Tiểu luận môn học động cơ đốt trong nâng cao (chương 7)

Khối lượng không khí được cấp qua lỗ cấp khí Khối lượng nhiên liệu được phun ra qua lỗ cấp nhiên liệu Độ dày đặc của nhiên liệu được phun sương ở vòi phun... Hình 7-7 Những phép đo đặc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

GVHD : PGS.TS PHẠM XUÂN MAI HVTH : ĐẶNG TIẾN PHÚC.

MSHV: 01307260

CH ƯƠNG 7 NG 7

ĐỀ TÀI

NỘI DUNG

7.2 BỘ CHẾ HÒA KHÍ

7.3 HỆ THỐNG PHUN NHIÊN LIỆU

7.4 HỆ THỐNG PHẢN HỒI

7.5 DÒNG HÒA KHÍ ĐI QUA BƯỚM GA

7.6 DÒNG CHẢY TRONG ĐƯỜNG ỐNG NẠP

7.2 BỘ CHẾ HÒA KHÍ

7.2.2 Thiết kế bộ chế hòa khí

Khối lượng không khí được cấp qua lỗ cấp khí

Khối lượng nhiên liệu được phun ra qua lỗ cấp nhiên liệu

Độ dày đặc của nhiên liệu được phun sương ở vòi phun

Hình 7-7 Những phép đo đặc trưng của hệ thống với sự bù không khí mất đi: tốc độ dòng chảy của không khí với khối lượng m

a, tốc độ dòng chảy của nhiên liệu với khối lượng Mx và

tương đương với độ đậm đặt như đặc tính của sự giảm áp

suất trong ống venturi như vùng Ab

1 Phương pháp đường phụ (vòng) trong ống venturi

2 Phương pháp vòi phun phụ

3 Phương pháp nạp nhiên liệu bằng cách hút nhiên liệu ở bình giữ mực

4 Phương pháp dùng lỗ cấp khí phụ

TÁC DỤNG CHUYỂN TIẾP.

Hình 7 -8 Góc mở bướm ga, tăng sự hút nhiên liệu trong ống venturi, giá trị khác nhau độ chân không trong ống góp hút tại vị trí bướm ga mở khi tải nhẹ (22 độ) đến toàn tải tại vận tốc khoảng 1000 vòng/phút Bộ chế

 Hệ số xung động

Trong đó

– M là số Mach bướm ga– pm là áp suất ống góp hút

– nR là số vòng trên công suất trong một thì

– N là tốc độ khởi động– Nc/b là số xylanh

7.3 HỆ THỐNG PHUN NHIÊN LIỆU

7.3.1 Phun đa điểm

Hình 7 - 9 Hệ thống phun xăng đa điểm: Hệ thống Bosch D-Jetronic.(Courtesy Robert Bosch GmbH and

SAE.)

Hình 7 -12 Phun xăng đa điểm với cảm biến lưu lượng khí nạp (Bosch L-Jetronic) (Courtesy Robert Bosch GmbH and SAE.)

Hình 7 – 13 Hệ thống phun xăng đa điểm cơ khí: Hệ thống Bosh K -

Jetronic

Cấu tạo kim phun

Khối lượng không khí cung cấp mỗi xylanh

Hình 7 – 11 Tia nhiên liệu(Courtesy Robert Bosch GmbH.)

Hình 7 – 14 Xung phun nhiên liệu hệ thống D-Jetronic động cơ 6 máy

7.3.2 Phun đơn điểm

Hình 7 – 15 Hình cắt hệ thống phun xăng đơn điểm dùng hai kim

phun

Hình 7 – 16 Thứ tự phun nhiên liệu cho 2 kim phun đối với hệ thống phun xăng đơn điểm, 8 máy, ống góp hút kép, mỗi kim

7.4 HỆ THỐNG PHẢN HỒI

Sử dụng cảm biến oxi

Hình 7 – 17 Cảm biến oxi Các giá trị tỉ lệ không khí/ nhiên liệu

và nhiệt độ nước: (a) áp suất thành phần oxi cân bằng với sản

Cấu tạo cảm biến oxi

Hình 7 – 19 Hoạt động của bộ điều khiển vòng kín phản hồi: (a) tín hiệu cảm biến so với tín hiệu chuẩn; (b) Điện áp điều khiển đưa ra

Xung điều khiển

7.5 DÒNG HÒA KHÍ ĐI QUA BƯỚM GA

Hình 7 – 20 Hình dạng bướm ga

Hình 7 – 21 Dòng nhiên liệu trong ống venturi bộ chế hòa khí, bướm ga, ống góp hút với độ mở khác nhau của bướm ga.

Phân tích dòng chảy qua cánh bướm ga, ta nhận thấy những tính chất sau

1 Trục cánh bướm ga thường có kích thước đủ để mở tấm bướm ga

2 Ngăn không cho sự liên kết giữa các lỗ trong cổ họng, bướm ga

luôn đóng hoàn toàn nhưng không tại góc mở có giá trị zero(5, 10,

150 )

3 Hệ số phun nhiên liệu của bướm ga không nhuyễn hơn kim phun, giá trị khác nhau theo góc mở bướm ga, tỉ lệ áp suất, hằng số

Reynoolds ở cánh bướm ga

4 Để tạo ra bướm ga có độ dung sai tốt rất phức tạo, thường có sự rò

rỉ khi bướm ga đóng lại các lỗ Sự rò rĩ này có ý nghĩa rất quan

trọng khi bướm ga mở nhỏ

5 Sự giảm áp suất chính xác ngang qua cổ họng phụ thuộc (10 %) vào

sự định vị vị trí của vòi áp lực

6 Áp suất thấp xuyên qua bướm ga trên thực tế còn phụ thuộc vào

điều kiện dòng chảy cân bằng

Khi bướm ga mở tại khu vực Ath, góc mở là theo hình dạng bướm

ga như hình 7 – 20, ta có

a = d/D: đường kính trục bướm ga D: đường kính bướm ga

 0 : góc mở bướm ga khi bướm ga đóng hoàn toàn

Lưu lượng tốc độ dòng chảy qua bướm ga

p 0và T0: áp suất và nhiệt độ ngược

pT : áp suất cùng chiều với bướm gió(giả sử đủ áp suất tại vùng nhỏ nhất tức là không có sự thu hồi áp suất)

CD: hệ số phun nhiên liệu (được xác định bằng thực nghiệm)

Khi áp suất tăng hơn nhiều so với áp suất giới hạn

Hình 7 – 22 Tốc độ dòng khí thay

đổi khi qua cổ họng, với áp suất bên

trong ống góp hút, góc mở bướm ga,

tốc độ động cơ và dung tích 4.7-dm3

(2, 8 máy

7.6 DÒNG CHẢY TRONG ĐƯỜNG ỐNG

NẠP

7.6.1 Những yêu cầu thiết kế

• Hình dáng;

• Khả năng tạo dòng;

• Phù hợp với hệ thống cung cấp nhiên liệu bộ chế

hòa khí hay phun nhiên liệu.

Hình 7 – 23 Ống góp hút đối với động cơ đánh lửa cưỡng bức, 4

máy, dung tích làm việc 1.8 dm3

7.6.2 Hiện tượng dòng khí

Hình 7 – 24 Góc mở bướm ga, áp suất ống nạp và tốc độ dòng

CÁC KIỂU DÒNG KHÍ.

Phương trình liên tục của dòng khí đi vào và ra ống phân phối

Trong đó

 ma,m khối lượng không khí trong ống phân phối

 ma,th và ma,cyl tốc độ lưu lượng khí đi qua bướm

ga và đến mỗi xylanh theo thứ tự định sẵn

(7.21)

 Ta có

(7.22)

