So sánh nhược điểm của động cơ dùng bộ chế hòa khí- 123docz.net

 Tính thẩm mĩ hơn so bộ chế hòa khí.

3.5.2. So sánh nhược điểm của động cơ dùng bộ chế hòa khí và động cơ sử dụng phun xăng điện tử xăng điện tử

 Nhược điểm của động cơ sử dụng bộ chế hòa khí

 Các mạch xăng trong chế hòa khí khi hoạt động sẽ được điều khiển bằng cơ khí ở bộ chế hòa khí, nên thành phần hỗ hợp sẽ không thể tối ưu nhất.

 Thường xuyên tạo ra hiện tượng thừa, thiếu xăng tại buồng đốt.

 Bộ chế hòa khí bởi được điều chỉnh bằng cơ nên sẽ có khi vật liệu cảm thấy “mỏi” đặc biệt là zic lơ, phao xăng.

 Bộ chế hòa khí nếu lắp cho xe nhìn sẽ khá cồng kềnh, và thiếu thẩm mỹ.

 Khi xe được khởi động tại thời điểm có nhiệt độ thấp, thì xăng sẽ bam ở thành xi lanh đồng thời ngưng tụ trên đó. Lúc này hệ thống bướm gió có hỗn hợp khí nghèo nên cực khó để khởi động xe.

 Nhược điểm của động cơ sử dụng phun xăng điện tử

 Cấu tạo tương đối phức tạp.  Chi phí bảo dưỡng cao.

CHƯƠNG 4: CẢI TIẾN ĐỘNG CƠ 4.1. Nâng cáo hệ thống cung cấp nhiên liệu

Hình thành hòa khí khi dùng phun xăng, xăng được đưa vào động cơ với áp suất cao (khoảng 3 – 4 bar đối với phun xăng vào đường ống nạp và 40 bar đối với phun xăng trực tiếp) thay vì hút qua bộ chế hòa khí. Do được phun ra với áp suất cao và định lượng chính xác bằng điện tử nên xăng được xé nhỏ, bay hơi và hòa trộn với không khí rất tốt tạo thành hòa khí.

Với việc can thiệp vào lượng phun, thời điểm phung, tốc độ cầm chừng… Phun xăng điện tử có thể là phương án cực kì hiệu quả và phù hợp với mục đích của cuộc thi

Do yêu cầu của cuộc thi chỉ cung cấp một lượng xăng rất ít nên vì thế việc sử dụng hệ thống bơm xăng bình thường của các dòng xe sử dụng phun xăng điện tử là hoàn toàn bất khả thi. Bên cạnh đó việc bắt buộc sử dụng loại bơm màng đo ban tổ chức yêu cầu. Nên hệ thống nhiên liệu cần được thiết kế lại cho phù hợp với yêu cầu và nhu cầu của cuộc thi.

4.1.1. Thay đổi từ bộ chế hòa khí sang phun xăng điện tử

Do nhưng ưu điểm vượt trội của hệ thống phun xăng điện tử so với bộ chế hòa khí được nêu ở chương 3 thì việc nâng cấp cải tiến công suất động cơ bằng việc thay thế bộ chế hòa khí sang phun xăng điện tử là hoàn toàn cần thiết. Và vì việc cân thiệt sâu vào các góc đánh lửa sớm hay thời gian gian phun, để phục vụ nhu cầu tiết kiệm của cuộc thi.

Việc thay đổi từ bộ chế hòa khí sang phun xăng điện tử cho dòng HONDA WAVE RSX 110, không quá phức tạp, vì cơ bản ta đã có tất cả các linh kiện cần thiết cho quá trình thay đổi này. Nhờ việc các linh kiện bộ phận đều được HONDA sản xuất và phân phối chính hãng nên thay đổi là khá đơn giản. Ưu điểm của việc này là ta sẽ tiết kiệm được thời gian để thiết kế lại các bộ phận khác và sẽ có một sự chính xác nhất định. Nhưng nhược điểm là giá thành cao và thường sẽ phân phối nguyên bộ nên việc những bộ phận không cần thiết như bơm xăng, bình xăng, hay một số cảm biến, sẽ gây ra sự lãng phí. Vì các ưu nhược điểm như trên và kinh phí của nhóm nên nhóm quyết định thiết kế lại hệ thống nhiên liệu theo phục vụ đầy đủ nhu cầu của nhóm và cuộc thi.

70 Các bộ phận được thay đổi: cụm cung cấp nhiên liệu của hệ thống phun xăng, vô lăng mâm lửa, hệ thống các cảm biến và ECM của xe.

4.1.2. Sơ đồ và thành phần của hệ thống nhiên liệu xe sinh thái

 Khi công tắc điều khiển van điện từ đóng (Van điện tử ở chế độ ON).

 Khi vạn điện từ ở chế độ ON áp lực trên bơm màng tăng cao, đồng thời xăng sẽ được bơm màng đẩy xăng với áp suất cao vào kim phun.

Hình 4. 1: Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu

71  Đường đi của khí nén: Không khí với áp suất cao sẽ được bơm vào bình chứa từ bình chứa khí nén đó sẽ đi qua Bộ điều chỉnh áp suất để điều chỉnh áp suất ở một mức cố định. Sau đó khí nén với mức áp suất thích hợp đi qua Van điện từ và sẽ được đi tới Bơm màng. Không khí đó sẽ được đẩy vào buồng khí và gia tăng áp lực lên dòng nhiên liệu được ngăn cách bởi màng ngăn.

 Đường đi của nhiên liệu: Ở trạng thái này là kim phun sẽ được sẳn sàng phun. Mặc dù khí nén tạo ra cho dòng nhiên liệu áp lực nhưng nhờ van kiểm tra A mà nhiêu liệu sẽ không bị đẩy về bình chứa.

 Lưu ý: Van kiểm tra A rất quan trọng nếu van này bị hỏng thì nhiên liệu sẽ không có một áp suất cần thiết để đẩy vào kim phun từ đó khiến động cơ hoạt động không tốt và có thể không thể khởi động.

 Khi công tắc điều khiển van điện từ mở (Van điện tử ở chế độ OFF).

 Khi vạn điện từ ở chế độ OFF áp lực trên bơm màng trở lạị mức áp suất khí quyển, đồng thời xăng sẽ được cung cấp từ bình nhiên liệu tới bơm màng.  Đường đi của khí nén: Van điện từ ở chế độ OFF thì áp suất hạ về áp suất khí

quyển vì van điển từ xả.

72  Đường đi của nhiên liệu: Áp suất khí trong bơm màng giảm xuống, nhờ sự hoạt động của lò xo ngăn màng quay lại vị trí ban đầu. Cần phải bổ sung lượng nhiên liệu đã được sử dụng (lượng bơm 1 lần). Nhiên liệu từ đó được hút đi quay van kiểm tra A và đầu nối 3 chiều.

 Lưu ý: Có thể xảy ra hiện tượng hóa hơi nhiên liệu do nhiệt độ tăng cao hoặc tăng áp suất trong đường ống dẩn nhiên liệu trong quá trình cung cấp xăng từ bình chứa tới kim phun như vậy van kiểm tra B được bố trí nhằm giải quyết điều này, tránh làm bay hơi nhiên liệu.

 Cấu tạo nguyên lí của có bộ phận

 Bình khí nén: Là bình chứa khí nén để cung cấp cho hệ thống phun này. Bình chứa phải chịu được áp suất tối thiểu là 3.5kg/cm2. Thường sẽ được làm bằng chai nhựa với dung tích 1.5 lít và được gia cố thêm nhờ băng keo quấn bên ngoài. Ưu điểm là nhỏ gọn, nhẹ phụ hợp với tiêu chí của cuộc thi. Nhược điểm là hay bị rò rỉ và thiếu an toàn.

 Van khí: Sử dụng loại van xe máy không ruột. Là cổng để bơm khí nén và bình chứa khí nén từ máy nén. Thường được làm bằng van bơm của xe máy.

 Bình nhiên liệu: đây là bình chứa do ban tổ chức cung cấp với chất liệu là thủy tinh và có dung tích 400ml.

 Van kiểm tra (Van 1 chiều): Hệ thống sẽ gồm có 2 cái van này với 2 công dụng khác nhau nhưng rất quan trọng trong hệ thống. Van kiểm tra A: Cho dòng nhiên

73 liệu có áp suất thấp từ bình chứa nhiên liệu đi qua và không cho dòng nhiên liệu có áp suất cao từ bơm mạng đi trở lại bình chứa giúp giữ áp suất nhiên liệu tới kim phun. Nếu van này bị hỏng thì sẽ gây ra hiện tượng mất áp khiến xe có thể không hoạt động. Van kiểm tra B: Trong quá trình hoạt động của xe, thì ống dẩn nhiên liệu có thể bị nóng lên làm áp suất có thể tăng lên. Nên có thể làm bay hơi nhiên liệu và vì thế van kiểm tra B này có nhiệm vụ tránh hiện tượng bay hơi của xăng. Giúp xe tối ưu được lượng nhiên liệu.

 Van một chiều khí nén dạng trượt: Đây là loại van có cấu tạo đơn giản nhất, van dạng trượt được thiết kế có cấu trúc trục đường ống dẫn nằm vuông góc với trục của mặt đế đỡ.

 Van một chiều dạng cửa xoay: Điểm đặc trưng của loại van máy nén khí này đó là bộ phận trục mặt đế đỡ sẽ luôn được đặt trùng với trục của đường ống dẫn. Khi không có chất khí hoặc lỏng tới van thì mặt đế đỡ được đóng kín bởi bộ phận cửa xoay. Khi có khí nén tới bộ phận van thì cửa xoay quay quanh trục và tạo một khe hở cho phép luồng khí nén đi qua van một cách dễ dàng.

74  Van một chiều dạng bích: với loại van này thì người ta tiếp tục chia thành 1 loại là đĩa bích lò xo và cửa đôi. Đĩa bích lò xo: Loại van này có kích thước 15- 200mm.Dạng cửa đôi: Kích thước của van khoảng 50-700mm.

Nguyên lý hoạt động: Cửa của van 1 chiều sẽ ở trạng thái đóng khi không có dòng chất lỏng hay khí chảy qua van. Khi xuất hiện dòng chảy đến miệng van, dưới tác động của năng lượng dòng chảy khiến cho phần tử trượt (cửa xoay) sẽ bị đẩy khỏi vị trí đóng chuyển sang trạng thái mở và cho phép dòng chảy đi qua van một cách dễ dàng. Tại thời điểm vận tốc dòng chảy bằng 0, phần tử trượt (cửa xoay) sẽ quay trở lại vị trí đóng, áp suất cửa ra của van sẽ tác động lên phần tử trượt giữ chặt phần tử trượt ở vị trí đóng từ đó ngăn cản dòng chảy chảy ngược lại.

Hình 4. 6: Van 1 chiều dạng xoay

75  Bộ điều chỉnh áp suất: Lò xo áp suất cùng với thành phần trượt, các ốc vít áp suất, bộ phận để có thể điều khiển trượt chính. Đây là bộ phận điều chỉnh cân bằng áp suất phù hợp với kim phun vào khoảng 294 bar sấp sỉ 3 kg/cm2.

Nguyên lý hoạt động: Nguyên lý van giảm áp khí nén dựa trên sự chênh lệch trọng lượng do nước tạo ra trên đĩa đệm, piston. Do tỉ lệ đường kính giữa đĩa đệm và piston khác nhau cho nên sẽ sinh ra 2 dao động trái ngược nhau. Dựa vào sự tác động của lò xo để có thể điều chỉnh áp suất đầu ra của khí nén. Khi piston bị tác động bởi trọng lượng đối xứng và áp lực lớn hơn làm cho cho van áp suất khí nén đóng và tạm ngừng hoạt động. Nhờ bộ chỉnh áp khí nén mà lượng khí nén luôn được đảm bảo cũng như tương thích với nhiều thiết bị máy móc sử dụng nguồn cấp khí nén.

 Van điện từ: Là loại van khí nén 3/2 có 3 cổng 2 vị trí và 1 đầu coil điện, kích hoạt và điều khiển bằng điện, van có chức năng đóng, mở, xả. Áp suất hoạt động: 0~9Kg/m2 (MPa). Là một cánh cửa điều khiển khí nén áp cao đi tới bơm màng.

Hình 4. 8: Bộ điều chỉnh áp suất

76 Nguyên lí hoạt động: Khi ở trạng thái chưa được kích hoạt thì chiếc van 3/2 đang ở trạng thái thường đóng (NC), ở trạng thái này (1) sẽ không thông với (2), mà cổng (2) sẽ thông với cổng (3), khi được kích hoạt thì chiếc van sẽ đảo chiều (1) sẽ thông với (2) và (2) và (3) lúc này sẽ không thông với nhau nữa.

 Bơm màng: cấu tạo đơn giản bao gồm khung bơm lõm xuống tạo buồng bơm chứa chất lỏng, bên trong chứa 1 màng bằng cao su. Khi khí nén cấp vào bơm, đẩy màng lên ép phần chất lỏng. Dùng khí nén áp cao để bơm dòng nhiên liệu áp cao tới kim phun để xe hoạt động. Lưu ý loại bơm màng này bắt buộc nhiên liệu phải được ở phía trên của màng và khí nén ở phía bên dưới

Nguyên lí hoạt động: Chất lỏng ở trên và khí nén ở dưới, chất lỏng được lắp đầy hết màng bơm. Khi khí nén được bơm vào sẽ tác động lên màng đẩy màng bơm đi lên. Khi đó màng sẽ ép vào phần nhiên liệu đẩy nhiên liệu vào kim phun.

Hình 4. 10: Bơm màng

77  Dây dẩn và các khớp nối:

4.1.3. Quy trình thay đổi hệ thống cung cấp nhiên liệu

Do động cơ HONDA WAVE RSX sử dụng bộ chế hòa khí và động cơ HONDA WAVE RSX sử dụng phun xăng điện tử hoàn toàn giống nhau về cái bộ phận hay một số hệ thống. Khác nhau chỉ nằm ở hệ thống cung cấp nhiên liệu, một vài bộ phận trong hệ thống đánh lửa và hệ thống điện.

Các bộ phận cần phải thay thế trong khi nâng cấp từ bộ chế hòa khí lên phun xăng điện tử cho động cơ HONDA WAVE RSX 110 cc: bộ cung cấp nhiên liệu, các cảm biến (cảm biến nhiệt độ, cảm biến khí nạp, cảm biến bướm ga, cảm biến vị trí trục khuỷu…), bộ vô lăng, ECU.Quá trình thay đổi chỉ là lắp đặt cái bộ phận lên động cơ vì có bộ phận thay đổi đều là được HONDA phân phối chính hãng và dành cho động cơ HONDA WAVE RSX 110.

Hình 4. 12: Ống dây và khớp nối

Hình 4. 13: Bộ chế hòa khí (Bên trái) và cụm cung cấp nhiên liệu phun xăng điện tử (Bên phải)

78 Vô lăng trong hệ thống đánh lửa được thay thế rất quan trọng với hệ thống phun xăng điện tử. Nó khác với vô lăng bình thường chỉ có một chấu, vô lăng Fi có 9 chấu mỗi chấu cách nhau 25mm và là 30o trong hình tròn. Các chấu này cùng với cảm biến trục khuỷu có chức năng là lấy và truyền thông tin vị trí trục khuỷu để truyền tới ECM để tính toán góc đánh lửa sớm cho phù hợp với động cơ.

Hình 4. 14: Cụm cung cấp nhiên liệu đã được thay đổi

Hình 4. 15: Vô lăng 1 chấu(bên trái) và vô lăng Fi 9 chấu(bên phải)

Hình 4. 16: Hình thực tế vô lăng được lắp lên động cơ

79 Các con cảm biến như: cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến nhiệt độ khí nạp, cảm biến vị trí trục khuỷu, thì nằm trên cụm cung cấp nhiên liệu hay cùng vị trí lắp với động cơ HONDA WAVE RSX 110 sử dụng bộ chế hòa khí nên việc lắp đặt khá đơn giản. Còn riêng cảm biến nhiệt độ động cơ nhóm phải thi công vị trí lắp đặt trên đầu quy láp ngay đường nhớt hồi về. Bằng phương pháp đắp nhôm, khoan lỗ và tạo ren. Còn cảm biến oxy sẽ không sử dụng vì nhiệt động hoạt động của nó 400 độ C mà do động cơ xe sinh thái không hoạt động liên tục, nhiết độ động cơ thấp nên nó không phù hợp cho xe sinh thái.

4.1.4. Giải pháp đốt hoàn toàn hổn hợp nhiên liệu

Khác với động cơ Diesel phương pháp, đốt cháy hỗn hợp trong xilanh động cơ xăng dùng phương pháp đốt cháy cưỡng bức nghĩa là sử dụng bugi bật tia lửa tại thời điểm cuối

Hình 4. 17: Vị trí cảm biến nhiệt độ động cơ

80 kì nén và cách điểm chết trên một góc đánh lửa sớm vì thế để tạo tia lửa điện lạnh để đốt hoàn toàn hỗn hợp cháy trong xilanh giải pháp:

 Sử dụng nối 2 bugi song song với cuộn dây cao áp của mô bin đánh lửa  Sử dụng loại bô bin sườn tăng áp

 Sử dụng loại bu gi Iridium thay cho bu gi mặc định của xe

4.2. Nâng cấp áp suất cuối kỳ nén

Áp suất và nhiệt độ hỗn hợp cháy ở cuối kì nén trong xilanh tăng làm cho công suất động cơ tăng, chi phí nhiên liệu riêng và hao tổn do mất mát ma sát trong động cơ suy giảm. Mặt khác áp suất và nhiệt độ hỗn hợp cháy cuối kì nén trong xilanh phụ thuộc bán kể vào chữ số hạng được viết theo công thức [5]:

𝑃𝑐= 𝑃𝑎. 𝜀𝑛1 và 𝑇𝑐= 𝑇𝑎. 𝜀𝑛1−1 (4.1) Trong đó:

𝑃𝑐, 𝑇𝑎 là áp suất và nhiệt độ cuối kỳ nạp

𝜀 là tỉ số nén động cơ n1 là chỉ số đường nén

Như vậy để tăng áp suất và nhiệt độ hỗn hợp cuối kỳ nén nhằm phát huy công suất động cơ giảm chi phí nhiên liệu riêng cần thiết là nâng cao tỷ số nén lên cao nhất có thể.

So sánh nhược điểm của động cơ dùng bộ chế hòa khí và động cơ sử

Hệ thống cung cấp nhiên liệu

Hệ thống phân phối khí