi, nhưng những nguyên nhân chính sau đây là:

  • Việc vệ sinh và bảo dưỡng xe không thường xuyên có thể gây hư hỏng, hao mòn và rỉ sét một số thiết bị trong hệ thống đánh lửa.
  • Sử dụng phụ kiện không phù hợp với dòng xe này.
  • Bị ảnh hưởng bởi điều kiện vận hành hoặc bảo quản xe trong môi trường có độ ẩm cao.

Cách đặt lại hệ thống lửa trên động cơ

Đây là vấn đề được nhiều người quan tâm. Sau đây là các bước đặt lại hệ thống đ​ánh lửa trên xe  ​​ô tô: 

  • Bước 1: Lắp bộ phân phối điện vào trục truyền động bằng cách quay trục khuỷu và quan sát vị trí máy đầu tiên. Sau đó, lắp các dây cao áp theo đúng thứ tự của động cơ, khởi động động cơ, điều chỉnh delco quay ở vòng tua máy tối đa, không có tiếng gõ.
  • Bước 2: Khi nổ máy chế độ không tải, máy cần nghe tiếng nổ đều và không bị rung.
  • Bước 3: Tiếp tục lên ga, lưu ý âm thanh nghe ngọt và mạnh.
  • Bước 4: Lắp bộ phân phối điện vào vị trí đã điều chỉnh để có hệ thống đánh lửa kịp thời điểm và hoạt động tốt nhất.

Hy vọng qua những thông tin mà MMK Auto chia sẻ trên bạn đã nắm được cấu tạo cũng như​​ nguyên lý hoạt độ​​ng của hệ thống đánh lửa trên ô tô. Hệ thống đánh lửa điện tử đóng vai trò quan trọng trong việc khởi động và thay đổi tốc độ động cơ của ô tô. Vì vậy, để đảm bảo tiến độ của mỗi chuyến đi diễn ra suôn sẻ, các chủ xe cần quan tâm hơn đến việc bảo dưỡng xe, phát hiện kịp thời các lỗi hệ thống từ đó tìm ra giải pháp khắc phục phù hợp. 

MMKAUTO.VN – HỆ THỐNG CHĂM SÓC VÀ ĐỘ XE TOÀN QUỐC

Địa Chỉ: 552 Phạm Văn Chiêu, Phường 16, Quận Gò Vấp, TP.HCM

Điện thoại: 08 1800 5522

Email: mmkvietnam@gmail.com

Tìm kiếm MMKAUTO.VN qua: