Trong khi ngành công nghiệp ô tô đã đạt được tiến bộ vượt bậc về cơ học và công nghệ trong suốt lịch sử, có một thành phần mà tất cả các ô tô có động cơ dễ cháy đều có điểm chung:hệ thống đánh lửa. Nếu bạn thực sự nghiêm túc về chiếc xe quý giá của mình, biết các loại hệ thống đánh lửa khác nhau như thế nào công việc và những ưu nhược điểm của chúng rất hữu ích trong việc chọn đúng loại bugi hoạt động hiệu quả nhất với các yêu cầu về hiệu suất của hệ thống đánh lửa.
Mặc dù hầu hết mọi thành phần chính của ô tô đều đã được cải tiến qua nhiều năm, nhưng các nguyên tắc cơ bản của hệ thống đánh lửa vẫn không thay đổi trong gần một thế kỷ qua. Về bản chất, nó lấy điện áp từ pin, chuyển nó thành điện áp cao hơn nhiều, sau đó chuyển dòng điện này đến buồng đốt của động cơ và đốt cháy hỗn hợp nén giữa nhiên liệu và không khí để tạo ra quá trình đốt cháy. Quá trình đốt cháy này tạo ra năng lượng cần thiết để chạy ô tô của bạn.
Điều đó nói lên rằng, phương pháp tạo ra và phân phối tia lửa điện đã được cải thiện rất nhiều nhờ những tiến bộ công nghệ. Hiện tại, có bốn loại hệ thống đánh lửa được sử dụng trong hầu hết các xe ô tô và xe tải, theo thứ tự phát minh:đánh lửa điểm ngắt thông thường (cơ học), đánh lửa năng lượng cao (điện tử), đánh lửa không phân phối (tia lửa thải) và đánh lửa cuộn dây cắm đánh lửa. Đánh lửa điểm ngắt (cơ học) và đánh lửa năng lượng cao (điện tử) đều là đánh lửa dựa trên bộ phân phối, do đó, một cách khác để phân loại là theo ba loại hệ thống đánh lửa rộng hơn:hệ thống đánh lửa dựa trên bộ phân phối, không có bộ phân phối và hệ thống cuộn dây trên phích cắm.
Trong hướng dẫn toàn diện này, chúng ta sẽ đi sâu vào cách thức hoạt động của từng hệ thống, cũng như những ưu điểm và nhược điểm của từng hệ thống, liên quan đến ý nghĩa của nó đối với các yêu cầu bảo trì và hiệu suất động cơ của bạn.
Khi bạn đặt chìa khóa vào ổ điện và quay xe của mình, động cơ của bạn sẽ khởi động và tiếp tục chạy. Bạn đã bao giờ tự hỏi về toàn bộ quá trình xảy ra đằng sau một hành động đơn giản như vậy?
Hãy quay lại Động cơ 101:Động cơ của bạn tạo ra năng lượng để chạy ô tô của bạn bằng cách tạo ra quá trình đốt cháy hoặc nổ bên trong buồng đốt của nó, do đó có tên là “động cơ đốt trong”. Để tạo ra quá trình cháy như vậy, hệ thống đánh lửa đóng một vai trò chính:các bugi của bạn cung cấp tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp không khí và nhiên liệu được đưa vào buồng đốt.
Để hệ thống đánh lửa hoạt động tốt, nó phải có khả năng hoàn thành hai nhiệm vụ một cách hiệu quả và chính xác cùng một lúc.
Nhiệm vụ đầu tiên là tạo ra một tia lửa mạnh có thể nhảy qua khe hở của bugi. Nói cách khác, hệ thống đánh lửa cần tăng điện áp từ 12 volt của pin lên ít nhất 20.000 volt, cần thiết để đốt cháy hỗn hợp khí nén và nhiên liệu trong buồng đốt để tạo ra một vụ nổ tạo ra năng lượng.
Để đạt được mức điện áp tăng vọt như vậy, hệ thống đánh lửa trên tất cả các ô tô, ngoại trừ các mẫu xe chạy bằng động cơ diesel, sử dụng cuộn dây đánh lửa bao gồm hai cuộn dây quấn quanh lõi sắt, được gọi là cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp. Cuộn đánh lửa hoạt động như một máy biến điện năng.
Mục tiêu của cuộn dây đánh lửa là tạo ra một nam châm điện bằng cách chạy 12 volt do pin cung cấp qua cuộn sơ cấp. Khi công tắc kích hoạt hệ thống đánh lửa của xe tắt nguồn điện vào cuộn dây đánh lửa, từ trường sẽ đóng lại. Tương tự như vậy, cuộn dây thứ cấp thu nhận từ trường suy giảm từ cuộn dây sơ cấp và chuyển nó thành 15.000 đến 25.000 vôn.
Sau đó, nó cung cấp điện áp này cho bugi, do đó tạo ra quá trình đốt cháy trong buồng đốt của động cơ, do đó tạo ra năng lượng để khởi động và chạy động cơ xe của bạn. Để có thể xuất hiện tia lửa điện cần thiết, điện áp quy đổi đưa đến bugi phải nằm trong khoảng 20.000 vôn và 50.000 vôn.
ĐỌC THÊM
Đồng thời, vai trò quan trọng khác của hệ thống đánh lửa là đảm bảo rằng tia lửa phải bắn vào đúng thời điểm trong suốt hành trình nén để tối đa hóa công suất tạo ra từ hỗn hợp không khí và nhiên liệu được đánh lửa. Nói cách khác, điện áp đủ phải được cung cấp đến đúng xi lanh vào thời điểm chính xác và việc này phải được thực hiện thường xuyên.
Tất cả các thành phần hoạt động chính xác và hài hòa để động cơ của bạn đạt được hiệu suất tối ưu. Ngay cả những sai sót nhỏ nhất về thời gian ở bất kỳ bộ phận nào cũng sẽ dẫn đến các vấn đề về hiệu suất động cơ và nếu kéo dài, thậm chí có thể gây ra hư hỏng vĩnh viễn.
Hệ thống đánh lửa phải cung cấp đủ tia lửa tại xi lanh bên phải. Để đảm bảo thời gian đánh lửa chính xác, các kỹ sư đã sử dụng một số phương pháp, đã phát triển trong nhiều năm.
Các hệ thống đánh lửa ban đầu sử dụng các nhà phân phối cơ khí hoàn toàn để điều khiển thời điểm đánh lửa, tiếp theo là các nhà phân phối hỗn hợp được trang bị công tắc trạng thái rắn và mô-đun điều khiển động cơ (ECM), về cơ bản là một loại máy tính quy trình đơn giản, để phân phối công suất điện đến từng xi lanh riêng lẻ. .
Điều ra đời sau đó để chống lại những nhược điểm của các nhà phân phối ban đầu này là hệ thống đánh lửa điện tử 100%, hệ thống đầu tiên là hệ thống đánh lửa không có nhà phân phối, trong đó nhà phân phối bị loại bỏ hoàn toàn.
Phát minh mới nhất, hệ thống đánh lửa bằng cuộn dây trên phích cắm, đã có thể cải thiện đáng kể thời gian đánh lửa bằng cách sử dụng các cuộn dây đánh lửa được cải tiến đóng gói một bức tường lớn hơn nhiều và tạo ra tia lửa nóng hơn nhiều.
Khi động cơ hoạt động, nó cũng chạy máy phát điện tạo ra điện để sạc lại ắc quy. Pin trong ô tô của bạn lưu trữ điện và phân tán nó thành dòng điện một chiều.
Pin cung cấp dòng điện một chiều mười hai vôn. Tuy nhiên, để đạt được tia lửa điện cho quá trình đốt cháy xảy ra, cần phải có từ 20.000 đến 50.000 vôn ở bugi. Để tăng điện áp đáng kể như vậy, bạn cần có cuộn dây đánh lửa.
Cuộn dây đánh lửa
Cuộn đánh lửa hoạt động như một máy biến điện năng. Các hệ thống đánh lửa cơ học sớm nhất dựa vào một cuộn dây để chuyển đổi điện áp thấp từ pin thành điện áp cao mà bugi cần.
Biến đổi điện của cuộn dây đánh lửa hoạt động dựa trên một nguyên tắc được gọi là cảm ứng từ. Trong một máy biến áp truyền thống, cuộn dây sơ cấp nhận điện, đó là dòng điện một chiều từ pin. Tuy nhiên, điện tích này qua cuộn dây sơ cấp bị gián đoạn theo chu kỳ. Sự gián đoạn này là do nhà phân phối trong các hệ thống đánh lửa dựa trên nhà phân phối ban đầu và do máy tính để đạt được thời gian chính xác hơn trong các hệ thống đánh lửa sau này. Công việc của nhà phân phối sẽ được thảo luận thêm bên dưới.
Điện áp ở cuộn sơ cấp tạo ra từ trường. Sự gián đoạn có chu kỳ đối với dòng điện mà cuộn sơ cấp nhận được làm cho từ trường do cuộn sơ cấp tạo ra liên tục suy giảm. Những chuyển động lớn như vậy của từ trường cuộn sơ cấp khiến cuộn thứ cấp tạo ra một luồng năng lượng điện áp cao tại một thời điểm.
Hiệu điện thế do cuộn thứ cấp tạo ra có độ lớn như thế nào phụ thuộc vào tỉ số giữa số vòng dây ở cuộn sơ cấp và số vòng dây ở cuộn thứ cấp. Nếu cuộn thứ cấp có số vòng gấp đôi cuộn sơ cấp thì hiệu điện thế đầu ra gấp đôi điện áp đầu vào. Như vậy, để tăng hiệu điện thế từ 12 vôn lên ít nhất 20.000 vôn mà bugi cần, trong cuộn đánh lửa của ô tô, cuộn thứ cấp có số vòng gấp hàng vạn lần cuộn sơ cấp.
Dưới đây là cách nhà phân phối tạo ra các điện tích định kỳ, rời rạc nói trên được cung cấp cho cuộn dây đánh lửa chính. Bộ phân phối có chứa một "điểm ngắt" nối mạch của cuộn sơ cấp. Điểm này được kết nối với mặt đất bằng một đòn bẩy. Cần di chuyển nhờ một cam kết nối với trục phân phối. Điều đó làm mở mạch cuộn sơ cấp và gây ra sự cố sập gây nổ điện áp cao ở cuộn thứ cấp.
Ngoài ra, trong khi pin và cuộn dây đánh lửa cung cấp năng lượng, nhà phân phối thực hiện một công việc quan trọng, đó là xác định chính xác vị trí và thời điểm nguồn điện đó đi đến mỗi bugi.
Bộ phân phối chứa nhiều bộ phận, bộ phận quan trọng nhất bao gồm một rôto quay cùng lúc với động cơ và một số “tiếp điểm” được gắn trên nắp bộ phân phối. Dòng điện từ cuộn đánh lửa được cung cấp cho rôto. Rôto quay và khi phần cuối của rôto tiếp cận một trong các tiếp điểm, dòng điện sẽ quay với tiếp điểm đó. Từ đó, điện truyền xuống dây bugi đến bugi liên kết, do đó định thời gian sạc cho mỗi bugi.
Dây điện của bugi hay còn gọi là dây đánh lửa, là loại dây cách điện truyền điện đến bugi để cuối cùng bugi có thể tạo ra tia lửa điện gây cháy.
Bugi bao gồm một thân bằng sứ cách điện với một lõi trung tâm bằng kim loại dẫn điện ở trung tâm. Có một khe hở giữa lõi trung tâm bằng kim loại này và đầu của điện cực tiếp giáp với đế kim loại của bugi. Dòng điện chạy qua hoặc nhảy qua khoảng trống đó, gây ra tia lửa.
Điều cần lưu ý là nếu không có hệ thống đánh lửa hoạt động tốt và chính xác, xe của bạn có thể gặp khó khăn khi khởi động hoặc có thể không chạy.
Bugi bị mòn và các bộ phận bị lỗi trong hệ thống đánh lửa sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của động cơ, tạo ra một loạt các vấn đề về động cơ bao gồm khởi động khó, đánh lửa sai, thiếu công suất, tiết kiệm nhiên liệu kém và thậm chí là hư hỏng vĩnh viễn nếu các vấn đề không được giải quyết kịp thời. Cũng lưu ý rằng những sự cố động cơ này do hệ thống đánh lửa bị lỗi có thể làm hỏng các bộ phận quan trọng khác trong xe của bạn.
