Giáo trình thực tập động cơ xăng II - Phần 1 pps

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH











GIÁO TRÌNH
THỰC TẬP ĐỘNG CƠ XĂNG II

NGUYỄN TẤN LỘC

THÁNG 3 / 2007

LỜI GIỚI THIỆU


Giáo trình thực tập động cơ phần 2 được biên soạn nhằm mục đích giúp cho các
sinh viên chuyên ngành hệ Cao Đẳng và Đại Học theo chương trình công nghệ của
Bộ Môn Động Cơ, Khoa Cơ Khí Động Lực Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật
Thành Phố Hồ Chí Minh có tài liệu học tập và nghiên cứu. Chúng tôi kết hợp giữa
lý thuyết và thực tế để soạn tài liệu cho phù hợp với yêu cầu đào tạo của trường
theo hướng Việt Nam và hiện đại.
Ngoài ra tài liệu còn có thể được sử dụng cho các trường dạy nghề, cao đẳng và
đại học khác có ngành nghề liên quan.
Tài liệu được biên soạn theo đúng đề cương môn học thực tập động cơ xăng của
Bộ Môn. Nó được chia làm hai phần chính.
-
Phần 1: Thực tập động cơ 1
- Phần 2: Thực tập động cơ 2
Nội dung tài liệu động cơ 2 giới thiệu các kiểu hệ thống phun xăng, cấu trúc-
nguyên lý hoạt động và phương pháp chẩn đoán kiểm tra và sửa chữa. Giai đoạn
này giúp cho sinh viên hoàn chỉnh kiến thức vềø động cơ xăng, biết sử dụng các
thiết bò chẩn đoán và khảo nghiệm động cơ.

Đây là tài liệu đã được chỉnh lý, bổ sung về nội dung và hình thức so với tài
liệu học tập của Bộ Môn sau một thời gian dài giảng dạy, nghiên cứu khoa học và
lao động sản xuất.
Chúng tôi mạnh dạn bỏ qua các nội dung mà hiện nay quá lạc hậu so với điều
kiện phát triển của Việt Nam và thế giới như kiểm tra chẩn đoán kiểm tra và sửa
chữa hệ thống phun xăng kiểu cơ khí.
Xin chân thành cảm ơn các thày trong Bộ Môn Động Cơ đã đóng góp rất nhiều
ý kiến quý báu trong việc xây dựng chương trình môn học cũng như về nội dung và
hình thức của tài liệu. Tuy nhiên, sự biên soạn không thể tránh những thiếu sót
nhất đònh, chúng tôi hân hoan đón nhận sự đóng góp chân thành của các đọc giả.

Tp.HCM ngày 1 tháng 3 năm 2007
Người biên soạn




Nguyễn Tấn Lộc

Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
Lòch sử phát triển
3
GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG - LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN


I. Khái niệm.
Hệ thống phun xăng đã được phát minh từ lâu, nhưng vào thời kỳ đó công nghệ chế tạo còn rất
kém, nên nó không được sử dụng trong thực tế. Ngày nay nhờ vào các thành tựu về kinh tế, kỹ

thuật đã giúp cho các hãng chế tạo hoàn thiện và phát triển hệ thống phun xăng. Với hệ thống
phun xăng, nhiên liệu được phun vào đường ống nạp bên cạnh xú pap nạp bằng các bộ phận bằng
cơ khí hay điện tử, chớ không nhờ vào sức hút của dòng khí như ở các động cơ dùng bộ chế hòa
khí.
Khi nhiên liệu phun vào, nó sẽ đïc hòa trộn với không khí để tạo thành hỗn hợp có tỉ lệ không
khí và nhiên liệu là tối ưu. Sau khi hòa trộn, hỗn hợp được hút vào xy lanh của động cơ khi xú pap
nạp mở.
Trong hệ thống phun xăng, nhiên liệu được phun vào với một áp suất nhất đònh. p suất này phải
đảm bảo cho sự hình thành hỗn hợp để quá trình cháy xảy ra là tốt nhất. Nhờ hệ thống phun xăng,
các nhà chế tạo nâng được công suất của động cơ, tiết kiệm nhiên liệu và giải quyết phần lớn về
vấn đề độc hại của khí thải.
II. Lòch sử phát triển.
Vào cuối thế kỹ 19, một kỹ sư người Pháp ông Stévaan đã nghó ra cách phân phối nhiên liệu khi
dùng một máy nén khí. Sau đó một thời gian, người Đức đã cho phun nhiên liệu vào buồng đốt,
nhưng việc này không đạt được hiệu quả cao nên không thực hiện.
Đến năm 1887 người Mỹ đã có đóng góp to lớn trong việc triển khai hệ thống phun xăng vào sản
xuất, áp dụng trên động cơ tỉnh tại. Đầu thế kỹ 20, người Đức áp dụng hệ thống phun xăng trên
động cơ 4 kỳ tỉnh tại, với sự đóng góp này đã đưa ra một công nghệ chế tạo hệ thống cung cấp
nhiên liệu cho máy bay ở Đức.
Từ đó trở đi, hệ thống phun xăng được áp dụng trên các loại ôtô ở Đức và nó đã thay dần động cơ
sử dụng bộ chế hòa khí. Công ty Bosch đã áp dụng hệ thống phun xăng trên mô tô 2 kỳ, bằng
cách cung cấp nhiên liệu dưới áp lực cao.
Hãng Bosch đã sử dụng phương pháp phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt nên gía thành chế
tạo cao và hiệu quả lại thấp. Với kỹ thuật này nó được ứng dụng trong thế chiến thứ hai một cách
có hiệu quả.
Việc nghiên cứu ứng dụng hệ thống phun xăng bò gián đoạn trong một khoảng thời gian dài. Đến
năm 1962, người Pháp triển khai nó trên ôtô Peugoet 404. Họ điều khiển sự phân phối nhiên liệu
bằng cơ khí nên hiệu quả không cao và công nghệ vẫn chưa đáp ứng tốt được. Đến năm 1966,
người Đức đã đưa thế giới tiến bộ bằng kỹ thuật áp dụng trong điều khiển
Năm 1973, các kỹ sư người Đức đã đưa ra hệ thống phun xăng kiểu cơ khí gọi là K-Jetronic. Loại

này được đưa vào sản xuất và ứng dụng trên hãng xe Mercedes Vào năm 1981 hệ thống K-
Jetronic được cải tiến thành KE-Jetronic và nó được sản xuất hàng loạt vào năm 1984 và được
trang bò trên các xe của hãng Mercedes.
Dù đã có nhiều thành công lớn khi ứng dụng hệ thống K-Jetronic và KE-Jetronic trên ôtô. Nhưng
các kiểu này có khuyết điểm là bảo dưỡng sửa chữa khó và giá thành chế tạo rất cao. Do vậy các
kỹ sư đã không ngừng nghiên cứu và đưa ra các loại khác như L-Jetronic, Mono-jetronic và
Motronic.
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
Lòch sử phát triển
4
Người Mỹ đã theo người Đức cho chế tạo K-Jetronic dùng trên các xe của hãng GM, Chrysler,
Ngoài ra họ còn cho ứng dụng hệ thống L-Jetronic, Mono-Jetronic và Motronic trên các xe
Cadilac.
Đến năm 1984, người Nhật mới ứng dụng hệ thống phun xăng trên các xe của hãng Toyota. Sau
đó các hãng khác như Nissan của Nhật cũng ứng dụng kiểu L-Jetronic thay cho bộ chế hoà khí.
III. Các yêu cầu của hệ thống phun xăng.
 Tỉ lệ không khí và nhiên liệu phải thích hợp với các chế độ làm việc của động cơ.
 Hạt nhiên liệu cung cấp phải nhỏ và phần lớn phải ở dạng hơi.
 Hỗn hợp phải đồng nhất trong xy lanh và như nhau ở mỗi xy lanh.
 Thời gian hình thành hỗn hợp phải đáp ứng tốt khi động cơ làm việc ở số vòng quay cao.
 Hỗn hợp cung cấp phải phù hợp với sự ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất môi trường và
nhiệt độ của động cơ.
 Lượng nhiên liệu sử dụng phải có chất lượng tốt.
A. Tỉ lệ hỗn hợp.
Công suất động cơ, suất tiêu hao nhiên liệu và thành phần của khí thải phụ thuộc vào tỉ lệ hỗn
hợp đưa vào động cơ.
Trong quá trình làm việc, chế độ tốc độ và tải của động cơ luôn thay đổi. Theo lý thuyết để
đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu thì phải cần 14,7 kg không khí hay A/F = 14,7/1.

Trong thực tế phạm vi tải và tốc độ động cơ thay đổi rất rộng, để đáp ứng với từng chế độ làm
việc, thì tỉ lệ hỗn hợp phải được cung cấp đúng với đặc tính làm việc của động cơ theo các chế
độ như: Tải nhỏ, một phần tải, đầy tải, tăng tốc…
B. Hệ số không khí: »
Là tỉ số giữa không khí nạp thực tế vào các xy lanh của động cơ và lượng không khí theo lý
thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu.
Căn cứ vào đònh nghóa trên chúng ta có các trường hợp sau:
 Khi » = 1 thì lượng không khí nạp thực tế bằng với lượng không khí lý thuyết.
 Khi »  1 hỗn hợp cháy thiếu không khí hay gọi là hỗn hợp giàu nhiên liệu. Khi » =
0,85 – 0,95 thì tốc độ cháy đạt cực đại, công suất động cơ phát ra là lớn nhất, nhưng
sự tiêu hao nhiên liệu gia tăng.
 Khi »  1 lượng không khí nạp nhiều, hỗn hợp nghèo nhiên liệu. Động cơ làm việc
ở chế độ tiết kiệm nhưng công suất động cơ thấp hơn.
 Khi »  1,3 hỗn hợp quá nghèo và sự cháy kéo dài.












Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
Lòch sử phát triển

5

Theo đồ thò chúng ta thấy, công suất động cơ Ne, suất tiêu hao nhiên liệu ge và hàm lượng khí
CO, HC, NOx… có trong khí thải ảnh hưởng rất nhiều theo hệ số không khí  và không có một
giá trò » nào thích hợp cho mọi chế độ làm việc của động cơ.
Trong thực tế người ta thấy rằng, hệ số không khí » = 0,90 – 1,10 là thích hợp nhất. Để đạt
được giới hạn này, người ta phải đo lưu lượng không khí nạp vào động cơ, từ đó cung cấp
lượng nhiên liệu phù hợp với lượng không khí nạp.
 Khi » = 1,1 – 1,2 thì suất tiêu hao nhiên liệu ge là bé nhất, lượng không khí nạp thừa
khoảng 10 – 20%.
 Khi » = 1,1 – 1,2 thì hàm lượng khí CO và HC có trong khí thải là bé nhất, nhưng hàm
lượng ôxyt Nitơ sinh ra lại là lớn nhất.
IV. Hệ thống điều khiển dòng nhiên liệu.
Hệ thống điều khiển dòng nhiên liệu có thể là bộ chế hòa khí hay hệ thống phun nhiên liệu.
Nhiệm vụ chính của hệ thống là chuẩn bò một hỗn hợp có tỉ lệ hòa khí tốt nhất để đáp ứng điều
kiện tải của ôtô.
Điều khiển bằng cách cho phun nhiên liệu là phương pháp tối ưu nhất hiện nay. Nó vừa nâng cao
được công suất của động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu và hạn chế ô nhiểm môi trường là tốt nhất.
Có hai kiểu điều khiển phun nhiên liệu:
1. Điều khiển bằng cơ khí.
- Dùng trên động cơ Diesel: kiểu điều khiển này hoàn toàn dẫn động bằng cơ khí.
- Dùng trên động cơ xăng: Sự phân phối nhiên liệu được dẫn động bằng cơ khí. Bơm nhiên
liệu được dẫn động bằng bơm điện. Điều khiển kiểu này người Đức gọi là K-Jetronic. Hệ
thống K-Jetronic gồm bộ đo lưu lượng không khí nạp, hệ thống cung cấp nhiên liệu, các
cảm biến và bộ phận đònh lượng-phân phối nhiên liệu
2. Điều khiển bằng điện tử:
-
Nhiên liệu được cung cấp bằng một bơm dẫn động bằng điện.
- Nhiên liệu sử dụng là xăng.
- Nhiên liệu phun nhờ sự mở của các van kim phun. Bên trong các kim phun có các van được

điều khiển đóng mở bằng một cuộn dây khi có dòng điện đi qua nó.
- Các kim phun được điều khiển từ bộ điều khiển điện tử, gọi tắt là ECU (Electronic Control
Unit). ECU điều khiển khiển các kim phun bằng xung điện dạng xung vuông, có chiều dài
xung thay đổi. Dựa vào chiều dài xung này các kim phun sẽ mở với thời gian dài hay ngắn,
từ đó đònh lượng nhiên liệu phun nhiều hay ít.
- ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến để xác đònh tình trạng hoạt động của động cơ, điều
kiện môi trường, từ đó điều khiển thời gian phun nhiên liệu.
IV. Sự đáp ứng thành phần hỗn hợp của động cơ.
1. Khi khởi động lạnh.
Khi động cơ lạnh, do nhiệt độ động cơ thấp nên nhiên liệu khó bay hơi và lượng nhiên liệu
bám vào vách đường ống nạp và vách buồng đốt nhiều, nên hỗn hợp bò nghèo. Do đó phải có
sự phun thêm nhiên liệu để bù trừ hiện tượng trên, giúp cho động cơ khởi động dễ dàng và
nhanh chóng khi lạnh.
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
Lòch sử phát triển
6
Sau khi khời động ở nhiệt độ thấp, sự làm giàu hỗn hợp phải được tiếp tục trong một khoảng
thời gian ngắn để bù trừ hỗn hợp không khí xấu do ngưng tụ, giúp cho động cơ làm việc tốt
hơn từ lúc khởi động chuyển sang chế độ cầm chừng.
2. Chế độ làm ấm.
Tiếp theo sự khởi động lạnh, sự làm giàu hỗn hợp phải được coi là cần thiết, để bù trừ lượng
nhiên liệu ngưng tụ trên thành đường ống nạp, vách xy lanh… cho đến khi nhiệt độ động cơ đạt
bình thường. Ở chế độ này tốc độ cầm chừng động cơ cao hơn bình thường, còn gọi là cầm
chừng nhanh.
3. Khi tăng tốc.
Sự mở đột ngột của cánh bướm ga làm cho áp thấp sau cánh bướm ga giảm đột ngột, nhưng áp
thấp trên cánh bướm ga gia tăng không kòp sẽ làm cho hỗn hợp nghèo đi tức thời. Hiện tượng
này được khắc phục bằng cách làm giàu hỗn hợp để đảm bảo cho động cơ tăng tốc đạt hiệu

quả nhất.
4. Chế độ tải trung bình.
Ở chế độ này đòi hỏi phải có sự tiêu hao nhiên liệu là nhỏ nhất, đảm bảo tính tiết kiệm. Đồng
thời phải đảm bảo được vấn đề ô nhiểm môi trường (» = 1).
5. Chế độ đầy tải.
Ở chế độ này đòi hỏi công suất của động cơ phát ra là lớn nhất, do vậy hỗn hợp đòi hỏi phải
giàu nhiên liệu ( » = 0,85 – 0,95).
6. Tốc độ câm chừng.
Hệ thống phun xăng cung cấp một lượng hỗn hợp cần thiết ở chế độ cầm chừng. Tùy theo
điều kiện của động cơ nóng hay lạnh mà lượng hỗn hợp được cung cấp cho động cơ nhiều hay
ít, chủ yếu để khắc phục ma sát.
7. Chế độ giảm tốc đột ngột.
Khi giảm tốc đột ngột, sự cung cấp nhiên liệu cho động cơ là không cần thiết. Đồng thời do độ
chân không tăng mạnh ở sau bướm ga làm cho nhiên liệu phun ra nhiều hơn. Chính vì vậy,
phải cắt nhiên liệu khi giảm tốc để tiết kiệm nhiên liệu và chống ô nhiểm môi trường.
8. Chế độ hạn chế tốc độ.
Số vòng quay của động cơ xăng được giới hạn để đảm bảo động cơ không bò hỏng do lực quán
tính gây nên. Ở động cơ phun xăng chế độ hạn chế tốc độ được thực hiện bằng cách cắt nhiên
liệu hoàn toàn đến các kim phun khi số vòng quay của động cơ vượt qúa qui đònh của nhà chế
tạo.
V. So sánh một số bộ phận bộ chế hòa khí và hệ thống phun xăng.

TT Bộ chế hòa khí Hệ thống phun xăng
1

Bơm tăng tốc

Cảm biến vò trí bướm ga

2

Cơ cấu cầm chừng nhanh

Mạch không khí đi tắt qua bướm ga

3

Cơ cấu điều khiển bùm
gió

Contact nhiệt thời gian

4

Phao xăng và van kim

Bộ điều áp

5

Buồng phao

Ống phân phối nhiên liệu

6

Các gic lơ

Các kim phun

7

Bướm
gió

Kim phun khởi động lạnh

8

Vit chỉnh tốc độ cầm chừng

Vit điều chỉnh lượng không khí đi tắt

Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM