Nguyên lý kết cấu động cơ đốt trong - Chương 6 potx

Chửụng 6 Heọ thoỏng nhieõn lieọu ủoọng cụ xaờng

112













Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

113

Chương 6
HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XĂNG
I. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ XĂNG
I.1. Yêu cầu của hệ thống
Hệ thống nhiên liệu trên động cơ xăng có nhiệm vụ chuẩn bò và cung cấp hỗn hợp gồm hơi
xăng và không khí (gọi là hoà khí) cho động cơ, đảm bảo về số lượng và thành phần phù hợp với từng
chế độ làm việc của động cơ.
Hỗn hợp cung cấp cho động cơ xăng được tạo thành bằng phương pháp sử dụng bộ chế hoà khí
hoặc phun xăng (phun xăng trên đường ống nạp và phun trực tiếp vào xylanh động cơ).
I.2. Cấu tạo hệ thống nhiên liệu dùng bộ chế hòa khí
Hệ thống nhiên liệu trên động cơ xăng sử dụng chế hòa khí có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu

từ bình chứa đến hòa trộn với không khí tạo thành hỗn hợp. Sau đó hỗn hợp này được cung cấp cho
động cơ với lượng và thành phần tối ưu nhất cho từng chế độ làm việc.
Hệ thống nhiên liệu sử dụng chế hòa khí bao gồm các thành phần như hình 6.1

Trong sơ đồ trên có ba đường ống dẫn xăng: đường nhiên liệu chính dẫn từ bình chứa tới bơm,
đường hồi nhiên liệu về bình chứa và đường dẫn hơi nhiên liệu từ bình chứa đến bộ lọc hơi xăng
(không cho hơi xăng thoát ra môi trường).
Bình chứa nhiên liệu

Lọc nhiên liệu

Bộ chế hòa khí

Bơm nhi
ên liệu

Ống dẫn
nhiên liệu

Bộ hấp thụ hơi xăng

(chỉ có trên một số xe)

Ống dẫn hơi
nhiên liệu

Ống hồi
nhiên liệu

Hình

6
.
1
.
Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ xăng dùng chế hòa khí.
Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

114

I.2.1. Bình chứa nhiên liệu
Bình chứa nhiên liệu được làm từ các tấm thép mỏng được đặt ở phía sau xe để chống sự rò rỉ
của xăng trong trường hợp xảy ra va chạm. Phía trong bình chứa có mạ một lớp kim loại chống rỉ.
Trong bình chứa xăng có các
tấm ngăn để tránh việc thay đổi mức
nhiên liệu khi xe chuyển động, đặc
biệt là khi tăng tốc và giảm tốc đột
ngột. Miệng của ống dẫn xăng được
đặt cao hơn đáy thùng khoảng 2 ÷ 3
cm để chống cặn và nước có lẫn
trong bình chứa. Ngoài ra trong bình
chứa nhiên liệu còn có lọc thô và
cảm biến để đo mức nhiên liệu.
I.2.2. Lọc nhiên liệu
Lọc nhiên liệu được bố trí
giữa bình chứa nhiên liệu và bơm
nhiên liệu để loại bỏ cặn bẩn, tạp
chất hoặc nước có lẫn trong xăng.
Các phần tử bên trong bầu lọc làm
giảm tốc độ dòng nhiên liệu, làm cho
các phần tử nặng hơn xăng được giữ

lại ở đáy của lọc và các chất bẩn nhẹ
hơn xăng được lọc ra bởi các phần tử
lọc (hình 6.3).
I.2.3. Bơm nhiên liệu
Có hai loại bơm nhiên liệu,
một loại có đường hồi và một loại
không có đường hồi. Tuy nhiên, về
cấu tạo và hoạt động của hai loại này
cơ bản giống nhau.
Khi cam tác động vào cánh
tay đòn của bơm, màng bơm sẽ
chuyển động làm thay đổi thể tích
của buồng phía trên và phía dưới
(hình 6.4). Khi màng chuyển động
xuống phía dưới van nạp mở, van
thoát đóng nhiên liệu từ bình chứa
nạp vào bơm. Khi màng chuyển động
lên phía trên, van thoát mở và van
nạp đóng, nhiên liệu được cung cấp
đến chế hòa khí.
Đến bơm
nhiên liệu

Phần
tử lọc
Nhiên
liệu đến
từ bình
chứa

Hình
6
.
3
.
Lọc nhiên liệu.
Hình
6
.
4
.
Bơm nhiên liệu.
Về bình chứa


chế hòa khí
Đến bộ
Màng bơm
Phớt dầu
Tay đòn

Van nạp
Van thoát
Nhiên liệu
đến từ lọc
Hình
6
.
2
.

Bình chứa nhiên liệu.

Thiết bò đo mức nhiên liệu

Tấm ngăn

Tới bộ lọc
hơi xăng
Nhiên liệu về từ chế
hòa khí hoặc từ bơm
Đến bộ chế
hòa khí

Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

115

II. YÊU CẦU CỦA HỖN HP
Muốn tăng tốc độ bay hơi cần phải xé tơi xăng thật tốt, để làm được điều này cần phải tạo ra
sự chênh lệch tốc độ giữa không khí và xăng qua họng. Tốc độ tương đối này càng lớn thì xăng được
xé tơi càng tốt.
Thực nghiệm cho thấy, xăng bắt đầu được xé tơi khi tốc độ tương đối đạt 4 ÷ 6 m/s, khi tốc độ
trên đạt tới 30 m/s thì xăng được xé tơi hoàn toàn. Tốc độ dòng không khí qua họng bộ chế hòa khí
động cơ xăng hiện nay đạt 150 ÷ 200 m/s, tốc độ của dòng nhiên liệu qua vòi phun nhỏ hơn tốc độ
này khoảng 25 lần. Như vậy khi động cơ đạt tốc độ cực đại, tốc độ tia xăng ra khỏi vòi phun đạt
khoảng 6 ÷ 8 m/s.
II.1. Yêu cầu của bộ chế hoà khí
Bộ chế hoà khí phải cung cấp được lượng hỗn hợp với thành phần thích hợp nhất đáp ứng kòp
thời với mọi chế độ làm việc.
Thành phần hòa khí đi vào xylanh động cơ phụ thuộc vào tốc độ của dòng không khí qua

họng, tốc độ của xăng ra khỏi vòi phun và đặc điểm kết cấu của vòi phun và họng khuếch tán. Thành
phần hòa khí này được thể hiện qua hệ số dư lượng không khí

, thay đổi theo từng chế độ làm việc
của động cơ.

onl
k
L.G
G

Trong đó: G
k
– lượng không khí qua bộ chế hòa khí, (kg/s).
G
nl
– lượng nhiên liệu qua bộ chế hòa khí, (kg/s).
L
o
– lượng không khí lý thuyết để đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu,
(kg/kg nhiên liệu).
Đặc tính lý tưởng của chế hòa khí là đặc tính thể
hiện sự thay đổi thành phần hòa khí

tối ưu theo từng chế
độ làm việc của động cơ. Quy luật thay đổi thành phần hòa
khí tối ưu được xác đònh qua đặc tính điều chỉnh thành phần
hòa khí, thể hiện sự biến thiên của các chỉ tiêu kinh tế kỹ
thuật của động cơ theo hệ số dư lượng không khí


khi giữ
không đổi tốc độ động cơ và vò trí bướm ga (hình 6.5).
Trên đồ thò: tung độ là công suất động cơ N
e
và suất
tiêu hao nhiên liệu g
e
, hoành độ là hệ số dư lượng không
khí

. Các đường I – I’ là kết quả khảo nghiệm khi mở
bướm ga 100%. Các đường II – II’ và III – III’ tương ứng
với các vò trí bướm ga nhỏ dần. Qua đồ thò ta có nhận xét:
-

Với n = const, ở mỗi vò trí bướm ga giá trò của


tương ứng với công suất cực đại (các điểm 1, 2,
3) đều nhỏ hơn những điểm có suất tiêu hao
nhiên liệu nhỏ nhất (các điểm 5, 6, 7, 8, 9, 10).
-

Ở mỗi vò trí bướm ga, các điểm đạt công suất
cực đại đều có

< 1.
a

b

0

20

40

60

80

N
e
, %

0,4

60

100

140

180

g
e
, %

0,6

0,8

1,0

1,2



Hình 6.5. Các đặc tính điều chỉnh
thành phần hòa khí.
I

II

III

III’

II’

I’

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

116

-

Càng đóng nhỏ bướm ga,

của điểm có công suất cực đại càng giảm.
-

Khi mở 100% bướm ga, suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất xuất hiện tại



1,1. Càng đóng
nhỏ bướm ga vò trí xuất hiện g

emin
càng chuyển về hướng giảm của

, khi đóng bướm ga
gần kín giá trò g
emin
tương ứng với

< 1.
Từ kết quả trên ta có, khi đóng bướm ga nhỏ dần, muốn có công suất cực đại (N
emax
) cũng như
muốn có suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất (g
emin
) đều phải làm cho hòa khí đậm lên. Tuỳ theo công
dụng và điều kiện làm của động cơ mà thực hiện việc điều chỉnh để N
e
và g
e
biến thiên theo thành
phần hòa khí

được sát với đường có thành phần hòa khí của công suất cực đại (đường a) hoặc sát
với đường có thành phần hòa khí của suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất (đường b).
Giới hạn của hệ số dư lượng không khí

ở các chế độ làm việc khác nhau như sau:
-

Khi động cơ làm việc ở chế độ không tải, muốn động cơ làm việc ổn đònh


= 0,4 ÷ 0,8.
-

Khi mở bướm ga tương đối rộng

= 1,07 ÷ 1,15 để giúp động cơ làm việc tiết kiệm.
-

Để động cơ đạt công suất cực đại khi mở 100% bướm ga cần

= 0,75 ÷ 0,9.
-

Khi khởi động lạnh ở tốc độ thấp, hòa khí đậm để động cơ dễ khởi động cần

= 0,3 ÷ 0,4.
II.2. Hệ thống chính (mạch chính)
Hệ thống phun chính của bộ chế hòa khí là hệ thống cung cấp lượng xăng chủ yếu cho hầu hết
các chế độ làm việc có tải của động cơ. Cho đến nay, người ta vẫn dùng một trong ba biện pháp sau
để điều chỉnh thành phần hỗn hợp:
-

Giảm độ chân không sau gíc-lơ chính.
-

Giảm độ chân không ở họng.
-

Điều chỉnh tiết diện gic-lơ chính kết hợp với hệ thống không tải.

II.2.1. Hệ thống chính điều chỉnh độ chân không sau gíc-lơ chính (hình 6.6)
Nhiên liệu từ buồng phao qua gíc-lơ chính 1 vào không gian 2, rồi từ đó qua vòi phun 5 vào
họng khuếch tán. Ống không khí 3 nối liền với không gian 2, trên miệng ống 3 có gíc-lơ không khí 4.
Khi động cơ chưa làm việc, mức
xăng trong ống 3 và trong vòi phun bằng
nhau. Khi động cơ hoạt động, phần xăng
trong ống 3 sẽ hút hết trước, lúc này xăng
qua gíc-lơ 1 và không khí qua gic-lơ 4 vào
hòa trộn trong không gian 2 tạo thành các
bọt xăng rồi phun vào họng bộ chế hòa
khí. Khi ra khỏi vòi phun các bọt xăng này
được xé tơi nhanh và hòa trộn đều với
không khí tạo nên hỗn hợp. Trong quá
trình này, không khí qua gíc-lơ 4 đi vào
ống 3 vì vậy làm cho độ chân không ở sau
gíc-lơ 1 giảm, nhờ đó giảm lượng xăng
qua gíc-lơ 1. Điều này có tác dụng làm
hòa khí cấp cho động cơ nhạt dần khi tăng
độ chân không ở họng

P
h
.
Hình
6
.
6
.
Sơ đồ nguyên lý hệ thống chính giảm độ
chân không sau gíc-lơ chính.

1 – gíc-lơ chính; 2 – không gian tạo bọt xăng;
3 – ống không khí; 4 – gíc-lơ không khí; 5 – vòi phun.


1

2

3

4

5


H

Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

117

II.2.2. Hệ thống chính có gíc-lơ bổ sung (hình 6.7)
Phương pháp điều chỉnh thành phần hỗn hợp nhờ gíc-lơ bổ sung là một trường hợp đặc biệt của
phương pháp điều chỉnh độ chân không ở gíc-lơ chính. Trong hệ thống gồm có hai gíc-lơ nhiên liệu
tạo thành hai hệ thống cung cấp nhiên liệu vào họng khuếch tán. Một hệ thống được xem như hệ
thống chính giảm độ chân không sau gíc-lơ chính, với tiết diện của gíc-lơ không khí là

và hệ thống
còn lại thực chất là bộ chế hòa khí đơn giản.
Khi động cơ không làm việc thì mức xăng trong cả hai hệ thống đều như nhau và ngang với

mức xăng trong buồng phao. Khi động cơ làm việc, hệ thống bổ sung cũng làm việc như hệ thống làm
giảm độ chân không ở gíc-lơ (xem hình 6.7).












II.2.3. Hệ thống chính điều chỉnh độ chân không ở họng
Thay đổi thành phần hòa khí đưa vào động cơ bằng cách điều chỉnh độ chân không ở họng, có
thể thực hiện theo hai cách sau:
-

Đưa thêm không khí vào khu vực phía sau họng.
-

Thay đổi tiết diện lưu thông của họng.
Cả hai cách này đều làm giảm độ chân không ở họng khi tăng lượng không khí qua họng G
k
,
qua đó giảm được lượng nhiên liệu đi qua họng G
nl
. Nhờ đó hòa khí cung cấp cho động cơ nhạt dần.
Cách 1: được giới thiệu trên các hình 6.8a, b, c bằng cách đặt một van phụ trên đường ống nạp

ở khu vực không gian hỗn hợp hoặc cho một phần không khí đi tắt qua van một chiều hình cầu hay
qua khe hở giữa các lò xo lá.
Khi độ chân không ở họng quá lớn, đường thông qua các van và các lò xo được mở rộng, xăng
từ buồng phao qua gíc-lơ và vòi phun để phun vào họng. Bướm ga càng mở rộng, tốc độ dòng khí
phía trước họng càng tăng, đồng thời độ chân không ở họng và độ chân không ở phía sau họng cũng
tăng theo. Khi độ chân không tác dụng lên các lò xo đủ lớn thì các lá lò xo tự động mở đường ống
phụ xung quanh họng. Kết quả là làm giảm được độ chân không ở họng, từ đó giảm lượng nhiên liệu
G
nl
và làm cho hòa khí nhạt dần theo yêu cầu.

Hình 6.7. Sơ đồ bộ nguyên lý hệ thống chính có gíc-lơ bổ sung.
1 – gíc-lơ chính; 2 – gíc-lơ bổ sung; 3 – ống không khí;
4 – vòi phun; 5 – vòi phun.

1

2

3

4

5

Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

118

Ưu điểm của phương pháp này là do có thể giảm bớt đường kính của họng nên khi đóng nhỏ
bướm ga, tốc độ dòng không khí qua họng còn tương đối cao, nhờ đó xăng ra vòi phun được xé tơi tốt.
Nhược điểm của nó là khó điều chỉnh tỷ lệ hòa khí với thành phần tốt nhất cho từng chế độ
làm việc của động cơ. Hoạt động của hệ thống thiếu ổn đònh, bởi sau một thời gian làm việc, lực đàn
hồi của các lá lò xo bò giảm, làm cho bộ chế hòa khí hoạt động kém chính xác. Chính vì vậy, ngày
nay các phương pháp này rất ít dùng.
Cách 2: được thể hiện trên hình 6.8d, khi càng mở rộng bướm ga các cánh 2 càng áp sát vào
thành họng, làm tăng tiết diện lưu thông của họng ở khu vực đặt vòi phun. Kết quả dẫn đến giảm độ
chân không ở họng và lượng nhiên liệu G
nl
qua họng cũng giảm, giúp cho hòa khí nhạt dần và động
cơ làm việc tiết kiệm.
II.2.4. Hệ thống chính điều chỉnh tiết diện gíc-lơ chính
Hệ thống chính điều chỉnh tiết diện của gíc-lơ chính làm việc kết hợp với hệ thống không tải.
Trong hệ thống có đường xăng không tải 7, gíc-lơ chính 1 và van kim 2 như (hình 6.9).

Khi động cơ làm việc ở chế độ không tải, bướm ga mở nhỏ, độ chân không ở họng rất nhỏ
không đủ sức hút xăng ra vòi phun 4. Lúc này độ chân không sau bướm ga lớn truyền qua đường ống
7, hút xăng qua gíc-lơ 8 và không khí qua gíc-lơ 9 hòa trộn với nhau tạo thành hỗn hợp sơ bộ sau đó
được hút qua đường ống 7 vào không gian sau bướm ga.
Khi động cơ làm việc ở chế độ tải nhỏ và trung bình, bướm ga mở lớn dần, độ chân không sau
bướm ga giảm dần và lượng xăng cung cấp qua gíc-lơ 8 cũng giảm theo. Trong quá trình này, tiết
diện gíc-lơ 1 cũng được mở lớn dần qua các thanh dẫn động nhất van kim làm tăng lưu lượng xăng ra
vòi phun 4, nhờ đó hòa khí trong xylanh không quá nhạt.
Hình 6.8. Các phương pháp giảm độ chân không ở họng.
a), b), c) dùng van phụ đi tắt; 1 – gíc-lơ, 2 – vòi phun, 3 – họng, 4 – lò xo.
d) thay đổi tiết diện ở họng; 1 – bướm ga; 2 – vòi phun; 3 – họng.
a)

b)

c)

d)


1

2

2

3

3

4

Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

119















Tuy nhiên, trong cơ cấu dẫn động cơ khí như hình 6.9 có nhược điểm là: tiết diện lưu thông của
gíc-lơ 1 chỉ phụ thuộc vào vò trí của bướm ga. Vì vậy, với một vò trí nhất đònh của bướm ga, khi ta thay
đổi tốc độ động cơ thì độ chân không tại họng thay đổi nên đòi hỏi vò trí van kim thay đổi theo, nhưng
biện pháp dẫn động bằng cơ khí không đáp ứng được yêu cầu này. Với hệ thống dẫn động bằng chân
không (hình 6.10) sẽ khắc phục được nhược điểm trên.
Khi mở bướm ga 1, van kim 11 được nâng lên nhờ hệ thống tay đòn 2, 3, 4, 5. Nếu ở một vò trí
bướm ga cố đònh, khi giảm tốc độ động cơ sẽ làm giảm độ chân không sau bướm ga, làm lò xo 7 đẩy
piston lên và nhấc kim làm tăng tiết diện lưu thông qua giclơ nên hòa khí đậm hơn (hình 6.10).
Nếu tăng tốc độ động cơ
thì độ chân không ở họng đủ sức

hút piston 10 và van kim 11 đi
xuống tới vò trí chặn của tay đòn.
Khi đó vò trí của van kim chỉ phụ
thuộc vào vò trí của bướm ga,
nhờ tác dụng của tay đòn.
Hệ thống chính điều
chỉnh tiết diện của gíc-lơ kết
hợp với hệ thống không tải có
nhiều khuyết điểm, chủ yếu là
hàm lượng hơi xăng trong hỗn
hợp ít, vì không có bọt xăng
phun qua vòi phun chính. Mặt
khác van kim rất khó chế tạo và
khi sử dụng mau mòn, nên ngày
nay ít sử dụng.
Hình 6.9. Sơ đồ nguyên lý hệ thống chính điều chỉnh tiết diện của
gíc lơ kết hợp với hệ thống không tải.
1 – gíc-lơ; 2 – van kim; 3 – thanh kéo; 4 – vòi phun;
5 – thanh kéo; 6 – tay gạt; 7 – đường ống không tải; 8,9 – gíc-lơ.

1

2

3

4

5

6

7

8

9


Hình 6.10. Sơ đồ bộ chế hòa khí điều chỉnh tiết diện lưu thông của
gíc-lơ bằng phương pháp dẫn động hỗn hợp.
1 – bướm ga; 2, 3, 4, 5 – tay đòn; 6 – ống truyền chân không;
7 – lò xo; 8 – xylanh; 9 – buồng phao; 10 – piston; 11 – kim.
1

2

3

4

5

7

8

9

10

11

6

Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

120

II.3. Hệ thống phụ
Để tạo được hòa khí có thành phần thích hợp nhất, đáp ứng được mọi chế độ làm việc của
động cơ. Ngoài hệ thống chính đã giới thiệu, chế hòa khí còn có các hệ thống phụ khác như: hệ thống
không tải, hệ thống làm đậm, hệ thống tăng tốc,
II.3.1. Hệ thống không tải (cầm chừng)
Khi động cơ làm việc ở chế độ không tải, bướm ga đóng gần kín, độ chân không ở họng giảm
xuống rất nhỏ nên không đủ sức hút xăng ra khỏi vòi phun chính. Lúc này, do trong xylanh luôn tồn
tại một lượng khí sót nên muốn động cơ làm việc ổn đònh, phải có hòa khí đậm (



0,6). Chính vì
vậy trên động cơ phải trang bò hệ thống không tải để cung cấp hỗn hợp cho chế độ này. Sơ đồ nguyên
lý của hệ thống thể hiện trên (hình 6.11).
Khi bướm ga mở nhỏ, tuy độ chân không tại họng khuếch tán nhỏ nhưng độ chân không phía
sau bướm ga rất lớn. Độ chân không này truyền qua lỗ 9 vào các đường ống 7, 4, 3 tới gíc-lơ không
tải 2 để hút nhiên liệu qua gíc-lơ 13 vào hòa trộn với không khí được hút qua gíc-lơ không khí 4, 5 tạo
thành hỗn hợp sơ bộ vào đường ống không tải. Sau đó hỗn hợp được phun vào không gian sau bướm
ga, hòa trộn tiếp với không khí đi qua khe hở giữa bướm ga, thành ống và nạp vào xylanh động cơ.
Do lỗ 8 được đặt cao hơn bướm ga khi bướm ga đóng gần kín nên khi động cơ làm việc ở chế
độ không tải lỗ 8 đóng vai trò cung cấp thêm không khí để hòa trộn với hỗn hợp sơ bộ ở phần cuối

ống không tải, sau đó được hút ra lỗ 9 vào đường nạp. Ngoài ra lỗ 8 còn có tác dụng không để xảy ra
trường hợp hòa khí quá nhạt khi động cơ chuyển từ chế độ không tải sang chế độ có tải. Bởi vì khi đó
bướm ga đã mở thêm một góc khiến lỗ 8 nằm ở khu vực sau bướm ga, do có độ chân không tương đối
lớn nên nó đóng vai trò như lỗ 9 ở trường hợp trên. Nhờ đó hòa khí có thành phần thích hợp giúp
động cơ chuyển từ chế độ không tải sang có tải một cách êm dòu.















Vít 6 dùng để điều chỉnh thành phần hòa khí của chế độ không tải. Khi vít 6 đặt ở vò trí như
(hình 6.11a), vít có tác dụng tăng hoặc giảm lượng không khí vào đường ống không tải, qua đó làm
thay đổi độ chân không và làm thay đổi lượng xăng hút qua gíc-lơ không tải 1. Phương án này rất ít
dùng bởi vì khi làm nhạt hòa khí ở chế độ không tải sẽ làm cho hòa khí tiếp tục nhạt khi chuyển sang
chế độ có tải, ngược lại khi làm cho hòa khí đậm ở chế độ không tải sẽ gây tiêu hao nhiên liệu.
Hình 6.11. Sơ đồ nguyên lý hệ thống không tải.
1 – gíc-lơ chính; 2 – gíc-lơ không tải; 3, 4, 7 – các đường ống dẫn; 5, 13 – lỗ thông khí;
6 – vít điều chỉnh; 8, 9 – lỗ phun; 10 – bướm ga; 11 – tay gạt; 12 – vít hạn chế.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

7

8

7

8

9

6

10

9

11

12

5

3

4

1

2

13

a)



b)

Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

121

Khi vít 6 đặt ở vò trí như (hình 6.11b) sẽ làm thay đổi lượng hỗn hợp sơ bộ qua lỗ phun 9 vào
không gian sau bướm ga, đồng thời thay đổi một lượng nhỏ độ chân không trong đường ống không tải.
Phương án này có ưu điểm ở chỗ chỉ điều chỉnh thành phần hòa khí ở chế độ không tải và hòa khí chỉ
đậm trong giới hạn cho phép của tiết diện gíc-lơ không tải.
II.3.2. Hệ thống làm đậm
Hệ thống làm đậm có nhiệm vụ cung cấp thêm nhiên liệu để làm đậm hỗn hợp, giúp động cơ
phát ra công suất cực đại khi bướm ga mở hoàn toàn. Nhờ hệ thống làm đậm, lượng nhiên liệu cung
cấp sẽ tăng ở chế độ công suất cực đại và được giảm khi bướm ga đóng nhỏ (chế độ tải nhỏ) để động
cơ làm việc tiết kiệm. Vì vậy hệ thống này còn được gọi là hệ thống tiết kiệm.
Có hai phương pháp dẫn động làm đậm: dẫn động bằng cơ khí và dẫn động bằng chân không.
a) Hệ thống làm đậm dẫn động bằng cơ khí (hình 6.12a)
Nhiên liệu từ buồng phao lần lượt qua gíc-lơ làm đậm 7 và gíc-lơ chính 5 tới vòi phun. Khi mở
hết bướm ga, qua các cánh tay đòn dẫn động làm cho van 8 mở, làm cho một phần xăng đi tắt qua van
này vào vòi phun chính và phun vào họng khuếch tán, giảm bớt sức cản của dòng xăng tới gíc-lơ
chính. Nhờ tác dụng này, hệ thống đã làm tăng lưu lượng xăng và làm đậm hòa khí. Tiết diện gíc-lơ
làm đậm trong trường hợp này lớn hơn tiết diện của gíc-lơ chính. Kết quả thực nghiệm cho thấy: khi
xăng qua hai gíc-lơ như nhau lắp nối tiếp, lưu lượng sẽ giảm 20%. Muốn lưu lượng xăng giảm 15 ÷
20%, gíc-lơ làm đậm phải lớn hơn gíc-lơ chính khoảng 1,33 ÷ 1,5 lần.
Tuy hệ thống này là có cấu tạo đơn giản nhưng gíc-lơ làm đậm chỉ hoạt động ở một vò trí
bướm ga nhất đònh, không phụ thuộc vào tốc độ động cơ làm ảnh hưởng công suất động cơ.

b) Hệ thống làm đậm dẫn động bằng chân không (hình 6.12b)
Khi động cơ làm việc ở tải nhỏ và trung bình, bướm ga đóng một phần, độ chân không sau
bướm ga tương đối lớn truyền qua đường ống 12, ép lò xo 15, hút piston 14 đi lên để van 8 đóng kín lỗ
thông. Khi mở rộng bướm ga, độ chân không sau bướm ga nhỏ dần, lực lò xo trở nên lớn hơn lực hút
Hình 6.12. Sơ đồ hệ thống làm đậm.
a) Dẫn động bằng cơ khí b) Dẫn động bằng chân không
1 – chế hòa khí; 2 – họng khuếch tán; 3 – bướm ga; 4 – tay đòn; 5 – gíc lơ chính;

6 – lò xo; 7 – gíc-lơ làm đậm; 8 – van; 9, 10 – tay đòn; 11 – buồng phao;
12 – đường ống; 13 – xylanh; 14 – piston; 15 – lò xo.
1

2

3

4

5

6

3

7

6

12

8

7

5

2

1


13

14

11

15

9

10

8

a)

b)

Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

122

piston, làm cho piston bò đẩy trở xuống mở đường thông của van 8 bổ sung thêm nhiên liệu tới gíc-lơ
chính và vòi phun làm đậm hỗn hợp.
Hệ thống làm đậm dẫn động bằng chân không điều khiển cho hệ thống làm việc ở các vò trí
khác nhau của bướm ga, tùy theo tốc độ động cơ. Khi bướm ga mở 100%, hệ thống sẽ hoạt động với
mọi tốc độ động cơ, nhờ đó có tác dụng tốt cho tính năng của xe. Tuy nhiên hệ thống này có cấu tạo
phức tạp, khó điều chỉnh trong sử dụng, yêu cầu cao đối với độ kín khít của hệ thống, nhất là piston
và xylanh để hệ thống hoạt động chính xác.
II.3.3. Hệ thống tăng tốc
Hệ thống tăng tốc có công dụng phun thật nhanh một lượng nhiên liệu bổ sung vào hoà khí bò
nhạt khi bướm ga mở đốt ngột, giúp động cơ tăng tốc tốt và làm việc ổn đònh.
Khi muốn tăng tải hoặc tốc độ được nhanh chóng phải mở bướm ga đột ngột. Bởi quán tính
của xăng lớn hơn không khí nên không khí tràn vào nhiều hơn. Mặt khác, khi không khí vào nhiều
làm giảm áp suất và nhiệt độ trong không gian hoà khí khiến xăng khó bay hơi và bám vào thành ống
nạp. Kết quả làm cho hoà khí bò nhạt khi mở đột ngột bướm ga. Chính vì vậy, hệ thống tăng tốc được
trang bò để khắc phục hiện tượng này.

Trên hình 6.13 giới thiệu sơ đồ nguyên lý hệ thống tăng tốc dẫn động bằng cơ khí. Ở vò trí
đóng nhỏ bướm ga, thông qua hệ tay đòn và cần ép 14, piston 8 được kéo lên. Xăng từ buồng phao
qua cửa van 10 vào chứa đầy trong xylanh 9.
Khi bướm ga mở đột ngột, qua hệ thống tay đòn và cần ép 14 ép lò xo 12, đẩy piston đi xuống
làm tăng áp suất xăng trong xylanh 9, lúc này van hút xăng 10 bòt kín lỗ thông vào buồng phao. Dòng
từ xylanh đẩy mở van kim 15, phun qua gíc-lơ tăng tốc vào họng bộ chế hòa khí, bảo đảm làm đậm
hoà khí khi tăng tốc. Nếu chỉ mở bướm ga từ từ thì xăng trong xylanh sẽ lọt qua van 10 và khe hở
giữa piston – xylanh quay về buồng phao, do đó quá trình tăng tốc không xảy ra.













Do hòa khí bò nhạt nhiều nhất khi bắt đầu mở đột ngột bướm ga nên phải đặt vò trí tay đòn sao
cho piston có hành trình lớn nhất vào lúc bắt đầu mở đột ngột bướm ga.
Hình 6.13. Sơ đồ nguyên lý bơm tăng tốc dẫn động bằng cơ khí.
1 – bộ chế hòa khí; 2 – họng khuếch tán; 3, 4 – bướm ga; 5, 6, 7 – hệ thống tay đòn;
8 – piston; 9 – xylanh; 10 – van hút xăng; 11 – buồng phao; 12 – lò xo; 13 – cần đẩy;

14 – cần ép;15 – van kim; 16 – gíc-lơ gia tốc; 17 – lỗ thông hơi.
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11


12

13

14

15

16

17

Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

123

II.3.4. Hệ thống khởi động
Vào lúc khởi động, tốc độ động cơ rất thấp (khoảng 50 ÷ 100 vòng/phút), tốc độ dòng khí qua
họng rất thấp nên độ chân không tại họng cũng nhỏ, dẫn đến xăng ra vòi phun ít. Mặt khác, khi động
cơ lạnh, xăng khó bay hơi cũng khiến cho thành phần hoà khí vào động cơ rất loãng nên động cơ rất
khó khởi động. Muốn động cơ dễ khởi động, ngay cả khi nhiệt độ động cơ thấp phải cần có hòa khí
đậm (

= 0,3 ÷ 0,4), điều này được thực hiện nhờ hệ thống khởi động. Hệ thống khởi động có sơ đồ
nguyên lý như hình 6.14, làm việc như sau:

Khi khởi động cánh bướm gió 3 đóng kín, tạo độ chân không trong đường ống nạp phía sau
bướm gió, vì vậy tất cả các vòi phun chính và không tải hoạt động làm cho hoà khí đậm hẳn lên.
Khi động cơ bắt đầu làm việc mà bướm ga 10 chưa kòp mở, trên bướm ga có van an toàn và lò
xo. Nếu độ chân không trong ống nạp đủ lớn, van an toàn 4 được mở ra hút bổ sung không khí, giúp
hòa khí có thành phần thích hợp. Khi động cơ đã làm việc ổn đònh, bướm gió mở hoàn toàn để tránh
tổn thất cho không khí đi vào.
II.3.5. Cơ cấu cầm chừng nhanh
Khi trạng thái nhiệt của động cơ còn thấp hơn nhiệt độ làm việc ổn đònh, bướm ga cần mở
rộng hơn để tốc độ không tải cao hơn tốc độ không tải chuẩn (tránh bò chết máy). Chế độ không tải
nhanh đòi hỏi đủ hoà khí và tốc độ không khí lớn để tăng lượng hơi xăng và cải thiện tính đồng đều
của hoà khí. Trong trường hợp động cơ khởi động lạnh, chế độ không tải nhanh còn có tác dụng rút
ngắn thời gian chạy ấm máy.
Chế độ không tải nhanh được thực hiện nhờ mặt cam ở đầu tay gạt 7 (hình 6.14), tay gạy này
được nối với bướm gió qua các tay đòn 5,7. Khi đóng bướm gió, mặt cam đầu tay gạt 7 đẩy vít tỳ 12
lắp trên tay gạt 9 làm bướm ga được mở rộng hơn so với vò trí không tải chuẩn làm cho lượng xăng
phun ra nhiều hơn. Khi động cơ làm việc ổn đònh, bướm gió được mở ra, lúc ấy bướm ga sẽ tự trở về
vò trí không tải chuẩn.
Hình 6.14. Sơ đồ nguyên lý cơ cấu điều khiển cánh bướm gió.
1 – thanh kéo; 2 – miệng vào của chế hoà khí; 3 – bướm gió;
4 – van an toàn; 5, 7, 9 – hệ thống tay đòn; 8 – cam; 10 – bướm ga;
11 – thành ống phía sau bướm ga; 12 – vít tỳ điều chỉnh.

