Đề tài tốt nghiệp hệ thống thông khí ô tô

I.GIỚI THIỆU A LỊCH SỬ B HIỆN TẠI C NHỮNG YÊU CẦU MỚI VỀ KHÍ THẢI A LỊCH SỬ 1 NGUYÊN NHÂN PHÁT TRIỂN 2 NHỮNG YÊU CẦU TẠI THỜI ĐIỂM BẮT ĐẦU NGUYÊN NHÂN PHÁT TRIỂN XE VÀ Ô NHIỄM NHỮNG NGUỒN KHÍ XẢ TỪ Ô TÔ CÁC LOẠI KHÍ THẢI Ô NHIỄM  XE VÀ Ô NHIỄM  Khí xả từ xe cá nhân, xe chuyên dùng, xe vận chuyển V.V  Khí xả từ hàng triệu phương tiện đường, cộng thêm nhiều ống xả từ nhà máy V.V Khí thải xe buýt Khí thải công nghiệp  XE VÀ Ô NHIỄM  Sự lưu thông đan chéo nhau, số lượng phương tiện giao thông tăng lớn  Tàn tích chiến tranh V.V Giao thông Chiến tranh  XE VÀ Ô NHIỄM CÁI NHÌN TỔNG QUAN VỀ SỰ Ô NHIỄM Thực tế Điều mong muốn Những nguồn khí xả từ ô tô  Ô nhiễm từ ô tô đến từ khí thải trình động hoạt động, từ bay nhiên liệu nhiên liệu Quá trình cháy khí thải  Quá trình cháy hoàn hảo Nhiên liệu + khí ( oxi + nitơ) cacbon điôxít (CO2) + nước + N2  Quá trình cháy không hoàn hảo Nhiên liệu + khí (oxi + N2 + chất khác ) CO2 + nước + HC + NOx +CO Những loại khí thải ô nhiễm Hidrocacbon (HC): Là kết trình cháy không hết hòa khí HC phản ứng với N2 + O2, với ánh sáng tạo Ozone tầng thấp, Ozone gây kích thích mắt, làm giảm thị lực, gây hại cho phổi gây bệnh hô hấp Một số chất HC gây bệnh ung thư Dự toán Total HC and NOx Emissions in Japan (FY1996=100%) Những loại khí thải ô nhiễm • Nitơ oxít (NOx ) Dưới áp lực nhiệt độ cao buồng đốt, Nitơ Oxy khí thải phản ứng tạo thành NOx Cũng HC, NOx gây ảnh hưỡng đến tầng Ozone nguyên nhân tạo mưa Axít B ĐIỀU KHIỂN KHÍ THẢI VAN EGR Sự giám sát Khí thải ô tô phát triển nghiêm túc, xác; song song với nhu cầu kinh tế, lợi ích nhiên liệu Van EGR công nghệ sử dụng để giảm thiểu khí thải động B ĐIỀU KHIỂN KHÍ THẢI BỘ PHẬN CHUYỂN ĐỔI XÚC TÁC Bản chất TWC hoàn thành trình oxy hóa HC CO, giảm NOx Chuyển thành CO2 va N2 B ĐIỀU KHIỂN KHÍ THẢI HOẠT ĐỘNG Cấu tạo thành phần lọc gồm :  Platin/Palađi: xúc tác oxy hóa HC, CO  Rôđi : xúc tác giảm NOx  Cerium: xúc tiến trình Oxy hóa Khi khí thải qua TWC, khí thải tiếp xúc bề mặt hoạt tính Khi nhiệt độ khí thải TWC tăng lên, trình hóa học bắt đầu xảy B ĐIỀU KHIỂN KHÍ THẢI HOẠT ĐỘNG Hoạt động Bộ chuyển đổi xúc tác phụ thuộc vào nhân tố quan trọng : nhiệt độ động điều kiện khí nạp Ở nhiệt độ 550oF TWC bắt đầu hoạt động nhƣng 750oC bắt đầu xúc tác làm Hệ thống chuyển khí CO, để giảm khí NOx; khí để giảm bớt HC CO B ĐIỀU KHIỂN KHÍ THẢI ĐIỀU KIỆN HOẠT ĐỘNG KHÔNG TẢI Để TWC nhận đƣợc điều kiện khí nạp tốt, hệ thống điều khiển không tải thiết kế để liên tục cho tỉ lệ hỗn hợp khí/xăng giàu mức độ nhỏ Nồng độ khí CO Oxy khí thải kết hợp với tỉ lệ hòa khí Khi Hòa Khí Nhạt Hơn Mức Chuẩn Nồng độ Oxy khí thải cao, CO giảm Tạo môi trƣờng hoạt động Oxy hóa xúc tác mức cao Trong suốt trình hòa khí nhạt, xúc tác dự trữ oxy ( cerium), làm tăng xúc tác oxy hóa Khi Hòa Khí Đậm Hơn Mức Chuẩn Nồng độ CO cao, Oxy giảm Tạo môi trƣờng giảm NOx (tại rôđi ) cao Với hòa khí thiếu Oxy xúc tác nhả Oxy thêm để đẩy nhanh trình oxy hóa khử B ĐIỀU KHIỂN KHÍ THẢI Cảm Biến Oxy ECM sử dụng CB Oxy để nhận biết tỉ lệ khí/xăng cho chuyển đổi xúc tác Dựa vào tín hiệu CB Oxy, ECM định lƣợng phun xăng vào nguồn khí nạp Có loại CB Oxy chính: CB nhận biết phạm vi hẹp, gọi đơn giản CB Oxy CB nhận biết phạm vi lớn, CB tỉ lệ khí/xăng OBD II đòi hỏi CB Oxy CB tỉ lệ A/F, trƣớc xúc tác CB Oxy, sau xúc tác B ĐIỀU KHIỂN KHÍ THẢI Cảm Biến Oxy Khi có O2 khí thải, sai lệch nồng độ O2 so với khí lớn Sẽ tạo điện cao Và ngƣợc lại Khi O2 khí thải cao, điện CB Oxy thấp, hòa khí nhạt Khi O2 khí thải thấp, điện CB Oxy cao, hòa khí đậm B ĐIỀU KHIỂN KHÍ THẢI Cảm Biến Oxy Từ nồng độ oxy, ECM xác định tỉ lệ A/F đậm nhạt điều chỉnh tỉ lệ cho phép Hòa khí đậm tiêu thụ gần nhƣ hết Oxy, tín hiệu điện cao, từ 0.6-1.0V Hòa khí nhạt tiêu Oxy sau trình nổ, tín hiệu điện thấp 0.4-0.1V Theo lý thuyết, hòa khí A/F là: 14.7:1, điện 0.45V B ĐIỀU KHIỂN KHÍ THẢI Nhiệt Độ Và Tín Hiệu Điện Thế Cb Oxy Khi lạnh, cảm biến Oxy hoạt động nhƣ điện trở chờ đến nhiệt độ định hoạt động Ở nhiệt độ 400’C(7500’F) cảm biến hoạt động xác Cần phải sƣỡi ấm cảm biến điện trở, đƣợc điều khiển ECM Các dạng tín hiệu cảm biến oxy B ĐIỀU KHIỂN KHÍ THẢI HỆ THỐNG KHÍ XẢ BAY HƠI Có khoảng 20% HC thất thoát từ nguồn khí thải bay Hệ thống lƣu giữ xử lý xăng, để tránh nhiên liệu thoát Khí thải đƣợc dẫn vào buồng nạp, hòa trộn vào hòa khí Hệ thống giám sát áp lực thùng xăng không cho xăng bay B ĐIỀU KHIỂN KHÍ THẢI HỆ THỐNG KHÍ XẢ BAY HƠI VSV thƣờng đóng đƣợc điều khiển đóng mở theo chu kỳ cách xác đề cung cấp lƣợng khí thoát vào buồng đốt Bởi hệ thống sử dụng cửa thoát chân không, cung cấp mức độ cầm chừng điều kiện cho phép hòa kihí đậm ECM sử dụng tốc độ động cơ, lƣợng khí nạp, nhiệt độ động cơ, cảm biến oxy để điều khiển hoạt động EVAP THEO DÕI HỆ THỐNG Bằng cách theo dõi CB oxy, xung phun xăng, ECM kiểm tra giảm nồng độ oxy, độ rộng xung phun xăng, để thu nhận tín hiệu cho trình làm đậm hòa khí Và ECM kiểm tra hƣ hòng van thoát (purge valve) để báo lƣu đến DTC thông báo cho OBD-II biết B ĐIỀU KHIỂN KHÍ THẢI HỆ THỐNG THÔNG TRỤC KHUỶU Trong hoạt động động cơ, khí cháy lọt xuống trục khuỷu, có khoảng 70 đến 80% khí không cháy( nƣớc khí thải khác) gây số tác hại nhƣ: - làm bẩn dầu bôi trơn, dầu bôi trơn bị biến chất - Cản trở chuyển động tịnh tiến piston - Áp suất hộp trục khuỷu đẩy nhớt qua phốt làm kín - Trƣớc đây, xe đƣợc gắn ống khí vào hộp trục khuỷu để khí thoát khí quyển, gây ô nhiễm môi trƣờng không tận dụng đƣợc nhiên liệu có Mặt khác xe chạy chậm lƣợng khí thải bị lọt xuống hộp trục khuỷu tăng lên nhƣng không đƣợc thải hoàn toàn lúc vận tốc xe nhỏ, độ giảm áp đầu ống nhỏ B ĐIỀU KHIỂN KHÍ THẢI HỆ THỐNG THÔNG TRỤC KHUỶU Hệ thống PCV -Ở loại này, toàn khí hộp trục khuỷu đƣợc hệ thống đƣa đƣờng nạp chung với lƣợng khí nạp vào động để đốt cháy -Khi dùng hệ thống này, hiệu thông gió cao nhƣng đƣa nhiên liệu khí cháy đƣờng nạp dễ làm bám bẩn Xu-pap xi- lanh VAN PCV: - Nếu lƣợng khí từ Cac-te chứa nhớt đƣợc phép thổi vào ống nạp lúc với số lƣợng khí hỗn hợp làm việc không đƣợc ổn định không thích hợp với yêu cầu làm việc động Đồng thời để ngăn chặn cháy ngƣợc từ ống nạp đến hộp trục khuỷu, ngƣời ta lắp thêm vào hệ thống van PCV Van có nhiệm vụ điều hoà lƣợng từ cacte vào hệ thống nạp động B ĐIỀU KHIỂN KHÍ THẢI VAN PCV Chế độ cầm chừng, khí vận chuyển yếu, chân không cổ góp hút cao Khiến trục PCV kéo lên hoàn toàn ( thắng lực lò xo) Cho khí thải qua cách từ từ Tải thấp, trục PCV vị trí trung tâm hành trình Cho phép lượng khí thải ổn định qua, vào buồng đốt Cầm chừng, chưa đạp ga Đạp ga, chạy tải cao, Khí thải cao Trục mở rộng Trong tải cao, lượng khí thải cao vượt giới hạn van PCV, khí qua ống thông vào buồng đốt Tải thấp B ĐIỀU KHIỂN KHÍ THẢI VAN PCV Động tắt van đóng hoàn toàn, khí thải giữ lại bên hộp trục khuỷu [...]... những thông số phù hợp cho những dòng xe a- đến 30/09/1999 ( có tác dụng với động cơ phun xăng gián tiếp ) b- 01/2011 tác dụng với tất cả mẫu xe c- và NMHC = 0.068 g/km d- chỉ áp dụng cho động cơ phun xăng trực tiếp e- 0.0045 g/km sử dụng cho tiến trình đo lƣợng PM ( bụi, hạt nhỏ li ti) II HỆ THỐNG KHÍ THẢI Ô TÔ A ĐIỀU KHIỂN KHÍ NẠP B ĐIỀU KHIỂN KHÍ THẢI A ĐIỀU KHIỂN KHÍ NẠP TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC KHÍ... đƣờng khí đi tắt, cảm biến bƣớm ga, các ống chân không giúp tác động làm hoạt động thiết bị khí xả A ĐIỀU KHIỂN KHÍ NẠP LỌC KHÍ Lọc khí gắn chung vào thân bƣớm ga, dùng để lọc lấy không khí sạch và mát, đƣa vào cổ góp Bên trong lọc khí, chi tiết lọc đƣợc gấp nếp, có thể lọc khí và giảm tiếng ồn Sau lọc khí có cảm biến đo lƣu lƣợng gió A ĐIỀU KHIỂN KHÍ NẠP CẢM BIẾN LƢU LƢỢNG GIÓ Van đo lƣu lƣợng một... chóng của khí CO2 trên toàn cầu, và gây ra rất nhiều thảm họa về thiên nhiên, thiệt hại về ngƣời và của rất lớn CÂU HỎI LỚN VÀ SỰ RA ĐỜI  1970: Chính sách bảo vệ môi trƣờng ra đời do THE ENVIRONMENT PROTECTION AGENCY ( EPA) tổ chức Chính sách có hiệu lực từ năm 1970  1970: Các nhà sản xuất ô tô, bắt đầu cải tiến động cơ và trang bị lại hệ thống điều khiển khí nạp và khí xả  1975: Thành công đầu tiên,... 1975: Thành công đầu tiên, đánh dấu sự ra đời hệ thống chuyển đổi xúc tác ( EGR), tạo ra chất xúc tác làm giảm nồng độ chì trong khí thải, và giảm nox Và hệ thống EGR đƣợc đăng ký bản quyền của JOHNSON MATTHEY  1980 – 1981: Đây là cột mốc quan trọng, tuân theo những yêu cầu khắc khe về khí thải, nhiều nhà sản xuất đã cãi tiến một cách tốt nhất hệ thống khí xả Kết quả cải tiến đó đã tạo ra BỘ PHẬN XÖC...Những loại khí thải ô nhiễm Cacbon monoxít ( CO ): Là sản phẩm của sự nổ không hoàn toàn và xuất hiện khi Cacbon phản ứng với Oxy trong điều kiện nhiệt độ và áp lực cao, và thiếu Oxy Môi trƣờng nhiều CO sẽ gây rối loạn nhịp tim, tắt nghẽn lƣu thông máu trong cơ thể, thƣờng là nguyên nhân gây ra bệnh tim trong các thành phố lớn Những loại khí thải ô nhiễm • Cacbon điôxít Trong những năm gần... KHÍ NẠP A ĐIỀU KHIỂN KHÍ NẠP CỔ GÓP HÖT Ống góp hút được gắn chặt vào phần đầu khối xy lanh Thiết kế của cổ góp phụ thuộc vào những công dụng của nó Thông thường cổ góp được làm bằng hợp kim nhôm Trên động cơ chế hòa khí, cổ góp hút chứa chế hòa khí Với động cơ EFI thì trên cổ góp mang nhiều cảm biến và bướm ga A ĐIỀU KHIỂN KHÍ NẠP BƢỚM GA Thân bƣớm ga mang cánh bƣớm ga, đƣờng khí đi tắt, cảm biến... ECU)  Công dụng của bộ xúc tác là: chuyển đổi CO và HC thành CO2 và H 2O; tách NOx thành N2 và O2 NHỮNG TIÊU CHUẨN KHÍ THẢI Xe hơi, xe tải nhỏ T1 Bậc 1 Xe tải trung bình TLEV Mức chuyển tiếp khí thải thấp LEV Phƣơng tiện khí thải thấp ULEV Phƣơng tiện khí thải thấp hơn SULEV Phƣơng tiện khí thải siêu thấp ZEV Phƣơng tiện khí thải mức 0 (zero) Xe tải nặng, lớn NHỮNG TIÊU CHUẨN KHÍ THẢI Tiêu chuẩn khí thải... KHIỂN KHÍ NẠP CẢM BIẾN ÁP LỰC KHÔNG KHÍ ( MANIFOLD ABSOLUTE PRESSURE-MAP) A ĐIỀU KHIỂN KHÍ NẠP CẢM BIẾN ÁP LỰC KHÔNG KHÍ ( MANIFOLD ABSOLUTE PRESSURE-MAP) Khi muốn kiểm tra định mức của cảm biến, thì kết hợp với bảng trên để xác định mức chuẩn từng khu vực A ĐIỀU KHIỂN KHÍ NẠP ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ CẦM CHỪNG BẰNG VAN ISC VAN ISC Kiểm soát động cơ bằng cách điều chỉnh lƣu lƣợng khí qua đƣờng đi tắt khí bƣớm... cho động cơ ECM sẽ tính đƣợc thời lƣợng phun, góc đánh lửa sớm A ĐIỀU KHIỂN KHÍ NẠP CẢM BIẾN ÁP LỰC KHÔNG KHÍ ( MANIFOLD ABSOLUTE PRESSURE-MAP) Dùng xác định lƣu lƣợng khí nạp, bằng cách theo dõi “áp lực tuyệt đối cổ góp” Cảm biến chứa một chíp điện áp silicôn và mạch bên trong (IC) Chân không tuyệt đối ở một phần chíp, áp lực khí cổ góp hút ở một phần chíp Khi áp lực trong cổ góp thay đổi chíp bị cong... đi tắt, cho khí đi vào buồng nạp A ĐIỀU KHIỂN KHÍ NẠP ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ CẦM CHỪNG BẰNG VAN ISC Mạch điều khiển van ISC ( idle system control ) A ĐIỀU KHIỂN KHÍ NẠP ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ CẦM CHỪNG BẰNG VAN ISC Các Cảm Biến Tốc độ động cơ (NE) Góc bƣớm ga ( IDL) Tốc độ xe (SPD) Công tắc trung gian (NSW) Công tắc đánh lửa (STA) Máy điều hòa (A/C) Tải động cơ ( ELS) Điện áp bình (+B) A ĐIỀU KHIỂN KHÍ NẠP Các