Chuyên đề “Nghiên cứu giải pháp điều chỉnh kết cấu động cơ thế hệ cũ khi sử dụng xăng pha cồn có tỷ lệ Etanol lớn hơn 10%”, những sự thay đổi của các thông số và kết cấu trong hệ thống
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ
thuộc Đề tài: “Nghiên cứu khả năng tương thích của động cơ nổ
thế hệ cũ sử dụng xăng sinh học có tỷ lệ etanol E100 lớn hơn
5%”, mã số ĐT.06.11/NLSH
thuộc Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015,
tầm nhìn đến năm 2025
Sản phẩm 4.2: Điều chỉnh kết cấu của hệ thống cung cấp nhiên
liệu (bộ chế hòa khí) xe máy và ô tô khi sử dụng xăng sinh học E10
Chuyên đề số: 14
Cơ quan chủ trì
Hà Nội, tháng 11 năm 2011
Trang 2MỤC LỤC
Lời nói đầu 2
1 Tình hình nghiên cứu và sử dụng nhiên liệu sinh học hiện nay 3
1.1 Giới thiệu chung 3
1.2 Sử dụng Etanol cho phương tiện giao thông 4
2 Giải pháp cải tiến động cơ khi nâng cao tỷ lệ cồn Etanol trong nhiên liệu 7
2.1 Những nguyên nhân chính của việc cải tiến động cơ khi sử dụng xăng pha cồn 7 2.2 Những cải tiến cần thiết cho động cơ để sử dụng nhiên liệu etanol E100 11
3 Cải tiến động cơ ô tô đời cũ sử dụng bộ chế hoà khí 12
3.2 Hệ thống tăng tốc 15
3.3 Hệ thống không tải 16
3.4 Điều chỉnh vị trí phao xăng 18
3.5 Bướm gió 18
3.6 Van hằng nhiệt 18
3.7 Gia nhiệt cho nhiên liệu 19
3.8 Thời điểm đánh lửa 19
3.9 Bugi 20
3.10 Sấy nóng khí nạp 20
3.11 Hệ thống khởi động lạnh 21
3.12 Tỷ số nén 21
4 Cải tiến động cơ xe máy sử dụng bộ chế hoà khí 22
5 Nghiên cứu cải tiến hệ thống nhiên liệu để công suất động cơ không đổi 22
6 Kết luận 26
Tài liệu tham khảo 27
Trang 3Lời nói đầu
Ngày nay, với sự suy giảm đáng kể của nguồn nguyên liệu hoá thạch, đặc biệt là dầu mỏ do phải đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của các hộ gia đình cũng như công nghiệp Vì vậy tìm kiếm nguồn năng lượng mới là một nhiệm vụ đang thu hút được sự chú ý của các nhà khoa học khắp nơi trên thế giới Nhiên liệu sinh học (cồn ethanol và diesel sinh học) đang là một giải pháp khả thi để thay thế cho xăng và diesel trên các động cơ hiện tại Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu được công bố rộng rãi về những lợi ích của việc sử dụng các loại nhiên liệu này mang lại so với hai nhiên liệu truyền thống
Tuy nhiên, do có nguồn gốc khác nhau, vì vậy các tình chất vật lý và hoá học của các loại nhiên liệu này sẽ có một vài điểm khác biệt so với xăng và diesel Nên khi hoà trộn ở tỷ lệ lớn các loại nhiên liệu này với nhiên liệu gốc hoá thạch, đặc tính động cơ
sẽ thay đổi Để đảm bảo được khả năng làm việc ổn định, tính kinh tế và kỹ thuật của động cơ, kết cấu động cơ cần có sự thay đổi, đặc biệt là hệ thống cung cấp nhiên liệu
Chuyên đề “Nghiên cứu giải pháp điều chỉnh kết cấu động cơ thế hệ cũ khi sử dụng
xăng pha cồn có tỷ lệ Etanol lớn hơn 10%”, những sự thay đổi của các thông số và kết
cấu trong hệ thống nhiên liệu động cơ xăng khi sử dụng xăng pha cồn có tỷ lệ cồn lớn hơn 10% sẽ được trình bày cụ thể Ngoài ra chuyên đề cũng trình bày phương pháp và biểu thức tính toán sự thay đổi của đường kính lỗ gic-lơ khi sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn để đảm bảo được tính năng làm việc của động cơ thông qua số liệu của kết quả mô phỏng trên phần mềm AVL Boost
Trang 4Chuyên đề 14: Điều chỉnh kết cấu của hệ thống cung cấp nhiên liệu (bộ chế hòa khí) xe máy và ô tô khi sử dụng xăng sinh học E10
1 Tình hình nghiên cứu và sử dụng nhiên liệu sinh học hiện nay
1.1 Giới thiệu chung
Ngày nay, hai vấn đề lớn mà thế giới đang trải qua là cạn kiệt nguồn nhiên liệu gốc hoá thạch và ô nhiễm môi trường Việc sử dụng không kiểm soát xăng, dầu trong những thập niên đầu thế kỷ XX đã dẫn đến nhiều hệ luỵ như nguồn nhiên liệu đang giảm một cách nhanh chóng, môi trường bị ô nhiễm trầm trọng, trái đất ấm dần lên …
Vì vậy, nhiệm vụ tìm ra một nguồn nhiên liệu mới đủ khả năng thay thế được xăng và dầu diesel là một trách nhiệm vô cùng nặng nề đối với nhân loại Xăng và diesel sử dụng trên động cơ đốt trong, phương tiện giao thông vận tải được cho là một trong các nguyên nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính [1-3] Những nhà khoa học trên khắp thế giới cũng đã và đang tìm ra một vài nguồn năng lượng mới có khả năng đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng trong thời đại mới Một số nguồn năng lượng mới như năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng nguyên tử … đã được ứng dụng ở rất nhiều nơi trên thế giới Tuy nhiên, để ứng dụng trên các phương tiện giao thông vận tải, thì nhiên liệu sinh học được xem là một giải pháp khả thi để thay thế dầu mỏ Nhiên liệu sinh học có thể điều chế từ sinh khối, khí sinh học (biogas), cồn, dầu thực vật … [4] Những nguồn năng lượng này rất thân thiện với môi trường, tuy nhiên cũng
có những nhược điểm và cách sử dụng đặc biệt Một vài loại sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu, trong khi một số loại khác nếu muốn sử dụng thì cần phải có một vài điều chỉnh cả về kết cấu động cơ lẫn tính chất nhiên liệu
Ngày nay, hướng nhiên cứu về nhiên liệu không có gốc từ dầu mỏ, nguồn nhiên liệu tái tạo và nhiên liệu không gây ô nhiễm môi trường đang được khuyến khích Nguồn nguyên liệu có khả năng sinh năng lượng lớn như than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên … là có giới hạn Theo đánh giá, hiện nay trữ lượng than chỉ đủ dùng cho 218 năm nữa, trong khi dầu mỏ là 41 năm, và khí thiên nhiên là 63 năm [5,6] Sự tăng trưởng mạnh mẽ của dân số, công nghệ kỹ thuật và tiêu chuẩn sống trong xã hội công nghiệp dẫn đến nhu cầu về nguồn năng lượng cung cấp càng lớn Giá dầu trên thế giới thay đổi hàng ngày, và có xu hướng càng ngày càng tăng lên Trong năm 2008, khi
Trang 5xảy ra khủng hoảng kinh tế trên toàn thế giới, giá dầu tăng lên rất cao và chạm ngưỡng 147$/thùng Diễn biến của giá dầu thế giới được trình bày rõ hơn trong hình 1, và một khi giá dầu tăng thì giá cả sinh hoạt cũng tăng lên Chính điều này đã tạo ra một áp lực trong việc nghiên cứu và phát triển nhiên liệu thay thế cho dầu mỏ từ nguồn gốc sinh học nhằm giải quyết các vấn đề về an ninh năng lượng, ô nhiễm môi trường mà nhiên liệu hoá thạch gây ra
Hình 1 Sự biến động của giá dầu thế giới trong những năm gần đây (USD/thùng)
1.2 Sử dụng Etanol cho phương tiện giao thông
Nhiên liệu sinh học đã từng được ứng dụng và phát triển trên các phương tiện giao thông vận tải từ những năm đầu động cơ đốt trong được chế tạo, đặc biệt là etanol Etanol được sử dụng cho động cơ đốt trong từ rất sớm Năm 1826, Samuel Morey sử dụng etanol cho mẫu động cơ đốt trong đầu tiên ở Mỹ, nơi mà etanol cũng là nhiên liệu được sử dụng cho động cơ ô tô trước nhiên liệu xăng Dòng xe Ford T được giới thiệu trên thị trường năm 1908 có thể sử dụng nhiên liệu etanol hoặc xăng Từ năm 1925, etanol được trộn vào xăng để sử dụng cho phương tiện ở các nước Brazil, Pháp và Đức Xu thế này kéo dài tới cuối thập niên thứ 3 của thế kỷ 19, cho đến khi nhiều giếng dầu mỏ trữ lượng lớn được phát hiện vào đầu những năm 1940 Năm
1973, do khủng hoảng dầu mỏ lần thứ nhất, vai trò của etanol lại được đề cao nhờ có giá thấp hơn so với xăng Nhiều chương trình sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học
Trang 6etanol thay thế một phần cho nhiên liệu xăng được khởi động tại Brazin và Mỹ [7] Hiện nay Mỹ và Brazin là hai nước đứng đầu thế giới về sản xuất và sử dụng Etanol
Etanol sinh học thường được sử dụng cho động cơ đốt trong ở dạng hỗn hợp với xăng ở tỷ lệ từ 5% đến 26% Ở Châu Âu và Ấn độ sử dụng tối đa 5% etanol, Mỹ
sử dụng 10%, còn Brazin bắt buộc sử dụng từ 22% - 26% etanol [8] Thái Lan là nước
ở khu vực ASEAN có chương trình sử dụng nhiên liệu sinh học khá thành công, với việc sử dụng rộng rãi nhiên liệu E10 (10% etanol, 90% xăng), còn nhiên liệu E20 (20% etanol, 80% xăng) và E85 (85% etanol, 15% xăng) được bắt đầu giới thiệu ở nước này từ năm 2008 [9] Phương tiện sử dụng nhiên liệu linh hoạt (FFV) là loại phương tiện có thể sử dụng hỗn hợp cồn sinh học etanol với xăng ở mọi tỷ lệ từ 0 – 85% etanol Ngoài ra, hầu hết các hãng sản xuất ô tô trên thế giới đều cho phép sử dụng đến tỷ lệ 10% etanol
Nhiệt trị thấp của etanol là 21,2MJ/lít, chỉ bằng 2/3 của nhiên liệu xăng (30,1 MJ/lít) nên khi tỷ lệ etanol lớn sẽ có ảnh hưởng đến công suất của động cơ nếu giữ nguyên lượng nhiên liệu cung cấp Tuy nhiên, các nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra rằng, với tỷ lệ etanol trong hỗn hợp xăng-etanol đến 15% (E15) thì ảnh hưởng này là không đáng kể [8]
Vấn đề chính đối với động cơ sử dụng nhiên liệu sinh học etanol là sự ăn mòn
có thể xẩy ra đối với các chi tiết tiếp xúc với etanol Vì thế khi sử dụng nhiên liệu sinh học etanol cần lưu ý đến khả năng chống ăn mòn đối với vật liệu của các chi tiết tiếp xúc với nó
Các nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra rằng, sự ăn mòn các chi tiết kim loại của
hệ thống cung cấp nhiên liệu nhìn chung là không đáng quan tâm đối với nhiên liệu E10, một số nhà nghiên cứu còn cho rằng nhiên liệu E20 cũng không có nhiều tác động đến hoạt động của hệ thống cung cấp nhiên liệu Các chi tiết nhựa và cao su của động cơ mới đều tương thích với E10 nhưng đối với những động cơ cũ thì rất có thể sẽ
bị ảnh hưởng [10]
Một số nghiên cứu cũng chỉ ra khả năng bôi trơn thấp hơn của hỗn hợp xăng – etanol so với nhiên liệu xăng, tuy nhiên, chưa có một báo cáo nào thể hiện ảnh hưởng liên quan đến độ mòn và độ bền của động cơ trong suốt 20 năm qua Trong những năm gần đây, Brazin đã chỉ ra rằng các bộ xúc tác truyền thống sử dụng trên phương tiện
Trang 7lưu hành ở Mỹ có thể vận hành với tỷ lệ 10% etanol và 100% etanol Một số nghiên cứu còn cho rằng sử dụng hỗn hợp với tỷ lệ etanol cao còn giúp nâng cao hiệu quả của
bộ xúc tác tới 24% nhờ nồng độ thấp của lưu huỳnh trong nhiên liệu etanol Với tỷ lệ etanol cao trong hỗn hợp khả năng bay hơi của nhiên liệu giảm, tuy nhiên do tính không tuyến tính của áp suất bay hơi với tỷ lệ thể tích etanol trong hỗn hợp mà hỗn hợp nhiên liệu E5 và lân cận có được khả năng bay hơi cao nhất [10-11] Nghiên cứu của Phần Lan cũng đã chỉ ra rằng ô tô sử dụng nhiên liệu E15 có thể vận hành tốt với các bộ chế sẵn có mà không cần điều chỉnh gì, ngoài ra, 80% phương tiện sử dụng E15
có độ mòn các chi tiết thấp hơn so với xe sử dụng nhiên liệu xăng Nhìn chung, hoạt động của động cơ cũng như độ bền, tuổi thọ của nó không bị ảnh hưởng bởi hỗn hợp nhiên liệu với thành phần etanol thấp (dưới 20%) [10]
Bảng 1 trình bày những yêu cầu cần thiết cải tiến động cơ đối với các tỷ lệ etanol khác nhau trong hỗn hợp nhiên liệu xăng-etanol theo những khuyến cáo về cải tiến động cơ của Brazin (chủ yếu đối với ô tô Volkswagen) khi bắt đầu chương trình
sử dụng etanol ở Brazin năm 1979
Bảng 1 Những yêu cầu cải tiến động cơ cần thiết khi tăng tỷ lệ etanol trong hỗn hợp nhiên liệu xăng-etanol [11]
Như được chỉ ra ở Bảng 1 thì nếu sử dụng nhiên liệu E5 thì không cần thiết phải
có cải tiến gì đối với động cơ
Trang 8Etanol cũng có thể được dùng để pha vào nhiên liệu diesel với tỷ lệ từ 10% đến 15% nhằm mục đích giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và giảm phát thải độc hại Tuy nhiên việc tạo hỗn hợp nhiên liệu diesel-etanol (E-Diesel) phức tạp hơn nhiều
so với hỗn hợp xăng-etanol do khả năng hòa tan của etanol trong diesel kém khi ở nhiệt độ thấp và khả năng bén lửa cao Ở nhiệt độ dưới 1000C, etanol và diesel sẽ tách lớp, vì thế cần phải bổ sung vào hỗn hợp nhiên liệu này chất hòa tan hoặc nhũ tương (chất có hoạt tính bề mặt) Khó khăn thứ 2 đối với hỗn hợp diesel-etanol là làm tăng nguy cơ cháy nổ so với nhiên liệu diesel
Sử dụng nhiên liệu E-Diesel với tỷ lệ từ 10% đến 15% etanol sẽ làm cho công suất động cơ giảm từ 4% đến 10%, nhưng phát thải CO giảm từ 20% đến 30% và phát thải dạng hạt (PM) giảm 20% đến 40%
2 Giải pháp cải tiến động cơ khi nâng cao tỷ lệ cồn Etanol trong nhiên liệu
Trong mục này, sẽ trình bày những chi tiết về việc chuyển đổi động cơ từ chạy xăng sang chạy xăng pha cồn và những cải tiến, điều chỉnh động cơ để phù hợp với loại nhiên liệu này [12]
Đầu tiên là nguyên nhân tại sao phải thay đổi kết cấu động cơ khi sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn, đặc biệt là nhiên liệu có tỷ lệ cồn Etanol lớn hơn 10%
Phần tiếp theo sẽ trình bày sự thay đổi của một số bộ phận chính trên động cơ như: bộ chế hoà khí, hệ thống đánh lửa, hệ thống hỗ trợ khởi động lạnh – cùng với những cải tiến đặc biệt khác để động cơ dễ dàng thích nghi với loại nhiên liệu mới
2.1 Những nguyên nhân chính của việc cải tiến động cơ khi sử dụng xăng pha cồn
Etanol là nhiên liệu được sản xuất từ sinh khối, các sản phẩm sinh khối, các sản phẩm nông, lâm nghiệp vì thế sử dụng etanol làm nhiên liệu là một giải pháp để giảm
CO2, dẫn đến giảm hiệu ứng nhà kính Tuy nhiên, etanol lại có một số tính chất khác với tính chất của nhiên liệu nguồn gốc hóa thạch truyền thống, vì vậy để động cơ có thể hoạt động một cách hiệu quả khi sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn với nồng độ cồn lớn thì cần thiết phải nghiên cứu và điều chỉnh kết cấu
a) Tính chất của etanol:
Những tính chất chính của etanol được trình bày trong bảng 2
Bảng 2 Những tính chất vật lý của cồn etanol và xăng
Trang 9Nhiên liệu Etanol Xăng
Khối lượng riêng (g/lít) 794 735 – 760
Ta thấy, Etanol có một số tính chất có lợi cho động cơ như:
- Có trị số RON (MON) lớn, tăng khả năng chống kích nổ và thuận tiện cho quá trình tối ưu hoá động cơ
- Có chứa thành phần Ôxy trong nhiên liệu, vì vậy khả năng hình thành hỗn hợp với không khí đồng nhất hơn, vì vậy làm giảm thành phần nhiên liệu chưa cháy (HC
và CO)
- Có nhiệt hoá hơi cao, nên có khả năng làm mát khí nạp, nên có thể tăng hệ số nạp
Tuy nhiên etanol cũng có một số nhược điểm sau:
- Vì có Ôxy chiếm tỷ lệ lớn trong nhiên liệu, nên tăng thể tích nhiên liệu tiêu thụ
- Vì etanol có nhiệt hoá hơi cao, nên rất khó khởi động trong điều kiện nhiệt độ thấp
Trang 10- Etanol có thể trộn lẫn với nước, có thể có hiện tượng phân lớp trong nhiên liệu
- Do nhiên liệu có thành phần Ôxy, nên khả năng bị ôxy hoá thành axit acetic làm ăn mòn một số chi tiết sử dụng trong động cơ như kim loại và polymer
- Quá trình cháy etanol trong động cơ sản sinh ra aldehyde, ảnh hưởng xấu tới sức khoẻ
số Octane cao
Thông thường mối quan hệ giữa tỷ số nén và trị số Octane sử dụng trong động
cơ đánh lửa là khi tăng một đơn vị của tỷ số nén, thì trị số Octane của nhiên liệu phải tăng thêm 5 đơn vị [13] Khi sử dụng etanol cho động cơ đánh lửa bình thường (với tỷ
số nén 9, trị số Octane là 92 khi sử dụng xăng) thì tỷ số nén có thể tăng lên 13 – 14, tăng hiệu suất nhiệt của động cơ Phần lớn các động cơ đặc chủng được cải tiến thì tỷ
số nén vào khoảng 12 – 12,5, và hiện tại thường sử dụng nhiên liệu E85 (85% thể tích cồn etanol, 15% thể tích xăng) vì khả năng khởi động tốt hơn so với etanol
c) Hàm lượng Ôxy trong nhiên liệu
Ôxy chiếm khoảng 35% khối lượng nhiên liệu, nên nhiệt trị của etanol thấp hơn
so với xăng (27 MJ/kg so với 42,7 MJ/kg) Thêm vào đó, hàm lượng ôxy lớn của etanol có một vài ảnh hưởng tích cực, đặc biệt là giảm phát thải độc hại của động cơ Như đã trình bày ở trước, thành phần ôxy trong nhiên liệu làm cho khả năng tạo hỗn hợp đồng nhất với không khí tốt hơn so với xăng Nồng độ CO và HC giảm do các nguyên nhân sau:
- Giảm hệ số A/F tại những vùng cục bộ không đồng nhất
- Tăng khả năng bay hơi
Trang 11- Sự chuyển đổi những phân tử có số Octane cao thành chất thơm
d) Đặc tính bay hơi
Etanol có khả năng bay hơi ở mức trung bình, không chênh lệch nhiều so với xăng Hơn nữa, áp suất hoá hơi thấp (được tính theo định luật của Antoine) khi so sánh với một số thành phần nhẹ của nhiên liệu (iso-octane, iso-pentane), như trong hình 2
Hình 2 Áp suất hoá hơi của Etanol so với hai thành phần chính trong nhiên liệu xăng Thêm vào đó, một tính chất khác cần phải ghi nhớ: Etanol có khả năng kết hợp rất mạnh với một vài hydrocacbon, tạo thành hỗn hợp chất lỏng có cùng điểm sôi thấp nhất và cao nhất và điểm chưng cất Đặc tính chính có điểm sôi triệt để so với điểm sôi của các thành phần khác trong nhiên liệu, vì vậy có áp suất bay hơi khác nhau khi cùng
1 nhiệt độ Ảnh hưởng của việc hình thành hỗn hợp này là rất quan trọng khi hoà trộn etanol với xăng để tăng áp suất hoá hơi Tuy nhiên hiện tượng này sẽ không xảy ra khi
sử dụng etanol 100% Etanol có điểm chưng cất ở 78,40C, đặc tính này có liên hệ với nhiệt ẩn hoá hơi, dẫn đến khó khởi động lạnh Vì vậy E85 được sử dụng nhiều hơn so với việc sử dụng E100
e) Hàm lượng nước
Etanol và nước có thể hòa trộn với nhau ở bất kỳ tỷ lệ nào, trong khi hydrocacbon và etanol không thể Với xăng thông thường có thành phần hydrocacbon, hay erther, sự có mặt của nước trong nhiên liệu là không nghiêm trọng Thực tế là, với
Trang 12nồng độ 50 ppm ở nhiệt độ môi trường (tuỳ thuộc vào thành phần hoá học của xăng), phần nước có thể hoà tan được hoàn toàn Với nồng độ lớn hơn mức trên, việc tách nước ra khỏi nhiên liệu là cần thiết Ngược lại, trong hỗn hợp xăng pha cồn, nước có thể khiến cho hỗn hợp chia thành hai pha: pha đầu tiên là hỗn hợp etanol và nước, và pha thứ hai chứa hydrocacbon Hỗn hợp không thể hoà trộn đồng nhất Hơn nữa, trong khi etanol được xem là nhiên liệu có trị số octane cao, chia lớp giữa nhiên liệu và etanol, sự có mặt của nước làm cho giảm trị số Octane của nhiên liệu, có thể tạo ảnh hưởng xấu đến động cơ [12]
f) Khởi động lạnh
Etanol có khả năng bay hơi ở mức trung bình, điểm sôi cao của Etanol dẫn đến
sự khác biệt lớn trong khả năng bay hơi trong điều kiện bình thường và điều kiện nhiệt
độ thấp Hơn nữa, etanol có nhiệt ẩn hoá hơi cao (gấp 3 lần so với xăng), vì vậy sự bay hơi của etanol trong điều kiện nhiệt độ thấp cần năng lượng lớn, do đó động cơ khó khởi động lạnh [14] Để giảm các ảnh hưởng của hiện tượng này, một vài giải pháp công nghệ đã được ứng dụng Giải pháp thường được sử dụng là sử dụng E85 thay cho E100 Hoà trộn với 15% hydrocacbon nhẹ làm tăng khả năng bay hơi và vì vậy dễ dàng khởi động lạnh Ở Brazil, giải pháp được ứng dụng rộng rãi nhất là gia nhiệt cho
hệ thống phun nhiên liệu hoặc sử dụng một bình xăng phụ chứa xăng dễ bay hơi để chạy động cơ một vài giây trước khi chuyển đổi sang chạy với etanol
2.2 Những cải tiến cần thiết cho động cơ để sử dụng nhiên liệu etanol E100
a) Nâng cao tỷ số nén
Trang 13Nâng tỷ số nén của động cơ bằng cách thay đổi dạng đỉnh piston hoặc mài mòn thân máy, giảm chiều dày gioăng làm kín Xéc-măng cũng cần thay đổi để đảm bảo khả năng chịu bền khi tỷ số nén tăng lên
Với tỷ số nén lớn (12,5), thử nghiệm cho thấy một vấn đề là cân bằng hiệu suất động cơ với tổn hao ma sát Hơn nữa, để đảm bảo khả năng chịu tải lớn, thanh truyền phải được tính toán và thiết kế lại Dạng thanh truyền mới gần giống với thanh truyền của động cơ diesel Piston và thanh truyền đều nặng hơn so với nguyên thuỷ [12] b) Tăng lượng nhiên liệu cung cấp
Etanol chứa 35% khối lượng ôxy, tham gia vào quá trình cháy Để giữ tính năng
kỹ thuật của động cơ ở tải cao và toàn tải, về lý thuyết hệ thống nhiên liệu phải cung cấp lượng nhiên liệu tăng lên 35% Để đạt được điều này, đường kính lỗ vòi phun phải lớn hơn 16% [12]
c) Nâng cao độ bền cho các chi tiết trên nắp xylanh
Một vài nghiên cứu trước đây đã cho thấy rằng khả năng chịu đựng kém của xupap xả và bugi do tỷ số nén lớn, nhiệt độ cao có thể làm nóng chảy điện cực bugi
3 Cải tiến động cơ ô tô đời cũ sử dụng bộ chế hoà khí
Trên các ô tô hiện đại ngày nay, rất khó để tìm ra được động cơ có sử dụng bộ chế hoà khí Hiện tại hầu như chỉ còn xe máy là đang sử dụng hệ thống này Tuy nhiên những xe đời cũ (những năm 90 thế kỷ XX) vẫn đang còn sử dụng nó Từ những ngày đầu phát minh ra động cơ đốt trong, bộ chế hoà khí đã được sử dụng để hoà trộn nhiên liệu và không khí với một tỷ lệ phù hợp, đối với xăng là 14,6 còn cồn etanol là 9
Bộ chế hoà khí bao gồm nhiều bộ phận, trong đó có 1 bình xăng phụ được bơm
từ bình xăng lên và được giữ ở một mức cố định thông qua van kim được điều khiển đóng mở do phao xăng Ở chế độ không tải, động cơ có tốc độ thấp, cần một lượng nhỏ nhiên liệu vào đường nạp động cơ Còn ở chế độ tải lớn, lượng nhiên liệu cần được cung cấp nhiều để đạt công suất cao, khi tăng tốc cần có bơm để bổ sung nhiên liệu để đáp ứng khả năng tăng tốc của động cơ
Trang 14Hình 3 Sơ đồ một chế hoà khí đơn giản
3.1 Điều chỉnh gic-lơ chính của bộ chế hòa khí
Trong phần lớn các bộ chế hòa khí, gic-lơ chính được chế tạo từ đồng thau với
1 lỗ chính giữa gic-lơ Nhiên liệu được hút đi qua lỗ gic-lơ, lượng nhiên liệu đi vào được quyết định bởi đường kính lỗ gic-lơ và tiết diện thông qua Khi sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn, cần thiết có một lượng nhiên liệu lớn hơn đi vào đường nạp, vì vậy tiết diện lưu thông phải lớn hơn từ 20 – 40%, theo thực nghiệm, thông thường là tăng
từ 30-35%
Để tăng đường kính lỗ gic-lơ, phải tháo bộ chế hoà khí ra sau đó tăng đường kính lỗ gic-lơ Để tăng đường kính lỗ gic-lơ, thường dùng một mũi khoan nhỏ để tăng tiết diện lưu thông của bộ chế hoà khí bởi vì đồng thau rất mềm Sử dụng đinh vít là một lựa chọn phù hợp và dễ dàng điều chỉnh Vì nó rất nhỏ, nên phải gá lên một hệ thống giữ kẹp, và dùng mũi khoan rất nhỏ (thường sử dụng trong chế tác kim hoàn)
