đồ án tốt nghiệp khảo sát hệ thống nạp-thải trên động cơ 1nz-fe

khí được đốt cháy, khí thải được dẫn vào đường ống thải tới bộ góp thải đi vào bộxúc tác ba chức năng tại đây khí thải độc hại được khử thành các chất vô hại rồitheo ống dẫn khí thải qua

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây ngành công nghiệp chế tạo ô tô đang trên đà pháttriển mạnh mẽ, đặc biệt cùng với việc ứng dụng khoa học kỹ thuật công nghệ vàotrong ngành đã đưa ngành công nghiệp chế tạo ô tô hoà nhập cùng với tốc độ pháttriển của sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước

Do điều kiện kinh tế ngày càng nâng cao nên xe VIOS là loại xe do hãngTOYOTA chế tạo được đưa vào nước ta trong những năm gần đây để phục vụ nhucầu đi lại của người dân, đặc biệt là người dân sống ở khu vực thành thị Vì vậyviệc tìm hiểu về tính năng kỹ thuật của xe, cụ thể là hệ thống nạp - thải là hết sứccần thiết đối với một sinh viên thuộc chuyên ngành động lực Do đó em đã chọn đềtài “Khảo sát hệ thống nạp - thải trên động cơ 1NZ-FE " lắp trên xe VIOS Đây làmột cơ hội vô cùng thuận lợi để em củng cố những kiến thức cơ bản về hệ thốngnạp thải trên động cơ nói chung, đồng thời trên cơ sở đó tìm hiểu những đặc điểmmới về kết cấu của hệ thống nạp - thải trên một động cơ mới được phát triển trongthời gian gần đây

Hệ thống nạp - thải đóng vai trò rất quan trọng trong việc cung cấp hoà khí chochu trình làm việc của động cơ cũng như đưa sản phẩm cháy trong mỗi chu trình rangoài, đảm bảo yêu cầu nạp đầy và thải sạch của động cơ Nó có ảnh hưởng rất lớnđến công suất động cơ và mức độ ô nhiễm môi trường do khí thải của động cơ Vìvậy yêu cầu khi nghiên cứu về hệ thống nạp - thải là phải đặt nó trong mối quan hệvới các hệ thống khác của động cơ

Thực hiện đề tài này đòi hỏi sinh viên ngoài kiến thức về chuyên ngành cònphải có kỹ năng tìm kiếm những nguồn tài liệu mới, đặc biệt cần khai thác mạngthông tin toàn cầu internet Bên cạnh đó cần trau dồi thêm khả năng ngoại ngữchuyên ngành động cơ và ôtô

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 khôngtránh khỏi 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 NGUYỄN QUANG TRUNG, các thầy cô giáo trong khoa Cơ Khí Giao Thông cùng tất cả các

bạn sinh viên đã giúp em hoàn thành đồ án này

Đà nẵng ngày 28 tháng 5 năm 2009 Sinh viên thực hiện

PHAN MINH TRUNG

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

Bảng 2-2 Động cơ 20

2.1.Đặc điểm kết cấu các cụm chi tiết chính của động cơ 1NZ-FE 21

3 Khảo sát hệ thống nạp – thải động cơ 1NZ-FE 30

Hình 3-16 Sơ đồ hiệu chỉnh phun nhiên liệu theo nồng độ oxy 43

Hình 3-17 Kết cấu cảm biến oxy 44

4.3.Tính toán các chu trình công tác 55

5 Kiểm tra bảo dưỡng các cụm chi tiết trong hệ thống nạp-thải động cơ 1NZ-FE 64

KẾT LUẬN 68

1.Tổng quan về hệ thống nạp thải

Hệ thống nạp thải có nhiệm vụ đưa hỗn hợp không khí- nhiên liệu vào buồngcháy để thực hiện quá trình cháy của động cơ, đồng thời đưa sản phẩm cháy từbuồng cháy thoát ra ngoài Hệ thống nạp thải phải đảm bảo cung cấp đủ lượng hỗnhợp có thành phần hoà khí thích hợp với mọi chế độ hoạt động của động cơ, thảisạch sản phẩm cháy ra ngoài trong quá trình thải, sao cho hiệu suất động cơ là lớnnhất và giảm ô nhiễm môi trường, giảm tiếng ồn

1.1 Hệ thống nạp thải động cơ xăng

5-Bộ xử lý khí thải; 6-Bộ giảm âm

Không khí được hút vào xylanh động cơ qua bộ lọc không khí đến cổ họnggió, ở động cơ dùng bộ chế hòa thì hòa khí được hình thành tại đây nhờ độ chânkhông tại họng, từ đây không khí đến bộ góp nạp và đi vào buồng đốt Sau khi hòa

khí được đốt cháy, khí thải được dẫn vào đường ống thải tới bộ góp thải đi vào bộxúc tác ba chức năng tại đây khí thải độc hại được khử thành các chất vô hại rồitheo ống dẫn khí thải qua bộ giảm âm thoát ra ngoài môi trường.

Mỗi cụm chi tiết trong hệ thống nạp thải đều có một vai trò quang trọng trong việcđưa một lượng không khí sạch cần thiết vào trong buồng đốt động cơ và dẫn lượngkhí thải đã xỷ lý ra ngoài môi trường

1.1.1 Đường nạp động cơ xăng dùng bộ chế hòa khí

Hình 1-2 Sơ đồ đường nạp động cơ xăng dùng bộ chế hòa khí

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) quahọng (9) của bộ chế hoà khí, họng (9) làm cho đường ống bị thắt lại vì vậy tạo nên

độ chân không khi không khí đi qua họng Chỗ tiết diện lưu thông nhỏ nhất củahọng là nơi có độ chân không nhỏ nhất Vòi phun (8) được đặt tại tiết diện lưuthông nhỏ nhất của họng Nhiên liệu từ buồng phao (4) qua ziclơ (6) được dẫn độngtới vòi phun Nhờ có độ chân không ở họng nhiên liệu được hút khỏi vòi phun vàđược xé thành những hạt sương mù nhỏ hỗn hợp với dòng không khí đi qua họngvào động cơ Để bộ chế hoà khí làm việc chính xác thì nhiên liệu trong buồng phao

luôn luôn ở mức cố định vì vậy trong buồng phao có đặt phao (5) Nếu mức nhiênliệu trong buồng phao hạ xuống thì phao (5) cũng hạ theo, van kim (3) rời khỏi đếvan làm cho nhiên liệu từ đường ống (2) đi vào buồng phao Phía sau họng còn cóbướm ga (1) dùng để điều chỉnh số lượng hỗn hợp đưa vào động cơ.

1.1.2 Đường nạp động cơ phun xăng điện tử

4

5

3 2

1

6

Hình 1-3 Sơ đồ đường nạp động cơ phun xăng điện tử

1-Bộ lọc khí; 2-Cảm biến MAF; 3-Bướm ga; 4-Cổ họng gió;

5-Cảm biến vị trí bướm ga; 6-Đường ống nạpKhông khí từ khí trời được hút qua bầu lọc, tín hiệu lưu lượng nhiệt độ khí nạpđược truyền về ECU thông qua cảm biến MAF, từ đó ECU sẽ tính toán và địnhlượng phun cho phù hợp, sau đó dòng khí nạp tới cổ họng gió Đây là thiết bị kiểmsoát lượng không khí cho các động cơ dùng bộ chế hòa khí và phun nhiên liệu.Lượng không khí đi vào động cơ được điều tiết bởi độ mở của bướm ga

4-Môtơ điều khiển bướm ga; 5-Cảm biến vị trí bàn đạp gaTrước đây góc mở bướm ga được điều khiển bằng cơ học thông qua các cơ cấu

cơ khí nối từ bàn đạp ga đến bướm ga, hiện nay điều này đã được thay thế bằng hệthống điều khiển bằng điện tử hiện đại Dòng khí nạp từ cổ gió đi vào bộ góp nạpsau đó phân ra các nhánh đi vào xylanh động cơ

Ở các động cơ hiện đại ngày nay hình dạng đường ống nạp đã được thiết kếcải tiến nhằm lợi dụng lực quán tính lưu động của dòng khí nạp để nạp thêm, nhữngvật liệu mới như nhựa tổng hợp, sợi cacbon cho phép tạo dáng đường nạp có hệ sốcản nhỏ, kích thước gọn nhẹ mà độ cách nhiệt cao hơn vật liệu kim loại

Hình 1-5 Bộ góp nạp có đường nạp dạng xoắn ốc

1- Đường ống nạp; 2- Buồng tích áp Nguyên lý làm việc của bộ góp nạp có đường nạp dạng xoắn ốc là dựa vàohình dạng thiết kế đặc biệt dạng xoắn ốc của đường nạp để tạo ra hiệu ứng lưu độngdòng khí nạp Từ đó làm tăng lượng khí nạp thêm vào xylanh động cơ ở kỳ nạp.Ngoài ra một số bộ góp nạp còn có đường nạp được phân khúc- khi động cơ chạy ởtốc độ thấp, đường nạp dài; khi động cơ chạy ở tốc độ cao, đường nạp ngắn nhờ sự

Hình 1-6 Bộ góp nạp có đường nạp biến thiên.

a) Van biến biến thiên đường nạp đóng; b) Van biến biến thiên đường nạp mở

1 - Buồng tích áp; 2 - Van biến thiên đường nạp

Nguyên lý làm việc của bộ góp nạp có chiều dài đường nạp biến thiên

Khi tốc độ động cơ nhỏ, van biến thiên đường nạp đóng Ở điều kiện này,chiều dài khoảng tác động của đường nạp là từ xupáp nạp đến buồng tích áp làđường nạp dài, với tác dụng của lực quán tính khí nạp, lượng không khí nạp đượctăng lên, mô-men xoắn của động cơ cũng tăng lên ở vòng quay từ thấp đến trungbình

Khi tốc độ động cơ lớn, van biến thiên đường nạp mở Ở điều kiện này, chiềudài khoảng tác động đường nạp là từ xupáp nạp đến buồng tích áp là đường nạpngắn ( như hình-a) Lực quán tính khí nạp đã đạt được ở tốc độ động cơ cao nên cổnạp ngắn lại làm tăng lượng khí nạp vào trong xilanh và mô-men xoắn của động cơcũng tăng lên theo ở tốc độ cao

1.1.3 Đường thải động cơ xăng

4- Cảm biến oxy phụ; 5- Bộ giảm âmĐường ống thải của động cơ có nhiệm vụ đưa khí cháy từ buồng cháy ra ngoàimôi trường qua đó tạo điều kiện cho việc nạp đầy môi chất mới vào trong xilanhđộng cơ Bên cạnh đó đường ống thải của động cơ cũng cần đảm bảo cho việc khí

xả thoát ra ngoài môi trường ít gây ô nhiễm môi trường

Trên đường thải của động cơ xăng dùng bộ chế hòa khí không được trang bị

bộ lọc khí thải 3 thành phần (TWC) và cảm biến oxy, chỉ ở động cơ phun xăng điện

tử mới trang bị TWC, vì nó chỉ có thể hoạt động có hiệu quả khi đi kèm với hệthống thông tin phản hồi về hỗn hợp không khí-nhiên liệu bằng cách theo dõi lượngoxy trong khí thải bỡi cảm biến oxy đặt trên đường ống thải

Ở một số xe đời mới có trang bị 2 cảm biến oxy, cảm biến oxy chính dùng đểxác định nồng độ oxy trong khí thải, gửi tín hiệu điện về ECU xử lý để định lượngnhiên liệu phun thích hợp Các hư hỏng của bộ lọc khí thải có thể phát hiện bằngcách so sánh tín hiệu của hai cảm biến oxy chính và phụ

1.1.4 Phương án bố trí đường nạp và đường thải trên nắp máy động cơ xăng

Đối với động cơ xăng dùng bộ chế hòa khí do đặc điểm hòa khí được hìnhthành ngoài buồng cháy, tại họng khuếch tán nhờ độ chân không tai họng, do vậyhòa khí hình thành chưa được đồng nhất, để tạo điều kiện cho không khí và nhiênliệu hòa trộn tốt hơn thì nhiệt độ cao của dòng khí thải đã được tận dụng để sấynóng dòng khí nạp bằng cách bố trí đường nạp và thải sen kẻ nhau

3 2 1

Hình 1-8 Sơ đồ bố trí đường nạp và thải cùng phía sen kẻ

1-Nắp máy ;2- Đường thải ;3- Đường nạpHoặc có thể bố trí đường nạp và thải về hai phía, ở trường hợp này nhiệt độcủa nước làm mát động cơ được sử dụng để gia nhiệt cho dòng khí nạp

2 1

Hình 1-9 Sơ đồ bố trí đường nạp và thải khác phía 1- Nắp máy; 2- Đường thải; 3- Đường nạpCòn đối với động cơ phun xăng điện tử, hòa khí được hình thành rất tốt nhờkim phun, đường nạp chỉ có nhiệm vụ nạp không khí vào buồng đốt nên để tránh sựtruyền nhiệt từ nắp máy và dòng khí thải, đường ống nạp được làm bằng nhựa cáchnhiệt rất tốt và đường nap-thải được bố trí về hai phía khác nhau

1.2 Hệ thống nạp thải động cơ diezen

5

32

3

Hình 1-11 Sơ đồ đường nạp động cơ diezel có bộ sưỡi không khí

1-Bộ sưỡi không khí; 2-Ống góp nạp; 3-Đường ống nạpKhông khí được hút vào xylanh động cơ qua bộ lọc không khí rồi đến ống gópnạp, đối với các nước có khí hậu lạnh trên động cơ có hệ thống sưỡi ấm không khíđược trước khi vào các xylanh động cơ bằng dây điện trở đặt tại ống góp nạp, hoặcbugi sưỡi trong buồng đốt động cơ, điều này giúp máy dễ nỗ khi khởi động lạnhCòn đối với động cơ diezen sử dụng ở các nước có khí hậu nóng thì không có bộsưỡi không khí

Ở động cơ cummunrai, là động cơ diezen hiện đại nên trên đường nạp còn cócảm biến để đo lưu lượng nhiệt độ khí nạp (MAF), và luôn có máy nén tăng áp

1.2.2 Đường thải động cơ diezen

1.2.3 Đường nạp thải của động cơ diezen tăng áp

Hình 1-13 Sơ đồ nạp thải của động cơ diezen tăng áp

1-Động cơ; 2-Mạch giảm tải; 3-Van điều tiết; 4-Máy nén ;

5-Bầu lọc không khí; 6-Bộ làm mát trung gian;7- Khoang khí nạp

Ở động cơ diezen, tận dụng dụng năng lượng của dòng khí thải, trên đường ống thải

có bố trí tuabin tăng áp để tăng áp dòng khí nạp

Dòng khí thải đi vào bánh tuabin truyền động năng làm quay trục dẫn độngbánh nén, khí nạp được tăng áp đi vào đường ống nạp động cơ Áp suất tăng áp khínạp phụ thuộc vào tốc độ động cơ (tốc độ dòng khí thải hay tốc độ quay của bánhtuabin ) Với mục đích ổn định tốc độ quay của bánh tuabin trong khoảng hoạt độngtối ưu theo số vòng quay của động cơ trên đường nạp có bố trí mạch giảm tải Mạchgiảm tải làm việc nhờ van điều tiết thông qua đường khí phản hồi và cụm xi lanh.Khi áp suất tăng van mở 1 phần khí thải không qua bánh tuabin, thực hiện giảm tốc

độ cho bánh nén khí nạp, hạn chế sự gia tăng quá mức của áp suất khí nạp

Van điều tiết và mạch giảm tải: Van điều tiết được gắn vào vỏ tuabin Khiđộng cơ làm việc ở tải cao, áp suất khí thải rất lớn, vì thế cánh tuabin làm việc vớitốc độ cao làm tăng cao áp suất không khí nạp, nạp vào động cơ Mạch giảm tải làmnhiệm vụ điều khiển van điều tiết thải bớt khí thải động cơ từ trước cửa vào tuabin,

ra trực tiếp ống thải

1.2.4 Phương án bố trí đường nạp và đường thải trên nắp máy động cơ diezen

Để tránh sự truyền nhiệt từ đường dẫn khí thải làm giảm lượng khí nạp vàođộng cơ dẫn tới làm giảm công suất động cơ, nên đường nạp và đường thải ở động

cơ diezen thường được bố trí về hai phía

3

2 1

Hình 1-14 Sơ đồ bố trí đường nạp và thải hai phía khác nhau

1- Nắp máy;2- Đường thải; 3- Đường nạp

1 2

Hình 1-15 Sơ đồ bố trí đường nạp và thải hai phía khác nhau

1- Nắp máy;2- Đường thải; 3- Đường nạp

1.3 Các hệ thống phụ trợ cho quá trình nạp thải của động cơ đốt trong

Để hạn chế các chất ô nhiễm trong khí thải và tối ưu hoá quá trình làm việccủa động cơ Trong động cơ đốt trong còn có các hệ thống phụ trợ sau:

Khí lọt xuống hộp trục khuỷu gồm có HC, CO, bồ hóng, muội than, hơi nước,lưu huỳnh và axit Các chất này nếu không đưa ra khỏi cạc te sẽ làm cho chi tiếtmáy bị ăn mòn bởi lưu huỳnh và axít, nhớt bị phân hủy tạo thành sình bùn đọngdưới đáy cạc te gây tắc nghẽn mạch nhớt Để tránh ô nhiễm môi trường và giữ sạchcacte nên trên các động cơ có bố trí hệ thống thông hơi cạc te kín

+ Hệ thống điều khiển hồi lưu khí thải

Hệ thống hồi lưu khí thải ( EGR ) là một hệ thống dùng để đưa một phần khíthải vào tái tuần hoàn trong hệ thống nạp khí, khí thải được trộn lẫn với hỗn hợpkhông khí-nhiên liệu thì sự lan truyền ngọn lửa trong buồng đốt bị chậm lại, bởi vìphần lớn khí thải là trơ (không cháy được) nhiệt độ cháy cũng giảm xuống (vì khítrơ hấp thụ nhiệt tỏa ra) từ đó làm giảm lượng khí độc hại NOx sinh ra

+ Hệ thống kiểm soát thải hơi xăng

Hệ thống kiểm soát thải hơi xăng là một hệ thống tạm thời hấp thụ hơi nhiênliệu vào bộ lọc than hoạt tính và dẫn nó vào động cơ để đốt cháy, nhờ vậy mà khôngcho nhiên liệu bay hơi từ thùng nhiên liệu lọt ra ngoài khí quyển gây ô nhiễm môitrường.

Các hệ thống phụ trợ này sẽ được tìm hiểu kỹ hơn ở phần khảo sát động cơ 1NZ-FE

1.4 Đặc điểm quá trình nạp-thải trong động cơ đốt trong.

Hai quá trình nạp và thải liên quan mật thiết với nhau, tuỳ theo số kỳ của động

cơ và phương pháp thải nạp, có những thời điểm chúng xảy ra cùng một lúc Vì vậykhi phân tích quá trình nạp cần lưu ý đến những thông số đặc trưng của quá trìnhthải, tức là phải xét chung các hiện tượng của quá trình thay đổi môi chất

Trong động cơ 4 kỳ, quá trình thay đổi môi chất được thực hiện lúc bắt đầu mở

xu páp thải (điểm b’ ) Từ b’ đến ĐCD nhờ chênh áp, sản vật cháy tự thoát ra đườngthải Sau đó, từ ĐCD tới ĐCT, nhờ sức đẩy cưỡng bức của piston, sản vật cháyđược đẩy tiếp Tại ĐCT (điểm r ), sản vật cháy chứa đầy thể tích buồng cháy Vc với

áp suất pr > pthải, tạo ra chênh áp Δpr Chênh áp Δpr phụ thuộc vào hệ số cản, tốc độdòng khí n qua xu páp thải và vào trở lực của bản thân đường thải