Do đó, việc bảo dưỡng thường xuyên hệ thống đánh lửa của bạn là điều cần thiết để đảm bảo động cơ hoạt động tối ưu và do đó lái xe trơn tru và an toàn. Sau đó, làm thế nào thường xuyên là đủ? Ít nhất mỗi năm một lần, bạn phải thực hiện kiểm tra trực quan các bộ phận của hệ thống đánh lửa để kiểm tra các dấu hiệu hao mòn hoặc hỏng hóc, sau đó thay thế chúng ngay lập tức nếu được yêu cầu.
Về bugi của bạn, hãy đảm bảo kiểm tra và thay thế chúng đúng khoảng thời gian mà nhà sản xuất xe của bạn khuyến nghị. Một lần nữa, với tầm quan trọng của hệ thống đánh lửa, bảo trì phòng ngừa là chìa khóa để tối đa hóa hiệu suất và tuổi thọ động cơ của bạn.
ĐỌC THÊM
Loại hệ thống đánh lửa lâu đời nhất là hệ thống đánh lửa điểm ngắt thông thường, đôi khi còn được gọi là hệ thống đánh lửa cơ học. Nó đã được sử dụng từ những ngày đầu của ngành công nghiệp ô tô, đặc biệt là trong những năm 1970.
Nó là một trong hai loại hệ thống đánh lửa sử dụng bộ phân phối, được gọi là hệ thống dựa trên bộ phân phối. Không giống như ba loại hệ thống đánh lửa khác được thảo luận kỹ hơn bên dưới, hệ thống đánh lửa điểm ngắt hoàn toàn về bản chất cơ học, do đó có tên thứ hai.
Hãy cùng tìm hiểu cách chúng hoạt động, sau đó trên cơ sở đó, chúng ta sẽ thấy những ưu và nhược điểm của loại hệ thống đánh lửa này. Chúng ta sẽ đi sâu vào chi tiết hơn trong phần này, vì hệ thống điểm ngắt cơ khí là phát minh sớm nhất, do đó là cơ sở cho tất cả các mô hình sau này. Bạn nên hiểu rõ về cách thức hoạt động của hệ thống này, để xem ưu và nhược điểm của các hệ thống được cải tiến sau này.
Hai loại hệ thống đánh lửa đầu tiên, hệ thống điểm ngắt và hệ thống điện tử, đều dựa trên cơ sở phân phối, trái ngược với hai hệ thống không có nhà phân phối khác. Do đó, hãy cùng tìm hiểu những kiến thức cơ bản về cách hoạt động của hệ thống dựa trên nhà phân phối.
Bộ phân phối là một trục quay kèm theo có đánh lửa hẹn giờ cơ học. Công việc chính của nhà phân phối là định tuyến dòng điện thứ cấp hoặc điện áp cao từ cuộn dây đánh lửa đến bugi theo đúng thứ tự bắn và trong khoảng thời gian chính xác.
Trong bộ phân phối cơ khí hoàn toàn, bộ phân phối kết nối với trục cam bằng các bánh răng và được trục cam quay. Bên trong, cam nhiều mặt trên trục phân phối di chuyển các bộ phận phân phối khác, về cơ bản hoạt động giống như một công tắc cơ học khởi động và dừng dòng điện đến cuộn dây đánh lửa.
Khi cuộn dây tạo ra đủ điện áp, nó sẽ đi đến đầu cuộn dây và vào đầu nắp bộ phân phối. Ở đó, một đĩa quay gắn với trục phân phối phân phối dòng điện đến từng dây của bugi theo thứ tự. Dòng điện đi xuống các dây dẫn của bugi tới bugi và gây ra hiện tượng đánh lửa.
Hệ thống đánh lửa điểm cầu dao dựa trên bộ phân phối có hai mạch điện, mạch sơ cấp và mạch thứ cấp.
Cuộn đánh lửa bao gồm hai cuộn dây quấn quanh lõi sắt, được gọi là cuộn sơ cấp hoặc cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp, hoặc cuộn thứ cấp. Mạch chính bao gồm cuộn dây chính, "điểm ngắt" và pin của ô tô. Nó chỉ hoạt động trên dòng điện thấp của pin và được điều khiển bởi các điểm ngắt và công tắc đánh lửa.
Trong khi đó, mạch thứ cấp bao gồm các cuộn dây thứ cấp trong cuộn dây, cuộn dây dẫn căng cao trên cuộn dây bên ngoài phân phối, bugi, bugi dẫn bugi, rôto phân phối và nắp phân phối.
Khi bật khóa điện, cuộn sơ cấp nhận dòng điện một chiều điện áp thấp từ pin, dòng điện này chạy qua các điểm ngắt của nhà phân phối và quay trở lại pin. Dòng điện này tạo thành một từ trường xung quanh cuộn dây đánh lửa.
Bây giờ đây là cách "điểm phá vỡ" phát huy tác dụng.
Như đã đề cập ở trên, bộ phân phối có chứa một "điểm ngắt" làm cơ sở cho mạch của cuộn sơ cấp. Điểm ngắt này được kết nối với mặt đất bằng một đòn bẩy, được di chuyển bằng một cam kết nối với trục phân phối.
Nhờ rôto bộ phân phối quay cùng thời gian với động cơ, khi động cơ quay, trục cam của bộ phân phối quay cho đến khi điểm cao trên cam làm cho các điểm ngắt tách ra. Ngay lập tức, sự tách biệt đột ngột này làm ngừng dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp.
Điều này làm cho từ trường tạo ra bởi cuộn dây sơ cấp bị sụp đổ xung quanh cuộn dây. Bộ ngưng tụ hấp thụ năng lượng và ngăn cản sự phóng điện giữa các điểm ngắt mỗi khi chúng tách rời nhau. Như vậy, nói cách khác, tụ điện đóng một vai trò trong sự suy giảm nhanh chóng của từ trường, được yêu cầu để tạo ra một xung điện áp cao trong cuộn thứ cấp.
Những thay đổi đột ngột và liên tục như vậy trong từ trường của cuộn sơ cấp cắt qua cuộn thứ cấp, tạo ra một dòng điện áp cao đủ cao để nhảy các khe hở giữa rôto và các đầu nối nắp bộ phân phối, và các khe hở giữa các điện cực của bugi . Giả sử toàn bộ hệ thống được hẹn giờ thích hợp, thì tia lửa điện đến hỗn hợp nhiên liệu không khí trong xi lanh được chỉ định vào thời điểm chính xác và quá trình đốt cháy được sinh ra trong xi lanh đó.
Khi bộ phân phối tiếp tục quay cùng lúc với động cơ, các tiếp điểm điện giữa rôto và đầu nối nắp bộ phân phối bị ngắt, làm ngừng dòng điện đến cuộn thứ cấp. Đồng thời cầu dao đóng điểm trở lại làm cho mạch sơ cấp hoàn chỉnh, cho dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp trở lại.
Dòng điện này sẽ lại tạo ra một từ trường xung quanh cuộn sơ cấp, từ trường này sẽ lại được tạo ra để xẹp xuống, và chu kỳ được lặp lại cho hình trụ tiếp theo theo thứ tự bắn. Cần lưu ý rằng trong hệ thống điểm ngắt và các hệ thống điện tử sau này, một cuộn dây đơn, bao gồm cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp, cấp điện cho tất cả các xi lanh.
Toàn bộ quá trình "cảm ứng từ" này diễn ra khoảng 18.000 lần mỗi phút với tốc độ 90 dặm một giờ.
Thuận lợi
Nhược điểm
Sau khi hệ thống đánh lửa điểm ngắt hoàn toàn bằng cơ học ra đời hơn 70 năm, ngành công nghiệp ô tô đang phải đối mặt với nhu cầu về số km cao hơn, độ tin cậy cao hơn và giảm lượng khí thải. Các nhà sản xuất đã đưa ra một hệ thống đánh lửa năng lượng cao mà ít phụ thuộc vào hoạt động cơ học hơn:hệ thống đánh lửa điện tử.
Các điểm ngắt trong các hệ thống trước đó sẽ bị hỏng và làm rối loạn thời gian đánh lửa, ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất của động cơ và sẽ yêu cầu thay thế thường xuyên sau mỗi 12.000 dặm.
