Nghiên cứu cải tạo buồng đốt trên động cơ xăng nhằm tăng công suất

Chia sẻ: Mộ Dung Vân Thư | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

8
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài "Nghiên cứu cải tạo buồng đốt trên động cơ xăng nhằm tăng công suất" với mong muốn giúp mọi chiếc xe khôi phục lại công suất ban đầu cũng như là nâng cao công suất lên thêm một tầm mới. Đề tài tập trung nghiên cứu cơ sở lý thuyết của động cơ xăng 4 kỳ, đi sâu vào việc của việc nâng cao công suất động cơ nhằm mục đích đem lại sự thoải mái tiện lợi cho người lái. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu cải tạo buồng đốt trên động cơ xăng nhằm tăng công suất

NGHIÊN CỨU CẢI TẠO BUỒNG ĐỐT TRÊN ĐỘNG CƠ XĂNG NHẰM TĂNG CÔNG SUẤT Nguyễn Minh Tân*, Huỳnh Xuân Hạo, Nguyễn Quốc Duy Viện Kỹ thuật, Trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh GVHD: TS. Nguyễn Văn Nhanh 1. TỔNG QUAN 1.1 Tính cấp thiết của đề tài Với mỗi chiếc ô tô, sau một thời gian mua mới về sử dụng, bạn sẽ cảm thấy công suất hoạt động của của động cơ ô tô suy giảm một cách rõ rệt. Với điều kiện không khí ô nhiễm, nhiều khói bụi, tạp chất như nước ta, song song với đó là tình trạng nhiên liệu bẩn, chứa nhiều tạp chất, kim loại nặng đã khiến cho động cơ sản sinh ra nhiều muội carbon, tích tụ trong khoang máy ô tô, nếu không được vệ sinh sạch sẽ, xử lý muội than ra khỏi động cơ, dần dần chúng sẽ làm xước xylanh, tắc nghẽn các hệ thống lọc xăng dầu, lọc khí, làm biến đổi chức năng của các chi tiết động cơ, bào mòn những bộ phân tiếp xúc trực tiết với muội carbon, từ đó dẫn đến tình trạng hao tốn nhiên liệu, động cơ hoạt động không bình thường và tất nhiên công suất hoạt động của động cơ ô tô bị giảm sút trầm trọng. Vì vậy với mong muốn giúp mọi chiếc xe khôi phục lại công suất ban đầu cũng như là nâng cao công suất lên thêm một tầm mới, người nghiên cứu quyết định thực hiện đề tài “Nghiên cứu cải tạo buồng đốt trên động cơ xăng nhằm tăng công suất”. 1.2 Mục tiêu của đề tài Trong đề tài này tôi tập trung nghiên cứu cơ sở lý thuyết của động cơ xăng 4 kỳ, đi sâu vào việc của việc nâng cao công suất động cơ nhằm mục đích đem lại sự thoải mái tiện lợi cho người lái. Đề tài có ý nghĩa trong việc giúp tôi hiểu biết sâu hơn về động cơ xăng 4 kỳ, hơn nữa là biết được một số vấn đề mà người lái đang gặp phải để có thể tìm ra phương pháp tối ưu để nâng công suất động cơ. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phân tích, tổng hợp, đánh giá Phạm vi, giới hạn nghiên cứu: Phạm vi: Đề tài nghiên cứu, nâng cao công suất của động cơ xăng. Giới hạn: Đề tài chỉ tiến hành thay đổi, bảo trì một vài chi tiết máy như xi lanh, piston, thanh truyền; Đề tài ước tính hiệu quả mang lại lợi ích cho người sử dụng 150
Đề tài chỉ tiến hành điều tra, tính toán chỉ tiêu kỹ thuật một cách sơ bộ dựa vào việc kế thừa tài liệu thu thập được từ nhiều nguồn khác nhau. Mặc dù nhóm tôi đã rất cố gắng, nhưng do thời gian có hạn và là lần đầu tiên thực hiện công tác nghiên cứu chuyên môn, nên nội dung đề tài khó tránh khỏi những sai sót, mong nhận được ý kiến đóng góp. 3. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỀ TÀI 3.1 Tính toán thiết kế các chi tiết Để chi tiết đảm bảo được tình trạng kỹ thuật và độ bền cho phép vốn có, nhóm đã thực hiện tính toán như sau: Đối với phần thiết kế cải tạo lại piston nhóm đã tiến hành tính toán độ dày phần đỉnh cho phép Độ dày phần đỉnh piston δ = (0,03~0,09) D = (0,03~0,09).51 = 1.53 ~ 4.59 (mm) Phép tính này thể hiện được giới hạn cho phép khi thiết kế, cải tạo lại phần đỉnh piston phải được thực hiện trong khoảng từ 1.53 mm đến 4.59 mm. Sau khi cải tạo thì độ dày phần đỉnh piston của mô hình là 1.7 mm, đã nằm trong khoảng 1.53 ~ 4.59 nên đã đảm bảo được tình trạng kỹ thuật và độ bền cho phép vốn có của nó. Phân khối xe được hiểu là đơn vị của dung tích buồng đốt của động cơ xe hay chính là thể tích của xi lanh. Đặc điểm của phân khối là được đo dựa trên đơn vị cm3 và thường được gọi là “Cubic Capacity”, viết tắt là cc (xe 50cc, xe 110cc, …). Nó còn thường được gọi là sự dịch chuyển của động cơ, xe máy thì sử dụng dung tích xi lanh được đo bằng cm3 còn ô tô thì được đo bằng lít. Ví dụ, xe 2.0 có nghĩa là xe có dung tích 2 lít. Để có thể tính được phân khối của xe chúng ta cần tới hai thông số đó là đường kính piston cũng như hành trình piston. Để tính toán, chúng ta có thể áp dụng công thức như sau: V=( x π x hành trình piston) /1000. Các cc thường được sử dụng để đo các vật thể ba chiều như khí hoặc chất lỏng. Đối với một chiếc xe máy lượng hỗn hợp nhiên liệu và không khí của xe sẽ được đo lượng cách sử dụng từ cc. Nhiên liệu và không khí là tiêu chuẩn toàn cầu khi cung cấp năng lượng cho xe máy. Khi hỗn hợp nhiên liệu không khí này bốc cháy, nó sẽ cung cấp năng lượng cho xe máy. Hiểu một cách đơn giản là hỗn hợp không khí nhiên liệu càng đốt cháy động cơ càng tạo ra nhiều năng lượng. Đây là lý do tại sao một động cơ 2000cc sẽ có công suất lớn hơn một động cơ 150cc. Số lượng phân khối là một mức đo lường để giúp bạn tìm ra xe máy hoặc mô tô hoặc xe tay ga nào có động cơ mạnh hơn. Ở đây với thông số kỹ thuật ban đầu của xe Sirius thì có phân khối là 110.3 cc, Sau khi được cải tạo và hành trình piston tăng thêm 4mm thì còn số này đã thay đổi từ 54mm > 58mm vì vậy lúc này chắc chắn phân khối xe sẽ thay đổi. V=( x π x (hành trình piston) /1000. V= =118.4 ( cc ) 3.2 Quá trình thực hiện cải tạo và vận hành thử nghiệm sản phẩm 3.2.1 Quá trình thực hiện cải tạo Đôn dên là một phương pháp giúp cho quãng hoạt động của piston xa hơn nhằm tạo ra công suất lớn, giúp cho xe máy, mô tô bức tốc mạnh mẽ hơn bình thường. Sau khi tháo ắc dên xe ra, người thợ sẽ tiến 151
hành đắp thêm vật liệu để cho má khuỷu quay về dạng mặt phẳng hoặc có thể chích hàn để bít lỗ trên má khuỷu lại, sau đó người thợ sẽ tiến hành đo đạc, cân đo hai bên sao cho đối xứng với nhau, rồi tiến hành đục lỗ mới để lắp chốt khuỷu, với khoảng cách từ cốt dên cho đến ắc dên là 2mm. Lúc này quá trình đôn dên (dời ắc) đã hoàn thành được 1/2 chặng đường. Khi hoàn xong quá trình dời ắc, người thợ sẽ lắp thanh truyền (dên xe) vào lại trục khuỷu và piston tạo thành khối chi tiết chuyển động để giúp động cơ làm việc. Lúc này người thợ sẽ kiểm tra khả năng hành trình chuyển động piston được thay đổi như nào qua việc dùng tay để quay. Hình 3.1 Má khuỷu sau khi thực hiện phương pháp “dời ắc” Hình 3.2 So sánh độ dài tay biên xe trước và sau cải tạo 152
Điểm chết dưới của xe khi chưa cải tạo Điểm chết dưới của xe khi đã cải tạo Điểm chết trên khi xe chưa cải tạo Điểm chết trên khi xe đã cải tạo Sau khi lắp các chi tiết vào tạo thành khối để hoạt động thì xuất hiện vấn đề. Vì chiều dài từ điểm chết trên đến điểm chết dưới là 54mm nhưng sau khi thực hiện quá trình dời ắc 2mm thì hành trình piston đã tăng từ 54mm > 58mm, lúc này xuất hiện tình trạng piston sẽ bị đội supap, điều này gây ra tác hại đáng kể khiến động cơ mất đi tính cân bằng và làm mất khả năng hoạt động của nó. Hình 3.3 Piston bị đội xupap 153
Khi phát hiện vấn lúc này người thợ sẽ tháo hết các chi tiết ra và bắt đầu đo đạc để thiết kế cải tạo lại chi tiết piston sao cho không bị đội supap. Sau khi tính toán, nhóm quyết định phay mặt đỉnh piston xuống 2mm để cho không bị đội su pap, quá trình này sẽ được thực hiện tỉ mỉ trên CNC. Nếu không giải quyết được vấn đề này thì khi động cơ hoạt động sẽ dẫn đến tình trạng xupap bị đội dẫn đến gãy xupap gây hư hại hoàn toàn cho buồng đốt điều này là cực kỳ nguy hiểm cho việc vận hành động cơ. Khe hở đảm bảo cho xupap hút và thoát động cơ ở xe Honda là 0.05ly, trong thời gian hoạt động sẽ có 2 trường hợp xảy ra một là khe hở này có thể thu bé lại hoặc mở rộng ra, vì thế việc cần phải canh chỉnh lại khe xupap để xe hoạt động tốt hơn. Hình 3.4 So sánh piston xe trước và sau cải tạo Bảng kết quả dyno được chia thành hai phần chính: - Bảng ở trên màn hình sẽ là thông số công suất của động cơ với đơn vị HP. - Bảng ở dưới màn hình sẽ là thông số momen xoắn của động cơ thể hiện sức kéo, đơn vị là N.m - Trục hoành ở dưới thể hiện tốc độ của xe. - Đường đặc tính màu đỏ thể hiện thông số ở tay số 2. - Đường đặc tính màu xanh dương thể hiện thông số ở tay số 3. - Đường đặc tính màu xanh lá thể hiện thông số ở tay số 4. 154
Hình 3.6 Bảng kết quả dyno thực hiện kiểm tra xe sau cải tạo Bảng 3.10 Bảng so sánh thông số Chi tiết máy Thông số kỹ thuật ban đầu Thông số kỹ thuật sau cải tạo Đường kính piston (mm) 50.5 50.5 Đường kính xilanh (mm) 51 51 Hành trình piston (mm) 54 58 Chiều dài thanh truyền (mm) 123 123 Độ dày phần đỉnh piston (mm) 3.9 1.7 Độ dày má khuỷu (mm) 15 15 Khoảng cách từ cốt dên đến ắc dên 25 27 (mm) Phân khối động cơ (cc) 110.3 118.4 Tốc độ xe cực đại ( km/h) 85.64 94.70 Công suất động cơ cực đại (hp) 7.92 11.29 155
Hình 3.7 Mô hình động cơ xe sau khi hoàn thành 4. KẾT LUẬN Điểm mạnh: - Giải quyết triệt để vấn đề tăng công suất của động cơ - Chi phí thấp hơn so với các giải pháp hiện có - Hạn chế được tối đa việc thay đổi kết cấu của buồng đốt - Ứng dụng trên được nhiều dòng xe Điểm yếu: - Tuổi thọ của động cơ bị giảm - Chưa được sự tin tưởng của người tiêu dùng thông qua mô hình, các kiến thức lý thuyết về nâng cấp động cơ và cải tạo buồng đốt được thể hiện một cách trực quan. Do đó, mô hình của em có thể phục vụ rất tốt cho công tác sửa chữa và nâng cấp, tạo điều kiện cho người tiêu dùng được trải nghiệm động cơ mạnh mẽ trên chính chiếc xe hạng phổ thông của mình. Cụ thể nếu như đôn dên và dời ắc 2mm qua đó hành trình chuyển động của piston sẽ tăng lên 4mm và từ đó công suất của động cơ tăng lên từ 7.92 đến 11.29 (tăng 30% công suất) và tốc độ xe cũng tăng lên từ 85.64 đến 94.70km/h. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Đăng Quang. Tìm hiểu về việc độ xe máy. TP.HCM 18/10/2020. https://suamayruaxe.com/don-den_la_gi/ 2. Hồ Tấn Chuẩn - Nguyễn Đức Phú - Trần Văn Thế - Nguyễn Tất Tiến. Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong. Giáo trình Đại Học Bách Khoa TP.HCM. 156