TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG Khoa Cơ Điện – Điện Tử BÁO CÁO LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT CÁC BIỆN PHÁP NHẰM TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: PHẠM CÔNG SƠN SVTH: PHẠM QUANG HÙNG LÊ MẬU KHOA NỘI DUNG I TỔNG QUAN VỀ TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU II CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU III KHẢO SÁT VÀ MƠ PHỎNG IV KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT TÌNH HÌNH NGUỒN NHIÊN LIỆU 1.1 Tình hình nguồn nhiên liệu chung • Từ người sử dụng dầu mỏ nguồn nhiên liệu giảm dần • Hiện nay, người cố gắng nỗ lực tìm nguồn nhiên liệu thay dầu mỏ 1.2 Tình hình phương tiện Việt Nam • Hiện xe máy, ô tô phương tiện sử dụng phổ biến • 4,4 triệu xe Ơ tơ loại (tháng 9/2021), số không nhỏ đất nước 98 triệu dân 1.3 Tình hình nước Thế giới • Khi đại dịch Covid-19 lần quét qua Thế giới, đầu năm 2020 dự tồn trữ đốt Thế giới dồi mức giá thấp 1.4 Tổng quan tình hình nghiên cứu • Để giải cho vấn đề đó, trình thiết kế phương tiện nước có nhiều giải pháp nhằm nâng cao chất lượng xe 1.5 Mục đích phạm vi nghiên cứu • Mục Tiêu: Tìm kiếm cơng nghệ giúp tiết kiệm nhiên liệu Ơ tơ • Phạm vi: Trong linh vực chun nhanh kĩ thuật Ơ tơ CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU 2.1 Các chu trình hệ thống động 2.1.1 Tỷ số nén • Tỷ số nén động tính tốn nâng cao tính đến lượng khí vào khỏi xi lanh giai đoạn nén Thay đổi chiều cao boong piston Thay đổi hình học phận kết nối Di chuyển đầu xilanh Di chuyển trục Trục khuỷu Cơ chế piston kép CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU 2.1 Các chu trình hệ thống động ✔ Cắt đường truyền mô men ngược từ bánh xe đến ✔ Lắp tiết kiệm xăng đường nạp hỗn hợp để bổ trục khuỷu động xe chuyển động theo quán sung khơng khí vào xi lanh động xe chuyển tính: Như vậy,khi xe chạy theo quán tính người điều động theo quán tính: Với kết cấu hệ thống truyền lực khiển xe phải đưa tay số hộp số vị trí số “0” xe Ơ tơ nay, xe chạy theo quán tính ⮚ cắt hợp, với trường hợp pít tơng pít tơng chuyển động lên xuống, bị tiêu Cơlysở lýxong thuyết động chuyển động lên xuống trục tốn xăng vơ ích theo đường hệ thống khơng tải, ▪khuỷu Với cịn động theo xăngqn bốn tính, kỳ sửnên dụng hợpqn pít tơng chuyển động từ xăng điểm chết xuống quay cịnchế tiêuhịa tốn khí, nạp hỗnvan tính tiết kiệm lắp lượng xả động xu chạy nạp chế mở độ tạo nên luồng đường ốngkhí nạpđihỗn hợpngồi mở làm giảmxilượng khí cơ, điểm chếtxăng dưới,vơxchpáp đóng, páp khơng từ bên vào lanh động khơng tải qua chế hịa khí, giảm lượng xăng qua chế hịa khí tạo độ chênh áp họng hút, xăng tiêuhút tốntừvơbầu ích/phao xăng qua lỗ giclơ phun vào họng 2.1.2 Bộ tiết kiệm xăng cho xe Ơ tơ lắp động sử dụng chế hịa khí hút kết hợp với khơng khí tạo thành hỗn hợp hịa khí vào xi lanh động ▪ Khi bướm ga chế hịa khí đóng kín, độ chân khơng sau bướm ga lớn, hỗn hợp hịa khí theo đường xăng khơng tải vào xi lanh động ❑ Khi xe khơng cịn chạy theo qn tính van qn tính đóng lại, khơng khí lại qua chế hịa khí kết hợp với xăng tạo thành hỗn hợp vào xi lanh động trở lại trạng2thái hoạtxăng; động bình thường 1- Giclơ xăng; Phao 3- Buồng phao; 4- Van ❑ Để có hiệu cao việc giảm lượng nhiên liệu tiêu tốn vơ ích, nhóm tác giả kim;5Ống thực nghiên cứuxăng; theo giải pháp thứ hai, với giải pháp địi hỏi van qn tính tiết kiệm xăng phải có cấu tạo hợp lý, van mở đóng thời điểm thích 6- Lỗ thơng khí;7Vịi hút; 9-cần Bướm hợp, vấnphun; đề cốt8-lõiHọng toán nghiên cứu thử nghiệm thực tế ga;10- Đường nạp hỗn hợp; 11- Xu páp nạp; 12- Xi lanh; 13- Pít tơng Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý nạp hỗn hợp động sử dụng chế hịa khí 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU 2.1 Các chu trình hệ thống động 2.1.2 Bộ tiết kiệm xăng cho xe Ơ tơ lắp động sử dụng chế hịa khí ⮚ Bộ Kếttiết kiệm xăng Kết cấuThời củagianbộchạy tiết thử (giây) kiệm xăng Có sử dụng Lượng Số thứ tự Lần thử xăng thử (ml) 1 2 100 134 3 100 133 Không sử dụng tiết kiệm xăng Van quán tính 100 tiết kiệm xăng Mạch điều khiển đóng mở 213 van 135 Lần thử Xe chạy khơng sử dụng tiết kiệm chạy có sử dụng tiết kiệm nhiên 1- Bệ van; 2-nhiên Cuộn dây; 3- ChụpXebảo vệ; 4- Đầu cao su; 5- Đế lò liệu liệu xo; 6- Đệm cao su; 7- Đệm thép; 8- Vít chỉnh; 9- Lị xo dưới; 10- Lị xo trên; 11- Lõi thép; 12- Long đen vênh; 13- Màng cao Quãng đường Lượng nhiên liệu Lượng nhiên Quãng (km)Thân van; 17- Vít su; 14-sửNắp Ống đường nối; 16(km) dụng van;15(lít) liệu sử dụng (lít) Hình 2.3 Kết cấu van qn tính 643,2 60,2 645,4 55,6 208 641,4 59,7 643,2 55,3 208 648,6 62,3 646,6 56,7 643,3 60,9 645,6 58,4 … lý làm việc … van quán … tính: Khi van … cấp điện … ▪ Nguyên với điện áp 12V, cuộn dây sinh lực điện từ hút lõi thép 11 49đệm cao su 49 100 tì vào màng 135 cao su 13, 208 làm cho lên không đàn hồi50của màng cao trước sau cửa 210 50su 13 làm 100cho khoang 134 van thơng nhau, luồng khơng khí qua cửa van vào Tổngđộng cộng Khi 50 5000 6696 xi lanh không cấp điện vào cuộn dây 2, tác10483 dụng củabình lị xo hồi vị 10 đẩy lõi100 thép 11 xuống Trung 133,92tác động vào209,66 màng cao su 13 làm cho cửa van đóng kín khơng có dịng khí qua van để đóng 61,6hoặc mở647,2 ▪ Mạch điều5 khiển 646,7 645,6 60,1 van quan tính thời điểm được646,4 644,2 59,7 648,6 lập trìnhTổng sở ý tưởng cộng 4513,0 424,5 4523,0 Trunggiả, bình 9,406 nhóm tác với100,0sơ đồ thuật tốn100,0 điều khiển van qn tính Bảng 2.5: Kết thử nghiệm tiết kiệm xăng xưởng Bảng 2.6: Kết thử nghiệm tiết kiệm xăng xe chạy đường 58,2 55,6 58,2 398,0 8,799 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU 2.1 Các chu trình hệ thống động 2.1.3 Hệ thống bôi trơn 2.1.3.1 Sử dụng hệ thống hâm nóng dầu bơi trơn ▪ Các thử nghiệm thực nghiệm hoàn thành để đánh giá khả tiết kiệm nhiên liệu tối đa việc làm nóng dầu động thường bắt đầu với giả định chênh lệch tiêu thụ nhiên liệu 10–15% thử nghiệm NEDC lạnh nóng khả tiết kiệm nhiên liệu tối đa làm nóng ▪ biện pháp khả làm nóng động yếu tố góp phần vào yếu tố lạnh nóng, có số yếu tố khác góp phần vào yếu tố lạnh-nóng Điều quan trọng số yếu tố khởi động hộp số, hiệu ứng hiệu chuẩn cần thiết để làm nóng chất xúc tác để đáp ứng quy định pháp luật khí, nhiệt độ lốp, ma sát trục truyền động cịn lại ổ trục bánh xe Hình 2.23 Biểu đồ Cải thiện tiết kiệm nhiên liệu với trao đổi nhiệt dầu khí thải CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU 2.1 Các chu trình hệ thống động 2.1.3 Hệ thống bơi trơn 2.1.3.2 Cấu hình hệ thống bơi trơn ▪ Việc phân tích trước kết hợp với kết thử nghiệm với ▪ Khi van mở, áp suất dầu giảm tốc độ dịng dầu qua trao đổi nhiệt khí xả dẫn đến cấu hình hệ thống để đầu lanh tăng 2.24 cho thấy việc xi truyền nhiệtlên đếnCấu dầu hình độngtrong cóHình thể điều chỉnh kiểm sốt tùy thuộc vào thơng số định Nó trao đổi nhiệt khí thải/dầu tương tự trao đổi tối đa hóa điều kiện vận hành mà độ nhớt dầu nhiệt để thửma nghiệm, mặc thống mang lại đối thấp giảm sát có dù thểhệ giảm xuống với tải tốc độ động cao nhiệt độ dầu cần giới hạn lợi ích mà khơng có trao đổi nhiệt Các thành phần để ngăn tượng kết dính, nhu cầu làm mát dầu thêm mơcủa tả trước động có vào thể cấu bịhình loạitiêu trừ.chuẩn Một ưu điểm khác cấu hình khối lượng nhiệt phần dầu khác tách hiển thị màu đỏ phần, giúp làm nóng dầu phịng chứa dầu nhanh nhiều Hình 24 Cấu hình hệ thống bơi trơn - bỏ qua dầu đầu xi lanh với trao đổi nhiệt khí/dầu CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU 2.1 Các chu trình hệ thống động 2.1.3 Hệ thống bôi trơn 2.1.3.3 Các lợi ích rủi ro • Rủi ro: Nhiệt độ dầu cao q trình oxy hóa dầu xảy tượng luyện cốc • Đối với rị rỉ vào hệ thống xả, khí thải bị ảnh hưởng phận từ hệ thống xả giảm bị hỏng Rị rỉ vào ống xả gây hỏa hoạn • Hiệu ứng làm ấm cabin phụ thuộc vào cấu hình hệ thống Khơng có khí thải / dầu HE có tác động tiêu cực lượng nhiệt hao phí giảm tải động • Lợi ích: Lợi ích cấu hình đường vòng độ phức tạp thấp để giảm mức tiêu thụ nhiên liệu tương đối lớn, Lợi ích tối đa đạt trao đổi nhiệt khí xả lắp đặt ống dẫn dầu đầu xi lanh • Nhiệt độ dầu cao làm giảm lượng khí thổi - đặc biệt nước nhiên liệu - ngưng tụ cacte làm loãng dầu động 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU 2.1 Các chu trình hệ thống động 2.1.3 Hệ thống phun xăng điện tử 2.1.3.1 Sơ lược hệ thống phun xăng điện tử • ECU (Electronic control unit): ECU xử lý thông tin từ cảm biến, việc so sánh với liệu tối ưu nạp sẵn vào vi xử lý, sau ECU tính tốn đưa tín hiệu điều khiển cấu chấp hành • Hệ thống gồm có thành phần chính: Các loại cảm biến tín hiệu đầu vào, Bộ điều khiển điện tử ECU, thành phần cấu chấp hành • Cảm biến tín hiệu đầu vào: Cảm biến tín hiệu đầu vào có nhiệm vụ tìm trạng thái làm việc động giá trị thay đổi u cầu q trình làm việc • Cơ cấu chấp hanh: Cơ cấu chấp hành chuyển tín hiệu điện từ ECU thành chuyển động khí chuyển động điện Hình 2.3 Cấu trúc hệ thống điều khiển Động CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU 2.1 Các chu trình hệ thống động 2.1.3 Hệ thống phun xăng điện tử 2.1.3.2 Ưu điểm chế độ làm việc Chế độ tăng tốc Chế độ toàn Chế độ tải khởi động động Chế độQuá giảm trinh tốc đột sấy nông ngột động Cũng tương tự hịatồn khí tải Trong khởi suất động khơng cơTrong trình sấytốcnóng Ở chế chế độ độngq trình đạt cơng Khi động suốt tốc độ cao giảm cần thêm nhiên liệu hỗntạihợp có÷ lượng xăng cần thêm lượng lớnđể λ= 0.9 0.95 lớn độ độtvòi ngộtđộng ECU phải cắt phun xăng nhằm khơng bị nhạt động Để đảm phunkhí vào mộtcơlượng nhiênliệu liệu bù khí vàoxaphần sửbảo dụngphun chế hòa vàmà động tiết nhiên kiệm nhiên giảm để lượng lượng xăng chínhphun xác xăng tạo chochếliệu tải phunthốt vịiđồng nhiên liệucho đọng trêntăng thànhhiệu vách xi độ toàn lượng nhiên thời phép trình chuyển liệu tiếpđược đượcđưa tốt thêm phunvào khởi lạnh giữaviệc lanh phanh xi lanhđộng nguội để động động co đạtđặtquả dùng ECU Nếu đạt sức kéo lớnđược trongmômen tăngcựcđường chia khíphun phía sau xănggiảm khơng thêm vào đại Động xăngbướm nhậnga.biết việc tốc đột ngột thơng tốc tín hiệu xác định làm đậm thêm cách qua thaytốc động giảmga, xuống hỗn hợp đổiđộ đột ngộtcơvị trí bị bướm lượng phun cần thiết dựa gian trênphun tùy theo loại động vị trí cánh sau phun tăng thời gạt cảmvịibiến đokhởi lưu động lượnglạnh nhiệt động độtmức độ làm đậm chạy thay làmđổi kéođột dàingột thời áp gian chạy ấm làm thay kiểu đổi Ơ tơ, suất ngột vị trí bướm ga làm toàn tải tùy thuộc vào giá trị đường ống tăng nạp, tổn vị tríthất cánhnhiệt gạt cảm biếngiảm công suất đột thời ngột kỳ khởi lập trình từ trước đo lưu lượng động thay đổi động áp suất đường ống nạp CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU 2.2 Thiết kế thiết bị 2.2.1 Giảm lực kéo khí động học ▪ Mức tiêu hao nhiên liệu lực cản khí động học tiêu thụ nửa xe lượng Do đó, giảm bớt lực kéo xe biện pháp nhằm tối ưu tiết kiệm nhiên liệu Hình 2.4: Hình ảnh lực kéo khí động học xe tơ Lực kéo khí động học Lực cản ma sát Lực cản ▪ Lực cản áp suất chiếm 80% tổng lực cản phụ thuộc nhiều vào hình dạng xe ▪ Theo Hucho, lực cản khí động học xe chạy đường cao tốc chiếm tới 50% lượng tiêu hao nhiên liệu ▪ Một phần lớn tác động đến lực cản khí động học xe khơng thu hồi hồn tồn áp suất vùng thức dậy, đặc biệt cấu hình vng trở lại 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU 2.2 Thiết kế thiết bị 2.2.1 Giảm lực cản khí động học Kiểm sốt Cánh dịng lướt chảy gióchủ đếnđộng với lực cản cáckhí tiađộng khí học Kỹ Bộ phận thuật kiểmđược sốt thêm dịngvào chảy có chủ thể động khuếch có tán thể luồng khơng sử dụng khíđểđigiảm qua đáng xe, điều kể lực nàycản giảm khíthiểu độngnhiễu học động cácở phương phía sautiện củamặt xe, thêm đất nhiều khoảng xuống10áp 15%, lực lêndophía đó, sau giảmvàmức giảmtiêu lựcthụ nâng nhiên tác liệu độngtừlên 5–7% phía sau thân xe Kiểm sốt dịngcủa chảy Ảnh hưởng VGchủ đếnđộng lực với chế ổnhọc định cảnđộ khíthổi động phương VG pháp kiểmbềsốt chảyhọcchủ mặt dịng khí động động cảncánh khí gạt độngnhỏ họctạo để giảm làlực xe cung cấpVG khảđược năngsử đểdụng sửa đổi dịng xốy rộngcục rãibộ luồng, để ngành loại bỏhàng hoặckhơng trì hỗn việcchủ phân vũ trụ, táchyếu vị trí giảm phát chuyển triển để kiểm để sốt qsựtrình vùng phía nhưsựcác đổituần lớp hồn ranh ởgiới sau để trì hỗn cấuphân trúctách xốy dịngriêng chảy biệt xung quanh phương tiện Kiểm sốt dịng chảy chủ Bộ khuếch tán gầm động với lực hút Sử dụng cảm biến lực để xác thực giảm lực cản khí động học Các chức động lực học thu tính tốn cách chất lỏng lý thuyết tiếp cận Kết cho thấy ứng khuếch tán gầm Ơ tơ hoạt động dụng hút phần sau mô thiết bị giảm lực cản hình xe van tạo hiệu ứng giảm lực cản khí động học 17% hình thành xốy CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU 2.2 Thiết kế thiết bị 2.2.2 Hệ thống treo tái tạo lượng • Trước đây, ý đến tổn thất lượng hệ thống treo xe Theo tài liệu 10-20% lượng nhiên liệu sử dụng cho khả di chuyển xe Một tổn thất quan trọng tiêu hao lượng dao động hệ thống treo Hệ thống treo tái sinh điện từ Hệ thống treo tái sinh học Hệ thống treo van điều tiết từ trường tự cấp CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU 2.3 Tiết kiệm nhiên liệu vận hành 3 KHẢO SÁT VÀ MÔ PHỎNG 3.1 Áp suất buồng đốt ảnh hưởng đến khả tiết kiệm nhiên liệu ▪ Trong số số thông số, áp suất buồng đốt (tỷ số nén) nhiên liệu đóng vai trò quan trọng liên quan đến việc cung cấp nhiên liệu chất lượng đốt cháy ▪ Mục đích phần mô ảnh hưởng áp suất buồng đốt đến hiệu suất công suất mức tiêu hao nhiên liệu động Deisel Động Dongfeng S1100A Xây dựng mơ hình mơ KHẢO SÁT VÀ MƠ PHỎNG 3.2 Thực nghiệm xác định góc đánh lửa sớm tối ưu ứng với chế độ làm việc động Thông số động Daewoo Nubira Nhiên liệu sử dụng Kiểu động Số xilanh Dung tích Hệ thống phân phối khí Xăng Mơmen cực đại E-TECII Công suất cực đại 1598 cm3 16 valve, DOHC Tỉ số nén Đường kính xilanh Hành trình piston 145 Nm, 3800 vòng/phút 77kW, 5800 vòng/phút 9,5:1 79 mm 81,5mm KHẢO SÁT VÀ MÔ PHỎNG 3.2 Thực nghiệm xác định góc đánh lửa sớm tối ưu ứng với chế độ làm việc động Kết Động Daewoo A16DMS sử dụng E20 điều kiện góc đánh lửa ban đầu (0 deg), điều chỉnh muộn (+3 deg), làm sớm (-3 deg) làm sớm (-5 deg) cách thay đổi tương ứng góc đặt cảm biến vị trí trục khuỷu - Luận Khi hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm thêm 1÷3 deg theo góc quay trục khuỷu, cơng suất có ích cải thiện, suất tiêu hao nhiên liệu có ích giảm, phát thải CO HC giảm đặc biệt NOx giảm đáng kể - Giá trị hiệu chỉnh sớm khoảng 1÷2 deg phù hợp với tiêu chí giảm nhiễm sớm khoảng 2÷3 deg phù hợp với phát huy đƣợc công suất giảm tiêu hao nhiên liệu KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Các phương pháp nhiên liệu mộtxăng Phương pháp thu hồitiết khíkiệm thải hệ thống phun điện tử vấn đề ∙ Về kĩ thuật: hai phương pháp điều mạng lại cho động quan trọng thời điểm cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch trạng thái làm việc tối ưu để nâng cao tuổi thọ động ∙ kinh tế: nay.Về Nhưng nhiên áp dụng phương pháp - Phương pháp thu hồi khí thải: Giúp động lấy nguồn nhiệt lại nhiều lợiln ích động cácviệc hãng khíđều thảimang để giúp động trạng cơ, tháivì làm tốixe ưu,của ngồi hệ thống cịn khíđó thảivàthành để nạp loạirađộng cóbiến thể đổi họ nhiệt nghĩ tớicủa việc họ đãđiện tốinăng ưu hóa vào ắc quy từ giúp động tiết kiệm phần nhiên liệu.mà động tùy thuộc vào yếu tố khác công suất, - Hệ thống phun xăng điện tử: Giúp cho khả phun thời điểm loại nhiên liệu, sức bền vật liệu, đơi phần phun động tối ưu hóa, giúp cho động hoạt động tuổivìthọ tiêuđược hao phảitrạng đảmthái bảotốt annhất tồnđểkhi vậncao hành vậyvàcógiảm thể khả động tối ưu trước tốipháp ưu hóa thìlượng nên xem ∙ Về nhân văn:Nên hai phương điều động có khả giảm khí thảiphương có hạidiện cho để mơi đãchính góp phần bảo vệ mơi xét phát cótrường thể đưanên đề xuất xác trường ... cầu q trình làm việc • Cơ cấu chấp hanh: Cơ cấu chấp hành chuyển tín hiệu điện từ ECU thành chuyển động khí chuyển động điện Hình 2.3 Cấu trúc hệ thống điều khiển Động CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC... 62,3 646,6 56,7 643,3 60,9 645,6 58,4 … lý làm việc … van quán … tính: Khi van … cấp điện … ▪ Nguyên với điện áp 12V, cuộn dây sinh lực điện từ hút lõi thép 11 49đệm cao su 49 100 tì vào màng 135... lực cản khí động học Kiểm sốt Cánh dịng lướt chảy gióchủ đếnđộng với lực cản cáckhí tiađộng khí học Kỹ Bộ phận thuật kiểmđược sốt thêm dịngvào chảy có chủ thể động khuếch có tán thể luồng khơng