Nghiên cứu chế tạo hệ thống phun xăng dùng trên xe gắn máy

Các tiêu chí về mức độ khí thải độc hại được các hãng sản xuất môtô-xe máy trên thế giới chú trọng rất nhiều và tìm mọi biện pháp để giảm lượng khí thải độc hại, trong đó hệ thống phun x

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ THỐNG PHUN

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ÔTÔ - MÁY KÉO

LUẬN VĂN THẠC SĨ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS-TS ĐỖ VĂN DŨNG

Chữ ký : Cán bộ chấm nhận xét 1: GVC-Th.S VĂN THỊ BÔNG

Chữ ký : Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS-TS PHẠM XUÂN MAI

Chữ ký : Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC

SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM, ngày 18 tháng 01 năm 2008

Tp HCM, ngày tháng năm 2008

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên học viên: Lê Văn Cường Giới tính : Nam Ngày, tháng, năm sinh: 05/06/1976 ……… Nơi sinh : Phú Yên Chuyên ngành: Kỹ thuật Ôtô-Máy kéo

Khố (Năm trúng tuyển): 2005

1- TÊN ĐỀ TÀI: .Nghiên Cứu Chế Tạo Hệ Thống Phun Xăng Trên Xe Gắn Máy 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:

- Tổng quan đề tài

- Nghiên cứu lý thuyết hệ thống nhiên liệu phun xăng

- Nghiên cứu phương pháp xác định lượng phun và thời gian mở kim phun

- Nghiên cứu thuật toán điều khiển phun xăng

- Lý thuyết nguyên lý điều khiển phun xăng theo lập trình

- Chế tạo mạch điều khiển phun xăng

- Xây dựng mô hình động cơ thực nghiệm

- Thực nghiệm đo ô nhiễm khí thải, đo suất tiêu hao nhiên liệu của xe gắn máy

3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

4- NGÀY HỒN THÀNH NHIỆM VỤ: 30 - 11 - 2007

(Họ tên và chữ ký)

Đỗ Văn Dũng Phạm Xuân Mai

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thơng qua

KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

- Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các đơn vị, cá nhân đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian công tác, học tập và thực hiện Luận văn cao học này

- Ban Giám hiệu Trường Đại học Bách Khoa TP HCM, Phòng Quản lý Khoa học, Quan hệ Quốc tế – Sau đại học và Ban Chủ nhiệm Khoa Kỹ Thuật Giao Thông đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành khóa học và luận văn này

- Tất cả các Thầy, Cô đã tham gia giảng dạy lớp Cao học Ôtô khoá 2005-

- Ngày nay đa phần các xe môtô-xe máy sử dụng động cơ xăng trên thị trường thế giới đều sử dụng hệ thống phun xăng Đây là một hệ thống có nhiều

ưu điểm hơn so với hệ thống nhiên liệu sử dụng bộ chế hoà khí trước đây, đó là tính kinh tế, tính hiệu quả cao hơn, hơn nữa hệ thống này làm giảm tối đa lượng khí thải độc hại của động cơ nhằm giảm sự ô nhiễm của môi trường sống Các tiêu chí về mức độ khí thải độc hại được các hãng sản xuất môtô-xe máy trên thế giới chú trọng rất nhiều và tìm mọi biện pháp để giảm lượng khí thải độc hại, trong đó hệ thống phun xăng được nghiên cứu cải tiến không ngừng để đạt được tiêu chuẩn cho phép về khí thải và tiêu hao nhiên liệu của môtô-xe máy

- Ở nước ta hiện nay, có rất nhiều công ty liên doanh sản xuất môtô-xe máy, nhưng chỉ có một công ty – nhà máy có thể sản xuất ứng dụng hệ thống phun xăng trên xe gắn máy, đặc biệt là động cơ và các hệ thống điều khiển trên động

cơ đó Đa phần các xe gắn máy của chúng ta đang dùng hiện nay hầu hết các động cơ đều dùng bộ chế hoà khí do vậy mà lượng nhiên liệu tiêu thụ và lượng khí thải đều cao

- Thực tiễn ở nước ta hiện nay, do đặc thù nền kinh tế mới phát triển và mở cửa, số lượng môtô-xe máy tăng nhanh và đa dạng, phong phú về chủng loại Đồng thời đang hình thành một nền công nghiệp sản xuất môtô-xe mày còn non trẻ với nhiều tiền năng to lớn về số lượng, cho nên đòi hỏi chúng ta phải nỗ lực hòa nhập và tiếp cận, tiếp thu các qui trình công nghệ, kỹ thuật cao để vận dụng và khai thác có hiệu quả Luận văn này thực hiện nhằm nghiên cứu và chế tạo mạch điều khiển phun xăng theo chương trình áp dụng bước đầu sử dụng cho

cơ này sẽ là cơ sở, tiền đề cho việc nghiên cứu chế tạo các ECU cho tất cả các loại động cơ khác nhau

- Với gần 120 trang thuyết minh, luận văn đã đề cặp đến những yếu tố quan trọng trong quá trình thực hiện đề tài Tuy nhiên, việc nghiên cứu chế tạo là một vấn đề rộng đòi hỏi sự tập hợp của nhiều chuyên ngành và có đầy đủ những thiết bị thí nghiệm để sản phẩm làm ra tốt nhất Vì vậy, do trình độ và thời gian có hạn nên luận văn không tránh nhiều thiếu sót, rất mong nhận được sự đóng góp ý của các Thầy, Cô và các bạn đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện hơn

Đề tài:

“Nghiên Cứu Chế Tạo Hệ Thống Phun Xăng Dùng Trên Xe Gắn Máy”

Nội dung của đề tài được trình bày trong 6 chương:

Chương 3:

Chương này giới thiệu các loại xe gắn máy dùng hệ thống nhiên liệu bộ chế hòa khí, hệ thống phun xăng Lý thuyết xác định lượng nhiên liệu phun theo các chế độ làm việc của động cơ, phương pháp tính toán các đại lượng hiệu chỉnh như: hiệu chỉnh thời gian mở kim phun theo nhiệt độ động cơ, khi tăng tốc…

mạch điều khiển phun xăng, thiết kế và chế tạo mạch điều khiển phun xăng theo lập trình cho động cơ Đồng thời nghiên cứu thuật toán điều khiển phun xăng nhằm lập trình bằng ngôn ngữ Assembly được dễ dàng Nghiên cứu lý thuyết vi điều khiển, bộ chuyển đổi ADC

Chương 5:

Thử nghiệm hệ thống phun xăng trên xe gắn máy: Giới thiệu các thiết bị chạy thử nghiệm, tiến hành chạy thực nghiệm hệ thống nhiên liệu phun xăng trên động cơ đã chuyễn đổi, kiểm nghiệm và hiệu chỉnh số liệu tính toán trên cơ sở lý thuyết ở chương 3& 4 Cuối cùng so sánh đánh giá kết quả

Chương 6:

Kết luận và hướng phát triển đề tài

-oOo -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TRANG 1.1 Đặt vấn đề và giải quyết vấn đề 0 1 1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 0 3 1.3 Mục đích và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 0 4 1.4 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 0 5 1.5 Giới hạn đề tài 06

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÁC LOẠI XE GẮN MÁY HIỆN NAY Ở VIỆT NAM 2.1 phạm vi ứng dụng của xe gắn máy 07

2.2 Tình hình phát triển của xe gắn máy ở Việt Nam 08

2.3 Tình hình khai thác và sử dụng xe gắn máy tại Việt Nam 12

2.4 Giới thiệu hệ thống phun xăng điện tử trên xe máy 15

2.5 Ô nhiễm khí xả xe gắn máy tại việt nam 23

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ XE GẮN MÁY 3.1 Lý thuyết hệ thống nhiên liệu cổ điển 28

3.2 Lý thuyết hệ thống nhiên liệu hiện đại 35

3.3 Lý thuyết tính toán lượng phun cho xe gắn máy 40

3.4 Lý thuyết tính toán thời gian phun 46

4.1 Chọn động cơ trên xe gắn máy 47

4.2 Các thông số kết cấu của động cơ thực nghiệm 47

4.3 Cơ sở lý thuyết chọn các cảm biến điều khiển 48

4.4 Chọn kim phun 55

4.5 Chọn bơm nhiên liệu 58

4.6 Chọn vi điều khiển 59

4.7 Chương trình ngôn ngữ lập trình của 8952 67

4.8 Xây dựng mô hình toán học xác định sự phụ thuộc của lượng xăng phun 72 theo các thông số hoạt động của động cơ

4.9 Thuyết kế mạch điều khiển 90

CHƯƠNG 5: THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG PHUN XĂNG TRÊN XE GẮN MÁY 5.1 Mục đích, yêu cầu thử nghiệm 99

5.2 Mô tả thiết bị thư nghiệm 99

5.3 Nội dung thử nghiệm 105

5.4 So sánh và đánh giá kết quả 110

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 6.1 Kết luận 113

6.2 Hướng phát triển của đề tài 114

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ:

1.1.1 Đặt vấn đề:

- Đã hơn 100 năm kể từ khi chiếc xe gắn máy đầu tiên trên thế giới ra đời,

xe gắn máy đã trở thành một phương tiện đi lại, vận chuyển cần thiết và không thể thiếu được trong xã hội loài người Chiếc xe vừa là phương tiện vận chuyển và cũng là tài sản quí giá của nhiều gia đình

- Ở các nước phát triển trên thế giới, phương tiện công cộng chủ yếu là xe ôtô, xe buýt… Những phương tiện giao thông này đã đáp ứng được những tính năng về công suất, kiểu dáng, tiện nghi sang trọng và quan trọng nhất là tính tiêu hao nhiên liệu thấp, bảo đảm tiêu chuẩn về ô nhiễm khí thải môi trường Trong khi đó, ở Việt Nam, phương tiện di chuyển của người dân vẫn chủ yếu là

xe gắn máy được sử dụng hệ thống nhiên liệu dùng bộ chế hoà khí, do đo” vừa hao tốn nhiên liệu lại vừa gây ô nhiễm môi trường do khí thải phát ra quá lớn

- Ngày nay, khi nền khoa học kỹ thuật tiên tiến đang dần thống trị mọi điều kiện về kinh tế, cuộc sống sinh hoạt của con người và môi trường đã đưa con người bước vào kỉ nguyên mới, một kỉ nguyên mà kỹ thuật số phát triển mạnh mẽ cùng với các ngành công nghệ, trong đó phải kể đến sự lớn mạnh của ngành công nghiệp ôtô – xe gắn máy phát triển quá vượt bậc Giảm thiểu tối đa

ô nhiễm môi trường, ít hao nhiên liệu luôn là đề tài nghiên cứu mà các nước tiên tiến trên thế giới theo đuổi Do đó mà các chỉ tiêu về chất lượng động cơ như khí thải, tiếng ồn, lượng tiêu hao nhiên liệu… ngày càng khắt khe Do vậy một hệ thống phun xăng điều khiển bằng điện tử là giải pháp tối ưu lượng nhiên liệu

- Theo thống kê của các ngành cơ quan hữu quan, mức độ ô nhiễm do các phương tiện giao thông (chủ yếu do xe gắn máy) gây ra đang ở mức báo động

Do xe có động cơ quá cũ, lại không có các thiết bị lọc khí thải, nên đã gây ô

Đa số các xe gắn máy cho đến thời điểm hiện nay đều sử dụng bộ chế hòa khí, nên tiêu tốn rất nhiều nhiên liệu và phát thải ô nhiễm nhiều không kiểm soát

- Ô nhiễm do khí thải từ xe gắn máy đã trở thành nguồn ô nhiễm chính đối với môi trường sống hiện nay, đặc biệt là ở các thành phố lớn điều này càng nghiêm trọng

- Từ các nguyên nhân trên, người nghiên cứu chọn đề tài “Nghiên cứu thiết

kế chế tạo hệ thống phun xăng dùng cho xe gắn máy” nhằm mục đích nghiên

cứu cải thiện hoàn chỉnh hệ thống nhiên liệu từ bộ chế hoà khí sang hệ thống phun xăng, nhằm góp phần vào việc thực hiện ước mơ một ngày nào đó người dân Việt nam sẽ được hưởng nhiều lợi nhuận từ việc tiết kiệm nhiên liệu và môi trường trong sạch

1.1.2 Giải quyết vấn đề:

- Từ những vấn đề vừa nêu ở trên chúng ta có nhiều các giải quyết như sau:

+ Cải tiến lại hệ thống đánh lửa

+ Cải tiến đường ống nạp cho động cơ

+ Chuyển đổi hệ thống nhiên liệu và hệ thống đánh lửa……

- Với những cách giải quyết vấn đề khác nhau như đã nêu ra ở trên, nhưng cuối cùng chúng ta phải làm sao giải quyết được giảm ô nhiễm và tiêu hao nhiên liệu Trong phạm vi đề tài, tác giả sẽ giải quyết hai mục tiêu lớn mà chúng ta quan tâm hiện nay là tiêu hao nhiên liệu và ô nhiễm môi trường: bằng việc thay thế hệ thống nhiên liệu dùng bộ chế hòa khí bằng hệ thống nhiên liệu kiểu phun xăng điện tử, đồng thời so sánh đánh giá ưu nhược điểm của hai kiểu cung cấp nhiên liệu trên xe gắn máy

1.2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:

1.2.1 Đối tượng nghiên cứu:

trường Việt nam

- Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống phun xăng để thay thế hệ thống nhiên liệu dùng bộ chế hoà khí Đồng thời, nghiên cứu các bộ phận, cảm biến và linh kiện điện tử để thiết kế mạch hộp điều khiển ECU để điều khiển phun xăng theo lập trình

1.2.2 Phạm vi nghiên cứu:

thống phun xăng điện tử trên xe gắn máy (cụ thể là trên xe Super Dream do hãng Honda chế tạo)

- Các xe gắn máy có dung tích xy lanh từ 50 - 150cc, 4 thì, một xi lanh của các hãng Honda, Yamaha, Suzuki, SYM và các xe Trung Quốc có cấu tạo tương tự Đây là những xe thông dụng nhất, chiếm đa số trong các loại xe gắn máy lưu thông trên đường hiện nay

1.3 MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI:

1.3.1 Mục đích:

- Làm giảm tiêu hao nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trên xe gắn máy

- Nghiên cứu cơ sở tính toán lượng phun nhiên liệu và thời gian mở kim phun (phun cơ bản và phun hiệu chỉnh)

- Tạo ra được sản phẩm sau khi thực hiện xong đề tài có thể ứng dụng rộng rãi, trước mắt là phục vụ cho học viên, sinh viên ngành cơ khí động lực nghiên cứu về hệ thống phun xăng trên xe gắn máy, lập trình hộp điều khiển ECU…

trình), sẽ tạo ra một sản phẩm hữu dụng trong ngành xe gắn máy Việt Nam

- Thực hiện đề tài “Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống phun xăng dùng

cho xe gắn” nhằm giúp cho người thực hiện đề tài có điều kiện ứng dụng những

kiến thức đã được trang bị ở nhà trường, đồng thời có cơ hội để tìm hiểu những kiến thức mới về hệ thống điều khiển phun xăng ứng dụng trên xe gắn máy

1.3.2 Ý nghĩa của đề tài:

- Trong quá trình nghiên cứu, chúng ta sẽ được tiếp cận với hệ thống cung cấp nhiên liệu hiện đại dùng các vi mạch điều khiển, qua đó góp phần nâng cao kiến thức về chuyên môn

- Nghiên cứu thành công đề tài này tạo cơ sở cho việc ứng dụng rộng rãi hệ thống phun xăng điện tử trên động cơ xe gắn máy, đồng thời, sẽ mang lại lợi nhuận khá lớn từ hai vấn đề chính như sau:

+ Tiết kiệm nhiên liệu, đem lại lợi nhuận cho người dân sử dụng và cho xã hội

+ Giảm thiểu ô nhiễm môi trường

+ Đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người

- Khả năng ứng dụng của đề tài này tại Việt nam là rất lớn vì lượng xe máy nước ta hiện nay rất nhiều mà chủ yếu là xe sử dụng bộ chế hòa khí do các công

ty trong và ngoài nước sản xuất

1.4 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.4.1 Nội dung nghiên cứu bao gồm:

- Nghiên cứu chế tạo hệ thống điều khiển phun xăng cho xe gắn máy dựa trên cơ sở nghiên cứu:

- Tình hình sử dụng xe gắn máy tại Việt Nam

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết hệ thống nhiên liệu của động cơ xe gắn máy (hệ thống nhiên liệu cổ điển và hệ thống nhiên liệu hiện đại)

- Nghiên cứu kết cấu, nguyên lý làm việc của các thiết bị, chi tiết, cảm biến được bố trí trong hệ thống phun xăng

- Nghiên cứu cơ sở tính toán lượng phun nhiên liệu và thời gian mở kim phun (phun cơ bản và phun hiệu chỉnh)

- Nghiên cứu thực nghiệm (bố trí gá, lắp các thiết bị, chi tiết: các loại cảm biến, kim phun, bơm xăng, lọc xăng, bộ điều áp nhiên liệu…) Thực nghiệm đánh giá tiêu hao nhiên liệu và lượng khí xả

1.4.2 Phương pháp nghiên cứu:

* Trong quá trình thực hiện đề tài các phương pháp sau đây được áp dụng:

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết về hệ thống điều điều khiển phun xăng, cơ sở tính toán lượng nhiên liệu phun cơ bản và các hệ số làm đậm trong các điều kiện vận hành của xe gắn máy

- Phương pháp thực nghiệm (bố trí gá, lắp các thiết bị, chi tiết: các loại cảm biến, kim phun, bơm xăng, lọc xăng, bộ điều áp nhiên liệu)

- Trên cơ sở nghiên cứu như nêu trên, tiếp tục nghiên cứu các bộ phận,

linh kiện điện tử và ngôn ngữ lập trình

- Thực nghiệm: lắp đặt trên board và viết chương trình thử nghiệm

- Phương pháp so sánh (chạy thực nghiệm, đánh giá kết quả, lựa chọn tối

ưu kết quả)

1.5 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI :

- Do xe gắn máy ở thị trường Việt nam rất là đa dạng nhiều chủng loại, công suất động cơ cũng đa dạng do vậy ta chọn một loại xe chuẩn để làm mẫu và công suất của động cơ từ 150cc trở xuống Được sự cho phép của Thầy hướng dẫn nên người thực hiện đề tài chỉ nghiên cứu chế tạo mạch điều khiển phun

xăng cho một loại động cơ cụ thể – động cơ do hãng Honda sản xuất gắn trên xe

Honda Super Dream

- Trong luận văn này tác giả chỉ tập trung đi sâu vào phần thiết kế mới hộp điều khiển ECU, các phần phụ còn lại như: các cảm biến, kim phun, họng đường ống nạp… là tác giả tính toán rồi chọn mua trên thị trường

CHƯƠNG 2

GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÁC LOẠI XE GẮN

MÁY HIỆN NAY Ở VIỆT NAM

2.1 PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA XE GẮN MÁY:

- Xe gắn máy là một phương tiện giao thông cá nhân được mọi người dân sử dụng cho cuộc sống của mình Là phương tiện để đi lại làm việc học tập, hội họp, thăm viếng ngừơi thân Mọi nhu cầu sinh hoạt con người đều có thể xem chiếc xe như người bạn của mình

- Như chúng ta biết khả năng ứng dụng của loại phương tiện này là rất rộng trong cuộc sống của xã hội loài người chúng ta, đặc biệt là các nước đang phát triển Bảng số liệu sau đây cho ta thấy tỷ lệ sử dụng các loại phương tiện theo các mục đích khác nhau như sau:

Mục đích đi lại

Bảng 2-1: Tỷ lệ sử dụng các loại phương tiện theo mục đích đi lại.

Qua bảng 2-1 trên cho ta thấy

gắn máy hai bánh Các mục đích đi học và mục đích khác thì xe gắn máy vẫn chiếm tỷ lệ cao so với các loại phương tiện khác, qua đó cho ta thấy sự tiện lợi đặc biệt hiện nay của xe máy đối với mọi người hầu như là sự lựa chọn hàng đầu

- Chiến lược phát triển ngành công nghiệp xe máy cũng đề ra kế hoạch phát triển đến năm 2010 Theo đó, ngành xe máy Việt nam phải đáp ứng nhu cầu trong

kim ngạch đạt 300 triệu USD Tỷ lệ nội địa hóa toàn xe đạt trên 90%, tỷ lệ nội địa hóa động cơ trên 80%

2.2 TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA XE GẮN MÁY Ở VIỆT NAM:

- Hiện nay ngành công nghiệp môtô - xe máy trên thế giới cũng như trong nước vẫn và đang phát triển mạnh mẽ về công nghệ lẫn mẫu mã, kiểu dáng Môtô - xe máy có mặt ở hầu hết mọi nơi trên thế giới, các nhà sản xuất đang tìm mọi cách để hạn chế những nhược điểm của chúng bằng những kỹ thuật mới góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tiết kiệm nhiên liệu, tăng công suất động cơ, phục vụ tiẹân lợi tối đa cho nhu cầu sử dụng của con người

- Ở nước ta hiện nay có khoảng 18 triệu chiếc xe gắn máy và với mức độ gia tăng liên tục, dự báo đến năm 2010 sẽ đạt khoảng 37.500.000 chiếc Cùng với gia tăng đó, thì lượng tiêu thụ nhiên liệu cũng sẽ tăng theo, kèm theo là mức độ ô nhiễm môi trường sẽ ngày càng trầm trọng hơn

- Các biểu đồ dưới đây cho chúng ta thấy mức độ gia tăng xe máy của Việt nam chúng ta như sau:

0 500,000

Nguồn: Cục đăng kiểm Việt nam

2.2.1 Tình hình sản xuất, nhập khẩu xe máy:

- Sản xuất lắp ráp : từ 1997

- Nhập khẩu xe mới : từ 2003 với số lượng lớn

- Số lượng xe 2003 – 2006 như sau:

2003 2004 2005 2006 ∑ Sản xuất lắp ráp 1412600 2134000 2187800 2553600 8.288.000 Nhập khẩu 13900 18700 45700 61900 140.200

∑ = lắp ráp và

nhập khẩu

1.426.500 2.152.700 2.233.500 2.615.500 8.428.200

Nguồn: Cục đăng kiểm Việt nam

2.2.1.1 Về chủng loại:

Mơtơ, xe máy là phương tiện giao thơng chủ yếu tại Việt Nam

36.9 37.7

48.2

75.2 75.2

80.1 96

75.5 71.5 70.9

68.8 59.8 50 44.7

Biểu đồ 2-2: Tỷ lệ môtô, xe máy của Việt nam với các nước trong khu vực

Nguồn: Cục đăng kiểm Việt nam

2.2.1.2 Nhận xét:

- Số lượng xe sản xuất láp ráp và nhập khẩu trong 3 năm gần đây đều ổn định ở mức trên 2 triệu sản phẩm, qua biểu đồ trên cho ta thấy hiện nay Việt nam chúng ta đã dẫn đầu trong khu vực về lượng xe máy Nếu vẫn giữ tốc độ này thì lượng môtô xe máy tham gia giao thông ở Việt nam chúng ta sẽ luôn dẫn đầu trong khu vực

2.2.2 Mức độ tăng tưởng của xe gắn máy:

- Bảng dưới đây cho ta thấy mức độ tăng trưởng xe gắn máy của Việt nam trong các năm qua như sau:

Tăng trưởng mơtơ, xe máy cả nước

8395835

13375992 11419056

6478954 5200000

4827218 4208247

5600000

10988543

16086644 18411385

0 2000000

Biểu đồ 2-3: Sự tăng trưởng môtô, xe máy cả nước.

Nguồn: Cục đăng kiểm Việt nam

- Như chúng ta biết,với tốc độ tăng tưởng như hiện nay thì trong vài năm tới số lượng xe gắn máy của việt nam sẽ dẫn đầu trong khu vực

- Tỷ lệ sở hữu xe máy ở các thành phố lớn của cả nước ta là quá cao, qua biểu đồ dưới đây cho ta thấy:

Sở hữu mơtơ, xe máy tại Việt Nam

497 506

204 446

155

0 100 200 300 400 500 600

Hà Nội TPHCM Hải Phịng Đà Nẳng Cần Thơ

Biểu đồ 2-4: Sở hữu môtô, xe máy tại các thành phố lớn ở Việt nam

Nguồn: Cục đăng kiểm Việt nam

2.3 TÌNH HÌNH KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG XE GẮN MÁY TẠI VIỆT NAM:

- Ở nước ta hiện nay hầu hết các xe gắn máy dùng hộp số thường cũng như xe dùng hộp số vô cấp đều sử dụng hệ thống nhiên liệu là bộ chế hoà khí a Dưới đây giới thiệu một số loại xe gắn máy dùng bộ chế hoà khí như sau:

2.3.1 Xe gắn máy sử dụng hộp số thường:

- Xe gắn máy sử dụng hộp số thường có số lượng rất lớn và chiếm đa phần trên thị trường từ xưa đến nay

- Hiện nay, các hãng xe gắn máy uy tín tại Việt Nam như Honda, Yamaha, Suzuki, SYM… liên tục đưa ra các dòng xe mới với kỹ thuật ngày càng hiện đại để người dân có thể lựa chọn

- Dưới đây giới thiệu một số loại xe gắn máy đặc trưng sử dụng hộp số thường và hộp số vô cấp:

** Hãng HONDA:

Trọng lượng khô : 90 kg

Đk x khoảng chạy piston: 50 x 49.5

mm Dung tích làm việc : 97 cc

Tỉ số nén : 9.0:1 Công suất tối đa :4.41 kw/8000 v/p

Mô men cực đại :0.77 kg.m/6000 v/p Hộp số : cơ khí 4 số vòng

THÔNG SỐ KỸ THUẬT

Hình 2-1: Xe Super Dream

Hộp số : cơ khí 4 số vòng Mô men cực đại :9.9 N.m/ 5000 v/p

Công suất tối đa :6.6 kw/ 7500 v/p

Tỉ số nén : 11:1 Công suất tối đa :8.45 kw/8500 v/p

Hình 2-3: Xe Exciter

2.3.2 Xe gắn máy sử dụng hộp số vô cấp:

THÔNG SỐ KỸ THUẬT Trọng lượng khô : 91 kg

Đk x khoảng chạy piston: 50 x 57.9mm

Dung tích làm việc: 113.7 cc

Tỉ số nén : 8.8:1 Công suất tối đa :5.8 kw/8000 v/p Mô men cực đại :7.5 N.m/6500 v/p

Công suất tối đa :5.8 kw/8000 v/p Mô men cực đại :7.5 N.m/6500 v/p Hộp số : vô cấp đai V

THÔNG SỐ KỸ THUẬT Trọng lượng khô : 91 kg

Đk x khoảng chạy piston: 50 x 57.9mm Dung tích làm việc : 113.7 cc

2.4 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ TRÊN

XE GẮN MÁY:

- Hệ thống điều khiển phun xăng bao gồm các cảm biến liên tục đo đạc các trạng thái hoạt động của động cơ Bộ ECU sẽ nhận các tín hiệu này dưới dạng xung điện hoặc điện áp thay đổi từ các cảm biến đưa đến Sau đó bộ điều khiển trung tâm ECU sẽ tính toán các dữ liệu chứa trong bộ nhớ và hình thành các xung điện để điều khiển cơ cấu chấp hành

2.4.1 Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển lập trình cho động cơ xe gắn máy:

Hình 2-6: Sơ đồ khối HTPX của mô hình thiết kế trên xe gắn máy

CB vị trí

bướm ga

BỘCHUYỂN ĐỔI AD

Điều khiển phun xăng

GIAO TIẾP NGÕ VÀO

GIAO TIẾP NGÕ VÀO

Tín hiệu cảm biến Oxy

VI ĐIỀU

NGÕ

RA

Tín hiệu tốc độ động cơ

Tín hiệu khởi động - STA

2.4.1.1 Ưu và khuyết điểm của hệ thống phun xăng điện tử:

2.4.1.1.1 Ưu điểm:

- Tối ưu hóa lượng xăng phun vào buồng cháy để tạo hoà khí có tỷ lệ cháy tốt nhất trong xi lanh

- Giúp động cơ làm việc ổn định

- Tăng công suất động cơ

- Giảm mức tiêu hao nhiên liệu

- Khí thải sạch và giảm ô nhiễm môi trường Chẳng hạn như Future Neo

FI có lượng khí thải chỉ bằng ½ khí thải theo tiêu chuẩn Euro 2 với khí CO (Carbon Oxide) và HC (Hydro Carbon)

- Khả năng khởi động và vận hành tốt trong các điều kiện lái xe khác nhau

2.4.1.1.2 Khuyết điểm:

- Công nghệ phun xăng điện tử khó áp dụng cho xe máy phân khối nhỏ nhất là giảm thiểu kích thước của các chi tiết máy

hệ thống này khi gặp các sự cố thì khó sửa chữa, thường là thay mới

- Vấn đề quan trọng nhất là thiết bị điều khiển” trung tâm bị hỏng Hiện nay, các ECU đều được sản xuất riêng cho từng mẫu xe và các thông số, kết cấu

vi mạch kể cả số liệu được lưu trong bộ nhớ chết PROM, người sử dụng không biết

2.4.2 Giới thiệu một vài loại xe máy dùng phun xăng điện tử:

2.4.2.1 Xe Future Neo FI:

Hình 2-7: Future Neo FI do hãng honda Việt nam sản xuất

2.4.2.2 Xe máy SCR:

Hình 2-9: Hình xe SCR

Hình 2-10: Sơ đồ mạch điện điều khiển HTPX trên xe SCR

2.4.2.3 Xe máy PS-i:

Hình 2-11: Xe máy PSi

2.4.3 Mô hình hệ thống phun xăng thiết kế thử nghiệm:

- Ứng dụng hệ thống nhiên liệu dùng phun xăng trên xe gắn máy được thiết kế trên mô hình để thử nghiệm, người nghiên cứu dựa trên cơ sở sự ứng dụng hệ thống phun xăng trên ôtô đã có rất lâu Đồng thời hiện nay cũng có một số xe gắn máy dùng hệ thống phun xăng nhập từ nước ngoài về cũng như xe Future Neo FI do hãng Honda sản xuất trong nước

Hình 2-13: Mô hình HTPX thiết kế để thử nghiệm

Chú thích: 1 Lọc gió; 2 Cảm biến nhiệt độ khí nạp; 3 Cảm biến vị trí

bướm ga; 4 Kim phun; 5 Cảm biến tốc độ động cơ; 6 Cảm biến áp suất khí nạp; 7 Khung thép; 8 Ắc quy; 9 Bơm xăng; 10 Thùng xăng

M

- +

* Sơ đồ tổng quát:

- Sơ đồ hệ thống phun xăng trên động cơ thực nghiệm được trình bày trên hình 2-16

Hình 2-14: Sơ đồ cấu tạo HTPX trên động cơ thử nghiệm

Chú thích: 1 Nắp thùng xăng, 2 Thùng xăng, 3 Bulông, 4 Bộ điều áp 5

Lọc thô, 6 Bơm xăng, 7 Lọc xăng (tinh), 8 Cảm biến xác định tốc độ động cơ,

9 Xupap, 10 Cảm biến Oxy, 11 Bugi, 12 Bộ điều khiển trung tâm ECU, 13 Tín hiệu vào ECU, 14 Kim phun, 15 Cảm biến áp suất khí nạp, 16 Cảm biến bướm ga, 17 Bướm ga, 18 Lọc gió

* Sơ đồ mạch điện:

Hình 2-15: Sơ đồ mạch điện HTPX thiết kế làm mô hình

2.5 Ô NHIỄM KHÍ XẢ XE GẮN MÁY TẠI VIỆT NAM:

- Ở Việt nam ta, phương tiện cá nhân chủ yếu là xe gắn máy hai bánh Các loại phương tiện giao thông công cộng như xe bus, taxi vẫn còn rất hạn chế, xe gắn máy hai bánh vẫn luôn là loại phương tiện cơ động và tiện lợi nhất

hậu: chủ yếu động cơ dùng hệ thống nhiên liệu Caruarator và thiếu các hệ thống kiểm soát khí tải trên xe

- Biểu đồ dưới cho ta thấy tỷ lệ sử dụng phương tiện xe gắn máy so với các

loại phương tiện giao thông khác ở Việt nam như sau:

xe tải nặng, 0.3%

xe tải nhẹ, 4.8%

xe buýt, 0.2%

xe gắn máy, 94.7%

xe tải nặng xe tải nhẹ xe buýt xe gắn máy

Biểu đồ 2-5: Tỷ lệ các phương tiện giao thông ở Việt nam

Nguồn: Cục đăng kiểm Việt nam

- Các biểu đồ dưới cho ta thấy hàm lượng các chất thải do xe gắn máy thải ra so với các loại phương tiện giao thông khác như sau:

xe tải nặng, 1.11%

xe tải nhẹ, 1.56%

xe buýt, 0.05%

xe gắn máy, 97.29%

xe tải nặng xe tải nhẹ xe buýt xe gắn máy

xe tải nhẹ, 19%

xe buýt, 1%

xe gắn máy, 69%

xe tải nặng, 11%

xe tải nặng xe tải nhẹ xe buýt xe gắn máy

Biểu đồ 2-6: Hàm lượng khí xả CO Biểu đồ 2-7: Hàm lượng khí xả SO2

Nguồn: Cục đăng kiểm việt nam

Biểu đồ 2-8: Hàm lượng khí xả NOX Biểu đồ 2-9: Hàm lượng khí xả CO

Nguồn: Cục đăng kiểm Việt nam

xe tải nặng xe tải nhẹ xe buýt xe gắn máy

xe tải nặng, 4%

xe tải nhẹ, 2%

xe buýt, 2%

xe gắn máy, 92%

xe tải nặng xe tải nhẹ xe buýt xe gắn máy

- Qua các biểu đồ trên cho chúng ta thấy xe gắn máy, môtô là phương tiện gây ô nhiễm nhiều nhất so với các loại phương tiện giao thông khác

- Với sự gia tăng đáng kể lượng xe gắn máy ở Việt nam và ý thức tuân thủ giao thông còn kém của người dân đã và đang là nguyên nhân chính dẫn đến tai nạn giao thông tăng cao và ô mhiễm môi trường sinh thái trầm trọng

- Từ ngày 01/07/2007 cho tới nay giới hạn khí thải cho phép (g/km) ở Việt nam chúng ta là:

Bảng 2-2: Hàm lượng khí thải theo tiêu chuẩn EURO 2

- Chiùnh vì vậy, hiện nay nhà nước ta có một số dự kiến về tiêu chuẩn khí xả trong thời gian tới:

Tiêu chuẩn giới hạn khí thải EURO3 (g/km) như sau:

Bảng 2-3: Hàm lượng khí thải theo tiêu chuẩn EURO 3

Nguồn: Cục đăng kiểm Việt nam

2.5.2 Ô nhiễm khí xả ảnh hưởng tới sức khoẻ con người:

- CO: Monoxit Cacbon là sản phẩm khí không màu, không mùi, không vị

sinh ra do oxy hóa không hoàn toàn cacbon trong nhiên liệu trong điều kiện thiếu ôxy CO ngăn cản sự dịch chuyển của hồng cầu trong máu làm cho các bộ phận của cơ thể thiếu ôxy Nạn nhân bị tử vong khi 70% số hồng cầu bị khống

- NO x : NOx là họ các oxít Nitơ trong đó NO chiếm đại bộ phận NOx được

của nó trong không khí đạt khoảng 0,12 ppm, là chất khó hoà tan có thể theo đường hô hấp đi sâu vào phổi gây viêm và huỷ hoại các tế bào của cơ quan hô hấp Người bệnh bị mất ngủ, ho, khó thở

tác hại của các chất ô nhiễm khác đối với nạn nhân

- Chì: có mặt trong các khí xả do Thetraetyl chì được pha vào xăng để tăng

tính chống kích nổ của nhiên liệu Chì trong khí xả động cơ tồn tại dưới dạng những hạt có đường kính cực bé nên rất dễ xâm nhập vào cơ thể qua da hoặc theo đừơng hô hấp Sự hiện diện của chì gây sự xáo trộn ở sự trao đổi ion ở não gây trở ngại cho sự tổng hợp enzyme hình thành hồng cầu và đặt biệt hơn nó tác động lên hệ thần kinh làm trẻ em chậm phát triển trí tuệ

2.5.3 Ô nhiễm khí xả ảnh hưởng tới môi trường:

- Làm thay đổi nhiệt độ khí quyển: Sự hiện diện các chất ô nhiễm, đặt biệt là những chất gây hiệu ứng nhà kính, trong không khí ảnh hưởng đến quá trình cân bằng nhiệt của khí quyển Trong những chất gây hiệu ứng nhà kính người ta

liệu có chứa thành phần cacbon

- Sự gia tăng nhiệt độ bầu khí quyển do sự hiện diện của các chất khí gây hiệu ứng nhà kính có thể được giải thích như sau:

)

λ

Hình 2-16: Phổ bức xạ từ mặt trời Hình 2-17: Phổ bức xạ từ mặt đất

gấp đôi Khi đó, theo dự tính của các nhà khoa học sẽ xảy ra sự thay đổi quan trọng đối với sự cân bằng nhiệt độ trên trái đất

- Một phần băng ở vùng Bắc cực và Nam cực sẽ tan làm tăng chiều cao của mực nước biển

- Làm thay đổi chế độ mưa gió và sa mạc hóa trên khắp bề mặt trái đất

- Làm ảnh hưởng đến sinh thái

tầng khí quyển, lớp khí cần thiết để lọc tia cực tím phát xạ từ mặt trời, tia cực tím gây ung thư da và gây đột biến sinh học, đặt biệt là biến sinh ra các vi trùng có khả năng hủy hoại sự sống của mọi sinh vật trên trái đất

300C

00C Hồng ngoại

0,73 10 20 30

CHƯƠNG 3

CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CỦA

ĐỘNG CƠ XE GẮN MÁY

3.1 LÝ THUYẾT HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CỔ ĐIỂN:

- Động cơ đốt trong là nguồn dẫn động các phương tiện giao thông vận tải như ôtô, xe máy, tàu thủy… và các máy công tác khác (máy phát điện, bơm nước…)

- Mặc dù, có nhiều loại động cơ khác được nghiên cứu và chế tạo như động cơ điện, tuốc bin khí, tuốc bin nước, động cơ chạy bằng nhiên liệu khí, năng lượng mặt trời… nhưng vẫn chưa được sản xuất ra hàng loạt vì còn khuyết điểm là giá thành chế tạo còn cao, kích thước không nhỏ gọn, không tiện dụng…

Vì vậy, động cơ đốt trong dùng nhiên liệu lỏng chiếm vai trò quan trọng và hiện nay vẫn đang được sử dụng rất phổ biến

- Để động cơ đốt trong có thể vận hành tốt thì hệ thống nhiên liệu đóng một vai trò rất quan trọng trong việc hòa trộn hỗn hợp đồng nhất và phù với yêu cầu về công suất, mômen của máy công tác để đưa lượng hỗn hợp giữa xăng và không khí vào buồng cháy

- Chế hòa khí là tạo ra hỗn hợp rất khắng khít giữa xăng và gió để hỗn hợp có thể cháy trọn vẹn trong lòng xylanh Khí cụ để tạo ra hỗn hợp gọi là bộ

chế hòa khí

- Do xăng có tính tự bay hơi cao nên lợi dụng tính chất này người ta chỉ

cần thổi gió đến vùng có chứa hơi xăng và tạo sự chênh áp thì lúc này gió sẽ

đẩy hơi xăng phát tán theo hướng gió di chuyển

- Kết hợp với nguyên tắc di chuyển của dòng khí (không khí) khi di

chuyển trong đường ống từ nơi có tiết diện rộng đến nơi có tiết diện hẹp thì áp

suất và vận tốc của dòng khí lưu thông sẽ tăng lên Từ đó, các nhà nghiên cứu

đã ứng dụng từ thí nghiệm chế tạo bộ chế hoà khí đơn giản dùng cho động cơ đốt

7

4 3

Chú thích: 1 Thùng xăng; 2.Lọc; 3 Buồng phao; 4 Giclơ; 5 Bướm ga;

6 Họng khuếch tán; 7 Đường gió vào

- Quá trình hình thành hỗn hợp như sau: không khí hút vào động cơ phải

lưu thông qua họng khuếch tán (6) nơi có tiết diện bị thu hẹp Tại đây, do tác

dụng của độ chân không, với sự chênh áp giữa áp thấp trước và sau họng khuếch

tán xăng được hút qua họng khuếch tán nhiều hay ít là do sự chênh áp lớn hay

nhỏ trước và sau vòi phun Sau khi ra họng khuếch tán, nhiên liệu được dòng

không khí xé tơi đồng thời bay hơi và hòa trộn tạo thành hỗn hợp nạp vào động

3.1.1 Cấu tạo của bộ chế hoà khí:

- Cấu tạo bộ chế hoà khí hiện nay đang dùng trên xe gắn máy có hai loại: loại kiểu đứng và kiểu treo

3.1.1.1 Kiểu đứng:

- Đây là bộ chế hoà khí có bình xăng đứng, điều khiển bằng trụ ga có kim

ga, khởi động bằng bướm gió Mực xăng trong bình giữ mực cố định nhờ phao và kim xăng loại không điều chỉnh được Khoá xăng và lọc xăng, chén lóng cặn bố trí chung trên bình giữ mực Loại bộ chế hoà khí này được người sử dụng rất ưa chuộng và gọi là bình xăng đứng Bình xăng đứng được sử dụng ở rất nhiều đời

xe hiện nay đang dùng ở thị trường Việt nam

- Dưới đây mô tả cấu tạo của bộ chế hòa khí kiểu đứng như sau:

Hình 3-2: Cấu tạo bộ chế hòa khí kiểu đứng