›
›

Bài giảng Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ động cơ đốt trong - Chương 1: Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng - Khổng Vũ Quảng

pdf 83 trang ngocly 1040
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ động cơ đốt trong - Chương 1: Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng - Khổng Vũ Quảng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_he_thong_nhien_lieu_va_tu_dong_dieu_chinh_toc_do_d.pdf

Nội dung text: Bài giảng Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ động cơ đốt trong - Chương 1: Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng - Khổng Vũ Quảng

  1. Bộ môn Động cơ đốt trong – Viện Cơ khí Động lực Trường ĐHBK Hà Nội Bài giảng: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU VÀ TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Người dạy: TS. KHỔNG VŨ QUẢNG Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  2. Đối tượng môn học: Sinh viên chuyên ngành Động cơ đốt trong – năm thứ 4, sau khi đã được học môn nguyên lý động cơ đốt trong Mục đích môn học: Trang bị những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, kiểm tra điều chỉnh, mô hình tính đối với hệ thống nhiên liệu và bộ điều tốc của động cơ xăng và động cơ diesel. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  3. Vai trò của HTNL trong động cơ: • Để đc làm việc êm thì tốc độ tăng áp suất ( p/ )min, tăng tính kinh tế và tăng tính hiệu quả thì nhiên liệu (h2 cháy) cung cấp cho đc phải đảm bảo cháy đúng lúc và cháy hoàn toàn. • Ne thể hiện lượng nhiên liệu cung cấp đối với đc diesel còn đc xăng được tính theo lượng hỗn hợp. • Tính kinh tế e tăng (ge giảm) nói nên khả năng chuyển nhiên liệu thành công có ích (e-xăng = 33÷20 ge = 260380 g/kW.h; e-diesel = 43÷30 ge = 200285 g/kW.h). • HTNL đóng vai trò quan trọng vì đc có cháy đúng lúc, hết, và êm hay không là do HTNL. Vì vậy, cần phải nghiên cứu HTNL để đảm bảo các yêu cầu trên. • Tự động điều chỉnh tốc độ đc: để đảm bảo cho đc làm việc ổn định ở 1 tốc độ nhất định khi tải ngoài thay đổi. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  4. Chỉ 15% năng lượng được dùng để quay bánh xe 100% 21% 15% Theo hãng Ford Conventional ICE Vehicle Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  5. - ĐC xăng ( chỉ nằm trong khoảng từ 0,6 đến 1,2), vì hỗn hợp khí được hình thành từ bên ngoài xylanh (trừ động cơ phun xăng trực tiếp). Do vậy, điều chỉnh tải trọng phải dùng phương pháp điều chỉnh lượng hỗn hợp cung cấp bằng bướm tiết lưu hay còn gọi là bướm ga trên đường nạp. - ĐC diesel ( rất rộng từ 1,2÷10), do hỗn hợp được hình thành từ bên trong xylanh, nên hỗn hợp của diesel không đồng nhất, nên để điều chỉnh tải, người ta dùng phương pháp điều chỉnh chất – thay đổi thành phần khí hỗn hợp bằng cách chỉ thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  6. Nội dung môn học HTNL ĐC Xăng HTNL ĐC Diesel TĐĐC TĐĐC Khái quát về tạo hỗn Nhiệm vụ, sơ đồ hệ Tính ổn định trong chế độ hợp trong ĐC xăng thống làm việc của ĐCĐT HTNL ĐC xăng Bơm cao áp (bơm Điều kiện cần lắp ĐT trên dung CHK dãy, bơm phân phối) ĐCĐT Bộ CHK Vòi phun Phân loại Bộ CHK hiện đại Một số loại vòi ĐT cơ khí trực tiếp Cấu tạo, thiết kế bộ phun và bơm cao áp ĐT gián tiếp CHK khác Đặc tính tĩnh của phần tử Các cụm khác của Vòi phun bơm P-T cảm biến bộ ĐT HTNL dùng CHK Các cụm khác của Các thông số đánh giá HTNL ĐC phun HTNL trạng thái tĩnh của bộ ĐT xăng (phun xăng HTNL Common Tính toán tĩnh học của bộ nhiều điểm điều Rail bộ ĐT cơ khí khiển bằng cơ khí Động học của bộ ĐT cơ hoặc điều khiển bằng khí trực tiếp điện tử, phun xăng Hệ thống tự động điều đơn điểm) chỉnh tốc độ động cơ Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  7. Tài liệu: 1. Giáo trình chính: Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ động cơ đốt trong, Nguyễn Tất Tiến, Vũ Thị Lạt. 2. Tài liệu tham khảo: - Nguyên lý động cơ, Nguyễn Tất Tiến, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội 2000 - Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong (tập III), Nguyễn Đức Phú, Nguyễn Tất Tiến - Hệ thống phun xăng điện tử dùng trên xe du lịch, Hoàng Xuân Quốc, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật - Các bài báo trong nước và quốc tế - Sách tiếng anh. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  8. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  9. Nhiệm vụ sinh viên: - Dự lớp đầy đử (đúng giờ, đi muộn có truyền thống coi như bị vắng) - Đọc tài liệu Đánh giá kết quả học tập: - Ý thức học tập (thời gian lên lớp) 10% - Kiểm tra giữa kỳ 20% - Bài tập hoặc báo cáo 10% - Kiểm tra cuối kỳ 60% Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  10. CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XĂNG 1.1. Khái quát về tạo hỗn hợp trong động cơ xăng 1.1.1. Yêu cầu đối với h2 và các p2 tạo h2 của động cơ xăng - Chất lượng quá trình cháy, c/s, h/s động cơ phụ thuộc nhiều vào quá trình tạo hỗn hợp. - Có thành phần hỗn hợp  phải phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ (: hệ số dư lượng không khí ( );  = GKK-tt/Gnl*L0. - Hỗn hợp phải đồng nhất trong 1 xylanh và đồng đều giữa các xylanh. - Để đáp ứng các yêu cầu trên thì hiện nay đối với động cơ xăng có các phương pháp hình thành hỗn hợp như sau:  ĐC xăng dùng CHK, hoặc loại phun xăng trên đường nạp thì hình thành hỗn hợp bên ngoài.  ĐC phun xăng trực tiếp thì tạo hỗn hợp bên trong (GDI). - Các phương pháp trên đều có thiết bị và biện pháp cụ thể đảm bảo chất lượng hỗn hợp. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  11. 1.1.