hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

Hệ thống nhiên liệu trên ô tô là một hệ thống không thể thiếu. Nó hòa chộn và cung cấp nhiên liêu cho động cơ phù hợp với những chế độ tải trọng của động cơ. Trên động cơ xăng thường trang bị một trong hai hệ thống sau HTNL dùng bộ chế hòa khí HTNL phun xăng điện tử I. ĐỘNG CƠ XĂNG SỬ DỤNG BỘ CHẾ HÒA KHÍ. 1. Sơ đồ cấu tạo và chức năng của các bộ phận 1.1 Sơ đồ HTNL. Thùng xăng>Lọc xăng> bơm xăng>CHK>Động cơ 1.2 Cấu tạo và chức năng của các bộ phận của hệ thống a. Lọc xăng. Được đặt giữa thùng nhiên liệu và bơm xăng để loại bỏ các căn bẩn hoặc nước trong xăng nước và cặn bẩn đọng ở dưới đáy lọc Lọc nhiên liệu phải được thay thế định kỳ b. Bơm xăng. Là loại bơm cơ khí nó có hai van một chiều một van nạp và một van xả nó còn có một đường nạp và một đường xả, tay đòn tỳ lên cam quay khi kéo màng da đi xuống mở van nạp và đóng vả xăng nạp vào trong bơm, khi tay đòn đi xuống đẩy màng da đi lên đóng van nạp và mở van xả xăng được đưa tới bình xăng con khi bộ chế hòa khí thừa xăng thì lúc này xăng hồi về đường ống hồi c. Chế hòa khí. Là bộ phận hòa chộn không khí và xăng cung cấp cho động cơ

Trang 1

Khổng Vũ Quảng - HTNL và TĐĐC tốc độ ĐCĐT

Học phần TE3040

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU VÀ TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH

TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Trang 2

GIỚI THIỆU SƠ QUA MỘT VÀI NÉT VỀ CÁC HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ XĂNG VÀ DIESEL

?

Trang 3

Vai trò của HTNL trong động cơ:

• Cung cấp lượng nhiên liệu hoặc hỗn hợp nhiên liệu và không khí cho đc phải đảm bảo đủ và đúng về lượng và chất, cháy đúng lúc và cháy hoàn toàn để đc làm việc êm, tốc độ tăng áp suất (p/)min, tính kinh tế và tính hiệu quả được cải thiện… Trong đó:

- Ne thể hiện lượng nhiên liệu cung cấp đối với đc diesel còn đc xăng được tính theo lượng hỗn hợp.

- Tính kinh tế e tăng (ge giảm) nói nên khả năng chuyển nhiên liệu thành công có ích (e-xăng = 33÷20 ge = 260380

g/kW.h; e-diesel = 43÷30 ge = 200285 g/kW.h).

• Tự động điều chỉnh tốc độ đc: để đảm bảo cho đc làm việc ổn định ở 1 tốc độ nhất định khi tải ngoài thay đổi.

Trang 4

- ĐC xăng ( chỉ nằm trong khoảng từ 0,6 đến 1,2), vì hỗn

hợp khí được hình thành từ bên ngoài xylanh (trừ động cơ phun xăng trực tiếp) Do vậy, điều chỉnh tải trọng phải dùng phương pháp điều chỉnh lượng hỗn hợp cung cấp bằng bướm tiết lưu hay còn gọi là bướm ga trên đường nạp.

- ĐC diesel ( rất rộng từ 1,2÷10), do hỗn hợp được hình

thành từ bên trong xylanh, nên hỗn hợp của diesel không đồng nhất, nên để điều chỉnh tải, người ta dùng phương pháp điều chỉnh chất – thay đổi thành phần khí hỗn hợp bằng cách chỉ thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp.

Trang 5

6

7 5

6

7 5

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU SỬ DỤNG BỘ CHẾ HÒA KHÍ

Sơ đồ nguyên lý HTNL dùng chế hòa khí

Bố trí HTNL trên xe máy

Bộ chế hòa khí lắp trên xe Super Dream

Trang 6

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU SỬ DỤNG BỘ CHẾ HÒA KHÍ

Bố trí hệ thống nhiên liệu trên động cơ xe Attila

Trang 7

Sơ đồ hệ thống phun xăng điều khiển điện tử

HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ

Trang 9

Sơ đồ bố trí HTNL trên xe SH

Trang 10

Trang 11

Sơ đồ hệ thống phun xăng điều khiển điện tử sử dụng trên xe Toyota Corola atist

Trang 12

Sơ đồ hệ thống phun xăng điều khiển điện tử sử dụng trên xe ôtô

Trang 13

Đặc điểm bố trí hệ thống phun xăng trực tiếp trên

động cơ M278 của Mercedes-Benz

Trang 14

Sửa chữa xe CAT 773D – 96 tấn tại mỏ Cao Sơn – Cẩm Phả, QN

CATERPILLAR (CAT)

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL

Trang 15

Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ CAT

Trang 16

Trang 17

Nguyên lý làm việc của HTNL của động cơ CAT

Trang 18

Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ Volvo D9A

Trang 19

HTNL tÝch ¸p

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL

Trang 20

Trang 21

Fuel Tank

Injector

NE Signal

G Signal Various Signals

Common-rail

Fuel Cooler

Pressure Switch

Fuel Filter Fuel System

Warning Light

Other Injectors

EDU

SCV: Suction Control Valve;

Trang 24

Mục đích học phần:

Trang bị những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, kiểm tra điều chỉnh đối với hệ thống nhiên liệu (HTNL) và bộ điều tốc của động cơ xăng và động

cơ diesel.

Đối tượng học:

Sinh viên ngành CKĐL – năm thứ 4 hoặc 5, sau khi

đã được học học phần: Nguyên lý động cơ đốt

trong/Lý thuyết động cơ ôtô

GIỚI THIỆU VỀ HỌC PHẦN TE3040

Trang 25

 Bơm cao áp (bơm dãy, bơm phân phối)

 Vòi phun

 Một số loại vòi phun và bơm cao áp khác

 Các cụm khác của HTNL

 HTNL Common Rail

 Tính ổn định trong chế độ làm việc của ĐCĐT

 Điều kiện cần lắp ĐT trên ĐCĐT

 Phân loại

 ĐT cơ khí trực tiếp

 ĐT gián tiếp

 Đặc tính tĩnh của phần tử cảm biến bộ ĐT

 Các thông số đánh giá trạng thái tĩnh của bộ ĐT

 Tính toán tĩnh học của bộ

bộ ĐT cơ khí

 Động học của bộ ĐT cơ khí trực tiếp

 Hệ thống tự động điều chỉnh tốc độ động cơ

Trang 26

2 Tài liệu tham khảo:

- Nguyên lý động cơ, Nguyễn Tất Tiến, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội 2000

- Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong (tập III), Nguyễn Đức Phú, Nguyễn Tất Tiến

- Hệ thống phun xăng điện tử dùng trên xe du lịch, Hoàng Xuân Quốc, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật

- Các bài báo trong nước và quốc tế

- Sách tiếng anh.: Gasoline-Engine Management, Diesel-Engine Management, Automotive Gasoline Direct-injection Engine, Direct injection systems for spark-ignition and compression- ignition engines.

Trang 27

Trang 28

Nhiệm vụ sinh viên:

- Dự lớp đầy đủ (đúng giờ, đi muộn có truyền thống coi như bị vắng)

- Đọc tài liệu

- Làm các bài tập và báo cáo.

Trang 29

CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XĂNG

1.1 Khái quát về tạo hỗn hợp trong động cơ xăng

1.1.1 Yêu cầu đối với h2 và các p2 tạo h2 của động cơ xăng

- Chất lượng quá trình cháy, c/s, h/s động cơ phụ thuộc nhiều vào quá trình tạo hỗn hợp

- Có thành phần hỗn hợp  phải phù hợp với từng chế độ làm việc của động

cơ (: hệ số dư lượng không khí ();  = G kk-tt /G nl *L 0.

- Hỗn hợp phải đồng nhất trong 1 xylanh và đồng đều giữa các xylanh

- Để đáp ứng các yêu cầu trên thì hiện nay đối với động cơ xăng có các

phương pháp hình thành hỗn hợp như sau:

 ĐC xăng dùng CHK, hoặc loại phun xăng trên đường nạp (gián tiếp) thì hình thành hỗn hợp bên ngoài.

 ĐC phun xăng trực tiếp thì tạo hỗn hợp bên trong ( GDI ).

