Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ 1 TR-FE

Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ 1 TR-FE

Mục lục

Mục lục 1

LỜI NÓI ĐẦU 5

1 ĐẶC ĐIỂM CUNG CẤP NHIÊN LIỆU Ở ĐỘNG CƠ XĂNG 6

1.1 MỤC ĐÍCH 6

1.2 CÁC YÊU CẦU HỖN HỢP CHÁY CỦA ĐỘNG CƠ XĂNG 6

1.2.1 Yêu cầu nhiên liệu 6

1.2.2 Tỷ lệ hỗn hợp 6

1.3 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 6

1.3.1 Phân loại theo hệ thống dùng cacbuaratơ 6

1.3.2 Phân loại theo hệ thống phun xăng 7

1.3.2.1 Phân loại theo số vòi phun sử dụng 7

1.3.2.2 Phân loại theo biện pháp điều khiển phun xăng 7

1.3.2.3 Phân loại theo cách xác định lượng khí nạp 8

1.4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRONG ĐỘNG CƠ XĂNG 9

1.4.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu dùng Cacbuaratơ 9

1.4.1.1 Chế hoà khí bốc hơi 10

1.4.1.2 Chế hoà khí phun 11

1.4.1.3 Bộ chế hoà khí hút đơn giản 12

1.4.1.4 Bộ chế hoà khí hút hiện đại 12

1.4.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu phun xăng 14

1.4.2.1 Hệ thống phun xăng cơ khí 14

1.4.2.2 Hệ thống phun xăng điện tử 15

1.5 ƯU ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ SO VỚI DÙNG BỘ CHẾ HOÀ KHÍ 16

2 GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ 1TR-FE 17

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 17

2.1.1 Trọng lượng và kích thước xe 17

2.1.2 Động cơ 17

2.2 ĐẶC ĐIỂM TỔNG QUÁT ĐỘNG CƠ 1TR-FE 19

2.2.1 Động cơ 19

2.2.2 Cơ cấu phối khí 21

2.2.3 Hệ thống nhiên liệu 22

2.2.4 Hệ thống kiểm soát khí xả 23

2.2.5 Hệ thống xả 26

2.2.6 Hệ thống làm mát 27

2.2.7 Hệ thống bôi trơn 27

2.2.8 Hệ thống đánh lửa 28

2.2.9 Hệ thống khởi động 29

2.2.10 Hệ thống nạp 30

3 TÍNH TOÁN NHIỆT 31

3.1 CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU 31

3.2 CÁC THÔNG SỐ CHỌN 31

3.3 TÍNH TOÁN CÁC QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC 32

3.3.1 Tính toán quá trình nạp 32

3.3.2 Tính toán quá trình nén: 33

3.3.3 Tính toán quá trình cháy: 34

3.3.4 Quá trình giãn nở 37

3.3.5 Tính toán các thông số của chu trình công tác 38

4 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC 40

4.1 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG 40

4.1.1 Xây dựng đường cong áp suất trên đường nén 40

4.1.2 Xây dựng đường cong áp suất trên đường giãn nở 41

4.1.3 Lập bảng tính: 41

4.1.4 Xác định các điểm đặc biệt và hiệu chỉnh đồ thị công 42

4.2 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CHUYỂN VỊ PISTON BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ BRICK 44

4.3 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ VẬN TỐC 45

4.4 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ GIA TỐC THEO PHƯƠNG PHÁP TÔLÊ 47

4.5 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ LỰC QUÁN TÍNH PJ, LỰC KHÍ THể PKH, LỰC TỔNG P1 48

4.5.2 Đồ thị lực khí thể Pkh 49

4.5.3 Đồ thị lực tác dụng lên chốt piston P1 50

4.6 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ LỰC TIẾP TUYẾN T, LỰC PHÁP TUYẾN Z, LỰC NGANG N 51 4.7 TÍNH MÔMEN TỔNG T 54

4.8 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ VECTƠ PHỤ TẢI TÁC DỤNG TRÊN CHỐT KHUỶU 58

4.9 TRIỂN KHAI ĐỒ THỊ PHỤ TẢI Ở TỌA ĐỘ CỰC THÀNH ĐỒ THỊ Q- 60

4.10 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ VECTƠ PHỤ TẢI TÁC DỤNG TRÊN ĐẦU TO THANH TRUYỀN 62

4.11 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ MÀI MÒN CHỐT KHUỶU 64

5 KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐỘNG CƠ 1TR-FE 69

5.1 HỆ THỐNG CUNG CẤP XĂNG ĐỘNG CƠ 1TR-FE 69

5.1.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống cung cấp xăng 69

5.1.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động các bộ phận chính 70

