Đề tài thiết kế khảo sát mô hình mô phỏng hệ thống phun xăng điện tư

Tổng quan về hệ thống nhiên liệu động cơ xăng. Nhiệm vụ của hệ thống nhiên liệuPhải cung cấp đủ lượng nhiên liệu cần để hình thành hoà khí thích hợp với mọichế độ vận hành

Trang 1

UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT



Đề tài: THIẾT KẾ KHẢO SÁT MÔ HÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHUN

XĂNG ĐIỆN TỬ

Huỳnh Trung Hiếu Lớp: D19OT01

Nguyễn Hoàng Vũ Lớp: D19OT01

Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật Ô tô

Học phần: Hệ Thống Điều Khiển Tự Động Trên Ô Tô

Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Tuấn Anh

BÌNH DƯƠNG, THÁNG 12/2021

Trang 2

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian thực hiện đề tài này, nhóm em đã được nhận sự hướng dẫn tận tình của TS Phạm Tuấn Anh , thầy đã truyền đạt những kiến thức quý báu để nhóm em có thể hoàn thành tốt đề tài này

Do trình độ kiến thức chuyên môn còn hạn hẹp nên torng quá trình thực hiện đề tàicòn mắc nhiều thiếu sót, nhòm em rất mong nhận được sự đóng góp, giúp đỡ của thầy vàcá bạn để cho bài tiểu luận này được hoàn thiện hơn

ĐH Thủ Dầu Một, 6 tháng 12 năm 2021

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

Trang 3

DANH MỤC BẢNG BIỂU ii

DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v

CHƯƠNG 1 PHẦN GIỚI THIỆU 1

1.1 Giới thiệu tổng quan đề tài tiểu luận 1

1.1.1 Giới thiệu tổng quan và tính cấp thiết của đề tài 1

1.1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu liên quan đến đề tài 3

1.2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài tiểu luận 5

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 6

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu: 6

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 6

1.4 Phương pháp nghiên cứu 6

1.5.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 6

1.5.2 Phương pháp tham vấn chuyên gia 6

1.6 Cấu trúc đề tài tiểu luận 7

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 8

2.1 Thông số kỹ thuật của hệ thống phun xăng điện tử 8

2.2 Tìm hiểu chung về hệ thống phun xăng điện tử 10

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ KỸ THUẬT SỬ DỤNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG LABVIEW 12

3.1 abc 12

3.2 ………… 12

3.3 ………… 12

3.4 ………… 12

3.5 ………… 12

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 13

4.1 Các kết quả mô phỏng đạt được 13

4.2 So sánh kết quả mô phỏng và kết quả tính toán bằng tay 13

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 14

3.1 Kết Luận 14

3.2 Kiến Nghị Hướng Phát Triển Đề Tài 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO I

Trang 5

CHƯƠNG 1 PHẦN GIỚI THIỆU1.1 Giới thiệu tổng quan đề tài tiểu luận

1.1.1.Giới thiệu tổng quan và tính cấp thiết của đề tài

Cùng với sự ra đời và phát triển của động cơ đốt trong, hệ thống cung cấp nhiên liệu cho đôn cơ đốt trong cũng ngày càng phát triển để đảm bảo yêu cầu về giảmkhí thải, giảm ô nhiễm môi trường, tiệt kiệm tối đa nhiên liệu… Suốt thời gian qua, các hệ thống nhiển liệu trong xe hiện nay đã thay đổi rất nhiều, những yêu cầu ngày càng khắt khe hơn Cùng với sự phát triển đó bộ chế hòa khí cũng ngày càng được phát triển hóa hơn để đảm bảo động cơ hoạt động một cách hiệu quả nhất Tuy bộ chế hòa khí đã ngày càng phát triển nhưng vẫn tồn tại những khuyết điểm không thể khắc phục Sự ra đời của hệ thống phun xăng đã khắc phục được những nhược điểm của bộ chế hòa khí, vì vậy ngày nay trên các động cơ hầu hết đều dùng hệ thống phun xăng điện tử Sự ra đời của hệ thống phun xăng điện tử bắt đầu từ thế kỷ 19, một kỹ sư người Pháp, ông Stevan đã nghĩ cách phun nhiên liệu cho một máy nén khí Sau đó một thời gian , một người Đức đã cho phun nhiên liệu vào buồng cháy nhưng không hiệu quả nên không đươc thực hiện

Thống kê ước tính đến năm 2010, trung bình mỗi công dân trên hành tinh đã tiêu thụ một lượng tài nguyên gấp 1,25 lần so với mức cần thiết

Dầu là một nguồn tài nguyên thiên nhiên là một nguồn tài nguyên không thể tái tạo, tốc độ tiêu thụ như hiện tại, lượng dự trữ dầu trên toàn thế giới sẽ tiếp tục giảm và các nguồn dầu có thể chỉ đủ trong 30-40 năm nữa.Dầu là một nguồn tài nguyên thiên nhiên là một nguồn tài nguyên không thể tái tạo Nhiên liệu hóa thạch là loại nhiên liệu phải mất hàng trăm triệu năm để hình thành ở các dạng khác nhau như than đá, dầu mỏ, khí đốt tùy vào điều kiện môi trường, thì tốc độ tiêu thụ của con người quá nhanh Điều này đã đặt ra sức ép lớn trong việc bảo đảm nhu cầu năng lượng cũngnhư an ninh năng lượng của mỗi quốc gia

Giao thông vận tải : đây chính là nguyên nhân lớn nhất gây ô nhiễm không khíhiện nay Với một số lượng các phương tiện giao thông khổng lồ và di chuyển liên tục,lượng khí thải từ các phương tiện này cũng vô cùng khủng khiếp Đặc biệt, đối với những xe đã cũ, hệ thống máy móc hoạt động kém thì lượng khí thải càng lớn Các phương tiện giao thông thải vào không khí các chất độc hại như: CO, VOC, NO2, SO2, với nồng độ cực cao và liên tục

Nguyên nhân này chỉ đứng sau hoạt động công nghiệp, khi mà lượng khí thải từ các phương tiện giao thông xả ra môi trường rất lớn Theo báo cáo Cơ quan năng lượng quốc tế (IEA) giao thông vận tải đóng góp 24,34% lượng Carbon mỗi năm

Trang 6

Động cơ đốt trong ra đời đã đánh dấu một bước ngoặt lớn trong lịch sử phát triển của ngành cơ khí động lực Cùng với sự phát triển đó là sự gia tăng nhanh chóng

cả về số lượng lẫn chủng loại ôtô trên toàn thế giới Đã đến lúc con người nhận ra rằngnguồn năng lượng hóa lỏng không phải là vô hạn mà ngày càng cạn kiệt dần Đồng thời mức độ ô nhiễm do động cơ đốt trong phát ra quá lớn dẫn đến nguy cơ biến đổi khí hậu toàn cầu

Hệ thống cung cấp nhiên liệu cho động cơ đốt trong là hệ thống quyết định lớntới tính kinh tế nhiên liệu (tiết kiệm nhiên liệu) và giảm thiểu ô nhiễm môi trường Thành tựu của ngành công nghiệp điện tử, tự động hóa và công nghệ thông tin đã nhanh chóng được áp dụng vào ngành công nghệ ôtô Đặc biệt là các hệ thống trên động cơ đốt trong nhằm hoàn thiện quá trình cháy để tiết kiệm nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường

Đi tiên phong trong lĩnh vực nghiên cứu phát triển hệ thống phun nhiên liệu điện tử cho động cơ đốt trong sử dụng trên ôtô là hãng Bosch (Đức) từ những thập niên cuối thế kỷ trước Đến năm 1984, người Nhật mua bản quyền của Bosch và ứng dụng hệ thống phun nhiên liệu điện tử cho các xe của Toyota Ngày nay, hầu hết các

xe ôtô du lịch trên thế giới sử dụng động cơ đốt trong đều được trang bị hệ thống phun nhiên liệu điện tử (Electronic Fuel Injection-EFI)

Cấu tạo chung của hệ thống phun xăng điện tử bao gồm các cảm biến, bộ vi

xử lý trung tâm và các cơ cấu chấp hành

Ưu điểm của hệ thống phun nhiên liệu điện tử:

+ Cung cấp hỗn hợp không khí - nhiên liệu đến từng xy-lanh đồng đều;

+ Điều khiển được tỷ lệ không khí - nhiên liệu dễ dàng, chính xác với tất cả các dải tốc độ làm việc của động cơ;

+ Đáp ứng nhanh chóng, chính xác với sự thay đổi góc mở bướm ga;

+ Hiệu suất nạp hỗn hợp không khí - nhiên liệu cao;

+ Hỗn hợp không khí - nhiên liệu trước khi cháy được phun tơi hơn, dẫn đến quá trình cháy được hoàn thiện làm tiết kiệm nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường đáng kể

Điểm khác nhau căn bản giữa hệ thống cung cấp nhiên liệu thông thường với hệ thống phun xăng điện tử ở chỗ: Với hệ thống cung cấp nhiên liệu thông thường, chếđộ làm việc của động cơ phụ thuộc hoàn toàn vào bàn đạp chân ga, hỗn hợp nhiên liệu và không khí được hòa trộn trong xy-lanh nhờ sự tụt áp

Trang 7

Trong khi đó, với hệ thống phun xăng điện tử, chế độ làm việc của động cơ không chỉ phụ thuộc vào bàn đạp chân ga mà còn phụ thuộc vào trạng thái môi trường làm việc (nhiệt độ nước), phụ tải (có bật điều hòa hay không), mức độ và thành phần khí thải (cảm biến ô xy), số vòng quay của trục khuỷu động cơ, trục cam (cảm biến vị trí trục khuỷu, trục cam), lưu lượng không khí (cảm biến lưu lượng khí), áp suất đườngống nạp (cảm biến áp suất đường ống nạp)

Do đó, hỗn hợp không khí được pha trộn theo tỷ lệ hợp lý hơn, giúp cho quá trình cháy hoàn hoàn hảo hơn Chính vì lý do đó mà động cơ có hệ thống phun xăng điện tử sẽ tiết kiệm nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường hơn động cơ với hệ thống cung cấp nhiên liệu thông thường

1.1.2 Tính cấp thiết và mục đích thực hiện đề tài tiểu luận:

Áp dụng kiến thức đã học về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống cungcấp nhiên liệu được điều khiển tự động để thiết kế hệ thống phun xăng điện tử được

mô phỏng giả lập thông qua phần mềm Labview

Làm nền tảng để xây dựng chủ đề nghiên cứu cho khóa luận tốt nghiệp khi kếtthúc chương trình học

Hoàn thiện các kỹ năng làm việc quan trọng của kỹ sư: kỹ năng làm việc nhóm,

kỹ năng tìm tài liệu kỹ thuật, kỹ năng sử dụng phần mềm chuyên ngành trong tínhtoán, thiết kế, kỹ năng thuyết trình và kỹ năng viết báo cáo kỹ thuật

1.2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài tiểu luận

Trang 8

Hoàn thiện kỹ năng tìm kiếm thông tin trên mạng;

Thực hành sử dụng phần mềm chuyên ngành

Hoàn thiện kỹ năng làm việc nhóm;

Hoàn thiện kỹ năng thuyết trình;

Hoàn thiện kỹ năng về trình bày báo cáo kỹ thuật

Xây dựng chủ để khả thi để thực hiện khóa luận tốt nghiệp trong tương lai

Đưa ra kết quả khách quan nhất dựa trên những thông số đã được tính toán trước Giảm thiểu chi phí, thời gian và công sức so với việc thực nghiệm thực tế

Loại bỏ lỗi trong thiết kế, tiết kiệm thời gian thiết kế

Nguyên lý làm việc tương đương với hệ thống khi lắp ráp vào ô tô

Các thông số được theo dõi liên tục

Có thể thay đổi điều kiện làm việc, thay đổi thông số hệ thống nếu cần

Các modun dễ quản lý và thay thế khi muốn khảo sát các thiết bị khác nhau

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu:

- Hệ thống phun xăng điện tử gồm các cảm biến, ECU (Electronic Control Unit), và phần tử chấp hành (kim phun)

- Phần mềm Labview để mô phỏng giả lập hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu

- Đề tài chỉ dừng ở mức nghiên cứu lý thuyết kết hợp với mô phỏng sử dụng phần mềm Labview để giả lập hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử

1.4 Phương pháp nghiên cứu

1.4.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu

Mục đích: Tìm hiểu các thông tin về hệ thống phun xăng điện tử cũn như cách

sử dụng phần mềm Labview để mô phỏng được hoạt động của hệ thống phun xăngđiện tử

Trang 9

Cách tiến hành: Tham khảo, nghiên cứu các tài liệu chuyên nghành, các tài liệuđược cộng bố trên mạng Internet.

