Đang tải... (xem toàn văn)
TÀI LIỆU NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ĐẦY ĐỦ Động cơ xăng: động cơ dùng nhiên liệu xăng. động cơ diesel: động cơ dùng nhiên liệu dầu diesel. 2 Theo phương pháp tạo hoà khí và đốt cháy Động cơ tạo hoà khí bên ngoài, là loại động cơ mà hỗn hợp nhiên liệu và không khí được tạo thành ở bên ngoài xilanh nhờ một bộ phận có cấu tạo đặc biệt (bộ chế hoà khí carbuarettor) sau đó được đưa vào xylanh và được đốt cháy ở đây bằng tia lửa điện (động cơ xăng dùng bộ chế hoà khí). Động cơ tạo hoà khí bên trong, là loại động cơ mà hỗn hợp hơi nhiên liệu và không khí được tạo thành ở bên trong xilanh nhờ một bộ phận có cấu tạo đặc biệt (bơm cao áp và vòi phun,...) và hỗn hợp này tự bốc cháy do hỗn hợp bị nén ở nhiệt độ cao (động cơ diesel). 3 Theo số lượng hành trình của pittông Động cơ bốn kỳ (4 strokes): Chu kỳ làm việc được hoàn thành sau bốn hành trình của pittông hoặc hai vòng quay của trục khuỷu. Động cơ hai kỳ (2 strokes): Chu kỳ làm việc được hoàn thành sau hai hành trình của pittông hoặc một vòng quay của trục khuỷu. 4 Theo cấu tạo Số lượng xilanh: động cơ một xilanh và động cơ nhiều xilanh (động cơ 2, 3, 4, 6, 8,.. xilanh). Cách bố trí xilanh: động cơ có xilanh đặt thẳng đứng,đặt nghiêng và nằm ngang Theo số hàng xilanh: động cơ 1 hàng, động cơ chữ V và động cơ hình sao,.. 2 Ngoài ra có thể phân loại động cơ theo công dụng, phương pháp làm mát và dung tích làm việc... II Cấu tạo chung Động cơ bao gồm các bộ phận chính sau đây: a Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền. b Cơ cấu phối khí. c Hệ thống nhiên liệu d Hệ thống bôi trơn. e Hệ thống làm mát. f Hệ thống điều tốc g Hệ thống khởi động. ở động cơ xăng còn có thêm hệ thống đánh lửa. III Những thông số cấu tạo cơ bản của động cơ. Những thông số cấu tạo cơ bản của động cơ, hình 11 gồm có: 1 Hành trình pittông S (stroke): Là khoảng cách từ vị trí cao nhất của pittông (điểm chết trên ĐCT) đến vị trí thấp nhất của của pittông (điểm chết dưới ĐCD) khi pittông dịch chuyển: S = 2.R; trong đó R là bán kính quay của trục khuỷu. 2 Thể tích làm việc của xilanh Vh. Là thể tích của xilanh giới hạn trong khoảng một hành trình của pittông. Vh = .S 4 .D 2 ; mm3 Trong đó: D đường kính xilanh, mm. S hành trình của pittông, mm. 3 Thể tích làm việc của động cơ VH VH = Vh. i ; Trong đó: i là số xilanh của động cơ. D: đường kính xilanh của động cơ (mm). S: hành trình píttông (mm)
Chương NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1-1Khái niệm chung Động đốt nói chung, động xăng động Diesel nói riêng kiểu pittông chuyển động tịnh tiến thuộc loại động nhiệt Hoạt động nhờ q trình biến đổi hố sang nhiệt nhiên liệu bị đốt cháy chuyển sang Quá trình thực xilanh động I/ Phân loại: 1/ Theo nhiên liệu sử dụng - Động xăng: động dùng nhiên liệu xăng - động diesel: động dùng nhiên liệu dầu diesel 2/ Theo phương pháp tạo hồ khí đốt cháy Động tạo hồ khí bên ngoài, loại động mà hỗn hợp nhiên liệu khơng khí tạo thành bên ngồi xilanh nhờ phận có cấu tạo đặc biệt (bộ chế hồ khí- carbuarettor) sau đưa vào xylanh đốt cháy tia lửa điện (động xăng dùng chế hồ khí) Động tạo hồ khí bên trong, loại động mà hỗn hợp nhiên liệu khơng khí tạo thành bên xilanh nhờ phận có cấu tạo đặc biệt (bơm cao áp vịi phun, ) hỗn hợp tự bốc cháy hỗn hợp bị nén nhiệt độ cao (động diesel) 3/ Theo số lượng hành trình pittơng Động bốn kỳ (4 strokes): Chu kỳ làm việc hồn thành sau bốn hành trình pittơng hai vòng quay trục khuỷu Động hai kỳ (2 strokes): Chu kỳ làm việc hoàn thành sau hai hành trình pittơng vịng quay trục khuỷu 4/ Theo cấu tạo Số lượng xilanh: động xilanh động nhiều xilanh (động 2, 3, 4, 6, 8, xilanh) Cách bố trí xilanh: động có xilanh đặt thẳng đứng,đặt nghiêng nằm ngang Theo số hàng xilanh: động hàng, động chữ V động hình sao, Ngồi phân loại động theo cơng dụng, phương pháp làm mát dung tích làm việc II/ Cấu tạo chung Động bao gồm phận sau đây: a/ Cơ cấu trục khuỷu truyền b/ Cơ cấu phối khí c/ Hệ thống nhiên liệu d/ Hệ thống bôi trơn e/ Hệ thống làm mát f/ Hệ thống điều tốc g/ Hệ thống khởi động động xăng cịn có thêm hệ thống đánh lửa III/ Những thông số cấu tạo động Những thông số cấu tạo động cơ, hình 1-1 gồm có: 1/ Hành trình pittơng S (stroke): Là khoảng cách từ vị trí cao pittơng (điểm chết ĐCT) đến vị trí thấp của pittông (điểm chết ĐCD) pittông dịch chuyển: S = 2.R; R- bán kính quay trục khuỷu 2/ Thể tích làm việc xilanh Vh Là thể tích xilanh giới hạn khoảng hành trình pittơng .D Vh = S ; mm3 Trong đó: D- đường kính xilanh, mm S- hành trình pittơng, mm 3/ Thể tích làm việc động VH VH = Vh i ; Trong đó: i- số xilanh động D: đường kính xilanh động (mm) S: hành trình píttơng (mm) Vc Vh Va Hinh Hình 1-1: Píttơng điểm chết Dung tích buồng cháy (buồng nén) Vc Là dung tích phần không gian đỉnh pittông , xilanh nắp xilanh pittơng ĐCT Dung tích chứa hồ khí (hoặc khơng khí xilanh) Va Là tổng dung tích làm việc xilanh Vh dung tích buồng cháyVc Va = Vh + Vc; tỷ số nén động Là tỷ số dung tích chứa hồ khí xilanh (Va) dung tích buồng cháy (Vc) Va Vh + Vc Vh = =1+ ; Vc Vc Vc Vh Vc = ; −1 = tỷ số nén biểu hồ khí (đc xăng) khơng khí (đc diesel) bị nén nhỏ lần pittông dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT Tỷ số nén có ảnh hưởng lớn đến cơng suất hiệu suất động tỷ sô nén tùy thuộc vào loại động thường có trị số sau: Động xăng: = 3,5 11; Động diesel: = 13 22; 1-2Nguyên lý làm việc động bốn kỳ I/ Động xăng bốn kỳ Khi động làm việc hình 1-2, trục khuỷu quay (theo chiều mũi tên) cịn pittơng nối lề với trục khuỷu qua truyền 10, chuyển động tịnh tiến xylanh Mỗi chu kỳ làm việc động xăng bốn kỳ bao gồm hành trình là: nạp, nén, nổ, xả thực lần sinh công (trong kỳ nổ) Để pittơng phảI dịch chuyển lên xuống bốn lần tương ứng với hai vòng quay trục khuỷu động (từ 00 đến 7200) Mỗi lần pittông đI lên xuống gọi hành trình hay kỳ Chu kỳ làm việc động xăng bốn kỳ sau: 10 a) b) c) d) 1- trục khuỷu, 2-xylanh, 3-pittông, 4- ống nạp, 5- chế hồ khí, – xupáp nạp, Hinh – bu gi, 8- xupáp xả, 9- ống xả Hình 1-2: hành trình làm việc động xăng kỳ Hành trình nạp Trong hành trình (hình 1-2a), trục khuỷu quay, pittơng dịch chuyển từ ĐCT xuống ĐCD, xupáp nạp mở, xupáp xả đóng, làm cho áp suất xylanh giảm hồ khí chế hồ khí qua ống nạp hút vào xylanh Trên đồ thị cơng (hình1-3) (đồ thị biểu diễn mối quan hệ áp suất dung tích làm việc xylanh ứng với vị trí khác pittơng), hành trình nạp thể đường (r-a) Trong hành trình nạp, xupáp nạp thường mở sớm trước pittông lên điểm chết (biểu thị điểm d1), để pittông đến ĐCT (thời điểm bắt đầu nạp) xupáp mở tương đối lớn làm cho tiết diện lưu thông đường ống nạp lớn bảo đảm hồ khí vo xylanh nhiu hn Gúc p z bắt đầu cháy b' - bắt đầu xả c'- đánh lủa sớm d1- bắt đầu nạp d2- kết thúc nạp c" c' b' ứng 1 với đoạn d1t gọi góc mở p0 r sớm xupáp nạp kÕt thóc ch¸y d1 d2 r' Vc b" a V V Đồng thời xupáp nạp đóng §CD Va muộn chút so với vị trí pittơng Đồ thị cơng ĐCD (điểm d2) để lợi dụng độ chân khơng Hình 1-3:Hinh cịn lại xylanh lực qn tính dịng khí nạp, làm tăng thêm lượng hồ h khí nạp vào xylanh Góc ứng 2 với đoạn ad2 gọi góc đóng muộn xupáp nạp Vì vậy, q trình nạp khơng phải kết thúc ĐCD mà muộn chút, nghĩa sang hành trình thải Vì thời gian trình nạp (1 +180 + 2 ) lớn thời gian hành trình nạp (1800) Cuối trình nạp, áp suất nhiệt độ hồ khí xylanh là: pa = 0,8 0,9 KG/cm2 Ta = 350 4000 K thải ĐCT cháy giÃn nở s Hnh trỡnh nộn Trong hành trình (hình 1-2b), xupáp nạp xupáp xả đóng Pittơng dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT, hồ khí xylanh bị nén, áp suất nhiệt độ tăng lên.jonjo Hành trình nén biểu thị đường ac (hình 1-3), trình nén thực tế bắt đầu xupáp nạp thải đóng kín hồn tồn, tức lúc mà hồ khí xylanh cách ly với mơi 1 nạp nén ĐCD Hỡnh 1-4: th phối khí động xăng kỳ Hinh trường bên ngồi Do thời gian thực tế trình nén (180 - 2) nhỏ thời gian hành trình nén lý thuyết (1800 ) Cuối hành trình nén (điểm c’ hình 1-3) bu-gi hệ thống đánh lửa phóng tia lửa điện để đốt cháy hồ khí Góc ứng với đoạn cc’ hay góc s (hình 1-4) gọi góc đánh lửa sớm động Cuối hành trình nén, áp suất nhiệt độ hồ khí xylanh là: pc = 11,0 15,0 KG/cm2 Tc = 500 7000 K Hành trình sinh cơng Trong hành trình (hình 1-2c), xupáp nạp xả đóng Do hồ khí bugi đốt cháy cuối hành trình nén, nên pittơng vừa đến ĐCT tốc độ cháy hồ khí nhanh, làm cho áp suất khí cháy tăng lên lớn đồ thị công, biểu thị đường c’z trình cháy kết thúc q trình giãn nở khí cháy (đường zb) pittông bị đẩy từ ĐCT xuống ĐCD phát sinh cơng Cuối q trình cháy bắt đầu trình giãn nở, áp suất nhiệt độ khí cháy xylanh là: Pz = 40 70 KG/cm2 Tz = 2300 28000 K Hành trình xả Trong hành trình (hình 1-2b), xupáp nạp đóng cịng xupáp xả mở Pittơng dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT đẩy khí cháy qua ống xả(9) ngồi Trước kết thúc hành trình nổ hay sinh cơng, xupáp xả mở sớm chút trước pittông tới ĐCD (điểm b’) để giảm bớt áp suất xylanh giai đoạn giãn nở, giảm cơng tiêu hao để đẩy khí khỏi xylanh Ngồi giảm áp suất lượng khí cháy cịn lại xylanh giảm, nhờ tăng lượng hồ khí nạp vào xylanh Góc ứng với đoạn b’b hay góc 3 gọi góc mở sớm xupáp xả Đồng thời để xả khí cháy khỏi xylanh, xupáp xả đóng muộn chút so với thời điểm pittông ĐCT (điểm r’) góc ứng với đoạn rr’ góc 4 gọi góc đóng muộn xupáp xả Do xupáp xả mở sớm đóng muộn nên thời gian hành trình xả (3 +180 + 4 ) lớn thời gian hành trình xả (180 ) áp suất nhiệt độ khí xả là: Pr = 1,0 1,20 KG/cm2 Tr = 900 12000 K Trên đồ thị công đoạn d1r biểu thị thời kỳ trùng điệp xupáp nạp xupáp xả, tức thời kỳ mà hai xupáp mở, góc ứng với đoạn d 1r góc (1 + 4 ) hình1-4 gọi góc trùng điệp hai xupáp Sau hành trình xả kết thúc, động xăng kỳ xylanh hoàn thành chu kỳ làm việc chuyển sang chu kỳ II Động Diesel bốn kỳ khơng tăng áp Q trình làm việc động diesel bốn kỳ giống động xăng kỳ, nghĩa pittông phải thực bốn hành trình nạp nén, nổ, xả động diesel kỳ q trình nạp nén mơi chất khơng khí (mà khơng phải hồ khí) nhiên liệu tự cháy, khơng khí nén có nhiệt độ cao (mà không dùng tia lửa điện) Chu kỳ làm việc động diesel kỳ xylanh sau: Hành trình nạp Trong hành trình (hình 1-5a), trục khuỷu