L0 = (1/0,23).[(8/3).C + 8H – O] (kg/kg nh/l)

Trang 30

b) Nhiệt độ môi trường

- Nếu nh/đ lớn sẽ tạo đ/kiện cho nh/l bay hơi để thuận lợi cho qu/trình hìnhthành h2 Tuy nhiên khi nh/đ lớn quá cũng không tốt vì làm ảnh hưởngđến lượng khí nạp thực tế vào xylanh và gây ra hiện tượng kích nổ

- Ví dụ: xe máy dùng RON (Mogas) 92 và 95, ở các thời tiết khác nhau

- Đối với đc xăng việc sấy nóng khí nạp mới để nhiên liệu dễ bay hơibằng cách sau:

 Sấy nóng bằng khí thải

 Sấy nóng bằng nước làm mát, với nhiệt độ 9095 0 C

Trang 31

d) Thành phần, tính chất nhiên liệu

Nhiên liệu có nhiều thành phần chưng cất nhẹ, dễ bay hơi, tạo hỗn hợpđồng đều, hàm lượng hơi cao, dẫn đến thành phần hỗn hợp sẽ tốt

Trang 32

a) Yêu cầu

1.1.3 Yêu cầu và phân loại

• Cung cấp với  thích hợp với tường chế độ làm việc của đc.

• Phần lớn nhiên liệu trong hỗn hợp ở dạng hơi xăng, phần còn lại được xé tơi ở dạng hạt có kích thước rất nhỏ.

• Hệ số  giữa các xylanh phải đồng đều nhau.

b) Phân loại

• HTNL đc xăng dùng chế hoà khí (cacbuaratơ)

• HTNL phun xăng điện tử (gián tiếp và trực tiếp).

Trang 33

1.2 Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng dùng c hế h òa k hí (CHK)

1.2.1 Nhiệm vụ

- Dự trữ, lọc sạch và cung cấp nhiên liệu.

- Chuẩn bị và cung cấp hỗn hợp xăng và không khí đảm bảo số lượng và thành phần hỗn hợp  phù hợp với từng chế độ làm việc của đc.

1 ống đổ xăng, 2 phễu đổ xăng, 3 ống thông khí, 4 thùng xăng, 5 thước đo mức xăng, 6 khóa xăng, 7 ống dẫn xăng, 8 bình lọc xăng, 9 bơm chuyển xăng,

10 cốc lắng và lưới lọc tinh, 11 bình lọc không khí, 12 bình giảm âm, 13.

bộ chế hòa khí, 14 bộ hạn chế tốc độ cực đại của đc,

15 phao chỉ mức xăng, 16 nút tháo xăng, 17 đầu ống hút.

1.2.2 Sơ đồ

Trang 34

6 7

5

6 7 5

 Ziclơ, chi tiết được chế tạo chính xác để có thể tiết lưu định lượng lưu lượng xăng hút ra đúng như thiết kế.

Lượng hỗn hợp đi vào đc được điều chỉnh nhờ bướm ga 7.

 Vnl = 5÷6 m/s; Vkk = 25÷30 m/s.

Sơ đồ nguyên lý làm việc của BCHK

Trang 35

1.3.1 Yêu cầu và phân loại đối với BCHK

- Cung cấp hỗn hợp đảm bảo lượng và thành phần phù hợp với từng chế

độ làm việc của đc

 Về chất ở chế độ tải nhỏ và trung bình thì yêu cầu làm việc tiết kiệm nhất g e min ( hỗn hợp nhạt ).

 Khi toàn tải phải đạt được công suất N e-max ( hỗn hợp đậm )

 Ở chế độ không tải phải đảm bảo động cơ làm việc ổn định

- Trong mọi điều kiện môi trường và áp suất, nhiệt độ môi trường khácnhau phải dễ khởi động.

- Dễ điều chỉnh theo trạng thái kỹ thuật và điều kiện sử dụng đc

- Cấu tạo đơn giảm chắc chắn, sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa dễ dàng

1.3 Bộ CHK

a) Yêu cầu

Trang 37

1.3.2 BCHK đơn giảm

a) Sơ đồ và cấu tạo

Bao gồm: buồng phao, phao xăng, van

 Zíchlơ là chi tiết chính xác, đảm bảo quan hệ ổn định giữa lượng nh/l đi qua zíchlơ và độ chênh áp trước và sau của zíchlơ.

 Vòi phun (đường ống dẫn nhiên liệu) miệng vòi phun đặt ở họng.

 Họng là tiết diện nhỏ nhất có nhiệm vụ tạo độ chân không (ph = po- ph) để hút xăng (ph > x.nl.g) với x = h.

 Bướm gió chỉ làm nhiệm vụ khi khởi động.