Xu páp thải thường được đóng sau ĐCT (đóng muộn ) nhằm tăng thêm giá trị

“ tiết diện - thời gian “ mở cửa thải, đồng thời để tận dụng chênh áp Δpr và quántính của dòng khí thải tiếp tục đẩy khí sót ra ngoài

1.4.1 Quá trình nạp

Quá trình nạp môi chất mới vào xi lanh được thực hiện khi piston đi từ ĐCTxuống ĐCD Lúc đầu ( tại điểm r ), do pr > pk (pk – áp suất môi chất mới trước xupáp nạp ) và do p r> pth nên một phần sản vật cháy trong thể tích Vc vẫn tiếp tụcchạy ra ống thải, bên trong xi lanh khí sót giãn nở đến điểm ro rồi từ đó trở đi, môichất mới có thể bắt đầu nạp vào xi lanh

bộ chế hoà khí (đối với động cơ xăng) Các thông số sau đây ảnh hưởng chính tớiquá trình nạp :

+ Áp suất cuối quá trình nạp pa

Áp suất cuối quá trình nạp có ảnh hưởng lớn tới công suất động cơ Muốn tăng

áp suất cuối quá trình nạp người ta sử dụng các biện pháp sau :

- Tạo đường nạp có hình dạng khí động tốt, tiết diện lưu thông lớn và phươnghướng lưu động thay đổi từ từ, ít ngoặt

- Dùng xu páp có đường kính lớn hoặc dùng nhiều xu páp Động cơ 1NZ-FE

sử dụng hai xu páp nạp và hai xu páp thải cho mỗi máy, do đó tăng được lượng khílưu thông trong mỗi chu trình, tăng áp suất pa

+ Lượng khí sót :

Cuối quá trình thải, xi lanh còn lưu lại 1 ít sản vật cháy gọi là khí sót Trongquá trình nạp, số khí sót trên sẽ giãn nở, chiếm chỗ trong xi lanh và trộn với khí nạpmới ,làm giảm lượng khí nạp mới Vì vậy giảm lượng khí sót sẽ làm tăng lượng khínạp vào , làm tăng công suất động cơ Các biện pháp sau làm giảm lượng khí sót :

- Dùng động cơ tăng áp Phương pháp này thường được sử dụng trên động cơđiêden do không bị hạn chế bởi khả năng kích nổ

- Tăng góc trùng điệp các xu páp nạp và thải Phương pháp này áp dụng cho cảđộng cơ xăng và điêden.

+ Nhiệt độ sấy nóng môi chất mới ΔT

Đi trên đường nạp và vào xi lanh, môi chất mới tiếp xúc với các bề mặt nóngcủa động cơ, được sấy nóng và tăng nhiệt độ lên một gia số ΔT

ΔT = ΔT t – ΔT b.h

Trong đó :

ΔT t- mức tăng nhiệt độ của môi chất mới do sự truyền nhiệt từ các bề mặt nóng

ΔT b.h - mức giảm nhiệt độ của môi chất mới do bay hơi của nhiên liệu

ΔT = 20 ÷ 40oC - đối với động cơ điêden;

ΔT = 0 ÷ 20oC - đối với động cơ xăng

+ Nhiệt độ môi chất cuối quá trình nạp Ta

Nhiệt độ môi chất cuối quá trình nạp Ta cũng ảnh hưởng tới mật độ môi chấtmới nạp vào xi lanh Tăng Ta làm giảm mật độ môi chất mới nạp vào xi lanh vàngược lại Nhiệt độ môi chất cuối quá trình nạp Ta lớn hơn Tk ( nhiệt độ môi chấtmới trước xu páp nạp ) và nhỏ hơn Tr ( nhiệt độ khí sót ) là do kết quả của việctruyền nhiệt từ các bề mặt nóng tới môi chất mới khi tiếp xúc và việc hoà trộn củamôi chất mới với khí sót nhiều hơn Các quá trình trên diễn ra riêng lẻ trên đườngnạp hoặc đồng thời trên xi lanh động cơ

áp suất pr ; tỉ số nén ε; hệ số quét buồng cháy λ2 và hệ số nạp thêm λ1 Những thông

số trên có liên hệ qua lại mật thiết với nhau và mỗi thông số lại phụ thuộc vào cácyếu tố khác Vì vậy song song với việc phân tích ảnh hưởng của từng thông số riêng

biệt phải phân tích ảnh hưởng tổng hợp của chúng tới hệ số nạp ηv theo các chế độlàm việc cụ thể của động cơ

- Các biện pháp chính làm tăng hệ số nạp và giảm cản cho đường nạp :

Hệ thống đường nạp của động cơ gồm: bình lọc khí, bộ chế hoà khí, đườngnạp chung, các nhánh nạp của các xi lanh và xu pap đều gây cản đối với dòng khínạp Làm thế nào để giảm cản cho hệ thống này là vấn đề đáng lưu ý Muốn giảmtrở lực của hệ thống cần có tiết diện lớn của đường thông qua đó giảm tốc độ củadòng chảy, cần chú ý đặc biệt đến lực cản cục bộ do chuyển hướng dòng hoặc dotăng giảm đột ngột tiết diện lưu thông của dòng tạo ra Khi tìm biện pháp giảm cảncho đường nạp cần phải lưu ý tới nhiều yếu tố khác nhau

+ Bình lọc

Khi tìm cách giảm cản cho bình lọc, trước tiên phải chú ý tới hiệu quả lọc.Phải đòi hỏi giảm trở lực tới mức nhỏ nhất trên cơ sở đảm bảo tốt hiệu quả lọc.Trong lúc sử dụng cần thường xuyên bảo dưỡng bình lọc, tuyệt đối tránh không đểdầu bẩn gây tắc lõi lọc giấy, phải thay lõi lọc kịp thời

+ Bộ chế hoà khí

Muốn cho họng đạt được tác dụng mong muốn lại giảm bớt trở lực, người talắp nối tiếp hai, ba họng lớn nhỏ khác nhau để nhiên liệu được phun vào họng nhỏ,nơi có độ chân không cao nhất, phần đuôi của họng nhỏ, đặt tại nơi thắt nhỏ nhấtcủa họng lớn Tiết diện lưu thông của họng lớn được chọn theo yêu cầu nạp môichất mới của động cơ, còn họng nhỏ được chọn theo yêu cầu về độ chân không đểhút và xé tơi nhiên liệu

+ Đường ống nạp :

Hình dạng, kích thước của ống nạp gây ảnh hưởng lớn tới hệ số nạp, tới mức

độ phun tơi và bay hơi của nhiên liệu và sự phân phối về số lượng và thành phầnhoà khí vào các xi lanh, đây là vấn đề tương đối phức tạp Nếu làm tiết diện ống nạplớn để giảm cản thì sẽ làm tăng tiêu hao nhiên liệu và thành phần hoà khí vào các xilanh không đều nhau Vì vậy một số động cơ xăng, muốn đạt yêu cầu ít tiêu haonhiên liệu ở tải nhỏ, phải chấp nhận mất mát 1 ít công suất bằng cách dùng ống nạp

có tiết diện nhỏ một chút Và để hoà khí có thành phần và khối lượng đều nhaungười ta còn cố ý gây ngoằn ngoèo ở một vài đoạn ống

+ Các nhánh ống nạp tới các xi lanh và xu páp nạp:

Trong hệ thống nạp của động cơ, xu páp nạp là nơi có tiết diện lưu thông nhỏnhất nên trở thành bộ phận quan trọng nhất của lực cản đường nạp Người ta thườnggiảm đường kính xu páp thải để tăng đường kính xu páp nạp, tăng hành trình cựcđại, tăng tốc độ đóng mở các xu páp, tăng thời gian giữ xu páp ở vị trí mở lớn nhất

để tăng khả năng lưu thông qua xu páp

Cấu tạo của nhánh ống nạp, nhất là phần sát với xu páp gây ảnh hưởng lớn tớilực cản của đường nạp Muốn có hình dạng đường nạp tốt nhất phải thử nghiệm trên

mô hình làm bằng vật liệu dẻo cho tới khi đạt hiệu quả cao nhất

Các thử nghiệm đã đem lại những kết quả có giá trị Phía trước xu páp nạp,thêm một vấu nhô trơn tròn tạo họng thắt hợp lý có thể làm giảm cản cho đườngnạp Nếu lắp ống Laval trên miệng đi vào xu páp nạp sẽ làm tăng lưu lượng hoà khímột cách rõ rệt khi chạy ở tốc độ cao Mở rộng đường nạp và tránh những đườngngoặt gấp sẽ có thể giảm bớt lực cản v.v…

Dạng cửa vào phải được thiết kế để cho không khí vào sẽ quay hoặc xoáyquanh trục của xi lanh Độ xoáy được thay đổi với mỗi kiểu và kích cỡ buồng cháyđược sử dụng

1.3.2 Quá trình thải

Nhiều vấn đề của quá trình thải đã được trình bày khi nghiên cứu về quá trìnhnạp, ở đây chỉ giới thiệu bổ sung một số vấn đề

a- Thải sạch và công tiêu hao cho quá trình thay đổi môi chất :

Để thải sạch khí sót và nạp đầy môi chất mới vào xi lanh, hầu hết các động cơhiện đại đều sử dụng hiệu ứng động của dao động áp suất trong hệ thống nạp thảinhằm tạo nên sóng áp dương ở khu vực xu páp nạp trước khi kết thúc quá trình nạp

và tạo nên sóng áp âm ở khu vực xu páp xả trước khi kết thúc quá trình thải Ở động

cơ tăng áp người ta lợi dụng chênh áp từ đường nạp– xi lanh - đường thải để mởrộng, kéo dài thời kì trùng điệp của các xu páp để quét buồng cháy, thải sạch khí sót

và nạp đầy môi chất mới vào xi lanh

Công tiêu hao cho quá trình thay đổi môi chất được thể hiện bằng diện tích đồthị p – V giữa đường nạp và đường thải Nếu đường thải nằm cao hơn đường nạp(động cơ không tăng áp hình 1.10a ) thì công tiêu hao cho thời kì thay đổi môi chất

là công âm Nếu đường thải thấp hơn đường nạp (động cơ tăng áp hình 1.10b ) thì

đó là công dương

Hình 1-17 Diễn biến quá trình thải trong động cơ 4 kỳa) Diễn biến quá trình thải trong động cơ 4 kỳ, không tăng áp b) Diễn biến quá trình thải trong động cơ 4 kỳ, tăng áp

b- Vấn đề khử độc hại của khí thải động cơ :

Khí thải từ xi lanh động cơ đi ra môi trường, ngoài các sản vật cháy hoàn toàn

CO2, H2O, N2, còn chứa các sản vật chưa được cháy hoàn toàn, các sản vật đượcphân giải từ sản vật cháy hoặc từ nhiên liệu Nhiều chất trong khí thải rất độc đốivới sức khoẻ con người như : CO, NOX, khí SO2 và H2S, các alđêhit, các hiđro cácbon thơm, các hợp chất của chì.Vì vậy vấn đề đặt ra là làm sao để giảm thiểu ônhiễm môi trường do khí thải từ động cơ.Vấn đề đó được giải quyết theo 2 hướngsau: hoàn thiện chu trình làm việc của động cơ và lắp thiết bị trung hoà trên hệthống thải

Để hoàn thiện chu trình làm việc của động cơ có thể thực hiện bằng các giải phápsau:

- Tối ưu hoá cấu tạo của buồng cháy để hạn chế sự hình thành HC

- Tăng cường chuyển động rối và chuyển động xoáy lốc của môi chất

- Tối ưu hoá tỷ số nén ε

- Tối ưu hoá vị trí đặt bugi

- Cải thiện quá trình phân phối khí và cơ cấu phân phối khí

- Tối ưu hoá kết cấu đường thải nhằm thải sạch và nạp đầy

- Cải thiện chất lượng hình thành hoà khí

- Giảm công suất tổn hao ma sát và dẫn động các cơ cấu phụ của động cơ

- Tối ưu hoá quá trình đánh lửa bằng hệ thống đánh lửa điện tử chương trình hoá

- Dùng biện pháp phân lớp hoà khí đảm bảo cho khu vực cực bugi luôn có α =0,85÷0,90 để đảm bảo trên toàn bộ buồng cháy α >1 nhằm giảm lượng CO và NOX

- Lắp thêm một hệ thống van và đường ống đảm bảo cho động cơ hoạt động tốt ởchế độ không tải cưỡng bức, không gây ô nhiễm môi trường khi hoạt động ở chế độnày

2 Giới thiệu chung về động cơ 1NZ-FE.

Động cơ 1NZ-FE được lắp trên xe Toyota Vios Xe Toyota Vios là loại xe du

lịch 5 chỗ ngồi với ba loại Vios Limo, Vios 1.5E (sử dụng hộp số thường C50) và Vios 1.5G (sử dụng hộp số tự động U340E) Khả năng giảm xóc, chống rung tốt,

hệ thống điều khiển phanh điện tử ABS, hệ thống lái trợ lực điện tạo cảm giác thoải mái và êm dịu cho mọi hành khách trong xe trên mọi nẻo đường.

Các thông số kỹ thuật của xe Vios:

Bảng 2-1 Trọng lượng và kích thước xe

Dài x rộng x cao toàn bộ 4285mm x 1700mm x 1460mm

Bảng 2-2 Động cơ

Kiểu 4 xilanh thẳng hàng, 16 van, cam képDOHC có VVT-I, dẫn động xích.

Mô men xoắn tối đa 142/4200 (N.m/rpm)

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

2.1.Đặc điểm kết cấu các cụm chi tiết chính của động cơ 1NZ-FE

2.1.1.Cơ cấu trục khuỷu-thanh truyền-piston

a) Trục khuỷu

Hình 2-1 Trục khuỷu1- Đầu trục khuỷu ; 2- Rotor cảm biến vị trí trục khuỷu ; 3- Lỗ dẫn dầu bôi trơn ;

4- Cổ trục ;5- Chốt khuỷu ; 6- Đối trọng; 7- Đuôi trục khuỷu

Trục khuỷu của động cơ 1NZ-FE được chế tạo gồm một khối liền, vật liệuchế tạo bằng thép cacbon, các bề mặt gia công đạt độ bóng cao, có 5 cổ trục và 4 cổbiên, má có dạng hình ôvan Đường kính và bề rộng của chốt khuỷu và cổ trụcchính được giảm để giảm khối lượng

b) Thanh truyền

Hình 2-2 Thanh truyền1- Nắp đầu to thanh truyền; 2- Bu lông thanh truyền; 3- Thân thanh truyền;

4- Đầu nhỏ thanh truyền

Tiết diện thanh truyền của động cơ 1NZ-FE có dạng chữ I Đầu nhỏ thanhtruyền có dạng hình trụ rỗng và được lắp tự do với chốt piston Đầu to thanh truyềnđược cắt thành hai nửa phần trên nối liền với thân phần dưới là nắp đầu to thanhtruyền và lắp với nhau bằng bulông thanh truyền, mặt phẳng lắp ghép vuông gócvới đường tâm trục thân thanh truyền Bulông thanh truyền là loại bulông chỉ chịulực kéo, có mặt gia công đạt độ chính xác cao để định vị

c) Pittông

Hình 2-3 Pittông1- Bệ chốt piston; 2- Thân piston; 3- Đầu piston; 4- Đỉnh pistonPittông của động cơ 1NZ-FE được làm bằng hợp kim nhôm, phần đỉnh đượcthiết kế đặc biệt để cải thiện chất lượng cháy Séc măng áp lực thấp được sử dụng

để giảm ma sát và nâng cao tính kinh tế nhiên liệu và chất lượng dầu bôi trơn đượcnâng cao

Chân pittông có dạng vành đai để tăng độ cứng vững Để điều chỉnh trọnglượng của pittông, người ta thường cắt bỏ một phần kim loại ở phần chân pittôngnhưng vẫn đảm bảo được độ cứng vững cần thiết cho pittông

2.1.2 Nhóm thân máy –nắp máy

Thân máy được làm bằng hợp kim nhôm mà mục đích của việc này làgiảm khối lượng cho động cơ Bơm nước xoáy lốc và đường hút đến bơm đượccung cấp đến thân máy Đặt tâm trục khuỷu lệch với đường tâm lỗ xi lanh, đườngtâm của xi lanh được dịch chuyển 12 mm về phía đường nạp Như vậy, tác dụng củalực ngang khi áp suất khí thể lớn nhất sẽ giảm Sử dụng ống lót xi lanh thành mỏng,khoảng cách giữa hai xi lanh là 8 mm nên chiều dài động cơ ngắn hơn.

Hình 2-5 Thân máy 1- Đường tâm trục khuỷu; 2- Đường tâm các xi lanh; A- Phía đầu động cơ;

B- Phía đường thải; C- Phía đường hút

2.1.3 Cơ cấu phân phối khí.

Hình 2-6 Sơ đồ bố trí cơ cấu phân phối khí

1-Tay căng xích; 2-Thiết bị kéo căng; 3- Bộ điều khiển phối khí (VVT-i); 4-Xích dẫn động trục cam; 5-Trục cam nạp; 6-Trục cam thải; 7-Bộ phận dẫn hướng xích

Thông thường thời điểm phối khí được cố định nhưng ở động cơ 1NZ-FE sửdụng hệ thống thay đổi thời điểm phối khí thông minh (VVT-i), hệ thống này sửdụng áp suất dầu thủy lực để xoay trục cam nạp và làm thay đổi thời điểm phối khí.Điều này làm tăng công suất động cơ, cải thiện tính kinh tế nhiên liệu và làm giảmkhí thải độc hại gây ô nhiễm môi trường

Ở mỗi xylanh có hai xúpap nạp và hai xúpap thải, các xúpap được đóng mởtrực tiếp bởi hai trục cam Các trục cam được dẫn động bằng xích, bước xích là 8

mm điều này giúp cho không gian bố trí được gọn hơn Để làm được điều này vậtliệu được dùng để chế tạo xích có tính chịu mài mòn rất cao luôn đảm bảo độ tincậy, xích được bôi trơn bằng dầu bôi trơn động cơ thông qua một vòi phun

Thiết bị kéo căng, tay căng xích và bộ phận dẫn hướng xích được thiết lập đểgiảm bớt tiếng ồn động cơ, giảm bớt tổn thất do ma sát

Thân xúpap được thiết kế nhỏ, vừa giảm bớt trở lực trên đường nạp, thải và giảm khối lượng

Hình 2-7 Sơ đồ dẫn động xúpap1-Xúpap; 2-Con đội; 3-Vấu camBảng 2-3 Thông số kỹ thuật

Đường kính thân(mm) 5 5

2.1.4 Hệ thống bôi trơn.

Hình 2-8 Sơ đồ hệ thống bôi trơn

Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ đưa đầu đến bôi trơn các bề mặt ma sát, làmgiảm tổn thất ma sát, làm mát ổ trục, tẩy rửa các bề mặt ma sát và bao kín khe hỡgiữa piston với xylanh, giữa xecmăng với piston, ngoài ra trong động cơ 1NZ-FEdầu bôi trơn còn tham gia điều khiển thời điểm trục cam Loại dầu bôi trơn sử dụngtrên động cơ 1NZ-FE là loại dầu API SM, SL, hay ILSAC

Dầu bôi trơn từ cacte được lưu thông qua vỉ lọc, bơm dầu, bầu lọc dầu rồi đếnđường ống dẫn dầu chính, sau đó dầu sẽ đi bôi trơn các bộ phận công tác như sơ đồ

2.1.5 Hệ thống làm mát.

Hệ thống làm mát được thiết kế để giữ các chi tiết trong động cơ ở nhiệt độ

ổn định, thích hợp mọi điều kiện làm việc của động cơ Động cơ 1NZ-FE có hệthống làm mát bằng nước kiểu kín, tuần hoàn theo áp suất cưỡng bức trong đó bơmnước tạo áp lực đẩy nước lưu thông vòng quanh động cơ Hệ thống bao gồm: áonước xi lanh, nắp máy, két nước, bơm nước, van hằng nhiệt, quạt gió và các đườngống dẫn nước Nếu nhiệt độ nước làm mát vượt quá nhiệt độ cho phép thì van hằng

nhiệt sẽ mở để lưu thông nước làm mát đi qua két nước để giải nhiệt bằng gió Hệthống làm mát sử dụng nước làm mát siêu bền chính hiệu toyota SLLC ( là dungdịch pha sẵn 50% chất làm mát và 50% nước sạch)

