Bài giảng Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ động cơ đốt trong: Chương 3 - TS. Khổng Vũ Quang

Chia sẻ: Nguyễn Thị Ngọc Lựu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:31

Thêm vào BST

Báo xấu

210
lượt xem 79
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ động cơ đốt trong: Chương 3: Động cơ xăng điện tử cung cấp các kiến thức cơ bản về hệ thống nhiên liệu của động cơ phun xăng, phân loại, cấu tạo từng loại, nguyên lý hoạt động của động cơ xăng điện tử,... Đây là tài liệu học tập, giảng dạy dành cho sinh viên và giảng viên ngành Cơ khí - Chế tạo máy.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ động cơ đốt trong: Chương 3 - TS. Khổng Vũ Quang

Bộ môn Động cơ đốt trong – Viện Cơ khí Động lực Trường ĐHBK Hà Nội ---------*****--------- Bài giảng: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU VÀ TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Người dạy: TS. KHỔNG VŨ QUẢNG Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
1.7. HTNL của động cơ phun xăng 1.7.1. Ưu nhược điểm so với bộ CHK -Suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ -Công suất lít của động cơ cao hơn -Ở các chế độ chuyển tiếp của động cơ thì động cơ làm việc tốt hơn -Khí thải ít độc hại -Động cơ làm việc tốt ở mọi điều kiện thời tiết và địa hình Nhược điểm: Cấu tạo phức tạp, giá thành cao 1.7.2. Phân loại Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
1.7.2. Phân loại -Phân loại theo số vòi phun -Phân loại theo biện pháp điều khiển phun xăng -Phân loại theo cách đo lưu lượng khí nạp Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
Electronic throttle control (ECT) system 1. Pedal-treval sensor, 2. Motronic ECU, 3. Throttle-valve-angle sensor, 4. Throttle-valve drive, 5. Throttle valve. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
Development of fuel-injection systems Year System Features • Analog-technology multi-point injection system 1967 D-Jetronic • Intermittent fuel injection • Intake-manifold-controlled • Mechanical-hydraulic multi-point injection system 1973 K-Jetronic • Continuous fuel injection • Electronic multi-point injection system (initially analog, later digital technology) 1973 L-Jetronic • Intermittent fuel injection • Air-flow sensing • Electronic multi-point injection system 1981 LH-Jetronic • Intermittent fuel injection • Air-mass sensing 1982 KE-Jetronic • K-Jetronic with electronically controlled additional functions • Single-point injection system 1987 Mono-Jetronic • Intermittent fuel injection • Air-flow calculation via throttle-valve angle and engine speed Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
D-Jetronic system schematic Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
K-Jetronic system schematic Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
L-Jetronic system schematic Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
Mono-Jetronic system schematic Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
HÖ thèng nhiªn liÖu phun x¨ng 1. HÖ thèng nhiªn liÖu phun x¨ng gi¸n tiÕp vµ trùc tiÕp - Kh¸c víi hÖ thèng nhiªn liÖu dïng bé chÕ hoµ khÝ- x¨ng ®îc phun vµo ®êng n¹p hay vµo xy lanh ®Ó hoµ trén víi kh«ng khÝ t¹o thµnh hçn hîp. - Mét sè ®éng c¬ m¸y bay hoÆc xe ®ua tríc ®©y ®· tõng sö dông hÖ thèng phun x¨ng trùc tiÕp (Gasoline Direct Injection- GDI) vµo trong xy lanh ë cuèi kú nÐn t¬ng tù nh ë ®éng c¬ diesel. Nhng do x¨ng lµ lo¹i nhiªn liÖu nhÑ, ®é nhít nhá nªn ®Ó t¹o ¸p suÊt phun lín ph¶i gi¶i quyÕt nhiÒu vÊn ®Ò kü thuËt liªn quan nh chÕ t¹o b¬m cao ¸p vµ vßi phun víi khe hë cùc nhá, b«i tr¬n b¬m cao ¸p, t¸ch kh«ng khÝ chøa trong nhiªn liÖu tríc khi vµo b¬m cao ¸p, phèi hîp ®iÒu chØnh c¶ nhiªn liÖu vµ kh«ng khÝ ®Ó ®iÒu chØnh t¶i... V× vËy, ®éng c¬ rÊt phøc t¹p vµ gi¸ thµnh cao nªn kh«ng ®îc sö dông phæ biÕn trong thùc tÕ. Tuy nhiªn, ®éng c¬ phun x¨ng trùc tiÕp vµo xy lanh cã mét sè u ®iÓm cña ®éng c¬ diesel nh hÖ sè d lîng kh«ng khÝ  cña c¸c xy lanh rÊt ®ång ®Òu, hÖ sè n¹p lín... Ngoµi ra, tû sè nÐn cã thÓ lín h¬n so víi trong ®éng c¬ dïng bé chÕ hoµ khÝ mµ kh«ng bÞ kÝch næ. - HiÖn nay hÖ thèng phun x¨ng gi¸n tiÕp vµo ®êng èng n¹p ®îc sö dông rÊt réng r·i vµ sau ®©y chóng ta chØ kh¶o s¸t hÖ thèng nµy. §Ó ®¬n gi¶n, tõ ®©y trë ®i chóng ta sÏ chØ gäi v¾n t¾t lµ hÖ thèng nhiªn liÖu phun x¨ng. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
2. Ph©n lo¹i hÖ thèng nhiªn liÖu phun x¨ng 8 7 VÒ nguyªn t¾c, nhiªn liÖu tõ thïng chøa qua 6 b¬m dÉn ®Õn vßi phun th«ng qua tÝn hiÖu cña 9 5 bé ®iÒu khiÓn sÏ ®îc phun vµo ®êng n¹p. Trong hÖ thèng phun ®a ®iÓm (Multi - Point) 1 2 3 mçi xy lanh cã mét vßi phun bè trÝ ngay tríc 4 xu p¸p n¹p. Cßn ë hÖ thèng phun ®¬n ®iÓm (Single - Point) hay cßn gäi lµ hÖ thèng phun 1: kh«ng khÝ n¹p, 2: thiÕt bÞ ®o lu lîng trung t©m, toµn bé ®éng c¬ chØ cã mét vßi kh«ng khÝ, 3: bím hçn hîp, 4: xu p¸p n¹p, 5: vßi phun, 6: tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn phun, 7: phun ë ®êng èng n¹p chung cho tÊt c¶ c¸c bé ®iÒu khiÓn phun x¨ng, 8: c¸c tÝn hiÖu xy lanh. c¶m biÕn vµo bé xö lý, 9: x¨ng tõ b¬m chuyÓn. HÖ thèng phun nhiÒu ®iÓm so víi hÖ thèng phun trung t©m cã u ®iÓm lµ x¨ng ®îc phun vµo xu p¸p lµ n¬i cã nhiÖt ®é cao nªn ®iÒu kiÖn bay h¬i tèt h¬n vµ tr¸nh ®îc hiÖn tîng ®äng b¸m x¨ng trªn thµnh èng n¹p. Tuú theo tÝnh chÊt phun ngêi ta cßn ph©n biÖt hÖ thèng phun x¨ng liªn tôc hay gi¸n ®o¹n. Ngoµi ra, theo thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn cã thÓ ph©n biÖt hÖ thèng phun x¨ng ®iÒu khiÓn c¬ khÝ, ®iÖn tö hay hçn hîp c¬ khÝ- ®iÖn tö. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
3. Mét sè hÖ thèng nhiªn liÖu phun x¨ng th«ng dông 1) K- Jetronic (§©y lµ hÖ thèng phun x¨ng nhiÒu ®iÓm, liªn tôc vµ ®iÒu khiÓn b»ng c¬ khÝ). 6 13 4 5 7 14 2 18 1 3 15 12 9 17 16 11 10 8 1: van l¸ bËp bªnh, 2: profil ®iÒu chØnh, 3: ®èi träng, 4: piston, 5: cöa tho¸t, 6: vßi phun, 7: bé h»ng chªnh ¸p, 8: b¬m, 9: bé ®iÒu chØnh ¸p suÊt, 10: bé dù tr÷ ¸p suÊt, 11: van-r¬ le gi¶m ¸p, 12: van-r¬ le bæ sung kh«ng khÝ (by pass), 13: gÝc l¬ gi¶m chÊn, 14: bím ga, 15: vÝt ®iÒu chØnh kh«ng t¶i, 16: thïng x¨ng, 17: läc x¨ng, 18: xu p¸p. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
- X¨ng ®îc b¬m 8 t¹o ¸p suÊt chuyÓn ®Õn bé dù tr÷ ¸p suÊt 10, sau khi qua läc tinh ®Õn bé ®iÒu khiÓn thuû- c¬ råi ®îc dÉn ®Õn vßi phun 6. Bé dù tr÷ ¸p suÊt gi÷ cho ¸p suÊt cña hÖ thèng cßn tån t¹i sau mét thêi gian sau khi dõng ®éng c¬ ®Ó sau ®ã khëi ®éng l¹i ë tr¹ng th¸i nãng ®îc dÔ dµng. Bé ®iÒu chØnh ¸p suÊt 9 gi÷ cho ¸p suÊt cña hÖ thèng ë mét gi¸ trÞ nhÊt ®Þnh trong qu¸ tr×nh lµm viÖc. - Bé ®iÒu khiÓn lu lîng phun kiÓu thuû- c¬ lµm viÖc theo nguyªn t¾c sau. Trong ®êng èng n¹p chung cña ®éng c¬ cã bè trÝ c¬ cÊu van l¸ 1 kiÓu bËp bªnh. VÞ trÝ cña van l¸ nµy ®îc x¸c ®Þnh bëi tr¹ng th¸i c©n b»ng gi÷a ¸p lùc cña dßng khÝ n¹p trªn bÒ mÆt van l¸ 1 vµ ¸p lùc cña nhiªn liÖu lªn bÒ mÆt bªn trªn piston 4. VÞ trÝ cña piston 4 do ®ã ®îc x¸c ®Þnh sÏ quyÕt ®Þnh diÖn tÝch th«ng qua cña lç tho¸t 5, tøc lµ quyÕt ®Þnh lu lîng x¨ng qua vßi phun 6. §Ó cho lu lîng x¨ng chØ phô thuéc tiÕt diÖn th«ng qua cña cöa tho¸t 5, ®é chªnh ¸p tríc vµ sau cöa tho¸t ®îc gi÷ kh«ng ®æi nhê bé ®iÒu chØnh 7 gåm mµng ®µn håi vµ lß xo håi vÞ. C¸c van tiÕt lu 13 cã t¸c dông gi¶m chÊn cho hÖ thèng. Vßi phun kiÓu van lß xo më víi ¸p suÊt kho¶ng 4 bar cã thÓ xÐ rÊt t¬i x¨ng ngay c¶ víi lu lîng rÊt nhá. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
- Trong qu¸ tr×nh ®éng c¬ chuyÓn tiÕp tõ tr¹ng th¸i nguéi khi khëi ®éng ®Õn nhiÖt ®é æn ®Þnh (gäi lµ qu¸ tr×nh h©m nãng m¸y), do nhiÖt ®é dÇu b«i tr¬n thÊp nªn ma s¸t trong ®éng c¬ lín. Van 11 khi ®ã sÏ ho¹t ®éng cã t¸c dông lµm gi¶m ¸p suÊt trªn piston 4, do ®ã van trît më réng thªm cöa tho¸t 5 lµm t¨ng lu lîng x¨ng ®Õn vßi phun. §ång thêi, van 12 më th«ng thªm ®êng kh«ng khÝ. KÕt qu¶ lµ lîng hçn hîp n¹p t¨ng vµ do ®ã t¨ng c«ng suÊt ®éng c¬ ®Ó th¾ng ma s¸t trong qu¸ tr×nh chuyÓn tiÕp. C¶ hai van 11 vµ 12 ®Òu lµ c¸c r¬ le nhiÖt kiÓu bimetall. - Trªn bé ®iÒu khiÓn thuû c¬ cã vÝt 15 cã thÓ thay ®æi vÞ trÝ t¬ng quan gi÷a piston 4 vµ van l¸ 1 nh»m ®iÒu chØnh chÕ ®é kh«ng t¶i. - H×nh d¹ng profil 2 quyÕt ®Þnh chÕ ®é lµm ®Ëm toµn t¶i ®Ó ®éng c¬ ph¸t ra c«ng suÊt cùc ®¹i. - Khi khëi ®éng ®éng c¬ tõ tr¹ng th¸i nguéi, th«ng qua c«ng t¾c ®iÖn khëi ®éng, trªn ®êng èng n¹p chung cña ®éng c¬ bè trÝ mét vßi phun bæ trî ®Ó phun thªm x¨ng lµm ®Ëm hçn hîp trong qu¸ tr×nh khëi ®éng. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