1.4.2 Phương pháp tham vấn chuyên gia

Mục đích: Tiếp cận nhanh với các nguồn tài liệu sẵn có thông qua kinh nghiệmcủa chuyên gia trong lĩnh vực

Cách tiến hành: Tham khảo, trao đổi và lấy ý kiến tư vấn của chuyên gia (giảngviên, chuyên gia hoạt động trong lĩnh vực ô tô) về định hướng đề tài tiểu luận nhómđang thực hiện để tiếp cận nhanh và đúng hướng đề tài đã lựa chọn

1.5 Cấu trúc đề tài tiểu luận

Cấu trúc của tiểu luận gồm chương chính:

- Chương 1 phần giới thiệu giới thiệu tổng quan đề tài, bào gồm các nội dung chính: lý do chọn đề tài nghiên cứu, mục tiêu nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu và cuối cùng là phương pháp nghiên cứu

- Chương 2 cơ sở lý thuyết qua đó rút ra được nguyên lý làm việc Bên cạnh đó chương 2 còn cho ta biết được cách phân loại các hệ thống trên xe

- Chương 3 thiết kế kỹ thuật sử dụng phần mềm mô phỏng labview

- Chương 4 kết quả mô phỏng

- Chương 5 kết luận và kiến nghị hướng phát triển

Trang 10

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Bảng 1 Thông số kỹ thuật hệ thống phun xăng điện tử

1 Số xy lanh động cơ 4 xylanh

2 Số kỳ 4 kỳ Nạp - Nén - Nổ - Xả

3 Dung tích động cơ 1.2 lít

thay đổi Hành trình (S) và đường

kính Piston (D)

4 Thể tích nạp của 1 xylanh/1 lần nạp 0.3 lít V nạp

5 Kiểu phun xăng Phun xăng đa điểm

Số kim phun 4 kim phun

6 Đặc tuyến kim phun Y [ms]: thời gian mở kim phunY = 0,33X-0,57

X [mg]: lượng nhiên liệu phun

7 Hệ số dư lượng không khí 1.00

độ của động cơ)

10 Khối lượng riêng của không khí

1.1305 mg/cc 1cc = 1cm31,130.5

mg/lít 1 lít = 1 dm3 = 1000 cm3 =1000cc

11 Khối lượng không khí nạp cho 1 hànhtrình nạp thực tế 15.689 mg

m TT A

Câu hỏi: Tính lượng nhiên liệu cần cung cấp và thời gian mở mỗi kim phun trong một chu trình?

Khối lượng nhiên liệu cần phun cho 1

xylanh trong 1 phút

Trang 11

Bảng 2 Các thông số giả định hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử

Tốc độ động cơ [rpm] Độ mở bướm ga [%] Hiệu suất nạp [%]

Hệ số dư lượng không khí, λ

1000

14.00% 61% 1.0021.00% 62% 1.0028.00% 63% 1.0035.00% 64% 1.0042.00% 68% 1.0049.00% 70% 1.0056.00% 72% 1.0063.00% 74% 1.0070.00% 76% 1.0077.00% 80% 0.9784.00% 81% 0.9791.00% 83% 0.91100.00% 85% 0.91

14.00% 61% 1.3521.00% 62% 1.1228.00% 63% 1.0035.00% 64% 1.00

Trang 12

42.00% 68% 1.0049.00% 70% 1.0056.00% 72% 1.0063.00% 74% 1.0070.00% 76% 1.0077.00% 80% 1.0084.00% 81% 1.0091.00% 83% 0.97100.00% 85% 0.91

4000

14.00% 61% 1.2321.00% 62% 1.1428.00% 63% 1.0735.00% 64% 1.0042.00% 68% 1.0049.00% 70% 1.0056.00% 72% 1.0063.00% 74% 1.0070.00% 76% 1.0077.00% 80% 1.0084.00% 81% 1.0091.00% 83% 0.93100.00% 85% 0.82

14.00% 61% 1.2321.00% 62% 1.14

Trang 13

28.00% 63% 1.0135.00% 64% 0.9042.00% 68% 0.9049.00% 70% 0.8856.00% 72% 0.8663.00% 74% 0.8670.00% 76% 0.8377.00% 80% 0.8184.00% 81% 0.8191.00% 83% 0.78

2.2 Tìm hiểu chung về hệ thống phun xăng điện tử.

2.2.1 Tổng quan về hệ thống nhiên liệu động cơ xăng.

 Nhiệm vụ của hệ thống nhiên liệu

Phải cung cấp đủ lượng nhiên liệu cần để hình thành hoà khí thích hợp với mọichế độ vận hành của động cơ

Để thỏa mãn yêu cầu trên, các hệ thống cung cấp nhiên liệu phải:

- Lưu trữ nhiên liệu trong thùng nhiên liệu

- Đảm bảo cung cấp nhiên liệu không chứ bỏ khí

- Lọc sạch nhiên liệu

- Tạo và giữ ổn định áp suất nhiên liệu

- Đưa nhiên liệu dư thừa trở lại thùng nhiên liệu

- Chống bay hơi nhiên liệu

 Cấu tạo của hệ thống nhiên liệu.

Trang 14

Hình 1: Hệ thống nhiên liệu

Hình 2: Sơ đồ hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử

Nhiên liệu trong thùng nhiên liệu được bơm đến các van phun Với áp suất nhấtđịnh nhờ bơm nhiên liệu Một bộ lộc nhiên liệu được gắn sau bơm để tránh các chấtbẩn Thông qua một bộ điều áp, áp suất nhiên liệu được giữ cố định hoặc được điềuchỉnh thích ứng với sự thay đổi áp suất trong đường ống nạp Để có thể cung cấp đủlượng nhiên liệu cho mọi chế độ vận hành, hệ thống cung cấp lượng nhiên liệu nhiềuhơn cần thiết Phần nguyên liệu thừa được đưa trở về thùng nhiên liệu qua bộ điều áp

Trang 15

Thùng nhiên liệu luôn phải được cân bằng áp suất khi động cơ hoạt động nhưng phảiđảm bảo xăng và hơi xăng không thoát ra môi trường Điều này đòi hỏi phải có một hệthống làm thoáng khí và thông hơi phức tạp cho thùng nhiên liệu Hơi nhiên liệu đượctạm chứa trong bình than hoạt tính của hệ thống tái sinh và Được đưa có chủ đích vàobuồng đốt nhờ van tái sinh Độ kín của thùng nhiên liệu luôn được giám sát bởi hệthống tự chuẩn đoán trực tiếp trên ô tô (OBD II).

Trang 16

dẫn qua vòi phun không khí vào phía dưới mặt nhiên liệu để tạo ra một sự hỗn hợpkhông khí và nhiên liệu được điều khiển bởi van bướm ga

Hạn chế

Các mạch xăng trong chế hòa khí khi hoạt động sẽ được điều khiển bằng cơ khí

ở bộ chế hòa khí, nên thành phần hỗn hợp sẽ không thể tối ưu nhất Thường xuyên tạo

ra hiện tượng thừa, thiếu xăng tại buồng đốt Bộ chế hòa khí bởi được điều chỉnh bằng

cơ nên sẽ có khi vật liệu cảm thấy “mỏi” đặc biệt là zicler, phao xăng Bộ chế hòa khínếu lắp cho xe nhìn sẽ khá cồng kềnh, và thiếu thẩm mỹ

Phun xăng đơn điểm

Phun một điểm là một hệ thống phun được điều khiển điện tử trong đó khi phunnhiên liệu điện tử phun nhiên liệu không liên tục vào đường ống nạp tại một điểmtrung tâm phía trước của van tiết lưu Hệ thống phun một điểm của Bosch Được gọi làMono-jetronic và Mono- Motronic

Hình 4: Hệ thống phun xăng đơn điểm Đặc điểm chỉnh

Kim phun đặt ở cổ ống góp hút chung cho toàn bộ các xi lanh của động cơ bêntrên bướm ga

Nhiên liệu được phun trung tâm vào van bướm ga ngay trước van bướm ga,nhiên liệu được hóa sương trước khi qua khe mở của van bướm và bay hơi ở thành

Trang 17

nóng ở đường ống nạp hay ở các bộ gia nhiệt phụ để cải thiện khả năng hòa trộn khôngkhí – nhiên liệu

Hệ thống phun xăng đơn điểm có cấu tạo đơn giản hơn nhiều so với hệ thốngphun xăng đa điểm

Nguyên lý hoạt động

Hệ thống phun nhiên liệu đơn điểm đã cải tiến ngoài hệ thống phun nhiên liệunhỉ gọn giai đoạn trở thành một phần của hệ thống quản lý động cơ toàn diện Các hệthống phun đơn điểm khác nhau, khác nhau về thiết kế của phun trung tâm đơn vị Tất

cả các hệ thống đều có một kim phun nằm phía trên tấm tiết lưu; khác với các đơn vịphun đa điểm mà chúng thường xuyên hoạt động ở áp suất thấp (0,7… 1 bar) Điềunày có nghĩa là có thể sử dụng máu bơm nhiên liệu điện thuỷ động rẻ tiền, thườngđược sử dụng dưới dạng một đơn vị trong thùng Kim phun được xả liên tục bởi nhiênliệu chảy thông qua nó để ngăn sự hình thành các bọt khí Sự sắp xếp này là một tuyệtđối cần thiết trong một hệ thống áp suất như vậy Ký hiệu ‘’phun đơn điểm’’ (SPI)tương ứng với các thuật ngữ phun nhiên liệu trung tâm (CFI), phun vào trong bướm ga(TBI) và Mono-Jetronic (Bosch)

Ưu điểm của hệ thống phun xăng đơn điểm

Tiết kiệm nhiên liệu tối đa: Tại hệ thống này, từng xilanh sẽ có riêng một vòiphun, vòi phun được điều khiển thông qua bộ xử lý trung tâm bởi các xilanh cung cấplượng xăng ổn định, đủ đều ở mọi chế độ, không gây ra hiện tượng ngộp xăng, do đónếu xe bị đổ hay chết máy thì cũng không phải kéo le gió hoặc khó nổ

Nhiên liệu được cung cấp đủ ổn định nên xe luôn di chuyển êm ái nhất Đâycũng là cách giúp các bộ phận của xe trở nên bền bỉ nhất

Cung cấp đủ nhiên liệu cho động cơ trong mọi chế độ và tải trọng cực nhanh,hiệu quả bởi khả năng tuyệt vời từ bộ xử lý trung tâm ECU

Hạn chế

Cấu tạo tương đối phức tạp, chi phí bảo dưỡng cao, sữa chữa khó

Phun xăng đa điểm

Phun đa điểm tạo ra các điều kiện tiên quyết lý tưởng để đáp ứng các nhu cầuđặt ra trên một hệ thống hình thành hỗn hợp Trong hệ thống phun đa điểm, mỗi xi

Trang 18

lanh được gắn một kim phun nhiên liệu, phun nhiên liệu trực tiếp trước van nạo của xilanh đó Ví dụ về các hệ thống như vậy là KE- và L-Jetronic với các biến thể tươngứng của chúng.

Hình 5: Phun xăng đơn điểm Đặc điểm chính

Mỗi xi lanh của động cơ được bố trí 1 vòi phun phía trước xupáp nạp, các vanphun này được gắn ở đường ống nạp, thường ở trước các xupap nạp, nhờ đó khoảngcách từ vị trí phun đến miệng đế xupap dài

bằng nhau vad hoà khí được phân bố đồng đều giữa các xi lanh

Vòi phun được đặt gần xupap nạp giúp giảm bớt nhiên liệu bị đóng màng trênthành ống nạp khi động cơ lạnh và giảm sự hình thành các khí thải độc hại

Ưu điếm của hệ thống phun xăng đa điểm

Công nghệ phun nhiên liệu đa điểm giúp cải thiện hiệu quả sử dụng nhiên liệucủa xe MPFI sử dụng kim phun nhiên liệu riêng cho từng xilanh, do đó không có hiện

Trang 19

tượng hao xăng theo thời gian Nó làm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu đến các kim phun.Nhiên liệu dư thừa mà động cơ không yêu cầu được đưa trở lại bình chứa

Ưu điểm của hệ thống phun xăng đa điểm

Công nghệ phun nhiên liệu đa điểm giúp cải thiện hiệu quả sử dụng nhiên liệucủa xe MPFI sử dụng kim phun nhiên liệu riêng cho từng xi lanh, do đó không có hiệntượng hao xăng theo thời gian Nó làm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và làm cho xehoạt động hiệu quả và tiết kiệm hơn

Các phương tiện sử dụng công nghệ ô tô MPFI có lượng khí thải carbon thấphơn các phương tiện cũ vài thập kỷ Nó làm giảm sự phát thải của các hoá chất độc hạihoặc khói, thải ra khi nhiên liệu được đốt cháy Việc cung cấp nhiên liệu chính xáchơn sẽ làm sạch khí thải và tạo ra các sản phẩm phụ ít độc hại hơn Do đó, động cơ vàkhông khí vẫn sạch hơn + Hệ thống MPFI cải thiện hiệu suất động cơ Nó phun khôngkhí trong ống nhỏ thay vì nạp khí bổ sung, và tăng cường phân phối nhiên liệu từ xilanh đến xi lanh để hỗ trợ hiệu suất động cơ

+ Nó khuyến khích phân phối hỗn hợp nhiên liệu không khí đồng đều hơn đếntừng xi lanh để giảm sự chênh lệch công suất phát triển trong từng xi lanh

+ Công nghệ ô tô MPFI cải thiện phản ứng động cơ khi tăng và giảm tốc độtngột

+ Động cơ MPFI rung ít hơn và không cần phải quay lại hai lần hoặc ba lầntrong thời tiết lạnh

+ Nó cải thiện chức năng và độ bền của các thành phần động cơ

+ Hệ thống MPFI khuyến khích sử dụng và phân phối nhiên liệu hiệu quả

Hạn chế

+ Hệ thống phức tạp do đó tốn kém

+ Nó đòi hỏi nhiều không gian hơn

Phun xăng trực tiếp

Phun xăng trực tiếp (GDI), còn được gọi là phun xăng trực tiếp (PDI), là một hệthống tạo hỗn hợp cho động cơ đốt trong chạy bằng xăng, nơi nhiên liệu được phunvào buồng đốt Điều này khác biệt với hệ thống phun nhiên liệu dạng ống góp, hệthống này sẽ phun nhiên liệu vào đường ống nạp

Trang 20

Việc sử dụng GDI có thể sẽ giúp tăng hiệu suất động cơ và công suất cụ thểcũng như giảm lượng khí thải

Hình 6: Phun xăng trực tiếp Đặc điểm chính

+ Hệ thống phun xăng trực tiếp luôn là hệ thống phun xăng đa điểm nhiên liệuđược phun trực tiếp vào buồng đốt dưới áp suất cao từ các vòi phun được điều khiểnbằng điện (hoà khí được hình thành bên trong)

+ Sau đó nhiên liệu hoà trộn với không khí thành một hỗn hợp đồng nhất hoặckhông đồng nhất tuỳ theo cấu tạo và chế độ vận hành của động cơ

+ Phun xăng trực tiếp tránh được các nhược điểm như nhiên liệu bị đóng mảng

ở thành ống, phân phối nhiên liệu không đồng đều, tuy nhiên phương pháp này đặt ranhững yêu cầu rất cao cho việc điều chỉnh điện tử của hệ thống phun nhiên liệu

Trang 21

Hình 7: Hệ thống phun xăng trực tiếp với kim phun nằm ở phía bên phải

Ưu điểm của hệ thống phun trực tiếp

Hệ thống phun trực tiếp cho phép kiểm soát chính xác hơn việc đo nhiên liệu,đó là tượng nhiên liệu phun vào và thời điểm phun, điểm chính xác khi nhiên liệu đượcđưa vào xi lanh Vị trí của kim phun cũng cho phép tạo ra kiểu phun tối ưu hơn giúpchia nhỏ xăng thành những giọt nhỏ hơn Kết quả là quá trình đốt cháy hoàn toàn hơn.Nói cách khác, lượng xăng được đốt cháy nhiều hơn, dẫn đến nhiều năng lượng hơn và

ít ô nhiễm hơn từ mỗi giọt xăng

Nhược điểm của hệ thống phun xăng trực tiếp

Nhược điểm chính của động cơ phun trực tiếp là phức tạp và tốn kém Hệ thốngphun trực tiếp đất hơn để xây dựng vì các thành phần của chúng phải chắc chắn hơn.Chúng xử lý nhiên liệu ở áp suất cao hơn đáng kể so với hệ thống phun gián tiếp vàbản thân các kim phun phải có khả năng chịu được nhiệt và áp suất đốt cháy bên trong

xi lanh

2.2.2 Hệ thống phun xăng điển tử EFI

Hệ thống phun xăng sử dụng bơm nhiên liệu đề tạo áp suất và vòi phun đề phunnhiên liệu ở dạng sương tỉnh vào không khí nạp Nhờ đó, làm tăng diện tích bề mặthóa hơi của nhiên liệu Vì vậy, nhiên liệu hóa hơi nhanh hơn, giúp hòa trộn với khôngkhí tốt hơn, làm cháy hết hoàn toàn và ít phát thải ô nhiễm

Trong trường hợp phun xăng nhiên liệu gián tiếp ( hòa khí hình thành bên ngoàibuồng đốt ), vòi phun được đặt sao cho nhiên liệu được phun vào đường ống nạp hoặc

Trang 22

vào khung van bướm ga Đối với trường hợp phun nhiên liệu trực tiếp ( hòa khí đượchình thành bên trong buồng đốt ), vòi phun được đặt sao cho nhiên liệu được phun vàobuồng đốt

Bộ điều chỉnh điện tử của hệ thống điều chỉnh tối ưu tỉ lệ hòa khí ( chất ) vàlượng hòa khí được tạo ra (lượng) trong tương ứng với chế độ vận hành của động cơ

Hệ thống phun xăng phải đạt những mục tiêu sau:

- Momen xoắn của động cơ lớn

- Công suất của động cơ lớn

- Các đặc tính, tính năng vận hành của động cơ tốt

- Ít tiêu thụ nhiên liệu

- Ít phát thải ô nhiễm

2.2.3 Cơ sở xác định lượng nhiên liệu phun trong một chu trình

Nguyên lý cơ bản

Động cơ ô tô là những động cơ sử dụng nhiên liệu xăng, cồn methanol hay khí hoálỏng Hỗn hợp không khí – nhiên liệu cần thiết và cháy hết hoàn toàn trong động cơnếu như có thẻ

Nhiệm vụ của hệ thống tạo hoà khí

Tương ứng với mỗi chế độ vận hành của động cơ, hệ thống tạo hoà khí phải tạo

ra đủ lượng hỗn hợp không khí – nhiên liệu cần thiết và cháy hết hoàn toàn trong động

cơ nếu như có thể

Sự cháy hết hoàn toàn của một hỗn hợp không khí – nhiên liệu

Sự cháy hết hoàn toàn của một hỗn hợp không khí – nhiên liệu được hiểu là tất cả cácnguyên tố hydro và cacbon của nhiên liệu được oxy hoá bởi khí oxy trong không khíđể tạo ra khí carbonic (CO2), hơi nước (H20) và năng lượng nhiệt (để sinh công cóích)

Phân tử của mỗi loại nhiên liệu, tuỳ theo cấu trúc và kích thước phân tử, cóchứa lượng nguyên tử hydro và carbon khác nhau, do đó cần một lượng không khínhất định để cháy hết hoàn toàn Việc đốt cháy sẽ khó hơn trong điều kiện quá thiếuhay quá thừa không khí Khi đó nhiên liệu chỉ cháy một phần Khi tỷ lệ hoà trộn cao

Tiêu đề	Thiết Kế Khảo Sát Mô Hình Mô Phỏng Hệ Thống Phun Xăng Điện Tử
Tác giả	Lê Đăng Khoa, Lương Quang Vũ, Huỳnh Trung Hiếu, Đinh Lê Phong, Lê Hoài Phong, Trần Tiến, Nguyễn Hoàng Vũ
Người hướng dẫn	TS. Phạm Tuấn Anh
Trường học	Đại Học Thủ Dầu Một
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
Thể loại	đề tài
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Bình Dương

Định dạng
Số trang	44
Dung lượng	1,37 MB