5.1.2.1 Bơm nhiên liệu: 70

5.1.2.2 Bộ lọc nhiên liệu 72

5.1.2.3 Bộ giảm rung động 72

5.1.2.4 Bộ ổn định áp suất 72

5.1.2.5 Vòi phun xăng điện từ 74

5.1.2.6 Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu 75

5.2 HỆ THỐNG CUNG CẤP KHÔNG KHÍ ĐỘNG CƠ 1TR-FE 76

5.2.1 Sơ đồ hệ thống cung cấp không khí 76

5.2.2 Các bộ phận của hệ thống cung cấp không khí 76

5.2.2.1 Lọc không khí 76

5.2.2.2 Cổ họng gió: 76

5.2.2.3 Ống góp hút và đường ống nạp 77

5.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ ĐỘNG CƠ 1TR-FE 78

5.3.1 Nguyên lý chung 78

5.3.2 Sơ đồ điều khiển lượng phun 78

5.3.3 Các cảm biến 78

5.3.3.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp 78

5.3.3.2 Cảm biến nhiệt độ khí nạp 80

5.3.3.4 Cảm biến ôxy 82

5.3.3.5 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 83

5.3.3.6 Cảm biến vị trí trục cam 84

5.3.3.7 Cảm biến vị trí trục khuỷu 85

5.3.3.8 Cảm biến tiếng gõ: 86

5.3.3.9 Cảm biến vị trí bàn đạp ga: 87

5.3.4 Hệ thống điều khiển điện tử ECU (Electronic Control Unit) 88

5.3.4.1 Chức năng hoạt động cơ bản 88

5.3.4.2 Chức năng thực tế 91

5.3.4.3 Các bộ phận của ECU 91

5.3.4.4 Các thông số hoạt động của ECU 91

5.3.4.5 Xử lý thông tin và tạo xung phun 92

5.3.4.6 Điều khiển thời điểm phun 94

5.3.4.7 Điều khiển lượng phun 94

5.3.4.8 Các chế độ làm việc 95

6 TÍNH TOÁN LƯỢNG PHUN 97

7 CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ CHẨN ĐOÁN 100

7.1 KHÁI QUÁT 100

7.2 NGUYÊN LÝ CỦA HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN 100

7.3 MÃ CHẨN ĐOÁN 101

7.4 KIỂM TRA VÀ XÓA MÃ CHẨN ĐOÁN 106

7.4.1 Kiểm tra đèn báo “CHECK ENGINE” 106

7.4.2 Phát mã chẩn đoán hư hỏng 106

7.4.2.1 Chế độ bình thường 106

7.4.2.2 Chế độ kiểm tra 107

7.4.3 Xoá các mã chẩn đoán hư hỏng 107

8 KẾT LUẬN 107

TÀI LIỆU THAM KHẢO 109

LỜI NÓI ĐẦU

Như chúng ta đã biết, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành điện tử thìngành động cơ ôtô cũng có những sự vươn lên mạnh mẽ Hàng loạt các linh kiện bándẫn, thiết bị điện tử được trang bị trên động cơ ôtô nhằm mục đích giúp tăng công suấtđộng cơ, giảm được suất tiêu hao nhiên liệu và đặc biệt là ô nhiễm môi trường do khíthải tạo ra là nhỏ nhất Và hàng loạt các ưu điểm khác mà động cơ đốt trong hiện đại

đã đem lại cho công nghệ chế tạo ôtô hiện nay

Việc khảo sát cụ thể hệ thống phun xăng điều khiển điện tử giúp em có một cáinhìn cụ thể hơn, sâu sắc hơn về vấn đề này Đây cũng là lý do mà đã khiến em chọn đềtài này làm đề tài tốt nghiệp với mong muốn góp phần nghiên cứu sâu hơn về hệ thốngcung cấp nhiên liệu trên động cơ xăng, để từ đó có thể đưa ra được các giải pháp vềcác vấn đề hư hỏng thường gặp ở hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ này

Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảocòn ít và điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp của em không tránhkhỏi những thiếu sót, kính mong các thầy cô giáo trong bộ môn chỉ bảo để đồ án của

em được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn “T.S Trần ThanhHải Tùng”, các thầy cô giáo trong bộ môn Máy Động lực cùng tất cả các bạn sinh viên

đã giúp em hoàn thành đồ án này

Đà nẵng, ngày tháng năm 2007

Sinh viên thực hiện.

Đoàn Minh Nhật

1 ĐẶC ĐIỂM CUNG CẤP NHIÊN LIỆU Ở ĐỘNG CƠ XĂNG.

1.1 MỤC ĐÍCH

Chuẩn bị và cung cấp hỗn hợp hơi xăng và không khí cho động cơ, đảm bảo

số lượng và thành phần của hỗn hợp không khí và nhiên liệu luôn phù hợp với chế độlàm việc của động cơ

Hệ thống nhiên liệu của động cơ xăng bao gồm các thiết bị: thùng xăng, bơmxăng, lọc xăng Đối với hệ thống phun nhiên liệu điện tử còn có ống phân phối, vòiphun chính, vòi phun khởi động lạnh, bộ điều áp, bộ giảm chấn áp suất nhiên liệu, hệthống điều khiển kim phun, ECU

1.2 CÁC YÊU CẦU HỖN HỢP CHÁY CỦA ĐỘNG CƠ XĂNG

1.2.1 Yêu cầu nhiên liệu.

 Có thành phần hỗn hợp thích ứng với từng chế độ làm việc của động cơ

 Hỗn hợp phải đồng nhất trong xylanh và như nhau với mỗi xylanh

 Đáp ứng từng chế độ làm việc của động cơ, thời gian hình thành hỗn hợpphải đảm bảo tốc độ (không dài quá không ngắn quá )

 Hỗn hợp cung cấp phải đáp ứng với ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường vànhiệt độ động cơ

 Thành phần nhiên liệu phải đảm bảo giúp cho sự hình thành hỗn hợp tốt.1.3 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

1.3.1 Phân loại theo hệ thống dùng cacbuaratơ.

 Hệ thống điều chỉnh độ chân không ở họng

 Hệ thống có ziclơ bổ sung

 Hệ thống điều chỉnh độ chân không ở ziclơ chính

1.3.2 Phân loại theo hệ thống phun xăng.

1.3.2.1 Phân loại theo số vòi phun sử dụng.

a) Hệ thống phun xăng nhiều điểm

Mỗi xylanh động cơ được cung cấp nhiên liệu bởi một vòi phun riêng biệt.Xăng được phun vào đường ống nạp ở vị trí gần xupap nạp Thường dùng cho các loại

xe du lịch cao cấp có dung tích xylanh lớn

b) Hệ thống phun xăng một điểm.

Việc chuẩn bị hỗn hợp nhiên liệu khí được tiến hành ở một vị trí tương tự nhưtrường hợp bộ chế hoà khí, sử dụng một vòi phun duy nhất Xăng được phun vàođường nạp, bên trên bướm ga Hỗn hợp được tạo thành trên đường nạp Hệ thống nàyđược sử dụng khá phổ biến trên động cơ các loại xe có công suất nhỏ

c) Hệ thống phun xăng hai điểm.

Thực chất đây là một biến thể của hệ thống phun xăng một điểm trong đó sửdụng thêm một vòi phun thứ hai đặt bên dưới bướm ga nhằm cải thiện chất lượng quátrình tạo hỗn hợp

1.3.2.2 Phân loại theo biện pháp điều khiển phun xăng.

a) Hệ thống phun xăng cơ khí.

Trong hệ thống này, việc dẫn động, điều khiển, điều chỉnh định lượng hỗnhợp được thực hiện theo một số nguyên lý cơ bản như động học, động lực học, cơ họcchất lỏng, nhiệt động lực học

Có hai loại dẫn động cơ khí Loại dẫn động bởi động cơ bao gồm bơm xăng

và một bộ phận định lượng nhiên liệu hoạt động giống như hệ thống phun nhiên liệucủa động cơ điêzen và một loại thứ hai hoạt động độc lập không có dẫn động từ độngcơ

b) Hệ thống phun xăng điện tử.

Ở các loại hệ thống phun xăng này, một loạt các cảm biến sẽ cung cấp thôngtin dưới dạng các tín hiệu điện liên quan đến các thông số làm việc của động cơ chomột thiết bị tính toán thường được gọi là bộ vi xử lý và điều khiển trung tâm Sau khi

xử lý các thông tin này, bộ điều khiển trung tâm sẽ xác định lượng xăng cần cung cấpcho động cơ theo một chương trình tính toán đã được lập trình sẵn và chỉ huy sự hoạtđộng của các vòi phun xăng (thời điểm phun và thời gian phun)

1.3.2.3 Phân loại theo cách xác định lượng khí nạp.

a) Hệ thống phun xăng dùng lưu lượng kế: loại L

 Hệ thống phun xăng loại này được trang bị thiết bị đo lưu lượng cho phép

đo trực tiếp thể tích hay khối lượng không khí lưu thông trong đường nạp Thông tin

về lưu lượng khí được cung cấp cho bộ điều khiển trung tâm dưới dạng tín hiệu điện

để làm cơ sở tính toán thời gian phun

 Lưu lượng thể tích: thiết bị này làm việc theo nguyên tắc đo lực của dòngkhí tác động lên một cửa đo quay quanh một trục lắp trên đường nạp Góc quay củacửa phụ thuộc lưu lượng khí nạp và được xác định bởi một điện thế kế Như vậy, thiết

bị sẽ cung cấp một tín hiệu điện tỷ lệ với lưu lượng khí cho bộ điều khiển trung tâm

Để tăng độ chính xác phép đo, người ta thường dùng thêm một nhiệt kế để đo nhiệt độkhông khí trong quá trình nạp

 Lưu lượng kế khối lượng kiểu dây đốt nóng: một sợi dây kim loại rất mảnhđược căng ở một vị trí đo trong đường nạp Khi lưu lượng khí thay đổi thì nhiệt độ vàđiện trở của dây cũng thay đổi theo Một mạch điện tử cho phép điều chỉnh tự độngdòng điện đốt nóng dây Dòng điện này sẽ tỷ lệ với lưu lượng khí Theo nguyên tắtnày, việc đo nhiệt độ dòng khí sẽ không cần thiết nữa vì lưu lượng khối lượng được đotrực tiếp nên độ chính xác phép đo không bị ảnh hưởng bởi những dao động của nhiệt

độ khí như phương pháp trên

 Lưu lượng kế khối lượng kiểu tấm đốt nóng: hệ thống này hoạt động theonguyên lý tương tự như hệ thống trên Việc thay thế dây kim loại bằng hai tấm kimloại gốm mỏng cho phép tăng độ bền vững của thiết bị đo và hạn chế ảnh hưởng dobụi bặm hoặc rung động Hai tấm kim loại này có điện trở phụ thuộc nhiệt độ đượcmắc thành cầu điện trở, một để đo lưu lượng, một để đo nhiệt độ khí

 Hệ thống phun xăng với thiết bị đo lưu lượng kiểu siêu âm sử dụng hiệu ứngKarman - Vortex

Một cơ cấu đặt biệt được lắp trên đường nạp nhằm tạo ra các chuyển độngxoáy lốc của dòng không khí ở một vị trí xác định Số lượng xoáy lốc sẽ tỷ lệ với lưulượng thể tích Một nguồn sóng siêu âm đặt trên đường ống nạp, phát sóng có tần sốxác định theo hướng vuông góc với dòng chảy không khí Tốc độ lan truyền của sóngsiêu âm xuyên qua dòng khí phụ thuộc vào lượng khí chuyển động xoáy Một thiết bị

b) Hệ thống phun xăng có thiết bị đo lưu lượng kiểu áp suất : loại D

Ở hệ thống phun xăng loại này, lượng khí nạp được xác định thông qua áp suấttuyệt đối trong ống nạp và chế độ tốc độ của động cơ, dựa vào các tham số hay đặctính chuẩn đã được xác định từ trước, có tính đến biến thiên áp suất trong quá trìnhnạp Các đầu đo được sử dụng thường là cảm biến áp suất kiểu áp điện - điện trở kếthợp với nhiệt kế để đo nhiệt độ chuyển động Trong thực tế, khi khởi động động cơ, donhiệt độ thấp nên mật độ không khí tăng, ở cùng một áp suất thì lưu lượng khí nạpthực tế sẽ lớn hơn lưu lượng tính toán, dẫn đến hỗn hợp nhạt có thể gây chết máy Dựatrên thông tin về nhiệt độ không khí do cảm biến cung cấp, bộ điều khiển trung tâm sẽtăng lượng xăng phun ra khi nhiệt độ khí nạp thấp Phép đo lưu lượng kiểu này thường

áp dụng cho các hệ thống phun xăng một điểm

 Ưu điểm:

 Kết cấu bảo dưỡng đơn giãn, dể lắp đặt điều chỉnh, giá thành hạ

 Ít gây sức cản khí động phụ trên đường nạp

 Nhược:

 Không đo trực tiếp lưu lượng không khí

 Nhạy cảm với dao động áp suất và nhiệt độ trên đường nạp

1.4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRONG ĐỘNG

CƠ XĂNG

1.4.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu dùng Cacbuaratơ.

Trên các động cơ xăng cổ điển việc tạo hỗn hợp nhiên liệu không khí đều ởbên ngoài động cơ một cách thích hợp trong một thiết bị riêng trước khi đưa vàobuồng cháy động cơ gọi là bộ chế hoà khí Các bộ chế hoà khí hiện nay được chia ralàm ba loại sau

 Loại bốc hơi

 Loại phun

 Loại hút:

 Loại hút đơn giản

 Loại hút hiện đại

1.4.1.1 Chế hoà khí bốc hơi.

Chế hoà khí bốc hơi chỉ dùng cho loại xăng dễ bốc hơi Nguyên lý hoạt độngcủa nó như sau:

Sơ đồ nguyên lý:

Hình 1.1: Sơ đồ bộ chế hoà khí bốc hơi.

1 : Họng; 2 : Bầu xăng; 3:Ống nạp; 4:Bướm ga.

Xăng được đưa từ thùng chứa đến bầu xăng (2) của bộ chế hoà khí Tronghành trình hút của động cơ không khí theo đường ống (1) lướt qua mặt xăng của bầuxăng (2), ở đây không khí hòa trộn với hơi xăng tạo thành hỗn hợp giữa hơi xăng vàkhông khí Sau đó hỗn hợp đi qua đường ống nạp (3), bướm ga (4) và được hút vàođộng cơ Bướm ga (4) có nhiệm vụ dùng để điểu chỉnh lượng hòa khí nạp vào động cơ.Muốn điều chỉnh nồng độ của khí hỗn hợp tức là điều chỉnh thành phần hơi nhiên liệuchứa trong hỗn hợp phải thay đổi thể tích phần không gian bên trên giữa mặt xăng vàthành của bầu xăng (2)

Ưu điểm chính của loại chế hoà khí bốc hơi là hơi xăng và hỗn hợp không khíhỗn hợp với nhau rất đều Nhưng loại này lại có rất nhiều khuyết điểm, rất cồng kềnh,

dễ sinh hoả hoạn, rất nhạy cảm với mọi thay đổi của điều kiện khí trời, lúc động cơchạy phải luôn điều chỉnh vì vậy hiện nay không dùng nữa

1.4.1.2 Chế hoà khí phun.

Sơ đồ nguyên lý : (hình 1.2)

Hình 1.2 : Sơ đồ bộ chế hoà khí phun.

1:Họng; 2:Buồng chứa không khí áp suất cao; 3:Màng mỏng; 4:Buồng chứa không khí áp suất thấp; 5:Buồng chứa nhiên liệu áp suất thấp; 6:Màng mỏng; 7:Buồng chứa nhiên liệu áp suất cao; 8:Cán van; 9:Van nhiên liệu; 10:Ziclơ; 11:Vòi phun; 12:Bướm ga; 13:Đường ống.

Nguyên lý làm việc của chế hoà khí phun là dùng áp lực để phun nhiên liệuvào không gian hỗn hợp

Buồng không khí(2) ăn thông với đường ống nạp động cơ nhờ đường ống(13).Miệng của đường ống(13) đặt đối diện với chiều lưu động của dòng khí vì vậy áp suấttrong buồng(2) bằng tổng áp suất động và áp suất tĩnh của dòng khí Buồng khôngkhí(4) nối liền với họng(1) nên trong buồng(4) có độ chân không Lực tác động ởbuồng(2) lên màng mỏng(3) làm cho màng(3) uốn cong về phía buồng(4) Kết quả làmcho cán van(8) và van(9) chuyển dịch sang bên phải làm cho cửa van(9) được mởrộng Với một áp suất nhất định nhiên liệu được bơm qua van vào buồng(7) Từbuồng(7) đi qua ziclơ(10) và vòi phun(11), nhiên liệu được phun thành những hạt nhỏ

và hỗn hợp đều với không khí Nhờ một đường ống nối liền với nhiên liệu ở sauziclơ(10) nên buồng(5) cũng chứa đầy nhiên liệu nhưng áp suất trong buồng(5) thấphơn áp suất trong buồng(7) vì vậy màng mỏng 6 cũng bị uốn cong với khuynh hướngđóng nhỏ van(9) Khi các lực tác dụng lên màng mỏng ở vị trí cân bằng thì van nhiênliệu(9) nằm ở một vị trí nhất định tương ứng với một chế độ làm việc của động cơ

Các bộ chế hoà khí phun làm việc chính xác, ổn định dù động cơ đặt ở bất kỳ

1.4.1.3 Bộ chế hoà khí hút đơn giản.

Sơ đồ nguyên lý: (hình 1.3)

Hình 1.3 : Sơ đồ bộ chế hoà khí hút.

1:Bướm ga; 2:Đường ống nhiên liệu; 3:Van kim; 4:Buồng phao;

5:Phao; 6:Ziclơ; 7:Đường ống nạp; 8:Vòi phun; 9:Họng;

Không khí từ khí trời được hút qua bầu lọc vào đường ống nạp (7) qua họng(9) của bộ chế hoà khí họng (9) làm cho đường ống bị thắt lại vì vậy tạo nên độ chânkhông khi không khí đi qua họng Chỗ tiết diện lưu thông nhỏ nhất của họng là nơi có

độ chân không nhỏ nhất Vòi phun (8) được đặt tại tiết diện lưu thông nhỏ nhất củahọng Nhiên liệu từ buồng phao (4) qua ziclơ (6) được dẫn động tới vòi phun Nhờ có

độ chân không ở họng nhiên liệu được hút khỏi vòi phun và được xé thành những hạtsương mù nhỏ hỗn hợp với dòng không khí đi qua họng vào động cơ Để bộ chế hoàkhí làm việc chính xác thì nhiên liệu trong buồng phao luôn luôn ở mức cố định vì vậytrong buồng phao có đặt phao (5) Nếu mức nhiên liệu trong buồng phao hạ xuống thìphao (5) cũng hạ theo, van kim (3) rời khỏi đế van làm cho nhiên liệu từ đường ống(2) đi vào buồng phao Phía sau họng còn có bướm ga (1) dùng để điều chỉnh số lượnghỗn hợp đưa vào động cơ

1.4.1.4 Bộ chế hoà khí hút hiện đại.

Bộ chế hoà khí hút đơn giản, khi đáp ứng được yêu cầu làm việc của động cơ

ở chế độ không tải và tải nhỏ thì khi động cơ làm việc ở chế độ tải ổn định và toàn tảithì hỗn hợp lại quá loãng, động cơ không thể làm việc được Ngược lại, khi động cơlàm việc tốt ở chế độ tải lớn thì khi ở tải nhỏ và không tải thì hỗn hợp lại quá giàu Vìvậy ở những bộ chế hoà khí hiện đại thì chúng được trang bị thêm những hệ thống hỗtrợ như : hệ thống không tải, hệ thống làm đậm, bơm tăng tốc.v.v

Sau đây em chỉ giới thiệu bộ chế hoà khí điển hình là K129.

Sơ đồ cấu tạo:

16 17 18 19

20 21

22 23 24 25

27

26

28 29 30

1

Hình 1.4 : Sơ đồ bộ chế hoà khí K129.

1:Piston bơm tăng tốc; 2:cần đẩy bơm tăng tốc; 3:pisto làm đậm; 4:đòn dẫn động; 5:van piston; 6:lỗ thông với khí trời; 7:vòi phun tăng tốc; 8:bướm gió; 9:họng nhỏ; 10:vòi phun làm đậm; 11:đường thông bầu phao với khí trời; 12:ziclơ không khí; 13:ziclơ không khí không tải; 14:van kim; 15:lọc nhiên liệu; 16:kính quan sát; 17:phao xăng; 18:nút xả; 19:thân bộ chế hòa khí; 20:ziclơ chính; 21:ziclơ không tải; 22:víc điều chỉnh không tải; 23:mạch nhiên liệukhông tải; 24:lỗ trên; 25:lỗ dưới; 26:bướm ga; 27:họng lớn; 28:van kim; 29:van bi; 30:đòn dẫn động; 31:van làm đậm.

Nguyên lý làm việc của bộ chế hoà khí K129 sẽ làm việc như bộ chế hoà khíhút đơn giản nhưng nó được sự hỗ trợ của các hệ thống phụ như : hệ thống làm đậm,

hệ thống không tải, bơm tăng tốc.v.v Nên bộ chế hoà khí này đáp ứng được tất cả cácyêu cầu làm việc của động cơ từ chế độ khởi động cho đến khi cần phát huy hết côngsuất

1.4.2 Nguyín lý hoạt động của hệ thống nhiín liệu phun xăng.

1.4.2.1 Hệ thống phun xăng cơ khí.

Sơ đồ nguyín lý:

Hình 1.5: Sơ đồ nguyín lý hệ thống phun xăng cơ khí.

Có thể chia câc cơ cấu của hệ thống năy thănh 3 bộ phận:

 Bộ phận cung cấp nhiín liệu gồm: bình chứa, bơm xăng điện, bộ tích tụxăng, bộ lọc xăng

 Bộ phận cung cấp không khí bao gồm: đường ống nạp vă bộ phận lọc khí

 Bộ phận điều khiển tạo hỗn hợp bao gồm: thiết bị đo lưu lượng khí vă thiết

bị định lượng nhiín liệu

Lượng không khí nạp văo xy lanh được xâc định bởi lưu lượng kế Căn cứvăo lượng khí nạp thực tế lưu lượng kế sẽ chỉ huy việc định lượng nhiín liệu cung cấpcho động cơ Nhiín liệu được phun văo qua câc vòi phun văo đường ống nạp ở ngaytrín xupâp nạp Lượng hỗn hợp nạp văo xylanh được điều khiển bởi bướm ga

Buồng cháy động cơ

Đường ống nạp trước xupáp nạp

Vòi phun

Bộ lọc xăng

Bộ tích tụ xăng

Bơm xăng điện

Bộ lọc không

khí

XăngKhông khí

Đo lưu

lượng

khí

Điều chỉnh hỗn hợp lượng Định

phân phốiBướm

ga

Bộ tích tụ xăng có hai chức năng: duy trì âp suất trong mạch nhiín liệu saukhi động cơ đê ngừng hoạt động để tạo điều kiện khởi động dễ dăng vă lăm giảm bớtdao động âp suất nhiín liệu trong hệ thống do việc sử dụng bơm xăng kiểu phiến gạt.

1.4.2.2 Hệ thống phun xăng điện tử

Sơ đồ nguyín lý:

Hình 1.6: Sơ đồ nguyín lý hệ thống phun xăng điều khiển điện tử.

Hệ thống phun xăng điện tử thực chất lă một hệ thống điều khiển tích hợp cảhai quâ trình phun xăng vă đânh lửa của động cơ Hệ thống bao gồm ba khối thiết bị

Thông số chuẩn

Vòi phun

Lọc xăng

Bơm điện

Bình chứa

Nhiệt kế

Công tắc bướm ga

Cảm biến tốc độ

Lưu lượng kế

Đến động cơ

ĐIỀU KHIỂN ĐÁNH LỬA

NHIÊN LIỆUTHÔNG

SỐ CẢM BIẾN CHẤP HÀNH

 Các cảm biến có nhiệm vụ ghi nhận các thông số hoạt động của động cơ(lưu lượng khí nạp, tốc độ động cơ, nhiệt độ, tải trọng, nồng độ ôxi trong khí thải )

 Bộ xử lý và điều khiển trung tâm: tiếp nhận và xử lý các thông tin do cáccảm biến cung cấp Tín hiệu điện đưa đến từ các cảm biến sẽ được chuyển đổi thànhtín hiệu số rồi được xử lý theo một chương trình đã vạch sẵn Những số liệu cần thiếtkhác cho việc tính toán đã được ghi nhớ sẵn trong bộ nhớ của máy tính dưới dạng cácthông số vận hành hay đặc tính chuẩn

 Các tín hiệu ra của bộ điều khiển trung tâm được khuếch đại và đưa vàokhối thứ ba là bộ phận chấp hành Bộ phận này có nhiệm vụ phát các xung điện chỉhuy việc phun xăng và đánh lửa cũng như chỉ huy một số cơ cấu thiết bị khác (hồi lưukhí thải, điều khiển mạch nhiên liệu, mạch khí ) đảm bảo sự làm việc tối ưu của độngcơ

1.5 ƯU ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ SO VỚI DÙNG BỘCHẾ HOÀ KHÍ

Hoạt động tốt trong mọi mọi điều kiện thời tiết, địa hình hoạt động, khôngphụ thuộc vào tư thế của xe

Có khả năng sử dụng các hệ thống và thiết bị tự chẩn đoán

Nhược điểm:

Cấu tạo phức tạp, có yêu cầu khắt khe về chất lượng lọc sạch nhiên liệu vàkhông khí Bảo dưỡng sửa chữa cần có trình độ chuyên môn cao

Giá thành cao

2 GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ 1TR-FE.

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Xe Toyota Innova là loại xe du lịch 8 chỗ ngồi Xe được trang bị động cơ mới1TR-FE, khung gầm xe cứng cáp cho hiệu quả lái xe ổn định Khả năng giảm xóc vàchống rung tốt tạo cảm giác thoải mái và êm ả cho mọi hành khách trong xe trên mọinẻo đường

Toyota Innova có 2 loại: Innova G và Innova J

Bảng:2.1

Động cơ 2.0 lít (1TR-FE) 2.0 lít (1TR-FE)

Các thông số kỹ thuật của xe Innova:

2.1.1 Trọng lượng và kích thước xe.

Bảng: 2.2

Dài x rộng x cao toàn bộ 4555mm x 1770mm x 1745mm

2.1.2 Động cơ.

Bảng: 2.3

Tiêu chuẩn khí xả Euro Step 2

Cơ cấu phối khí 16 xupap dẫn động bằng xích,có VVT-i

Độ nhớt /cấp độ của dầu bôi

2.1.3 Khung xe

Bảng: 2.4

Treo trước Độc lập với lò xo cuộn, đòn kép và

thanh cân bằngTreo sau 4 điểm liên kết, lò xo cuộn và tay đòn

bên

Bán kính quay vòng tối thiểu 5,4 m

đúc

195/70R14 Thép,chụp kín

2.2 ĐẶC ĐIỂM TỔNG QUÁT ĐỘNG CƠ 1TR-FE

Động cơ 1TR-FE lắp trên xe Innova của hãng Toyota là loại động cơ xăng thế

hệ mới, 4 xy lanh thẳng hàng, dung tích xylanh 2,0lít trục cam kép DOHC 16 xupapdẫn động bằng xích thông qua con đội thuỷ lực với hệ thống van nạp biến thiên thôngminh VVT-i

Động cơ có công suất 100Kw/5600v/p có hệ thống đánh lửa trực tiếp điều khiểnbằng điện tử và hệ thống nhiên liệu phun trực tiếp điều khiển bởi ECU

2.2.1 Động cơ.

Hình 2.1: Cách bố trí xupap, trục cam trên động cơ.

1:Con đội thủy lực; 2:Trục cam; 3:Xupap; 4:Vòi phun.

Động cơ 1TR-FE là động cơ 4 xy lanh thẳng hàng có hệ thống cam kép(DOHC) gồm bốn xupap cho mỗi xylanh hai xupap nạp và hai xupap thải đặt lệchnhau một góc 22,850.với các góc phối khí:

 Nắp quy lát được đúc bằng hợp kim nhôm nhẹ, các trục cam đều được phân

bố trên đầu quy lát

 Thân máy cũng giống các động cơ cổ điển nhưng hoàn thiện hơn Lốc máyđược chế tạo bằng thép đúc có dạng gân tăng cứng nhằm giảm rung động và tiếng ồn

 Piston: được làm bằng hợp kim nhôm có kết cấu đặc biệt đỉnh piston vát hìnhnón cụt Rãnh piston trên cùng có tráng lớp ôxit axit, phần đuôi piston có tráng nhựa

Cỡ piston Điều kiện tiêu chuẩnTiêu chuẩn 85,951 đến 95,986mm

 Sécmăng: có 3 Sécmăng loại có ứng suất thấp secmăng khí số 1 được xử lýPVD*, secmăng khí số 2 được mạ crôm và Sécmăng dầu

Hình 2.2: Cấu tạo piston, secmăng.

1:Piston; 2:Secmăng khí số 1; 3:Secmăng khí số 2; 4:Secmăng dầu.

Khe hở cho phép của các secmăng cho dưới bảng:

Bảng: 2.7Secmăng Điều kiện tiêu chuẩn

Hình 2.3: Kết cấu thanh truyền.

1:Thân thanh truyền; 2:Bu lông thanh truyền; 3:Nắp đầu to.

 Trục khuỷu: có kết cấu khá đặc biệt, bên trong có đường dầu đi bôi trơn cácbạc lót và cổ trục Đường kính cổ trục tiêu chuẩn: 59,981 đến 59,994mm, đườngkính các cổ biên tiêu chuẩn: 52,989 đến 53,002mm

Hình 2.4: Kết cấu trục khuỷu.

1:Rãnh then lắp đĩa xích; 2:Chốt khuỷu; 3:Lỗ dầu; 4:Má khuỷu; 5:Cổ trục chính.

2.2.2 Cơ cấu phối khí.

Cơ cấu phối khí bao gồm: cò mổ loại con lăn, cơ cấu điều chỉnh khe hở xu pápthủy lực và hệ thống VVT-i, trục cam kép DOHC 16 xupap dẫn động bằng xích

 Cò mổ: Cò mổ loại con lăn dùng 1 vòng bi kim giúp giảm ma sát, do đó cảithiện được tính kinh tế nhiên liệu

Hình 2.5: Kết cấu cò mổ.

1:Ổ bi kim; 2:Cò mổ.

 Cơ cấu điều chỉnh khe hở thủy lực: duy trì khe hở xu páp luôn bằng “0” nhờ

áp lực của dầu và lực lò xo

Hình 2.6: Kết cấu con đội thủy lực.

1:Piston đẩy; 2:Buồng áp suất thấp; 3:Đường dầu; 4:Lò xo;

5:Buồng dầu áp suất cao; 6:Lò xo van bi; 7:Van bi.

– Cam quay sẽ nén bộ pitton đẩy và dầu trong buồng áp suất cao

– Khi đó cò mổ sẽ ép tới xu páp bằng cách dùng bộ điều chỉnh khe hở thủy lựclàm điểm tựa

– Lò xo đẩy piston đẩy đi lên, van 1 chiều sẽ mở ra và dầu sẽ điền đầy vào từbuồng áp suất thấp

– Do piston được đẩy lên, và khe hở xu páp sẽ được duy trì không đổi bằngkhông

2.2.3 Hệ thống nhiên liệu.

Hệ thống nhiên liệu động cơ 1TR-FE đóng vai trò rất quan trọng, nó không đơnthuần là hệ thống phun nhiên liệu, nhưng nó hợp thành một hệ thống đó là hệ thốngđiều khiển điện tử (ECU), hệ thống đánh lửa điện tử, điều khiển tốc độ động cơ, tạo ra

sự tương trợ lẫn nhau, kim phun hoạt động như các kim phun của các xe đời mới Khảnăng điều khiển tốt, công suất động cơ tăng, giảm tiêu hao nhiên liệu

Lượng không khí nạp được lọc sạch khi đi qua lọc không khí và được đo bởicảm biến lưu lượng không khí Tỷ lệ hoà trộn được ECU tính toán và hoà trộn theo tỷ

lệ phù hợp nhất Có cảm biến ôxy ở đường ống xả để cảm nhận lượng ôxy dư, điềukhiển lượng phun nhiên liệu vào tốt hơn

Hình 2.7: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ 1TR-FE.

1:Bình Xăng; 2:Bơm xăng điện; 3:Cụm ống của đồng hồ đo xăng và bơm; 4:Lọc Xăng; 5:Bộ lọc than hoạt tính; 6:Lọc không khí; 7:Cảm biến lưu lượng khí nạp; 8:Van điện từ; 9: Môtơ bước ; 10:Bướm ga; 11:Cảm biến vị trí bướm ga; 12:Ống

góp nạp; 13:Cảm biến vị trí bàn đạp ga; 14:Bộ ổn định áp suất;15:Cảm biến vị trí trục cam; 16:Bộ giảm chấn áp suất nhiên liệu; 17:Ống phân phối nhiên liệu; 18:Vòi phun; 19:Cảm biến tiếng gõ; 20:Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 21:Cảm biến vị trí trục khuỷu; 22:Cảm biến ôxy.

(cacbon oxit), HC (Hiđrô cacbon) và NOx (Nitơ ôxit).

 Khi nhiệt độ ở khu vực dập lửa thấp, chưa đạt tới nhiệt độ bóc cháy

 Khí nạp thổi qua trong thời gian lặp của xupap Hỗn hợp không khí nhiênliệu càng giàu càng sinh ra nhiều HC Hỗn hợp càng nghèo càng ít sinh ra HC.Lượng HC sinh ra càng trở nên lớn hơn khi hỗn hợp không khí nhiên liệu quánghèo, vì nó không cháy được

 Khi HC được hít vào cơ thể nó trở thành tác nhân gây ung thư Nó cũng gây

ra hiện tượng sương khói quang hóa

NO x (Nitơ ôxit).

 NOx được sinh ra do nitơ và ôxy trong hỗn hợp không khí nhiên liệu, khi nhiệt

độ của buồng đốt tăng cao trên 1800oC Nhiệt độ của buồng đốt càng cao, lượng NOxsản sinh ra càng nhiều

 Khi hỗn hợp không khí nhiên liệu nghèo, NOx sinh ra nhiều hơn vì tỷ lệ ôxytrong hỗn hợp không khí nhiên liệu cao hơn Như vậy, lượng NOx sinh ra tùy theo haiyếu tố: nhiệt độ cháy và hàm lượng ôxy

N2 + O2 = 2NO(NO2,N2…NOx)

 Khi NOx được hít vào cơ thể, nó gây kích thích mũi và họng Nó cũng gây rahiện tượng sương khói quang hóa

Hình 2.8: Đồ thị biến thiên nồng độ các chất ô nhiễm

theo hệ số dư lượng không khí

Để giảm các chất khí có hại từ khí xả: trước hết ta dùng bộ trung hòa khí xả(TWC) làm cho các chất độc hại CO (cacbon oxit), HC (Hiđrô cacbon) và NOx (Nitơôxit) phản ứng với các chất vô hại (H2O, CO2, N2) khi luồng khí xả đi qua, với các chấtxúc tác platin, pladini, iridi, rodi Để khí xả ra ngoài môi trường không độc hại đối vớisức khỏe con người

TWC hoạt động tốt nhất với tỷ lệ hỗn hợp không khí nhiên liệu gần như lýthuyết Vì vậy cần có hệ thống thông tin phản hồi về tỷ lệ hỗn hợp không khí nhiênliệu để giữ cho tỷ lệ này gần như tỷ lệ lý thuyết Hệ thống thông tin phản hồi về hỗnhợp không khí nhiên liệu theo dõi lượng ôxy trong khí xả bằng cách sử dụng cảm biếnôxy gắn trong đường ống xả Khi đó lượng nhiên liệu được ECU của động cơ điềuchỉnh để kiểm soát tỷ lệ hỗn hợp không khí nhiên liệu, giúp cho TWC làm việc có hiệuquả

Đối với nhiên liệu bay hơi từ thùng nhiên liệu: nhiên liệu này được hấp thụ bỡi

bộ lọc than hoạt tính Sau đó khi động cơ hoạt động, nhiên liệu trong bộ lọc than hoạttính và không khí được dẫn vào đường ống nạp để đốt cháy

Hình 2.9: Sơ đồ hệ thống kiểm soát khí xả động cơ 1TR-FE.

1:Bình Xăng; 2:Bơm Xăng điện; 3:Cụm ống của đồng hồ đo xăng và bơm; 4:Lọc Xăng; 5:Bộ lọc than hoạt tính; 6:Van điện từ; 7:Bướm ga; 8:Ống góp nạp; 9:Bộ ổn định áp suất; 10:Bộ giảm chấn áp suất nhiên liệu; 11:Ống phân phối nhiên liệu; 12:Vòi phun; 13:Cảm biến ôxy; 14:bộ trung hòa khí xả trước; 15:bộ trung hòa khí xả phía sau.

2.2.5 Hệ thống xả.

Khí xả được thải ra ngoài môi trường qua ống xả

Hệ thống xả gồm: ống góp xả và ống xả nối với nhau bằng khớp cầu Trên ống

xả có các bộ trung hòa khí xả để làm cho các chất độc hại CO (cacbon oxit), HC

(Hiđrô cacbon) và NOx (Nitơ ôxit) phản ứng với các chất vô hại (H2O, CO2, N2) khiluồng khí xả đi qua, với các chất xúc tác platin, pladini, iridi, rodi Để khí xả ra ngoàimôi trường không độc hại đối với sức khỏe con người

Hình 2.10: Sơ đồ hệ thống xả động cơ 1TR-FE.

1:Bộ trung hòa khí xả; 2:Bộ tiêu âm.

2.2.8 Hệ thống đánh lửa.

Hệ thống đánh lửa được điều khiển bằng điện tử ECU đánh lửa trực tiếp Mỗixylanh có một bugi loại đầu dài và một cuộn dây đánh lửa được điều khiển bằng mạchbán dẫn dùng transitor Hệ thống đánh lửa điện tử luôn luôn gắn liền với hệ thốngphun nhiên liệu, nó điều khiển tia lửa, góc đánh lửa luôn phù hợp với góc phun củanhiên liệu nhờ các cảm biến để thực hiện quá trình đốt cháy tốt hơn và nhiên liệu đượccháy hoàn toàn, ít tốn nhiên liệu, tăng công suất động cơ, chất thải ít độc hại

Hình 2.12: Sơ đồ hệ thống đánh lửa động cơ 1TR-FE.

1:Cầu chì dòng cao; 2:Khóa điện; 3:Cầu chì; 4:Cuộn đánh lửa số 1; 5:Cuộn đánh lửa số 2; 6:Cuộn đánh lửa số 3; 7:Cuộn đánh lửa số 4; 7,8:Bọc chống nhiễu; 9:Cảm biến vị trí trục khuỷu; 10:Cảm biến vị trí trục cam; 11:Bộ lọc ồn.

ECU căn cứ vào tín hiệu nhận được từ cảm biến vị trí trục khuỷu và căn cứ vàogóc đánh lửa cơ sở đã ghi sẵn trong bộ nhớ cũng như trong các thông số hiệu chỉnh đểxác định góc đánh lửa sớm cho động cơ Việc tạo ra các tín hiệu dạng xung để cungcấp dòng điện cho cuộn dây đánh lửa được lập trình sẵn để các cuộn dây cung cấpdòng điện trong thời gian định mức trước với giá trị tính toán để đảm bảo cho:

Từ thông sinh ra trong các cuộn dây đạt giá trị lớn nhất, đảm bảo cuộn dây đủnăng lượng để đánh lửa

Điều khiển sự phát ra và chấm dứt tia lửa được ECU tính toán sau khi các dữliệu được nhập vào bởi:

+ Tốc độ động cơ

+ Cảm biến vị trí trục khuỷu

+ Cảm biến vị trí trục cam

+ Cảm biến nhiệt độ động cơ

+ Cảm biến vị trí bướm ga

Hình 2.13: Kết cấu máy khởi động.

1:Bánh răng máy khởi động; 2:Cuộn giữ; 3:Cuộn đẩy;

4:Vành tiếp điểm; 5:Ắc quy.

Khi người lái đóng khóa điện, dòng điện sẽ đi vào cuộn đẩy mà lõi thép của nóđược nối với cần gạt Cuộn dây có điện trở thành nam châm hút lõi thép sang phải,

đồng thời làm quay cần gạt dịch chuyển bánh răng truyền động vào ăn khớp với bánhđà.

Khi bánh răng của khớp truyền động đã vào ăn khớp với bánh đà, thì vành tiếpđiểm cũng nối các tiếp điểm, đưa dòng điện vào các cuộn dây của máy khởi động.Máy khởi động quay, kéo trục khuỷu của động cơ quay theo Khi động cơ đã nổ thìngười lái nhả khóa điện, các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của lò xohồi vị

2.2.10 Hệ thống nạp.

Hệ thống nạp dùng một bộ điều áp để điều chỉnh điện mà nó tạo ra bỡi sự quaycủa cuộn day rôto và nạp điện vào ắc quy

Hình 2.14: Sơ đồ hệ thống nạp động cơ 1TR-FE.