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hỗn hợp a) Thời gian Nếu thời gian dài thì quá trình hình thành hỗn hợp càng tốt, hiện nay có xu hướng tăng Ne bằng việc tăng nđc, như vậy sẽ giảm thời gian hình thành hỗn hợp nhưng do tốc độ lưu động của dòng khí nạp mãnh liệt hơn (sóng áp suất) dẫn đến tạo điều kiện cải thiện được quá trình hình thành hỗn hợp ở nđc cao. b) Nhiệt độ môi trường - Nếu nhiệt độ lớn sẽ tạo điều kiện co nhiên liệu bay hơi để thuận lợi cho quá trình hình thành h2. Tuy nhiên khi nhiệt độ lớn quá cũng không tốt vì làm ảnh hưởng đến lượng khí nạp thực tế vào xylanh. - Có thể lấy ví dụ: xe máy dùng xăng 92 và 95, ở các thời tiết khác nhau. - Đối với đc xăng việc sấy nóng khí nạp mới để nhiên liệu dễ bay hơi bằng cách sau:  Sấy nóng bằng khí thải  Sấy nóng bằng nước làm mát, khi nước làm mát đã qua làm mát cho động cơ với nhiệt độ 90950C Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  12. c) Kết cấu đường ống nạp và CHK - Đường ống nạp phải thanh thoát và đảm bảo các đường ống từ CHK vào các xylanh phải tương đương nhau. - CHK đối với 1 buồng hỗn hợp cấp cho nhiều xylanh sẽ không đảm bảo sự đồng nhất về thàh phần hỗn hợp giữa các xylanh, do đó phải dùng nhiều buồng hỗn hợp. d) Thành phần, tính chất nhiên liệu Nhiên liệu có nhiều thành phần chưng cất nhẹ, dễ bay hơi, tạo hỗn hợp đồng đều, hàm lượng hơi cao, dẫn đến thành phần hỗn hợp sẽ tốt. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  13. 1.1.3. Yêu cầu và phân loại a) Yêu cầu • Cung cấp với  thích hợp với tường chế độ làm việc của đc. • Phần lớn nhiên liệu trong hỗn hợp ở dạng hơi xăng, phần còn lại được xé tơi ở dạng hạt có kích thước rất nhỏ. • Hệ số  giữa các xylanh phải đồng đều nhau. b) Phân loại • HTNL đc xăng dùng chế hoà khí (cacbuaratơ) • HTNL phun xăng điện tử. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  14. 1.2. Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng dùng chế hòa khí (CHK) 1.2.1. Nhiệm vụ -Dự trữ, lọc sạch và cung cấp nhiên liệu -Chuẩn bị và cung cấp hỗn hợp xăng và không khí đảm bảo số lượng và thành phần hỗn hợp  phù hợp với từng chế độ làm việc của đc 1.2.2. Sơ đồ 1. ống đổ xăng, 2. phễu đổ xăng, 3. ống thông khí, 4. thùng xăng, 5. thước đo mức xăng, 6. khóa xăng, 7. ống dẫn xăng, 8. bình lọc xăng, 9. bơm chuyển xăng, 10. cốc lắng và lưới lọc tinh, 11. bình lọc không khí, 12. bình giảm âm, 13. bộ chế hòa khí, 14. bộ hạn chế tốc độ cực đại của đc, 15. phao chỉ mức xăng, 16. nút tháo xăng, 17. đầu ống hút. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  15. Ziclơ, chi tiết được chế tạo chính xác để có thể tiết lưu định lượng lưu lượng xăng hút ra đứng như thiết kế. Lượng hỗn hợp đi vào đc được điều chỉnh nhờ bướm ga 7. Vnl=5÷6 m/s; Vkk=25÷30 m/s. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  16. 1.3. Bộ CHK 1.3.1. Yêu cầu và phân loại đối với BCHK a) Yêu cầu - Cung cấp hỗn hợp đảm bảo lượng và thành phần phù hợp với từng chế độ làm việc của đc.  Về chất ở chế độ tải nhỏ và trung bình thì yêu cầu làm việc tiết kiệm nhất ge min.  Khi toàn tải phải đạt được công suất Ne max (hỗn hợp đậm)  Ở chế độ không tải phải đảm bảo động cơ làm việc ổn định - Trong mọi điều kiện môi trường và áp suất, nhiệt độ môi trường khác nhau phải dễ khởi động. - Dễ điều chỉnh theo trạng thái kỹ thuật và điều kiện sử dụng đc. - Cấu tạo đơn giảm chắc chắn, sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa dễ dàng. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  17. b) Phân loại - CHK không có buồng phao: loại hút, loại phun dùng cho đc làm việc ở các vị trí khác nhau. Ví dụ như động cơ máy bay, máy cưa tay - CHK có buồng phao; hiện nay được sử dụng phổ biến, chủ yếu là loại hút xăng (hút xuống và hút lên, hút ngang) Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  18. 1.3.2. BCHK đơn giảm a) Sơ đồ và cấu tạo Bao gồm: buồng phao (bầu xăng) để chứa nhiên liệu. Phao xăng (bằng nhựa hoặc đồng) cùng van kim để đảm bảo mức xăng trong bầu xăng không thay đổi và mức ấy 6 xăng luân đảm bảo cách vòi phun 1 đoạn h = 58 mm, để xăng không tự trào ra 5 4 7 khi BCHK không làm việc. Zíchlơ là chi tiết chính xác, nó đảm bảo quan hệ ổn định giữa lượng nhiên liệu đi qua zíchlơ và độ chênh áp trước và sau của zíchlơ. Vòi phun (đường ống dẫn nhiên liệu) miệng vòi phun đặt ở họng. Họng là tiết diện nhỏ nhất có nhiệm vụ tạo độ chân không ( ph = po - ph) để hút xăng ( ph > x. nl.g) với x = h. Bướm gió chỉ làm nhiệm vụ khi khởi động Bướm ga; vị trí của bướm ga chính là lượng hỗn hợp và chính là chế độ tải của động cơ. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  19. b) Nguyên lý làm việc • Để hút được nhiên liệu thì ph > cột áp ứng với chiều cao x. nl.g, tức là ph > x. nl.g ở đây x = h với ph = p0 – ph • Trong đó: g: gia tốc trọng trường nl: trọng lượng riêng của nhiên liệu x = h: là khoảng cách từ mức nh/l ở buồng phao và miệng v/ph ph: là áp suất tương đối ph: là áp suất tuyệt đối • Nếu ph càng tăng thì lượng nh.l ra càng nhiều • Xé tơi nhiên liệu để tạo thuận lợi cho việc hình thành hỗn hợp. Qua kết quả khảo nghiệm thấy, muốn xé tơi nh/l thì Vkk > Vnl khoảng 56 lần. Cụ thể Vnl = 56 m/s và Vkk qua họng = 2530 m/s thì nh/l được xé tơi hoàn toàn. • Hòa trộn hỗn hợp: nhiên liệu xé tơi sẽ bay hơi hòa trộn với không khí tạo thành hỗn hợp đến cuối hành trình nén thì kết thúc. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  20. c) Đặc tính của BCHK đơn giản - Thành phần của hỗn hợp thể hiện qua , sẽ thay đổi theo chế độ làm việc của đc. Để đánh giá sự hoạt động của BCHK khi thay đổi chế độ làm việc của đc cần phải tới đặc tính của BCHK. Kể cả đối với BCHK đơn giản cũgn cần phải xét tới đặc tính của nó. - Định nghĩa: Đặc tính của BCHK là quan hệ của hệ số dư lượng không khí  với một trong những thông số đặc trưng cho lượng hỗn hợp nạp vào động cơ (lưu lượng không khí Gk, dộ chân không tại họng ph, công suất có ích của đc ) Tức là:  = f( ph) – độ chân không  = f(Gk) – lượng kk nạp vào  = f(độ mở bướm ga)  = f(Ne) – công suất  = f(phụ tải đc) Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  21. - Xây dựng đặc tính  = f( ph) +) Theo định nghĩa  = Lượng kk thực tế nạp vào đc/lượng kk lý thuyết đốt cháy nh/l  = Gk/Gnl.L0 Gkk: Lượng kk thực tế nạp vào đc Gnl: Lượng nh/l L0: Lượng kk lý thuyết cần thiết để đốt cháy hết 1 kg nh/l L0: (1/0,23).[(8/3).C + 8H – O] (kg/kg nh/l) +) Để có  = f( ph) thì cần phải xác định Gk, Gnl = f( ph) Khi giả thiết dòng môi chất không chịu nén, chảy ổn định và liên tục Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  22. +) Xác định Gk: Do đc hoạt động có tính chu kỳ, nên lưu động của kk qua họng và xăng qua vòi phun của BCHK có tính dao động, về thực chất đó là dòng chảy ổn định. Khi chuyển từ động cơ 4 kỳ sang động cơ 2 kỳ hoặc tăng số xylanh nối với 1 BCHK sẽ giảm bớt tính dao động của dòng chảy. Nếu 4 xylanh của đc 4 kỳ hoặc 2 xylanh của đc 2 kỳ nối với BCHK sẽ không thấy rõ tính dao động của dòng chảy. Vì vậy có thể coi dòng chảy của xăng và kk trong BCHK như 1 dòng chảy ổn định. Mặt khác độ chân không tại họng BCHK ph thường < 2000 mm cột nước ( 20 kPa  0,02 MPa  0,2 at) khi đc hoạt động ở tốc độ cực đại và mở hết bướm ga. Như vậy với Ph biến động từ 0 đến 20 kPa có thể bỏ qua tính chịu nén của kk và coi lưu động của kk như là chất lỏng không chịu nén. Vậy ta có thể giả thiết chuyển động của dòng khí là ổn định và liên tục, và không chịu nén, nên ta có: Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  23. +) Xác định Gk: (tiếp) Theo phương trình Becnuly viết cho dòng môi chất khí qua mặt thoáng bầu xăng và mặt họng khuyếch tán. Gk h fh 2. ph k Trong đó: h: là hệ số lưu lượng, khi kk qua họng có tiết diện là f họng. Với h = v. b; v: hệ số tốc độ, b: hệ số bóp dòng, với fh min b fh fh: tiết diện họng hút, k: khối lượng riêng của kk Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  24. +) Xác định Gnl: Giả thiết nh/l qua họng là ổn định và liên tục. Cũng sử dụng ph/trình becnuly viết cho dòng chảy qua mặt thoáng bầu xăng và mặt zichlơ. Kết quả: Gnl d fd 2( ph x. nl g) nl fd: tiết diện của zíchlơ, d: hệ số lưu lượng của xăng qua zíchlơ Vậy từ Gk và Gnl theo ph thay vào biểu thức tính  ta có: 1 h fh ph  k     Với h = x L0 d fd 2 ph x  nl  g nl Ta có: 1  f p   h  h  k  h L0 d fd nl 2 ph h nl  g Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  25. Đặt 1 f  p K  h  k h s Do đó:  h  h  K L0 fd nl d 2 ph h nl  g ph Do ph. nl.g quá nhỏ vì thế có thể coi 1 ph h nl  g h Vậy   K Qua đây ta thấy để có  theo ph thì cần phải có quan hệ d như sau: h f ph d Qua thực nghiệm (thể hiện lượng kk nạp vào đc) h f ph ta xác định được quan hệ của d f ph (thể hiện lượng nhiên liệu phun ra) Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  26. +) Giải thích h = f( ph) h Tăng p – tăng công suất tức là tăng lượng   / h d h d  hh nạp vào đc. h  Ban đầu h tăng nhanh sau đó tăng chậm. Là d do lúc đầu các lớp kk chuyển động được tăng dần (lớp kk dính vào thành). Khi ph tăng tới ph một mức độ nào đó thì hết lớp hh chính. Do đó khi ph tăng nữa thì h vẫn bằng hằng số. Khi ph tăng khá cao thì h giảm 1 tý là do tốc độ của dòng khí không phù hợp với tiết diện họng (tạo xoáy) tăng sức cản “h càng lớn nghĩa là Gk càng lớn” Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  27. +) Giải thích d = f( ph) Ban đầu ph tăng thì d tăng nhanh sau đó d tăng chậm do khi ph tăng dẫn tới lớp dính chuyển động tăng lên sau đó lượng đó hết. d không giảm vì không có xoáy. Chú ý: d thể hiện lượng nh/l Gnl phụ thuộc vào kích thước,hình dáng hình học, độ nhẵn bóng của zíchlơ, vì thế riêng đối với zíchlơ nh/l sau khi chế tạo phải: • Kiểm tra kích thước • Đo lưu lượng trên thiết bị đo hỗn hợp • Nhận xét: Nếu như tỷ số l/d = 12 thì sự ảnh hưởng của hình dáng hình học, độ nhẵn bóng của zíchlơ, tới d tức là Gnl là ổn định. Nếu l/d khác 12 thì các nhân tố trên ảnh hưởng tới lưu lượng là khá lớn buộc chúng ta phải kiểm tra kích thước và hình dáng. Tóm lại ta có quan hệ: h/d = f( ph) và  = C.(h/d) tức là  = f( ph) Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  28. Gnl.L0 Nhận xét: Khi tăng ph tức là tăng G .L G nl 0 ga (tăng phụ tải, tăng công suất) k  dẫn đến  giảm nghĩa là hh đậm =1 dần. Như vậy đặc tính BCHK đơn Gk giản không thể đáp ứng yêu cầu sử  dụng đc vì chỉ ở phụ tải lớn khí hh mới đậm còn ở chế độ tải nhỏ và p phụ tải trung bình thì hh rất loãng. h Nếu điều chỉnh để BCHK tạo được hh có thành phần cần thiết ở các chế độ phụ tải lớn thì khi cho đc chạy ở các chế độ không tải hoặc ít tải khí hh sẽ rất loãng, dẫn tới đc sẽ chết máy và ngược lại nếu điều chỉnh để BCHK tạo được hh có thành phần cần thiết ở các chế độ ít tải, thì khi đc chạy ở chế độ toàn tải khí hh sẽ đậm, vượt ra ngoài giới hạn cháy của nh/l, đc sẽ chết máy, vì vậy cần có đường đặc tính khác? Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  29. 1.3.3. Đặc tính lý tưởng của BCHK a) Định nghĩa Đường đặc tính lý tưởng của BCHK là hàm số biểu thị quan hệ giữa hệ số dư lượng không khí  tối ưu (tốt nhất) của khí hỗn hợp và lưu lượng (Gk) của không khí nạp vào động cơ t/ư = f(Gk). b) Xây dựng đặc tính -Muốn xây dựng được đường đặc tính lý tưởng của bộ CHK, trước tiên phải xác định các h/số thể hiện mối quan hệ giữa công suất và suất tiêu hao nhiên liệu của đc (chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế) theo thành phần khí hh khi đc chạy ở số vòng quay nhất định và không thay đổi vị trí tay ga: Ne = f(); ge = f(). - Ne f    Được xác định lấy trong phòng thí nghiệm với điều kiện: ge f   • nđc = const • Bướm ga cố định • Muốn thay đổi  bằng cách thay đổi tiết diện zíchlơ. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  30. +) Lực tác dụng P (gây tải cho đc) - Xác định được Xác định được +) Số vòng quay của đc công suất động cơ - Đo tiêu hao nhiên liệu Gnl, và lượng kk nạp Gkk ge = Gnl/Ne  = Gkk/Gnl.L0 Ne f  - Khi thay đổi vị trí bướm ga ta được vô số các đường ge f  Nhận xét: +) Khi bướm ga mở hoàn toàn Ne-max 1 +) Khi đóng dần bướm ga (giảm tải) Ne-max giảm; ge-min giảm +) Khi nối các điểm Ne-max (1,2,3) thì ta được đường a, đường a là đường điều chỉnh CHK để đc được Ne-max ở mọi vị trí bướm ga. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  31. Ne a b 1 4 I 100 2 % 5 II 70% 3 6 III 40%  Ne I/ II/ 10 III 9 / 8 1  Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  32. +) Khi nối các điểm (4,5,6) ta được đường b, là đường điều chỉnh CHK để đc làm việc kinh tế nhất. +) Do vậy ta nên sử dụng ở vùng giữa 2 đường a và b vì nếu ở ngoài đường đó thì Ne giảm và getăng. Việc lựa chọn đường a hoặc b tùy thuộc vào lĩnh vực khai thác đc. +) Tóm lại: để sử dụng đc tốt nhất (tính hiệu quả và tính kinh tế) • Thì ở tải nhỏ và trung bình cần đc làm việc kinh tế nhất ge-min, tứcc là đường b. • Khi mở hoàn toàn bướm ga (toàn tải) yêu cầu đc phát ra công suất lớn nhất Ne-max đường a. Đường c là đường quan hệ tư = f(Ne) khi nđc = const và ứng với 1 đường Ne = f() thì chỉ có 1 Gk nên hoàn toàn có thể đổi được thành  = f(Gk) Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  33.  b c a Ne Gk  1 2 n1 n2 n3 1 n3 < n2 <n1 Gk  1 n3 < n2 <n1 Gk Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  34. • Khi thay đổi nđc ta sẽ có vô số đường  = f(Gk) • Ở nhánh tải nhỏ đường  = f(Gk) sát nhau • Tải lớn khi tăng nđc dẫn tới  tăng hh nhạt dần Từ đó ta vẽ đường bao số 2 là đường điều chỉnh CHK để đc làm việc ở chế độ tiết kiệm nhất (ge-min) ở mọi vị trí bướm ga và ở mọi vị trí số vòng quay. Còn đường số 1 là đường điều chỉnh CHK để đc làm việc hiệu quả nhất Ne-max ở mọi vị trí tay ga và mọi số vòng quay. Để đơn giảm thì chúng ta có 1 đường trung bình, tức là đặc tính lý của BCHK hoạt động ở các tốc độ khác nhau. Ta thấy:  Ở tải nhỏ và trung bình (bướm ga mở nhỏ và trung bình): có Gk tăng (tải tăng) dẫn tới  tăng (hỗn hợp nhạt dần)  Ở tải lớn (bướm ga mở lớn) Gk tăng (tải tăng) dẫn tới  giảm (hh nhạt dần) Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  35. c) So sánh đặc tính lý tưởng đặc tính của BCHK đơn giản - BCHK đơn giản không thể chuẩn bị  Lý tưởng hh cho đc với thàh phần tốt nhất ở mọi chế độ làm việc của đc 1 - Để có được đường đặc tính sát với đường đặc tính lý tưởng thì trên BCHK đơn giản cần phải bổ sung Đơn giản thêm một số cơ cấu và hệ thống để G đảm bảo các yêu cầu sau: k +) Chế độ không tải: hh đậm  = 0,40,8, xăng phun tơi, phân bố đều. +) Khi bướm ga mở tương đối rộng, cần hh loãng,  = 1,071,15 +) Khi bướm ga mở hoàn toàn (Ne-max), cần hỗn hợp đậm  = 0,750,9 +) Khi khởi động, cần hỗn hợp đậm  = 0,30,4 +) Khi tăng tốc, phải cung cấp thêm nh/l để tránh hiện tượng hh bị nhạt Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  36. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  37. 1.3.4. Các hệ thống của BCHK A) Các hệ thống phun chính HTPC nhằm cung cấp hh cho đc làm việc kinh tế nhất trong vùng làm việc phổ biến của đc, trên đặc tính lý tưởng của bchk htc phải cung cấp hh nhạt dần khi tải trọng tăng. Trong thực tế có nhiều loại htc, phổ biến là 1 số loại sau: - htpc giảm độ chân không sau giclơ chính. - htpc có giclơ bổ sung - htpc có điều chỉnh tiết diện zíchlơ chính kết hợp với HT không tải - htpc điều chỉnh độ chân không ở họng Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  38. 1) Hệ thống phun chính có giảm độ chân không sau zíchlơ chính kk 2 h y H p0 3 ph 1 Hệ thống chính giảm độ chân không sau zíchlơ chính Ngoài zíchlơ nhiên liệu 1 còn có thêm zíchlơ không khí 2 Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  39. - Nhận thấy: +) Độ chân không tại họng ph = p0 – ph +) Độ chân không sau zíchlơ chính pd = p0 – pd (pd áp suất tuyệt đối sau zíchlơ chính). +) Lượng nhiên liệu qua họng với tiết diện f Gnl   f  2 p  : hệ số lưu lượng p: độ chênh áp suất trước và sau tiết diện : mật độ của môi chất (nhiên liệu) - Nguyên lý làm việc: chia làm 3 giai đoạn +)Giai đoạn 1: Khi ph x.g. nl ; nhiên liệu không hút ra được, tức là Gnl = 0,  = Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  40. +)Giai đoạn 2: Khi ph có giá trị: x.g. nl < ph (H+x).g. nl; khi này HTPC làm việc như bộ CHK đơn giản, tức là ph tăng dẫn tới  giảm, lúc đó Gkk và Gnl tăng •Cụ thể: khi ph tăng thì nhiên liệu ở giai đoạn 2 qua zíchlơ 1 (từ ống 3) qua vòi phun và vào họng, làm cho y tăng, khi đó không khí qua 2 vào 3 và coi p3 p0 như vậy pd = y.g. nl. Nhiên liệu qua zíchlơ 1 được tính theo công thức sau: (II ) 2 Gnl d1  fd1  2y  g  nl d1: hệ số lưu lượng của nhiên liệu khi qua zíchlơ 1 có tiết diện là fd1 •Cuối giai đoạn 2: thì y = H lúc đó p3 p0 ( pd = H.g. nl), và lượng nhiên liệu qua zíchlơ 1 sẽ là: C(II ) 2 Gnl d1  fd1  2H  g  nl Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  41. +)Giai đoạn 3: ph (H+x).g. nl; • Đầu giai đoạn 3: độ chân không ph tăng đột ngột, hút mạnh làm cho không khí không kịp điền vào qua zíchlơ 2 làm cho áp suất sau zíchlơ chính giảm đột ngột làm cho pd tăng đột ngột, đạt pdg giới hạn. Làm cho Gnl tăng đột ngột, lúc đó đ 3 Gnl d  fd  2( pdg H  g  nl ) nl • Trong giai đoạn 3: khi ph tăng thì Gnl1 tăng và không khí vào qua ống 2, cuốn theo cùng nhiên liệu và vào họng, có hiện tượng bọt xăng. Như vậy Gk2 làm cản trở sự tăng pd. ( pd tăng chậm đi so với CHK đơn giản, tức là khi ph tăng dẫn đến Gnl tăng chậm, cho nên  tăng (theo đặc tính lý tưởng của BCHK) Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  42. pd =k. ph trong đó (  f )2 k h h 2 2 fd2: zíchlơ không khí (h  fh ) (d 2  fd 2 ) Nhận xét: +) Nếu fd2 = 0, nghĩa là bịt kín zíchlơ 2, k = 1, dẫn đến pd = ph, HTPC làm việc như CHK đơn giản. +) Nếu fd2 = , nghĩa là bỏ zíchlơ 2, k = 0, dẫn đến pd = 0, pd = p0, khi đó lượng nhiên liệu cung cấp phụ thuộc vào độ cao H. và lượng nhiên liệu được xác định như sau: III 2 Gnl1 d1  fd1  2H  g  nl const +) Ta có thể hoàn toàn lựa chọn fd2 để có pd hợp lý, Gnl.L0. và có  theo ý muốn. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  43. - Đặc điểm: +) Với loại HTPC này là HTPC duy nhất mà ta có thể thực hiện được phun bọt xăng, phun tơi, bay hơi tốt ở mọi phụ tải và mọi số vòng quay. +) BCHK này đơn giản, chắc chắn, dễ điều chỉnh, sử dụng hầu hết trên các BCHK. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  44. 2) Hệ thống phun chính có zíchlơ bổ sung kk p H h y 1 2 Hệ thống chính có zíchlơ bổ sung Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  45. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  46. Nhận thấy: - Zíchlơ chính 1 và vòi phun 4 làm việc như CHK đơn giản Gnl1.L0 = f( ph) - Zíchlơ bổ sung 2 và vòi phun 5 và ống khí 3 chính là HTPC có điều chỉnh độ chân không trong trường hợp bỏ zíchlơ không khí Gnl = Gnl1 + Gnl2 Gnl.L0 = Gnl1.L0 + Gnl2.L0 - Nguyên lý làm việc: +) Giai đoạn 1: ph x g  nl Gnl 0  Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  47. +) Giai đoạn 2: H x  g  nl ph x  g  nl Khi nay, ht làm việc như BCHK đơn giản, tức là khi ph tăng dẫn tới Gnl2 tăng và chỉ phụ thuộc vào y Vì do 2 p3 p0 Gnl 2 d 2  fd 2  2y  g  nl Cuối giai đoạn 2: y H p3 p0 Gnl 2 d 2  fd 2 2H  g  nl Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  48. +) Giai đoạn 3: ph H x  g  nl Cuối II y H p3 p0 pd p0 pd 0 2 Gnl2 d 2  fd 2  2H  g  nl const Có Gnl1  L0 f ph L0  d1  fd1  2 ph x  nl  g  nl Gnl  L0 Gnl1  L0 Gnl 2  L0 f ph Như vậy, khi tăng ph sẽ dẫn tới  tăng vì Gkk tăng nhanh Nhận xét: +) Do có zíchlơ bổ sung 2 nên có sai số phụ của CHK +) Để điều chỉnh tiết diện của 2 zíchlơ fd1 và fd2 để có được  theo ý muốn là rất khó khăn. +) Kết cấu phức tạp, nhiều chi tiết Loại này có được sử dụng nhưng không rộng rãi như loại trên Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  49. 3) HTPC thay đổi tiết diện giclơ kết hợp với hệ thống không tải: a) Dẫn động bằng cơ khí 4 HTPC: Zíchlơ chính 1, kim 3 diều chỉnh zíchlơ 6, lò xo và cần điều chỉnh 2 HTKT: Zíchlơ không tải 3, 1 zíchlơ không khí 4, ống dẫn độ chân không sau bướm ga 6 5 Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  50. - Nguyên lý làm việc +) Đối với HTPC • Lò xo luân có xu hướng đẩy kim số 1 đi xuống • Khi ph tăng (tăng độ mở bướm ga), qua tay đòn (cần điều khiển) nâng kim số 1 lên, làm cho fd1 tăng, tức là Gnl1 tăng, dẫn tới hh đậm dần ( giảm xuống) +) Đối với HTKT • Nhiệm vụ: Chỉ đảm bảo cho đc làm việc ở chế độ không tải. Trong trường hợp này HTKT làm việc suốt cùng với HTPC. • Ở chế độ không tải bướm ga đóng kín, độ chân không sau bướm ga lớn hút xăng qua zíchlơ 3 và khí qua zíchlơ 4 tạo thành bọt xăng và phun vào sau bướm ga, dẫn tới hh đậm ( nhỏ) • Khi làm việc có tải (cùng với HTPC) thí khi ph tăng (tăng độ mở bướm ga) làm cho pg giảm, dẫn tới Gnh-5 giảm, hh nhạt dần ( tăng dần). Kết hợp lại ta có, khi tăng ph (tăng độ mở bướm ga) thì  tăng. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  51. Nhận xét: Vị trí kim 2 (tiết diện của zíchlơ 1) chỉ phụ thuộc vào vị trí bướm ga mà không phụ thuộc vào tốc độ đc. Để xét tới ảnh hưởng của tốc độ đc ta xét loại dẫn động bằng chân không. b) Dẫn động bằng chân không HTPC: Zích lơ chính 1, Kim điều chỉnh 2, Pittông 8, lò xo 9, ống dẫn độ chân không sau bướm ga 10. HTKT: Giống như phần dẫn động cơ khí) Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  52. - Nguyên lý làm việc: +) Nếu ở cùng 1 vị trí bướm ga thì khi làm việc ở số vòng quay nhỏ, độ chân không sau bướm ga sẽ nhỏ ( pg nhỏ), lò xo số 9 đẩy pittông 8 đi lên, kim 2 đi lên, dẫn tới fd1 tăng, làm cho Gnl1 tăng, do đó  nhỏ (hỗn hợp đậm). +) Nếu ở số vòng quay lớn, pg tăng, thắng được sức căng lò xo 9, pittông 8 đi xuống, kim 3 đi xuống, tiết diện fd2 giảm, Gnl giảm, dẫn tới  tăng (hỗn hợp loãng). - Nhận xét: Khi tăng nđc tăng làm cho  (hỗn loãng dần), có thể xây dựng được đặc tính lý tưởng nhưng nếu nđc tăng quá lớn thì làm cho pittông 8 và kim 2 đi xuống quá làm cho fd2 nhỏ quá,  quá lớn (hh quá nhạt). Để khắc phục hiện tượng này phải có cần 4 dẫn động từ bướm ga để hạn chế nhược điểm này. Như vậy có thể kết hợp dẫn động bằng cơ khí và chân không Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  53. c) Dẫn động bằng cơ khí và chân không - Với tốc độ luôn lớn ta dùng cơ khí. - Với nđc thay đổi thì cần kết hợp cả 2. - Sau một thời gian làm việc, kim số 2 mòn, cần phải điều chỉnh lại. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  54. 4) Hệ thống chính điều chỉnh độ chân không ở họng: -Đưa thêm không khí vào họng -Thay đổi tiết diện của họng a) b) c) Khi bướm ga mở tới mức độ nào đó nhằm tăng tải, độ chân không ở họng khuếch tán đủ lớn sẽ mở các lá lò xo hoặc van để bổ sung không khí làm cho hỗn hợp nhạt dần. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  55. a) Loại đưa thêm không khí vào sau họng - Khi độ mở bướm ga còn nhỏ tốc độ không khí pk còn nhỏ, cột áp tốc độ nhỏ không thắng được sức căng của lò xo, vẫn đóng. Lúc đó HTPC làm việc như BCHK đơn giản, nghĩa là tăng độ mở bướm ga (phụ tải tăng), làm cho  giảm. - Khi độ mở bướm ga lớn tới 1 mức độ thì tốc độ độ pk lớn, cột áp tốc độ lớn thắng được lực căng lò xo, đẩy lò xo 1 mở, không khí sẽ qua họng và xung quanh họng, làm cho ph tăng nhưng tăng chậm, túc là lượng nh/l được hút ra khỏi vòi  phun cũng tăng chậm, dẫn tới  tăng (hỗn hợp nhạt). phg ph Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  56. a) Loại thay đổi tiết diện của họng - Nếu như độ mở bướm ga nhỏ, vận tốc của p nhỏ, k c) cột áp tốc độ không thắng được lò xo, lúc đó tiết diện họng là min làm việc như CHK đơn giản. - Đến khi tăng độ mở bướm ga,  tăng, đến lúc độ mở lớn, vận tốc khí lớn, cột áp tăng lớn, lò xo lá bị nén lại, tiết diện họng tăng làm cho ph tăng chậm lại, dẫn tới Gnl tăng chậm lại,  tăng. Nhận xét: - Dùng loại này thì dẫn đến tổn thất cột áp để thắng được lực căng của lò xo đẫn đến làm giảm hệ số nạp v. - Để lựa chọn lực căng của các lò xo để có  phù hợp là khó khăn, sau thời gian làm việc, lò xo không chuẩn nữa. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  57. B) Các hệ thống phụ 1) Hệ thống làm đậm (HT tiết kiệm) - Sự cần thiết: +) Khi mở hoàn toàn bướm ga (toàn tải), cần phát ra công suất lớn nhất (Ne- max), tức là cần phải cung cấp thêm nhiên liệu để hh đậm ( = 0,80,9). +) Thường cung cấp từ 80% độ mở bướm ga. Từ đó tăng ph sẽ làm  giảm. - Để đáp ứng được yêu cầu trên, BCHK cần có hệ thống làm đậm +) Dẫn động bằng cơ khí +) Dẫn động bằng chân không Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  58. a) Hệ thống làm đậm dẫn động kiểu cơ khí Đc ở chế độ tải nhỏ và trung bình, bg 5 mở chưa lớn, nên 3 4 chỉ có hệ thống chính làm việc (hh nhạt dần khi tải tăng). Khi bg mở đủ lớn, qua đòn dẫn động 4, kim điều chỉnh 3 được nâng lên, làm tăng tiết diện lưu thông qua giclơ 1 bổ sung thêm nhl cho htchính lam việc. HTLD dẫn động kiểu cơ khí có ưu điểm là đơn giản, nhưng có nhược điểm là thời điểm bắt đầu làm đậm chỉ phụ thuộc 5 1 2 vào độ mở bướm ga mà không phụ thuộc vào tốc độ vòng Hệ thống làm đậm dẫn động cơ khí quay của đc. Do vậy ảnh hưởng đến đặc tính tải của đc ở chế độ này. Công suất của đc tăng do làm đậm tại 80% độ mở bướm ga trở đi. Khi tốc độ lớn công suất tăng nhanh theo độ mở bướm ga nên làm đậm ở 80% là hợp lý (đường 1), còn ở chế độ nhỏ, công suất của đc tăng chậm (đường 2) nên khi làm đậm ở 80%, công suất tăng rất ít, Do vậy nên làm đậm sớm ®é më b­ím hơn (khoảng 50%). hçn hîp % Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  59. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  60. b) Hệ thống làm đậm dẫn động kiểu chân không - Khi bg mở nhỏ, độ chân không sau bg lớn, tác dụng thắng sức căng lò xo 7, kéo piston 6 đi lên, kim 4 di xuống và giclơ làm đậm 2 đóng nhỏ. Khi đó chỉ có htc cung cấp hỗn hợp nhạt dần. 7 - Khi bướm ga mở lớn, độ chân không sau bg giảm, lò xo 7 đẩy piston 6 đi xuống, van 4 đi lên, 6 giclơ làm đậm 2 bổ sung thêm nhl vào htc. 5 - Độ chân không sau bg không những phụ thuộc vào độ mở bg mà còn phụ thuộc vào n. Khi n 4 tăng, độ chân không sau bg tăng. Do đó, thời điểm bắt đầu làm đậm không chỉ phụ thuộc vào độ mở bg mà còn phụ thuộc vào n. 1 2 3 - Trong trường hợp n thấp, khi bướm ga mở lớn, độ chân không sau bg nhỏ, piston 6 đi xuống, giclơ làm đậm 2 bổ sung thêm nhl cho htc. Đây Hệ thống làm đậm dẫn động chân không là ưu điểm của ht, tuy nhiên độ ổn định của ht này kém. Vì vậy một số ht kết hợp cả 2 ht trên. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  61. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  62. 2) Hệ thống không tải 5 - HTKT đảm bảo sao cho động cơ làm việc ổn định  ở chế độ không tải. 4 - Khi đc lv không tải, bướm ga đóng kín, lưu lượng kk qua họng khuếch tán nhỏ, độ chân không tại đây 2 nhỏ, khả năng hút xăng và hoà trộn xăng với kk 6 kém. Do đó ht không có khả năng cung cấp hỗn 7 hợp cho đc chạy không tải. Trong khi đó độ chân 3 không sau bướm ga lớn nên được tận dụng để hút xăng ra họng khuếch tán và tạo hỗn hợp 1 cho đc chạy không tải. 1. lỗ cung cấp khí hh, 2. lỗ chuyển tiếp, 3. vít điều chỉnh hh, 4. ống hh, 5. giclơ không khí, 6. giclơ nhiên liệu, 7. vít kênh ga. - Xăng hút qua giclơ 6 cùng không khí qua giclơ 5 tạo thành hỗn hợp trong ống 4 (dạng nhũ tương) và đưa vào họng qua lỗ số 1. Khi đc chuyển từ chế độ không tải sang chế độ có tải, bướm ga mở to dần. Độ chân không sau bướm ga giảm, dẫn tới lượng hỗn hợp qua ht không tải giảm. - Khi đó ht chính chưa làm việc (vì độ chân không tại họng còn nhỏ - làm đc bị chết máy). Để khắc phục, trong ht không tải có lỗ chuyển tiếp 2 (khi lỗ 2 ở sau bướm ga). Khi ở chế độ không tải lỗ 2 có tác dụng bổ sung thêm kk) Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  63. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  64. 3) Hệ thống khởi động Khi khởi động, n thấp (50÷100 v/ph), dẫn 4 đến tốc độ dòng khí qua họng nhỏ, nhl phun 5 vào ít và chất lượng phun kém. Hơn nữa khi đó đc đang trạng thái lạnh nên xăng khó bay hơi và tạo thành lớp màng trên đường ống nạp, hỗn hợp thực tế tạo thành rất loãng và 3 đc khó khởi động. Vì vậy, để khởi động đc 6 dễ dàng phải cung cấp thêm nhl làm đậm hỗn hợp. 2 1 - Khi khởi động bướm gió 5 đóng, độ chân không tại họng và sau bướm ga lớn, nên cả Hệ thống khởi động htc và htktải đầu làm việc, vì vậy hỗn hợp cung cấp ở chế độ không tải là đậm. - Khi đc hoạt động bướm gió 5 mở, nhưng trước đó thì van 4 mở để bổ sung không khí, tránh cho hỗn hợp quá đậm. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  65. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  66. 6 4) Hệ thống tăng tốc 7 5 4 Khi cÇn thiÕt ph¶i t¨ng nhanh n hay t¶i träng ®c ph¶i më ®ét ngét b­ím 8 ga. Khi Êy, l­îng kh«ng khÝ vµo ®c t¨ng nhanh nh­ng l­îng nhl kh«ng t¨ng kÞp do qu¸n tÝnh cña x¨ng lín 2 h¬n nhiÒu so víi qu¸n tÝnh cña 1 kh«ng khÝ nªn hçn hîp nh¹t ®i ®ét 3 ngét cã thÓ lµm chÕt m¸y. Hệ thống tăng tốc -Khi bg më ®ét ngét, qua ®ßn dÉn ®éng 2 vµ lß xo 6 ®Èy piston 4 ®i xuèng. ¸p suÊt d­íi piston 4 t¨ng lªn ®ét ngét, van 3 ®ãng l¹i, nhl kh«ng trë l¹i buång phao mµ n©ng van 8 lªn råi phun vµo häng khuyÕch t¸n qua vßi phun 7, bæ sung c­ìng bøc mét l­îng nhl cho qu¸ tr×nh t¨ng tèc ®c. - Khi t¨ng t¶i tõ tõ, bg më chËm, nhl lät qua van bi 3 trë l¹i b­ång phao, qu¸ tr×nh b¬m t¨ng tèc kh«ng x¶y ra. Khi ®ãng bg, piston 4 ®i lªn, nhl qua van bi 3 n¹p vµo kh«ng gian bªn d­íi piston 4. - Trong qu¸ tr×nh më ®ét ngét b­ím ga, lß xo 6 bÞ nÐn l¹i. Khi qu¸ tr×nh nµy kÕt thóc, lß xo sÏ gi·n ra tõ tõ cã t¸c dông kÐo dµi qu¸ tr×nh phun nhl mét thêi gian n÷a. Do ®ã cã thÓ tr¸nh ®­îc hiÖn t­îng ®c rå m¸y lªn ®ét ngét råi chÕt m¸y do hçn hîp l¹i nh¹t ®i ®ét ngét v× htc ch­a kÞp cung cÊp nhl theo yªu cÇu cña ®c. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  67. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  68. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  69. 5) Cơ cấu hạn chế số vòng quay của động cơ Khi ®c lµm viÖc, cã thÓ x¶y ra tr­êng hîp v× mét lý do nµo ®ã søc c¶n bªn ngoµi gi¶m hoÆc mÊt ®ét ngét (vÝ dô gÉy trôc truyÒn c«ng suÊt hoÆc ch©n vÞt cña tµu thuû nh« lªn khái mÆt n­íc do sãng to ). Ng­êi vËn hµnh ®c trong 3 tr­êng hîp nh­ vËy ch­a ph¶n øng kÞp ®Ó ®ãng bít b­ím ga nªn ®c ch¹y kh«ng t¶i víi tèc ®é vßng quay rÊt lín, lµm t¨ng mµi mßn vµ cã thÓ lµm h­ háng c¸c chi tiÕt chuyÓn ®éng do lùc qu¸ tÝnh qu¸ lín. §Ó tù ®éng gi¶m tèc ®é vßng quay trong tr­êng hîp nµy, mét sè bé chÕ hoµ 2 khÝ ®­îc trang bÞ c¬ cÊu h¹n chÕ n. 1 Khi n t¨ng v­ît qu¸ mét gi¸ trÞ nµo ®ã trong lóc b­ím ga më to, dßng kh«ng khÝ vµo ®c víi n cao nªn cã ®éng n¨ng lín sÏ t¸c dông lªn mÆt v¸t trªn b­ím ga 2 th¾ng søc c¨ng lß xo 1. B­ím ga do ®ã ®­îc ®ãng bít nªn n gi¶m. Trong thùc tÕ cßn cã c¸c c¬ cÊu h¹n chÕ n lµm viÖc trªn c¬ së tÝn hiÖu vÒ ®é ch©n kh«ng hay ®iÖn tõ Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  70. 6) Cơ cấu hiệu chỉnh BCHK theo độ cao Khi ®éng c¬ lµm viÖc ë ®é cao cµng lín so víi 6 mùc n­íc biÓn, mËt ®é kh«ng khÝ cµng gi¶m dÉn ®Õn l­îng kh«ng khÝ thùc tÕ gi¶m ®i vµ 5 hçn hîp cµng ®Ëm lªn. Tuy nhiªn, do l­îng 1 4 kh«ng khÝ n¹p gi¶m dÉn ®Õn gi¶m c«ng suÊt cña ®éng c¬ ®ång thêi lµm t¨ng ®éc h¹i trong 2 khÝ th¶i. §Ó kh¾c phôc hiÖn t­îng trªn, trong 3 mét vµi bé chÕ hoµ khÝ ®­îc trang bÞ c¬ cÊu hiÖu chØnh theo ®é cao. TiÕt diÖn th«ng qua cña gÝc l¬ 1 ®­îc ®iÒu chØnh qua ba r« mÐt 3 th«ng qua kim 2. Khi lªn cao, ¸p suÊt khÝ trêi gi¶m, ba r« mÐt gi·n në ®Èy kim vÒ bªn tr¸i ®ãng bít gÝc l¬ 2, do ®ã gi¶m l­u l­îng nhiªn liÖu mét c¸ch t­¬ng øng víi ®é gi¶m l­îng kh«ng khÝ n¹p. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  71. 1.4. Cấu tạo, thiết kế BCHK 1.4.1. Buồng hỗn hợp Là bộ phận quan trong, là không gian đặt bướm ga của BCHK - Kích thước buồng hỗn hợp (db) là kích thước mà người ta dựa vào đó để chọn BCHK lắp cho động cơ vì db quyết định lượng hỗn hợp không khí và nhiên liệu vào động cơ. Chọn db vì khi chọn CHK lắp cho động cơ thì phải xuất phát từ vtb của hỗn hợp khi đi qua buồng hỗn hợp. db vh.i.n.v. : hệ số quét buồng cháy vtb 2 (m / s) . .db .750 : số kỳ Theo kinh nghiệm sử dụng, nếu động cơ đạt các chỉ tiêu kinh tế thì: vtb = 4060 m/s (4 xylanh, buồng hỗn hợp) vtb = 2030 m/s (1 đến 2 xylanh) Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  72. Tính toán sơ bộ: db: n a : hệ số dao động của dòng chảy d a V . n b n h 1000 và phụ thuộc vào số xy lanh i 1 2 3 4 5 6 an 24,2 17,1 14,15 13 12,85 11,9 Chú ý: Khi lựa chọn hoặc tính được vtb đảm bảo kết quả tốt với điều kiện ta lựa chọn tỷ số fh/fb. Vì nếu tỷ số này mà lớn quá thì sẽ làm tăng tổn thất của CHK do nó gây ảnh hưởng tới khả năng phục hồi áp suất tĩnh ở sau họng. Còn nếu tỷ số này nhỏ quá thì làm xăng khó bay hơi do áp suất tĩnh sau họng là lớnvà chất lượng làm việc của hệ thống không tải và ở phụ tải nhỏ và trung bình là kém fh/fb = 0,40,5 (ôtô) và có thể bằng 1 đối với động cơ cỡ nhỏ Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  73. - Chiều dài lb: đàm bảo không gian đặt bướm ga, cố gắng giảm lb, lb = (0,81,3)db. - Cấu tạo: buồng hỗn hợp có thể đúc liền với thân BCHK, còn phần lớn được đúc thành cụm riêng, khi lắp với thân thường có cánh tản nhiệt 1.4.2. Họng - Kích thước của họng phải đảm bảo sao cho để xăng lưu thông được tốt ( ph). - Đồng thời sức cản không quá lớn. Để đảm bảo điều kiện ấy, thường có thể dùng nhiều họng (họng nhỏ phải có fh-min để đủ đặt vòi phun) (23 họng). 1 họng: dh = (0,60,8) db 3 họng: dhn = (11,2)db dhg = (0,40,5)db 2 họng: dhn = (0,60,8)db dht = (0,20,3)db dht = (0,20,3)db Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  74. - Kết cấu của họng: Đối với họng của BCHK thường dùng dạng ống phun Lavan: có hình dạng khí động học tốt nhất, nó làm chỏ khả năng chuyển thành áp suất tĩnh sau họng tốt nhất (h = 0,940,99) . - Có thể đúc liền hoặc đúc rời với thân (xem bổ sung - trang 36 SGK). 1.4.3. Zích lơ và vòi phun -Kích thước và hình dáng: phải đảm bảo được quan hệ độ ổn định giữa lượng nhiên liẹu qua zíchlơ với áp suất chênh lệch trước và sau zíchlơ. -Kết cấu: zích lơ có thể ở dạng nút hoặc chế tạo liền với vòi phun (ta xác định kích thước, đo lưu lượng). Nếu l/d 11,2 thì không cần kiểm tra lại. 1.4.4. Phao và buồng phao -Đảm bảo độ chênh 58 mm -Vật liệu: đồng lá hoặc nhựa. -Buồng phao, bầu xăng: thường được đúc liền với thân bộ CHK Kết cấu xem bổ sung thêm trong SGK trang 38 và 39) Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  75. 1.5. BCHK hiện đại 1.5.1. BCHK của động cơ giải tốc độ lớn Đảm bảo phân phối nhiên liệu đều về lượng và chất đến các xylanh thì bchk có thể có 2 buồng hỗn hợp – BCHK K88 – SGK trang 30 Còn ở động cơ có giải tốc độ lớn thì người ta cũng dùng 2 nhóm bồng hỗn hợp. Khi tốc nhỏ và phụ tải nhỏ thì 1 nhóm buòng hỗn hợp làm việc, khí tốc độ cao và phụ tải lớn thì nhóm thứ 2 bắt đầu làm việc, tức là cả 2 nhóm làm việc song song. Hình 33 trang 45 giới thiệu sơ đồ bchk giải tốc độ cao (gồm 2 buồng hỗn hợp khác nhau) Buồng 1 có 2 họng và đầy dủ các hệ thống khác Buồng 2 có 3 họng và chỉ có hệ thống phun chính và hệ thống chuyển tiếp (hệ thống không tải của buồng hỗn hợp) Chú ý: đếm cơ cấu điều khiển bướm ga của buồng 2 và sự chuyển tiếp từ buồng 1 đến buồng 2 Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  76. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  77. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  78. 1.5.2. BCHK hiện đại - Có thêm các van điện từ để điều chỉnh lượng không khí đảm bảo hỗn hợp phù hợp với từng điều kiện làm việc của động cơ, các van điện từ này được điều khiển từ xa (ECU) khi nó nhận đwocj tín hiệu từ hệ thống cảm biến. 1. Hệ thống khởi động Vẫn dùng bướm gió, nhưng việc mở bướm gió được điều khiển tự động nhờ nguồnn hiệt khí thải, nước làm mát hoặc bằng điện. -Điều khiển bằng nhiệt độ khí thải, bằng nước làm mát: lò xo lưỡng kim luôn kéo bướm gió đóng lại, khi khởi động nhiệt độ tăng làm nóng lò xo, lò xo giãn nở, bướm gió từ từ mở, và mở to., mở hoàn toàn. -Điều khiển bằng điện thì có 2 tầng điện trở, tầng 1 làm việc khi máy chưa nóng (lò xo lưỡng kim giãn nở nhỏ - bướm ga mở ít). Tầng 2 làm việc khi máy nóng (khi máy nóng, lò xo lưỡng kim giãn nở nhiều và bướm gió mở hoàn toàn. -Điều khiển bằng khí thải và kết hợp bằng điện: khi mới khởi động lò xo giản nở ít, bướm gió mở ít, khi máy nóng nhiều công tắc cảm ứng nhiệt đóng mạch dòng điện làm lò xo nóng lên giãn nở nhiều bướm ga mở to. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  79. 2. Hệ thống không tải Vẫn làm việc trên cơ sở hệ thống không tải chung, nhưng nó còn có bộ phận tự động điều chỉnh riêng để cho nó phù hợp. Có 3 chế độ không tải: không tải nhanh, không tải cưỡng bức và không tải chuẩn -Không tải nhanh (nđc = 23003000 v/ph) mục đích là nhanh đạt tới nhiệt độ yêu cầu (để chạy nóng máy. -Không tải chuẩn (nđc = 750900 v/ph) -Không tải cưỡng bức Không tải cưỡng bức - Khi nhả ga đạp phanh, bướm ga đóng lại nhanh, làm pg tăng, nhiên liệu ở hệ thống không tải vẫn lớn, do quán tính của hệ thống chính làm việc làm cho hỗn hợp quá đậm chính vì vậy động cơ làm việc không ổn định, chết máy, khí thải quá nhiều chất độc hại Hệ thống điều chỉnh điện tử của hệ thống không tải rất quan trọng Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  80. 3. Hệ thống làm đậm 4. Hệ thống tăng tốc 1.6. Các cụm khác trong HTNL -Thùng nhiên liệu -Bơm chuyển -Lọc nhiên liệu -Lọc không khí Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  81. BCHK điều khiển bằng điện tử 6 7 5 8 1 2 4 3 9 10 11 15 12 17 18 19 13 16 14 20 1: b­ím ga, 2: c¶m biÕn tèc ®é më b­ím ga, 3: cÇn ®Èy, 4: c¬ cÊu ®iÒu chØnh ®é më b­ím ga kiÓu ®iÖn tõ - ch©n kh«ng, 5: c¬ cÊu ®iÒu khiÓn ®ãng më b­ím khëi ®éng, 6: b­ím khëi ®éng (b­ím giã), 7: cÇn ®Èy, 8: kim ®iÒu chØnh tiÕt diÖn th«ng qua gÝc l¬ kh«ng khÝ kh«ng t¶i, 9: c¶m biÕn nhiÖt ®é ®éng c¬, 10: tÝn hiÖu nhiÖt ®é ®éng c¬, 11: tÝn hiÖu tèc ®é më b­ím ga, 12: tÝn hiÖu vÞ trÝ mµng ®µn håi cña bé ®iÒu chØnh ®é më b­ím ga kiÓu ®iÖn tõ - ch©n kh«ng 4 (hay gãc më b­ím ga), 13: tÝn hiÖu tèc ®é vßng quay ®éng c¬, 14: tÝn hiÖu tõ c¶m biÕn x¸c ®Þnh  (xem h×nh 10-5), 15: c¸c tÝn hiÖu ra bé ®iÒu chØnh ®é më b­ím ga, 16: tÝn hiÖu ra ®iÒu chØnh ®é më b­ím giã, 17: ®Çu ph¸t tÝn hiÖu ra, 18: bé vi xö lý, 19: ®Çu thu nhËn tÝn hiÖu vµo, 20: bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tö. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  82. Gi¶m ge vµ khÝ th¶i còng nh­ c¶i thiÖn chÊt l­îng lµm viÖc cña ®éng c¬ ë mäi chÕ ®é lµm viÖc, ng­êi ta ®· trang bÞ c¸c bé phËn ®iÖn tö cho BCHK. BCHK khi ®ã ®­îc gäi lµ BCHK ®iÖn tö (Ecotronic cña h·ng Bosch- Pierburg). VÒ c¬ b¶n, BCHK ®iÖn tö gåm mét BCHK th«ng th­êng, mét bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tö 20 vµ c¸c c¬ cÊu ®iÒu khiÓn 4 ®Ó thay ®æi ®é më b­ím ga 1 vµ c¬ cÊu ®iÒu khiÓn 5 ®Ó thay ®æi ®é më b­ím giã 6. Bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tö 20 gåm cã c¸c bé phËn chÝnh nh­ ®Çu nhËn tÝn hiÖu 19, bé vi xö lý trung t©m 18 vµ ®Çu ph¸t tÝn hiÖu ra 17. TÝn hiÖu vµo sÏ ®­îc tiÕp nhËn vµ xö lý. Sau ®ã, bé ®iÒu khiÓn sÏ ph¸t tÝn hiÖu ra ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh 4 vµ 5 nh»m t¹o ra thµnh phÇn khÝ hçn hîp tèi ­u cho mäi chÕ ®é lµm viÖc cña ®éng c¬. Trong c¬ cÊu ®iÒu chØnh ®é më b­ím ga kiÓu ®iÖn tõ - ch©n kh«ng 4, vÞ trÝ cña mµng ®µn håi ®­îc x¸c ®Þnh bëi sù c©n b»ng gi÷a lùc t¸c dông lªn mµng do ®é ch©n kh«ng sau b­ím ga vµ lùc phôc håi cña lß xo. §é ch©n kh«ng trong kh«ng gian phÝa trªn mµng ®­îc ®iÒu chØnh nhê hai nam ch©m ®iÖn ®iÒu chØnh c¸c van th«ng. Nhê cÇn ®Èy 3, mµng x¸c ®Þnh ®é më cña b­ím ga 1. VÞ trÝ cña mµng ®µn håi ®­îc ghi nhËn vµ truyÒn tÝn hiÖu vÒ bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tö 20 qua ®­êng 12. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
  83. - Khi ®éng c¬ khëi ®éng, bé ®iÒu khiÓn ®ãng b­ím giã vµ më b­ím ga ë mét gãc ®é phï hîp. HÖ thèng chÝnh vµ hÖ thèng kh«ng t¶i cïng lµm viÖc cho hçn hîp ®Ëm ®Ó khëi®éng gièng nh­ ë bé chÕ hoµ khÝ th«ng th­êng (xem 4. cña 5.1.2.3). - ChÕ ®é t¨ng tèc ®­îc thùc hiÖn nh­ sau. Tõ tÝn hiÖu më ®ét ngét b­ím ga 11, bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tö sÏ chØ thÞ cho c¬ cÊu 5 ®ãng më rÊt nhanh b­ím giã 6. Do ®ã hçn hîp ®Ëm lªn ®ét ngét ®¸p øng cho ®éng c¬ t¨ng tèc. - Khi ®éng c¬ ch¹y kh«ng t¶i, bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tö gi÷ cho tèc ®é vßng quay kh«ng t¶i nkt = const. Khi ®ã vÞ trÝ cña b­ím ga vµ b­ím khëi ®éng ®Òu do bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tö quyÕt ®Þnh. Ngoµi ra, cÇn ®iÒu khiÓn 7 - do c¬ cÊu ®iÒu khiÓn 5 dÉn ®éng- sÏ t¸c ®éng lªn kim hiÖu chØnh 8 ®ãng bít gÝc l¬ kh«ng khÝ cña hÖ thèng kh«ng t¶i, hçn hîp sÏ ®­îc lµm ®Ëm. Do thµnh phÇn hçn hîp ®­îc ®iÒu chØnh tù ®éng phï hîp víi chÕ ®é kh«ng t¶i nªn nkt nhá, tiÕt kiÖm nhiªn liÖu. Còng chÝnh v× vËy mµ ®éng c¬ kh«ng bÞ chÕt m¸y trong nh÷ng tr­êng hîp sau: khi ®éng c¬ tõ kh«ng t¶i chuyÓn vÒ chÕ ®é cã t¶i hoÆc gµi mét sè hÖ thèng tiªu thô vµo ®éng c¬ (vÝ dô hÖ thèng ®iÒu hoµ nhiÖt ®é trªn « t«); hay khi ®éng c¬ ®ang ch¹y cã t¶i chuyÓn vÒ ch¹y kh«ng t¶i nªn nhiÖt ®é ®éng c¬ gi¶m dÇn lµm t¨ng ®é nhít cña dÇu b«i tr¬n dÉn ®Õn ma s¸t t¨ng. - ChÕ ®é kÐo, vÝ dô nh­ khi « t« xuèng dèc, ng­êi l¸i bá ch©n ga nªn b­ím ga 1 chØ do c¬ cÊu 4 ®iÒu khiÓn. Khi ®ã, b­ím ga sÏ më ë mét møc ®é nµo ®ã sao cho ®é ch©n kh«ng sau b­ím ga nhá ®Õn møc kh«ng ®ñ ®Ó hót x¨ng ra ë hÖ thèng kh«ng t¶i. Nãi kh¸c ®i khi ®éng c¬ bÞ kÐo, ®éng c¬ kh«ng tiªu thô x¨ng nªn tiÕt kiÖm nhiªn liÖu vµ gi¶m « nhiÔm m«i tr­êng. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT