II. CÁC BOƠ PHAƠN DI ĐOƠNG
GIỚI THIEƠU VEĂ HEƠ THÔNG PHUN XAÍNG LỊCH SỬ PHÁT TRIEƠN
I. Khái nieơm.
Heơ thông phun xaíng đã được phát minh từ lađu, nhưng vào thời kỳ đó cođng ngheơ chê táo còn rât kém, neđn nó khođng được sử dúng trong thực tê. Ngày nay nhờ vào các thành tựu veă kinh tê, kỹ thuaơt đã giúp cho các hãng chê táo hoàn thieơn và phát trieơn heơ thông phun xaíng. Với heơ thông phun xaíng, nhieđn lieơu được phun vào đường ông náp beđn cánh xú pap náp baỉng các boơ phaơn baỉng cơ khí hay đieơn tử, chớ khođng nhờ vào sức hút cụa dòng khí như ở các đoơng cơ dùng boơ chê hòa khí.
Khi nhieđn lieơu phun vào, nó sẽ đuợc hòa troơn với khođng khí đeơ táo thành hoên hợp có tư leơ khođng khí và nhieđn lieơu là tôi ưu. Sau khi hòa troơn, hoên hợp được hút vào xy lanh cụa đoơng cơ khi xú pap náp mở.
Trong heơ thông phun xaíng, nhieđn lieơu được phun vào với moơt áp suât nhât định. Aùp suât này phại đạm bạo cho sự hình thành hoên hợp đeơ quá trình cháy xạy ra là tôt nhât. Nhờ heơ thông phun xaíng, các nhà chê táo nađng được cođng suât cụa đoơng cơ, tiêt kieơm nhieđn lieơu và giại quyêt phaăn lớn veă vân đeă đoơc hái cụa khí thại.
II. Lịch sử phát trieơn.
Vào cuôi thê kỹ 19, moơt kỹ sư người Pháp ođng Stévaan đã nghĩ ra cách phađn phôi nhieđn lieơu khi dùng moơt máy nén khí. Sau đó moơt thời gian, người Đức đã cho phun nhieđn lieơu vào buoăng đôt, nhưng vieơc này khođng đát được hieơu quạ cao neđn khođng thực hieơn.
Đên naím 1887 người Mỹ đã có đóng góp to lớn trong vieơc trieơn khai heơ thông phun xaíng vào sạn xuât, áp dúng tređn đoơng cơ tưnh tái. Đaău thê kỹ 20, người Đức áp dúng heơ thông phun xaíng tređn đoơng cơ 4 kỳ tưnh tái, với sự đóng góp này đã đưa ra moơt cođng ngheơ chê táo heơ thông cung câp nhieđn lieơu cho máy bay ở Đức.
Từ đó trở đi, heơ thông phun xaíng được áp dúng tređn các lối ođtođ ở Đức và nó đã thay daăn đoơng cơ sử dúng boơ chê hòa khí. Cođng ty Bosch đã áp dúng heơ thông phun xaíng tređn mođ tođ 2 kỳ, baỉng cách cung câp nhieđn lieơu dưới áp lực cao.
Hãng Bosch đã sử dúng phương pháp phun nhieđn lieơu trực tiêp vào buoăng đôt neđn gía thành chê táo cao và hieơu quạ lái thâp. Với kỹ thuaơt này nó được ứng dúng trong thê chiên thứ hai moơt cách có hieơu quạ.
Vieơc nghieđn cứu ứng dúng heơ thông phun xaíng bị gián đốn trong moơt khoạng thời gian dài. Đên naím 1962, người Pháp trieơn khai nó tređn ođtođ Peugoet 404. Hĩ đieău khieơn sự phađn phôi nhieđn lieơu baỉng cơ khí neđn hieơu quạ khođng cao và cođng ngheơ văn chưa đáp ứng tôt được. Đên naím 1966, người Đức đã đưa thê giới tiên boơ baỉng kỹ thuaơt áp dúng trong đieău khieơn
Naím 1973, các kỹ sư người Đức đã đưa ra heơ thông phun xaíng kieơu cơ khí gĩi là K-Jetronic. Lối này được đưa vào sạn xuât và ứng dúng tređn hãng xe Mercedes..Vào naím 1981 heơ thông K- Jetronic được cại tiên thành KE-Jetronic và nó được sạn xuât hàng lốt vào naím 1984 và được trang bị tređn các xe cụa hãng Mercedes.
Dù đã có nhieău thành cođng lớn khi ứng dúng heơ thông K-Jetronic và KE-Jetronic tređn ođtođ. Nhưng các kieơu này có khuyêt đieơm là bạo dưỡng sửa chữa khó và giá thành chê táo rât cao. Do vaơy các kỹ sư đã khođng ngừng nghieđn cứu và đưa ra các lối khác như L-Jetronic, Mono-jetronic và Motronic.
Lịch sử phát trieơn
Người Mỹ đã theo người Đức cho chê táo K-Jetronic dùng tređn các xe cụa hãng GM, Chrysler, Ngoài ra hĩ còn cho ứng dúng heơ thông L-Jetronic, Mono-Jetronic và Motronic tređn các xe Cadilac.
Đên naím 1984, người Nhaơt mới ứng dúng heơ thông phun xaíng tređn các xe cụa hãng Toyota. Sau đó các hãng khác như Nissan cụa Nhaơt cũng ứng dúng kieơu L-Jetronic thay cho boơ chê hoà khí. III. Các yeđu caău cụa heơ thông phun xaíng.
Tư leơ khođng khí và nhieđn lieơu phại thích hợp với các chê đoơ làm vieơc cụa đoơng cơ.
Hát nhieđn lieơu cung câp phại nhỏ và phaăn lớn phại ở dáng hơi.
Hoên hợp phại đoăng nhât trong xy lanh và như nhau ở moêi xy lanh.
Thời gian hình thành hoên hợp phại đáp ứng tôt khi đoơng cơ làm vieơc ở sô vòng quay cao.
Hoên hợp cung câp phại phù hợp với sự ạnh hưởng cụa nhieơt đoơ, áp suât mođi trường và nhieơt đoơ cụa đoơng cơ.
Lượng nhieđn lieơu sử dúng phại có chât lượng tôt. A. Tư leơ hoên hợp.
Cođng suât đoơng cơ, suât tieđu hao nhieđn lieơu và thành phaăn cụa khí thại phú thuoơc vào tư leơ hoên hợp đưa vào đoơng cơ.
Trong quá trình làm vieơc, chê đoơ tôc đoơ và tại cụa đoơng cơ luođn thay đoơi. Theo lý thuyêt đeơ đôt cháy hoàn toàn 1 kg nhieđn lieơu thì phại caăn 14,7 kg khođng khí hay A/F = 14,7/1.
Trong thực tê phám vi tại và tôc đoơ đoơng cơ thay đoơi rât roơng, đeơ đáp ứng với từng chê đoơ làm vieơc, thì tư leơ hoên hợp phại được cung câp đúng với đaịc tính làm vieơc cụa đoơng cơ theo các chê đoơ như: Tại nhỏ, moơt phaăn tại, đaăy tại, taíng tôc…
B. Heơ sô khođng khí: »
Là tư sô giữa khođng khí náp thực tê vào các xy lanh cụa đoơng cơ và lượng khođng khí theo lý thuyêt caăn thiêt đeơ đôt cháy hoàn toàn nhieđn lieơu.
Caín cứ vào định nghĩa tređn chúng ta có các trường hợp sau:
Khi » = 1 thì lượng khođng khí náp thực tê baỉng với lượng khođng khí lý thuyêt.
Khi » 1 hoên hợp cháy thiêu khođng khí hay gĩi là hoên hợp giàu nhieđn lieơu. Khi » = 0,85 – 0,95 thì tôc đoơ cháy đát cực đái, cođng suât đoơng cơ phát ra là lớn nhât, nhưng sự tieđu hao nhieđn lieơu gia taíng.
Khi » 1 lượng khođng khí náp nhieău, hoên hợp nghèo nhieđn lieơu. Đoơng cơ làm vieơc ở chê đoơ tiêt kieơm nhưng cođng suât đoơng cơ thâp hơn.