1:Máy phát ; 2:Bộ tiết chế; 3,7:Cầu chì; 4:Đèn báo nạp; 5:Khóa điện; 6,8,9:Cầu chì dòng cao; 10:Cuộn Stato; 11:Cuộn dây Rôto.

3 TÍNH TOÁN NHIỆT.

3.1 CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU

Bảng 3.1 Thông số ban đầu

3.3.1 Tính toân quâ trình nạp

- Hệ số khí sótr:

m a

r t

a

r r

k r

p p p

p T

T T

1

2 1

2

.

1

.

11 , 0 1 17 , 1 02 , 1 8 , 9

1

0847 , 0

11 , 0 900

8 298 1

5 , 1

r t

k a k

k

p p

p T T T

1

2

1

.

298 1 8 , 9

r

a r r t k

p

p T T

1

[3.3]

Ta =  

0513 , 0 1

11 , 0 0847 , 0 900 0513 , 0 17 , 1 8

1 5 , 1

( 21 , 0

1

O H C

Nhiệt trịthấp QH[kj/kg]

145 , 0 12

885 , 0 21 , 0

1

=0, 5119 [kmol không khí/kg nhiín liệu]

- Tính số mol khí nạp mới M1 [kmol không khí/kg nhiín liệu]:

nl 0 1

1 M M

1 M M

00419 , 0 806 , 19

19

"

1 634 ,

1 867

, 19

5

10

1 36 ,

184 38

, 427

b

= 0,0031

900 2

0031 , 0 5010 ,

, 0 1

0513 , 0 0031 , 0 00419 , 0 1

.

8887 , 19 0513

, 0 1

0513 , 0 5010 , 21 806 , 19 1

.

'' '

'' '

r

r v v v

b b

b

a a

338,1786 = 20,6132[KJ/Kmol.K]

- Chỉ số nén đa biến trung bình n1:

Chỉ số nén đa biến phụ thuộc rất nhiều thông số kết cấu và thông số vận hành nhưkích thước xy lanh, loại buồng cháy, số vòng quay, phụ tải, trạng thái nhiệt của động

cơ

n1 = 1 +  1

2

314,8

1

' '  v a n1 

0 88613 , 119

314 , 8 1

Giải phương trình trên theo phương pháp chia đôi ta được: n1 = 1,3794

- Nhiệt độ cuối quá trình nén Tc:

O 4

H M

0 4

145 , 0

0279 , 0 5202 , 0

M = 0,5482[kmol/kg nhiên liệu]

- Hệ số biến đổi phân tử lý thuyết 0

1

2 0

 =1,053710,05130,0513=1,0510

- Hệ số biến đổi phân tử z tại z

b

z r

o z

865 , 0 0513 , 0 1

1 0537 , 1 1

865 , 0

- Tổn thất nhiệt do cháy không hòan toàn QH:

Do động cơ phun xăng  = 1 nên QH = 0

- Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình môi chấtm  C vz tại z

z vz vz

z v

o z v

vz

x M x

M

x M a x

M a a

1 2

1 2

0513 , 0 9105 , 0 5482 , 0

9105 , 0 1 5202 , 0 8887 , 19 0537 , 1

0513 , 0 9105 , 0 5482 , 0 5010 , 21

r z 2

z 1 v o z 2 v vz

x 1 M x

M

x 1 M b x

M b b

0513 , 0 9105 , 0 5482 , 0

1 9105 , 0 5202 , 0 0041 , 0 0537 , 1

0513 , 0 9105 , 0 5482 , 0 0031 , 0

Nhiệt độ cực đại tính theo phương trình cháy:

r

H H

M

Q Q

.''

1

vz

z b

 z avz

) 1 (

M

) Q Q

(

r 1

H H

M

) Q Q

(

r 1

H H

5202 , 0

) 0 43995 (

865 , 0

9731 ,

- Kiểm nghiệm lại trị số n2:

Chọn trước n2, tính lặp n2 theo công thức:

z vz b

z r 1

H H

z b 2

TT.2

ba)TT 1M

)QQ

.(

314,81

- Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở Tb [oK].

1 n

z b

2

TT





1 2325 , 1

8 , 9

2319,3607

pp



Pb=9 , 8 1 , 2325

9575 , 5

=0,3576[MN/m2]

- Kiểm nghiệm lại nhiệt độ khí sót T rtính [oK]

m m

b

r b

rt P

P T T

3576 , 0 11 , 0 1364,2948

tính

chon tính

T

T T

3.3.5 Tính toán các thông số của chu trình công tác

Tính toán các thông số chỉ thị:

- Áp suất chỉ thị trung bìnhP'i[MN/m2]

] [MN/m

ε

1 1 1 n

1 ε

1 1 1 n

λ 1 ε

P

1 n1 1

1 n2 2

c i

, 1 9,8

1 1

1 1,3794

1 9,8

1 1

1 1,2325

4 1

9,8

1,9731

1 1,3794 1

1,2325 i

i p

968 , 0 2461 , 1

0847 , 0 8064 , 0 43995

298 2062 , 1 0,5202

314 , 8

Động cơ Diesel buồng cháy thống nhất 0,089 0,0118Động cơ Diesel buồng cháy xoáy lốc 0,089 0,01315

i e

4.1.1 Xây dựng đường cong áp suất trên đường nén.

Ta có: phương trình đường nén đa biến: p.Vn1 = conts, do đó nếu gọi x là điểmbất kỳ trên đường nén thì:

1

nx nx

n c

V V p p

pa - âp suất đầu quâ trình nĩn.

Động cơ không tăng âp: pa = (0,8 ÷ 0,9)pk Chọn: pa = 0,847pkTrong đó:

pk- âp suất trước xúpâp nạp

Chọn pk = p0 = 0,1[MN/m2]

Vậy: p a  0 , 847 0 , 1  0 , 0847 [MN/m2]

n1- chỉ số nĩn đa biến trung bình Động cơ Xăng n1 = (1,341,38)

Theo tính toân nhiệt ta có:n1 = 1,3794

 Pc = pa n1

 = 0,0847.9,8 1,3794 = 1,9731[MN/m2]

4.1.2 Xđy dựng đường cong âp suất trín đường giên nở.

Phương trình của đường giên nở đa biến lă: p V n const

 2 , do đó nếu gọi x lăđiểm bất kỳ trín đường giên nở thì:

2 n2

gnx gnx

n z

V V p p

Động cơ xăng chu trình cấp nhiệt lă đẳng tích  = 1

n2- chỉ số giãn nở đa biến trung bình

Đối với động cơ Xăng: n2 = (1,231,34)

Theo tính toân nhiệt ta có n2 = 1,2325

Ta đặt: i

V

V c

i p

p   [MN/m2] [4.2]