2) L- Jetronic (HÖ thèng phun x¨ng L- Jetronic lµ hÖ thèng phun x¨ng nhiÒu ®iÓm, phun gi¸n ®o¹n vµ ®iÒu khiÓn b»ng ®iÖn tö. ) 5 7 8 6 11 4 1 13 3 10 15 14 12 2 9 1: l¸ van lËt, 2: bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tö, 3: l¸ c¶n gi¶m chÊn, 4: vßi phun ®iÖn tõ, 5: thïng x¨ng, 6: b¬m , 7: läc, 8: bé ®iÒu chØnh ¸p suÊt, 9: c«ng t¾c, 10: r¬ le nhiÖt- thêi gian, 11: vßi phun khëi ®éng, 12: c¶m biÕn nhiÖt ®é ®éng c¬, 13: bím hçn hîp, 14: r¬ le nhiÖt, 15: ®êng bæ sung kh«ng khÝ. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
- Nguyªn t¾c cña hÖ thèng nµy lµ lîng kh«ng khÝ n¹p ®îc ®o trùc tiÕp. Trªn ®êng èng n¹p chung cã van lËt 1, van ®îc gi÷ b»ng lß xo xo¾n. TÝn hiÖu gãc lÖch cña van lËt- tû lÖ víi lîng kh«ng khÝ n¹p- ®îc mét v«n kÕ (trªn h×nh vÏ thÓ hiÖn ë t©m quay cña van lËt) ghi nhËn vµ truyÒn ®Õn bé ®iÒu khiÓn 2. L¸ c¶n 3 cã t¸c dông gi¶m dao ®éng cho van lËt. X¨ng tõ thïng chøa 5 qua b¬m ®iÖn 6, läc tinh 7 dÉn ®Õn vßi phun 4. Vßi phun lµ mét van ®iÖn tõ. Bé ®iÒu chØnh ¸p suÊt 8 gi÷ cho chªnh ¸p tríc vµ sau vßi phun kh«ng ®æi. Do ®ã, lîng nhiªn liÖu phun ra chØ phô thuéc vµo thêi gian më cña vßi phun mµ th«i. - TÊt c¶ vßi phun cña ®éng c¬ nhËn tÝn hiÖu xung tõ bé ®iÒu khiÓn vµ phun ®ång thêi. TÝn hiÖu nµy thêng lÊy tõ mét c¬ cÊu t¹o xung bè trÝ cïng víi bé chia ®iÖn. Do phun ®ång thêi nªn gi÷a c¸c xy lanh cã sù kh¸c biÖt vÒ pha lµm viÖc t¹i thêi ®iÓm phun. §iÒu ®ã ¶nh hëng ®Õn tÝnh lµm viÖc ®ång ®Òu gi÷a c¸c xy lanh. §Ó gi¶m bít sù kh¸c biÖt nµy, qu¸ tr×nh phun ®îc thùc hiÖn hai lÇn trong mét chu tr×nh cña ®éng c¬. - §Ó khëi ®éng dÔ dµng, còng gièng nh hÖ thèng ®· tr×nh bµy ë trªn, vßi phun 11- th«ng qua c«ng t¾c khëi ®éng 9 phun thªm mét lîng x¨ng vµo ®êng èng n¹p chung. R¬ le nhiÖt - thêi gian 10 ®iÒu khiÓn thêi gian ®ãng-më vßi phun khëi ®éng 11 theo tÝn hiÖu nhiÖt ®é ®éng c¬, do ®ã ®iÒu chØnh lîng nhiªn liÖu phun thªm hç trî khëi ®éng. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
- Trong qu¸ tr×nh h©m nãng m¸y, còng nh hÖ thèng tr×nh bµy ë trªn, th«ng qua tÝn hiÖu nhiÖt ®é ®éng c¬ cña c¶m biÕn nhiÖt 12, bé ®iÒu khiÓn 2 sÏ t¨ng thêi gian më vßi phun 4 ®Ó t¨ng lîng x¨ng phun ra. §ång thêi, bé ®iÒu khiÓn 2 còng chØ thÞ cho r¬ le nhiÖt 14 më thªm ®êng kh«ng khÝ 15. KÕt qu¶ lµ t¨ng lîng hçn hîp trong qu¸ tr×nh qu¸ ®é. - Trªn bím ga 13 bè trÝ mét c«ng t¾c. Khi ®éng c¬ bÞ kÐo, vÝ dô trong trêng hîp « t« xuèng dèc, bím ga ë vÞ trÝ kh«ng t¶i nhng tèc ®é vßng quay ®éng c¬ lóc ®ã lín h¬n tèc ®é vßng quay kh«ng t¶i. TÝn hiÖu vÒ ®é më bím ga vµ tÝn hiÖu tèc ®é ®îc dÉn ®Õn bé ®iÒu khiÓn ®Ó c¾t hoµn toµn nhiªn liÖu. Khi ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é t¶i lín, bím ga më to, còng chÝnh nhê c«ng t¾c nµy hçn hîp sÏ ®îc lµm ®Ëm ®Ó ®éng c¬ ph¸t ra c«ng suÊt cao. - Do lîng kh«ng khÝ n¹p ®îc do trùc tiÕp nªn chÊt lîng hçn hîp kh«ng phô thuéc t×nh tr¹ng hao mßn cña ®éng c¬ còng nh sù sai kh¸c gi÷a c¸c ®éng c¬ trong ph¹m vi dung sai khi chÕ t¹o. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT