Đồ án động cơ đốt trong

1 Khảo sát và mô phỏng hệ thống nạp thải của động cơ Dual Overhead Cam L 4 1 6L DOHC LỜI MỞ ĐẦU Động cơ đốt trong chiếm vị trí quan trọng đối với các phương tiện cơ giới, tuy nhiên vấn đề ô nhiễm môi trường và cạn kiệt nguồn năng lượng hóa thạch đang đặt ra thách thức với các nhà khoa học để nghiên cứu tìm nhiên liệu nhiên liệu thay thế Một trong những hướng nghiên cứu đó là nghiên cứu về quá trình làm việc của động cơ xăng sử dụng nhiên liệu thay thế butanol có pha 20% xăng Mô hình hóa giúp hoà.

1.6L DOHC

LỜI MỞ ĐẦU

Động cơ đốt trong chiếm vị trí quan trọng đối với các phương tiện cơ giới,tuy nhiên vấn đề ô nhiễm môi trường và cạn kiệt nguồn năng lượng hóa thạch đangđặt ra thách thức với các nhà khoa học để nghiên cứu tìm nhiên liệu nhiên liệu thaythế Một trong những hướng nghiên cứu đó là nghiên cứu về quá trình làm việc củađộng cơ xăng sử dụng nhiên liệu thay thế butanol có pha 20% xăng

Mô hình hóa giúp hoàn thiện các quá trình làm việc của động cơ đốt trong làmột trong những hướng nghiên cứu quan trọng hiện nay nhằm nâng cao hiệu suất vàgiảm mức độ gây ô nhiễm môi trường do khí thải động cơ gây ra Các quá trình vàhiện tượng xảy ra bên trong động cơ đốt trong có đặc điểm là hết sức phức tạp (cácquá trình xảy ra trong thời gian ngắn và thay đổi rất nhanh bên trong buồng cháy).Việc nghiên cứu hoàn thiện chu trình công tác động cơ đòi hỏi kiến thức tổng hợpcủa nhiều ngành khoa học khác nhau

Ngày nay trên thế giới đã có nhiều hãng tập trung vào nghiên cứu ứng dụng

mô hình hóa và đã được ứng dụng thành phần mềm chuyên dùng như phần mềmDiesel RK, GTPOWER, AVL BOOST, AVL FIRE, AVL EXCITE, FLUENT Từ đócho kết quả gần thực tế và đáng tin cậy hơn Ưu điểm nổi bật của mô hình hóa và

mô phỏng động cơ giúp cho quá trình thiết kế chế tạo động cơ được thực hiện mộtcách hiệu quả hơn thông qua việc đánh giáảnh hưởng của đường nạp thải, quy luậtcung cấp nhiên liệu, tính chất nhiên liệu Quá trình mô phỏng sẽ tìm ra đượcnhững thông số tối ưu cho quá trình thử nghiệm, do đó rút ngắn thời gian nghiêncứu, chế tạo và nâng cao hiệu quả động cơ

Hiện nay, mô hình hóa được áp dụng rất rộng rãi trong nghiên cứu động cơ.Tuy nhiên, mỗi mô hình sẵn có thường chỉ đáp ứng được một số mục đích nhấtđịnh Các mô hình toán học chu trình nhiệt động giới thiệu trong các sách chuyênngành động cơ đốt trong chỉ giới thiệu bản chất của chu trình động cơ chứ khôngthể đáp ứng được các yêu cầu nghiên cứu vì nó sử dụng các giả thiết đơn giảnkhông sát với thực tế và không đề cập chi tiết quá trình trao đổi nhiệt trong động cơ.Một số mô hình phức tạp hơn được các nhà nghiên cứu phát triển thành các phầnmềm thương mại

1.1 HỆ THỐNG NẠP THẢI ĐỘNG CƠ XĂNG

4

5

6

Hình1-1 Sơ đồ tổng quan hệ thống nạp thải

1-Bộ lọc không khí; 2-Cổ họng gió; 3- Bộ góp nạp; 4-Bộ góp thải;

5-Bộ xử lý khí thải; 6-Bộ giảm âm.

Không khí được hút vào xylanh động cơ qua bộ lọc không khí đến cổ họnggió, ở động cơ dùng bộ chế hòa thì hòa khí được hình thành tại đây nhờ độ chânkhông tại họng, từ đây không khí đến bộ góp nạp và đi vào buồng đốt Sau khi hòakhí được đốt cháy, khí thải được dẫn vào đường ống thải tới bộ góp thải đi vào bộxúc tác ba chức năng tại đây khí thải độc hại được khử thành các chất vô hại rồitheo ống dẫn khí thải qua bộ giảm âm thoát ra ngoài môi trường

Mỗi cụm chi tiết trong hệ thống nạp thải đều có một vai trò quang trọng trong việcđưa một lượng không khí sạch cần thiết vào trong buồng đốt động cơ và dẫn lượngkhí thải đã xỷ lý ra ngoài môi trường

1.6L DOHC

1.1.1 Đường nạp động cơ xăng dùng bộ chế hòa khí

Hình 1-2 Sơ đồ đường nạp động cơ xăng dùng bộ chế hòa khí

1-Bướm ga; 2-Đường ống nhiên liệu; 3-Van kim; 4-Buồng phao;

5-Phao; 6-Ziclơ; 7-Đường ống nạp; 8-Vòi phun; 9-Họng

Không khí từ khí trời được hút qua bầu lọc vào đường ống nạp (7) quahọng (9) của bộ chế hoà khí, họng (9) làm cho đường ống bị thắt lại vì vậy tạo nên

độ chân không khi không khí đi qua họng.Chỗ tiết diện lưu thông nhỏ nhất của họng

là nơi có độ chân không nhỏ nhất.Vòi phun (8) được đặt tại tiết diện lưu thông nhỏnhất của họng.Nhiên liệu từ buồng phao (4) qua ziclơ (6) được dẫn động tới vòiphun.Nhờ có độ chân không ở họng nhiên liệu được hút khỏi vòi phun và được xéthành những hạt sương mù nhỏ hỗn hợp với dòng không khí đi qua họng vào độngcơ.Để bộ chế hoà khí làm việc chính xác thì nhiên liệu trong buồng phao luôn luôn

ở mức cố định vì vậy trong buồng phao có đặt phao (5) Nếu mức nhiên liệu trongbuồng phao hạ xuống thì phao (5) cũng hạ theo, van kim (3) rời khỏi đế van làmcho nhiên liệu từ đường ống (2) đi vào buồng phao Phía sau họng còn có bướm ga(1) dùng để điều chỉnh số lượng hỗn hợp đưa vào động cơ

6

Hình 1-3 Sơ đồ đường nạp động cơ phun xăng điện tử

1-Bộ lọc khí; 2-Cảm biến MAF; 3-Bướm ga; 4-Cổ họng gió;

5-Cảm biến vị trí bướm ga; 6-Đường ống nạp

Không khí từ khí trời được hút qua bầu lọc, tín hiệu lưu lượng nhiệt độ khí nạpđược truyền về ECU thông qua cảm biến MAF, từ đó ECU sẽ tính toán và địnhlượng phun cho phù hợp, sau đó dòng khí nạp tới cổ họng gió Đây là thiết bị kiểmsoát lượng không khí cho các động cơ dùng bộ chế hòa khí và phun nhiên liệu.Lượng không khí đi vào động cơ được điều tiết bởi độ mở của bướm ga

1- Bướm ga; 2- Cổ họng gió; 3-Cảm biến vị trí bướm ga;

4-Môtơ điều khiển bướm ga; 5-Cảm biến vị trí bàn đạp ga

1.6L DOHC

Trước đây góc mở bướm ga được điều khiển bằng cơ học thông qua các cơ cấu

cơ khí nối từ bàn đạp ga đến bướm ga, hiện nay điều này đã được thay thế bằng hệthống điều khiển bằng điện tử hiện đại Dòng khí nạp từ cổ gió đi vào bộ góp nạpsau đó phân ra các nhánh đi vào xylanh động cơ

Ở các động cơ hiện đại ngày nay hình dạng đường ống nạp đã được thiết kếcải tiến nhằm lợi dụng lực quán tính lưu động của dòng khí nạp để nạp thêm, nhữngvật liệumới như nhựa tổng hợp, sợi cacbon cho phép tạo dáng đường nạp có hệ sốcản nhỏ, kích thước gọn nhẹ mà độ cách nhiệt cao hơn vật liệu kim loại

Hình 1-5 Bộ góp nạp có đường nạp dạng xoắn ốc

1- Đường ống nạp; 2- Buồng tích áp

Nguyên lý làm việc của bộ góp nạp có đường nạp dạng xoắn ốc là dựa vàohình dạng thiết kế đặc biệt dạng xoắn ốc của đường nạp để tạo ra hiệu ứng lưu độngdòng khí nạp.Từ đó làm tăng lượng khí nạp thêm vào xylanh động cơ ở kỳ nạp.Ngoài ra một số bộ góp nạp còn có đường nạp được phân khúc- khi động cơ chạy ởtốc độ thấp, đường nạp dài; khi động cơ chạy ở tốc độ cao, đường nạp ngắn nhờ sựđóng mở của van biến thiên đường nạp

Hình 1-6 Bộ góp nạp có đường nạp biến thiên

a) Van biến biến thiên đường nạp đóng; b) Van biến biến thiên đường nạp mở

1 - Buồng tích áp; 2 - Van biến thiên đường nạp.

Nguyên lý làm việc của bộ góp nạp có chiều dài đường nạp biến thiên

1.6L DOHC

Khi tốc độ động cơ nhỏ, van biến thiên đường nạp đóng Ở điều kiện này,chiều dài khoảng tác động của đường nạp là từ xupáp nạp đến buồng tích áp làđường nạp dài, với tác dụng của lực quán tính khí nạp, lượng không khí nạp đượctăng lên, mô-men xoắn của động cơ cũng tăng lên ở vòng quay từ thấp đến trungbình

Khi tốc độ động cơ lớn, van biến thiên đường nạp mở Ở điều kiện này, chiềudài khoảng tác động đường nạp là từ xupáp nạp đến buồng tích áp là đường nạpngắn ( như hình-a) Lực quán tính khí nạp đã đạt được ở tốc độ động cơ cao nên cổnạp ngắn lại làm tăng lượng khí nạp vào trong xilanh và mô-men xoắn của động cơcũng tăng lên theo ở tốc độ cao

1.1.3 Đường thải động cơ xăng.

3

1

ECU

Hình 1-7 Sơ đồ đường thải động cơ xăng

1- Đường ống thải; 2- Cảm biến oxy chính ;3- Bộ xúc tác 3 chức năng ;4- Cảm biến oxy phụ; 5- Bộ giảm âm

Đường ống thải của động cơ có nhiệm vụ đưa khí cháy từ buồng cháy ra ngoàimôi trường qua đó tạo điều kiện cho việc nạp đầy môi chất mới vào trong xilanhđộng cơ.Bên cạnh đó đường ống thải của động cơ cũng cần đảm bảo cho việc khí xảthoát ra ngoài môi trường ít gây ô nhiễm môi trường

Trên đường thải của động cơ xăng dùng bộ chế hòa khí không được trang bị bộlọc khí thải 3 thành phần (TWC) và cảm biến oxy, chỉ ở động cơ phun xăng điện tửmới trang bị TWC, vì nó chỉ có thể hoạt động có hiệu quả khi đi kèm với hệ thốngthông tin phản hồi về hỗn hợp không khí-nhiên liệu bằng cách theo dõi lượng oxytrong khí thải bỡi cảm biến oxy đặt trên đường ống thải

1.6L DOHC

Ở một số xe đời mới có trang bị 2 cảm biến oxy, cảm biến oxy chính dùng đểxác định nồng độ oxy trong khí thải, gửi tín hiệu điện về ECU xử lý để định lượngnhiên liệu phun thích hợp Các hư hỏng của bộ lọc khí thải có thể phát hiện bằngcách so sánh tín hiệu của hai cảm biến oxy chính và phụ

1.1.4 Phương án bố trí đường nạp và đường thải trên nắp máy động cơ xăng

Đối với động cơ xăng dùng bộ chế hòa khí do đặc điểm hòa khí được hìnhthành ngoài buồng cháy, tại họng khuếch tán nhờ độ chân không tai họng, do vậyhòa khí hình thành chưa được đồng nhất, để tạo điều kiện cho không khí và nhiênliệu hòa trộn tốt hơn thì nhiệt độ cao của dòng khí thải đã được tận dụng để sấynóng dòng khí nạp bằng cách bố trí đường nạp và thải sen kẻ nhau

3 2 1

Hình 1-8 Sơ đồ bố trí đường nạp và thải cùng phía sen kẻ

1-Nắp máy ;2- Đường thải ;3- Đường nạp

Hoặc có thể bố trí đường nạp và thải về hai phía, ở trường hợp này nhiệt độcủa nước làm mát động cơ được sử dụng để gia nhiệt cho dòng khí nạp

3

2 1

Hình 1-9 Sơ đồ bố trí đường nạp và thải khác phía

1-Nắp máy; 2- Đường thải; 3- Đường nạp

Còn đối với động cơ phun xăng điện tử, hòa khí được hình thành rất tốt nhờkim phun, đường nạp chỉ có nhiệm vụ nạp không khí vào buồng đốt nên để tránh sựtruyền nhiệt từ nắp máy và dòng khí thải, đường ống nạp được làm bằng nhựa cáchnhiệt rất tốt và đường nap-thải được bố trí về hai phía khác nhau

1.6L DOHC

1.2 HỆ THỐNG NẠP THẢI ĐỘNG CƠ DIEZEN

5

32

1

4

Hình 1-10 Sơ đồ tổng quan hệ thống nạp thải động cơ diezen

1-Bộ lọc không khí ; 2-Đường ống nạp; 3-Đường ống thải;

Hình 1-11 Sơ đồ đường nạp động cơ diezel có bộ sưỡi không khí

1-Bộ sưởi không khí; 2-Ống góp nạp; 3-Đường ống nạp

Không khí được hút vào xylanh động cơ qua bộ lọc không khí rồi đến ống gópnạp, đối với các nước có khí hậu lạnh trên động cơ có hệ thống sưỡi ấm không khíđược trước khi vào các xylanh động cơ bằng dây điện trở đặt tại ống góp nạp, hoặcbugi sưỡi trong buồng đốt động cơ, điều này giúp máy dễ nỗ khi khởi động lạnhCòn đối với động cơ diezen sử dụng ở các nước có khí hậu nóng thì không có bộsưỡi không khí

Ở động cơ cammunrai, là động cơ diezen hiện đại nên trên đường nạp còn cócảm biến để đo lưu lượng nhiệt độ khí nạp (MAF), và luôn có máy nén tăng áp

Hình 1-12 Sơ đồ đường thải động cơ diezel

1- Đường ống thải ;2- Ống góp thải; 3-Bộ giảm âm

Hỗn hợp nhiên liệu sau khi cháy được dẫn ra khỏi xylanh động cơ bỡi cácnhánh ống thải, đi vào ống góp thải tới bộ giảm âm rồi thải ra ngoài môi trường

1.2.3 Đường nạp thải của động cơ diezen tăng áp

Hình 1-13 Sơ đồ nạp thải của động cơ diezen tăng áp

1-Động cơ; 2-Mạch giảm tải; 3-Van điều tiết; 4-Máy nén ;

5-Bầu lọc không khí; 6-Bộ làm mát trung gian;7- Khoang khí nạp.

Ở động cơ diezen, tận dụng dụng năng lượng của dòng khí thải, trên đường ống thải

có bố trí tuabin tăng áp để tăng áp dòng khí nạp

Dòng khí thải đi vào bánh tuabin truyền động năng làm quay trục dẫn độngbánh nén, khí nạp được tăng áp đi vào đường ống nạp động cơ Áp suất tăng áp khínạp phụ thuộc vào tốc độ động cơ (tốc độ dòng khí thải hay tốc độ quay của bánhtuabin ) Với mục đích ổn định tốc độ quay của bánh tuabin trong khoảng hoạt độngtối ưu theo số vòng quay của động cơ trên đường nạp có bố trí mạch giảm tải Mạchgiảm tải làm việc nhờ van điều tiết thông qua đường khí phản hồi và cụm xilanh.Khi áp suất tăng van mở 1 phần khí thải không qua bánh tuabin, thực hiện

1.6L DOHC

Van điều tiết và mạch giảm tải: Van điều tiết được gắn vào vỏ tuabin Khiđộng cơ làm việc ở tải cao, áp suất khí thải rất lớn, vì thế cánh tuabin làm việc vớitốc độ cao làm tăng cao áp suất không khí nạp, nạp vào động cơ.Mạch giảm tải làmnhiệm vụ điều khiển van điều tiết thải bớt khí thải động cơ từ trước cửa vào tuabin,

ra trực tiếp ống thải

1.2.4 Phương án bố trí đường nạp và đường thải trên nắp máy động cơ diezen

Để tránh sự truyền nhiệt từ đường dẫn khí thải làm giảm lượng khí nạp vàođộng cơ dẫn tới làm giảm công suất động cơ, nên đường nạp và đường thải ở động

cơ diezen thường được bố trí về hai phía

3

2 1

Hình 1-14 Sơ đồ bố trí đường nạp và thải hai phía khác nhau

1- Nắp máy;2- Đường thải; 3- Đường nạp

3 1 2

Hình 1-15 Sơ đồ bố trí đường nạp và thải hai phía khác nhau

1- Nắp máy;2- Đường thải; 3- Đường nạp

1.3 CÁC HỆ THỐNG PHỤ TRỢ CHO QUÁ TRÌNH NẠP THẢI CỦA ĐỘNG

1.6L DOHC

hở này trong các trường hợp: xì qua khe hở có sẵn; xì qua khi áp suất trong xylanhtăng cao vào kỳ nén và kỳ nỗ; hoặc xì ngược lại khi áp suất trong xylanh giảmxuống hay áp suất trong cạc te tăng cao

Khí lọt xuống hộp trục khuỷu gồm có HC, CO, bồ hóng, muội than, hơi nước,lưu huỳnh và axit Các chất này nếu không đưa ra khỏi cạc te sẽ làm cho chi tiếtmáy bị ăn mòn bởi lưu huỳnh và axít, nhớt bị phân hủy tạo thành sình bùn đọngdưới đáy cạc te gây tắc nghẽn mạch nhớt Để tránh ô nhiễm môi trường và giữ sạchcacte nên trên các động cơ có bố trí hệ thống thông hơi cạc te kín

+ Hệ thống điều khiển hồi lưu khí thải

Hệ thống hồi lưu khí thải ( EGR ) là một hệ thống dùng để đưa một phần khíthải vào tái tuần hoàn trong hệ thống nạp khí, khí thải được trộn lẫn với hỗn hợpkhông khí-nhiên liệu thì sự lan truyền ngọn lửa trong buồng đốt bị chậm lại, bởi vìphần lớn khí thải là trơ (không cháy được) nhiệt độ cháy cũng giảm xuống (vì khítrơ hấp thụ nhiệt tỏa ra) từ đó làm giảm lượng khí độc hại NOx sinh ra

+ Hệ thống kiểm soát thải hơi xăng

Hệ thống kiểm soát thải hơi xăng là một hệ thống tạm thời hấp thụ hơi nhiênliệu vào bộ lọc than hoạt tính và dẫn nó vào động cơ để đốt cháy, nhờ vậy mà khôngcho nhiên liệu bay hơi từ thùng nhiên liệu lọt ra ngoài khí quyển gây ô nhiễm môitrường

1.4 ĐẶC ĐIỂM QUÁ TRÌNH NẠP-THẢI TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONGHai quá trình nạp và thải liên quan mật thiết với nhau, tuỳ theo số kỳ của động

cơ và phương pháp thải nạp, có những thời điểm chúng xảy ra cùng một lúc Vì vậykhi phân tích quá trình nạp cần lưu ý đến những thông số đặc trưng của quá trìnhthải, tức là phải xét chung các hiện tượng của quá trình thay đổi môi chất

Trong động cơ 4 kỳ, quá trình thay đổi môi chất được thực hiện lúc bắt đầu mở

xu páp thải (điểm b’ ) Từ b’ đến ĐCD nhờ chênh áp, sản vật cháy tự thoát ra đườngthải.Sau đó, từ ĐCD tới ĐCT, nhờ sức đẩy cưỡng bức của piston, sản vật cháy đượcđẩy tiếp Tại ĐCT (điểm r ), sản vật cháy chứa đầy thể tích buồng cháy Vc với ápsuất pr> pthải, tạo ra chênh áp Δpr Chênh áp Δpr phụ thuộc vào hệ số cản, tốc độdòng khí n qua xu páp thải và vào trở lực của bản thân đường thải

Xu páp thải thường được đóng sau ĐCT (đóng muộn ) nhằm tăng thêm giá trị

“ tiết diện - thời gian “ mở cửa thải, đồng thời để tận dụng chênh áp Δpr và quántính của dòng khí thải tiếp tục đẩy khí sót ra ngoài

1.6L DOHC

1.4.1 Quá trình nạp.

Quá trình nạp môi chất mới vào xi lanh được thực hiện khi piston đi từ ĐCTxuống ĐCD Lúc đầu ( tại điểm r ), do pr > pk (pk – áp suất môi chất mới trước xupáp nạp ) và do p r> pth nên một phần sản vật cháy trong thể tích Vc vẫn tiếp tụcchạy ra ống thải, bên trong xi lanh khí sót giãn nở đến điểm ro rồi từ đó trở đi, môichất mới có thể bắt đầu nạp vào xi lanh

bộ chế hoà khí (đối với động cơ xăng) Các thông số sau đây ảnh hưởng chính tớiquá trình nạp :

+ Áp suất cuối quá trình nạp pa

Áp suất cuối quá trình nạp có ảnh hưởng lớn tới công suất động cơ Muốn tăng

áp suất cuối quá trình nạp người ta sử dụng các biện pháp sau :

- Tạo đường nạp có hình dạng khí động tốt, tiết diện lưu thông lớn và phươnghướng lưu động thay đổi từ từ, ít ngoặt

- Dùng xu páp có đường kính lớn hoặc dùng nhiều xu páp Động cơ A16 DMS

sử dụng hai xu páp nạp và hai xu páp thải cho mỗi máy, do đó tăng được lượng khílưu thông trong mỗi chu trình, tăng áp suất pa

+ Lượng khí sót :

Cuối quá trình thải, xi lanh còn lưu lại 1 ít sản vật cháy gọi là khí sót Trongquá trình nạp, số khí sót trên sẽ giãn nở, chiếm chỗ trong xi lanh và trộn với khí nạp

+ Nhiệt độ sấy nóng môi chất mới ΔT

Đi trên đường nạp và vào xi lanh, môi chất mới tiếp xúc với các bề mặt nóngcủa động cơ, được sấy nóng và tăng nhiệt độ lên một gia số ΔT

ΔT = ΔTt– ΔT b.h

Trong đó :

ΔTt- mức tăng nhiệt độ của môi chất mới do sự truyền nhiệt từ các bề mặt nóng

ΔT b.h - mức giảm nhiệt độ của môi chất mới do bay hơi của nhiên liệu

ΔT = 20 ÷ 40oC - đối với động cơ điêden;

ΔT = 0 ÷ 20oC - đối với động cơ xăng

+ Nhiệt độ môi chất cuối quá trình nạp Ta

Nhiệt độ môi chất cuối quá trình nạp Ta cũng ảnh hưởng tới mật độ môi chấtmới nạp vào xi lanh Tăng Ta làm giảm mật độ môi chất mới nạp vào xi lanh vàngược lại Nhiệt độ môi chất cuối quá trình nạp Ta lớn hơn Tk( nhiệt độ môi chấtmới trước xu páp nạp ) và nhỏ hơn Tr ( nhiệt độ khí sót ) là do kết quả của việctruyền nhiệt từ các bề mặt nóng tới môi chất mới khi tiếp xúc và việc hoà trộn củamôi chất mới với khí sót nhiều hơn Các quá trình trên diễn ra riêng lẻ trên đườngnạp hoặc đồng thời trên xi lanh động cơ

áp suất pr ; tỉ số nén ε; hệ số quét buồng cháy λ2và hệ số nạp thêm λ1 Những thông

1.6L DOHC

số trên có liên hệ qua lại mật thiết với nhau và mỗi thông số lại phụ thuộc vào cácyếu tố khác Vì vậy song song với việc phân tích ảnh hưởng của từng thông số riêngbiệt phải phân tích ảnh hưởng tổng hợp của chúng tới hệ số nạp ηvtheo các chế độlàm việc cụ thể của động cơ

- Các biện pháp chính làm tăng hệ số nạp và giảm cản cho đường nạp :

Hệ thống đường nạp của động cơ gồm: bình lọc khí, bộ chế hoà khí, đườngnạp chung, các nhánh nạp của các xi lanh và xu pap đều gây cản đối với dòng khínạp Làm thế nào để giảm cản cho hệ thống này là vấn đề đáng lưu ý Muốn giảmtrở lực của hệ thống cần có tiết diện lớn của đường thông qua đó giảm tốc độ củadòng chảy, cần chú ý đặc biệt đến lực cản cục bộ do chuyển hướng dòng hoặc dotăng giảm đột ngột tiết diện lưu thông của dòng tạo ra Khi tìm biện pháp giảm cảncho đường nạp cần phải lưu ý tới nhiều yếu tố khác nhau

+ Đường ống nạp :

Hình dạng, kích thước của ống nạp gây ảnh hưởng lớn tới hệ số nạp, tới mức

độ phun tơi và bay hơi của nhiên liệu và sự phân phối về số lượng và thành phầnhoà khí vào các xi lanh, đây là vấn đề tương đối phức tạp Nếu làm tiết diện ống nạplớn để giảm cản thì sẽ làm tăng tiêu hao nhiên liệu và thành phần hoà khí vào các xilanh không đều nhau Vì vậy một số động cơ xăng, muốn đạt yêu cầu ít tiêu haonhiên liệu ở tải nhỏ, phải chấp nhận mất mát 1 ít công suất bằng cách dùng ống nạp

có tiết diện nhỏ một chút.Và để hoà khí có thành phần và khối lượng đều nhaungười ta còn cố ý gây ngoằn ngoèo ở một vài đoạn ống

+ Các nhánh ống nạp tới các xi lanh và xu páp nạp:

1.6L DOHC

Trong hệ thống nạp của động cơ, xu páp nạp là nơi có tiết diện lưu thông nhỏnhất nên trở thành bộ phận quan trọng nhất của lực cản đường nạp Người ta thườnggiảm đường kính xu páp thải để tăng đường kính xu páp nạp, tăng hành trình cựcđại, tăng tốc độ đóng mở các xu páp, tăng thời gian giữ xu páp ở vị trí mở lớn nhất

để tăng khả năng lưu thông qua xu páp

Cấu tạo của nhánh ống nạp, nhất là phần sát với xu páp gây ảnh hưởng lớn tớilực cản của đường nạp Muốn có hình dạng đường nạp tốt nhất phải thử nghiệm trên

mô hình làm bằng vật liệu dẻo cho tới khi đạt hiệu quả cao nhất

Các thử nghiệm đã đem lại những kết quả có giá trị.Phía trước xu páp nạp,thêm một vấu nhô trơn tròn tạo họng thắt hợp lý có thể làm giảm cản cho đườngnạp Nếu lắp ống Laval trên miệng đi vào xu páp nạp sẽ làm tăng lưu lượng hoà khímột cách rõ rệt khi chạy ở tốc độ cao Mở rộng đường nạp và tránh những đườngngoặt gấp sẽ có thể giảm bớt lực cản v.v…

Dạng cửa vào phải được thiết kế để cho không khí vào sẽ quay hoặc xoáyquanh trục của xi lanh Độ xoáy được thay đổi với mỗi kiểu và kích cỡ buồng cháyđược sử dụng

1.4.2 Quá trình thải

Nhiều vấn đề của quá trình thải đã được trình bày khi nghiên cứu về quá trìnhnạp, ở đây chỉ giới thiệu bổ sung một số vấn đề

a- Thải sạch và công tiêu hao cho quá trình thay đổi môi chất :

Để thải sạch khí sót và nạp đầy môi chất mới vào xi lanh, hầu hết các động cơhiện đại đều sử dụng hiệu ứng động của dao động áp suất trong hệ thống nạp thảinhằm tạo nên sóng áp dương ở khu vực xu páp nạp trước khi kết thúc quá trình nạp

và tạo nên sóng áp âm ở khu vực xu páp xả trước khi kết thúc quá trình thải Ở động

cơ tăng áp người ta lợi dụng chênh áp từ đường nạp– xi lanh - đường thải để mởrộng, kéo dài thời kì trùng điệp của các xu páp để quét buồng cháy, thải sạch khí sót

và nạp đầy môi chất mới vào xi lanh

Công tiêu hao cho quá trình thay đổi môi chất được thể hiện bằng diện tích đồthị p – V giữa đường nạp và đường thải Nếu đường thải nằm cao hơn đường nạp(động cơ không tăng áp hình 1.10a ) thì công tiêu hao cho thời kì thay đổi môi chất

là công âm Nếu đường thải thấp hơn đường nạp (động cơ tăng áp hình 1.10b ) thì

đó là công dương

1.6L DOHC

Hình 1-17 Diễn biến quá trình thải trong động cơ 4 kỳ

a) Diễn biến quá trình thải trong động cơ 4 kỳ, không tăng áp b) Diễn biến quá trình thải trong động cơ 4 kỳ, tăng áp

b- Vấn đề khử độc hại của khí thải động cơ :

Khí thải từ xi lanh động cơ đi ra môi trường, ngoài các sản vật cháy hoàn toànCO2, H2O, N2, còn chứa các sản vật chưa được cháy hoàn toàn, các sản vật đượcphân giải từ sản vật cháy hoặc từ nhiên liệu Nhiều chất trong khí thải rất độc đốivới sức khoẻ con người như : CO, NOX, khí SO2 và H2S, các alđêhit, các hiđro cácbon thơm, các hợp chất của chì.Vì vậy vấn đề đặt ra là làm sao để giảm thiểu ônhiễm môi trường do khí thải từ động cơ.Vấn đề đó được giải quyết theo 2 hướngsau: hoàn thiện chu trình làm việc của động cơ và lắp thiết bị trung hoà trên hệthống thải

Để hoàn thiện chu trình làm việc của động cơ có thể thực hiện bằng các giải phápsau:

- Tối ưu hoá cấu tạo của buồng cháy để hạn chế sự hình thành HC

- Tăng cường chuyển động rối và chuyển động xoáy lốc của môi chất

- Tối ưu hoá tỷ số nén ε

tự động 4 cấp và hộp số tay 5 cấp.

Daewoo Nubira được giới thiệu vào năm 1997 và ra mắt thị trường Việt Namvào tháng 6 năm 1998 rồi sau đó được thay thế bởi Daewoo Lacetti vào năm2004.Mẫu xe được bán ra nhiều thị trường trên thế giới với số lượng đáng kể vàmang lại thành công cho hãng Daewoo

Hình 2-1 Xe Daewoo Nubira 1.6

Hình 2-2 Mặt cắt dọc động cơ Nubira 1.6 L DOHC

1-Vỏ bộ xoay cam; 2-Cánh xoay; 3-Bánh đai dẫn động trục cam; 4-Puli dẫn động bơm nước; 5-Bánh đai đầu trục khuỷu; 6-Roto cảm biến vị trí trục khuỷu; 7-Vít xả

dầu; 8-Bánh đà; 9-Bộ đánh lửa trực tiếp

1.6L DOHC

Bảng 2-1 Các thông số cơ bản của động cơ

2.2 CÁC CƠ CẤU CỦA ĐỘNG CƠ

2.2.1Cơ cấu trục khuỷu-thanh truyền-piston

a) Trục khuỷu

Trục khuỷu của động cơ Dual Overhead Cam L-4 1.6L DOHC được chế tạogồm một khối liền, vật liệu chế tạo bằng thép cacbon, các bề mặt gia công đạt độbóng cao, có 5 cổ trục và 4 cổ biên, má có dạng hình ôvan Đường kính và bề rộngcủa chốt khuỷu và cổ trục chính được giảm để giảm khối lượng

1.6L DOHC

1 2

23 A

1-Đầu trục khuỷu; 2-Cổ trục khuỷu; 3-Đối trọng; 4-Bạc cổ trục; 5-Chốt khuỷu; 6-Lỗ dầu bôi trơn chốt khuỷu; 7-Lỗ dầu bôi trơn cổ trục; 8-Đai ốc lắp bánh đà;9-

Mặt bích

b) Thanh truyền

Tiết diện thanh truyền của động cơ Dual Overhead Cam L-4 1.6L DOHCcódạng chữ I Đầu nhỏ thanh truyền có dạng hình trụ rỗng và được lắp tự do với chốtpiston Đầu to thanh truyền được cắt thành hai nửa phần trên nối liền với thân phầndưới là nắp đầu to thanh truyền và lắp với nhau bằng bulông thanh truyền, mặtphẳng lắp ghép vuông góc với đường tâm trục thân thanh truyền.Bulông thanhtruyền là loại bulông chỉ chịu lực kéo, có mặt gia công đạt độ chính xác cao để địnhvị

1

2 3

10 4

Ø 46

Hình 2-4Thanh truyền

1-Bạc lót đầu nhỏ thanh truyền; 2-Bạc lót đầu to thanh truyền; 3-Lỗ dầu

bôi trơn; 4-Bulông thanh truyền

1.6L DOHC

c) Piston

78.16

1 2 3

4

Hình 2-5 Piston

1-Bệ chốt piston; 2-Thân piston; 3-Đầu piston; 4-Đỉnh piston

Piston của động cơ Dual Overhead Cam L-4 1.6L DOHCđược làm bằng hợpkim nhôm, phần đỉnh được thiết kế đặc biệt lõm xuống để thực hiện hiệu quả quátrình đốt cháy nhiên liệu Séc măng áp lực thấp được sử dụng để giảm ma sát vànâng cao tính kinh tế nhiên liệu và chất lượng dầu bôi trơn được nâng cao

Chân piston có dạng vành đai để tăng độ cứng vững.Để điều chỉnh trọnglượng của piston, người ta thường cắt bỏ một phần kim loại ở phần chân pistonnhưng vẫn đảm bảo được độ cứng vững cần thiết cho piston

2.2.2 Nhóm thân máy-nắp máy

Nắpmáy được đúc bằng hợp kim nhôm nhẹ, các trục cam đều được phân bốtrên đầu nắp máy Lắp đặt kim phun trong cửa nạp khí của nắp máy kết quả là sựtiếp xúc của nhiên liệu đập vào thành cửa nạp được tối thiếu hoá và tính kinh tếnhiên liệu được nâng cao Áo nước được lắp đặt giữa cửa xả và lỗ bu gi trên nắpmáyđể giữ nhiệt độ đồng đều cho thành buồng cháy, điều này nâng cao chất lượnglàm mát cho buồng cháy và khu vực xung quanh bu gi

1.6L DOHC

Hình 2-6Nhóm thân máy-nắp máy

1-Đường nạp; 2-Đường thải

Thân máy được chế tạo bằng thép đúc, có dạng gân tăng cường để tăng độ cứngvững và giảm rung động, tiếng ồn Các lỗ khoan giữa các xilanh cho phép nước làmmát lưu thông vào nhằm giữ nhiệt độ xilanh ở mức độ ổn định

2.2.3Cơ cấu phân phối khí

Thông thường thời điểm phối khí được cố định nhưng ở động cơ DualOverhead Cam L-4 1.6L DOHCsử dụng hệ thống thay đổi thời điểm phối khí, hệthống này sử dụng áp suất dầu thủy lực để xoay trục cam nạp và làm thay đổi thờiđiểm phối khí Điều này làm tăng công suất động cơ, cải thiện tính kinh tế nhiênliệu và làm giảm khí thải độc hại gây ô nhiễm môi trường

Ở mỗi xylanh có hai xupap nạp và hai xupap thải, các xupap được đóng mởtrực tiếp bởi hai trục cam Các trục cam được dẫn động bằng đai điều này giúp chokhông gian bố trí được gọn hơn, dẫn động êm diệu, giảm bớt tiếng ồn động cơ.Thân xupap được thiết kế nhỏ, vừa giảm bớt trở lực trên đường nạp, thải và giảm khối lượng

Bảng 2-2 Thông số kỹ thuật

Hệ thống bôi trơn của động cơ Dual Overhead Cam L-4 1.6L DOHC dùngphương pháp bôi trơn cưỡng bức cacte ướt Dầubôi trơn được đưa lên động cơ nhờbơm dầu lắp bên thân máy Trên thân thanh truyền có các lổ phun dầu và các lỗhứng dầu để bôi trơn dầu bằng cách vung té Dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn đượcbơm dầu đẩy đến các bề mặt ma sát dưới một áp suất nhất định, do đó có thể hoàntoàn đảm bảo yêu cầu bôi trơn, làm mát và tẩy rửa các bệ mặt ma sát.

4-14-Bơm dầu nhờn; 15-Trục cam

2.3.2 Hệ thống nhiên liệu

Hệ thống nhiên liệu trên động cơ Dual Overhead Cam L-4 1.6L DOHCxeNubira II của hãng Daewoo thuộc hệ thống phun xăng trên đường nạp được điềukhiển hoàn toàn bằng điện tử

12

7

4 5

22

18

16

15 10

21 14

22

17

Hình 2-9 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ Dual Overhead Cam L-4 1.6L DOHC

1-Bình xăng; 2-Bơm xăng điện; 3-Lọc xăng; 4-Vòi phun; 5-Xupap; 6-Đường ống nạp; Piston; 8-Xylanh; 9-Bướm ga; 10-Đường không tải; 11-Lọc không tải; 12-Đường ống thải; 13-Bộ ổn định áp suất; 14-Van điều khiển không tải; 15-Bướm ga khoang khí nạp; 16-Cảm biến áp suất khí nạp; 17-Cảm biến áp oxy; 18-Cảm biến tôc độ trục khuỷu;

7-19-Cảm biến vị trí bướm ga; 20-Cảm biến nhiệt độ nước;

21-Cảm biến nhiệt độ không khí; 22-Ống góp nạp; 23-Ắc quy

9

ECM

7 8

3

2

4

5 6

Hình 2-10Sơ đồ cấu tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu

1-Vòi phun; 2-Giàn ống phân phối xăng; 3-Bộ ổn định áp suất; 4-Ống nối với đường nạp; 5-Ống xăng hồi; 6-Bình xăng; 7-Bơm xăng điện; 8-Lọc xăng; 9-Ống

dẫn xăng; 10-Rơ le điều khiển bơm

- Nguyên lý hoạt động:

Nhiện liệu được hút ra khỏi bình 6 bằng bơm nhiên liệu 7 đi qua lọc nhiệnliệu 8, sau đó được đưa đến giàn phân phối 2 và các vòi phun 1 Áp suất nhiên liệutại các vòi phun được duy trì ở một giá trị không đổi là 3KG/cm2 nhờ bộ ổn định ápsuất 3 Các vòi phun được lắp trước xupap nạp của mỗi xylanh, lượng phun nhiênliệu trong kỳ nạp nhiều hay ít phụ thuộc vào độ dài khoảng thời gian dòng điện chạyqua vòi phun và được điều khiển bởi ECM Bộ ổn định áp suất điều khiển áp suấtcủa nhiên liệu, nhiên liệu thừa được đưa trở lại bình xăng 6 qua ống hồi 5

A

A - A A

1

Hình 2-11 Kết cấu bơm nhiên liệu động cơ Dual Overhead Cam L-4 1.6L DOHC

1-Van 1 chiều; 2-Van an toàn; 3-Chổi than; 4-Roto; 5-Stato; 6,8-Vỏ bơm; 7,9-Cánh bơm; 10-Đường nhiên liệu vào; 11-Đường nhiên liệu ra

1 2 3 4 5 6

Hình 2-12 Kết cấu bộ ổn định áp suất1-Khoan thông với đường khí nạp; 2-lò xo; 3-Van; 4-Màng;

5-Khoan thông với giàn ống xăng; 6-Đường xăng hồi về thùng xăng

Hình 1-13 Kết cấu vòi phun nhiên liệu1-Lọc; 2-Giắc cắm; 3-Lõi từ tính; 4-Lõi xôlenoy; 5-Tấm đệm; 6-Vòi phun

Hình 1-14Hệ thống làm mát

1-Két nước; 2-Ống dẫn; 3-Van hằng nhiệt; 4-Bơm nước.

1.6L DOHC

4 3

1

7 6

10Hình 2-15Sơ đồhệ thống làm mát động cơ Dual Overhead Cam L-4 1.6L DOHC

1-Bình chứa nước tràn; 2-Van tràn; 3-Két nước làm mát; 4-Van hằng nhiệt; 5-Cổ họng gió; 6-Thân máy; 7-Van hâm nóng; 8-Lò sưởi điện; 9-Bơm nước; 10-Quạt

làm mát nước

Trong quá trình làm việc của động cơ, nhiệt truyền cho các chi tiết tiếp xúcvới khí cháy như: piston, sécmăng, xupap, nắp xylanh, thành xylanh chiếm khoảng25÷35% nhiệt lượng do nhiên liệu cháy tỏa ra Vì vậy các chi tiết đó thường bị đốtnóng mãnh liệt, nhiệt độ của các chi tiết máy cao gây ra những hậu quả xấu như:làm giảm sức bền, tuổi thọ của các chi tiết máy, giảm độ nhớt của dầu bôi trơn nênlàm tăng tổn thất ma sát Vì vậy cần thiết phải làm mát động cơ.Hệ thống làm mátcủa động cơ có nhiệm vụ thực hiện quá trình truyền nhiệt thừ khí cháy qua buồngcháy rồi đến nước làm mát để đảm bảo nhiệt độ của các chi tiết không quá nóngnhưng cũng không quá nguội

- Nguyên lý hoạt động:

Dung dịch nước làm mát từ thân máy lên nắp xylanh qua các ống dẫn đếnvan hằng nhiệt Nước từ van hằng nhiệt được chia ra thành hai dòng: một qua kétlàm mát và một quay trở về bơm Nước sau khi qua két làm mát thì theo đường ốngdẫn qua két làm mát dầu bôi trơn sau đó qua bơm rồi tuần hoàn trở lại động cơ Ởđây nếu nhiệt độ nước làm mát thấp hơn so với nhiệt độ mở của van điều nhiệt thìvan hằng nhiệt đóng, không cho nước qua két làm mát, nước được luân chuyển vềbơm, và nếu nhiệt độ nước làm mát cao hơn nhiệt độ mở của van hằng nhiệt thì vanhằng nhiệt mở, nước sẽ đi qua két nước làm mát

Van hằng nhiệt duy trì một nhiệt độ không đổi của dung dịch nước làm mát

và cải thiện hiệu suất nhiệt của động cơ bằng cách giảm sự tổn hao do mất

41

1.6L DOHC

nhiệt.Nguyên lý hoạt động của van hằng nhiệt: Khi nhiệt độ nước làm mát còn thấp,nhỏ hơn nhiệt độ mở của van (khi động cơ mới khởi động) thì van đóng không choqua két làm mát mà trở về bơm Khi nhiệt độ nước làm mát tăng cao đến nhiệt độbắt đầu làm việc của van thì van bắt đầu mở cho nước đi qua két làm mát và khinhiệt độ nước làm mát tăng cao thì van mở càng rộng Van hằng nhiệt bắt đầu làmviệc khi nhiệt độ ở 83°C và bắt đầu mở rộng hơn ở nhiệt độ 95°C

Két làm mát dùng để hạ nhiệt độ của nước từ động cơ ra rồi lại đưa trở vàolàm mát động cơ Két làm mát gồm có ba phần: ngăn trên chứa nước nóng, ngăndưới chứa nước đã được làm nguội và giàn ống truyền nhiệt nối ngăn trên với ngăndưới Phía sau két nươc được bố trí quạt gió

Quạt gió dùng để tăng tốc độ lưu động của không khí qua két tản nhiệt làmhiệu quả làm mát cao hơn

2.3.4 Hệ thống đánh lửa

Hệ thống đánh lửa trên động cơ Dual Overhead Cam L-4 1.6L DOHClà hệthống đánh lửa điện tử loại DIS (Direct Ignition System) hệ thống đánh lửa trựctiếp Cải thiện tính chính xác thời điểm đánh lửa, giảm tổn thất điệp áp cao và tăngcường độ tin cậy của hệ thống đánh lửa bằng cách loại bỏ bộ chia Hệ thống DIStrong động cơ này là hệ thống đánh lửa độc lập, trong đó có một cuộn dây đánh lửacho từng xi lanh

Hình 2-16 Kết cấu bôbin đôi

1.6L DOHC

Hình 2-17Sơ đồ hệ thống đánh lửa

- Nguyên lý làm việc của hệ thống đánh lửa:

ECM nhận được tín hiệu từ các cảm biến đầu vào, sau đó xử lý các tín hiệunhận được và so sánh với chương trình đã được lập trình trong ECM để truyền tínhiệu điều khiển đến từng máy trong động cơ, tín hiệu sẽ được truyền đến từng máytheo thứ tự làm việc của động cơ đảm bảo việc tối ưu hóa hoạt động của động cơ.Với hệ thống đánh lửa trực tiếp loại DIS (distributor ignition system) hệ thống phânphối đánh lửa.Với tín hiệu được nhận trực tiếp từ ECM điều khiển, vậy nên đảmbảo luôn luôn được chính xác đối với sự hoạt động của các máy trên động cơ

Bugi sẽ đánh lửa khi nhận được tín hiệu truyền về IGF, tín hiệu IGT chuyển

từ ‘On’ sang ‘Off’ lúc này ECM sẽ truyền tín hiệu điều khiển đánh lửa IGT từ trạngthái ‘Off’ sang ‘On’, lúc này IC đánh lửa nhận được tín hiệu và quá trình đánh lửaxảy ra Sử dụng bugi đánh lửa loại dài, khi đó nắp quy lát phải được thiết kế dàyhơn, áo nước làm mát nhiều hơn, tăng khả năng làm mát của động cơ

2.3.5Hệ thống khởi động

Vì động cơ không thể tự khởi động nên cần phải có một ngoại lực để khởiđộng động cơ đốt trong Để khởi động động cơ, máy khởi động làm quay trụckhuỷu thông qua vành răng Máy khởi động cần phải tạo ra mô men lớn từ nguồnđiện hạn chế của ắc qui đồng thời phải gọn nhẹ Vì lý do này người ta dùng một mô

tơ điện một chiều trong máy khởi động Để khởi động động cơ thì trục khuỷu phảiquay nhanh hơn tốc độ quay tối thiểu Tốc độ quay tối thiểu để khởi động động cơkhác nhau tuỳ theo cấu trúc động cơ và tình trạng hoạt động, thường từ 40 – 60vòng/ phút đối với động cơ xăng và từ 80 – 100 vòng/phút đối với động cơ diesel

do vậy piston của công tắc từ bị hút vào lõi cực của nam châm điện Nhờ sự hút này

mà bánh răng bendix bị đẩy ra và ăn khớp với vành răng bánh đà đồng thời đĩa tiếp xúc sẽ bật công tắc chính lên

Để duy trì điện áp kích hoạt công tắc từ, một số xe có relay khởi động đặt giữa khoá điện và công tắc từ

Hình 2-19 Hút vào

1.6L DOHC

- Giữ

Khi công tắc chính được bật lên, thì không có dòng điện chạy qua cuộn hút

vì hai đầu cuộn hút bị đẳng áp, cuộn cảm và cuộn ứng nhận trực tiếp dòng điện từaccu.Cuộn dây phần ứng sau đó bắt đầu quay với vận tốc cao và động cơ được khởiđộng.Ở thời điểm này piston được giữ nguyên tại vị trí chỉ nhờ lực điện từ của cuộngiữ vì không có dòng điện chạy qua cuộn hút

1.6L DOHC

piston Do đó piston bị đẩy trở lại nhờ lò xo hồi về và công tắc chính bị ngắt làmcho máy khởi động dừng lại

1.6L DOHC

Chương3.KHẢO SÁT HỆ THỐNG NẠP THẢI ĐỘNG CƠ DUAL

OVERHEAD CAM L-4 1.6L DOHC

3.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG NẠP-THẢI ĐỘNG CƠ DUAL

OVERHEAD CAM L-4 1.6L DOHC

Nguyên lý:

Không khí ngoài trời được hút vào trong xylanh động cơ qua bộ lọc khôngkhí tại đây hầu hết bụi bẩn được giữ lại, sau đó đi qua các cảm biến lưu lượng vàcảm biến nhiệt độ khí nạp, thông tin nhiệt độ và lưu lượng khí nạp được truyền vềECU động cơ, tiếp đó dòng khí đến cổ họng gió qua bướm ga đến bộ góp nạp Khínạp từ bộ góp nạp sẽ phân phối đến các xylanh động cơ trong kỳ nạp Kết hợp thôngtin từ cảm biến vị trí bướm ga ECU sẽ điều khiển lượng phun nhiên liệu tối ưu Saukhi hòa khí được đốt cháy, khí thải được dẫn vào đường ống thải tới bộ góp thải đivào bộ xúc tác ba chức năng tại đây khí thải độc hại được khử thành các chất vô hạirồi theo ống dẫn khí thải qua bộ giảm âm thoát ra ngoài môi trường Một phần khíthải được trích dẫn quay trở lại đường nạp qua van hồi lưu khí thải, để làm loãnghỗn hợp nhiên liệu - không khí nhằm hạn chế sự hình thành các chất gây ôi nhiễmtrong quá trình cháy

3.2.2.Cổ họng gió.

Hình 3-2 Kết cấu cổ họng gió

1- Các bánh rang giảm tốc; 2- Lò xo hồi bướm ga; 3- Cảm biến vị trí bướm ga;

4- Bướm ga; 5- Mô tơ điều khiển bướm ga.

Các bộ phận tạo thành gồm: bướm ga, môtơ điều khiển bướm ga, cảm biến vịtrí bướm ga và các bộ phận khác Bướm ga dùng để thay đổi lượng không khí dùngtrong quá trình hoạt động của động cơ, cảm biến vị trí bướm ga lắp trên trục củabướm ga nhằm nhận biết độ mở bướm ga, môtơ bướm ga để mở và đóng bướm ga,

và một lò xo hồi để trả bướm ga về một vị trí cố định Môtơ bướm ga ứng dụng mộtmôtơ điện một chiều có độ nhạy tốt và ít tiêu thụ năng lượng

Nguyên lý làm việc:

ECU động cơ điều khiển độ lớn và hướng của dòng điện chạy đến môtơ điềukhiển bướm ga, làm quay hay giữ môtơ, và mở hoặc đóng bướm ga qua một cụm

Khi ECU động cơ phât hiện thấy có hư hỏng, nó bật đỉn bâo hư hỏng trínđồng hồ tâp lô đồng thời cắt nguồn đến môtơ, nhưng do bướm ga được giữ ở góc

mở khoảng 70, xe vẫn có thể chạy đến nơi an toăn

Câc chế độ điều khiển

a) Điều khiển ở chế độ bình thường, chế độ công suất cao vă chế độ đường tuyết

Góc mở bướm ga

Góc nhấ n bàn đạ p ga

2

3 1

Hình 3-3 Quan hệ tỷ lệ giữa góc nhấn băn đạp ga vă góc mở bướm ga

1-Chế độ công suất cao;2- Chế độ bình thường; 3- Chế độ di chuyển đường tuyết

+ Điều khiển chế độ thường : đđy lă chế độ cơ bản để duy trì sự cđn bằng giữa tính

dễ vận hănh vă chuyển động ím

+ Điều khiển chế độ đường tuyết : chế độ năy giữ cho góc mở bướm ga nhỏ hơn chế

độ bình thường để trânh trượt khi lâi xe trín đường trơn trượt

+ Điều khiển chế độ công suất cao: ở chế độ năy bướm ga mở lớn hơn so với chế độbình thường Do đó chế độ năy mang lại cảm giâc động cơ đâp ứng ngay với thaotâc băn đạp ga vă xe vận hănh mạnh mẽ hơn so với chế độ thường

1.6L DOHC

b) Điều khiển momen truyền lực chủ động

có điề u khiể n không có điề u khiể n

Hình minh họa (Hình 3-4) cho thấy khi băn đạp ga giữ ở vị trí nhất định Khikhông có hệ thống điều khiển momen truyền lực chủ động, góc mở bướm ga gầnnhư động bộ với chuyển động của băn đạp ga như vậy trong khoảng thời gian ngắnlăm gia tốc xe tăng đột ngột vă sau đó giảm dần

Khi có hệ thống điều khiển momen truyền lực chủ động, bướm ga được mởdần ra sao cho gia tốc xe tăng dần trong một khoảng thời gian lđu hơn để đảm bảotăng tốc ím dịu

3.2.4 Đặc điểm kết cấu và nguyên lý làm việc của các cảm biến trên đường nạp

a) Cảm biến lưu lượng khí nạp

Hình 3-6 Cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy

1- Nhiệt điện trở; 2- Dây sấy platin.

Nguyên lý hoạt động

Dòng điện chạy vào dây sấy làm cho nó nóng lên Khi không khí chạy qua,dây sấy được làm nguội tương ứng với khối lượng không khí nạp, bằng cách điềuchỉnh dòng điện chạy vào dây sấy này để giữ cho nhiệt độ dây sấy không đổi, dòngđiện đó sẽ tỉ lệ thuận với lượng không khí nạp bằng cách phát hiện dòng điện đó ta