Phương trình 7.21 có thể viết

Hình 7 – 25 Kiểu bình cộng hưởng (a) loại một xylanh, (b) loại

nhiều xylanh

Phương trình tín hiệu điện tương tự cơ bản đưa ra hai tần số

trong ống phân phối

Trong đó = L2/L1, = C2/C1, C1 = V1, C2 = V2, L1 = (l/A)1 ,

Kỹ thuật sai phân hữu hạn đã giúp cho ta phân tích được

1 Thì nạp (hoặc xả) hệ thống có thể kết hợp với ống, khớp nối,

vùng cao áp

2 Dòng trong ống là dòng một chiều và không xuất hiện sự dẫn

nhiệt dọc theo ống

3 Xylanh động cơ và vùng cao áp có không gian ổn định

4 Điều kiện lớp biên được xét đến hầu như ổn định

5 Mất mát do hệ số dòng chảy, trao đồi nhiệt, ma sát ống, chỗ uốn

cong cho dòng ổn định có giá trị cho dòng không ổn định

6 Có thể sử dụng khí lý tưởng

7.6.3 Hiện tượng dòng nhiên liệu

QUY TRÌNH VẬN CHUYỂN

Hình 7 – 26 (a) tỉ lệ phần trăm nhiên liệu hóa hơi tại trạng thái cân

Hình 7 – 27 Vùng tải trọng động cơ và dãy tốc độ nơi lớp nhiên liệu, dòng chảy nhỏ: (a) vùng áp suất cao ống phân phối và (b) rãnh dẫn ống phân phối Động cơ 4 xylanh Ống phân phối được làm nóng bởi chất làm mát

TRẠNG THÁI NHỎ GIỌT NHIÊN LIỆU.

TRẠNG THÁI NHỎ GIỌT NHIÊN LIỆU

 Phương trình chuyển động của từng giọt

Trong đó Dd: đường kính giọt

CÁCH VẬN CHUYỂN MÀNG NHIÊN LIỆU.

Phương trình tốc độ thay đổi lưu lựong nhiên liệu trong vùng đọng

Trong đó mf,p: lưu lượng nhiên liệu trong vùng đọng

mf,m: tốc độ dòng nhiên liệu điều chỉnh

x: dòng nhiên liệu điều chỉnh đi vào vùng đọng

 Hình 7 – 28 (a) Dự báo sự vận chuyển màng nhiên liệu khi

không bù nhiên liệu, từng bước thay đổi điều kiện hoạt động của động cơ (b) Độ biến đổi tỉ lệ hòa khí khi không bù nhiên liệu, bướm ga mở tại 1600v/phút với áp suất trong ống phân phối tăng

từ 41 đến 61 cmHg Thời gian cố định để làm ấm động cơ là 2 giây,thay đổi theo điều kiện hoạt động của động cơ và nhất là sự

Hình 7- 29 Dòng chảy nhiên liệu dọc theo ống phân phối

A: Không khíF: Nhiên liệuf: Màng nhiên liệu lỏngd: Nhiên liệu lỏng nhỏ giọtv: Hơi nhiên liệu

NHỮNG VẤN ĐỀ

7.1 Thông thường tỉ lệ hòa khí tương đương trong động cơ xăng có

giá trị từ không tải(cầm chừng) đến đầy tải, tại tốc độ phù hợp.7.2 Động cơ xăng 4 máy sử dụng cảm biến oxi trong hệ thống xả

để xác định lượng giàu nghèo của hòa khí

(a) Thời gian ước lượng trung bình giữa kim phun và cảm biến khi

động cơ ở tốc độ 2000v/ phút (b) Cảm biến và bộ điều khiển tạo ra điện áp V tương ứng với giá trị

Ф Tỉ lệ nhiên liệu/không khí(F/A) được tính:

Trong đó t là thời gian sau khi tín hiệu điện áp cuối cùng phát ra, (F/A)

(c) Xác định giá trị hằng số C, trong điện áp giây, (hệ thống luân hồi tăng), tỉ lệ (F/A) biến đổi để đạt giá trị lý tưởng và không vượt quá 10% Vs = 1 V

7.3 Ở một vài động cơ xăng, nhiên liệu lỏng được tăng thêm dòng khí vào ống nạp trên bướm ga.

7.4 Những thuận lợi và không thuận lợi hệ thống phun xăng thay thế cho bộ chế hòa khí

được điều khiển bởi thời gian xung điều khiển kim phun nhiên liệu

7.6 Hòa khí tuần hoàn chỉ giá trị lớn nhất imep với tỉ lệ nhiên liệu/không khí là tương đương 1.0.

- Ước lượng dòng khí qua vùng bướm ga

- Ước lượng và lực tổng cộng tác dụng lên bướm ga và trục 7.8 Với động cơ và ống góp hút hình 7 – 23, ước lượng tỉ lệ trong ống góp hút di chuyển qua vùng cắt (πB2 /4)