1

2

3

4

5


6


8

7

9

10

11

12

1

2


3

4

5

6

7

8

a)

11

12

9

b)

10

Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

124

II.3.6. Cơ cấu hạn chế số vòng quay cực đại
Khi tốc độ động cơ vượt quá giá trò cho phép sẽ làm tăng mài mòn các chi tiết, tăng lượng
nhiên liệu tiêu hao và gây mất an toàn. Vì vậy một số động cơ, nhất là các động cơ cao tốc trên ô tô
có thêm bộ hạn chế tốc độ để điều khiển đóng bướm ga khi tốc độ động cơ vượt quá giới hạn.
Phần tử cảm biến của bộ hạn chế tốc độ được thực hiện theo một trong hai nguyên tắc: khí
động hoặc ly tâm. Với loại cảm biến khí động, bướm ga vừa là phần tử cảm biến vừa đóng vai trò của
phần tử chấp hành. Loại ly tâm, phần tử cảm biến là một rôto lắp ở đầu trục cam và được trục cam
dẫn động.
III. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BỘ CHẾ HÒA KHÍ 3A / 4A

Ở bộ chế hoà khí 4A – F có hai họng hút xuống, không khí và nhiên liệu được hòa trộn trong 1
họng (hệ thống sơ cấp) khi xe di chuyển với các tốc độ thấp hoặc trung bình, lượng khí lấy vào ít và
chúng được trộn trong cả hai họng (hệ thống sơ cấp và thứ cấp). Khi một chế độ tải nặng được đặt
trên động cơ hoặc khi xe di chuyển với tốc độ lớn, bộ chế hòa khí có thể hòa trộn không khí và nhiên
liệu trong 1 họng hoặc trong 2 họng với tỷ lệ hòa khí tốt nhất, đáp ứng với từng chế độ làm việc của
động cơ.




Bơm piston

Gíc
-
lơ chính
thứ cấp
Bơm tăng
tốc phụ
Bướm ga thứ cấp

Vít điều chỉ
nh hỗn hợp không tải

Van toàn tải

Gíc
-
lơ chính sơ cấp

Bướm gió

Vòi phun
chính

Gíc
-
lơ
chậm


Van từ cắt nhiên
liệu sơ cấp
Van từ cắt nhiên
liệu thứ cấp
Châu Mỹ và
Singapore
Mỹ và
Canada

Hình
6
.
15
.
Sơ đồ nguyên lý bo
ä chế hoà khí hai họng hút xuống, động cơ Toyota 4A
–
F.

Bướm

ga sơ
cấp
Màng bướm
ga thứ cấp

Van kim

Piston
toàn tải

Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

125

III.1. Hệ thống phao
Nhiên liệu được hút ra khỏi vòi phun chính nhờ áp suất chân không tạo ra bởi dòng khí qua
họng khuếch tán. Nếu sự chênh lệch độ cao (h) giữa miệng vòi phun và mức nhiên liệu trong buồng
phao thay đổi thì lượng xăng cung cấp từ vòi phun cũng thay đổi và tỷ lệ hỗn hợp cũng thay đổi theo.
Do vậy mức xăng trong buồng phao phải giữ ở vò trí cố đònh. Điều này thực hiện bởi hệ thống phao
như (hình 6.16).








III.1.1. Điều khiển mức phao
Khi xăng từ bơm nhiên liệu đi qua van kim vào buồng phao, phao nổi lên đóng van kim lại và

dừng việc cấp xăng. Khi xăng trong buồng phao bò tiêu thụ, mức xăng sẽ giảm và van kim mở, xăng
chảy vào buồng phao. Bằng cách này xăng ở trong buồng phao được giữ ở mức cố đònh (hình 6.17).
III.1.2. Van kim
Khi xe chuyển động trên đường, mức xăng trong buồng phao sẽ thay đổi. Do đó phao xăng
được nâng lên hay hạ xuống, làm ảnh hưởng đến lượng xăng ra vòi phun. Để khắc phục hiện tượng
này, chuyển động của phao xăng được truyền tới van kim qua cần đẩy tác dụng lên lò xo. Lò xo
chống mở van kim và giữ van luôn đóng khi có sự chuyển động lên xuống của phao để giữ cho mức
nhiên liệu trong buồng phao không đổi (hình 6.18).












Bướm ga

Phao

Van kim

Nhiên liệu
đến từ bơm

h

Hình
6
.
16
.
Hệ thống phao
.

Buồng phao

Van kim
mở

Nhiên
liệu
đến từ
bơm
Hình 6.17. Hệ thống phao điều
khiển van kim mở.

Phao

Thanh đẩy

Lò xo

Van kim

Lưới

lọc
Đế van
kim

Nhiên
liệu
đến từ
bơm
Hình
6
.
18
.
Hệ thống van kim điều khiển
mức nhiên liệu ổn đònh.
Cần tựa thanh đẩy

Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

126

III.1.3. Ống thông khí
Lượng xăng được cung cấp qua
vòi phun chính là lượng xăng cần thiết
cho động cơ làm việc, được xác đònh bởi
sự chênh lệch giữa áp suất không khí
(chân không) ở họng khuếch tán và áp
suất trên mặt thoáng của buồng phao.
Chính vì vậy, lượng xăng cung cấp ra
họng khuếch tán phụ thuộc vào độ chân

không trong họng khuếch tán, áp suất
không khí tại họng gió và áp suất trong
buồng phao phải bằng nhau. Áp suất trên
mặt thoáng của buồng phao được giữ cân
bằng với áp suất ở họng gió bởi ống
thông khí như (hình 6.19).
Nếu ống thông khí bò tắt hay bầu lọc khí bò bẩn sẽ làm cho áp suất ở họng gió nhỏ hơn áp suất
trên mặt thoáng của buồng phao làm cho lượng xăng cung cấp qua vòi phun chính tăng. Điều này làm
cho hỗn hợp quá đậm và ảnh hưởng xấu đến tính năng của động cơ.
Nếu bề mặt lắp ghép của buồng phao bò lỏng hoặc gioăng họng gió bò hỏng thí áp suất trong
buồng phao bằng với áp suất khí trời. Điều này cũng làm cho lượng nhiên liệu cấp ra vòi phun chính
tăng và làm cho hỗn hợp quá đậm.
III.2. Mạch tốc độ thấp sơ cấp
Khi động cơ chạy chậm, bướm ga hé mở, lượng khí được hút vào bộ chế hòa khí rất nhỏ. Như
vậy, độ chân không ở họng khuếch tán nhỏ và xăng không được cấp qua vòi phun chính. Vì lý do đó,
mạch tốc độ thấp sơ cấp được trang bò để cung cấp xăng phía dưới bướm ga khi động cơ chạy chậm.

Van từ

Gíc
-
lơ kinh tế

Lỗ cấp khí sơ cấp số 1

Phao

Buồng
phao
Gíc
-
lơ chính
sơ cấp
Vít điều chỉn
h hỗn hợp không tải.

Lỗ không tải.

Bướm ga
sơ cấp
Lỗ chậm

Lỗ cấp khí sơ cấp số 2

Hình
6
.2

0
.
Mạch tốc độ thấp sơ cấp.
Gíc
-
lơ chậm

Bầu lọc không khí

Ống
không khí

Phao

Buồng p
hao

Bướm ga

Họng
khuếch tán

Vòi phun
chính
Hình 6.19. Hệ thống thông không khí.

Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

127

Xăng và không khí đi qua các bộ phận khác nhau của mạch tốc độ thấp sơ cấp theo thứ tự sau:






Động cơ chạy không tải, bướm ga đóng và độ chân không lớn tạo ra sau bướm ga. Độ chân
không này dẫn đến xăng trộn với khí từ các lỗ cấp khí, đi qua ống nạp và được hút vào các xylanh.
Khi bướm ga hé mở từ vò trí không tải, lượng không khí hút vào xylanh tăng lên. Tuy nhiên,
khi luồng khí tăng lên sẽ làm cho độ chân không sau bướm ga yếu đi, lượng xăng cung cấp từ lỗ
không tải giảm xuống và hỗn hợp nhạt đi. Lỗ chậm được chế tạo để chống lại hiện tượng đó khi nó
xảy ra. Khi bướm ga hé mở từ vò trí không tải, xăng được cung cấp từ cả lỗ chậm và lỗ không tải,
lượng xăng cung cấp tuỳ thuộc vào độ mở của bướm ga.
III.3. Mạch tốc độ cao sơ cấp (hệ thống chính)
Mạch tốc độ cao sơ cấp có công dụng cung cấp một lượng hỗn hợp với thành phần kinh tế cho
động cơ khi xe di chuyển với tốc độ trung bình đến tốc độ cao. Bởi vì khoảng tốc độ lớn nhất được
điều khiển bởi mạch này, nên nó còn được gọi là hệ thống chính.
Công suất ra lớn được cung cấp bởi
các mạch phụ trợ như mạch tăng tốc và
mạch toàn tải.
Sơ đồ mạch tốc độ cao sơ cấp được
thể hiện trên (hình 6.21).
Khi bướm ga mở, tốc độ dòng khí
khi qua họng khuếch tán tăng, áp suất
không khí tại miệng của vòi phun chính
giảm xuống thấp hơn trong buồng phao.
Khi điều này xảy ra, xăng trong buồng
phao trộn với không khí từ lỗ cấp khí chính
và nó được hút ra khỏi vòi phun chính. Sau

đó bò xé nhỏ bởi không khí đi qua họng
khuếch tán và dẫn đến các xylanh.
Xăng và không khí đi qua các phần
khác nhau của mạch tốc độ cao sơ cấp như
sơ đồ sau:




Buồng phao

Gíc
-
lơ chính sơ cấp

Gíc
-
lơ chậm

Gíc
-
lơ kinh tế

Lỗ cấp khí sơ cấp số 1

Van
điện

Lỗ không tải

Không gian sau bướm ga

Lỗ cấp khí sơ cấp số 2

Buồng cháy

Vòi phun chính

Gíc
-
lơ chính sơ cấp

Buồng phao

Phao xăng

Lỗ cấp
khí chính

Không
khí

Hình
6
.2
1
.
Sơ đồ mạch tốc độ cao sơ cấp.
Buồng phao

Gíc
-
lơ ch
ính sơ cấp

Vòi phun chính

Buồng cháy

Lỗ cấp khí chính

Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

128

Khi xăng bắt đầu ra khỏi vòi phun chính thì cả hai mạch tốc độ thấp sơ cấp và tốc độ cao sơ
cấp đều cho xăng vào động cơ. Khi lượng xăng cung cấp từ vòi phun chính của mạch tốc độ cao sơ
cấp tăng thì lượng xăng cấp bởi mạch tốc độ thấp sơ cấp giảm.
III.4. Mạch tốc độ thứ cấp
Tại thời điểm bướm ga thứ cấp
bắt đầu mở, dòng không khí trong họng
thứ cấp chuyển động chậm, có nghóa là
một lượng xăng nhỏ thoát ra khỏi họng
phun chính thứ cấp. Điều này làm cho
hỗn hợp nhạt, từ khi phần lớn lượng khí
được hút vào, với kết quả mạch thứ cấp
bắt đầu hoạt động quá muộn, làm cho
động cơ bò giật trong quá trình tăng tốc.
Vì vậy, để phòng ngừa hiện tượng
này, khi bướm ga sơ cấp mở quá góc

chạm thứ cấp, và bướm ga thứ cấp hé
mở bởi cơ cấu kich-up, độ chân không
được tạo ra trong lỗ chậm thứ cấp, làm
cho xăng phun ra khỏi lỗ này.
Sơ đồ nguyên lý của mạch tốc độ
thấp thứ cấp, thể hiện trên (hình 6.22).
III.5. Mạch tốc độ cao thứ cấp
Mạch tốc độ cao sơ cấp chỉ đủ
cung cấp hỗn hợp khi động cơ làm việc
ở chế độ tải nhỏ. Trong trường hợp
động cơ hoạt động cơ chế độ tải lớn,
lượng hỗn hợp cung cấp từ họng
khuếch tán của mạch sơ cấp không
đảm bảo cho động cơ hoạt động. Khi
đó mạch tốc độ cao thứ cấp bắt đầu
làm việc để bổ sung nhiên liệu, làm
đậm hỗn hợp theo yêu cầu hoạt động
của động cơ.
Mạch tốc độ cao thứ cấp có cấu
tạo giống như mạch tốc độ cao sơ cấp.
Nhưng do mạch thứ cấp được thiết kế
để hoạt động khi động cơ sinh ra công
suất lớn nên đường kính của vòi phun,
họng khuếch tán và gíc-lơ được làm
rộng hơn cùng loại so với mạch sơ cấp.
Do lượng nhiên liệu tiêu thụ khi mạch tốc độ cao thứ cấp bắt đầu hoạt động lớn hơn lượng
nhiên liệu tiêu thụ khi chỉ có mạch sơ cấp hoạt động, nên người ta trang bò cơ cấu điều khiển cho
phép mạch tốc độ cao thứ cấp hoạt động chỉ khi động cơ làm việc ở chếù độ tải nặng.
Bướm ga thứ cấp

Lỗ chậm

thứ cấp

Gíc
-
lơ chính
thứ cấp

Gíc
-
lơ chậm
thứ cấp

Van từ

Hình 6.22.
Mạch tốc độ thấp thứ cấp.
Lỗ phun chính thứ cấp

Lỗ cấp khí thứ cấp

Màng

Lò xo

Buồng chân không

Bướm ga
thứ cấp

Vòi phun chính
thứ cấp

Lỗ dẫn khí thứ cấp

Lỗ chân không thứ cấp


Lỗ chân không sơ cấp

Hình
6
.2
3
.
Mạch tốc độ cao thứ cấp.
Gíc
-
lơ
chính
thứ cấp

Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

129

III.6. Mạch toàn tải (hệ thống làm đậm)
Mạch sơ cấp tốc độ cao được thiết kế
cung cấp hỗn hợp cho động cơ làm việc tiết

kiệm. Vì vậy, khi động cơ phát hết công suất
cần phải cung cấp thêm nhiên liệu để làm
đậm hỗn hợp. Điều này được thực hiện nhờ
mạch toàn tải, mạch này có công dụng cung
cấp thêm nhiên liệu để làm đậm hỗn hợp,
giúp cho động cơ phát ra công suất cực đại. Sơ
đồ nguyên lý của hệ thống được thể hiện trên
(hình 6.24).
Khi bướm ga hé mở (động cơ làm việc
ở chế độ tải nhỏ), độ chân không trong đường
ống nạp sau bướm ga tăng lên, giữ cho piston
hoàn toàn ở vò trí trên. Điều này làm cho van
toàn tải đóng.
Khi bướm ga mở rộng (động cơ làm
việc ở chế độ tải nặng hoặc xe leo dốc), độ
chân không trên đường ống nạp yếu đi và piston toàn tải bò đẩy xuống nhờ vào lò xo (A) làm van
toàn tải mở. Khi đó nhiên liệu được cung cấp qua gíc-lơ chính và gíc-lơ toàn tải tới mạch tốc độ cao
để làm đậm hỗn hợp. Đối với động cơ 4A – F, khi van toàn tải mở lượng nhiên liệu cung cấp được
tăng thêm từ 15 ÷ 20%.
Nhiên liệu và không khí chạy qua các phần khác nhau của mạch toàn tải như sau:






Khi van toàn tải đóng kín không tốt sẽ làm cho hỗn hợp trong mạch tốc độ cao sơ cấp đậm và
làm giảm tính tinh tế của động cơ.
Nếu độ chân không thất thoát xung quanh piston toàn tải, hoặc đường ống chân không bò tắt,
piston sẽ ở vò trí dưới và van toàn tải vẫn mở. Kết quả làm cho hỗn hợp đậm.

Mặt khác, khi piston bò kẹt ở vò trí trên, van toàn tải sẽ không mở cũng làm cho động cơ tăng
tốc kém và suy giảm công suất.
III.7. Bơm tăng tốc
Khi mở bướm ga đột ngột, do quán tính của xăng lớn hơn nên tuy lượng không khí hút vào bộ
chế hoà khí tăng ngay lập tức nhưng lượng xăng tăng không đáp ứng kòp thời. Chính điều này đã làm
cho hỗn hợp bò nhạt trong quá trình động cơ tăng tốc (mở đột ngột bướm ga).

Và
o hệ thống nạp

Gíc
-
l
ơ toàn tải

Gíc
-
lơ
chính
Van toàn tải

Lò xo (B)

Lò xo (A)

Piston toàn tải

Vòi phun chính

Hình

6
.2
4
.
Sơ đồ nguyên lý mạch toàn tải.
Gíc
-
lơ chính

Vòi phun chính

Buồng cháy

Lỗ cấp khí chính

Buồng phao

Gíc
-
lơ toàn tải

Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

130

Để khắc phục hiện tượng này, người
ta trang bò bơm tăng tốc cho chế hoà khí để
có được tỷ lệ hỗn hợp tốt nhất cho quá trình
tăng tốc của động cơ. Sơ đồ nguyên lý của
hệ thống như (hình 6.25).

Khi tăng ga đột ngột, dưới tác dụng
của piston bơm nhiên liệu trong xylanh bơm
bò nén lại, áp lực của nhiên liệu làm đẩy
van bi ra và phun vào họng khuếch tán qua
gíc-lơ bơm.
Khi nhả chân ga, piston bơm đi lên
van bi vào mở đường nhiên liệu để cho xăng
từ buồng phao vào xylanh bơm. Ngoài kiểu
bơm tăng tốc như trên ra còn có bơm tăng
tốc kiểu màng. Hoạt động của hai loại bơm này về cơ bản như nhau.
III.8. Hệ thống điều khiển bướm gió tự động
Khi nhiệt độ động cơ thấp, vì đường ống nạp lạnh nên xăng sẽ không bay hơi tốt. Vì vậy hỗn
hợp sẽ bò nghèo, dẫn đến khó khởi động cho động cơ.
Ngoài ra, nhiệt độ động cơ càng
thấp thì công ma sát cản lại chuyển
động càng lớn, dẫn đến tốc độ quay của
động cơ vào lúc khởi động nhỏ. Làm
cho độ chân không trong hệ thống nạp
rất yếu và làm giảm lượng xăng cung
cấp qua lỗ không tải.
Để động cơ được khởi động dễ
dàng, người ra trang bò hệ thống bướm
gió. Hệ thống này cho phép cung cấp
một lượng hỗn hợp đậm hơn để dễ dàng
khởi động khi động cơ lạnh. Kiểu bướm
gió được dùng nhiều hiện nay là bướm
gió điều khiển tự động, hình 6.26.
Khi động cơ khởi động bướm gió
được đặt sau cho nó được đóng hoàn
toàn bởi lò xo lưỡng kim cho đến khi

nhiệt độ môi trường đạt tới 30
o
C.
Khi động cơ làm việc với bướm
gió đóng, độ chân không được tạo ra
phía dưới bướm gió. Điều này làm cho
một lượng xăng lớn được cung cấp qua
các mạch tốc độ thấp và tốc độ cao sơ
cấp, làm đậm hỗn hợp. Giúp động cơ
khởi động được dễ dàng.
Piston

bơm

Van bi vào
Van
bi ra

Vật
nặng

Gíc
-
lơ
bơm
Hình 6.25. Sơ đồ nguyên lý bơm tăng tốc.
Bướm gió

Cuộn nhiệt điện trở

Dây lưỡng kim

Cực L

Máy phát
Lạnh

Nóng
Nhiệt điện trở dương

Cuộn nhiệt điện trở

Dây lưỡng ki
m

Cực L

Máy phát
Khi động cơ khởi động

Sau khi động cơ khởi động

Hình
6
.
26
.
Hệ thống điều khiển bướm gió tự động.
Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

131

Sau khi động cơ đã khởi động, cực L của máy phát điện tạo ra dòng điện đưa đến cuộn nhiệt
điện trở. Dòng điện này làm nhiệt điện trở nóng lên và truyền nhiệt cho dây lưỡng kim, dây lưỡng
kim nóng lên, giãn nở và mở bướm gió.
Nhiệt điện trở dương (PTC) được trang bò để không cho dòng điện đi vào cuộn dây nhiệt điện
lớn hơn mức cần thiết sau khi bướm gió đã mở hết và phía trong buồng lò xo đã đạt khoảng 100
0
C.
III.9. Cơ cấu không tải nhanh (cầm chừng nhanh)
Sau khi động cơ khởi động
lạnh, do nhiệt độ làm việc của động
cơ chưa đạt giá trò ổn đònh nên ma
sát bên trong động cơ tăng. Chính
vì vậy nên phải tăng nhanh tốc độ
cầm chừng khi nhiệt độ động cơ
thấp để động cơ mau chống đạt
trạng thái nhiệt làm việc ổn đònh,
giúp động cơ hoạt động tốt hơn.
Để khắc phục hiện tượng
này, cơ cấu cầm chừng nhanh được
trang bò với tác dụng hé mở cánh
bướm ga để tăng tốc độ không tải
khi động cơ có nhiệt độ thấp.
Nếu động cơ khởi động khi
lạnh thì bướm gió sẽ đóng khi chân
ga bò đạp một lần và nhả ra. Cùng lúc đó, cam không tải nhanh được nối với bướm ga qua thanh nối
sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ. Sau đó, do cơ cấu lăn theo cam không tải nhanh mà nó chuyển
động kết hợp với bướm ga, tiếp xúc với cam không tải và bướm ga sẽ hé mở. Với sự mở nhẹ của
bướm ga, tốc độ không tải lớn hơn một ít được duy trì.

Sau khi động cơ đã ấm lên, động cơ tiếp tục làm việc với tốc độ cầm chừng nhanh (ngay cả
trường hợp bướm gió vẫn mở), cho đến khi ấn chân ga một lần nữa, cơ cấu lăn theo cam rời xa khỏi
cam quay. Lúc này, cam trở lại vò trí ban đầu của nó, điều này làm bướm ga trở lại vò trí không tải và
tốc độ động cơ giảm xuống tốc độ không tải.
IV. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG PHUN XĂNG
Trong động cơ xăng với hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng chế hoà khí, lượng hỗn hợp với tỷ
lệ thích hợp cung cấp cho động cơ làm việc được điều khiển bởi chế hoà khí. Tuy chế hoà khí trang bò
rất nhiều hệ thống và cơ cấu khác nhau để tạo ra được hỗn hợp tốt nhất cho từng chế độ làm việc
nhưng không thể nào đáp ứng được nhanh chóng và chính xác. Những nhược điểm này có được là do
hầu hết các cơ cấu đều được dẫn động bằng cơ khí nên khá phức tạp trong việc dẫn động, mặt khác
còn gây nhiều khó khăn trong bảo dưỡng, sửa chữa và điều chỉnh hệ thống.
Để giải quyết những tồn tại này, trên những động cơ xăng ngày nay người ta trang bò hệ thống
phun xăng. Hệ thống này có thể điều khiển bằng cơ khí hoặc bằng điện tử hay kết hợp giữa cơ khí và
điện tử. Trong các kiểu hệ thống phun xăng điều khiển bằng điện tử, máy tính (ECU – Electronic
Control Unit) sẽ điều khiển lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ để đáp ứng với mọi chế độ làm
việc một cách nhanh chóng và tối ưu nhất.
Bướm gió

Thanh
nối

Cam không
tải nhanh
Bướm ga
Cơ cấu lăn
theo cam
Cơ cấu cầm chừng
nhanh hoạt động
C
ơ cấu cầm chừng

nhanh không hoạt động

Hình
6
.
27
.
Cơ cấu không tải nhanh (cầm chừng nhanh).

Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

132

IV.1. Phân loại hệ thống nhiên liệu phun xăng
Trên thực tế có rất nhiều loại hệ thống phun xăng và có thể phân loại chúng như sau:
-

Hệ thống phun nhiên liệu liên tục và điều khiển chính là cơ khí: kiểu K – Jetronic, KE –
Jetronic.
-

Hệ thống phun nhiên liệu điều khiển bằng máy tính: L – Jetronic, Mono – Jetronic,
Motronic.
IV.2. Cấu trúc và nguyên lý làm việc
IV.2.1. Giới thiệu hệ thống phun xăng K – Jetronic
Hệ thống K – Jetronic là hệ thống phun nhiên liệu được điều khiển hoàn toàn bằng cơ khí (đời
cải tiến của K – Jetronic được điều khiển bằng điện). Lượng nhiên liệu cung cấp được điều khiển từ
lượng không khí nạp và được phun liên tục vào đường ống nạp, bên cạnh supap nạp của động cơ.
Các chế độ làm việc của động cơ đòi hỏi có sự thay đổi lượng hỗn hợp cung cấp tương ứng. Sự
thay đổi này được thực hiện bởi hệ thống K – Jetronic, nó bảo đảm được các chế độ làm việc của

động cơ, suất tiêu hao nhiên liệu và vấn đề độc hại của khí thải. Việc kiểm tra trực tiếp lưu lượng
không khí, cho phép hệ thống K – Jetronic tính toán phù hợp với sự thay đổi chế độ làm việc của
động cơ. Để giải quyết vấn đề chống ô nhiễm, hệ thống được kết hợp với thiết bò chống ô nhiễm,
lượng khí thải được kiểm tra chính xác bằng lượng không khí nạp.
Sơ đồ hệ thống K – Jetronic được thể hiện trên hình 6.28, bao ba nhóm thiết bò sau:
-

Nhóm cấp nhiên liệu.
-

Bộ phận kiểm tra lưu lượng không khí.
-

Bộ phận đònh lượng nhiên liệu.
Nhóm cung cấp nhiên liệu bao gồm một bơm điện để cung cấp nhiên liệu, nhiên liệu sau khi
qua lọc và bộ tích năng, nó sẽ được đònh lượng và phân phối đến các kim phun của động cơ.
Bộ phận kiểm tra lưu lượng không khí nạp vào động cơ được điều khiển bởi cánh bướm ga và
được kiểm tra bởi bộ đo lưu lượng không khí nạp.
Bộ phận đònh lượng nhiên liệu có tác dụng điều khiển sự đònh lượng và phân phối nhiên liệu.
Bộ đo lưu lượng không khí và bộ đònh lượng – phân phối hợp thành bộ tiết chế hỗn hợp. Kim phun
nhiên liệu, phun liên tục độc lập ở các supap nạp. Ở quá trình nạp, hỗn hợp không khí và nhiên liệu
được cung cấp vào các xylanh của động cơ.
Dựa vào lượng khí nạp thực tế, thiết bò đo lưu lượng không khí điều khiển lượng xăng ra. Qua
vòi phun 6 xăng được phun vào đường ống nạp, ngay trước supap nạp, hòa trộn với không khí đi qua
bướm ga tạo thành hỗn hợp đi vào xylanh động cơ.
Việc làm giàu hỗn hợp trong hệ thống có vai trò quan trọng khi thay đổi chế độ làm việc của
động cơ như tăng tốc, cầm chừng, đầy tải và khởi động.
Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

133

Không khí đi từ lọc gió đến cảm biến lưu lượng không khí, sau đó qua cánh bướm ga vào động
cơ tại các thời điểm supap nạp mở. Còn nhiên liệu đi từ bình chứa được bơm xăng hút lên, qua lọc
xăng đến bộ tích năng để đi tới bộ đònh lượng và phân phối nhiên liệu. Tại đây nhiên liệu được phân
phối cho các xylanh với một lượng thích hợp, tuỳ theo chế độ làm việc trên động cơ.
Sơ đồ khối mô tả đường đi của không khí và nhiên liệu trong hệ thống phun xăng K – Jetronic
được thể hiện trên (hình 6.29).



1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

15

16

17

18

19


Hình 6.28. Sơ đồ hệ thống phun xăng kiểu K – Jetronic.
1 – Thùng nhiên liệu; 2 – Lọc nhiên liệu; 3 – Bộ tích năng; 4 – Lọc nhiên liệu;
5 – bộ điều chỉnh chạy ấm máy; 6 – Kim phun; 7 – Buồng nạp; 8 – Kim phun khởi động;
9 – Bộ đònh phân;10 – Bộ đo gió; 11 – Van tần số; 12 – Cảm biến ôxy; 13 – Cảm biến nhiệt độ;
14 – Delco; 15 – Van không khí; 16 – Cảm biến bướm ga; 17 – ECU; 18 – Contact máy; 19 – Accu.

A

B

Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

134



















a) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận trong hệ thống
a.1) Bơm nhiên liệu
Khi có dòng điện 12 vôn cung cấp cho động cơ điện sẽ làm cho rotor của động cơ điện quay,
dẫn đến các con lăn văng ra ép sát vào vỏ bơm và làm kín khoảng không gian giữa các con lăn.
Khoảng không gian giữa hai con lăn khi quay có thể tích tăng dần là mạch hút của bơm, khoảng
không gian có thể tích giảm dần là mạch thoát của bơm (hình 6.30).
Lượng nhiên liệu từ bơm cung cấp sẽ qua kẽ hở giữa rotor và stator của động cơ điện, dưới tác
dụng của áp suất nhiên liệu làm van một chiều mở và nhiên liệu được cung cấp vào hệ thống. Van an

toàn bố trí bên trong bơm có chức năng giới hạn áp suất cung cấp nhiên liệu của bơm nhằm kéo dài
tuổi thọ của bơm xăng.

Không khí
Cảm biến lưu
lượng không khí


Nhiên liệu
Bơm xăng, bộ tích
năng, lọc xăng.
Bộ đònh phân nhiên
liệu
Kim
phun nhiên liệu


Đường ống nạp

Buồng đốt

Lọc gió

Cánh bướm ga
Hình
6
.
29
.
Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng kiểu K – Jetronic.

Van một chiều

Rotor

Đến bộ
tích năng

Van
an toàn

Nhiên
liệu vào

Hình
6
.3
0
.
Cấu tạo của bơm nhiên liệu.
Con lăn

Vỏ bơm

Đóa bơm

Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

135

a.2) Bộ tích năng

Bộ tích năng dùng để tích lũy một lượng nhiên liệu giúp cho động cơ dễ khởi động trở lại,
đồng thời ổn đònh áp suất nhiên liệu trong quá trình động cơ hoạt động.
Bộ tích năng được chia làm hai buồng ngăn cách với nhau bởi một màng. Một buồng chứa
nhiên liệu từ bơm cung cấp đến, buồng còn lại chứa lò xo và ăn thông với khí trời.
Khi bơm làm việc, dưới tác dụng của áp suất nhiên liệu màng bò đẩy sang trái làm cho lò xo bò
nén lại. Khi màng ở vò trí tối đa lúc này lượng nhiên liệu chứa ở bộ tích năng lớn nhất và năng lượng
dự trữ của bộ tích năng là tối đa khi xe hoạt động.
Khi động cơ khởi động, lò xo sẽ đẩy màng để nén nhiên liệu cung cấp cho hệ thống, giúp cho
động cơ khởi động được nhanh chóng. Ngoài ra bộ tích năng còn có tác dụng dập tắt sóng dao động
áp suất do bơm tạo nên. Nguyên nhân là lưu lượng của bơm cung cấp không đều khi nó hoạt động. Ở
một số động cơ, buồng chứa lò xo được nối với đường nhiên liệu về thùng chứa để đảm bảo an toàn
khi màng bộ tích năng bò rò nhiên liệu.








a.3) Lọc nhiên liệu
Lọc được bố trí ở giữa bộ tích năng và bộ phân
phối nhiên liệu. Chức năng là dùng để lọc sạch các cặn
bẩn có trong nhiên liệu, để đảm bảo sự làm việc chính
xác của bộ đònh lượng-phân phối và các kim phun.
Dòng nhiên liệu sau khi qua lọc được dẫn đến bộ đònh
phân nhiên liệu và bộ điều áp, (hình 6.32).
a.4) Bộ điều áp
Bộ điều áp được bố
trí bên trong bộ phân phối

nhiên liệu, có chức năng giữ
cho áp suất nhiên liệu trong
hệ thống không đổi (khoảng
5 bar). Cấu trúc bộ điều áp
gồm một lò xo, một piston
trượt trong xylanh và một
vòng cao su làm kín bố trí
trên đầu của piston, (hình
6.33).
Buồng
chứa lò xo

Lò xo

Vỏ

Màng
Buồng chứa
nhiên liệu

Hình
6
.3
1
.
Hoạt động của bộ tích năng.

Hình
6
.3

2
.
Lọc nhiên liệu.

Vòng cao su

Nhiên liệu về
b
ình chứa

Piston

Lò xo




Xylanh

Hình 6.33. Bộ điều áp.

Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

136

Khi động cơ hoạt động, áp suất nhiên liệu từ bơm cung cấp đến bộ phân phối và bộ điều áp.
Do áp suất của bơm cung cấp bao giờ cũng lớn hơn áp suất cần thiết của hệ thống nên piston điều áp
mở để đưa một lượng nhiên liệu trở về bình chứa nhằm giữ cho áp suất nhiên liệu trong hệ thống
không đổi. Độ mở van điều áp nhiều hay ít phụ thuộc vào lượng nhiên liệu tiêu thụ của động cơ. Khi
ngắt công tắc máy, bơm xăng ngừng quay, bộ điều áp đóng để tránh giảm áp suất trong hệ thống.

a.5) Kim phun nhiên liệu
Các kim phun được mở với áp suất đã được đònh trước của nhà chế tạo và phun tơi khi kim dao
động. Nhiên liệu được phun vào đường ống nạp, bên cạnh supap nạp của các xylanh. Mỗi kim phun
được gắn chặt vào một giá đặc biệt, giá này được cách nhiệt để chống lại sự toả nhiệt của động cơ.
Các kim phun không có chức năng đònh lượng, chúng sẽ tự động mở khi áp suất vượt quá 3,5 bar.











Kim phun phải bảo đảm phun sương ở mọi chế độ làm việc của động cơ. Khi động cơ dừng,
các kim phun sẽ tự động đóng ngay khi áp suất cung cấp giảm. Để cải thiện sự phun tơi của nhiên
liệu, người ta bố trí một lỗ ở phía trước bướm ga, để đưa thêm lượng không khí nạp đi ngang qua thân
kim phun. Lượng không khí này sẽ tán nhuyễn nhiên liệu khi phun, nhằm giảm suất tiêu hao nhiên
liệu và ô nhiễm của khí thải.
a.6) Bộ đònh lượng nhiên liệu
Đối với động cơ phun xăng hỗn hợp được hình thành ngay trước supap nạp. Lượng không khí
nạp phụ thuộc vào độ mở của cánh bướm ga. Do dòng không khí và nhiên liệu được tạo từ hai đường
khác nhau, nên cần phải có một bộ phận điều chỉnh phối hợp một cách chính xác, để tạo ra một tỷ lệ
hòa khí tối ưu. Muốn làm được điều này, phải có một bộ phận xác đònh lưu lượng không khí nạp và
bộ phận phân phối nhiên liệu đến các kim phun phù hợp với lượng không khí nạp.
Bộ phận đảm nhiệm nhận biết lưu lượng không khí nạp gọi là bộ đo gió và bộ phận phân phối
nhiên liệu đến các kim phun gọi là bộ phân phối nhiên liệu. Hai bộ phận này được ghép lại với nhau
có nhiệm vụ đònh lượng và phân phối nhiên liệu.

-

Bộ đo lưu lượng không khí.
Bộ đo lưu lượng không khí nạp có chức năng kiểm tra lưu lượng không khí nạp vào động cơ và
quyết đònh công suất của động cơ. Lượng không khí nạp cơ bản dùng để xác đònh lượng nhiên liệu
phun. Do vậy, phải có sự phối hợp chính xác giữa bộ đo không khí và bộ đònh lượng nhiên liệu.
Thân

Lọc

Van

Lò xo
Hình 6.34. Kim phun nhiên liệu.
1 – kim phun; 2 – đường ống không khí; 3 – buồng phao; 4 – bướm ga.


1

2

3

4