“Thành phần cơ khí cho thấy sự hao mòn” lý thuyết này đánh thức trí óc của một kỹ sư và buộc anh ta phải sáng tạo hơn nữa để đạt được một hệ thống lý tưởng. Vì các thành phần cơ khí chuyển động gây ra sự hao mòn mà chúng ta coi là một hạn chế của thành phần, nên câu hỏi đặt ra là, Chúng ta có thể tránh sử dụng bộ phân phối trong hệ thống đánh lửa không? Nếu có, thì làm thế nào chúng ta có thể quản lý thời điểm đánh lửa trong động cơ nhiều xi-lanh? Câu trả lời là Hệ thống đánh lửa không có bộ phân phối (DIS) có thể quản lý thời điểm đánh lửa dễ dàng.
Distributorless Ignition System (DIS) – Hệ thống đánh lửa không có bộ phân phối
DIS – Hệ thống đánh lửa không có bộ phân phối hay không có bộ chia điện là hệ thống đánh lửa trong đó bộ phân phối của hệ thống đánh lửa điện tử được thay thế bằng số cuộn dây cảm ứng, tức là một cuộn dây cho mỗi xi-lanh hoặc một cuộn dây cho một cặp xi-lanh, và thời điểm đánh lửa được kiểm soát bởi Bộ điều khiển đánh lửa (Ignition control unit – ICU) và Bộ điều khiển động cơ (Engine control unit – ECU), giúp hệ thống này hiệu quả và chính xác hơn.
Do sử dụng nhiều cuộn dây đánh lửa cung cấp điện áp trực tiếp đến bugi nên hệ thống này còn được gọi là Hệ thống đánh lửa trực tiếp (Direct Ignition System – DIS).
Tại sao chúng ta cần một hệ thống đánh lửa không phân phối?
Như chúng ta đã biết, tất cả các hệ thống đánh lửa được giới thiệu gần đây là –
- Hệ thống đánh lửa bugi sấy
- Hệ thống đánh lửa Magneto
- Hệ thống đánh lửa cuộn dây điện
- Hệ thống đánh lửa điện tử
Là kết quả của những cải tiến trong hệ thống sau này nhằm làm cho hệ thống đánh lửa của xe đáng tin cậy và hiệu quả hơn. Mới nhất trong số những hệ thống trên là Hệ thống đánh lửa điện tử được sử dụng trong hầu hết các loại xe hơi và xe máy dòng siêu và siêu cao cấp mới nhất, nhưng người ta thấy rằng hệ thống này cũng có một số hạn chế khiến người ta cần phải phát triển một hệ thống có thể khắc phục những hạn chế này như sau:
- Hệ thống đánh lửa điện tử sử dụng bộ phân phối để phân phối tín hiệu điện áp cao từ mô-đun đánh lửa đến bugi, bộ phân phối được sử dụng là một thiết bị cơ học có rô-to hoàn thiện mạch điện và cũng kiểm soát thời điểm đánh lửa, làm cho hệ thống này kém hiệu quả hơn một chút và hệ thống này cũng phải chịu hao mòn cơ học và điện.
- Hệ thống đánh lửa điện tử thông thường đòi hỏi bảo dưỡng cao hơn hệ thống đánh lửa không có bộ phân phối, tức là thời gian bảo dưỡng của hệ thống đánh lửa điện tử là 25.000 dặm và của hệ thống đánh lửa không có bộ phân phối là 100.000 dặm.
- Bộ phân phối trong hệ thống đánh lửa điện tử cần được kiểm tra định kỳ khe hở điểm phân phối vì chúng bị hao mòn.
- Độ chính xác thời điểm đánh lửa của hệ thống đánh lửa điện tử giảm dần theo thời gian.
Những vấn đề này đã dẫn đến sự phát triển của một hệ thống đánh lửa thông minh có tên là hệ thống đánh lửa không có bộ phân phối, trong đó độ chính xác thời điểm đánh lửa được tăng lên bằng cách sử dụng một bộ điều khiển điện tử cùng với một mô-đun đánh lửa và việc phân phối tín hiệu điện áp đến các bugi được thực hiện trực tiếp bằng nhiều cuộn dây đánh lửa, giúp giảm hao mòn của hệ thống và làm cho hệ thống trở thành hệ thống đánh lửa hiệu quả và đáng tin cậy nhất cho đến nay.
Sơ đồ hệ thống đánh lửa không phân phối
Các thành phần của hệ thống đánh lửa này giống như hệ thống đánh lửa điện tử nhưng không có bộ phân phối trong hệ thống này, các thành phần được sử dụng là:
Ắc quy
Tương tự như hệ thống đánh lửa điện tử, ắc quy được sử dụng làm nguồn năng lượng cho DIS.
Công tắc đánh lửa (Ignition Switch)
Nó chi phối việc BẬT và TẮT của hệ thống đánh lửa, giống như hệ thống đánh lửa điện tử.
Cuộn dây đánh lửa và Mô-đun điều khiển đánh lửa
Trong hệ thống đánh lửa không có bộ chia điện, toàn bộ cụm cuộn dây đánh lửa và mô-đun được lắp ráp để làm cho hệ thống nhỏ gọn và ít phức tạp hơn.
- Cuộn dây đánh lửa: Không giống như hệ thống đánh lửa điện tử trong đó chỉ sử dụng một cuộn dây đánh lửa để tạo ra điện áp cao, DIS sử dụng nhiều cuộn dây đánh lửa, tức là mỗi cuộn dây trên mỗi bugi tạo ra điện áp cao riêng cho từng bugi.
- Mô-đun điều khiển đánh lửa (Ignition Control Module – ICM) hoặc Bộ điều khiển đánh lửa (Ignition Control Unit – ICU): Đây là lệnh được lập trình đưa đến chipset có nhiệm vụ cài đặt mạch cuộn dây sơ cấp ở chế độ BẬT hoặc TẮT.
Thiết bị kích hoạt từ tính
Đây là những thiết bị được sử dụng để kiểm soát thời điểm đánh lửa của bugi bằng cách cảm biến vị trí của trục khuỷu và trục cam, một thiết bị kích hoạt từ bao gồm bánh kích hoạt có răng cùng với một cảm biến, hai thiết bị kích hoạt từ được sử dụng trong hệ thống đánh lửa không có bộ chia điện là:
- Thiết bị kích hoạt trục cam – Cảm biến vị trí trục cam: Được lắp trên trục cam và được sử dụng để cảm biến thời điểm đóng van.
- Thiết bị kích hoạt trục khuỷu – Cảm biến vị trí trục khuỷu: Được lắp trên trục khuỷu và được sử dụng để cảm nhận vị trí hoặc hành trình của piston.
Bugi
Bugi được sử dụng để tạo ra tia lửa điện bên trong xi lanh.
Hoạt động của hệ thống đánh lửa không phân phối
- Khi công tắc đánh lửa được bật ON, dòng điện từ ắc quy bắt đầu chạy qua công tắc đánh lửa đến bộ điều khiển điện tử (tiếp tục xử lý dữ liệu và tính toán thời gian) của xe được kết nối với cụm mô-đun đánh lửa và cuộn dây (tạo và ngắt mạch).
- Các bánh kích hoạt được lắp trên trục cam và trục khuỷu có các răng cách đều nhau với một khe hở, và các cảm biến vị trí bao gồm cuộn dây từ liên tục tạo ra từ trường khi trục cam và trục khuỷu quay.
- Khi những khoảng trống này xuất hiện phía trước các cảm biến định vị, sự biến động trong từ trường sẽ xảy ra và tín hiệu của cả hai cảm biến được gửi đến mô-đun đánh lửa, mô-đun này sẽ lần lượt cảm nhận các tín hiệu và dòng điện dừng chạy trong cuộn sơ cấp của cuộn dây. Và khi những khoảng hở này đi ra khỏi các cảm biến, các tín hiệu của cả hai cảm biến được gửi đến mô-đun đánh lửa, mô-đun này sẽ BẬT dòng điện chạy trong cuộn dây sơ cấp của các cuộn dây.
- Việc tạo và ngắt tín hiệu liên tục này tạo ra từ trường trong cuộn dây, từ đó tạo ra EMF trong cuộn thứ cấp của cuộn dây và làm tăng điện áp lên tới 70.000 volt.
- Điện áp cao này sau đó sẽ được truyền đến bugi và quá trình tạo ra tia lửa điện diễn ra.
- Thời điểm đánh lửa của bugi được điều khiển bởi bộ điều khiển điện tử bằng cách xử lý liên tục dữ liệu nhận được từ mô-đun điều khiển đánh lửa.
