CHƯƠNG KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XĂNG I- CHỨC NĂNG, NHIỆM VỤ, YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XĂNG Chức Hệ thống nhiên liệu động xăng có chức cung cấp hỗn hợp nhiên liệu-khơng khí (hỗn hợp cháy) cho động hoạt động với α định Yêu cầu 2.1 Nhiên liệu phải hoà trộn đồng với tồn lượng khí có buồng cháy (hỗn hợp cháy phải đồng nhất) Hỗn hợp cháy coi đồng có thành phần khu vực buồng cháy, để đạt trạng thái này, nhiên liệu phải bốc hồn tồn hồ trộn với lượng khơng khí xylanh Mức độ đồng hỗn hợp cháy có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, cơng suất, hàm lượng chất độc hại khí thải Hỗn hợp cháy đồng lượng khơng khí thực tế cần thiết để đốt cháy hồn tồn đơn vị khối lượng nhiên liệu nhỏ Nếu hỗn hợp cháy khơng đồng nhất, có khu vực buồng đốt thiếu thừa oxy Tại khu vực thiếu oxy, nhiên liệu cháy khơng hồn tồn làm hiệu suất nhiệt động tăng hàm lượng chất độc hại khí thải Việc thừa oxy mức làm giảm hiệu suất động phải tiêu hao lượng cho việc sấy nóng, nạp xả phần khơng khí dư q mức, đồng thời làm giảm hiệu sử dụng công tác xylanh Độ đồng hỗn hợp cháy định yếu tố: tính chất vật lý nhiên liệu (tính hố hơi, sức căng bề mặt, độ nhớt), nhiệt độ khơng khí bề mặt tiếp xúc với hỗn hợp cháy (vách đường nạp, đỉnh piston, thành xylanh), chuyển động rối khí đường ống nạp xylanh http://www.ebook.edu.vn 95 Các biện pháp để nâng cao tính đồng hỗn hợp cháy thường sử dụng : - Sấy nóng đường ống nạp để xăng hố nhanh - Phun xăng thành thành hạt có kích thước nhỏ - Tạo vận động rối môi chất công tác đường ống nạp xylanh cách thiết kết đường ống nạp, buồng cháy có kết cấu hợp lý 2.2.Thành phần hỗn hợp cháy phải phù hợp với chế độ làm việc động Trong lĩnh vực động đốt trong, thành phần hỗn hợp cháy thường đánh giá đại lượng có tên hệ số dư lượng khơng khí, kí hiệu λ Hệ số dư lượng khơng khí định nghĩa tỷ số lượng khơng khí thực tế vào buồng cháy (L) lượng khơng khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn đơn vị số lượng nhiên liệu (Lo) λ = L Lo Về mặt lý thuyết, hệ số dư lượng khơng khí λ biến động giới hạn bốc cháy khí hỗn hợp, giới hạn bốc cháy λ =1.3÷1.4 giới hạn bốc cháy λ=0.4÷0.5 - λ=1: Lượng khơng khí nạp lượng khơng khí lý thuyết, hỗn hợp gọi hỗn hợp lý thuyết hay hỗn hợp hố định lượng -λ= 1.05 ÷1.1: Hỗn hợp cháy nhạt, nhiên liệu bốc cháy gần hết, lượng khơng khí dư ít, lúc hiệu suất ηi đạt giá trị cực đại tiêu hao nhiên liệu ge có giá trị nhỏ -λ > 1.1: Lượng khơng khí dư nhiều, tốc độ cháy giảm, q trình cháy kéo dài sang đường dãn nở làm cho công suất, hiệu suất giảm -λ =0.85÷0.9: Lượng khơng khí thiếu so với lượng khơng khí lý thuyết, tốc độ cháy lớn, công suất động đạt cực đại http://www.ebook.edu.vn 96 -λ < 0.85: Lượng khơng khí thiếu so với lượng khơng khí lý thuyết khoảng 15÷25%, nhiên liệu cháy khơng hết, công suất giảm, suất tiêu hao nhiên liệu tăng, sinh nhiều muội than buồng cháy, khói đen… 2.3 Hỗn hợp cháy phải phân bố đồng cho xylanh động nhiều xylanh Đối với động nhiều xylanh, HHC cung cấp cho xylanh phải phương diện số lượng thành phần Sự phân bố không đồng HHC cho xylanh dẫn đến hậu sau: -Giảm công suất danh nghĩa tăng suất tiêu hao nhiên liệu -Phụ tải phụ tải nhiệt không đồng xylanh -Có thể xuất hiện tượng kích nổ số xylanh thành phần chưng cất nhiên liệu xylanh có số octane nhỏ -Tăng hàm lượng chất độc khí thải Các biện pháp thường sử dụng nhằm hạn chế độ định lượng không đồng động xăng bao gồm: -Kết cấu hệ thống nạp hợp lý -Sấy nóng đường ống nạp nhiệt khí thải để tăng cường bay xăng đường ống nạp -Sử dụng hệ thống phun xăng nhiều điểm II- PHÂN LOẠI VÀ CẤU TẠO Phân loại Bảng 1-1 Phân loại tổng quát hệ thống nhiên liệu động xăng Tiêu chí phân loại Phân loại Phương pháp cấp •Loại dùng chế hịa khí nhiên liệu vào động Phương pháp cung http://www.ebook.edu.vn •Loại dùng vịi phun •Loại cưỡng 97 • cấp nhiên liệu cho chế hồ khí Loại tự chảy • Phân loại theo số vòi phun sử dụng Hệ thống phun xăng đơn điểm • Hệ thống phun xăng nhiều điểm Phân loại theo • Loại • Loại nguyên lý làm việc hút lên chế hồ khí hút xuống Phân loại theo cách điều khiển phun xăng • Hệ thống phun xăng khí • Hệ thống phun xăng điện tử • Hệ thống phun xăng điện tử 1.1 Phân loại theo phương pháp cấp nhiên liệu vào động a/ Loại dùng chế hồ khí: Trong hành trình nạp, khơng khí vào xylanh qua ống hút, có đoạn bị thắt lại để áp suất khí giảm xăng hút từ vịi (zíchlơ) carburator chênh lệch áp suất Xăng hút dng sương hoa trộn với khơng khí vào buồng đốt Hình 1-1: Sơ đồ cấu tạo động có cacbuarator http://www.ebook.edu.vn 98 1- Ống hút; 2- Ống khuếch tán; 3- Zíclơ; 4- Buồng phao; 5-Cửa gió(bướm ga); 6- Bugi; 7-Xupap; 8- Pitơng b/ Loại dùng vịi phun: Về mặt q trình cơng tác mà nói động phun xăng động dùng cacbuarator không khác Chúng khác chỗ việc hình thành hỗn hợp cháy Động phun xăng không dùng cacbuarator (nhiên liệu hút vào ống khuyếch tán) mà dùng bơm nhiên liệu vào động Hình 1-2: Sơ đồ động phun xăng 1-Vòi phun; 2-Xupap; 3- Pistong 1.2 Phân loại theo số vòi phun sử dụng a/ Loại phun xăng đơn điểm: Chỉ sử dụng vòi phun cho tất xylanh Việc chuẩn bị hỗn hợp nhiên liệu - không khí tiến hành vị trí tương tự trường hợp chế hồ khí Xăng phun vào đường nạp bên http://www.ebook.edu.vn 99 cửa gió (bướm ga) Hỗn hợp tạo thành đường nạp, hệ thống phổ biến động loai xe công suất nhỏ, cấu tạo tương đối đơn giản giá thành khơng cao Hình 1-3: Sơ đồ hệ thống phun xăng đơn điểm 1-Vòi phun; 2- Khơng khí; 3- Bướm ga; 4- Ống hút tới xylanh; 5- Ống hút chung; 6- Nắp xylanh b/ Loại phun xăng đa điểm: xylanh có vịi phun bố trí gần xupap hút Kỹ thuật phun xăng nhiều điểm cung cấp tỷ lệ xăng – khơng khí tốt so với kiểu phun xăng điểm Bởi vì, kiểu phun xăng nhiều điểm, lượng xăng phun cho xylanh động thống nhất, có nghĩa tỷ lệ cung cấp nhiên liệu cho xylanh hoàn toàn thống Ưu điểm giúp tiết kiệm nhiên liệu, tăng hiệu suất động giảm độc hại khí thải 1.3.3 Phương pháp cấp nhiên liệu cho chế hồ khí a/ Loại cưỡng bức: Trên ô tô thùng chứa xăng đặt thấp CHK Xăng đưa lên CHK nhờ bơm xăng Áp suất hệ thống nhiên liệu bơm xăng tác động tuỳ thuộc vào sức mạnh lò so màng bơm http://www.ebook.edu.vn 100 Hình 1.4: Tiếp vận nhiên liệu bơm b/ Loại tự chảy: Thùng xăng đặt cao CHK Xăng chảy xuống nhờ trọng lực Nắp xăng có lỗ thơng để ln ln có áp suất khơng khí thùng xăng Hình 1.5: Sơ đồ hệ thống tiếp vận nhiên liệu trọng lực 1-Thùng xăng; 2-Nắp có lỗ thơng hơi; 3-Ống dẫn; 4- Bộ CHK; 5- Van 1.3.4 Phân loại theo nguyên lý làm việc chế hồ khí a/ Loại hút ngược: Bộ chế hồ khí hút ngược Dịng khí nạp phải hút ngược trở lên để nạp vào xylanh (Hình 11a) b/ Loại hút ngang: Họng chế hồ khí đặt ngang mức buồng cháy Hướng luồng khí nạp thuận lợi kiểu trên, giảm chiều cao khoang động (Hình 11b) http://www.ebook.edu.vn 101 c/ Loại hút xuống: Được lắp ráp xylanh Loại có ưu điểm: Bố trí, lắp ráp đơn giản, dịng nạp thuận tiện, đặt ống bên ống nạp để sưởi nóng làm bốc tốt khí hỗn hợp Hình 1.6: Các kiểu bố trí vịi phun carburator 1.3.5 Phân loại theo cách điều khiển phun xăng a/ Hệ thống phun xăng khí: Các đặc điểm kỹ thuật hệ thống phun xăng là: điều khiển hồn tồn khí, điều chỉnh lưu lượng xăng phun độ chân khơng ống hút điều khiển, xăng phun liên tục định lượng tuỳ theo khối lượng khơng khí nạp Hình 1-7: Sơ đồ hệ thống phun xăng kiểu khí http://www.ebook.edu.vn 102 1- Thùng chứa xăng; 2- Bơm xăng điện; 3- Bộ tích luỹ xăng; 4- Lọc xăng; 5- Cơ cấu định lượng; 6- Van chênh áp; 7- Van trượt; 8- Khe định lượng; 9- Bộ phân phối; 10- Bộ điều áp áp suất xăng ban đầu; 11- Bộ tiết chế sưởi nóng động cơ; 12- Vịi phun nhiên liệu; 13- Vòi phun khởi động lạnh; 14- Cơ cấu cung cấp khơng khí phụ trội; 15- Cơng tắc nhiệt thời gian; 16- Ống góp hút ; 17- Vít chỉnh ralăngti; 18Bướm ga; 19- Ống khuếch tán; 20- Mâm đo; 21- Bộ cảm biến khơng khí nạp -Ngun lý hoạt động: Bơm xăng điện (2) loại bi gạt, hút xăng từ bình chứa (1) bơm đến hệ thống cung cấp nhiên liệu Bầu tích lũy xăng (3) có cơng dụng: +Duy trì áp suất nhiên liệu cố định thời gian sau tắt máy +Ngăn chặn tình trạng bốc xăng tạo thành bọt khí +Giúp động khởi động dễ lúc nóng máy Bầu lọc xăng (4) làm tinh thiết xăng nhằm bảo vệ phân phối vòi phun xăng Cơ cấu định lượng phân phối nhiên liệu (5) tổng thành gồm cảm biến khơng khí nạp (21) phân phối xăng (9) Kết cấu bên phân phối xăng có phận sau đây: +Bộ điều áp áp suất ban đầu (10) Mạch xăng ban đầu tính từ bơm xăng đến khoang phía bên phân phối xăng, gọi áp suất ban đầu Bộ có cơng dụng trì cố định áp suất mạch sơ cấp hệ thống +Van chênh áp (6) thiết kế nhằm đảm bảo lưu lượng chảy xăng đến vịi phun, lệ thuộc vào yếu tố mức độ mở lớn, mở bé khe định lượng van trượt (7) +Khe định lượng (8) xylanh có chức định lượng số xăng cần cung cấp cho vòi phun Động có xylanh quanh xylanh phân phối có nhiêu khe định lượng Xăng tiết lưu định lượng xuyên qua khe định lượng tuỳ thuộc vào tiết diện mở khe van trượt (7) dịch lên, xuống Vòi phun khởi động lạnh (13) có cơng dụng phun thêm lượng xăng vào ống góp hút chung, nhờ q trình khởi động động lúc thời tiết giá lạnh thực tốt http://www.ebook.edu.vn 103 Sau động khởi động được, vòi phun xăng (12) phun liên tục vào cửa nạp số xăng định lượng xác Thiết bị cung cấp khơng khí phụ trội(14) điều khiển lưỡng kim nung nóng nhờ điện trở Sau khởi động, thời gian cho động nóng máy, đạt đến nhiệt độ vận hành, thiết bị mở mạch thơng gió phụ để cung cấp thêm khơng khí cho động Sau động đạt đến nhiệt độ vận hành, mạch thơng gió phụ trội đóng kín Cơng tắc nhiệt thời gian (15) có cơng dụng điều khiển vịi phun khởi động lạnh, đóng kín vịi phun động đạt đến nhiệt độ quy định b/ Hệ thống phun xăng - điện tử Hệ thống hoàn thiện thêm sở hệ thống phun xăng khí nhờ số chức điều khiển điện tử Hồn thiện việc làm đậm hồ khí chế độ chạy ấm máy, gia tốc chạy toàn tải Cắt xăng giảm tốc độ đột ngột Hạn chế tốc độ cực đại c/ Hệ thống phun xăng điện tử: Xăng phun vào cửa nạp xylanh động theo thời điểm khơng liên tục Q trình phun xăng định lượng nhiên liệu thực theo hai tín hiệu gốc: Tín hiệu khối lượng khơng khí nạp vào tín hiệu vận tốc trục khuỷu động http://www.ebook.edu.vn 104 ... theo cách điều khiển phun xăng • Hệ thống phun xăng khí • Hệ thống phun xăng điện tử • Hệ thống phun xăng điện tử 1.1 Phân loại theo phương pháp cấp nhiên liệu vào động a/ Loại dùng chế hồ khí:... việc chẩn đoán sửa chữa hệ thống nhiên liệu Các vấn dề hệ thống nhiên liệu hệ thống phun nhiên liệu thường gây nên lời phàn nàn khả điều khiển xe Các điều gồm có khởi động khó ngập ngừng chạy... nạp -Ngun lý hoạt động: Bơm xăng điện (2) loại bi gạt, hút xăng từ bình chứa (1) bơm đến hệ thống cung cấp nhiên liệu Bầu tích lũy xăng (3) có cơng dụng: +Duy trì áp suất nhiên liệu cố định thời