Đồ án thiết kế hệ thống động cơ Theta II

PBL3: Thiết Kế Hệ Thống 2.3. Tính toán thông số làm việc của hệ thống 2.3.1 Tính toán chế độ cung cấp nhiên liệu của động cơ Ở một chế độ làm việc xác định, lượng nhiên liệu phun vào một xilanh G’nl của động cơ phụ thuộc vào lượng khí nạp G’k . Việc xác định G’k thông qua cảm biến lưu lượng khí nạp hoặc cảm biến áp suất đường ống nạp. Quá trình điều khiển lượng nhiên liệu cung cấp Gnl thực chất là điều khiển thời gian phun nhiên liệu tf , bởi vì: G’nl = Qnl.nl.tf (kgct) Với: Qnl: Lưu lượng xăng qua vòi phun (m3 s) nl: Khối lượng riêng của xăng (kgm3 ); tf: Thời gian phun (s). Trong khi đó, lưu lượng thể tích xăng Qnl được xác định theo biểu thức: Qnl  Ff .vnl (m3 s) Với: Ff : Tiết diện lưu thông của vòi phun (m2 ). Chọn Ff = 0,4 (m2) vnl: Tốc độ xăng qua vòi phun (ms). Cần lưu ý rằng tốc độ xăng qua vời phun phụ thuộc vào chênh lệch áp suất xăng trước lỗ phun và áp suất không khí trên đường nạp vnl= = \sqrt{2.\frac{500000}{750}}= 36.514 (ms) Với: Theo tài liệu (), chọn ∆P = 5bar =500000 (Nm2) nl = 750 (kgm3) Để đảm bảo tốc độ phun không đổi, trong hệ thống phun xăng có trang bị bộ ổn định áp suất( ∆P = const, ở kiểu phun trên đường ống nạp ∆P ≈ 35bar ), khi đó viẹc xác định lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ chỉ phụ thuộc vào thời gian mở của kim phun. Vậy: Qnl=36,5 . 0,4= 14,60 (m3s) Như vậy để tính được lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ ta phải xác định hau biến số G’k và tf. 2.3.2 Xác định lưu lượng không khí Một yếu tố quan trọng trong điều khiển phun xăng là xác định được khối lượng không khí đi vào xilanh. Lượng xăng tương ứng sẽ được tính toán để đảm bảo tỷ lệ hòa khí mông muốn. Trên thực tế, chúng ta không thể đo chính xác khối lượng không khí đi vào từng xilanh. Vì vậy, khi điều khiển động cơ phun xăng người ta thường dựa trên lưu lượng khối lượng không khí đi qua đường ống nạp Lượng không khí nạp ta có thể đo trực tiếp ( loại LEFI), hoặc xác định gian tiếp thông qua áp suất tuyệt đối không khí trên đường ống nạp ( loại DEFI). Lượng không khí cũng có thể được tính toán trước và nạp vào EEPROM theo chương trình đã lập trước. Tỷ lệ hòa khí lựa chọn 0: tùy theo kiểu động cơ, chẳng hạn tỷ lệ lý tưởng 0. Một bảng giá trị có thể chứa các giá trị 0 = f( Pk ,n) cũng có thể đưa vào EEPROM. Tỷ lệ hòa khí thực tế : phụ thuộc vào các thông số như nhiệt độ động cơ trong quá trình hâm nóng hoặc hiệu chỉnh để tăng đặc tính động học( tăng tốc, giảm tốc, tải lớn, không tải). Đối với một thể tích không khí Vk ở điều kiện nhiệt độ T và áp suất P, tỷ trọng của không khí được xác định bởi: k mkVk (kgm3 ) Trong đó: mk là khối lượng không khí của thể tích Vk. Như vậy, lưu lượng khối lượng không khí Gk’ có thể suy ra từ lưu lượng thể tích Q’k của không khí: Gk’= Qk’.k Trong trường hợ dùng cảm biến áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp kết hợp với cảm biến nhiệt độ khí nạp, máy tính có thể xác định tỷ trọng k theo biểu thức: k o. Trong đó: o tỷ trọng của không khí ở điều kiện áp suất khí quyển ở mực nước biển po = 1atm và nhiệt độ môi trường To = 293o K. Theo phương trình trạng thái khí lý tưởng, ta sẽ xác định được o như sau: o =poR.To Ở đây: R hằng số chất khí được xác định theo biểu thức: R= \frac{8314}{} = \frac{8314}{29} = 287 (Jkg K)  0 = \frac{0,98\ .\ \ {10}5}{287\ .\ \ 293}=\ 1.165 (kgm3) Khi động cơ thực hiện một chu trình (2 vòng quay trục khuỷu) thì mỗi xilanh sẽ được nạp 1 lần, nếu gọi lượng khí nạp vào đường nạp trong một giây Gk thì đối với động cơ có i xilanh và thực hiện tốc độ quay trục khuỷu là n (vph), lượng không khí nạp cho xi lanh trong một chu trình là G’k sẽ là: G’k = 120.Gk(i.n) (kgct) Gk: xác định nhờ cảm biến và tính theo kgs. Về lý thuyết G’k cũng có thể được tính như sau: G’k = .i.Vh.v. o. . (kgs) Với: n=6300 (vgph) Chọn: v=0.84 Pk=1,5 (bar) = 150000 (Pa) Po = 1 (bar) = 100000 (Pa) Tk=298ok Ở đây Vh=0.0005 là dung tích công tác của một xi lanh tính bằng m3 . Vậy: G’k=\frac{6300}{120}.4.0,0005.0,84. \frac{150000\ .\ \ 293}{100000\ .\ \ 298} = 0.179 (kgs) 2.3.3 Tính toán thời gian phun

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG ⸎⸎⸎⸎⸎⸎⸎ PBL3 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD : TS.Nguyễn Quang Trung SVTH : Hà Hữu Nam Nhóm 20C4CLC1 Lê Đăng Tài 20C4CLC1 Nguyễn Anh Tuấn 20C4CLC1 Nguyễn Kiều Tân 20C4CLC1 Lưu Văn Thành 20C4CLC1 : Đà Nẵng 2023 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN 1: GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 1.1 Thông số kĩ thuật 1.2 Hệ thống nhiên liệu 1.3 Hệ thống bôi trơn 1.4 Hệ thống làm mát 1.5 Hệ thống nạp thải 1.6 Hệ thống điện PHẦN 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 2.1 Nhiệm vụ, yêu cầu hệ thống nhiên liệu 2.3 Tính tốn thơng số làm việc hệ thống 2.3.1 Tính toán chế độ cung cấp nhiên liệu động 2.3.2 Xác định lưu lượng khơng khí 2.3.3 Tính tốn thời gian phun 10 2.3.4 Tính tốn bơm chuyển 10 2.3.5 Tính tốn bơm cao áp 11 2.4 Phân tích kết cấu cụm chi tiết hệ thống 11 2.4.1 Bơm nhiên liệu 11 2.4.2 Lọc nhiên liệu 13 2.4.3 Dàn phân phối xăng 14 2.4.4 Bơm cao áp 14 2.4.5 Vòi phun 15 PHẦN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ XH4-022 17 3.1 Giới thiệu chung hệ thống làm mát động 17 3.2 Phân tích nhiệm vụ, yêu cầu nguyên lý làm việc động XH4-022 17 3.2.1 Nhiệm vụ 17 3.2.2 Yêu cầu 17 3.2.3 Nguyên lý làm việc hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng vịng kín 18 3.3 Kết cấu hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng vịng kín 19 3.3.1 Bơm nước 19 3.3.2 Quạt gió 19 3.3.3 Két nước làm mát 20 3.4 Tính tốn hệ thống làm mát nước 22 3.4.1 Xác định lượng nhiệt từ động truyền cho nước làm mát 22 3.4.2 Tính két nước 22 3.4.3 Tính bơm nước 25 3.4.4 Tính quạt gió 29 PHẦN 4: HỆ THỐNG BÔI TRƠN 31 4.1 Cơ sở thiết kế hệ thống bôi trơn 31 4.2 Phân tích nhiệm vụ, yêu cầu nguyên lí làm việc hệ thống bôi trơn 31 4.2.1 Nhiệm vụ 31 4.2.2 Yêu cầu 31 4.2.3 Nguyên lí làm việc hệ thống bôi trơn cưỡng cacte ướt 32 4.3 Kết cấu chi tiết hệ thống bôi trơn cưỡng cacte ướt 33 4.3.1 Lọc dầu 33 4.3.2 Bơm dầu nhờn 34 4.3.2.1 Nhiệm vụ 34 4.3.2.2 Nguyên lí làm việc bơm bánh ăn khớp 34 4.3.3 Két làm mát dầu 35 4.4 Tính tốn thiết kế hệ thống bơi trơn 36 4.4.1 Lưu lượng dầu bôi trơn lưu lượng bơm dầu 36 4.4.2 Lượng nhiệt dầu mang 36 4.4.3 Lưu lượng cần thiết dầu bôi trơn cung cấp mặt ma sát 36 4.4.4 Lưu lượng bơm dầu (V b’) 37 4.4.5 Kích thước bơm dầu 37 4.4.6 Xác định công suất dẫn động bơm dầu 39 4.5 Tính tốn bầu lọc thấm 39 4.6 Tính toán két làm mát dầu 40 4.7 Lượng dầu chứa cacte 40 PHẦN 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG 42 5.1 Công dụng hệ thống khởi động 42 5.2 Cơ sở thiết kế 42 5.3 Yêu cầu kỹ thuật hệ thống khởi động 43 5.4.Các phận hệ thống khởi động điện 43 5.4.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống khởi động điện 43 5.4.2 Động điện khởi động 44 5.4.3 Khớp truyền động 46 5.4.3.1.Khớp truyền động quán tính 47 5.4.3.2 Khớp truyền động cưỡng 48 5.4.4 Khớp truyền động hỗn hợp 49 5.5 Cơ cấu điều khiển 49 5.5.1 Phương pháp điều khiển trực tiếp 50 5.5.2 Phương pháp điều khiển gián tiếp rơle điện từ 50 5.6 Rơle khóa 51 5.7.Tính tốn thơng số hệ thống khởi động 52 5.7.1 Tính áp suất thị trung bình pi 52 5.7.2 Tính áp suất tổn hao giới trung bình p m 52 5.7.3 Tính cơng suất tổn hao giới Nm 53 5.7.4 Tính cơng suất máy khởi động 53 5.7.5 Tính ắc quy cho máy khởi động 53 Phần 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NẠP THẢI 55 6.1 Tổng quan hệ thống nạp thải 55 6.1.1Hệ thống nạp thải động xăng 55 6.1.1.1 Nguyên lý làm việc 55 6.1.1.2 Đặc điểm trình nạp thải động xăng 55 6.1.1.2.1 Quá trình nạp 56 6.1.1.2.2 Quá trình thải 59 6.2 Khảo sát hệ thống nạp thải động XH4-023 61 6.2.1Sơ đồ nguyên lí hoạt động 61 6.2.2Phân tích kết cấu 62 6.2.2.1 Bầu lọc không khí 62 6.2.2.2Cổ góp nạp 63 6.2.2.3 Cổ góp thải 64 6.2.2.4 Bộ xúc tác chức 65 6.2.2.5 Turbo tăng áp 66 6.2.2.6 Bộ giảm âm 67 6.3.Tính tốn chu trình cơng tác động XH4-023 68 6.3.1.Các số liệu ban đầu 68 6.3.2Tính tốn thơng số 69 PHẦN 7: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 72 7.1 Hệ thống điện 72 7.2 Giới thiệu chung hệ thống điều khiển 73 7.3 Bộ điều khiển trung tâm ECU 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 LỜI NÓI ĐẦU Những năm gần đây, kinh tế Việt Nam phát triển mạnh Bên cạnh kỹ thuật nước ta bước tiến bộ, có ngành khí động lực nói chung Để góp phần nâng cao trình độ kỹ thuật, đội ngũ kỹ thuật ta phải tự nghiên cứu chế tạo, yêu cầu cấp thiết Có ngành khí động lực ta phát triển Sau học hai mơn ngành động đốt “Nguyên lý Động đốt trong” “Thiết kế hệ thống động ” số môn sở khác như: PBL1, Cung cấp nhiên liệu , Thực tập kĩ thuật , sinh viên giao nhiệm vụ làm đồ án môn học “ PBL3- Thiết Kế Các Hệ Thống Trong Động Cơ ” Đây phần quan trọng nội dung học tập sinh viên, nhằm tạo điều kiện cho sinh viên tổng hợp, vận dụng kiến thức học để giải vấn đề cụ thể ngành Trong trình thực đồ án, em cố gắng tìm tịi, nghiên cứu tài liệu, làm việc cách nghiêm túc với mong muốn hồn thành đồ án tốt Tuy nhiên, thân cịn kinh nghiệm việc hồn thành đồ án lần khơng thể khơng có thiếu sót, mong q thầy góp ý giúp đỡ thêm để em hoàn thành tốt nhiệm vụ Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy, tận tình truyền đạt lại kiến thức quý báu cho em Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Quang Trung quan tâm, nhiệt tình hướng dẫn trình làm đồ án Em mong muốn nhận xem xét dẫn thầy để em ngày hồn thiện kiến thức Em xin chân thành cảm ơn ! Đà Nẵng, ngày 09 tháng năm 2023 Nhóm sinh viên thực Nhóm PHẦN 1: GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ THAM KHẢO Thông số kĩ thuật 1.1 Thông số kĩ thuật Nhiên liệu Số xilanh / Số kỳ / cách bố trí Thứ tự làm việc Tỷ số nén Đường kính x hành trình piston (mm x mm) Cơng suất cực đại / số vịng quay (hp/ v/ ph) Tham số kết cấu Áp suất cực đại(MN/m2) Khối lượng nhóm piston(kg) Khối lượng nhóm truyền (kg) Góc đánh lửa sớm (độ) Góc phân phối khí (độ) Kí hiệu Số liệu đề Gasoline /4/ In line 1-3-4-2 11.3 83x73.7 i/τ ε D/S Ne/ n 147 / 6300 λ pz mpt mt θs α1 α2 α3 α4 Hệ thống làm mát Forced Circulation Water Cooling System Turbo charger intercooler 16 valve, DOHC Hệ thống nạp - thải Hệ thống phân phối khí - 140 / 5000 0.24 16 15 25 42 20 GDI GDI Force-feed lubrication Force-feed lubrication system system Hệ thống nhiên liệu Hệ thống bôi trơn 1.2 0.25 0.9 1.1 Số liệu động Theta II 2.4L Gasoline /4/ In line 1-3-4-2 11.3 83x92 Forced Circulation Water Cooling System Turbo charger intercooler 16 valve, DOHC Hệ thống nhiên liệu Hệ thống nhiên liệu động THETA II 2.4L hệ thống nhiên liệu có điều khiển khối điện tử ECU Hệ thống nhiên liệu kết hợp với hệ thống đánh lửa để tạo cho - hỗn hợp cháy động tối ưu Hệ thống phun xăng điều khiển điện tử động THETA II hệ thống phun xăng loại GDI - Hệ thống phun xăng cấu tạo từ nhóm bản, nhóm có nhiệm cụ khác như: + Hệ thống cung cấp + Hệ thống xả khí - + Hệ thống điều khiển cung cấp nhiên liệu điều chỉnh ECU Hệ thống cung cấp nhiên liệu làm nhiệm cụ hút, lọc khơng khí nhiên liệu vào đường nạp động cơ, bao gồm: Hệ thống cung cấp khơng khí hệ thống cung cấp nhiên liệu - Hệ thống xả khí có nhiệm vụ dẫn khí cháy thải ngoài, làm giảm tiếng ồn động gây kiểm sốt nồng độ oxy có khí xả đồng thời làm giảm mức độ nhiễm khí xả gây xức tác ba chức Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động THETA II 1.3 - - Hệ thống bôi trơn Hệ thống bôi trơn hệ thống làm nhiệm vụ dẫn dầu đến phận, chi tiết động Từ làm mát, giảm ma sát lọc tạp chất bị lẫn dầu Từ đảm bảo tính lý hóa chi tiết máy móc Bất động chạy dầu, xăng cần phải trang bị hệ thống Trong động đốt nay, gần tất dùng phương án bôi trơn cưỡng bức, dầu nhờn hệ thống bôi trơn từ nơi chứa dầu, bơm dầu đẩy đến - bề mặt ma sát áp suất định cần thiết, gần đảm bảo tốt tất yêu cầu bôi trơn, làm mát tẩy rửa bề mặt ma sát ổ trục hệ thống bôi trơn Hệ thống bôi trơn động THETA II hệ thống bôi trơn cưỡng Hệ thống bơi trơn gồm có: bơm dầu, bầu lọc dầu, cácte dầu, đường ống dầu từ cácte hút bơm dầu, qua lọc dầu, vào đường dầu dọc thân máy vào trục khuỷu, lên trục cam, từ trục khuỷu vào bạc biên, từ trục cam vào bạc trục cam, theo đường dẫn dầu két làm mát te Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống bôi trơn động Theta II 1.4 - Hệ thống làm mát Hệ thống làm mát có nhiệm vụ giảm 20-35% nhiệt độ chi tiết động làm việc giúp chi tiết làm việc nhiệt độ ổn định Để tăng tốc độ lưu động nước người ta dùng bơm đặt đường ống hệ thống làm mát Do nước tuần hoàn hệ thống cột áp mà bơm tạo Hệ thống tuần hồn cưỡng Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống làm mát động Theta II 1.5 Hệ thống nạp thải Hệ thống nạp thải có nhiệm vụ đưa hỗn hợp khơng khí- nhiên liệu vào buồng cháy để thực trình cháy động cơ, đồng thời đưa sản phẩm cháy từ buồng cháy ngồi Hệ thống nạp thải phải đảm bảo cung cấp đủ lượng hỗn hợp có thành phần hồ khí thích hợp với chế độ hoạt động động cơ, thải sản phẩm cháy ngồi q trình thải, cho hiệu suất động lớn giảm ô nhiễm môi trường, giảm tiếng ồn Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống nạp thải động Theta II 1.6 Hệ thống điện Cùng với phát triển kỹ thuật, xe tiện nghi đại Những phát triển gần oto chủ yếu liên quan đến phần điện Trên oto đại, phần điện chiếm phần đáng kể giá trị tổng thành Hệ thống điện điện tử can thiệp vào gần tất hệ thống xe, từ hệ thống đơn giản có từ lâu đời khởi động, cung cấp điện, đánh lửa đến hệ thống nghiên cứu ứng dụng phanh, lái, treo Trong tương lai, xe ví robot Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống điện động THETA II Bầu lọc khơng khí thiết bị giúp cải thiện chất lượng khơng khí xe cách loại bỏ tạp chất, khí độc hại, mùi tác nhân gây dị ứng Bầu lọc khơng khí có nhiều loại khác nhau, nguyên lý hoạt động chung sử dụng lớp xúc tác màng lọc để trung hòa lọc phân tử gây nhiễm khí thải động khơng khí bên ngồi Ưu điểm bầu lọc: -Giúp bảo vệ sức khỏe người lái xe hành khách trước tác nhân gây ô nhiễm không khí -Giúp trì độ ẩm tự nhiên xe, tránh tình trạng khơ da, mắt đường hơ hấp -Giúp khử mùi hôi hiệu quả, mang lại không gian lành thoải mái cho người sử dụng -Giúp tiết kiệm nhiên liệu giảm lượng khí thải mơi trường Nhược điểm bầu lọc: -Chi phí đầu tư ban đầu cao so với xe khơng có bầu lọc -Cần phải thay vệ sinh bầu lọc thường xuyên để đảm bảo hiệu hoạt động -Có thể gây ảnh hưởng đến hiệu suất động bầu lọc bị tắc nghẽn hỏng 6.2.2.2Cổ góp nạp Nhiệm vụ cổ góp nạp phân phối khơng khí đến cổng nạp các đầu xi lanh động Nó đóng vai trị giá treo cho hệ thống nhiên liệu thành phần khác động Cổ góp nạp chế tạo từ hợp kim nhôm để tăng sức bền đảm bảo mặt khối lượng Các nhánh ống nạp làm dài nhằm tối ưu hóa hình dáng đường nạp, các đường bo đường nạp tạo hiệu ứng lưu động dịng khí nạp, làm tăng thêm lượng khí nạp chu trình, điều giúp cải thiện momen công suất phát động chạy tốc độ thấp trung bình 63 Hình Cổ góp nạp 6.2.2.3 Cổ góp thải Nhiệm vụ cổ góp xả dẫn, gom khí thải từ các đầu xi lanh lại đường ống Các ống dẫn cổ xả thông với để đảm bảo áp suất các đường ống Vì nhiệt độ khí xả cao nên chọn vật liệu làm cổ xả gang để đảm bảo độ giãn nở nhiệt Đường kính cổ góp xả, chọn d=67mm Hình Cổ góp thải - Ống góp thải; – đường ống thải 64 6.2.2.4 Bộ xúc tác chức Công dụng xúc tác: Khi tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu nghèo, giàu hay lý tưởng có lượng khí HC , CO NOx sinh Để giảm đến mức thấp hàm lượng khí thải mơi trường, đường ống dẫn khí thải người ta có lắp thêm xúc tác ba chức (TWC) phận oxy hóa CO HC khí thải đờ ng thời khử oxy NOx để biến chúng thành CO2, H2O N2 khơng có hại cho mơi trường Hình Kết cấu xúc tác ba chức – Vỏ thép không rỉ; – Vỏ ; 3,5 – Bộ xúc tác; – Lưới thép; – Thanh ghi7 – Lớp kim loại nền; – Chất xúc tác Bộ xúc tác chức làm việc theo nguyên lý oxy hoá - khử chất CO, HC NOx ( khí CO HC bi oxy ̣ hố cịn NOx bi khử ̣ ) Khí thải từ ống góp thải dẫn vào xúc tác sẽ qua lưới thép có dạng tổ ong phủ chất xúc tác bề mặt Các chất nhiễm khí thải động sẽ thực phản ứng oxy hố-khử để có 65 dịng khí khỏi xúc tác có nờ ng độ chất ô nhiễm thấp nhiều lần Các phản ứng diễn xúc tác gờ m: NOx + HC → N2 + CO2 + NOx O2 + + CO HC → N2 → CO2 + + CO2 H2O O2 + CO → CO2 H2O (1) (2) (3) (4) Bộ xúc tác ba chức phát huy tác dụng nhiệt độ làm việc lớn 300oC Khi vượt qua ngưỡng nhiệt độ này, tỉ số biến đổi chất ô nhiễm xúc tác tăng nhanh, tỷ lệ làm gần đạt đến 100% nhiệt độ 4000C 6.2.2.5 Turbo tăng áp Hình turbo tăng áp Turbo thiết bị gắn vào họng xả động để tăng sức mạnh cho động cách bơm thêm khơng khí vào buồng đốt Turbo có hai thành phần turbin nén, gắn trục Turbin quay khí xả động cơ, nén quay theo để nén khơng khí vào khoang nạp khí động Ưu điểm: 66 -Tăng cơng suất cho động mà không cần tăng số lượng dung tích xy-lanh -Tiết kiệm nhiên liệu giảm lượng khí thải mơi trường -Tăng hiệu suất đốt cháy nhiên liệu khơng khí Nhược điểm: -Chi phí đầu tư ban đầu cao so với động turbo -Cần phải thay vệ sinh turbo thường xuyên để đảm bảo hiệu hoạt động -Có thể gây ảnh hưởng đến hiệu suất động turbo bị tắc nghẽn hỏng -Tạo nhiệt bổ sung cho động cơ, yêu cầu hệ thống làm mát chịu nhiệt tốt 6.2.2.6 Bộ giảm âm Trong giảm âm lắp đường ống thải động có van điều khiển nằm vi ̣trí cân đóng nhánh rẽ tắt nhờ lị xo hờ i vi.̣ Khi áp suất khí thải giảm âm thấp van đóng, dịng khí thải phải vịng qua b̀ ng xoáy đảo chiều các vách ngăn làm giảm các xung động áp suất khí thải từ làm giảm tiếng ồ n Khi áp suất khí thải lớn lực hờ i vi ̣ lị xo van sẽ mở tỷ lệ với áp suất khí thải, tạo điều kiện cho khí thải nhanh giảm phản lực đường ống thải Như nhờ có giảm âm cho phép động hoạt động êm diụ tốc độ thấp làm giảm phản lực tác dụng lên đường ống thải động hoạt động tốc độ trung bình cao 67 Hình 7: Bộ giảm âm 6.3.Tính tốn chu trình cơng tác động XH4-023 Mục đích phần tính tốn nhiệt động : + Tính tốn q trình nhiệt động (nạp, nén, cháy giãn nở thải) + Xác đinh ̣ tiêu kinh tế kỹ thuật kiểm nghiệm (xác đinh) ̣ kích thước động Kết tính tốn phần tính tốn nhiệt động sẽ tảng q trình tính tốn thiết kế động đốt 6.3.1.Các số liệu ban đầu Tên thông số cho trước Cơng suất có ích Ne Tỷ số nén 𝜀 Số vịng quay n Đường Kính xi lanh D Hành trình piston S Số xi lanh I Số kì Góc mở sớm xupap nạp Góc đóng muộn xupap nạp Góc mở sớm xupap thải Góc đóng muộn xupap thải Giá trị 147 11.3 6300 88 97 4 15 25 42 20 68 6.3.2Tính tốn thơng số Áp suất ngược ống thải Giới hạn áp suất ngược theo công suất động Công suất động Giới hạn áp suất ngược Dưới 50kW 40kPa Từ 50-500kW 20kPa Trên 500kW 10kPa Áp suất ngược qua ống thải xác định tương tự lực cản dòng chảy = 20 [kPa]  P: áp suất ngược qua ống thải [kPa]  L: tổng chiều dài ống thải [m]  Q: lưu lượng khí thải [m3/s]  D: đường kính ống thải tính[m]  ρk:Khối lượng riêng khí thải (kg/m3)  T:Nhiệt độ khí thải (°C)  Ps:Độ giảm áp suất giảm âm (kPa) Thông số chọn theo cấp độ ống giảm âm Thông số chọn Cấp độ Cấp độ Cấp độ Cấp độ Áp suất âm [dBA] 15-25 20-30 25-35 35-45 D1/D2 = k1 2-2,5 2-2,5 3 L1/D1 5-6,5 10 10 10 16 69 Thiết kế ống giảm âm Chiều dài bầu giảm âm phụ thuộc vào nhiệt độ khí thải tối đa L1 xác định dựa vào mối quan hệ: L1: Chiều dài bầu giảm âm [mm] T°(C): Nhiệt độ tối đa khí thải (Động xăng: T = 1490C) f: Tần số âm khí thải (Hz) (f = 300 ) => L1 = 550 [mm] Xác định đường kính thân bầu giảm âm D1 o Đường kính thân bầu giảm âm xác định theo hệ số k1 o Được chọn bảng Thông số chọn theo cấp độ ống giảm âm = 161 [mm] 70 Chiều dài đuôi ống thải L2 = 528 [mm] 71 PHẦN 7: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 7.1 Hệ thống điện Hình 7.1 Sơ đồ hệ thống điện điều khiển động XH4-023 1.Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cảm biến nhiệt độ áp suất nhiên liệu Cảm biến áp suất hạ lưu lọc khí Cảm biến áp suất phía van tiết lưu Cảm biến áp suất phía van tiết lưu Cảm biến bàn đạp ga Cảm biến HALL trục cam nạp Cảm biến HALL trục cam xả Cảm biến nhiệt độ khơng khí ngược van tiết lưu 10 Cảm biến nhiệt độ khơng khí hạ lưu van tiết lưu 11 Cảm biến HALL trục khuỷu 12 Cảm biến vị trí trung tính truyền 13 Phần tử làm nóng đường thơng vận hành bướm ga 14 Công tắc kiểm tra mức dầu 15 Công tắc bàn đạp ly hợp 16 Khởi động kích hoạt cơng tắc bàn đạp ly hợp 17 Rơle mạch 15 18 Đầu nối chẩn đoán 19 Nút chức khởi động/dừng ECO 20 Cảm biến báo mức nhiên liệu bên trái 21 Cảm biến báo mức nhiên liệu bên phải 22 Bộ phận điều khiến bảng điều khiển phía 23 Bộ điều khiển cửa trước bên trái 24 Bộ điều khiển vận hành điều hòa tự động 25 Bộ điều khiển SAM phía sau với cầu chì modun rơle 26 Chẩn đốn 27 Bảng điều khiển thiết bị LIN 28 72 Nội thất 29 Cơng tắc đèn dự phịng 30 Đèn cảnh báo dự trữ nhiên liệu 31 Màn hình đa chức 32 Đèn cảnh báo nhiệt độ nước làm mát 33 Cụm cơng cụ 34 Đèn báo chẩn đốn động 35 Bộ điều khiển khóa đánh lửa điện tử 36 Bộ điều khiển SAM phía trước cầu chì modun rơle 37 Bộ điều khiển ME-SFI 38 Khung xe 39 Thiết bị điều khiển hệ thống hạn chế bổ sung 40 Bộ điều khiển modun ống cột lái 41 Bộ điều khiển chương trình ổn định điện tử 42 Bộ điều khiển hệ thống cảm biến video radar 43 Cần điều khiển hành trình 44 Cảm biến chân khơng phanh 45 Cơng tắc đèn phanh 46 Lái tàu 47 Cảm biến áp suất nhiên liệu 48 Bơm nhiên liệu 49 Bộ điều khiển hệ thống nhiên liệu 50 Bộ điều khiển hộp số 51 Hệ thống điện bo mạch 52 Mạch động 87 rơle 53 Mạch động 50 rơle 54 Người khởi động 55 Van chuyển đổi bơm làm mát 56 Van bơm dầu động 57 Van chuyển đổi khơng khí 58 Van điều khiển số lượng 59 Động đốt động quạt điều hòa 60 Bộ truyền động cửa chớp tản nhiệt 61 Xylanh 1-4 kim phun nhiên liệu 62 Bộ chuyển đổi áp suất điều khiển tăng áp 63 Van hệ thống thơng gió cacte 64 Van chuyển đổi lọc 65 Điện từ trục cam xả 66 Điện từ trục cam nạp 67 Bộ phận làm nóng điều nhiệt làm mát 68 Xylanh 1-4 cuộn đánh lửa 69 Máy phát điện 70 Láy tàu LIN 71 Chiết áp giá trị thực tế 72 Chiết áp giá trị thực tế 73 Động truyền động 74 Bộ truyền động van tiết lưu 75 Bộ gia nhiệt cảm biến oxi 76 Phần tử cảm biến cảm biến oxy 77 Cảm biến oxy ngược dòng 78 Bộ gia nhiệt cảm biến oxy hạ lưu 79 Phần tử cảm biến cảm biến oxy hạ lưu 80 Cảm biến oxy hạ lưu 81 Cảm biến tiếng gõ phía trước 82 Cảm biến tiếng gõ phía sau 7.2 Giới thiệu chung hệ thống điều khiển Hệ thống điều khiển động theo chương trình hệ thống điều khiển kiểu phát triển có đời kĩ thuật vi xử lý Hệ thống điều khiển điều khiển theo chương trình tính tốn trực tiếp thiết lập máy tính điện tử bố trí xe gọi ECU (Electronic Control Unit) Đầu vào cảm biến kiểm sốt tình trạng hoạt động động báo cho điều khiển ECU biết Từ ECU xử lý tín hiệu đầu vào, tính tốn đưa tín hiệu đến cấu chấp hành, điều khiển đánh lửa, phun nhiên liệu, điều khiển cấu chấp hành khác động mơ tả hình 7.2 73 Hình 7.2 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển động 7.3 Bộ điều khiển trung tâm ECU Hệ thống điều khiển động bao gồm: ngõ vào (Inputs) với chủ yếu cảm biến , điều khiển trung tâm ECU ( Electronic control unit ) não hệ thống , ngõ ( Outputs) bao gồm cấu chấp hành ( Actuators ) : boobin, vòi phun, bugi đánh lửa , van cầm chừng Cảm biến kiểm sốt liên tục tình trạng hoạt động động báo cho điều khiển ECU biết Từ đó, ECU tính tốn, xử lí tín hiệu đưa tín hiệu điều khiển đến cấu chấp hành Chương trình điều khiển động nhà chế tạo viết cài đặt sẵn nhớ ECU Tùy thuộc vào chế độ làm việc hay tình trạng hoạt động động mà ECU tính tốn dựa chương trình sẵn có để đưa tín hiệu điều khiển đến cấu chấp hành cho động làm việc tối ưu ECU vi mạch tổ hợp lớn dung để nhận biết tín hiệu, tính tốn, lưu trữ thơng tin, định chức hoạt động gởi tín hiệu điều khiển thích hợp đến cấu chấp hành ECU đặt vỏ kim loại để giải nhiệt tốt bố trí nơi bị ảnh hưởng bỏi nhiệt độ độ ẩm Các linh kiện điện tử ECU xếp board mạch Các linh kiện công suất tầng cuối, nơi điều khiển cấu chấp hành gắn với khung kim loại ECU với mục đích giải nhiệt Sự tổ 74 hợp chức IC (bộ tạo xung, chia xung, dao động đa hài điều khiển việc chia tần số) giúp ECU đạt độ tin cậy cao Trên xe oto có nhiều ECU Bộ phận chủ yếu vi xử lí hay cịn gọi CPU CPU lựa chọn lệnh xử lí số liệu từ nhớ Rom Ram chứa chương trình liệu ngõ vào (I/O) điều khiển nhanh số liệu từ cảm biến chuyển liệu xử lí đến điều khiển cấu chấp hành Hình 7.3 Sơ đồ cấu truc bên ECU - - - Bộ vi xử lý ( Microprocessor): Từ việc tiếp nhận thơng tin tín hiệu cảm biến động thông qua nhớ ECU, tín hiệu gửi đến Bộ vi xử lý, lúc có chức tính tốn đưa mệnh lệnh cho phận chấp hành thích hợp Có thể nói, phận quan trọng ECU Bộ nhớ Bao gồm nhớ Rom nhớ Ram ROM ( Read Only Memory): Dùng trữ thông tin thường trực Bộ nhớ đọc thông tin lập trình sẵn, khơng thể ghi vào Do đó, ROM nơi cung cấp thông tin cho vi xử lý Ram ( Random Access Memory): Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên, dùng để lưu trữ thông tin ghi nhớ xác định vi xử lý RAM đọc ghi số liệu theo địa Đường truyền BUS: có nhiệm vụ chuyển lệnh số liệu phận bên điều khiển Mạch giao tiếp gõ vào Bộ chuyển đổi A/D ( Analog to digital converter) dùng để chuyển tín hiệu tương tự từ đầu vào với thay đổi điện áp cảm biến thành tín hiệu số để đưa vào xử lí 75 Hình 7.4 Bộ chuyển đổi A/D Bộ đếm ( counter) đếm xung tín hiệu từ cảm biến (tốc độ động , tốc độ xe ) gởi số đếm đến vi xử lí mơ tả Hình 7.5 Bộ đếm Bộ khếch đại ( Amplifier): Một số cảm biến có tín hiệu nhỏ nên ECU cần có khuếch đại Hình 7.6 Bộ khuếch đại Bộ ổn áp: Bên ECU có IC điều áp 7812 7805 để ổn áp 12V 5V Nguồn 5V cung cấp cho cảm biến làm việc Hình 7.7 Bộ ổn áp 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Chất (2006), Giáo trình trang bị điện ơtơ, NXB Giáo dục, Hà Nội [2] PGS-TS.Đỗ Văn Dũng (2007), Hệ thống điện điện tử ôtô đại - Hệ thống điện động cơ, TP Hồ Chí Minh [3] ThS.Phạm Quốc Thái (2009), Trang bị điện điện tử động đốt trong, Giáo trình nội Đại học Bách khoa Đà Nẵng [4] GS-TS.Nguyễn Tất Tiến (2000), Nguyên lý động đốt trong, NXB Giáo dục, Hà Nội [5] TS.Nguyễn Hoàng Việt (2000), Trang bị điện điện tử ơtơ, Giáo trình nội Đại học Bách khoa Đà Nẵng 77