 Bướm ga, vị trí của bướm ga quyết định lượng hỗn hợp và chính là chế độ tải của động cơ.

Trang 38

nl: trọng lượng riêng của nhiên liệu

x = h: là khoảng cách từ mức nh/l ở buồng phao và miệng v/ph

ph: áp suất tương đối

ph: áp suất tuyệt đối

• Nếu ph càng tăng thì lượng nh/l ra càng nhiều.

• Xé tơi nh/l để tạo thuận lợi cho việc hình thành hỗn hợp Qua kết quả khảo nghiệm thấy, muốn xé tơi nh/l thì Vkk > Vnl khoảng 56 lần Cụ thể Vnl = 56 m/s và Vkk qua họng = 2530 m/s thì nh/l được xé tơi hoàn toàn.

• Hòa trộn hỗn hợp: nhiên liệu xé tơi sẽ bay hơi hòa trộn với không khí tạo thành hỗn hợp đến cuối hành trình nén thì kết thúc.

Trang 39

c) Đặc tính của BCHK đơn giản

Thành phần của hỗn hợp thể hiện qua , sẽ thay đổi theo chế độ làm việc của đc Để đánh giá sự hoạt động của BCHK khi thay đổi chế độ làm việc của đc cần phải tới đặc tính của BCHK Kể

cả đối với BCHK đơn giản cũng cần phải xét tới đặc tính của nó.

Trang 40

Khi giả thiết dòng môi chất không chịu nén, chảy ổn định và liên tục

Trang 41

Mặt khác độ chân không tại họng BCHK ph thường < 0,2 at khi đc hoạt

động ở tốc độ cực đại và mở hết bướm ga Như vậy với Ph biến động

từ 0 đến 20 kPa có thể bỏ qua tính chịu nén của kk và coi lưu động của kk như là chất lỏng không chịu nén Vậy ta có thể giả thiết chuyển động của dòng khí là ổn định và liên tục, và không chịu nén, nên ta có:

Trang 42

Theo phương trình Becnuli viết cho dòng môi chất khí qua mặt thoáng bầu xăng và mặt họng khuếch tán.

k h h

h

h b

Trang 43

h d

d

G   2 (    ) 

fd: tiết diện của zíchlơ,

d: hệ số lưu lượng của xăng qua zíchlơ

Kết quả:

Trong đó:

Trang 44

g x

p

p f

 p h g 

p f

f

h nl

k d

h d

h = x

Trang 45

s

h f

f L

K

nl

k d

1

p

nl h

h d

p

nl h

h



Trang 46

h h

p f

p

f



 (thể hiện lượng kk nạp vào ĐC)

(thể hiện lượng nhiên liệu phun ra)

Trang 47

động được tăng dần (lớp kk dính vào

thành) Khi  ph tăng tới một mức độ

Trang 48

+) Giải thích d = f(p h )

Ban đầu  ph tăng thì d tăng nhanh sau đó d tăng chậm do khi  ph tăng dẫn tới lớp dính chuyển động tăng lên sau đó lượng đó hết d không giảm vì không có xoáy.

Chú ý : d thể hiện lượng nh/l Gnl phụ thuộc vào kích thước,hình dáng hình học, độ nhẵn bóng của zíchlơ, vì thế riêng đối với zíchlơ nh/l sau khi chế tạo phải:

• Kiểm tra kích thước

• Đo lưu lượng trên thiết bị đo hỗn hợp

• Nhận xét: Nếu như tỷ số l/d = 12 thì sự ảnh hưởng của hình dáng hình

học, độ nhẵn bóng của zíchlơ, … tới d tức là Gnl là ổn định Nếu l/d

khác 12 thì các nhân tố trên ảnh hưởng tới lưu lượng là khá lớn buộc chúng ta phải kiểm tra kích thước và hình dáng.

Tóm lại ta có quan hệ:

h/d = f(ph) và  = C.(h/d) tức là  = f(ph)

Trang 49

Nhận xét: Khi tăng p h tức là

tăng ga (tăng phụ tải, tăng công

suất) dẫn đến  giảm nghĩa là hh

hh có thành phần cần thiết ở các chế độ ít tải, thì khi đc chạy ở chế độ toàn tảikhí hh sẽ đậm, vượt ra ngoài giới hạn cháy của nh/l, đc sẽ chết máy, vì vậy cần có đường đặc tính khác ? ? ?

Trang 50

1.3.3 Đặc tính lý tưởng của BCHK

a) Định nghĩa

Đường đặc tính lý tưởng của BCHK là hàm số biểu thị quan hệ giữa hệ số

dư lượng không khí  tối ưu (tốt nhất) của khí hỗn hợp và lưu lượng (Gk) của không khí nạp vào động cơ t/ư = f(Gk).

b) Xây dựng đặc tính

-Muốn xây dựng được đường đặc tính lý tưởng của bộ CHK, trước tiên phải xác định các h/số thể hiện mối quan hệ giữa công suất và suất tiêu hao nhiên liệu của đc (chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế) theo thành phần khí

hh khi đc chạy ở số vòng quay nhất định và không thay đổi vị trí tay ga:

f N

Trang 51

-Khổng Vũ Quảng - HTNL và TĐĐC tốc độ ĐCĐT

- Xác định được +) Lực tác dụng P (gây tải cho đc)

+) Số vòng quay của đc Xác định được Ne

- Đo tiêu hao nhiên liệu G nl , và lượng kk nạp G kk

f N

e e

Nhận xét:

+) Khi bướm ga mở hoàn toàn Ne-max < 1; ge-min > 1

+) Khi đóng dần bướm ga (giảm tải) Ne-max giảm; ge-min giảm

+) Khi nối các điểm Ne-max (1,2,3) thì ta được đường a , đường a là đường điều chỉnh CHK để đc được Ne-max ở mọi vị trí bướm ga.

Trang 52

6 5

4

3 2

Trang 53

+) Tóm lại: để sử dụng đc tốt nhất (tính hiệu quả và tính kinh tế)

• Thì ở tải nhỏ và trung bình cần đc làm việc kinh tế nhất ge-min, tức là đường b

• Khi mở hoàn toàn bướm ga (toàn tải) yêu cầu đc phát ra công suất lớn nhất Ne-max đường a

Đường c là đường quan hệ tư = f(Ne) khi nđc = const và ứng với 1 đường Ne = f( ) thì chỉ có 1 Gk nên hoàn toàn có thể đổi được thành 

= f(Gk)

Trang 54

• Khi thay đổi nđc ta sẽ có vô số đường  = f(Gk)

• Ở nhánh tải nhỏ đường  = f(Gk) sát nhau

• Tải lớn khi tăng nđc dẫn tới  tăng hh nhạt dần

Từ đó ta vẽ đường bao số 2 là đường điều chỉnh CHK để đc làm việc ở chế độ tiết kiệm nhất (ge-min) ở mọi vị trí bướm ga và ở mọi vị trí số vòng quay Còn đường số 1 là đường điều chỉnh CHK để đc làm việc hiệu quả nhất Ne-max ở mọi vị trí tay ga và mọi số vòng quay.

Để đơn giảm thì chúng ta có 1 đường trung bình, tức là đặc tính lý của BCHK hoạt động ở các tốc độ khác nhau.

Ta thấy:

 Ở tải nhỏ và trung bình (bướm ga mở nhỏ và trung bình): có

Gk tăng (tải tăng) dẫn tới  tăng (hỗn hợp nhạt dần)

 Ở tải lớn (bướm ga mở lớn) Gk tăng (tải tăng) dẫn tới  giảm (hh đậm dần)

Trang 55



c b

Xây dựng đặc tính

Trang 56

với đường đặc tính lý tưởng thì trên

BCHK đơn giản cần phải bổ sung

thêm một số cơ cấu và hệ thống để

đảm bảo các yêu cầu sau:

+) Chế độ không tải: hh đậm  = 0,40,8, xăng phun tơi, phân bố đều.

+) Khi bướm ga mở tương đối rộng, cần hh loãng,  = 1,071,15

+) Khi bướm ga mở hoàn toàn (Ne-max), cần hỗn hợp đậm  = 0,750,9 +) Khi khởi động, cần hỗn hợp đậm  = 0,30,4

+) Khi tăng tốc, phải cung cấp thêm nh/l để tránh hiện tượng hh bị nhạt

Trang 57

Sơ các hệ thống của bộ CHK

Trang 58

- htpc giảm độ chân không sau giclơ chính.

- htpc có giclơ bổ sung

- htpc có điều chỉnh tiết diện zíchlơ chính kết hợp với HT kh/tải

- htpc điều chỉnh độ chân không ở họng

Trong thực tế có nhiều loại htc, phổ biến là 1 số loại sau:

Định dạng
Số trang	104
Dung lượng	6,95 MB