Mục lục Mục lục J108/9)82I0NNm 5 1 DAC DIEM CUNG CAP NHIEN LIEU Ở ĐỘNG CƠ XĂNG -.-:- 6 1.1.MỤC ĐÍCH - 2211.221.1221 1.7.1 0.1701 1.1 1.1.1.1 6 12 CÁC YÊU CẦU HỖN HỢP CHÁY CỦA ĐỘNG CƠ XĂNG Ố 1.2.1 Yêu cầu nhiên liệu 2-2 2 t+EE£EE2EEEEEEEEEEEEE1E71E111111E11 1111111 Xe 6 552061 6 13 PHÂN LOẠI HỆ THÓNG NHIÊN LIỆU -2+:st2.2zt2:zt772t2r2t:r2z.rzrrrrrex Ố
1.3.1 Phân loại theo hệ thống dùng cacbuarafƠ - - cá sc + sseesrrrrrsrree 6
1.3.2 Phân loại theo hệ thống phun xăng -2- 2-2 s£+E+2E+E+£EzEerxerrrrsee 7 1.3.2.1 Phân loại theo số vòi phun sử dụng - «+ x*sscseerseesseree 7 1.3.2.2 Phân loại theo biện pháp điều khiển phun xăng - 7
1.3.2.3 Phân loại theo cách xác định lượng khí nạp + « ++ 8
1.4 NGUYEN LY HOAT DONG CUA HE THONG NHIEN LIEU TRONG DONG CO bì) e1 :{ƠØđœœxœ HpHẬĂẬH 9
1.4.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu dùng Cacbuaratơ 9 1.4.1.1 Chế hoà khí bốc hơi 2 2¿©2++2E++2E+++EEEtEEEEEEEEESEEErrrkrerrrrrrs 10 1.4.1.2 Chế hồ khí phun 2-22 +S22E£+EE2EE+EEEtEE2EEEEEE22EE2212Exerrrrree 11 1.4.1.3 Bộ chế hoà khí hút đơn giản -2 2c ©52©£22+£+Ezzxezxxrrrxsrx 12
1.4.1.4 Bộ chế hoà khí hút hiện đại 2¿- 22©2+22S+2S2+z2Exzrzrxrerxerrrs 12 1.4.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu phun xăng - 14 1.4.2.1 Hệ thống phun xăng cơ khí - 2 5¿++©+z+£E£2Ex2Ezrxezrxrrrrsrx 14 1.4.2.2 Hệ thống phun xăng điện tử - + 2 +s+2E£+E+EEc£EeEEerrerxerrrrk 15 15 UUDIEM CUA HỆ THÓNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ SO VOI DUNG BO CHE HOA KHÍ
Trang 2Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thông nhiên liệu động cơ 1TR-FE 22 ĐẶC ĐIÊM TÔNG QUÁT ĐỘNG CƠ 1TR-FE 19 2.2.1 Động cơ .19 2.2.2 Co 0000 nã „21
2.2.3 Hệ thống nhiên liệu 2- 2-©2£©E22EE+2EE£EE2EEEEEE221E221221221 xe 22 2.2.4 Hệ thống kiểm soát khí xả + 2- SE SE+EE£EESEEEEEEEEEEEErrErrkrrrrek 23 2.2.5 Hệ thống xả 2-©22+2x 2222327122111 2112712117121111121 1121111 ee 26 2.2.6 Hệ thống làm míát - 2-2 22+ +E££EE£EEEEEEEEE2112711221221711 1x2 xe 27 2.2.7 Hệ thống bôi trơn - 2 2£ ©s+SE+SE+EE£EEEEE£EEEEEEEEEEEEE71E21212E 1e ce 27 2.2.8 Hệ thống đánh lửa - 2-22 ©22++SE+222E222EE2221127112221221112212 221 28 2.2.9 Hệ thống khởi động - 2-2-2 +E22EE+EEE£EE2EEE2E127112212212211 1x2 xe 29 2.2.10 Hệ thống nạp 2-2-2222 22E9E 22212211 21127121121121112111112112221 11c 30 Ly////19700)/:/22MNnụI 31 3.1 CAC SO LIEU BAN DAU wevsssssssutstststitatrtntnttntetnietninteeietninieienetnieineensieeennn 31 3.2 CAC THONG SO CHON 3.3 TÍNH TỐN CAC Q TRÌNH CƠNG TÁC st2 :412.12121222222220 32 3.3.1 Tính tốn quá trình niạp 5 2c E311 9E vn ng rưy 32 3.3.2 Tính toán quá trình nén: - - + + + k1 kEỲSvnnhnnhnHnrnưyrưàn 33 3.3.3 Tính toán quá trình chấy: - + - + + 3S E nnnn HH 34 3.3.4 Quá trình Ø1Iãn nỞ - <6 2 2< St E211 111 1v nh HH Hàng 37 3.3.5 Tính toán các thông số của chu trình công {ÁC ccsc sexy 38 4 TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC - 2 +52+EE2E22zEzxzzx 40 4.1 XÂY DỰNG ĐÔ THỊ CÔNG 2 .2t11221.1,12111.17.1.0.111.1711 1 0 40 4.1.1 Xây dựng đường cong áp suất trên đường nén « c<++e+xc++ 40 4.1.2 Xây dựng đường cong áp suất trên đường giãn nở 25+ 41 4.1.3 Lập bảng tinh: oo ce eeeceeecseeeesceetseseseescseeecseesscseseeseeeeeeees we 4l 4.1.4 Xác định các điểm đặc biệt và hiệu chỉnh đồ thị công 42 42 XÂY DỰNG ĐÔ THỊ CHUYÊN VỊPISTON BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÔ THỊ BRICK.44
'k? {vá € oi iA/0696e177
4.4 XAY DUNG DO THI GIA TOC THEO PHƯƠNG PHÁP TÔLÊ -F7 4.5 XÂY DỤNG ĐỎ THỊ LỰC QUÁN TÍNH P;, LỰC KHÍ THẻP¿¡, LỰC TÔNGP 48
4.5.1 Đồ thị lực quán tính PQ, 2-222+222++222EE+22EEEtEEEEErrErrxrrrrrrrrrrrree 48
4.5.2 Đồ thị lực khí th Pụ, - - 5-6 Sk‡SE+E‡EE+EEEE+EEEEEEEEE21121E11 1111211111111 cxe 50
Trang 34.5.3 Đô thị lực tác dụng lên chôt piston P: oS
46 XÂY DỰNG ĐÔ THỊ LỰC TIẾP TUYẾN T, LỰC PHÁP TUYẾN Z,LỰCNGANGN 52 47 TÍNH MƠMEN TỎNG 5T 2-2t2.21.21221.712.712711227/ 7 1.71 eLre 55 4.8 XÂY DỰNG ĐÒ THI VECTO PHU TẢI TÁC DỤNG TRÊN CHÓT KHUYỶU 59 4.9 TRIEN KHAIDO THI PHU TAI Ở TỌA ĐỘ CỰC THÀNH ĐÒ THỊ Q 6 Í 4.10 XÂY DỰNG ĐÔ THỊ VECTƠ PHỤ TẢI TÁC DỤNG TRÊN ĐẦU TO THANH
TRUYEN 1 - )à)à,à ,ÔỎ 63 4.11 XÂY DỰNG ĐÔ THỊ MÀI MÒN CHÓT KHUỶU 2 222222221222222.2 65 5 KHAO SÁT HỆ THÔNG PHUN XĂNG ĐỘNG CƠ 1TR-FE 5:55: 70 5.1 HỆ THÓNG CUNG CÁP XĂNG ĐỘNG CƠ ITR-EE -2+4212122:21222212.22 70 5.1.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thông cung cấp xăng - + 70 5.1.2 Cau tạo và nguyên lý hoạt động các bộ phận chính - 2 2+ 71
5.1.2.1 Bơm nhiên lIỆU: - - - 2c 2c E223 3322188321832 E2 2EEEEeEerxeerreee 71 5.1.2.2 Bộ lọc nhiên lIỆU - -. c6 2c E328 33221833283 EEEEreEEreeserkeersere 73
5.1.2.3 Bộ giảm rung động c1 SE HH HH riy 73 5.1.2.4 Bộ ồn định áp sut -2-2¿©5z22+2EE2E2212112211221221 221111 xe 73 000i 6c 75
5.1.2.6 Hệ thống kiểm soát hơi nhiên lIỆU Ă 5S seseeexe 1Ô
52 HỆ THỐNG CUNG CÁP KHƠNG KHÍ ĐỘNG CƠ 1TR-FE .77 5.2.1 So đồ hệ thống cung cấp khơng khí -2 2z ©+z2cs++c++ 7 5.2.2 Các bộ phận của hệ thống cung cấp không khí -2- 2zs=s 77 b AN Uio dóirỪỪDỪDb£ A 77 5.2.2.2 Cổ họng giÓ: -¿ 2: 2+S<SE+EESEE E32 11 127121711171711112111 2111 Xe 77 5.2.2.3 Ong góp hut va dong Ong nap ecceccesseessesssesseesseesseessesseeseeeseesseessees 78 5.3 HỆ THÓNG DIEU KHIEN PHUN XANG ĐIỆN TỬ ĐỘNG CƠ ITR-FE 19)
5.3.1 Nguyén ly Chung 4 79
5.3.2 Sơ đồ điều khiển lượng phun 2-2 +¿++2E£+2E££EE+Eerxerrrrrrrsrk 79 5.3.3 Các cảm biến ¿22222222 1222122211221122712271122111211122112111 111 xe 79 5.3.3.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp - - «+5 sks+s+tvEskesekerkrrerrree 79 5.3.3.2 Cảm biến nhiệt độ khí nạp 2 ©5¿2+ z+£E£2EE2Exerxrrrxrrrrrrk 81 5.3.3.3 Cảm biến vị trí bướm ga .o.cceccsccesssssessessessessessecsessessessessessesseesessesseeees 82 5.3.3.4 Cảm biến ÔXy -2- 2-22 SE2EEESEE221271711211211221121121121 1xx cey 83
Trang 4Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thông nhiên liệu động cơ 1TR-FE 5.3.3.5 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát - 22222222 84 .85
5.3.3.6 Cảm biến vị trí trục cam
5.3.3.7 Cảm biến vị trí trục khuỷu 2 s¿©zz+s+2zxezxzzxrzxs 86 5.3.3.8 Cảm biến tiếng gÕ: -222 S22 2S 2122212112211 21122121111 cey §7 5.3.3.9 Cảm biến vị trí bàn đạp ga: -2- 2-52 ScccEc E2 crkrrrerree 88
5.3.4 Hệ thống điều khiển điện tử ECU (Electronic Control Unit) 89 5.3.4.1 Chức năng hoạt động cơ bản - - - 5+ xxx vsvEskeerrkrrrerex 89
5.3.4.2 Chức năng thực tẾ ¿- 2-2 ©s£St+EEEE£EEEEEEEEEEEEEEEEEEEE2111.21EExe 92
5.3.4.3 Các bộ phận của ECU -22 +¿22+++2E++2EE+tEEErEEEEvEkrsrkrrrrkvee 93 5.3.4.4 Các thông số hoạt động của ECU ¿5c + S+x sexy 93
5.3.4.5 Xử lý thông tin và tạo xung phuI se xe rereerex 94 5.3.4.6 Điều khiển thời điểm phun -2 2222+2z+2E£+EE2+EE+Exezrxrrrrsrx 95 5.3.4.7 Điều khiển lượng phun - 2-2 2£ + s£E+EE+EE+2EeEEzEerErkerrerkee 96
5.3.4.8 Các chế độ làm viỆc -¿-22+ 2222 2222221227112 221121 E1 reo 96
6 TÍNH TỐN LƯỢNG PHUN -2 -2+2222+22S22E322232222152211221122112221221 2x 90 7 CAC HU HONG THUONG GAP VA CHAN ĐỐN 2:©22:55zz5552 101 7.1.KHÁIQT 2.2.2 21221212212 TƠ 7.2 NGUYEN LY CUA HE THONG CHAN ĐỐN 2t2.ztt.rzrzrrererev JƯZ “3/9: 0029907 ., ,.,H, Ỏ 102 74 KIẾM TRA VÀ XÓA MÃ CHÂN ĐOÁN 22+.22 21 21.722.712.717 Ee 108
7.4.1 Kiểm tra đèn báo “CHECK ENGINE” 2-¿2c++22xe+tzxeerxerrrs 108 7.4.2 Phát mã chẩn đoán hư hỏng, 2-2-2 s+E+EE+EE+EE+£E+EEe£EvrEerrerxeree 108 7.4.2.1 Chế độ bình thường -2 2¿©222222E2EE+SEEEEEEEESEEEverkrrrrrrerkee 108
7.4.2.2 Chế độ kiỂm tra - 2+ keSEkÉEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEE 1111111111 108 7.4.3 Xoá các mã chân đoán hư hỎn - Tnhh ng nề 109
8 KÉT LUẬNN -©5<255 221221122152112211211221.11 1211212111111 109 TAI LIEU THAM KHẢ 22-55 EE‡SEEE2EEEE22E122E11211112112221122111111211 2.1 110
Trang 5LỜI NÓI ĐẦU
Như chúng ta đã biết, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành điện tử thì
ngành động cơ ôtô cũng có những sự vươn lên mạnh mẽ Hàng loạt các linh kiện bán
dẫn, thiết bị điện tử được trang bị trên động cơ ôtô nhằm mục đích giúp tăng công suất động cơ, giảm được suất tiêu hao nhiên liệu và đặc biệt là ô nhiễm môi trường do khí thải tạo ra là nhỏ nhất Và hàng loạt các ưu điểm khác mà động cơ đốt trong hiện đại đã đem lại cho công nghệ chế tạo ôtô hiện nay
Việc khảo sát cụ thể hệ thống phun xăng điều khiển điện tử giúp em có một cái nhìn cụ thể hơn, sâu sắc hơn về vấn đề này Đây cũng là lý do mà đã khiến em chọn đề tài này làm đề tài tốt nghiệp với mong muốn góp phần nghiên cứu sâu hơn về hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ xăng, để từ đó có thé dua ra được các giải pháp về các vấn đề hư hỏng thường gặp ở hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ này
Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo
còn ít và điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong các thầy cô giáo trong bộ môn chỉ bảo để đồ án của
em được hoàn thiện hơn
Trang 6Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thông nhiên liệu động cơ 1TR-FE
1 ĐẶC ĐIÊM CUNG CÁP NHIÊN LIỆU Ở ĐỘNG CƠ XĂNG 1.1 MỤC DICH
Chuẩn bị và cung cấp hỗn hợp hơi xăng và không khí cho động cơ, đảm bảo số lượng và thành phần của hỗn hợp không khí và nhiên liệu luôn phù hợp với chế độ
làm việc của động cơ
Hệ thống nhiên liệu của động cơ xăng bao gồm các thiết bị: thùng xăng, bơm xăng, lọc xăng Đối với hệ thống phun nhiên liệu điện tử còn có ống phân phối, vòi phun chính, vòi phun khởi động lạnh, bộ điều áp, bộ giảm chấn áp suất nhiên liệu, hệ thống điều khiển kim phun, ECU
1.2 CAC YEU CAU HON HOP CHAY CUA DONG CO XANG
1.2.1 Yêu cầu nhiên liệu + C6 tinh bay hơi tốt
+ Hạt phải nhỏ và phần lớn ở dạng hơi + Tính lưu động ở nhiệt độ thấp tốt + Tính chống cháy kích nồ cao
1.2.2 Tý lệ hỗn hợp
+ Có thành phần hỗn hợp thích ứng với từng chế độ làm việc của động cơ + Hỗn hợp phải đồng nhất trong xylanh và như nhau với mỗi xylanh
+_ Đáp ứng từng chế độ làm việc của động cơ, thời gian hình thành hỗn hợp phải đảm bảo tốc độ (không dài quá không ngắn quá )
+ Hỗn hợp cung cấp phải đáp ứng với ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường và nhiệt độ động cơ
+ Thanh phan nhiên liệu phải đảm bảo giúp cho sự hình thành hỗn hợp tốt 1.3 PHÂN LOẠI HỆ THÓNG NHIÊN LIỆU
1.3.1 Phân loại theo hệ thống dùng cacbuaratơ
+ Hệ thống điều chỉnh độ chân không ở họng
+ Hệ thống có ziclơ bổ sung
+ Hệ thống điều chỉnh độ chân không ở ziclơ chính
Trang 71.3.2 Phân loại theo hệ thông phun xăng 1.3.2.1 Phân loại theo số vòi phun sử dụng
a) Hệ thống phun xăng nhiều điểm
Mỗi xylanh động cơ được cung cấp nhiên liệu bởi một vòi phun riêng biệt Xăng được phun vào đường ống nạp ở vị trí gần xupap nạp Thường dùng cho các loại xe du lịch cao cấp có dung tích xylanh lớn
b) Hệ thong phun xăng một điểm
Việc chuẩn bị hỗn hợp nhiên liệu khí được tiền hành ở một vị trí tương tự như trường hợp bộ chế hoà khí, sử dụng một vòi phun duy nhất Xăng được phun vào đường nạp, bên trên bướm ga Hỗn hợp được tạo thành trên đường nạp Hệ thống này
được sử dụng khá phổ biến trên động cơ các loại xe có công suất nhỏ
c) Hệ thong phun xang hai diém
Thực chất đây là một biến thể của hệ thống phun xăng một điểm trong đó sử dụng thêm một vòi phun thứ hai đặt bên dưới bướm ga nhằm cải thiện chất lượng quá trình tạo hỗn hợp
1.3.2.2 Phân loại theo biện pháp điều khiển phun xăng a) Hệ thống phun xăng cơ khí
Trong hệ thống này, việc dẫn động, điều khiển, điều chỉnh định lượng hỗn hợp được thực hiện theo một số nguyên lý cơ bản như động học, động lực học, cơ học
chất lỏng, nhiệt động lực học
Có hai loại dẫn động cơ khí Loại dẫn động bởi động cơ bao gồm bơm xăng
và một bộ phận định lượng nhiên liệu hoạt động giống như hệ thống phun nhiên liệu của động cơ điêzen và một loại thứ hai hoạt động độc lập không có dẫn động từ động
cơ
b) Hệ thống phun xăng điện tử
Ở các loại hệ thống phun xăng này, một loạt các cảm biến sẽ cung cấp thông tin dưới dạng các tín hiệu điện liên quan đến các thông số làm việc của động cơ cho một thiết bị tính toán thường được gọi là bộ vi xử lý và điều khiển trung tâm Sau khi xử lý các thông tin này, bộ điều khiển trung tâm sẽ xác định lượng xăng cần cung cấp
cho động cơ theo một chương trình tính toán đã được lập trình sẵn và chỉ huy sự hoạt
động của các vòi phun xăng (thời điểm phun và thời gian phun)
Trang 8Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thông nhiên liệu động cơ 1TR-FE 1.3.2.3 Phân loại theo cách xác định lượng khí nạp
a) Hệ thống phun xăng dùng lưu lượng kế: loại L
+ Hệ thống phun xăng loại này được trang bị thiết bi đo lưu lượng cho phép đo trực tiếp thể tích hay khối lượng không khí lưu thông trong đường nạp Thông tin
về lưu lượng khí được cung cấp cho bộ điều khiển trung tâm dưới dạng tín hiệu điện
để làm cơ sở tính toán thời gian phun
+ Lưu lượng thể tích: thiết bị này làm việc theo nguyên tắc do lực của dòng khí tác động lên một cửa đo quay quanh một trục lắp trên đường nạp Góc quay của cửa phụ thuộc lưu lượng khí nạp và được xác định bởi một điện thế kế Như vậy, thiết
bị sẽ cung cấp một tín hiệu điện tỷ lệ với lưu lượng khí cho bộ điều khiển trung tâm
Để tăng độ chính xác phép đo, người ta thường dùng thêm một nhiệt kế đề đo nhiệt độ không khí trong quá trình nạp
+ Lưu lượng kế khối lượng kiểu dây đốt nóng: một sợi dây kim loại rất mảnh
được căng ở một vị trí đo trong đường nạp Khi lưu lượng khí thay đồi thì nhiệt độ và
điện trở của dây cũng thay đổi theo Một mạch điện tử cho phép điều chỉnh tự động dòng điện đốt nóng dây Dòng điện này sẽ tỷ lệ với lưu lượng khí Theo nguyên tắt này, việc đo nhiệt độ dòng khí sẽ không cần thiết nữa vì lưu lượng khối lượng được đo trực tiếp nên độ chính xác phép đo không bị ảnh hưởng bởi những dao động của nhiệt độ khí như phương pháp trên
+ Lưu lượng kế khối lượng kiểu tắm đốt nóng: hệ thống này hoạt động theo nguyên lý tương tự như hệ thống trên Việc thay thế dây kim loại bằng hai tắm kim loại gốm mỏng cho phép tăng độ bền vững của thiết bị đo va han ché anh huong do
bụi bặm hoặc rung động Hai tắm kim loại này có điện trở phụ thuộc nhiệt độ được
mắc thành cầu điện trở, một đề đo lưu lượng, một đề đo nhiệt độ khí
+ Hệ thống phun xăng với thiết bị đo lưu lượng kiểu siêu âm sử dụng hiệu ứng Karman - Vortex
Một cơ cấu đặt biệt được lắp trên đường nạp nhằm tạo ra các chuyển động
xoáy lốc của dòng không khí ở một vị trí xác định Số lượng xoáy lốc sẽ tỷ lệ với lưu lượng thê tích Một nguồn sóng siêu âm đặt trên đường ống nạp, phát sóng có tần số xác định theo hướng vuông góc với dòng chảy không khí Tốc độ lan truyền của sóng siêu âm xuyên qua đòng khí phụ thuộc vào lượng khí chuyên động xoáy Một thiết bị nhận sóng siêu âm sẽ đo tốc độ này và gửi tín hiệu điện đến bộ điều khiến trung tâm
Trang 9b) Hệ thông phun xăng có thiết bị ảo lưu lượng kiêu áp suát : loại D
Ở hệ thống phun xăng loại này, lượng khí nạp được xác định thông qua áp suất
tuyệt đối trong ống nạp và chế độ tốc độ của động cơ, dựa vào các tham số hay đặc
tính chuẩn đã được xác định từ trước, có tính đến biến thiên áp suất trong quá trình
nạp Các đầu đo được sử dụng thường là cảm biến áp suất kiểu áp điện - điện trở kết
hợp với nhiệt kế để đo nhiệt độ chuyên động Trong thực tế, khi khởi động động cơ, do nhiệt độ thấp nên mật độ không khí tăng, ở cùng một áp suất thì lưu lượng khí nạp
thực tế sẽ lớn hơn lưu lượng tính toán, dẫn đến hỗn hợp nhạt có thê gây chết máy Dựa trên thông tin về nhiệt độ không khí do cảm biến cung cấp, bộ điều khiển trung tâm sẽ tăng lượng xăng phun ra khi nhiệt độ khí nạp thấp Phép đo lưu lượng kiểu này thường áp dụng cho các hệ thống phun xăng một điểm
+ Uudiém:
> Kết cấu bảo dưỡng đơn giãn, dễ lắp đặt điều chỉnh, giá thành hạ > it gây sức cản khí động phụ trên đường nạp
+ Nhược:
> Không đo trực tiếp lưu lượng không khí
> Nhay cam véi dao dong áp suất và nhiệt độ trên đường nạp
1.4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THÓNG NHIÊN LIỆU TRONG ĐỘNG CƠ XĂNG
1.4.1 Nguyên lý hoạt động cúa hệ thống nhiên liệu dùng Cacbuaratơ
Trên các động cơ xăng cổ điển việc tạo hỗn hợp nhiên liệu không khí đều ở
bên ngoài động cơ một cách thích hợp trong một thiết bị riêng trước khi đưa vào buồng cháy động cơ gọi là bộ chế hoà khí Các bộ chế hoà khí hiện nay được chia ra
làm ba loại sau
+ Loại bốc hơi
+_ Loại phun +_ Loại hút:
® Loại hút đơn giản
e Loại hút hiện đại
Trang 10Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thông nhiên liệu động cơ 1TR-FE 1.4.1.1 Chế hoà khí bốc hơi
Chế hoà khí bốc hơi chỉ dùng cho loại xăng dễ bốc hơi Nguyên lý hoạt động của nó như sau: Sơ đồ nguyên lý:
Hình 1.1: Sơ đồ bộ chế hoà khí bốc hơi 1: Họng; 2 : Bau xăng; 3 -Ong nạp; 4: Bướm ga
Xăng được đưa từ thùng chứa đến bầu xăng (2) của bộ chế hoà khí Trong hành trình hút của động cơ không khí theo đường ống (1) lướt qua mặt xăng của bầu xăng (2), ở đây không khí hòa trộn với hơi xăng tạo thành hỗn hợp giữa hơi xăng và không khí Sau đó hỗn hợp đi qua đường ống nạp (3), bướm ga (4) và được hút vào
động cơ Bướm ga (4) có nhiệm vụ dùng đề điều chỉnh lượng hòa khí nạp vào động cơ
Muốn điều chỉnh nồng độ của khí hỗn hợp tức là điều chỉnh thành phần hơi nhiên liệu chứa trong hỗn hợp phải thay đổi thẻ tích phần không gian bên trên giữa mặt xăng và
thành của bầu xăng (2)
Ưu điểm chính của loại chế hoà khí bốc hơi là hơi xăng và hỗn hợp không khí hỗn hợp với nhau rất đều Nhưng loại này lại có rất nhiều khuyết điểm, rat cng kénh,
dễ sinh hoả hoạn, rất nhạy cảm với mọi thay đổi của điều kiện khí trời, lúc động cơ
chạy phải luôn điều chỉnh vì vậy hiện nay không dùng nữa
Trang 111.4.1.2 Chế hoà khí phun Sơ đồ nguyên lý : (hình 1.2) l3 1 9 WL 34567 8 9 Ss _— ae 11 10 x12 Hình 1.2 : Sơ đồ bộ chế hoà khí phun
1:Họng; 2:Buông chứa không khí áp suất cao; 3:Màng mỏng; 4:Buông chứa không khí áp suất thấp; 5:Buông chứa nhiên liệu áp suất tháp; 6:Màng móng; 7:Buông chứa
nhiên liệu áp suất cao; 8:Cán van; 9:Van nhiên liệu; 10:Ziclơ; 11:Vòi phun; 12:Bướm
ga; 13:Đường Ống
Nguyên lý làm việc của chế hoà khí phun là dùng áp lực để phun nhiên liệu vào không gian hỗn hợp
Buồng không khí(2) ăn thông với đường ống nạp động cơ nhờ đường ống(13) Miệng của đường ống(13) đặt đối diện với chiều lưu động của dòng khí vi vậy áp suất trong buồng(2) bằng tổng áp suất động và áp suất tĩnh của dòng khí Buồng không khí(4) nối liền với họng(1) nên trong buồng(4) có độ chân không Lực tác động ở buồng(2) lên màng mỏng(3) làm cho màng(3) uốn cong về phía buồng(4) Kết quả làm cho cán van(8) và van(9) chuyển dịch sang bên phải làm cho cửa van(9) được mở rộng Với một áp suất nhất định nhiên liệu được bơm qua van vào buồng(7) Từ buông(7) đi qua ziclơ(10) và vòi phun(1 1), nhiên liệu được phun thành những hạt nhỏ và hỗn hợp đều với không khí Nhờ một đường ống nối liền với nhiên liệu ở sau zielơ(10) nên buồng(5) cũng chứa đầy nhiên liệu nhưng áp suất trong buồng(5) thấp hơn áp suất trong buồng(7) vì vậy màng mỏng 6 cũng bị uốn cong với khuynh hướng đóng nhỏ van(9) Khi các lực tác dụng lên màng mỏng ở vị trí cân bằng thì van nhiên liệu(9) nằm ở một vị trí nhất định tương ứng với một chế độ làm việc của động cơ
Các bộ chế hoà khí phun làm việc chính xác, ồn định dù động cơ đặt ở bất kỳ vị trí nào nhưng việc bảo dưỡng, điều chỉnh phức tạp
Trang 12Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thông nhiên liệu động cơ 1TR-FE 1.4.1.3 Bộ chế hoà khí hút đơn giản
Sơ đồ nguyên lý: (hình 1.3)
Hình 1.3 : Sơ đồ bộ chế hoà khí hút
1:Bướm ga; 2:Đường ống nhiên liệu; 3:Van kim; 4 -Buong phao;
5:Phao; 6:Ziclo; 7:Đường ống nạp; 8: Vòi phun; 9:Họng;
Không khí từ khí trời được hút qua bầu lọc vào đường ống nạp (7) qua họng (9) của bộ chế hoà khí họng (9) làm cho đường ống bị thắt lại vì vậy tạo nên độ chân không khi không khí đi qua họng Chỗ tiết diện lưu thông nhỏ nhất của họng là nơi có
độ chân không nhỏ nhất Vòi phun (8) được đặt tại tiết diện lưu thông nhỏ nhất của
họng Nhiên liệu từ buồng phao (4) qua ziclơ (6) được dẫn động tới vòi phun Nhờ có
độ chân không ở họng nhiên liệu được hút khỏi vòi phun và được xé thành những hạt
sương mù nhỏ hỗn hợp với dòng không khí đi qua họng vào động cơ Để bộ chế hoà khí làm việc chính xác thì nhiên liệu trong buồng phao luôn luôn ở mức có định vì vậy trong buồng phao có đặt phao (Š) Nếu mức nhiên liệu trong buồng phao hạ xuống thì phao (5) cũng hạ theo, van kim (3) rời khỏi đế van làm cho nhiên liệu từ đường ống (2) đi vào buồng phao Phía sau họng còn có bướm ga (1) đùng đề điều chỉnh số lượng hỗn hợp đưa vào động cơ
1.4.1.4 Bộ chế hoà khí hút hiện đại
Bộ chế hoà khí hút đơn giản, khi đáp ứng được yêu cầu làm việc của động cơ
ở chế độ không tải và tải nhỏ thì khi động cơ làm việc ở chế độ tải ơn định và tồn tải thì hỗn hợp lại quá lỗng, động cơ khơng thể làm việc được Ngược lại, khi động cơ
làm việc tốt ở chế độ tải lớn thì khi ở tải nhỏ và không tải thì hỗn hợp lại quá giàu Vì
vậy ở những bộ chế hoà khí hiện đại thì chúng được trang bị thêm những hệ thống hỗ
trợ như : hệ thống không tải, hệ thống làm đậm, bơm tăng tốc.v.v
Trang 13Sau đây em chỉ giới thiệu bộ chế hoà khí điển hình là K129
Sơ đồ cấu tạo: 7 8 9 10 II 12 13 14 lễ _ Zi 2⁄//À 2 SS Ầ NK EZ
Hinh 1.4 : Sơ đồ bộ chế hoà khí K129
1:Piston bơm tăng tốc; 2:cần đẩy bơm tăng tốc; 3:pisto làm đậm; 4:đòn dẫn động; 5:van piston; 6:16 thông với khí trời; 7:vòi phun tăng tốc; 8:bướm gió; 9:họng nhỏ; 10:vòi phun làm đậm, 11:đường thông bau phao với khí trời; 12:ziclo khong khí; 13:zicld không khí không tai; 14:van kim; 15:loc nhiên liệu; l6:Rính quan sát; 17:phao xăng; 18:mút xả; 19:thân bộ chế hòa khí; 20:ziclơ chính; 21:ziclơ không tải;
22:víc điều chỉnh không tải; 23:mạch nhiên liệukhông tải; 24:lỗ trên; 25:lỗ dưới; 26:bướm ga; 27:họng lớn; 28:van kim; 29:van bi; 30:don dân động; 3I:van làm đậm
Nguyên lý làm việc của bộ chế hoà khí K129 sẽ làm việc như bộ chế hoà khí hút đơn giản nhưng nó được sự hỗ trợ của các hệ thống phụ như : hệ thống làm đậm, hệ thống không tải, bơm tăng tốc.v.v Nên bộ chế hoà khí này đáp ứng được tất cả các
yêu cầu làm việc của động cơ từ chế độ khởi động cho đến khi cần phát huy hết công
suất
Trang 14Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thông nhiên liệu động cơ 1TR-FE
1.4.2 Nguyên lý hoạt động cúa hệ thống nhiên liệu phun xăng 1.4.2.L Hệ thống phun xăng cơ khí Sơ đồ nguyên lý: Không khí Xăng Bơm xăng điện Bộ tích tụ xăng Bộ lọc không khí Bộ lọc xăng Đo lưu lượng Điều chỉnh hỗn Định lượng khí hợp phân phối Bướm ga Voi phun Đường ống nạp trước xupáp nạp Buồng cháy động cơ
Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý hệ thông phun xăng cơ khí Có thể chia các cơ cấu của hệ thống này thành 3 bộ phận:
+ Bộ phận cung cấp nhiên liệu gồm: bình chứa, bơm xăng điện, bộ tích tụ xăng, bộ lọc xăng
+ Bộ phận cung cấp không khí bao gồm: đường ống nạp và bộ phận lọc khí + Bộ phận điều khiển tạo hỗn hợp bao gồm: thiết bị đo lưu lượng khí và thiết bị định lượng nhiên liệu
Lượng không khí nạp vào xy lanh được xác định bởi lưu lượng kế Căn cứ
vào lượng khí nạp thực tế lưu lượng kế sẽ chỉ huy việc định lượng nhiên liệu cung cấp
cho động cơ Nhiên liệu được phun vào qua các vòi phun vào đường ống nạp ở ngay trên xupáp nap Lượng hỗn hợp nạp vào xylanh được điều khiến bởi bướm ga
Trang 15Bộ tích tụ xăng có hai chức năng: duy trì áp suât trong mạch nhiên liệu sau khi động cơ đã ngừng hoạt động đề tạo điều kiện khởi động đễ dàng và làm giảm bớt dao động áp suất nhiên liệu trong hệ thống do việc sử dụng bơm xăng kiểu phiến gạt
1.4.2.2 Hệ thống phun xăng điện tir Sơ đồ nguyên lý: THÔNG CẢM BIẾN CHAP HÀNH| | NHIÊN LIỆU SỐ Lưu lượng Oa ké N Cam bién tốc đô Bình chứa Công tắc |_ | * budm ga Bom dién Tm Nhiệt kế [~ Lọc xăng ‹ Vòi phi Ta Nhiệt kế mạn Đến động cơ Điều chỉnh Ub ap suat Sd HE Bộ xử lý và điều khiển trung tâm ĐIEU KHIỂN DANH LUA Cam bién ; ` Lamda Thông số chuẩn
Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý hệ thông phun xăng điều khiến điện tứ
Hệ thống phun xăng điện tử thực chất là một hệ thống điều khiển tích hợp cả hai quá trình phun xăng và đánh lửa của động cơ Hệ thống bao gồm ba khối thiết bị
sau:
Trang 16Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thông nhiên liệu động cơ 1TR-FE + Các cảm biến có nhiệm vụ ghi nhận các thông số hoạt động của động cơ
(lưu lượng khí nạp, tốc độ động cơ, nhiệt độ, tải trọng, nồng độ ôxi trong khí thải )
+ Bộ xử lý và điều khiển trung tâm: tiếp nhận và xử lý các thông tin do các cảm biến cung cấp Tín hiệu điện đưa đến từ các cảm biến sẽ được chuyền đổi thành
tín hiệu SỐ TỒi được xử lý theo một chương trình đã vạch sẵn Những số liệu cần thiết
khác cho việc tính toán đã được ghi nhớ sẵn trong bộ nhớ của máy tính đưới dạng các thông số vận hành hay đặc tính chuẩn
+ Cac tín hiệu ra của bộ điều khiển trung tâm được khuếch đại và đưa vào khối thứ ba là bộ phận chấp hành Bộ phận này có nhiệm vụ phát các xung điện chỉ
huy việc phun xăng và đánh lửa cũng như chỉ huy một số cơ cấu thiết bị khác (hồi lưu khí thải, điều khiển mạch nhiên liệu, mạch khí ) đảm bảo sự làm việc tối ưu của động cơ
1.5 UU DIEM CUA HE THONG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ SO VỚI DUNG BO
CHE HOA KHi Uu diém:
Suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ hơn vì đảm bảo chính xác hệ số thừa khong khi a, tối ưu đối với mọi chế độ hoạt động của động cơ, đều nhau trong các xi lanh
Công suất lít cao hơn với hệ số nạp lớn hơn: luôn đảm bảo góc đánh lửa và thành phần hòa khí tối ưu
Ở các chế độ chuyền tiếp động cơ hoạt động tốt hơn, đảm bảo chạy không tải
ôn định hơn
Khí thải ít độc hơn vì thành phần hòa khí được đảm bảo chính xác tối ưu đối với mọi chế độ hoạt động, chất lượng cháy tốt hơn kết hợp với xử lý khí thải trên đường thải
Hoạt động tốt trong mọi mọi điều kiện thời tiết, địa hình hoạt động, không phụ thuộc vào tư thế của xe
Có khả năng sử dụng các hệ thống và thiết bị tự chan đoán
Nhược điểm:
Cấu tạo phức tạp, có yêu cầu khắt khe về chất lượng lọc sạch nhiên liệu và
không khí Bảo dưỡng sửa chữa cần có trình độ chuyên môn cao Giá thành cao
Trang 172 GIỚI THIEU DONG CO 1TR-FE
2.1 GIGI THIEU CHUNG
Xe Toyota Innova là loại xe du lich 8 chỗ ngồi Xe được trang bị động cơ mới 1TR-FE, khung gầm xe cứng cáp cho hiệu quá lái xe ổn định Khả năng giám xóc và chống rung tốt tạo cảm giác thoải mái và êm ả cho mọi hành khách trong xe trên mọi nẻo đường
Toyota Innova có 2 loại: Innova G va Innova J
Bang:2.1
Loai xe Innova G Innova J
Dong co 2.0 lit (1TR-FE) | 2.0 lit (TR-FE) Hộp số 5 số tay 5 số tay Số chỗ ngồi | 8 chỗ § chỗ
Các thông số kỹ thuật cúa xe Ïnnova: 2.1.1 Trọng lượng và kích thước xe Bảng: 2.2
Loại xe Innova G Innova J
Trọng lượng toàn tải 2170 kg 2600 kg
Trọng lượng không tải 1530 kg 1515 kg
Dài x rộng x cao toàn bộ 4555mm x 1770mm x 1745mm
Chiêu dài cơ sở 2750 mm 2750 mm
Chiêu rộng cơ sở 1510 mm 1510 mm
Khoảng sáng gầm xe 176 mm 176 mm
2.1.2 Động cơ
Bảng: 2.3
Loại động cơ 1TR-FE
Kiéu 4 xilanh thang hang, 16 van, cam kép
Trang 18Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thông nhiên liệu động cơ 1TR-FE Hành trình piston S 86 mm Tỉ số nén 9,8
Công suất tôi đa 100Kw/5600 rpm
Mô men xoăn tôi đa 182/4000 (N.m/rpm)
Hệ thông phun nhiên liệu L-EFI
Tiêu chuẩn khí xả Euro Step 2
Cơ cấu phối khí 16 xupap dẫn động bằng xích,có VVT-i
Thời Nạp Mở 52°-0° BTDC
điểm Đóng 12°~64" ABDC
phối Xả Mở 44° BTDC
khí Đóng 8° ABDC
Độ nhớt /câp độ của dâu bôi
trơn 5W-30/API SL, SJ, EC or ILSAC 2.1.3 Khung xe Bảng: 2.4
Loại Innova G Innova J
Treo trước Độc lập với lò xo cuộn, đòn kép và
thanh cân bằng
Treo sau 4 điểm liên kết, lò xo cuộn và tay đòn bên
Phanh trước Đĩa thông gió
Phanh sau Tang trong
Bán kính quay vòng tối thiêu 54m
Trang 192.2 ĐẶC ĐIÊỄM TỎNG QUÁT ĐỘNG CƠ ITR-FE
Động cơ 1TR-FE lắp trên xe Innova của hãng Toyota là loại động cơ xăng thé hệ mới, 4 xy lanh thắng hàng, dung tích xylanh 2,0lít trục cam kép DOHC 16 xupap dẫn động bằng xích thông qua con đội thuỷ lực với hệ thống van nạp biến thiên thông
minh VVT-i
Động cơ có công suất 100Kw/5600v/p có hệ thống đánh lửa trực tiếp điều khiển bằng điện tử và hệ thống nhiên liệu phun trực tiếp điều khiển bởi ECU
2.2.1 Động cơ
ro
Hinh 2.1: Cach bé tri xupap, truc cam trén d6ng co 1:Con đội thủy lực; 2:Trục cam; 3:Xupap; 4:Voi phun
Trang 20Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thông nhiên liệu động cơ 1TR-FE Do có con đội thủy lực nên luôn duy trì khe hở xupap băng “0” nhờ áp lực của dầu và lực của lò xo
+ Nắp quy lát được đúc bằng hợp kim nhôm nhẹ, các trục cam đều được phân bố trên đầu quy lát
+ Thân máy cũng giống các động cơ cơ điển nhưng hồn thiện hơn Lốc máy được chế tạo bằng thép đúc có dạng gân tăng cứng nhằm giảm rung động và tiếng ồn
+_ Piston: được làm bằng hợp kim nhôm có kết cấu đặc biệt đỉnh piston vát hình
nón cụt Rãnh piston trên cùng có tráng lớp ôxit axit, phần đuôi piston có tráng nhựa Bảng: 2.6 Cỡ piston Điều kiện tiêu chuẩn Tiêu chuẩn 85,951 dén 95,986mm
+ Sécmăng: có 3 Sécmăng loại có ứng suất thấp secmăng khí số 1 được xử lý
PVD*, secmang khí số 2 được mạ crôm và Sécmăng dầu
Hình 2.2: Cấu tạo piston, secmăng
1:Piston; 2:Secmăng khí số l; 3 ;Secmăng khí số 2; 4 -Secmăng dau
Trang 21
Hình 2.3: Kết cấu thanh truyền
1:Thân thanh truyền; 2:Bu lông thanh truyền; 3:Nắp đâu to
+ Truc khuyu: có kết cấu khá đặc biệt, bên trong có đường dầu đi bôi trơn các
bạc lót và cổ trục Đường kính cổ trục tiêu chuẩn: 59,981 dén $59,994mm, đường kính các cô biên tiêu chuẩn: ¿52,989 đến ÿ53,002mm Hình 2.4: Kết cấu trục khuýu
1:Rãnh then lắp đĩa xích; 2:Chốt khuỷu; 3:Lỗ dâu; 4:Má khuyu; 5:Cổ trục chính 2.2.2 Cơ cấu phối khí
Cơ cấu phối khí bao gồm: cò mồ loại con lăn, cơ cấu điều chỉnh khe hở xu páp thủy lực và hệ thống VVT-i, trục cam kép DOHC 16 xupap dẫn động bằng xích
+ Cò mổ: Cò mô loại con lăn đùng 1 vòng bi kim giúp giảm ma sát, do đó cải
Trang 22Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thông nhiên liệu động cơ 1TR-FE
+ Cơ câu điều chỉnh khe hở thủy lực: duy trì khe hở xu páp luôn bằng “0” nhờ
áp lực của dâu và lực lò xo
Hình 2.6: Kết cấu con đội thúy lực
1:Piston đẩy; 2:Buông áp suất thấp; 3: Đường dâu; 4:Lò xo; 5:Buông dâu áp suất cao; 6:Lò xo van bỉ; 7: Van bỉ —_ Cam quay sẽ nén bộ pitton day và dầu trong buồng áp suất cao
—_ Khi đó cò mổ sẽ ép tới xu páp bằng cách dùng bộ điều chỉnh khe hở thủy lực làm điểm tựa - Lo xo day piston đây đi lên, van 1 chiều sẽ mở ra và dầu sẽ điền đầy vào từ buông áp suất thấp —_ Do piston được đây lên, và khe hở xu páp sẽ được duy trì không đổi bằng không 2.2.3 Hệ thống nhiên liệu
Hệ thống nhiên liệu động cơ ITR-FE đóng vai trò rat quan trọng, nó không đơn thuần là hệ thống phun nhiên liệu, nhưng nó hợp thành một 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 tương trợ lẫn nhau, kim phun hoạt động như các kim phun của các xe đời mới Khả
năng điều khiển tốt, công suất động cơ tăng, giảm tiêu hao nhiên liệu
Lượng không khí nạp được lọc sạch khi đi qua lọc không khí và được đo bởi cảm biến lưu lượng khơng khí Tỷ lệ hồ trộn được ECU tính toán và hoà trộn theo tỷ
lệ phù hợp nhất Có cảm biến ôxy ở đường ống xả đề cảm nhận lượng ôxy dư, điều khiển lượng phun nhiên liệu vào tốt hơn
Trang 23Hình 2.7: Sơ đồ hệ thông nhiên liệu động cơ 1TR-FE 1:Bình Xăng; 2:Bơm xăng điện; 3:Cụm ống của đồng hồ do xăng và bơm; 4:Lọc Xăng, 5:Bộ lọc than hoạt tính; 6:Lọc không khi; 7:Cảm biến lưu lượng khi nạp;
8:Van điện từ; 9: Môtơ bước; 10:Bướm ga; 1I:Cảm biến vị trí bướm ga; 12:Ông góp
nạp; 13:Cảm biến vị trí bàn đạp ga; 14:Bộ ổn định áp suất;l5:Cảm biến vị trí trục
cam; 16:Bộ giảm chắn áp suất nhiên liệu; 17:Ông phân phối nhiên liệu; 18: Vòi phun; 19:Cảm biến tiếng gõ; 20:Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 21:Cảm biến vị trí trục khuỷu; 22:Cảm biến oxy
2.2.4 Hệ thống kiểm soát khí xả
Hệ thống kiểm soát khí xả giúp hạn chế lượng khí thải có hại cho con người và môi trường
Các khí thải có hại: nhiên liệu bay hơi từ thùng nhiên liệu, khí lọt qua khe giữa
piston va thanh xy lanh và khí xả Vì các khí này có chứa những chất độc như: CO
Trang 24Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thông nhiên liệu động cơ 1TR-FE (cacbon oxif), HC (Hiđrô cacbon) va NO, (Nito 6xit)
CO (cacbon oxit)
"CO được sinh ra khi lượng ôxy đưa vào buồng đốt không đủ (cháy khơng hồn tồn)
2C +O, = 2CO
= Khi CO dugc hit vao trong co thể, nó hòa tan vào máu và làm han chế khả năng tải ôxy của máu Hít vào một lượng lớn CO có thể dẫn đến tử vong
HC (Hiẩrô cacbon)
= HC được sinh ra trong quá trình đốt cháy khơng hồn toàn, cũng như CO Ngoài ra HC còn sinh ra trong các trường hợp sau:
+_ Khi nhiệt độ ở khu vực dập lửa thấp, chưa đạt tới nhiệt độ bóc cháy
+ Khí nạp thổi qua trong thời gian lặp của xupap Hỗn hợp không khí nhiên liệu càng giàu càng sinh ra nhiều HC Hỗn hợp càng nghèo càng ít sinh ra HC Lượng HC sinh ra càng trở nên lớn hơn khi hỗn hợp không khí nhiên liệu quá nghèo, vì nó không cháy được
“_ Khi HC được hít vào co thé nó trở thành tác nhân gây ung thư Nó cũng gây ra hiện tượng sương khói quang hóa
NO, (Nitơ 6xit)
"NO, được sinh ra đo nitơ và ôxy trong hỗn hợp không khí nhiên liệu, khi nhiệt độ của buồng đốt tăng cao trên 1800°C Nhiệt độ của buồng đốt càng cao, lượng NO, sản sinh ra càng nhiều
" Khi hỗn hợp không khí nhiên liệu nghèo, NO, sinh ra nhiều hơn vì tý lệ ôxy trong hỗn hợp không khí nhiên liệu cao hơn Như vậy, lượng NO, sinh ra tùy theo hai yếu tố: nhiệt độ cháy và hàm lượng ôxy
N¿ + O¿; =2NO(NO;,N; NO,)
“_ Khi NO, được hít vào cơ thể, nó gây kích thích mũi và họng Nó cũng gây ra hiện tượng sương khói quang hóa
Trang 25
0
Hình 2.8: Đồ thị biến thiên nồng độ các chất ô nhiễm theo hệ số dự lượng không khí
Để giảm các chất khí có hại từ khí xả: trước hết ta dùng bộ trung hòa khí xá (TWC) làm cho các chất độc hại CO (cacbon oxit), HC (Hiđrô cacbon) và NO, (Nitơ
ôxit) phản ứng với các chất vô hại (H;O, CO;, N¿) khi luồng khí xả đi qua, với các
chất xúc tác platin, pladini, iridi, rodi Để khí xả ra ngồi mơi trường không độc hại đối với sức khỏe con người
TWC hoạt động tốt nhất với tỷ lệ hỗn hợp không khí nhiên liệu gần như lý
thuyết Vì vậy cần có hệ thống thông tin phản hồi về tỷ lệ hỗn hợp không khí nhiên liệu để giữ cho tỷ lệ này gần như tỷ lệ lý thuyết Hệ thống thông tin phản hồi về hỗn hợp không khí nhiên liệu theo dõi lượng ôxy trong khí xả bằng cách sử dụng cảm biến ôxy gắn trong đường ống xả Khi đó lượng nhiên liệu được ECU của động cơ điều chỉnh đề kiểm soát tỷ lệ hỗn hợp không khí nhiên liệu, giúp cho TWC làm việc có hiệu quả
Đối với nhiên liệu bay hơi từ thùng nhiên liệu: nhiên liệu này được hấp thụ bỡi
bộ lọc than hoạt tính Sau đó khi động cơ hoạt động, nhiên liệu trong bộ lọc than hoạt
tính và không khí được dẫn vào đường ống nạp đề đốt cháy
Trang 26Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thông nhiên liệu động cơ 1TR-FE 8 13 10 14 15 ECU
Hình 2.9: Sơ đồ hệ thống kiểm soát khí xá động cơ ITR-FE
1:Bình Xăng; 2:Bơm Xăng điện; 3:Cụm ống của đồng hồ đo xăng và bơm;
4:Lọc Xăng; 5:Bộ lọc than hoạt tính; 6:Van điện từ; 7: Bướm ga; 8 :Ông góp nạp; 9:Bộ
ổn định áp suất; 10:Bộ giảm chấn áp suất nhiên liệu; 11:Ông phân phối nhiên liệu; 12:Vòi phun; 13:Cảm biến ôxy; 14:bộ trung hòa khí xả trước; 15:bộ trung hòa khí xả phía sau
2.2.5 Hệ thống xả
Khí xả được thải ra ngồi mơi trường qua ống xả
Hệ thống xả gồm: ống góp xả và ống xả nối với nhau bằng khớp cầu Trên ống xả có các bộ trung hòa khí xả đề làm cho các chất độc hại CO (cacbon oxit), HC
(Hiđrô cacbon) và NO, (Nitơ ôxit) phản ứng với các chất vô hại (H;O, CO;, N;) khi
luồng khí xả di qua, với các chất xúc tác platin, pladini, iridi, rodi Đề khí xả ra ngồi
mơi trường không độc hại đối với sức khỏe con người
Trang 271 = e | 7
Hình 2.10: Sơ đ hệ thông xá động cơ ITR-FE
1:Bộ trung hòa khí xả; 2:Bộ tiêu âm
2.2.6 Hệ thống làm mát
Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức, nhiệt độ van hằng nhiệt mở là 80°C,
dung tích bình chứa 7,§lít
Quạt của hệ thống làm mát được điều khiển bằng khớp chất lỏng ba giai đoạn Van hằng nhiệt có van đi tắt được đặt ở phía đầu ra của két nước Hình 2.11: Hệ thống làm mát động cơ ITR-FE 1:Két nước; 2:Van hằng nhiệt; 3:Đường nước đến cổ họng gió; 4:Đường nước về 2.2.7 Hệ thống bôi trơn
Hệ thống bôi trơn kiêu cưỡng bức dùng đề đưa dầu bôi trơn và làm mát các bề mặt ma sát của các chỉ tiết chuyền động của động cơ
Hệ thống bôi trơn gồm có: bơm dầu, bầu lọc dầu, cácte dầu, các đường Ống dầu sẽ từ cácte được hút bằng bơm dầu, qua lọc dầu, vào các đường dầu dọc thân máy vào trục khuỷu, lên trục cam, từ trục khuỷu vào các bạc biên, theo các lỗ phun lên
thành xylanh, từ trục cam vào các bạc trục cam, rồi theo các đường dẫn dầu tự chảy về cácte
Trang 28Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thông nhiên liệu động cơ 1TR-FE 2.2.8 Hệ thống đánh lửa
Hệ thống đánh lửa được điều khiển bằng điện tử ECU đánh lửa trực tiếp Mỗi
xylanh có một bugi loại đầu dài và một cuộn dây đánh lửa được điều khiển bằng mạch
bán dẫn dùng transitor Hệ thống đánh lửa điện tử luôn luôn gắn liền với hệ thống
phun nhiên liệu, nó điều khiển tia lửa, góc đánh lửa luôn phù hợp với góc phun của nhiên liệu nhờ các cảm biến đề thực hiện quá trình đốt cháy tốt hơn và nhiên liệu được
cháy hoàn toàn, ít tốn nhiên liệu, tăng công suất động cơ, chất thải ít độc hại 2 3 4 AM2 IG2 e BUGI IGT GTI GN) IGF1 11 © NO ate TH ) 6 9
Hình 2.12: Sơ đồ hệ thông đánh lứa động cơ ITR-FE
1:Cẩầmu chì dòng cao; 2:Khóa điện; 3:Câu chì: 4:Cuộn đánh lửa số 1; 5:Cuộn đánh lửa số 2; 6:Cuộn đánh lửa số 3; 7:Cuộn đánh lửa số 4; 7,8:Bọc chống nhiễu;
9:Cảm biến vị trí trục khuỷu; 10:Cảm biến vị trí trục cam; II: Bộ lọc ân
Trang 29ECU can cw vào tín hiệu nhận được từ cảm biên vị trí trục khuỷu và căn cứ vào
góc đánh lửa cơ sở đã ghi sẵn trong bộ nhớ cũng như trong các thông số hiệu chỉnh dé
xác định góc đánh lửa sớm cho động cơ Việc tạo ra các tín hiệu dạng xung để cung
cấp dòng điện cho cuộn dây đánh lửa được lập trình sẵn để các cuộn dây cung cấp dòng điện trong thời gian định mức trước với giá trị tính toán để đảm bảo cho:
Từ thông sinh ra trong các cuộn dây đạt giá trị lớn nhất, đảm bảo cuộn dây đủ năng lượng đề đánh lửa
Điều khiển sự phát ra và chấm dứt tia lửa được ECU tính toán sau khi các dữ
liệu được nhập vào bởi: + Tốc độ động cơ
+ Cảm biến vị trí trục khuyu + Cảm biến vị trí trục cam
+ Cảm biến nhiệt độ động cơ + Cảm biến vị trí bướm ga + Cảm biến vị trí bàn dap ga + Cảm biến kích nổ
2.2.9 Hệ thống khởi động
Hệ thống khởi động bằng điện với phương pháp điều khiển gián tiếp bằng rơle điện từ
Để tránh khả năng không kịp tách bánh răng ra khi động cơ đã nô, người ta làm kiểu truyền động một chiều bằng khớp truyền động hành trình tự do loại cơ câu cóc
Hình 2.13: Kết cầu máy khởi động
1:Bánh răng máy khởi động; 2:Cuộn giữ, 3:Cuộn đẩy; 4:Vành tiếp điển; 5:Ắc quy
Khi người lái đóng khóa điện, dòng điện sẽ đi vào cuộn đẩy mà lõi thép của nó được nối với cần gạt Cuộn dây có điện trở thành nam châm hút lõi thép sang phải,
Trang 30Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thông nhiên liệu động cơ 1TR-FE đồng thời làm quay cân gạt dịch chuyên bánh răng truyên động vào ăn khớp với bánh
đà
Khi bánh răng của khớp truyền động đã vào ăn khớp với bánh đà, thì vành tiếp điểm cũng nối các tiếp điểm, đưa dòng điện vào các cuộn dây của máy khởi động Máy khởi động quay, kéo trục khuỷu của động cơ quay theo Khi động cơ đã nổ thi người lái nhả khóa điện, các chỉ tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của lò xo hồi vị
2.2.10 Hệ thống nạp
Hệ thống nạp dùng một bộ điều áp để điều chỉnh điện mà nó tạo ra bỡi sự quay
của cuộn day rôto và nạp điện vào ắc quy 5 BH ng 1ổ1 6 I fo | aut) === ALD ECU
Hình 2.14: Sơ đồ hệ thống nạp động cơ ITR-FE
1: Máy phát ; 2:Bộ tiết chế; 3,7:Câầu chì; 4:Đèn báo nạp; 5:Khóa điện;
6,8,9:Cau chì dong cao; 10:Cu6n Stato; 11:Cuén day Roto
Trang 313 TÍNH TỐN NHIỆT 3.1 CÁC SÓ LIỆU BAN ĐẦU
Bảng 3.1 Thông số ban đầu Tên thông số Ký hiệu Thứ Giá trị nguyên Công suât có ích N Kw 100 Tỷ số nén E 9,8 Số vòng quay n Vòng/ phút 5600 Đường kính xi lanh D mm 86 Hanh trinh piston S mm 86 Số xi lanh i 4 Số kỳ 1 4 Góc mở sớm xupáp nạp on Độ 52°~0° Góc đóng muộn xupáp nạp > Độ 12°~64° Góc mở sớm xupáp thải 03 Độ 449 Góc đóng muộn xupáp thải 4 Độ g0 3.2 CÁC THÔNG SÓ CHỌN _ Bảng 3.1 Thông số chọn Tên thông sô Ký hiệu Thứ nguyên Giá trị Áp suất khí nạp Py MN/mˆ 0,1 Nhiệt độ khí nạp Ty K 298
Hệ sô dư lượng không khí a 1
Áp suất cuối ky nap P, MN/m? 0,0847
Áp suất khí sót P MN/m? 0,11
Nhiệt độ khí sót T, K 900
Độ sây nóng khí nạp mới AT 8
Chỉ sô đoạn nhiệt m 1,5
Hệ số lợi dụng nhiệt tai z & 0,865
Hệ số lợi dụng nhiệt tại b & 0,95
Ty so tang ap À 4
Trang 32
Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thông nhiên liệu động cơ 1TR-FE Hệ số nạp thêm Àì 1,02 Hệ sô quét buông cháy do 1 Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt he 1,17 Hệ số điền đầy đồ thị od 0,968
Trang 33Trong đó: Thanh phan trong | kg nhiên liệu [kg] | Khôi lượng |_ Nhiệt trị Nhiên liêu phân tử t„ | thấp Qy C H oO ; [kg/kmol] [kj/kg] Xang 0,855 0,145 0 110 - 120 43.995 Vậy:
o= —! (ce 4 O45 3) =0, 5119 [kmol không khí/kg nhiên liệu] 0,21 12 4 32
Trang 34Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thông nhiên liệu động cơ 1TR-FE Trong đó: ant +47, _ 19/806+21,5010.0,0513 _ 19,8887 l+y, 1+0,0513 bo +b : pad +b,7, _ 0,00419+ 0,0031.0,0513 =0/0041 1+7, 1+0,0513 Vay: bị 0.0041 mC, = al, + -T,=19/8887+ 338,1786 = 20,6132[KJ/KmoLK]
- Chi sé nén da bién trung bình nụ:
Chỉ số nén đa biến phụ thuộc rất nhiều thông số kết cầu và thông số vận hành như kích thước xy lanh, loại buồng cháy, số vòng quay, phụ tải, trạng thái nhiệt của động cơ 8,314 nề =l+ [3.9] a a, +r fen" + 1) 8,314 0,004208 Tn 119,88613+ 341016208" +1)
Trang 35Tính số mol sản phẩm cháy M; [kmol/kg nhiên liệu]:
Mạ =M,+AM
M, =0,5202+ 0,0279= 0,5482[kmol/kg nhiên liệu]
Hệ số biến đồi phân tử lý thuyết /, M; By = M, M, › p, Ma = 055482) 9537 M, — 0,5202 Hệ số biến đồi phân tử thực tế Ø 8, +7, I+y, _ 10537 + 0.0513 7 1+0,0513 =1,0510 Hệ số biến đồi phân tử /, tại z 8,-lế, l+y, Sp ¡„ L0537—1 0,865 1+0,0513' 0,95 B.=\+ B= =1,0465 Tinh hé s6 toa nhiét x, tai z: x, = & Š x, = 22 = 2865 &, 0,95 _9 9195 Tổn that nhiệt do cháy không hòan toàn AQ¡: AQu = 120000(1-.)Mo
Do déng co phun xang a = 1 nên AQ¡ =0
Trang 36Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thông nhiên liệu động cơ 1TR-FE Ms 2) ata x,) „mà 8, a, us, tổ Jean x.) 21501005482 09106: +19,8887.0,5202(1 —0,9105) a" = 00513 =21,3699 0 54800 9105 +5 lan)" 0,5119(I— 0.9105) lan) cfs} pre Bo M im oh) x,) ° 0,051 = ) + 0,004 1.0,5202(0,9105—1) 0,003 L0548 09105 + > 0,05 3) + 0,5202(0,9105—1) bt = =0,0031 05464 09105 + >
- Nhiệt độ cực đại của chu trình T; [”K] Nhiệt độ cực đại tính theo phương trình cháy:
Š,(Óu TAOn), — vn xen mã +ínC) T = Ø,m.C" T, [3.20] Đưa về dạng phương trình bậc hai: AT? +BT, + =0 Động cơ A B Cc Động cơ đánh lửa ÿB,bj, | B;.a„ | _š;(Q,-AQ,) M,.(1+7,) cưỡng bức A= B.b"= 1,0465.0,0031 = 0,0033 B = B,.a’, = 1,0465 21,3699= 22,3630 _Šz(Qu —AQu) _ 0.865(43995=0) _ 69579 3813 M,.(1+y,) 0,5202.(1 + 0,0513) Vay phuong trinh bac hai: 0,00337/ + 22,36307, — 69579,3813 =0 Giải phương trình ta có: T, = 2319,3607 [°K]
- Ap suất cực đại chu trinh P, [MN/m']
Trang 37p.=p.-_ˆ Ø.[MNInŸ] [3.21] 2319,3607 P,= 19731 803,8823 1,0465 = 5,9575[MN/m°] 3.3.4 Quá trình giãn nở -_ Tỷ số giãn nở sớm p: p=l [3.22] -_ Tỷ số giãn nở sau ö: õ=e=9,8 [3.23]
-._ Kiểm nghiệm lại trị số nạ:
Chọn trước nạ, tính lặp nạ theo công thức: 8314 n,-1= ; ; 3.24 2 K,=Šš;)Q,-AQ,) | or, BE (T,+T,) B24] M, (1+ y, )B.(T, -T,)) 2 Trong do: T, = T, gmt [°K]
Trang 39Tuỳ theo động cơ và tỷ số S/D, loại buồng cháy (động cơ Diesel) tra các giá tri a, b theo bảng sau: Động cơ a b S/D> 1 0,048 | 0,01512 S/D <1 0,039 | 0,01320 Động cơ xăng
Động cơ phun xăng 0,024 0,0053
Trang 40Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thông nhiên liệu động cơ 1TR-FE -_ Thể tích công tác của động cơƒ, [dm”] — N,.30z p.án , = 100.304 1,0718.4.5600 9.4998 [dmÌ| V,, [3.37] -_ Kiểm nghiệm đường kính xi lanh D,[dm] p, = [2% aS [3.38] D= (324225 — 0 g604[dm], 3,14.0,86 Sai lệch: AD =|D, - DỊ = |85.04— 86|=0,04 < 0,1[mm] 4 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC 4.1 XÂY DỰNG ĐỎ THỊ CÔNG
4.1.1 Xây dựng đường cong áp suất trên đường nén
Ta có: phương trình đường nén đa biến: p.V"! = conts, do đó nếu gọi x là điểm bất kỳ trên đường nén thì: BV = Di Vit nx Từ đó rút ra : Puy = Dạ: V, Ừ, © x Dat: i = Khi đó, áp suất tại điểm bất ky x: P Pre = 1 [MN/m”] [4.1] Ở đây: p.=Pp,.e”- ap suất cuối quá trình nén Trong đó:
Da - áp suất đầu quá trình nén
Động cơ không tăng áp: p, = (0,8 + 0,9)p, Chọn: p„=0,847p, Trong đó:
Du áp suất trước xúpáp nạp