Động cơ đốt trong

thiết kế động cơ đốt trong ô tô

LỜI NÓI ĐẦU

Những năm gần đây nền kinh tế Việt Nam đang trên đà phát triển mạnh Đóng vai trò quan trọng trong tiến trình công nghiệp hóa,hiện đại hóa đất nước hiện nay vẫn

là các nghành cơ khí Trong đó phải nói đến ngành động lực và sản xuất ôtô, chúng ta đang từng bước hoàn thiện nền công nghiệp ôtô trong nước, chuyển dần từ lắp ráp sang chế tạo và bước cao nhất là sản xuất ôtô Để góp phần nâng cao trình độ và kỹ thuật, đội ngũ kỹ thuật của ta phải tự nghiên cứu, học hỏi và trau dồi kinh nghiệm Có như vậy ngành ôtô của ta mới phát triển được

Sau khi học xong môn nguyên lí động cơ đốt trong cùng với các môn cơ sở khác, sinh viên được giao nhiệm vụ làm đồ án môn học thiết kế động cơ đốt trong Góp phần củng cố và mở rộng kiến thức môn học “Lý thuyết động cơ đốt trong” Ngoài ra, nó còn tạo điều kiện thuận lợi cho sinh viên ngành cơ khí động lực có thêm nhiều hiểu biết thực tế khi vận dụng lý thuyết vào ứng dụng để thiết kế ra một động cơ đốt trong ở mức độ đơn giản.Và từ đó rèn luyện cho sinh viên ý thức nghiêm túc trong việc tính toán thiết kế, và trang bị những kiến thức cần thiết cho sinh viên chuẩn bị cho công tác làm tốt nghiệp

Cuốn báo cáo gồm ba phần:

Phần 1: Lựa chọn thông số và phương án

Phần 2: Tính chu trình nhiệt động

Phần 3: Thiết kế kỹ thuật hệ thống truyền lực

Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu tài liệu một cách nghiêm túc Tuy nhiên bản thân còn ít kinh nghiệm cho nên việc hoàn thành đồ án không tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy mong thầy xem xét và chỉ dẫn để em ngày càng hoàn thiện kiến thức hơn Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên thực hiện:

Đặng Thành Đông Bùi Trung Hiếu Nông văn Tâm Trần văn Đoàn

Phần 1: GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ

- Đặc điểm động cơ thiết kế:Động cơ xăng 2.0L Duratec-16van

+ Động cơ thiết kế là động cơ Xăng 4 kỳ

+ Động cơ có 4 xy lanh được bố trí thẳng hàng

+ Công suất danh nghĩa của động cơ Nn= 88,08 kW

+ Số vòng quay danh nghĩa nn= 5455 rpm

- Động cơ thiết kế hiện đang được trang bị trên xe ô tô FORD Focus 2.0L AT GHIA 4 CỬA

Nội thất Focus 2012 hứa hẹn mang đến phong cách nổi bật và hiện đại hơn các phiên bản trước Màn hình LCD cỡ nhỏ nằm giữa đồng hồ đo vòng tua động cơ

và công tơ mét có chức năng hiển thị thông tin nhiên liệu, vận tốc xe bộ diều khiển tích hợp trên vô lăng giúp người lái điều chỉnh một cách dễ dàng Hệ thống thông tin giải trí Sync Infotainment có chức năng điều khiển bằng giọng nói cùng với khả năng kết nối dàn âm thanh và điện thoại Ngoài ra, Ford còn

có lý do để tự hào là người đi đầu trong lĩnh vực trang bị công nghệ máy tính trên xe hơi – đây là kết quả của sự kết hợp giữa Ford và Microsoft Công nghệ mới cho phép người lái Focus 2012 có thể dùng giọng nói hay chỉnh tay cho điều hoà, định vị, âm thanh, điện thoại và các thiết lập xe Hệ thống cũng cho phép sử dụng Wifi thông qua một modem USB Bảng điều khiển trung tâm được thiết kế và lắp đặt hợp lý đem lại sự tiện lợi và đẳng cấp Góc độ để tay trên hai ghế trước có thể điều chỉnh tới 80 mm Hệ thống nút bấm được bố trí ở

vị trí vừa tầm mắt dễ quan sát giúp lái xe điều khiển một cách dễ dàng mà vẫn đảm bảo tính an toàn Nội thất bọc da mang đến sư thoải mái và sang trọng cho phần nội thất phiên bản mới

Ford Focus 2012 được trang bị động cơ 2.0 lít cho công suất tối đa đạt 130 mã lực tại 6000 vòng/phút và mô-mem xoắn cực đại 165Nm tại 4000 vòng/phút Động cơ này mang đến tính năng tiết kiệm nhiên liệu tối ưu Focus 2012 chỉ tiêu tốn 5,88 lít xăng cho 100km

Một trong những điểm mạnh then chốt của Ford Focus là các tính năng an toàn toàn diện, khoang hành khách được thiết kế có độ cứng vững, các vùng hấp thụ xung lực kết hợp các chức năng an toàn đặc biệt giúp bảo vệ người lái và hành khách an toàn tối

ưu nhất trong điều kiện giao thông thực tế Hệ thống treo MacPherson phía trước và độc lập đa liên kết phía sau hạn chế hiện tượng thiếu lái và sang số nhanh Được thiết

kế hoàn toàn mới, các phiên bản Focus 2012 vẫn đảm bảo trang bị những trang bị an toàn tiêu chuẩn bao gồm hệ thống phanh chống bó cứng (ABS), kiểm soát độ bám đường (TRAC) và hệ thống ổn định điện tử (ESP) Bên cạnh hệ thống túi khí tiêu chuẩn, Focus 2012 còn đánh dấu sự ra mắt của công nghệ túi khí dây đai mới mà Ford cho biết sẽ bảo vệ tốt hơn đối với chấn thương ngực và xương sườn

Nội thất của Ford Focus được thiết kế tạo cho người lái cảm giác là chủ hoàn toàn như ngồi trong khoang lái của máy bay, đồng thời giúp mọi hành khách cảm thấy thoải mái hơn với không gian tiện nghi, cao cấp Cụm bảng điều khiển với ánh sáng đỏ đặc trưng trông thật thể thao và rõ nét Bảng điều khiển trung tâm với đường nét thuôn lượn và chất liệu mịn, đàn hồi mang cảm giác về sự tinh tế và chất lượng cao bên trong xe Đặc biệt, hộng đựng đồ và giá để tay trung tâm được thiết kế mới cho phép Ford Focus trở thành chiếc đầu tiên trong dòng C có cửa gió điều hòa điều chỉnh đa chiều cho hành khách phía sau.

• Vô lăng điều chỉnh theo 4 hướng

• Mặt trên của cốp trung tâm trượt được (80mm)

• Cổng kết nối AUX

• Cửa gió điều hòa cho hàng ghế phía sau

 Động cơ xăng DURATEC 2.0L,trục cam đơn,16 van phun xăng điện tử đa điểm tạo công suất lớn, vận hành êm và tiết kiệm nhiên liệu Hệ thống Tay lái trợ lực thủy lực được dẫn động bằng bơm thủy lực điều khiển điện tử (EHPAS) riêng biệt, độ chính xác cao Rất nhẹ nhàng khi lái xe ở tốc độ chậm hay lùi xe, nhưng rất chắc và “đầm” khi lái xe ở tốc độ cao Phiên bản 2.0L trang bị hộp số

4 cấp có chức năng chuyển sang chế độ số thể thao làm tăng sự thoải mái và tiện nghi cho người điều khiển

• Hệ thống treo trước độc lập kiểu Macpherson: Hệ thống treo sau độc lập

đa liên kết

 Tay lái trợ lực thủy lực được dẫn động bằng bơm thủy lực điều khiển điện tử (EHPAS) riêng biệt, giúp giảm tải cho động cơ, đồng thời mang lại cảm giác lái rất ưu việt với độ chính xác cao Rất nhẹ nhàng khi lái xe ở tốc độ chậm hay lùi

xe, nhưng rất chắc và “đầm” khi lái xe ở tốc độ cao Hệ thống chống hãm cứng phanh (ABS) và hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD là thiết bị an toàn tiêu chuẩn cho Focus 2012

Khung vỏ cứng vững với các vùng hấp thụ xung lực và các thanh thép chụi lực chống

va bên

Hệ thống túi khí phía trước cho người lái và người ngồi ghế bên là thiết bị an toàn tiêu chuẩn cho tất cả các dòng xe

1.TỔ CHỨC QUÁ TRÌNH CHÁY

1.2.1 Nhiên liệu.

 Nhiên liệu dùng cho động cơ: Xăng.

 Các thành phần có trong nhiên liệu xăng

- Xăng là một hỗn hợp của các loại hydrocarbon có nhiệt độ sôi trong khoảng 25-210 oC, chủ yếu là các hydrocarbon có số nguyên tử carbon trong phân tử từ 4 đến

10 (C4 ÷ C10) Ngoài ra, xăng ôtô cũng có thể chứa một lượng nhỏ các tạp chất và chất phụ gia

- Thành phần hóa học của xăng rất phức tạp Và khi nghiên cứu về thành phần hoá học của dầu mỏ cũng như các phân đoạn hay sản phẩm của nó thì người ta thường chia thành phần chúng ra làm hai phần chính là hydrocacbon và phi hydrocacbon

+ Thành phần hydrocacbon của xăng

* Họ parafinic

Công thức hóa học chung là CnH2n+2, bao gồm các chất có số nguyên tử như đã nêu trên, chúng tồn tại dưới 2 dạng: mạch thẳng (n-parafin) và mạch phân nhánh (i-parafin), với các isoparaffin thì mạch chính dài, mạch nhánh ngắn, chủ yếu là gốc metyl

* Họ olefine

Các hydrocacbon olefine có công thức chung là CnH2n, được tạo thành từ các quá trình chuyển hóa, đặc biệt là quá trình cracking, giảm nhớt, cốc hoá Các olefine này cũng bao gồm hai loại n-parafin và iso-parafin

Các hợp chất này trong xăng thường chiếm một hàm lượng nhỏ nhất trong ba

họ và các hợp chất đầu dãy cũng ít hơn các hợp chất đồng đẳng của nó

+ Thành phần phi hydrocacbon của xăng.

Trong xăng, ngoài các hợp chất hydrocacbon kể trên còn có các hợp chất phi hydrocacbon như các hợp chất của oxy, nitơ, lưu huỳnh Trong các hợp chất này thì người ta quan tâm nhiều đến các hợp chất của lưu huỳnh vì tính ăn mòn và ô nhiễm môi trường của chúng

Trong xăng, lưu huỳnh chủ yếu tồn tại chủ yếu ở dạng mercaptan (RSH), hàm lượng của nó phụ thuộc vào nguồn gốc của dầu thô có chứa ít hay nhiều lưu huỳnh và hiệu quả quá trình xử lý HDS

Các hợp chất của các nguyên tử khác có hàm lượng chủ yếu ở dạng vết, trong

đó nitơ tồn tại chủ yếu ở dạng pyridin còn các hợp chất của oxy thì rất ít và chúng thường ở dạng phenol và đồng đẳng

Bảng 1-1: Một số tính chất nhiệt động cơ bản của Xăng

Khối lượng riêng Kg/dm3 0,72÷0,76 Bảng 1-11

Bài giảng nhiên liệu

và môi chất chuyên dụng,

Hồ Đức Tuấn

Lượng không khí lý thuyết m3/kg 11,8

Nguyên lý động cơ đốt trong,

để cháy kiệt, cháy hoàn toàn Ngoài ra còn làm giảm tổn thất nhiệt, tăng các chỉ tiêu kinh tế cho động cơ

Loại này có đặc điểm là diện tích bề mặt buồng đốt nhỏ gọn Trong buồng đốt bố trí một supap nạp và một supap thải, hai supap này bố trí về 2 phía khác nhau Trục cam

bố trí ở giữa nắp máy và dùng cò mổ để điều khiển sự đóng mở của supap Sự bố trí này rất thuận lợi cho việc nạp hỗn hợp khí và thải khí cháy ra ngoài

Hình 1-1: Sơ đồ buồng cháy hình bán cầu

 Đặc điểm cấu tạo :

Buồng cháy hình bán cầu (còn có tên gọi buồng cháy phun nhiên liệu trực tiếp) phổ biến trong động cơ gồm có: đỉnh piston, mặt dưới của nắp xi lanh và thành xi lanh Nhiên liệu cung cấp cho chu trình được phun trực tiếp vào không gian đó Động cơ có buồng cháy hình bán cầu thường sử dụng vòi phun nhiều lỗ, áp suất phun cao (pph=175÷1000 bar)

 Nguyên lý tạo hỗn hợp cháy:

- Khoét lõm đỉnh piston làm cho cuối quá trình nén phần không khí chèn, chứa trong kẽ hở giữa đỉnh piston và nắp xi lanh được dồn vào không gian khoét lõm

và tạo vận động xoáy lốc mạnh của không khí trong không gian này Biện pháp này được sử dụng rộng rãi bởi có hiệu quả lớn trong việc hòa trộn nhiên liệu với không khí

- Động cơ phải làm việc với hệ số dư lượng không khí lớn mới đảm bảo cho nhiên liệu cháy hoàn toàn, nên áp suất có ích trung bình của động cơ tương đối thấp.

- Động cơ rất nhạy cảm khi thay đổi số vòng quay và chất lượng nhiên liệu

- Tốc độ tăng áp suất cao, áp suất cháy cực đaị lớn, động cơ làm việc “cứng”,

độ ồn lớn và phụ tải cơ học tác dụng lên cơ cấu piston-trục khuỷu-thanh truyền cũng lớn

- Hệ thống nhiên liệu làm việc khó khăn bởi áp suất phun lớn

Sơ đồ cấu tạo của hệ thống phun xăng đa điểm :

Sơ đồ cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử đa điểm

1-Bình chứa xăng

2-Bơm xăng điện

3-Bộ lọc xăng

4-Dàn phân phối xăng

5-Bộ điều chỉnh áp suất xăng

6-Bộ giảm giao động áp suất

7-Bộ điều khiển trung tâm

8-Bô bin đánh lửa

9-Bộ phân phối đánh lửa

10-Buji

11-Vòi phun (chính)

12-Vòi phun khởi động

13-Vít điều chỉnh không tải

14-Bướm ga

15-Cảm biến vị trí bướm ga

16-Lưu lượng kế không khí

17-Cảm biến nhiệt độ

13

19

2 1

5

Hình 1-2: Hệ thống phun xăng điện tử EFI

Cấu tạo của hệ thống phun xăng điện tử

• Nguyên lý hoạt động của hệ thống.

Khi động cơ làm việc, xăng từ bình chứa (1) được bơm xăng điện (2) hút qua

bộ lọc xăng (3) rồi theo đường ống dẫn xăng đến dàn phân phối xăng (4) tại đây xăng được phân phối tới các vòi phun, ở đầu cuối dàn phân phối có lắp thông với bộ điều chỉnh áp suất xăng (5) để ổn định áp suất xăng trong dàn ống phân phối Tất cả các thông tin nhận được từ các bộ cảm biến sẽ được ECU tiếp nhận và xử lý Sau khi xử lý thông tin nhận từ các cảm bíên thì ECU sẽ ra lệnh cho vòi phun phun xăng ra đúng thời điểm và đúng lượng cần thiết Xăng được phun có kích thước rất nhỏ (cỡ 100µm), các hạt nhiên liệu này sẽ hoá hơi ngay và hoà trộn với không khí tạo thành hỗn hợp cháy Hỗn hợp cháy được hút vào xylanh động cơ theo trình tự làm việc của động cơ Khi bugi đánh lửa thì hỗn hợp cháy sẽ bốc cháy và sinh công Khí thải sẽ qua xupáp xả

và theo đường ống xả ra ngoài

Ưu điểm:

- Giảm tiêu hao nhiên liệu động cơ

- Tăng hiệu quả sử dụng dung tích xylanh

- Động cơ nhạy cảm với điều kiện và làm việc tốt hơn ở các chế độ ổn định

- Hoạt động tốt trong mọi điều kiện địa hình và thời tiết

- Thích ứng với các chế độ tải trọng khác nhau

- Giảm lượng độc tố trong khí thải

 Nhược điểm :

Cấu tạo phức tạp, độ nhạy cảm cao, yêu cầu khắt khe về chất lượng nhiên liệu

và không khí, sửa chữa và bảo dưỡng đòi hỏi phải có trình độ chuyên môn cao Giá thành cao

• Bơm Nhiên Liệu:

Bơm nhiên liệu từ bình nhiên liệu đến động cơ, do đó cho phép ống nhiên liệu giữ được một áp suất nhất định

Có loại bơm trong bình được đặt bên trong bình nhiên liệu và loại bơm trên đường ống đặt ở giữa đường ống dẫn

Có nhiều cách dẫn động bơm nhiên liệu khác nhau; Hệ thống EFI (Phun nhiêu liệu điện tử) dùng bơm có môtơ dẫn động bằng điện

Loại điện:

Bơm trong bình (loại tuabin)

Bơm trên đường ống (loại rôto)

Bơm nhiên liệu

1 – Van giới hạn áp suất; 2 – Bi gạt; 3 – Roto bơm; 4 – Van một chiều; 5 – Đĩa bơm;

6 -Vỏ bơm

Áp suất nhiên liệu do bơm cung cấp bao giờ cũng lớn hơn áp suất nhiên liệu cần thiết trong hệ thống, nhằm để duy trì áp lực nhất định và đảm bảo đủ nhiên liệu cho động cơ làm việc ở tải lớn

Áp suất nhiên liệu do bơm cung cấp rất lớn khoảng 6,5 – 7,8 kG/cm2 , nhưng áp suất nhiên liệu trong hệ thống khoảng 4,9 – 5,5 kG/cm2 do sự khống chế áp suất của bộ điều áp

• Bộ tích năng

Bộ tích năng có chức năng duy trì áp suất trong hệ thống nhiên liệu trong khoảng thời gian sau khi tắt máy

Áp suất này rất cần thiết để giúp cho động cơ khởi động tốt ở lần khởi động tiếp theo

Bộ tích năng còn có công dụng dập tắc dao động áp suất do bơm cung cấp

• Lọc nhiên liệu

Lọc nhiên liệu có nhiệm vụ lọc sạch các cặn bẩn có trong nhiên liệu, để đảm bảo sự làm việc chính xác của bộ định lượng - phân phối nhiên liệu và các kim phun

Lọc nhiên liệu được bố trí giữa bộ tích năng và bộ phân phối nhiên liệu

Cấu trúc của lọc nhiên liệu gồm một lõi lọc bằng giấy xếp chồng lên nhau làm cho nhiên liệu chỉ đi qua khe hở này và một đĩa tròn để giữ lọc

Lọc nhin liệu

1 – Li lọc giấy; 2 – Vách đỡ

• Bộ điều áp

Bộ điều áp có chức năng duy trì áp suất cung cấp khoảng 5 kG/cm2 Thông thường bơm xăng cung cấp một lượng xăng nhiều hơn so với yêu cầu của động cơ Nên trong quá trình hoạt động, áp suất xăng tăng lên sẽ đẩy piston (3) mở van đưa xăng về thùng chứa Trong quá trình hoạt động điều chỉnh áp suất, sức căng của lò xo sẽ đối kháng với áp suất xăng điều khiển van mở rộng, mở hẹp hay đóng kín lỗ xăng hồi về thùng, nhờ vậy ổn định được một mức áp suất quy định

Kết cấu và hoạt động của bộ điều áp

a) Van đóng b) Đang hoạt động điều áp

1 – Áp suất ban đầu đi vào van; 2 – Mạch hồi về thùng xăng; 3 – Piston; 4 –Van chận;

5 – Nhiên liệu hồi về từ bộ điều chỉnh áp lực theo nhiệt độ

• NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:

Nhiên liệu hồi về từ bộ điều chỉnh áp lực theo nhiệt độ đi qua van chận (4) về thùng chứa qua lỗ (2) Van chận mở trong suốt thời gian động cơ hoạt động và đóng kín khi ngừng động cơ Động tác này giúp duy trì áp suất kiểm soát ở một mức quy định khi ngừng động cơ

Trong quá trình hoạt động, kim phun được mở ra để phun xăng do chính áp xuất đã được điều áp của nhiên liệu, xăng được phun vào cửa nạp của xucpap hút Các kim

phun xăng được ráp trong các vỏ bọc cách nhiệt đặc biệt nhằm tránh bị ảnh hưởng của nhiệt độ động cơ Bản thân của kim phun không tự ấn định được lượng xăng phun ra, công tác này được điều khiển do áp suất xăng trong mạch Khi áp suất nhiên liệu đạt đến khoảng 3,3kG/cm2 thì các kim phun mở van.

a) Đóng; b) Mở; 1 – Vỏ kim phun; 2 – Bộ lọc; 3 – Van kim; 4 – Mặt tựa van

Kết cấu của kim phun có van kim đóng kín lên bệ van Ở tần số phun xăng cao, van kim rung động mạnh có thể nghe được tiếng rung Nhờ vậy phun sương rất tốt cho

dù lượng phun rất bé Khi tắt máy, động cơ ngừng, bơm xăng nghỉ, áp suất trong mạch giảm xuống dưới mức mở kim phun Van kim đóng kín bệ van lại

Kim phun khởi động lạnh

1 – Giắc cấm dây điện; 2 – Cửa xăng vào; 3 – Van kim đồng thời

cũng l li từ; 4 – Cuộn dy Solenoid; 5 – Miệng phun; 6 – Bệ van.

Nguyên lý hoạt động:

• Khi khởi động động cơ trong thời tiết lạnh sẽ gặp khó khăn do quá trình tạo khí hỗn hợp không tốt do các nguyên nhân sau:

- Tốc độ quay của trục khuỷu thấp, dòng khí nạp yếu làm cho xăng khó bốc hơi

- Động cơ đang lạnh sẽ hạn chế sự bốc hơi của xăng

- Số xăng không bốc hơi sẽ được ngưng động trên vách ống hút làm cho xylanh động cơ thiếu xăng

Để khắc phục, người ta lắp thêm kim phun xăng khởi động lạnh phía sau bướm

ga trong ống góp hút Khi hoạt động, nó sẽ phun thêm một lượng xăng bổ sung vào trong ống nạp chung của các xylanh ngoài lượng xăng do kim phun của từng xylanh đã cung cấp

Khi có tín hiệu mở van, dòng điện đi vào đầu cắm dây (1) từ hóa cuộn dây solenoid (4), lõi từ (3) được hút lên mở bệ van (6) Xăng đi vào cửa nạp (2), qua lưới lọc, chui vào bệ van (6) và phun ra khỏi miệng phun (5)

Thời gian hoạt động của kim phun xăng khởi động lạnh được điều khiển bởi công tắc nhiệt – thời gian

• Van khí phụ

• Vì trí lắp đặt van khí phụ

Bên trong thiết bị có một vách ngăn dùng để đóng kín hay mở mạch nạp không khí bổ sung Thanh lò xo lưỡng kim dưới tác dụng của nhiệt độ sẽ điều khiển vách ngăn đóng

mở Cuộn điện trở nung nóng khống chế thời gian mở của thiết bị tùy theo từng loại động cơ.

Trong quá trình sưởi nóng, động cơ được cho nổ ở chế độ cầm chừng, động cơ đang còn nguội lạnh, cánh bướm ga đóng gần kín, mạch không khí trên van khí phụ sẽ được

mở lớn tối đa Nhiệt động động cơ càng tăng lên thì tiết diện lưu thông của van khí phụ càng được thu hẹp và sẽ đóng kín sau khi hoàn tất quá trình sưởi nóng động cơ

Cấu tạo của bộ chênh lệch áp suất bao gồm: Buồng trên, buồng dưới, piston điều

khiển, lò xo, rãnh định lượng nhiên liệu, màng và có đường nhiên liệu từ bơm đến, đường nhiên liệu đến các vòi phun

Các bộ chênh lệch áp suất nằm trong bộ phân phối nhiên liệu Động cơ có bao nhiêu xylanh thì có bấy nhiêu bộ chênh lệch áp suất

Các bộ chênh lệch áp suất duy trì sự chênh lệch áp suất giữa buồng trên và buồng dưới của màng với một giá trị không đổi là 1kG/cm2

Áp suất tác dụng lên đỉnh piston (Áp suất điều khiển)

1 – Xăng đến kim phun; 2 – Buồng trên; 3 – Màng ngăn; 4 – Buồng dưới; 5 – Ap suất ban đầu của xăng; 6 – Ap suất điều khiển; 7 – Piston (van trượt).

Nguyên lý hoạt động:

Màng của các bộ chênh lệch áp suất là màng phẳng làm bằng thép không rỉ, nó đặt ngăn giữa hai buồng Tất cả buồng dưới được nối thông với nhau và chịu áp suất nhiên liệu cung cấp từ bơm Các buồng trên nối thông với các khe phân lượng trên vách xylanh phân phối và ống nối đến các kim phun, các buồng trên độc lập với nhau, mỗi màng chịu tác dụng của một lò xo

Nếu lượng nhiên liệu qua rãnh định lượng vào buồng trên nhiều thì áp lực trong buồng này tăng lên tức thời, làm cho màng bị cong xuống mở lổ van cho đến khi sự chênh lệch áp suất giữa hai buồng được xác định

Nếu lượng nhiên liệu cung cấp vào buồng trên giảm, màng tự đi lên và làm giảm tiết diện mở của van cho đến khi đạt được sự chênh lệch áp suất là 1 kG/cm2

 Bộ điều chỉnh áp suất bằng điện

 Tùy thuộc vào các chế độ làm việc của động cơ, ECU sẽ nhận tín hiệu và điều khiển bộ điều chỉnh áp suất bằng điện để thay đổi áp suất buồng dưới của bộ chênh lệch áp suất, dẫn đến làm thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp đến các vòi phun

Bộ điều chỉnh áp suất bằng điện được bố trí trong bộ phân phối nhiên liệu và được điều khiển bằng tín hiệu (dòng điện) từ ECU

Kết cấu bộ điều chỉnh áp suất bằng điện

1 – Tấm cảm biến; 2 – Bộ phân phối nhiên liệu; 3 – Nhiên liệu từ bơm đến; 4 – Nhiên liệu đến các vòi phun; 5 – Nhiên liệu đến bộ điều áp; 6 – Lỗ tiết lưu; 7 – Buồng trên; 8 – Buồng dưới; 9 – Màng; 10 – Bộ điều chỉnh áp suất bằng điện;

11 – Tấm van; 12 – Lỗ van; 13 – Cực của nam châm; 14 – Khe hở từ.

Như vậy cường độ dòng điện đi qua cuộn dây nam châm điện càng lớn thì tấm van đóng cửa van càng nhiều áp suất buồng dưới càng thấp, nhiên liệu cung cấp cho động cơ càng gia tăng

Trong quá trình họat động cường độ dòng điện điều khiển (từ ECU) thay đổi từ

8 đến 120 mA làm cho áp suất chênh lệch giữa hai buồng thay đổi trong

khoảng0,4 đến 1,5 kG/cm2

Cấu tạo của van điện

1 – Đường nhiên liệu vào; 2 – Cửa van; 3 – Tấm van; 4 – Nhiên liệu đến buồng dưới của bộ chênh lệch áp suất; 5 –Cực nam châm; 6 – Nam châm điện; 7 – Mạch từ của nam châm vĩnh cửu; 8 – Nam châm vĩnh cửu; 9 – Vít điều chỉnh;

10 – Mạch từ nam châm điện; 11 – Phần ứng.

