Báo cáo khoa học: "Bộ chế hoà khí hồi tiếp điện tử" doc

Bộ chế ho khí hồi tiếp điện tử

TS. Nguyễn duy tiến
Bộ môn Động cơ đốt trong
Khoa Cơ khí - Trờng Đại học GTVT

Tóm tắt: Bi báo trình by phơng pháp tính toán lợng ho khí do bộ chế ho khí tạo ra
khi động cơ ô tô hoạt động trong điều hiện nhiệt đới.
Trên cơ sở đó giới thiệu bộ chế ho khí hồi tiếp điện tử đợc trang bị trên các ô tô đời mới
thoả mãn đợc điều kiện khai thác ở Việt Nam.
Summary: The article presents the methods of calculating the mixture produced by
carburettor when the automobile engine is under operation in tropical conditions.
i. cơ sở lý luận
ở Việt Nam từ năm 1996 đến nay ô tô đời
mới đợc sử dụng rất phổ biến. Trong đó
những ô tô cao cấp thờng sử dụng hệ thống
nhiên liệu EFI (phun xăng điện tử). Còn một
số lớn ô tô thông dụng vẫn sử dụng bộ chế
hoà khí hồi tiếp điện tử. Trong quá trình khai
thác ta thấy chúng đạt hiệu quả tốt phù hợp
với điều kiện Việt Nam. Từ thực tế khai thác,
kết hợp với việc nghiên cứu nhiệt đới hoá
phơng tiện, tác giả mạnh dạn trình bày cơ sở
lý luận của việc trang bị trên so với các loại bộ
chế hoà khí thông thờng.
ii. ảnh hởng của môi trờng khai
thác tới quá trình tạo hỗn hợp của
bộ chế ho khí
Động cơ ô tô sử dụng bộ chế hoà khí
thông thờng khi làm việc trong điều kiện khí

hậu nóng ẩm, nhiệt độ cao hoặc miền núi cao
có áp suất khí quyển giảm thì công suất giảm,
chi phí nhiên liệu tăng, nớc mau sôi và mài
mòn tăng. Sở dĩ nh vậy vì khi tăng nhiệt độ
môi trờng hỗn hợp sẽ đậm vì mật độ không
khí giảm dựa vào công thức:
T.R
P
kk
= (1)
P: áp suất khí quyển
R: Hằng số trạng thái của không khí
T: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí.
Nh vậy ta thấy khi nhiệt độ và áp suất
môi trờng thay đổi (Nhiệt độ cao, hoặc động
cơ làm việc ở vùng núi cao, áp suất giảm) đều
ảnh hởng tới
kk
.
Khi mật độ không khí thay đổi sẽ làm
thành phần hỗn hợp (hệ số d thừa không
khí) thay đổi:
nl0
kk
G.L
G
=
(2)
G
kk

: Suất tiêu hao không khí
G
nl
: Suất tiêu hao nhiên liệu

L
0
: Lợng không khí lý thuyết cần thiết để
đốt cháy 1 kg xăng.
* Suất tiêu hao không khí qua bộ chế ho
khí đợc tính toán nh sau:
kkktkkkk
.p.g.2.F.G =
(3)

kk
: Hệ số tiêu thụ không khí
F
kt
: Tiết diện hầu khuyếch tán
g: Gia tốc trọng trờng.
p: Độ chân không trong họng khuyếch
tán.

kk
: Mật độ (trọng lợng riêng của không
khí)
Dựa vào (3) ta thấy khi áp suất và nhiệt
độ môi trờng khai thác thay đổi thì
kk

thay
đổi mạnh nhất.
* Suất hao nhiên liệu qua bộ chế ho khí:
nldlnlnl
.p.g.2.F.G =
(4)

nl
: Hệ số tiêu thụ nhiên liệu
F
dl
: Tiết diện giclơ
p: Độ chân không trong hầu khuyếch
tán

nl
: Trọng lợng riêng của nhiên liệu
Khi nhiệt độ môi trờng thay đổi, độ nhớt
của nhiên liệu thay đổi, độ bay hơi tăng nên
nl

thay đổi.
Từ công thức (2) ta có:
kkdlnl0
kkktkk
nl0
kk
.P.g.2.F L
.P.g.2.F.
G.L

G


==

nl
kk
dl
kt
nl
kk
0
.
F
F

L
1




=
(5)
Từ (5) ta thấy khi nhiệt độ môi trờng
khai thác cao việc giảm trọng lợng riêng của
nhiên liệu không đáng kể so với việc giảm
kk
.
Do đó làm hỗn hợp rất đậm.

Hỗn hợp đậm sẽ làm cho quá trình cháy
kém, dầu bôi trơn sẽ bị các hạt xăng quét
màng dầu làm tăng mài mòn xilanh.
Nếu gọi ,
kk
,
nl
ở nơi thiết kế động cơ
,
kk
,
nl
ở điệu kiện Việt Nam
Ta có:
nl
kk
dl
kt
nl
kk
0
'
'
.
F
F

L
1
'

=

nl
nl
kk
kk
nl
nl
'
.
'
.
''





=



nl
nl
kk
kk

nl
nl
'
.
'
.
'
.'






=

Nếu coi ảnh hởng của
nl
,
nl
,
nl
và
nl

không đáng kể ta có:
kk
kk
'
.'

=
(6)
Nh vậy để tránh làm đậm hỗn hợp khi
nhiệt độ và áp suất môi trờng khai thác thay
đổi ta phải điều chỉnh hoặc cải tiến bộ chế
hoà khí bằng sử dụng bộ chế hoà khí hồi tiếp
điện tử.
III. bộ chế ho khí hồi tiếp điện tử
(Computer controller emesion System/
CCES). Vào những năm 90 của thế kỷ XX các
hãng ô tô Ford và Gerezal Motors bắt đầu sử
dụng bộ trung hoà khí thải (bộ hoá khử 3 chất)
để khử HC, CO, NO
x
. Chính vì vậy các động
cơ ô tô của các hãng này đã đa vào sử dụng
bộ chế hoà khí hồi tiếp điện tử.


Cảm biến ôxy
Sự vận hnh dây chuyền khép kín của bộ chế ho
khí hồi tiếp điện tử

Bộ chế hoà khí điện tử thờng sử dụng
các bộ phận bằng điện tử Solenoid để điều
khiển lu lợng khí trời, lu lợng xăng nạp
vào động cơ với tỷ lệ tiết kiệm nhất, thoả mãn
mọi đòi hỏi của động cơ trong điều kiện khai

thác khác nhau ở Việt nam các bộ phận này
chịu sự giám sát của hệ thống cảm biến và
chấp hành mọi mệnh lệnh điều khiển từ xa
của Computer.
Do đó, bộ chế hoà khí Computer điều
khiển còn đợc cọi là hệ thống các bua ra tơ
(chế hoà khí hồi tiếp điện tử).
Ưu điểm của bộ chế hoà khí hồi tiếp điện
tử là điều chỉnh đợc tỷ lệ hỗn hợp tối u bằng
cách bố trí cảm ứng ôxy đặt trong hệ thống
thải khí. Cảm biến này làm việc dới sự điều
khiển của một mô đun điện tử ECM
(Electromic Control Module). Nhiệm vụ duy
nhất của cảm biến ôxy là đo lợng ôxy có
trong khí thải rồi đổi thành tín hiệu điện tử gửi
về ECM. Sau khi nhận đợc tín hiệu lệnh đến
các bộ phận điện tử lập tức các bộ phận điện
tử ở cách mạch gió, mạch xăng, làm ngay
công việc cân đo, đong đếm sao cho đúng với
chơng trình ECM tạo thành một dây truyền
khép kín.
Hoà khí loãng
Cuộn điện từ
giảm đậm hoà khí
Điện thế cảm
biến O
2
thấp
Tuy cảm biến ôxy làm việc thờng xuyên
nhng không phải lúc nào các tín hiệu của nó

cũng đợc ECM tiếp nhận, vì vậy trong những
điều kiện nhất định ECM không nhận bất kỳ
tín hiệu nào từ cảm biến ôxy mà cũng không
phát tín hiệu điều tiết tỷ lệ hoà khí tới các bộ
điện tử nên mạch hồi tiếp bị gián đoạn tạm
ngng làm việc. Lúc này bộ chế hoà khí làm
việc bình thờng suốt cho tới khi cảm biến ôxy
nóng tới nhiệt độ tới hạn.
ECU
(ECM)
ECU
(ECM)
Điện thế cảm
biến O
2
cao
Cu
ộ
n điện từ tăn
Khi chạy ấm máy và khi tải nặng mạch
hồi tiếp điện tử sẽ bị gián đoạn. Vì vậy bộ cảm
biến điện tử (ECM) cần trang bị thêm các cảm
biến:
- Cảm biến thuỷ nhiệt (cảm biến nhiệt độ
nớc làm mát động cơ)
- Cảm biến áp suất khí nạp.
- Cảm biến cánh bớm ga để biết đợc
O
2
trong khí thải

giảm xuống
g

đậm hoà
khí

tải trọng của động cơ mà tăng giảm tỷ lệ hoà
khí.
Do đó tỷ lệ hoà khí luôn đợc hiệu chỉnh
kịp thời với mọi sự thay đổi điều kiện khai thác
của động cơ.
IV. Kết luận
Từ cơ sở lý luận về chế hoà khí và các
trang bị điện tử hiện có các động cơ ô tô có
trang bị bộ chế hoà khí hồi tiếp điện tử luôn
thoả mãn điều kiện làm việc ở Việt Nam. Và
có tính u việt hơn hẳn các động cơ có bộ chế
hoà khí thông thờng. Trong quá trình khai
thác khi hỗn hợp quá đậm hoặc quá nhạt ta
sẽ tiến hành điều chỉnh các cảm biến (mạch
điện) theo sơ đồ đã cho.
Tài liệu tham khảo
[1]. Boltinsky. VN: Traktornuie i automobilnuie
dvigateli Moskva, 1953.
[2]. Baukenic - Exspaluatasia automobilei v usloviak
Giarcôvơ Klimata.
[3]. Nghiên cứu sử dụng ôtô đời mới ở Việt Nam. Đề tài
NCKH cấp bộ B98 - 35 - 66. Chủ trì: TS. Nguyễn Duy
Tiến.
[4]. Nghiên cứu sử dụng xăng không pha chì, đề tài

NCKH cấp Bộ B2002 - 25 - 38. Chủ trì: TS. Nguyễn
Duy Tiến