Cuộn dây đánh lửa là một bộ phận quan trọng trong hệ thống đánh lửa của ô tô. Nó có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp thấp từ ắc quy thành điện áp cao cần thiết để tạo ra tia lửa điện ở bugi. Cuộn dây đánh lửa hoạt động như một máy biến áp, sử dụng cảm ứng điện từ để tạo ra điện áp cao cần thiết cho quá trình đốt cháy hiệu quả trong động cơ.
Cuộn dây đánh lửa phải chuyển đổi điện áp 12 V tương đối thấp trên xe thành điện áp đánh lửa cao cần thiết và cung cấp năng lượng tích trữ trong điện áp đó cho bugi. Nguyên lý hoạt động của cuộn dây đánh lửa tương đối đơn giản. Nó có cuộn sơ cấp (số vòng ít) và cuộn thứ cấp (số vòng nhiều). Tỷ số vòng dây giữa số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp xác định mức điện áp được tạo ra ở đầu ra. Khi điện áp trên xe (từ ắc quy) được nối với cuộn sơ cấp của cuộn dây đánh lửa, một dòng điện sẽ chạy qua cuộn sơ cấp, tạo ra từ trường trong cuộn dây đánh lửa. Việc ngắt dòng điện trong cuộn sơ cấp sẽ làm mất đi từ trường một cách đột ngột, đồng thời tạo ra điện áp cao cần thiết để đánh lửa trong cuộn thứ cấp. Cách truyền điện áp cao do cuộn dây đánh lửa tạo ra tới bugi sẽ khác nhau tùy thuộc vào hệ thống đánh lửa, thế hệ xe và kiểu xe. Ở các xe cũ, bộ phân phối đánh lửa cơ học sẽ phân phối điện áp cao tới các bugi đánh lửa. Bộ phân phối đánh lửa đã được thay thế khi hệ thống đánh lửa hoàn toàn bằng điện tử với kết nối trực tiếp giữa cuộn dây đánh lửa và bugi được đưa vào sử dụng.
Chức năng của cuộn dây đánh lửa
Hệ thống đánh lửa là bộ phận quan trọng của động cơ ô tô, khởi động quá trình đốt cháy. Nó bao gồm một số thành phần, cuộn dây đánh lửa, bugi đánh lửa, bộ phân phối (trong các hệ thống cũ) và mô-đun điều khiển.
Cuộn dây đánh lửa đóng vai trò then chốt trong hệ thống đánh lửa bằng cách tạo ra điện áp cao cần thiết để tạo ra tia lửa điện ở bugi. Nó thường được kết nối với ắc quy và công tắc đánh lửa của xe. Khi bật công tắc đánh lửa, một dòng điện có điện áp thấp chạy qua cuộn sơ cấp của cuộn dây đánh lửa.
Cuộn dây đánh lửa biến đổi điện áp thấp từ pin thành đầu ra điện áp cao thông qua cảm ứng điện từ. Cuộn dây sơ cấp tạo ra từ trường khi có dòng điện chạy qua nó. Từ trường này suy giảm nhanh chóng khi dòng điện bị gián đoạn, tạo ra điện áp cao trong cuộn dây thứ cấp của cuộn dây. Điện áp cao từ cuộn thứ cấp được đưa đến bộ phân phối (hoặc trực tiếp tới bugi đánh lửa trong các hệ thống mới hơn) để tạo ra tia lửa điện.
Sự chuyển đổi điện áp thấp sang điện áp cao thông qua cảm ứng trong cuộn dây đánh lửa là một bước quan trọng trong quá trình đánh lửa. Nó đảm bảo rằng bugi nhận được xung điện áp cao, làm ion hóa hỗn hợp nhiên liệu không khí trong xi lanh động cơ, tạo ra tia lửa đốt cháy hỗn hợp và bắt đầu quá trình đốt cháy. Khả năng tạo ra tia lửa điện áp cao của cuộn dây đánh lửa là rất quan trọng để động cơ hoạt động hiệu quả và cung cấp năng lượng.
Cấu tạo của cuộn dây đánh lửa
Cuộn dây đánh lửa bao gồm hai thành phần chính: cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp. Cuộn dây sơ cấp được làm bằng dây cỡ to, số vòng dây tương đối ít. Ngược lại, cuộn thứ cấp bao gồm dây nhỏ hơn nhiều với số vòng dây cao hơn đáng kể. Cuộn sơ cấp được nối với hệ thống điện của xe, còn cuộn thứ cấp tạo ra điện áp cao đầu ra.
Vật liệu lõi của cuộn dây đánh lửa đóng một vai trò quan trọng trong cấu trúc của nó. Nó thường được làm bằng vật liệu sắt từ như sắt hoặc thép, giúp tăng cường từ trường do cuộn sơ cấp tạo ra. Lõi thường có hình dạng giống như một hình trụ rỗng hoặc một chồng các lớp mỏng để giảm thiểu tổn thất năng lượng do bão hòa từ trường và dòng điện xoáy.
Cuộn dây đánh lửa có cực đầu ra điện áp cao, nơi điện áp cao được tạo ra trong cuộn dây thứ cấp được phân phối. Cực đầu ra này thường được kết nối với bộ phân phối (trong các hệ thống cũ) hoặc bugi đánh lửa (trong các hệ thống mới hơn) thông qua dây điện cao thế. Nó được thiết kế để chịu được điện áp cao của cuộn dây mà không gây rò rỉ điện.
Các loại cuộn dây đánh lửa
Cuộn dây đánh lửa thông thường: Cuộn dây đánh lửa thông thường, còn được gọi là cuộn dây kiểu ống đựng, đã được sử dụng rộng rãi trên các loại xe cũ. Chúng thường được gắn bên ngoài động cơ và bao gồm một hộp kim loại chứa cuộn dây sơ cấp và thứ cấp. Các cuộn dây này được kết nối với bộ phân phối, phân phối điện áp cao tới bugi. Cuộn dây đánh lửa thông thường có thiết kế tương đối đơn giản và được biết đến với độ bền và độ tin cậy.
Cuộn dây của Hệ thống đánh lửa không phân phối (DIS): Với sự tiến bộ trong công nghệ đánh lửa, hệ thống đánh lửa không phân phối (DIS) đã trở nên phổ biến hơn. Cuộn dây DIS thường được gắn trực tiếp trên bugi hoặc gần bugi, loại bỏ sự cần thiết của bộ phân phối. Mỗi cuộn dây có nhiệm vụ cung cấp điện áp cao cho một bugi đánh lửa cụ thể. Hệ thống DIS sử dụng các cảm biến để xác định thời điểm chính xác tạo ra tia lửa điện cho từng xi-lanh. Cuộn dây DIS mang lại hiệu suất và hiệu quả đánh lửa được cải thiện so với cuộn dây thông thường.
Cuộn dây đánh lửa trên phích cắm (Coil-on-Plug – COP): Cuộn dây đánh lửa trên phích cắm (COP) đưa khái niệm cuộn dây DIS tiến thêm một bước. Trong hệ thống COP, mỗi xi lanh có cuộn dây đánh lửa riêng được gắn trực tiếp trên bugi. Cấu hình này loại bỏ sự cần thiết của dây bugi và thậm chí còn mang lại khả năng đánh lửa chính xác và hiệu quả hơn. Cuộn dây đánh lửa COP cung cấp năng lượng tia lửa tăng cường và kiểm soát quá trình đốt cháy tốt hơn, giúp cải thiện hiệu suất động cơ và giảm lượng khí thải.
Các loại cuộn dây đánh lửa khác nhau đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Cuộn dây đánh lửa thông thường được biết đến vì tính đơn giản và độ tin cậy của chúng. Tuy nhiên, chúng có thể không mang lại mức hiệu suất và hiệu quả như cuộn dây DIS và COP. Cuộn dây DIS giúp cải thiện hiệu suất đánh lửa và kiểm soát thời điểm đánh lửa tốt hơn. Chúng loại bỏ sự cần thiết của bộ phân phối, đơn giản hóa hệ thống đánh lửa. Cuộn dây COP mang lại hiệu suất và hiệu quả đánh lửa cao nhất. Chúng tạo ra tia lửa mạnh hơn và ổn định hơn, cải thiện phản ứng của động cơ và tiết kiệm nhiên liệu. Tuy nhiên, cuộn dây COP có thể đắt hơn và cần bảo trì thường xuyên hơn.
Các dấu hiệu cho thấy cuộn dây đánh lửa bị hỏng
Đèn kiểm tra động cơ bật sáng: Máy tính của ô tô giám sát hoạt động của gói cuộn dây. Nếu phát hiện có vấn đề với cuộn dây đánh lửa, nó sẽ bật đèn kiểm tra động cơ và ghi lại mọi mã sự cố liên quan.
Động cơ chạy kém hoặc bị chết máy: Cuộn dây không hoạt động bình thường sẽ dẫn đến động cơ đốt cháy không hoàn toàn. Điều này khiến động cơ không hoạt động, dẫn đến xe bị ì, rung lắc và giật. Chiếc xe thậm chí có thể bị chết máy, đặc biệt là khi chạy không tải.
Lượng khí thải tăng lên: Lượng khí thải hydrocarbon tăng lên có thể là do gói cuộn dây đánh lửa kém. Điều này có thể khiến xe không đạt yêu cầu kiểm tra khí thải.
Giảm khả năng tiết kiệm nhiên liệu: Quá trình đốt cháy không hoàn toàn thường gây ra tình trạng tiết kiệm nhiên liệu kém. Gói cuộn dây kém có thể khiến bạn phải đến trạm xăng thường xuyên hơn.
Ô tô không khởi động được: Trên những phương tiện chỉ có một cuộn dây đánh lửa cho tất cả các bugi, vấn đề về cuộn dây có thể khiến xe không thể khởi động được.
