BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN VĂN GIAO MỤC LỤC Trang  Nhận xét của đơn vị thực tập .2  Đánh giá của giáo viên hướng dẫn .3  Mở đầu .4  Phần I : Giới thiệu đơn vị thực tập 5  Phần II : Giới thiệu chung về động cơ phun xăng trực tiếp GDI .6  2.1 Lịch sử ra đời của động cơ phun xăng trực tiếp 6  2.2 Kết cấu chung của động cơ phun xăng trực tiếp 7  2.2.1 Những đặc tính kỹ thuật của động cơ GDI .8  2.2.2 So sánh động cơ phun xăng trực tiếp GDI và phun xăng đa điểm PFI 8  2.2.3 Ưu điểm động cơ GDI so với phun xăng trực tiếp GDI .10  2.2.4 Nhược điểm của động cơ phun xăng trực tiếp GDI .10  Phần III :Cấu tạo động cơ phun xăng trực tiếp GDI .14  3.1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu .14  3.1.1 Yêu cầu của hệ thống nhiên liệu 15  3.1.2 Hệ thống phân phối và ổn định áp suất phun 16  3.1.3 Bơm nhiên liệu áp suất thấp ( tiếp vận ) 19  3.1.4 Bơm nhiên liệu áp suất cao ( Bơm cao áp ) 20  3.1.5 Khảo sát kim phun nhiên liệu 23  3.2 Đặc tính tia phun nhiên liệu .31  3.2.1 Các điều kiện đến phun sương .31  3.3 Các dạng buồng cháy của động cơ GDI và các phương pháp hình thành hỗn hợp 32  3.3.1 Vị trí của kim phun và bugi 32  3.3.2 Kết cấu đỉnh píton 38  3.3.3 Vấn đề muội than bám vào kim phun .40  Chương IV : Các hệ thống khác trong động cơ GDI 42  4.1 Hệ thống điều khiển điện tử GDI .42  4.2 Hệ thống đánh lửa 43  4.3 Hệ thống phân phối khí 44  Kết luận .47  Tài liệu tham khảo 48  Phụ lục .49 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Đọc lập –Tự do –Hạnh phúc SVTH: ĐÀO QUANG LÂM Trang 1 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN VĂN GIAO Tp.Hồ Chí Minh,Ngày ,tháng ,năm 2013 PHIẾU NHẬN XÉT SINH VIÊN THỰC TẬP Đơn vị: , Xác nhận sinh viên: ,MSSV , Lớp : . , Trường: . , Thực tập tại: . , Từ ngày . / / .đến ngày ./ / 1. Về tinh thần ,thái độ ,ý thức kỷ luật : . . . 2. Về những công việc được giao : 3. Kết quả đạt được : . . . 4. Đánh giá chung:  Xuất sắc  Tốt  Khá  Trung bình  Yếu Ngày ,tháng ,năm 2013 Thủ Trưởng Đơn Vị (ký ,đóng dấu và ghi rõ họ tên ) ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SVTH: ĐÀO QUANG LÂM Trang 2 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN VĂN GIAO NgàyTháng .Năm GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (ký và ghi rõ họ tên ) MỞ ĐẦU SVTH: ĐÀO QUANG LÂM Trang 3 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN VĂN GIAO Trong quá trình thực tập ở công ty PHÙNG NGUYỄN CAO TỐC ,em đã được các anh em trong công ty tận tình chỉ bảo về các phương thức tháo lắp.Đặt biệt là sự giúp đỡ của các thợ lâu năm ,có bề dày kinh nghiệm trên 15 năm đã tận tình giúp đỡ em .Trong thời gian thực tập do kinh nghiệm chưa có nên công việc được giao thì chỉ là những công việc đơn giản .Tháo lắp những chi tiết đơn giản và em cũng thật sự chưa vận dụng lý thuyết học trên lớp vào công việc của mình được .Trong phần làm báo cáo thực tập thì em lựa chọn “nghiên cứu hệ thống phun xăng trực tiếp ” , không ngoài mục đích là để tìm hiểu sâu hơn về công nghệ hiện đại đang sử dụng trên ô tô hiện nay và tương lai sẽ thay thế các hệ thống phun xăng của thế hệ trước . TPHCM,ngày 20 tháng 11 năm 2013 Sinh viên thực hiện. ĐÀO QUANG LÂM PhầnI: GIỚI THIỆU ĐƠN VỊ THỰC TẬP SVTH: ĐÀO QUANG LÂM Trang 4 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN VĂN GIAO Công ty PHÙNG NGUYỄN CAO TỐC nằm ở địa chỉ 3A,Bis ,ĐIỆN BIÊN PHỦ ,quận BÌNH THẠNH thành phố HỒ CHÍ MINH.Công ty thành lập tại đây đã hơn 7 năm và đã có những thành công nhất định .Công ty không liên doanh với các công ty khác trong nước cũng như nước ngoài. Thành phần cơ cấu của công ty gồm : Diện tích tổng cộng của công ty khoảng 500m2 , nằm dưới chân cầu Sài Gòn , đối diện công ty xây lắp miền đông . Phần công việc chính của công ty là bảo dưỡng sửa chữa ,đại tu máy móc ,hệ thống lạnh , phục hồi hệ thống treo ,và các công việc liên quan khác . PHẦN II: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG TRỰC TIẾP GDI SVTH: ĐÀO QUANG LÂM Trang 5 Giám đ cố Th l nhợ ạTh máy ợ K thu t viênỹ ậ Th đ ng ợ ồ Th s n ợ ơ BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN VĂN GIAO 2.1 Lịch sử ra đời của GDI GDI là từ viết tắt của cụm từ Gasonline direct injection chỉ các loại động cơ phun xăng trực tiếp. Trong loại động cơ này, xăng được phun thẳng vào buồng cháy của các xi-lanh, khác hẳn nguyên lý phun xăng vào đường nạp của các động cơ phun xăng điện tử thông dụng. GDI được giới thiệu trong sản xuất máy bay ở trong chiến tranh thế giới thứ II, bởi những nhà thiết kế người Đức (Daimler Benz) và Liên xô cũ(KB khimavtomatika). Hệ thống phun xăng trực tiếp được phát triển bởi Bosch, và được giới thiệu bởi Goliath và Gutbrod năm 1952. Vào năm 1955, Mercedes – Benz đầu tiên ứng dụng phun xăng trực tiếp vào buồng cháy của động cơ 6 cylinder (Mercedes – Benz 300SL) với thiết bị bơm tạo áp suất phun của Bosch. Tuy nhiên, việc ứng dụng này bị quên lãng do vào thời điểm đó các thiết bị điện tử chưa được phát triển và ứng dụng nhiều cho động cơ ôtô, nên việc điều khiển phun nhiên liệu của động cơ thuần tuý bằng cơ khí, và việc tạo hỗn hợp phân lớp cho động cơ chưa được nghiên cứu như ngày nay. Vì vậy, so với quá trình tạo hỗn hợp ngoài động cơ thì quá trình tạo hỗn hợp trong buồng đốt cũng không khả quan hơn nhưng kết cấu và giá thành thì cao hơn nhiều. Hình 2.1 Mercedes – Benz 300SL 6 cylinder Mãi đến năm 1996, với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật điện tử, hệ thống phun xăng trực tiếp mới xuất hiện trở lại trên thị trường ô tô. Mitsubishi Motors là hãng đầu tiên có động cơ GDI ở thị trường Nhật Bản trên mẫu Galant/Legnum’s 4G93 1.8 L 4 xilanh thẳng hàng, mẫu này sau đó được bán ở Châu Âu năm 1997 với xe Mitsubishi Carisma, nhưng nhiên liệu chứa lưu huỳnh cao ở Châu Âu dẫn đến những vấn đề về khí xả và hiệu suất chất đốt thấp hơn mong đợi. Hình 2.2 Động cơ GDI của Mitsubishi SVTH: ĐÀO QUANG LÂM Trang 6 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN VĂN GIAO Năm 1997, họ cũng giới thiệu động cơ GDI 6 xilanh đầu tiên, đó là động cơ 6G74 3.5L V6. Mitsubishi đã ứng dụng rộng dãi công nghệ này, sản xuất hơn 1 triệu động cơ GDI cho bốn công ty khác năm 2001. Volkswagen/Audi cho ra mắt kiểu động cơ kiểu GDI vào năm 2001 nhưng lấy tên gọi là FSI (Fuel Stratified Injection), BMW cũng cho ra đời động cơ GDI V12. Hình 2.3 Động cơ V12 của BMW Cả PSA Peugeot Citroen và Hyundai Motors đều được cấp phép công nghệ GDI của Mitsubishi năm 1999, và sau đó sử dụng trên động cơ V8 GDI đầu tiên. Các nhà sản xuất xe hàng đầu như General Motors cũng đã áp dụng kỹ thuật GDI cho động cơ của mình để cho ra đời dòng xe mới vào những năm 2002. Và sau cùng đó là Toyota cũng đã chuyển sang nghiên cứu tạo hỗn hợp trong buồng đốt và đã ra mắt thị trường với động cơ 2GR – FSE V6 vào đầu năm 2006. Hình 2.4 Động cơ 2GR – FSE V6 của Toyota Hình 2.5 Hyundai-Theta-GDI-Turbo 2.2 Kết cấu chung của động cơ phun xăng trực tiếp Về kết cấu chung của động cơ GDI cũng tương tự như động cơ PFI. Điểm khác nhau cơ bản là ở hệ thống buồng cháy, hệ thống nhiên liệu, hệ thống điều khiển và đánh lửa (ECU). Ở bộ xử lý khí thải thì động cơ GDI có bố trí thêm một bộ xúc tác nữa (bộ xúc tác kép) để có thể xử lý khí thải khi động cơ hoạt động ở chế độ hỗn hợp nghèo. SVTH: ĐÀO QUANG LÂM Trang 7 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN VĂN GIAO Hình 2.6 Sơ đồ hệ thống GDI của Bosch 1 Thùng xăng 6 Cảm biến lưu lượng khí nạp 11 Bàn đạp ga 2 Bơm tiếp vận 7 Hộp cácbon 12 Cảm biến oxy 3 ECU 8 Kim phun 13 Cảm biến nhiệt độ nước 4 Bộ điều khiển bướm ga 9 Bơm cao áp 14 Bộ xúc tác NO X 5 Đường ống nạp 10 Cuộn đánh lửa 15 Cảm biến tốc độ động cơ 2.2.1 Những đặc tính kĩ thuật của động cơ GDI : • Kết cấu đường ống nạp tạo được sự lưu thông của lượng gió tối ưu nhất. • Hình dạng piston lồi, lõm tạo thành buồng cháy tốt nhất, tạo được sự hòa trộn nhiên liệu- không khí tối ưu nhất (hơn cả loại phun xăng FPI). • Bơm xăng cao áp cung cấp xăng có áp suất cao đến kim phun và phun trực tiếp vào xi lanh động cơ. • Kim phun nhiên liệu có áp suất phun cao (khoảng chừng 5-10MPA), chuyển động xoáy lốc kết hợp với không khí tạo thành hòa khí (xăng-không khí) tốt nhất. • Ở chế độ tải nhỏ, nhiên liệu được phun ở cuối quá trình nén. Ở chế độ đầy tải nhiên liệu được phun trong quá trình nạp. • Tiêu hao nhiên liệu ít hơn (khoảng 35% so với động cơ xăng PFI hiện nay). 2.2.2 So sánh động cơ phun xăng trực tiếp GDI và phun xăng đa điểm PFI -Sự khác biệt chính giữa động cơ PFI và động cơ GDI là trong việc hình thành hỗn hợp, được minh họa như hình1. Trong động cơ PFI, kim phun được gắn trên đường ống nạp gần với cổ góp hút riêng của xilanh trước xupap nạp và nhiên liệu được phun vào trong đường ống nạp của mỗi xi-lanh, hỗn hợp(nhiên liệu-không khí) được hình thành phía ngoài buồng đốt. Còn ở động cơ SVTH: ĐÀO QUANG LÂM Trang 8 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN VĂN GIAO GDI thì: kim phun nhiên liệu được gắn trực tiếp vào trong buồng cháy với áp suất phun lớn và xăng được phun thẳng vào buồng cháy của các xi-lanh, như vậy hệ thống GDI, hỗn hợp (nhiên liệu, không khí) sẽ hình thành bên trong buồng cháy. Trong quá trình phun, nhiên liệu được phun theo các giai đoạn khác nhau tùy theo chế độ tải. Hình 2.7-So sánh về sự hình thành hỗn hợp của PFI và GDI -Cấu tạo: ở động cơ phun xăng trực tiếp:bao gồm những bộ phận hoạt động ở áp suất cao:bơm nhiên liệu áp suất cao(ở áp suất 4-20MPA),áp suất đường ống phân phối cao(4-13 MPA) ,có thêm cảm biến áp suất nhiên liệu, các chất xúc tác, ở bộ xử lý khí thải thì có bố trí thêm một bộ xúc tác nữa,đỉnh piston là lồi-lõm vv còn ở động cơ PFI :áp suất bơm khoảng chừng 0.5MPA, áp suất đường ống phân phối từ 0.25-0.3MPA,đỉnh piston thường là đỉnh bằng hoặc lồi… -Phun trực tiếp xăng vào xi-lanh của động cơ GDI loại bỏ màng nhiên liệu tích hợp trên đường nạp và việc nhiên liệu làm ướt thành xilanh tại cổng nạp, trong khi việc điều khiển khả năng phun nhiên liệu cho mỗi lần đốt tốt hơn động cơ PFI. Động cơ GDI cung cấp khả năng đốt cháy nghèo tốt hơn, ít sự không đồng nhất giữa các xilanh trong tỷ lệ không khí-nhiên liệu. -Phun trực tiếp xăng với việc làm giàu khi khởi động lạnh ít hơn hoặc không cần làm đậm nhiên liệu, và giảm đáng kể lượng khí hydro cacbon không cháy (UBHC) trong quá trình chuyển tải. Một ví dụ việc so sánh về số lượng nhiên liệu cần thiết để bắt đầu khởi động động cơ GDI và PFI được cung cấp trong hình 2. Khá hiển nhiên rằng động cơ GDI đòi hỏi nhiên liệu ít hơn nhiều để khởi động động cơ, và đó là sự khác biệt trong các yêu cầu nhiên liệu tối thiểu trở nên lớn hơn khi giảm nhiệt độ môi trường xung quanh. SVTH: ĐÀO QUANG LÂM Trang 9 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN VĂN GIAO -Một hạn chế khác của động cơ PFI là việc điều chỉnh bướm ga để kiểm soát khả năng tải trọng động cơ. Mặc dù việc điều chỉnh bướm ga là một cơ chế tốt và đáng tin cậy để kiểm soát tải trọng động cơ PFI nhưng sự mất mát nhiệt động lực học khi điều chỉnh ga là khá lớn. Bất kỳ hệ thống nào mà có điều chỉnh mức độ tải sẽ dẫn tới sự mất mát nhiệt động lực học đi kèm với tổn thất trong chu kỳ bơm, và sẽ dẫn tới suy giảm hiệu suất nhiệt ở mức độ thấp của tải trọng động cơ. Còn động cơ GDI không dùng bướm ga để điều chỉnh lượng khí nạp như động cơ xăng dùng chế hoà khí(Việc phân lớp hỗn hợp không phải là tối ưu ở tất cả các chế độ hoạt động của động cơ nên sẽ có việc lựa chọn chế độ hòa trộn hỗn hợp phù hợp với điều kiện hoạt động động cơ, còn "không dùng bướm ga để điều chỉnh lượng khí nạp" là trong trường hợp chọn chế độ phân lớp hỗn hợp. Lúc này bướm ga sẽ gần như là nằm song song thành ống nạp và ít cản gió trên đường nạp) nên đường nạp thông thoáng như đường nạp của động cơ Diezel. Động cơ GDI thay đổi lượng nhiên liệu phun vào buồng cháy tuỳ thuộc vào công suất cần thiết. Nguyên lý điều chỉnh này cũng giống như nguyên lý làm việc của động cơ diezel: điều chỉnh nhiên liệu để có các tỷ lệ hoà khí khác nhau. 2.2.3 Ưu điểm động cơ GDI so với động cơ PFI: Động cơ phun xăng trực tiếp sử dụng phương pháp hình thành hỗn hợp phân lớp (Stratified Mixture Formation) ở chế độ tải nhỏ. Xăng sẽ được phun vào cuối kỳ nén. Bản chất của phương pháp này là bố trí một bugi đánh lửa trong buồng cháy của động cơ tại vị trí hỗn hợp có thành phần lambda nhỏ (hỗn hợp đậm lambda = 0,85-0,9) để đốt hỗn hợp bằng tia lửa điện. Phần hỗn hợp này sau khi bốc cháy sẽ làm mồi để đốt phần hỗn hợp còn lại có thành phần lambda lớn (hỗn hợp nhạt). Như vậy hỗn hợp toàn bộ của động cơ là hỗn hợp nhạt. Để điều chỉnh tải ở chế độ này, người ta sử dụng phương pháp điều chỉnh chất, thay đổi lượng nhiên liệu phun vào buồng cháy còn lượng không khí không đổi. Ở chế độ tải lớn đến toàn tải, sử dụng phương pháp nạp đồng nhất: xăng được phun từ đầu quá trình nạp. Khi đó xăng bay hơi hòa trộn với không khí trong xilanh tạo thành hòa khí trong suốt quá trình nạp và nén nên có thể coi là đồng nhất. Để điều chỉnh tải ở chế độ này người ta dùng van tiết lưu để điều chỉnh lượng hỗn hợp giống động cơ phun xăng gián tiếp. Nó có các ưu điểm sau đây: SVTH: ĐÀO QUANG LÂM Trang 10 . và ứng dụng nhiều cho động cơ ôtô, nên việc điều khiển phun nhiên liệu của động cơ thuần tuý bằng cơ khí, và việc tạo hỗn hợp phân lớp cho động cơ chưa. dãi công nghệ này, sản xuất hơn 1 triệu động cơ GDI cho bốn công ty khác năm 2001. Volkswagen/Audi cho ra mắt kiểu động cơ kiểu GDI vào năm 2001 nhưng