Hình 2-9 Sơ đồ hệ thống làm mát1- Van hằng nhiệt; 2- Bơm; 3- Nắp máy; 4- Thân máy; 5- Giàn sưởi;

6- Van tiết lưu; 7- Két nước

Nguyên lý hoạt động: Nước từ bình chứa nước, qua két làm mát, được dẫnvào bơm nước, đi vào làm mát động cơ Trong thời gian chạy ấm máy, nhiệt độđộng cơ nhỏ hơn nhiệt độ làm việc của van hằng nhiệt (80o ÷ 84o) thì nước từ bơmnước đi vào thân máy, nắp máy đến giàn sưởi rồi về lại bơm, trên đường ống đếngiàn sưởi có nhánh rẽ tới van tiết lưu, van này có tác dụng điều tiết lưu lượng nướcnóng qua giàn sưởi để sưởi ấm trong xe Khi nhiệt độ động cơ lớn hơn nhiệt độ làmviệc của van hằng nhiệt thì van sẽ mở ra cho nước từ động cơ qua két làm mát, tạiđây nước sẽ được làm mát bằng gió rồi về lại bơm Như vậy nước sẽ được tuần hoàncưỡng bức trong quá trình làm việc của động cơ

2.1.6 Hệ thống đánh lửa

Hình 2-10 Sơ đồ hệ thống đánh lửaĐộng cơ 1NZ-FE trang bị hệ thống đánh lửa trực tiếp điều khiển bằng điện

tử Hệ thống đánh lửa trực tiếp không sử dụng bộ chia điện giúp cho thời điểm đánhlửa được chính xác, giảm sự sụt thế điện áp và có độ tin cậy cao Ở mỗi xylanhđược trang bị một bôbin đơn Khi ngắt dòng điện sơ cấp chạy qua bên sơ cấp củacuộn dây đánh lửa sẽ tạo ra điện áp cao ở bên thứ cấp Vì thế điện áp cao tạo ra sẽtác động lên bugi sinh ra tia lửa điện ECM sẽ luân phiên bật và tắt các transitornguồn bên trong cuộn dây đánh lửa làm cho các dòng điện sơ cấp ngắt luân phiênnhau và cho phép dòng điện đốt cháy các xi lanh theo trình tự nỗ của động cơ ECM

sẽ xác định cuộn dây đánh lửa nào sẽ được điều khiển bằng các tín hiệu từ cảm biến

vị trí trục khuỷu và cảm biến góc quay trục khuỷu Ngoài ra nó còn dò tìm vị trí củatrục cam để tạo ra sự đánh lửa vào thời điểm thích hợp nhất ứng với tình trạng hoạtđộng của động cơ

2.1.7 Hệ thống nhiên liệu.

2 3 4 5 6 7 1

8

9

10

11 12

14 13

Hình 2-11 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu1- Tín hiệu từ cảm biến lưu lượng khí nạp;2- Tín hiệu từ cảm biến vị trí bướm ga;3- Tín hiệu từ cảm biến vị trí trục cam; 4- Tín hiệu từ cảm biến oxy; 5- Tín hiệu từcảm biến nhiệt độ nước làm mát; 6- Tín hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu; 7- Tínhiệu từ cảm biến túi khí ;8-Bình chứa nhiên liệu; 9- Bơm xăng;10- Bộ lọc xăng;11- Bộ điều áp; 12- Bộ giảm rung; 13- Ống phân phối; 14- Vòi phun nhiên liệu

Hệ thống nhiên liệu động cơ 1NZ-FE đóng vai trò rất quan trọng, nó khôngđơn thuần là hệ thống phun nhiên liệu độc lập, mà nó còn liên kết với các hệ thống

đó là hệ thống điều khiển điện tử (ECU), hệ thống đánh lửa điện tử, điều khiển tốc

độ động cơ, tạo ra sự tối ưu hoá cho quá trình hoạt động của động cơ Kim phun 12

lỗ được sử dụng để nâng cao tính phun sương của nhiên liệu, điều khiển cắt nhiênliệu khi túi khí hoạt động Đường ống dẫn nhiên liệu với các giắc đấu nối nhanh đểnâng cao khả năng sửa chữa Bình xăng làm bằng chất dẻo sáu lớp với bốn loại vậtliệu có bộ lọc than hoạt tính trong bình

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 oxy ở đường ống thải để cảm nhận lượng oxy dư,điều khiển lượng phun nhiên liệu vào tốt hơn

2.1.8 Hệ thống khởi động.

Hệ thống khởi động sử dụng trên động cơ là hệ thống khởi động điện đượcđiều khiển bằng ECU Ngay khi công tắc điện xoay sang vị trí Start, chức năng điềukhiển máy khởi động sẽ điều khiển mô tơ khởi động mà không cần giữ tay ở vị tríStart Khi ECU nhận được tín hiệu khởi động từ chìa khoá điện, hệ thống sẽ theodõi tín hiệu tốc độ động cơ (Ne) để vận hành máy khởi động tới khi động cơ đượcxác định đã khởi động Khi tốc độ động cơ đạt tới 500 v/p, hệ thống sẽ đánh giá làđộng cơ đã khởi động thành công

Hình 2-12 Sơ đồ điều khiển máy khởi động1- Ắc quy; 2- Máy khởi động; 3- Công tắc khoá điện; 4- Rơ le cắt dòng; 5- Công tắc đề số không; 6- ECU động cơ; 7- Rơ le máy khởi động;

a-Tín hiệu tốc độ động cơ và tín hiệu nước làm mát

3 Khảo sát hệ thống nạp – thải động cơ 1NZ-FE.

3.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống nạp-thải động cơ 1NZ-FE

8 9

10 11

12

6

Hình 3-1 Sơ đồ hệ thống nạp - thải1-Bộ lọc không khí; 2-Cảm biến lưu lượng khí nạp; 3- Cảm biến nhiệt độ khí nạp;

4- Mô tơ bước; 5- Cảm biến vị trí bướm ga; 6-Bộ góp nạp;7- Van PCV; 8- Van

EGR; 9- Cảm biến tiếng gõ; 10- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 11- Cảm biến vịtrí trục khuỷu; 12- Bộ xúc tác ba chức năng; 13- Bộ giảm âm phụ; 14- Bộ giảm âmchính; 15- Bình chứa nhiên liệu; 16- Hộp hấp thụ hơi xăng; 17- Van điều khiển sựthoát hơi nhiên liệu; 18- Cảm biến oxy; 19- Cảm biến vị trí trục cam

Nguyên lý:

Không khí ngoài trời được hút vào trong xylanh động cơ qua bộ lọc khôngkhí tại đây hầu hết bụi bẩn được giữ lại, sau đó đi qua các cảm biến lưu lượng vàcảm biến nhiệt độ khí nạp, thông tin nhiệt độ và lưu lượng khí nạp được truyền vềECU động cơ, tiếp đó dòng khí đến cổ họng gió qua bướm ga đến bộ góp nạp Khínạp từ bộ góp nạp sẽ phân phối đến các xylanh động cơ trong kỳ nạp Kết hợpthông tin từ cảm biến vị trí bướm ga ECU sẽ điều khiển lượng phun nhiên liệu tối

ưu Sau khi hòa khí được đốt cháy, khí thải được dẫn vào đường ống thải tới bộ gópthải đi vào bộ xúc tác ba chức năng tại đây khí thải độc hại được khử thành các chất

vô hại rồi theo ống dẫn khí thải qua bộ giảm âm thoát ra ngoài môi trường Mộtphần khí thải được trích dẫn quay trở lại đường nạp qua van hồi lưu khí thải, để làmloãng hỗn hợp nhiên liệu - không khí nhằm hạn chế sự hình thành các chất gây ôinhiễm trong quá trình cháy

3.2.2.Cổ họng gió.

Hình 3-2 Kết cấu cổ họng gió

1- Các bánh răng giảm tốc; 2- Lò xo hồi bướm ga; 3- Cảm biến vị trí bướm ga;

4- Bướm ga; 5- Mô tơ điều khiển bướm ga

Các bộ phận tạo thành gồm: bướm ga, môtơ điều khiển bướm ga, cảm biến vịtrí bướm ga và các bộ phận khác Bướm ga dùng để thay đổi lượng không khí dùng

trong quâ trình hoạt động của động cơ, cảm biến vị trí bướm ga lắp trín trục củabướm ga nhằm nhận biết độ mở bướm ga, môtơ bướm ga để mở vă đóng bướm ga,

vă một lò xo hồi để trả bướm ga về một vị trí cố định Môtơ bướm ga ứng dụng mộtmôtơ điện một chiều có độ nhạy tốt vă ít tiíu thụ năng lượng

Nguyín lý lăm việc:

ECU động cơ điều khiển độ lớn vă hướng của dòng điện chạy đến môtơ điềukhiển bướm ga, lăm quay hay giữ môtơ, vă mở hoặc đóng bướm ga qua một cụmbânh răng giảm tốc Góc mở bướm ga thực tế được phât hiện bằng một cảm biến vịtrí bướm ga, vă thông số đó được phản hồi về ECU động cơ

Khi dòng điện không chạy qua môtơ, lò xo hồi sẽ mở bướm ga đến vị trí cốđịnh (khoảng 70) Tuy nhiín, trong chế độ không tải bướm ga có thể được đóng lạinhỏ hơn so với vị trí cố định

Khi ECU động cơ phât hiện thấy có hư hỏng, nó bật đỉn bâo hư hỏng trínđồng hồ tâp lô đồng thời cắt nguồn đến môtơ, nhưng do bướm ga được giữ ở góc

mở khoảng 70, xe vẫn có thể chạy đến nơi an toăn

Câc chế độ điều khiển

a) Điều khiển ở chế độ bình thường, chế độ công suất cao vă chế độ đường tuyết

Góc mở bướm ga

Góc nhấn bàn đạp ga

2

3 1

Hình 3-3 Quan hệ tỷ lệ giữa góc nhấn băn đạp ga vă góc mở bướm ga1-Chế độ công suất cao;2- Chế độ bình thường; 3- Chế độ di chuyển đường tuyết+ Điều khiển chế độ thường : đđy lă chế độ cơ bản để duy trì sự cđn bằng giữa tính

dễ vận hănh vă chuyển động ím

+ Điều khiển chế độ đường tuyết : chế độ năy giữ cho góc mở bướm ga nhỏ hơn chế

độ bình thường để trânh trượt khi lâi xe trín đường trơn trượt

+ Điều khiển chế độ công suất cao: ở chế độ năy bướm ga mở lớn hơn so với chế độbình thường Do đó chế độ năy mang lại cảm giâc động cơ đâp ứng ngay với thaotâc băn đạp ga vă xe vận hănh mạnh mẽ hơn so với chế độ thường

b) Điều khiển momen truyền lực chủ động

có điều khiển không có điều khiển

Hình minh họa (Hình 3-4) cho thấy khi băn đạp ga giữ ở vị trí nhất định Khikhông có hệ thống điều khiển momen truyền lực chủ động, góc mở bướm ga gầnnhư động bộ với chuyển động của băn đạp ga như vậy trong khoảng thời gian ngắnlăm gia tốc xe tăng đột ngột vă sau đó giảm dần

Khi có hệ thống điều khiển momen truyền lực chủ động, bướm ga được mởdần ra sao cho gia tốc xe tăng dần trong một khoảng thời gian lđu hơn để đảm bảotăng tốc ím dịu

3.2.3.Bộ góp nạp.

Hình 3-5 Bộ góp nạp 1- Ống góp nạp; 2- Đường ống nạp; 3- Buồng tích áp

Bộ góp nạp được chế tạo bằng nhựa nhằm mục đích giảm trọng lượng và sựtruyền nhiệt từ nắp máy, kết quả là cải thiện hiệu quả nhiệt độ và thể tích lượng khínạp Các nhánh ống nạp đã được thiết kế dài nhằm tối ưu hóa hình dáng đường nạp,dạng xoắn ốc của đường nạp tạo ra hiệu ứng lưu động dòng khí nạp, làm tăng thêmlượng khí nạp ở mỗi chu trình, điều này giúp cải thiện momen và công suất phát rakhi động cơ chạy ở tốc độ thấp và trung bình Đường kính ống góp nạp (d = 52 mm)được thiết kế lớn, điều này làm giảm hệ số cản cho đường nạp

3.2.4 Đặc điểm kết cấu và nguyên lý làm việc của các cảm biến trên đường nạp

a) Cảm biến lưu lượng khí nạp

Hình 3-6 Cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy

1- Nhiệt điện trở; 2- Dây sấy platin

Nguyên lý hoạt động

Dòng điện chạy vào dây sấy làm cho nó nóng lên Khi không khí chạy qua,dây sấy được làm nguội tương ứng với khối lượng không khí nạp, bằng cách điềuchỉnh dòng điện chạy vào dây sấy này để giữ cho nhiệt độ dây sấy không đổi, dòng