Để giải quyết khuyết điểm này, hệ thống đánh lửa điện tử sau này vẫn có nhà phân phối, nhưng các điểm ngắt và tụ điện đã được thay thế bằng cuộn nạp đóng vai trò công tắc bán dẫn, và mô-đun điều khiển điện tử điều khiển cuộn đánh lửa để tạo ra cao -điện áp.
So với hệ thống đánh lửa điểm ngắt trước đó, việc sử dụng công tắc điện tử như vậy để điều khiển thời gian có nghĩa là có ít bộ phận chuyển động hơn, làm cho các hệ thống đánh lửa điện tử này tương đối dễ chẩn đoán và sửa chữa. Chúng cũng cải thiện nhược điểm của hệ thống điểm ngắt bằng cách tạo ra tia lửa điện áp cao, nhất quán trong suốt vòng đời của động cơ, có nghĩa là động cơ ít cháy nổ hơn và lượng khí thải hợp lý.
Các hệ thống điện tử này vẫn sử dụng nắp bộ phân phối thông thường và rôto bộ phân phối để thực hiện công việc giống nhau là phân phối dòng điện đến các bugi (do đó chúng cũng là hệ thống đánh lửa dựa trên bộ phân phối).
Mặc dù có ít bộ phận chuyển động hơn, nhà phân phối cũng bị hao mòn và cuối cùng sẽ yêu cầu thay thế - điều này đã thúc đẩy những cải tiến hơn nữa trong hệ thống đánh lửa sau này về mặt này. Một hạn chế khác của hệ thống đánh lửa điện tử là thời điểm đánh lửa vẫn chưa được kiểm soát chính xác như các nhà sản xuất mong muốn, dẫn đến khả năng tăng tốc chậm chạp và tiết kiệm nhiên liệu kém.
Giống như hệ thống đánh lửa điểm ngắt sớm, hệ thống điện tử có hai cuộn dây đánh lửa và theo đó là hai mạch, mạch sơ cấp và mạch thứ cấp. Phần của mạch sơ cấp từ pin đến cực pin ở cuộn dây sơ cấp không thay đổi, cũng như toàn bộ mạch thứ cấp.
Khi bật công tắc đánh lửa, dòng điện hạ áp của acquy chạy từ acquy qua công tắc đánh lửa đến cuộn dây sơ cấp. Thay vì các điểm ngắt trong các hệ thống trước đó, dòng điện bị ngắt và bật trở lại liên tục bởi một bộ phận gọi là phần ứng, có nhiều "răng", khi nó quay qua cuộn dây nạp, hoạt động như một cảm biến.
Khi mỗi răng của phần ứng tiếp cận cuộn dây bán tải, nó tạo ra một điện áp báo hiệu mô-đun điện tử để tắt dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp. In essence, this mechanism is quite similar to that in breaker-point systems.
When the current is disrupted, the magnetic field around the primary coil collapses, creating a high voltage spurt in the secondary coil. The electric current now operates on the secondary circuit, which is the same as in a breaker-point system. A timing circuit in the electronic module will turn the current on again after the primary coil’s magnetic field has collapsed, and the whole process repeats for each cylinder in the firing sequence.
Pros:
Cons:
A shortcoming of the electronic ignition systems is that they still have the distributor, which is subject to wear and tear. In addition, the distributor tends to accumulate moisture and cause difficult starting problems. The distributor also requires engine power to spin, as it gets spun in time with the engine, thus no distributor means less engine drag and increased efficiency.
Manufacturers came up with a solution:to remove the fully mechanical distributor and replace it with solid-state switches that don’t wear out.
Doing so increased reliability, but the solid-state switches still took their marching orders from the distributor shaft, which was still mechanically rotated by the camshaft. And distributor shafts are subject to wear and tear, and would tend to develop problems after some 120,000 miles.
Any wear and tear always impedes proper spark timing, thus beginning in the early ’80s, manufacturers removed the mechanical distributor altogether to introduce the distributor-less ignition system. These systems are very different from breaker-point and electronic ignition systems, The ignition coils now sit directly on top of the spark plugs, spark plug wires are eliminated, and the system is fully electronic.
ĐỌC THÊM
The third types of ignition system is the distributor-less, also called waste spark ignition system. Instead of a conventional trouble-breeding distributor, this system uses multiple ignition coils:one coil per cylinder or one for each pair of cylinders.
Without the distributor to “distribute” electric current to the spark plugs, the spark plugs are fired directly from the coils. Spark plug timing is controlled by an electronic ignition module and the engine computer.
This system uses engine sensors to determine crankshaft position and camshaft position. These sensors continually monitor the positions of both shafts and deliver that information to the engine computer.
The Crankshaft Position Sensor is mounted at the front of the crankshaft, or near the flywheel on some vehicles, and the Camshaft Position Sensor is mounted near the end of the camshaft.
Based on the two shafts’ position, the electronic ignition module triggers the appropriate ignition coil, which directly fires the associated spark plugs. This system also uses a “waste spark” for one of the paired cylinders, pairing two pistons that will be at the top dead center at the same time: one at the end of its compression stroke, and the other at the end of its exhaust stroke.
Another major difference compared to its predecessor is that while earlier systems uses a single coil, which consists of a primary winding and a secondary winding, to power all the cylinders in a particular order, distributor-less ignition systems employ a different coil setup. It uses multiple ignition coil packs, each generating spark for just two cylinders, which means each coil can be turned on for longer.
Therefore, this soil setup is capable of developing a stronger magnetic field of up to 30,000 volts, as well as stronger, hotter spark required to ignite the typical leaner air-fuel mixtures of more modern vehicles.
Each of the spark plugs in these cylinders will fire at the same time using the high voltage from one coil. This allows for more precise ignition timing, thus higher engine efficiency and lower emissions.
Pros:
Cons:
ĐỌC THÊM
The coil-on-plug ignition system has all the advantageous electronic controls developed in the distributor-less systems. Also, like the distributor-less system, the coil-on-plug system places an ignition coil directly on the top of each spark plug to fire the spark plug directly, hence the name.
Because each spark plug now has its own dedicated coil that sits right on top for direct firing, high-voltage spark plug wires are completely removed. This increases the system’s efficiency, since spark plug wires introduce greater loss of amperage and voltage, as well as the possibility of contamination and cross-firing between cables if they become greasy or worn.
Another major improvement here is instead of two cylinders sharing a single coil, each coil now services just one cylinder. This means each coil can be “turned on” for twice as much longer to develop maximum magnetic field.
As a result, coil-on-plug ignition systems can generate between 40,000 and 50,000 volts, compared to up to 30,000 volts in distributor-less systems, and much hotter, stronger sparks to more efficiently burn the leaner air-fuel mixture, thereby maximizing engine’s efficiency.
Now there are no breaker points, distributors, condensers and spark plug wires. No moving parts means coil-on-plug ignition systems are less likely to break down, are more reliable and command less frequent repair.
On the downside, it should be noted that the lack of moving parts can make it more difficult to diagnose and more expensive to repair than a traditional system once there is indeed a problem, but as said, repairs are less frequent.
It should also be noted that the ignition coils are now sitting on top of the spark plugs, thus more exposed to damage by degreasers and water during under-hood engine cleaning, so be sure each is wrapped in plastic for protection before any cleaning begins.
The most sophisticated of all ignitions systems, this system controls spark timing using the Engine Control Unit, based on input from various sensors, to achieve the optimal precision, higher voltage, and stronger, hotter spark.
Similar to the distributor-less systems, coil-on-plug systems use engine sensors to know the shafts’ position. Based on this information, the Engine Control Unit triggers the appropriate ignition coil, which directly fires the associated spark plugs in the associated cylinder in the firing order.
Pros:
Cons:
Ignition systems will continue to improve with features that today are unimaginable as technology advancements lead to continued improvements. Even as they do, all the four types of ignition system are still easy to maintain and repair, and well-suited for the vehicles of their own era.
To learn more about important components in your precious vehicle and how they work, dive into our comprehensive maintenance tips articles.
Sự khác biệt:Các loại khác nhau và cách chúng hoạt động | Cơ khí tự động 101
Ô tô tự lái:Chúng hoạt động như thế nào và chúng có thực sự hoạt động không?
Cách hoạt động của hệ thống điện và đánh lửa
Phanh trống là gì và hoạt động của chúng như thế nào