1.2 HỆ THỐNG NẠP XẢ.

Dùng cơ cấu phân phối khí kiểu xupáp treo và được nắp trên nắp xylanh

• Sơ đồ cấu tạo: động cơ xe fort forcus là loại động cơ xăng thế hệ mới, 4 xy lanh

thẳng hàng, dung tích xylanh 2,0 [lít] trục cam kép DOHC xupap dẫn động bằng xích thông qua con đội thuỷ lực với hệ thống van nạp biến thiên thông minh VVT-

i Hệ thống đánh lửa trực tiếp điều khiển bằng điện tử và hệ thống nhiên liệu phun trực tiếp điều khiển bởi ECU

-Cách bố trí xupap, trục cam trên động cơ

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

13

19

2 1

Tùy loại xupáp nạp hay xả mà ta có thể điều chỉnh khe hở nhiệt của các xupáp này Cần phải có khe hở nhiệt vì khi động cơ hoạt động dưới tác dụng của nhiệt độ và

áp suất của môi chất công tác trong buồng đốt rất cao làm xupáp bị giãn nở tăng chiều dài xupáp, buồng đốt bị hở dẫn đến động cơ hoạt động với hiệu suất không cao Ngoài

ra còn có trục giảm áp dùng để đóng hoặc mở hé xupáp thực hiện việc giảm áp cho xy lanh khi cần.

 Ưu điểm:

+ Buồng cháy rất gọn

+ Dòng khí nạp ít bị ngoặt nên tổn thất nhỏ, tăng hiệu suất nạp từ: (5 – 7)%

+ Tạo điều kiện thải sạch và nạp đầy hơn

- Chỉnh khe hở xú-páp theo kiểu căn lá:

Tháo nắp đậy các páp, ấn ngón tay vào cò mổ, quay vô lăng đúng chiều cho páp thoát mở tối đa, đặt lá kim loại dày 0,05 ly và giữa cò mổ và đuôi xú-páp, xoay vít chỉnh ở cò mổ vào hoặc ra đến khi lá kim loại vừa rít (không lỏng quá hoặc chặt quá), giữ cố định vít chỉnh, siết ốc khóa Đối với xú-páp thoát, làm tương tự(cho xú-páp hút mở tối đa)

xú-1.3 HỆ THỐNG LÀM MÁT.

Hệ thống làm mát có chức năng lấy nhiệt từ các chi tiết nóng (như: piston, xylanh,…) để chúng không bị quá tải vì nhiệt Ngoài ra làm mát động cơ còn có tác dụng duy trì nhiệt độ dầu bôi trơn trong phạm vi nhất định để có thể thực hiện chức năng bôi trơn tốt, tăng hệ số nạp ηv, tăng tỷ số nén ε mà không sợ bị kích nổ

Ở đây, ta dùng hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn một vòng kín, lấy nhiệt nhờ quạt gió bởi nhiệt độ nước làm mát cao, thiết lập và ổn định chế độ nhiệt có lợi nhất cho sự làm việc của động cơ ở chế độ tải định mức và các chế độ khác, giảm tổn thất nhiệt cho nước làm mát, tăng hiệu suất chỉ thị, giảm hao mòn lót xi lanh – xéc măng, tăng độ bền nhiệt cho lót xi lanh

 Sơ đồ cấu tạo :

Hình 1-6: Sơ đồ cấu tạo hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn một vòng kín1-Bình dãn nở ; 2-Bộ điều tiết nhiệt; 3-Nhiệt kế;

4-Đường nước đi làm mát; 5- Bơm đẩy

 Nguyên lý hoạt động:

- Sau khi làm mát cho động cơ, nước nóng qua bộ điều tiết nhiệt (2) tới bình giãn nở (1) đến các ống tản nhiệt Khi nước qua các ống tản nhiệt này sẽ trao nhiệt cho không khí do quạt hút qua, nguội đi và được bơm (5) đẩy đi làm mát cho động cơ

- Khi trời lạnh, lúc mới khởi động động cơ còn nguội, bộ điều tiết nhiệt không cho nước đi tới bình giãn nở (1) đi làm mát, mà mở cho nước theo đường (4) trở về bơm

 Quạt gió chạy bằng điện

Hệ thống quạt điện nhạy cảm với nhiệt độ của nước làm mát, và nó chỉ cung cấp một lưu lượng không khí thích hợp khi nhiệt độ lên cao Ở nhiệt độ bình thường, quạt ngừng quay để động cơ ấm lên và giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm tiếng ồn Tốc độ quay của quạt điện có thể thay đổi trong ba cấp hoặc vô cấp,

nhờ hiệu quả làm mát có thể điều chỉnh và phù hợp với nhiệt độ nước làm mát.

Sơ đồ nguyên lý hoạt động quạt gió điều khiển bằng điện

1-Bình điện; 2-Công tắc nhiệt độ nước làm mát; 3-Lò xo; 4-Cuộn dây; 5-Quạt; 6-Khóa điện

 NGUYÊN LÝ HỌA ĐỘNG:

- Nhiệt độ nước làm mát thấp

Công tắc nhiệt độ nước làm mát đóng, và nhờ thế rơle quạt được nối mát Lực

từ trường của cuộn dậy của rơle sẽ giữ các tiếp điểm ở vị trí ngắt, và dòng điện không đến quạt được

- Nhiệt độ nước làm mát cao

Công tắc nhiệt độ nước làm mát mở, và mạch rơle bị ngắt Khi đó, các tiếp điểm tiếp xúc với nhau, cung cấp dòng điện cho quạt quay với tốc độ cao

Két nước làm mát :

Két nước là thiết bị trao đổi nhiệt dùng để truyền nhiệt từ nước làm mát cho dòng không khí chuyển động qua

1 Nắp két nước ; 2 Ống nước hồi ; 3 Ống nước đi.

Két nước làm mát bao gồm các ống dẫn bằng đồng đỏ Các ống này được hàn với

các cánh tản nhiệt hình gợn sóng nhằm tăng tiết diện tiếp xúc với không khí để tăng khả năng toả nhiệt của két làm mát Ngăn trên có miệng đổ nước và được đậy bằng nắp

Nắp két nước có 2 van: van xả (1) có tác dụng giảm áp khi áp suất trong hệ thống cao (khoảng 1,15 ÷ 1.25 kG/cm2) do bọt hơi sinh ra trong hệ thống, nhất là khi động

cơ quá nóng Còn van hút (2) sẽ mở để bổ sung không khí khi áp suất chân không trong hệ thống lớn hơn giá trị cho phép (khoảng 0,05 ÷ 0,1 kG/cm2)

1.Van xả; 2.Van hút.

Van hằng nhiệt :

Van hằng nhiệt có nhiệm vụ rút ngắn thời gian sấy nóng khi động cơ bắt đầu khởi động và tự động duy trì chế độ nhiệt của động cơ trong giới hạn cho phép

1.Hộp xếp; 2 Đường về bơm; 3.Van về bơm; 4.Van ra két, 5.Đường ra két; 6 Đường nước nóng đến từ động cơ; 7.Thân van

Khi nhiệt độ nước làm mát thấp hơn 750C, hỗn hợp chất lỏng trong hộp (1) chưa bị giãn nở, van đóng (4) và nước sẽ đi qua đường dẫn (2) trở về bơm mà không qua két làm mát

Khi nhiệt độ nước tăng cao hơn 750C, hỗn hợp chất lỏng trong hộp giãn nở, áp suất tăng nên đẩy cán lên làm mở van (4) và nước theo đường ống đến két làm mát

Khi nhiệt độ nước băng 900c thì van được mở hoàn toàn

1.4 HỆ THỐNG BÔI TRƠN.

Khi động cơ hoạt động thì các chi tiết của động cơ chuyển động tương đối với nhau và có sự cọ sát mài mòn Vì vậy việc bôi trơn là cần thiết và quan trọng giúp bề mặt tiếp xúc giữa các chi tiết của động cơ có một lớp dầu bôi trơn: biến ma sát khô thành ma sát ướt nhằm giảm hao mòn; các chi tiết của động cơ chuyển động êm và nhẹ nhàng Ngoài ra còn có tác dụng hấp thụ nhiệt, làm sạch các chi tiết máy Làm kín khe

hở dầu đi qua, bảo vệ động cơ khỏi han rỉ Ở đây ta sử dụng hệ thống bôi trơn cacte ướt dùng lọc thấm

Sơ đồ cấu tạo hệ thống bôi trơn cacte ướt.

Hình1-7: Hệ thống bôi trơn cacte ướt

1-Cacte dầu, 2-Lọc thô, 3-Bơm dầu bôi trơn, 4-Lọc tinh, 5-Bình làm mát dầu,6-Mạch dầu chính, 7-Áp kế dầu, 8-Van điều áp, 9-Van an toàn