quay, pittông dịch chuyển từ ĐCT xuống ĐCD, xupáp nạp mở, xupáp xả đóng, làm cho áp suất xylanh giảm, khơng khí bên ngồi hút vào xylanh Cuối trình nạp, áp suất nhiệt độ hồ khí xylanh là: pa = 0,8 0,9 KG/cm2 Ta = 330 3800 K hình 1-5 hành trình làm việc động diesel kỳ 7 10 a) b) c) d) Hành trình nén xupáp xả đóng Pittơng Trong hành trình (hình 1-5), Hinh xupáp nạp dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT, hồ khí xylanh bị nén, áp suất nhiệt độ tăng lên Hành trình nén biểu thị đường ac (hình 1-3), trình nén thực tế bắt đầu xupáp nạp thải đóng kín hồn tồn, tức lúc mà hồ khí xylanh cách ly với mơi trường bên ngồi Do thời gian thực tế q trình nén (1800 - 2) nhỏ thời gian hành trình nén lý thuyết (1800) Cuối hành trình nén (điểm c’) vòi phun hệ thống nhiên liệu phun nhiên liệu xylanh để hồ trộn với khơng khí có nhiệt độ cao, tự bốc cháy (động tự cháy) Góc ứng với đoạn cc’ hay góc s (hình 1-4) gọi góc phun nhiên liệu sớm động Cuối hành trình nén, áp suất nhiệt độ hỗn hợp khí nhiên liệu xylanh là: pc = 40 50 KG/cm2 Tc = 800 9000 K Hành trình sinh cơng Trong hành trình (hình 1-5c), xupáp nạp xả đóng Do nhiên liệu phun vào xylanh cuối hành trình nén đốt cháy, nên pittơng vừa đến ĐCT nhiên liệu cháy nhanh hơn, làm cho áp suất cháy tăng lên hồ khí nhanh, làm cho áp suất khí cháy tăng lên lớn đẩy pittông từ ĐCT xuống ĐCD qua truyền làm quay trục khuỷu phát sinh cơng p kÕt thóc ch¸y z Cuối q trình chỏy v bt u quỏ trỡnh bắt đầu cháy b' - bắt đầu xả gión n, ỏp sut v nhit độ khí cháy c'- phun nhiªn liƯu xylanh là: Pz = 60 80 KG/cm Tz = 1900 d1- bắt đầu nạp d2- kết thúc nạp c" 22000 K c' Hành trình xả b' d2 b" Trong hành trình (hình 1-5d), xupáp p0 r d1 a r' nạp đóng cịn xupáp xả mở Pittơng V Vc Vh §CD dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT đẩy khí cháy Va qua xupáp xả ngồi Hình 1-6: Đồ thị công động diesel bốn kỳ Hinh Trước kết thúc hành trình nổ hay sinh công, xupáp xả mở sớm chút trước pittông tới ĐCD (điểm b’) để giảm bớt áp suất xylanh giai đoạn giãn nở, giảm cơng tiêu hao để đẩy khí khỏi xylanh Ngồi giảm áp suất lượng khí cháy cịn lại xylanh giảm, nhờ tăng lượng hồ khí nạp vào xylanh Góc ứng với đoạn b’b hay góc 3 gọi góc mở sớm xupáp xả Đồng thời để xả khí cháy khỏi xylanh, xupáp xả đóng muộn chút so với thời điểm pittông ĐCT (điểm r’) góc ứng với đoạn rr’ góc 4 gọi góc đóng muộn xupáp xả Do xupáp xả mở sớm đóng muộn nên thời gian hành trình xả (3 +180 + 4 ) lớn thời gian hành trình xả (180 ) áp suất nhiệt độ khí xả là: Pr = 1,1 1,20 KG/cm2 Tr = 800 9000 K Trên đồ thị công đoạn d1r biểu thị thời kỳ trùng điệp xupáp nạp xupáp xả, tức thời kỳ mà hai xupáp mở, góc ứng với đoạn d1r góc (1 + 4 ) hình1-4 gọi góc trùng điệp hai xupáp Sau hành trình xả, động tiếp tục làm việc trình lại lặp lại từ đầu Trên hình 1-6 đồ thị công động diesel bốn kỳ Đồ thị phối khí tương tự động xăng Tìm hiểu nguyên lý làm việc động xăng động diesel bốn kỳ ta rút số nhận xét sau: Trong bốn hành trình pittơng, có hành trình cháy giãn nở sinh cơng, cịn hành trình cịn lại hành trình chuẩn bị thực nhờ động hay quán tính phận chuyển động quay tròn (trục khuỷu, bánh đà) phần công sinh xylanh khác động nhiều xylanh Thời điểm mở đóng xupáp nạp xả khơng trùng với thời điểm pittông ĐCT ĐCD gọi “thời điểm phối khí” Đây đặc điểm để phân biệt chu trình làm việc thực tế với chu trình làm việc lý thuyết Trong chu trình làm việc lý thuyết xupáp xả khơng mở sớm đóng muộn nói Thời điểm phối khí góc ứng với thời gian mở đóng xupáp nạp xả biểu thị đồ thị phối khí Các góc mở sớm đóng muộn (góc phối khí) góc phun nhiên liệu góc đánh lửa cuối hành trình nên có ảnh hưởng nhiều đến công suất, hiệu suất suất tiêu hao nhiên liệu Thơng thường góc xác định phương pháp thực nghiệm (bảng 1): Bảng 1: Góc phối khí, góc phun nhiên liệu (góc đánh lửa): Loại động Xupáp nạp Xupáp xả Góc phun nhiên liệu (góc đánh lửa) Mở sớm Đóng muộn Mở sớm đóng trước ĐCT sau ĐCD trước ĐCD muộn sau ĐCT Động xăng 50 400 100 500 300 600 10 50 350 100 300 Một đặc điểm khác buồng cháy trước, đặc biệt buồng cháy trước với buồng cháy phụ có thành mỏng chế tạo vật liệu chịu lửa làm mát, bị nóng nhanh, nhờ cần sau vài chu trình cơng tác động làm việc ổn định chế độ toàn tải Trong thực tế, động với buồng cháy trước nhận tải trực tiếp sau khởi động c Buồng cháy xoáy lốc Cấu tạo nguyên lý làm việc buồng cháy xoáy lốc giống buồng cháy trước Buồng cháy xốy lốc có hai phần: phần nằm nắp xylanh đỉnh pittơng gọi buồng cháy chính, phần cịn lại buồng cháy phụ Khái niệm ‘’chính phụ’’ có tính chất quy ước thể tích buồng cháy phụ chiếm tới 50 80% tổng thể tích buồng cháy Thơng thường buồng cháy phụ có dạng hình cầu hình trụ đặt nắp xylanh Trong số trường hợp đặc biệt (ví dụ: xylanh có xupáp), buồng cháy phụ bố trí bên hơng xylanh) Giữa buồng cháy trước buồng cháy xốy lốc có khác kích thước bố trí theo phương tiếp tuyến với buồng cháy phụ có tiết diện lưu thông lớn nhiều so với lỗ thông buồng cháy trước Hầu hết kiểu buồng cháy xốy lốc có chi tiết gọi nắp buồng cháy nằm đường lưu thông không khí từ buồng cháy vào buồng cháy phụ Nắp chế tạo thép gang chịu lửa, làm mát nên thời gian động làm việc, nhiệt độ đạt tới 700 900 độ C Quá trình hình thành hỗn hợp cháy đốt cháy nhiên liệu buồng cháy xoáy lốc tiến hành sau: Trong trình nén, khơng khí từ khơng gian cơng tác xylanh bị đẩy vào buồng cháy phụ Dịng khí lưu động với tốc độ lớn qua họng thông theo phương tiếp tuyến tạo xoáy lốc mạnh buồng cháy phụ Dưới tác dụng xoáy lốc tác dụng sấy nóng nắp buồng cháy, q trình chuẩn bị cho nhiên liệu bốc cháy diễn nhanh, giai đoạn cháy trễ thực ngắn nhiều so với trường hợp buồng cháy thống Toàn giai đoạn cháy không điều khiển diễn buồng cháy phụ 209 làm cho áp suất tăng lên nhanh Sự chênh lệch áp suất hình thành làm cho hỗn hợp khơng khí, sản phẩm cháy với phần nhiên liệu chưa kịp cháy phun từ buồng cháy phụ vào buồng cháy Q trình cháy tiếp tục kết thúc nhanh chóng xylanh động Cơng dụng buồng cháy xoấy lốc tạo vận động xốy lốc mạnh khơng khí vào cuối q trình nén làm cho nhiên liệu khơng khí hồ trộn với nhanh Cơng dụng kết hợp với hiệu sấy nóng nắp buồng cháy làm cho nhiên liệu bốc cháy với thời gian cháy trễ ngắn Chính vậy, động trang bị buồng cháy xốy lốc làm việc tốc độ quay cao với hầu hết chủng loại nhiên liệu dùng cho động đốt Ngoài ra, tác dụng tiết lưu họng thông nên tốc độ tăng áp suất áp suất cháy cực đại xylanh động có trị số nhỏ so với trường hợp buồng cháy thống (wtb = 5 bar / gqtk, Pz =55 65 bar) So với buồng cháy thống nhất, hai loại buồng cháy ngăn cách trình bày có ưu nhược điểm sau đây: ƯU ĐIỂM: 1/ Động làm việc với hệ số dư lượng khơng khí nhỏ ( =1,2 1,4), áp suất có ích trung bình động tương đối lớn (P e = 6,5 7,5 bar) 2/ Do khả hồ trộn nhiên liệu với khơng khí buồng cháy cao nên cần trang bị cho động vòi phun lỗ áp suất phun thấp (P f0 = 80 130 bar) 3/ Động nhạy cảm với thay đổi chế độ làm việc chất lượng nhiên liệu Tính ổn định chất lượng chu trình cơng tác cao động làm việc chế độ tải tốc độ quay thấp Động với buồng cháy xốy lốc chạy nhiều loại nhiên liệu khác 4/ Động làm việc êm, điều kiện làm việc nhóm pittơng phận khác thuộc cấu truyền lực tốt so với trường hợp buồng cháy thống 210 NHƯỢC ĐIỂM: 1/ Suất tiêu hao nhiên liệu động tương đối lớn (g e = 260 290 g/kW.h buồng cháy trước, ge = 250 290 g/kW.h buồng cháy xoáy lốc, động với buồng cháy thống có ge = 210 230 g/kW.h) Do tổn thất lượng cho việc lưu động môi chất công tác hai phần buồng cháy tổn thất nhiệt truyền qua vách buồng cháy ngăn cách lớn 2/ Động với buồng cháy ngăn cách khó khởi động bề mặt làm mát tương đối (Fc/Vc) buồng cháy lớn làm cho nhiệt độ cuối trình nén thời gian khởi động thấp Ngồi ra, vịi phun kèm với buồng cháy ngăn cách thường loại lỗ với áp suất phun thấp nên chất lượng phun không tốt (để đảm bảo khởi động động trạng thái lạnh nhiệt độ môi trường xung quanh thấp, động có buồng cháy ngăn cách phải có tỷ số nén cao thường trang bị thêm buji khởi động) 3.6 BƠM CAO ÁP THẾ HỆ MỚI A Hệ thống điều tốc điện tử trang bị cho động Diesel B Bơm cao áp PE hệ A HỆ THỐNG ĐIỀU TIẾT ĐIỆN TỬ TRANG BỊ CHO ĐỘNG CƠ DIESEL (Electronic diesel control EDC) Trên ô tô diesel đời mới, điều tốc hay chân không bơm cao áp PE thay hệ thống điều tiết điện tử Hệ thống gồm phận sau đây; Bộ phận tác động hoạt độngddo xôlênoy tác động Một cảm biến khoảng dịch chuyển Một cảm biến vận tốc trục khuỷu động Bộ điều khiển điện tử trung ương ECU 211 Các cảm biến phối hợp với phận tác động để điều tốc động Diesel Hình 32 giới thiệu hệ thống điều tốc loại Kiểu điều tốc phức tạp nhiều so với điều tốc Tuy nhiên khả điều tốc hoạt động phong phú, bao gồm công việc sau đây: - Bảo đảm việc khởi động/ ngừng máy (start/ stop) - Đặc biệt có khả điều tốc ổn định đáp ứng chế độ làm việc động - Thực việc điều tốc vào thông tin nhiệt độ khơng khí nạp, nhiệt độ nhiên liệu nước làm mát động Giới hạn điều tiết lượng nhiên liệu bơm tuỳ theo khối lượng khơng khí nạp vào xylanh vận tốc trục khuỷu - Bảo đảm cung cấp tốt nhiên liệu chế độ cầm chừng không tải - Kiểm soát vận tốc trường hợp xe cài hộp số phụ - Kiểm sốt vận tốc bình thường giới hạn vận tốc tối đa - Phát tín hiệu tình hình cơng suất, vận tốc động kết việc chẩn đoán 212 Hoạt động hệ thống điều tốc điện tử tóm lược sau: Định lượng nhiên liệu (Fuel metering) Để điều khiển thay đổi lượng nhiên liệu bơm đi, người ta trang bị cấu tác động hoạt động nhờ điện tử (xôlênoy), cấu dịch chuyển bơm cao áp làm xoay ti bơm để ấn định nhiên liệu bơm Thu nhận thông tin liệu (Open - data acquysition) - Một loạt thông tin nhiều chế độ làm việc khác động ghi nhận thu nhập nhờ phận sau đây: - Một cảm biến ghi nhận vị trí Sự khác biệt vị trí so với vị trí chuẩn (setpoit) hình thành tín hiệu điều tốc Một Hình- 32 cảm biến vận tốc trục khuỷu có chức theo dõi đọc đĩa tín hiệu (pulse ring) gắn nơi đầu trục cam Căn vào ngắt quãng tín hiệu đĩa này, vi tính đốn vận tốc thực tế động 213 - Một cảm biến nhiệt độ ghi nhiệt độ nhiên liệu nơi mạch nạp vào bơm cao áp - Bộ cảm biến vị trí bàn đạp gia tốc ghi nhận vị trí bàn đạp - Các phận cảm biến tình hình khơng khơng khí nạp có chức ghi nhận áp suất luồng khơng khí nạp từ bơm tăng áp, ghi nhận nhiệt độ luồng khơng khí nạp - Máy phát điện xoay chiều tham gia cung cấp tín hiệu vận tốc quay - Tốc độ kế xa cung cấp thông tin vận tốc cụ thể xe - Vị trí bàn đạp li hợp định công tắc - Công tắc đèn stop cung cấp thơng tin vị trí bàn đạp phanh Xử lý thông tin thu (Operationl-data processing) Cơ quan điều khiển điện tử trung ương ECU thu nhận tất thơng tin cần thiết nói Căn theo vị trí bàn đạp gia tốc, vào vận tốc thực tế động cơ, vào loạt đại lượng điều chỉnh, máy vi tính phối hợp với nhớ, phân tích, so sánh thông tin nhận với kiện lưu trữ nhớ Cuối ECU định chuyển để bơm lượng nhiên liệu tối ưu cho chế độ làm việc động Cơ cấu tắt máy (Shutoff device) Như ta biết, muốn tắt máy động diesel, người ta phải ngắt mạch nhiên liệu bơm lên kim phun Thơng thường bơm cao áp PE, có trang bị cấu tắt máy dẫn động khí, điện tử (electromagnetically), có cấu kéo vị trí stop Hình 33 giới thiệu điều tốc trang bị cho ôtô diesel du lịch Cơ cấu tắt máy kéo vị trí stop ta nhấn nút tắt máy Ở vùng cao, áp suất khơng khí giảm, lượng khơng khí nạp vào xylanh kém, động diesel bị dư nhiên liệu chế độ cao tốc tải trọng lớn 214 Để ngăn chặn tình trạng này, điều tốc trang bị ‘’ cấu điều chỉnh nhiên liệu theo áp suất khơng khí vùng cao’’ (Altitude – pressurecompensator): Cơ cấu có chức giảm bớt nhiên liệu bơm chế độ toàn tải (fullload) Nó gồm vỏ chứa cân áp suất khí Khi xe hoạt động vùng cao, áp suất khơng khí giảm, cân áp suất khí tác động cần kéo làm giới hạn khoảng chạy tối đa răng, từ giảm bớt lượng nhiên liệu bơm chế độ toàn tải b BƠM CAO ÁP THẾ HỆ MỚI Công tác giảm bớt độc khí thải động ô tô diesel, thời đại ngày nay, trở thành vấn đề cấp bách Các nhà thiết kế động diesel đưa nhiều phương án làm giảm thiểu độc hình thành khí thải động diesel Một giải pháp ứng dụng là: Nâng cao áp suất bơm nhiên liệu vào buồng đốt thời điểm xác 215 Vì hệ loại bơm cao áp PE đời Đặc điểm loại bơm là: - Dùng khâu phân lượng (control sleeve) - Tạo áp suất bơm nhiên liệu cao khoảng 1.200 bar - Điều chỉnh điểm khởi bơm nhiên liệu thích ứng với chế độ tình hình làm việc động Điểm bơm nhiên liệu thay đổi nhờ khâu phân lượng ráp xuyên qua ti bơm Điểm tuỳ thuộc vào vị trí khâu phân lượng ti bơm (hình 34) Nếu mặt khâu phân lượng đóng sớm lỗ ngang nơi ti bơm điểm khởi phun xảy sớm ngược lại Việc làm thay đổi lưu lượng nhiên liệu bơm thực cách thông thường nhờ rãnh xuyên khoét nơi ti bơm lỗ xuyên tâm 216 Các xôlênoy tác động điều khiển điện tử có chức điều chỉnh lượng nhiên liệu cần thiết bơm kiểm soát điểm khởi phun dầu Yếu tố kiểu thiết kế so với kiểu cũ là: - Điểm khởi phun nhiên liệu độc lập lưu lượng nhiên liệu bơm - Cơ quan điều khiển trung ương ECU, với nhớ lập trình tối ưu có khả định lượng điều khiển điểm khởi phun nhiên liệu xác, làm giảm độc khí thải I Phương thức hoạt động: Bơm cao áp PE hệ mới, trang bị khâu phân lượng lắp bọc chân ti bơm Khâu điều khiển dịch chuyển lên xuống, cho phép thay đổi khoảng cách chạy trước khởi bơm Ngược lại bơm cao áp PE cũ dùng ti bơm rãnh xuyên dưới, có điểm khởi phun cố định, bơm PE hệ 217 thay đổi chiều cao lỗ nạp, thay đổi khoảng chạy trước khởi bơm nhờ khâu phân lượng Khởi bơm nhiên liệu (hình 35) Ngay sau ti bơm tiến lên khoảng ngắn, mặt khâu phân lượng đóng lỗ ngang (lỗ nạp) ti bơm, áp suất nhiên liệu hình thành phía ti khởi bơm nhiên liệu lên phun Dứt bơm: Ti bơm lên bơm nhiên liệu rãnh nghiêng mở lỗ đầu nơi khâu phân lượng Đó lúc chấm dứt phun nhiên liệu Việc thay đổi lưu lượng nhiên liệu bơm thực thông thường xoay ti bơm Điều chỉnh điểm khởi phun nhiên liệu: Điểm khởi phun nhiên liệu điều chỉnh cách dịch chuyển khâu phân lượng ti bơm Một vị trí gần nơi ĐCT khâu phân lượng làm cho khoảng chạy trước khởi bơm ti bơm dài (prestroke), điểm khởi bơm xảy trễ Ngược lại dịch khâu phân lượng xuống gần ĐCD, khoảng chạy trước khởi bơm ngắn điểm khởi phun nhiên liệu sớm II Nguyên lý hoạt động hệ thống điện tử điều khiển phân lượng nhiên liệu bơm đi: Do nơi liên kết hoạt động phận hệ thống, bơm cao áp PE dùng khâu phân lượng xem tim hệ thống điều khiển điện tử khép kín Thu nhận thông tin kiện: Một loạt cảm biến (sensors) gắn nơi; - Bơm cao áp - Động xe Các cảm biến thu nhận thông tin thông số môi trường chung quanh chế độ hoạt động động Các thông tin biến đổi 218 thành tín hiệu điện (elẻctical signals) gửi lên phận điều khiển trung ương ECU Cụ thể như, cảm biến đo lường xử lý thông tin nhiệt độ động cơ, nhiệt độ nhiên liệu, nhiệt độ khơng khí nạp, áp suất tăng, luồng khơng khí nạp v.v… Thông tin vận tốc trục khuỷu động vị trí bàn đạp gia tốc động cho biết Với thơng tin thu được, phối hợp với giúp đỡ nhớ máy vi tính, ECU lệnh cho bơm lượng nhiên liệu xác cần thiết Các lệnh ECU gửi xuống bơm cao áp hình thức tín hiệu điện làm dịch chuyển khâu phân lượng Xử lý thông tin thu Sau thu nhận loạt thông tin, ECU đối chiếu thông tin với liệu có sẵn nơi nhớ thực lệnh sau đây: - Quyết định lệnh dịch chuyển khoảng quy định - Đồng thời nhận thông tin hồi báo từ bơm cao áp vị trí thực tế có Thơng tin cảm biến vị trí gửi lên ECU - Cuối ECU lệnh đưa dịng điện có trị số cường độ cần thiết đến xôlênoy tác động nơi bơm cao áp với trị số dịng điện này, xơlênoy tác động dịch chuyển cho vị trí thực tế với vị trí quy định Vì lý an tồn, lị xo trang bị để kéo trở vị trí lưu lượng số xơlênoy tác động khơng nhận dịng điện điều khiển Điểm khởi bơm nhiên liệu điều chỉnh vịng điều khiển khép kín theo bước sau đây: - Bộ cảm biến động tác van kim nơi ghi nhận thông tin điểm khởi phun nhiên liệu báo ECU - Bằng cách đói chiếu thơng tin với vị trí ĐCT pittơng động cơ, ECU có góc phun dầu sớm thực tế 219 - So sánh góc phun sớm thực tế với góc phun sớm quy định có sẵn chương trình nhớ 220 - Sau cùng, ECU tính tốn gửi dịng điện có trị số quy định đến xôlênoy tác động khâu phân lượng Nhận dịng điện này, xơlênoy dịch chuyển khâu phân lượng cho điểm khởi phun nhiên liệu thực tế giống với điểm khởi 221 phun quy định Hình 36 giới thiệu sơ đồ kết cấu hoạt động hệ thống điện tử điều khiển lượng nhiên liệu bơm bơm cao áp PE hệ 222 223 ... khuỷu- truyền động bốn kỳ, xylanh, góc lệch cơng tác 1200 Hinh 13 24 Chương CHU TRÌNH CƠNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2.1 Các tiêu đánh giá chu trình cơng tác động đốt Ở động đốt trong, việc biến... hiệu suất động tỷ sô nén tùy thuộc vào loại động thường có trị số sau: Động xăng: = 3,5 11; Động diesel: = 13 22; 1- 2Nguyên lý làm việc động bốn kỳ I/ Động xăng bốn kỳ Khi động làm việc hình... Nhiệt độ q trình làm việc động hai kỳ lớn so với động kỳ, có số lần sinh cơng nhiều hơn, làm cho động bị đốt nóng đặc biệt đối vơi động diesel dễ bị bám muội than buồng cháy.v.v Trong động xăng hai