Khi » 1,3 hoên hợp quá nghèo và sự cháy kéo dài. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Theo đoă thị chúng ta thây, cođng suât đoơng cơ Ne, suât tieđu hao nhieđn lieơu ge và hàm lượng khí CO, HC, NOx… có trong khí thại ạnh hưởng rât nhieău theo heơ sô khođng khí và khođng có moơt giá trị » nào thích hợp cho mĩi chê đoơ làm vieơc cụa đoơng cơ.
Trong thực tê người ta thây raỉng, heơ sô khođng khí » = 0,90 – 1,10 là thích hợp nhât. Đeơ đát được giới hán này, người ta phại đo lưu lượng khođng khí náp vào đoơng cơ, từ đó cung câp lượng nhieđn lieơu phù hợp với lượng khođng khí náp.
Khi » = 1,1 – 1,2 thì suât tieđu hao nhieđn lieơu ge là bé nhât, lượng khođng khí náp thừa khoạng 10 – 20%.
Khi » = 1,1 – 1,2 thì hàm lượng khí CO và HC có trong khí thại là bé nhât, nhưng hàm lượng ođxyt Nitơ sinh ra lái là lớn nhât.
IV. Heơ thông đieău khieơn dòng nhieđn lieơu.
Heơ thông đieău khieơn dòng nhieđn lieơu có theơ là boơ chê hòa khí hay heơ thông phun nhieđn lieơu. Nhieơm vú chính cụa heơ thông là chuaơn bị moơt hoên hợp có tư leơ hòa khí tôt nhât đeơ đáp ứng đieău kieơn tại cụa ođtođ.
Đieău khieơn baỉng cách cho phun nhieđn lieơu là phương pháp tôi ưu nhât hieơn nay. Nó vừa nađng cao được cođng suât cụa đoơng cơ, giạm tieđu hao nhieđn lieơu và hán chê ođ nhieơm mođi trường là tôt nhât. Có hai kieơu đieău khieơn phun nhieđn lieơu:
1. Đieău khieơn baỉng cơ khí.
- Dùng tređn đoơng cơ Diesel: kieơu đieău khieơn này hoàn toàn dăn đoơng baỉng cơ khí.
- Dùng tređn đoơng cơ xaíng: Sự phađn phôi nhieđn lieơu được dăn đoơng baỉng cơ khí. Bơm nhieđn lieơu được dăn đoơng baỉng bơm đieơn. Đieău khieơn kieơu này người Đức gĩi là K-Jetronic. Heơ thông K-Jetronic goăm boơ đo lưu lượng khođng khí náp, heơ thông cung câp nhieđn lieơu, các cạm biên và boơ phaơn định lượng-phađn phôi nhieđn lieơu
2. Đieău khieơn baỉng đieơn tử:
- Nhieđn lieơu được cung câp baỉng moơt bơm dăn đoơng baỉng đieơn. - Nhieđn lieơu sử dúng là xaíng.
- Nhieđn lieơu phun nhờ sự mở cụa các van kim phun. Beđn trong các kim phun có các van được đieău khieơn đóng mở baỉng moơt cuoơn dađy khi có dòng đieơn đi qua nó.
- Các kim phun được đieău khieơn từ boơ đieău khieơn đieơn tử, gĩi taĩt là ECU (Electronic Control Unit). ECU đieău khieơn khieơn các kim phun baỉng xung đieơn dáng xung vuođng, có chieău dài xung thay đoơi. Dựa vào chieău dài xung này các kim phun sẽ mở với thời gian dài hay ngaĩn, từ đó định lượng nhieđn lieơu phun nhieău hay ít.
- ECU nhaơn tín hieơu từ các cạm biên đeơ xác định tình tráng hốt đoơng cụa đoơng cơ, đieău kieơn mođi trường, từ đó đieău khieơn thời gian phun nhieđn lieơu.
IV. Sự đáp ứng thành phaăn hoên hợp cụa đoơng cơ. 1. Khi khởi đoơng lánh.
Khi đoơng cơ lánh, do nhieơt đoơ đoơng cơ thâp neđn nhieđn lieơu khó bay hơi và lượng nhieđn lieơu bám vào vách đường ông náp và vách buoăng đôt nhieău, neđn hoên hợp bị nghèo. Do đó phại có sự phun theđm nhieđn lieơu đeơ bù trừ hieơn tượng tređn, giúp cho đoơng cơ khởi đoơng deê dàng và nhanh chóng khi lánh.
Lịch sử phát trieơn
Sau khi khời đoơng ở nhieơt đoơ thâp, sự làm giàu hoên hợp phại được tiêp túc trong moơt khoạng thời gian ngaĩn đeơ bù trừ hoên hợp khođng khí xâu do ngưng tú, giúp cho đoơng cơ làm vieơc tôt hơn từ lúc khởi đoơng chuyeơn sang chê đoơ caăm chừng.
2. Chê đoơ làm âm.
Tiêp theo sự khởi đoơng lánh, sự làm giàu hoên hợp phại được coi là caăn thiêt, đeơ bù trừ lượng nhieđn lieơu ngưng tú tređn thành đường ông náp, vách xy lanh… cho đên khi nhieơt đoơ đoơng cơ đát bình thường. Ở chê đoơ này tôc đoơ caăm chừng đoơng cơ cao hơn bình thường, còn gĩi là caăm chừng nhanh.
3. Khi taíng tôc.
Sự mở đoơt ngoơt cụa cánh bướm ga làm cho áp thâp sau cánh bướm ga giạm đoơt ngoơt, nhưng áp thâp tređn cánh bướm ga gia taíng khođng kịp sẽ làm cho hoên hợp nghèo đi tức thời. Hieơn tượng này được khaĩc phúc baỉng cách làm giàu hoên hợp đeơ đạm bạo cho đoơng cơ taíng tôc đát hieơu quạ nhât.
4. Chê đoơ tại trung bình.
Ở chê đoơ này đòi hỏi phại có sự tieđu hao nhieđn lieơu là nhỏ nhât, đạm bạo tính tiêt kieơm. Đoăng thời phại đạm bạo được vân đeă ođ nhieơm mođi trường (» = 1).
5. Chê đoơ đaăy tại.
Ở chê đoơ này đòi hỏi cođng suât cụa đoơng cơ phát ra là lớn nhât, do vaơy hoên hợp đòi hỏi phại giàu nhieđn lieơu ( » = 0,85 – 0,95).
6. Tôc đoơ cađm chừng.
Heơ thông phun xaíng cung câp moơt lượng hoên hợp caăn thiêt ở chê đoơ caăm chừng. Tùy theo đieău kieơn cụa đoơng cơ nóng hay lánh mà lượng hoên hợp được cung câp cho đoơng cơ nhieău hay ít, chụ yêu đeơ khaĩc phúc ma sát. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
7. Chê đoơ giạm tôc đoơt ngoơt.
Khi giạm tôc đoơt ngoơt, sự cung câp nhieđn lieơu cho đoơng cơ là khođng caăn thiêt. Đoăng thời do đoơ chađn khođng taíng mánh ở sau bướm ga làm cho nhieđn lieơu phun ra nhieău hơn. Chính vì vaơy, phại caĩt nhieđn lieơu khi giạm tôc đeơ tiêt kieơm nhieđn lieơu và chông ođ nhieơm mođi trường.
8. Chê đoơ hán chê tôc đoơ.
Sô vòng quay cụa đoơng cơ xaíng được giới hán đeơ đạm bạo đoơng cơ khođng bị hỏng do lực quán tính gađy neđn. Ở đoơng cơ phun xaíng chê đoơ hán chê tôc đoơ được thực hieơn baỉng cách caĩt nhieđn lieơu hoàn toàn đên các kim phun khi sô vòng quay cụa đoơng cơ vượt qúa qui định cụa nhà chê táo.
V. So sánh moơt sô boơ phaơn boơ chê hòa khí và heơ thông phun xaíng.
TT Boơ chê hòa khí Heơ thông phun xaíng
1 Bơm taíng tôc Cạm biên vị trí bướm ga
2 Cơ câu caăm chừng nhanh Mách khođng khí đi taĩt qua bướm ga 3 Cơ câu đieău khieơn buớm gió Contact nhieơt thời gian
4 Phao xaíng và van kim Boơ đieău áp
5 Buoăng phao Ông phađn phôi nhieđn lieơu
6 Các gic lơ Các kim phun
7 Bướm gió Kim phun khởi đoơng lánh
8 Vit chưnh tôc đoơ caăm chừng Vit đieău chưnh lượng khođng khí đi taĩt
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn