Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.

Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
LỜI NÓI ĐẦU
Nhu cầu sử dụng năng lượng nói chung và nhiên liệu nói riêng của con người
tăng theo sự phát triển của xã hội. Các nguồn nhiên liệu hoá thạch (xăng, dầu, khí
đốt ) dần cạn kiệt đang là vấn đề nóng bỏng của cả thế giới. Với mức tiêu thụ như
hiện nay nếu không có giải pháp sử dụng năng lượng thay thế thì xăng dầu sẽ hết
trong khoảng 40, 50 năm nữa. Bên cạnh đó, ô nhiễm môi trường đang là mối quan
tâm hàng đầu của nhân loại đặc biệt giao thông vận tải là nguồn gây ô nhiễm đáng
kể do khí xả của động cơ. Sử dụng cồn làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong là
hướng đi của nhiều nước trên thế giới trong thời gian gần đây. Việc sử dụng cồn với
tỷ lệ ngày càng cao.
Với đề tài “Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
DAEWOO 1.6L DOHC lắp trên xe DAEWOO Nubira 1.6. Dựa trên động cơ cơ sở
là DAEWOO 1.6L DOHC chúng em đã thiết kế lại động cơ phù hợp cho việc sử
dụng xăng sinh học E20.
Cùng với việc áp dụng các phần mềm công nghệ vào trong quá trình tính toán, cụ
thể chúng em dùng ở đây là phần mềm CATIA. Nhờ một số công cụ trên phần mềm
này giúp cho chúng em có thể tối ưu hóa được mọi tính toán cho kết quả tương đối
chính xác.
Sau khi hoàn thành đề tài này đã giúp chúng em hệ thống lại được những kiến
thức được tích lũy trong thời gian học tập ở trường và có cái nhìn thực tế hơn về
ngành Cơ khí Động lực. Ngoài ra cũng qua đề tài này giúp chúng em hoàn thiện
được nhiều kĩ năng về word, excel, autocad, và một số hiểu biết về cách sử dụng
phần mềm thiết kế trong ngành.
Xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn của thầy giáo Nguyễn Quang Trung đã
hướng dẫn chúng em rất tận tình cùng với các thầy cô trong khoa Cơ khí Giao thông
đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho chúng em hoàn thành đề tài này.

Đà Nẵng, ngày 04 tháng 06 năm 2015
Sinh viên thực hiện

MAI VĂN LỢI
1
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC
1.1. TÌNH HÌNH NHIÊN LIỆU HIỆN NAY
1.1.1 Tình hình sử dụng năng lượng trên thế giới
Nhu cầu về năng lượng của Thế giới tiếp tục tăng lên đều đặn trong hơn hai thập
kỷ qua. Nguồn năng lượng hóa thạch vẫn chiếm 90% tổng nhu cầu về năng lượng
cho đến năm 2025. Nhu cầu đòi hỏi về năng lượng của từng khu vực trên Thế giới
cũng không giống nhau.
Tài liệu của Cơ quan Thông tin Năng lượng 2004 đã dự báo rằng nhu cầu tiêu thụ
tất cả các nguồn năng lượng đang có xu hướng tăng nhanh. Giá của các năng lượng
hóa thạch dùng cũng vẫn rẻ hơn so với các nguồn năng lượng hạt nhân, năng lượng
tái tạo hay năng lượng các dạng năng lượng hoàn nguyên khác.
1.1.2. Ảnh hưởng
Các nguồn năng lượng hóa thạch trên Thế giới đang dần cạn kiệt, thêm nữa là
những vấn đề môi trường nảy sinh trong quá trình khai thác đã dẫn đến việc khuyến
khích sử dụng năng lượng hoàn nguyên để giảm bớt sự ô nhiễm môi trường tránh
gây cạn kiệt nguồn năng lượng hóa thạch. Nhưng do chưa có những điều luật cụ thể
về vấn đề này, nên dầu mỏ, than đá, khí thiên nhiên vẫn được coi là nguồn nhiên
liệu chủ yếu để nhằm thỏa mãn những đòi hỏi về năng lượng và chính điều đó sẽ
dẫn đến sựcạn kiệt nguồn năng lượng hóa thạch trong một thời gian không xa.
Khi đề cập về tình hình dự trữ, khai thác hay sử dụng các nguồn năng lượng nhất
là nguồn năng lượng hóa thạch trên Thế giới, chúng ta không thể bỏ qua những tác
động trực tiếp cũng như gián tiếp của các hoạt động đó đối với môi trường. Hiện
nay cũng như trong các thập kỷ sắp tới đây, việc làm sao để giảm thiểu khí nhà kính
sinh ra trong quá trình sử dụng và đốt cháy năng lượng là một vấn đề vô cùng cấp
thiết vì sự gia tăng lượng khí nhà kính sẽ gây ra sự thay đổi khí hậu toàn cầu do trái
đất nóng lên và làm cho không khí trở nên ô nhiễm nặng nề. Chúng ta sẽ đề cập đến

các yếu tố do việc tiêu thụ năng lượng tác động lên môi trường, khí quyển do đó
làm tăng các chất gây ô nhiễm cho không khí như chì, sulfur oxides, nitrogen
oxides, các vật chất hữu cơ không ổn định. Ở nhiều quốc gia còn quan tâm đến cả
việc giảm lượng thủy ngân tạo ra trong quá trình sản xuất điện năng để tránh gây ô
nhiễm đất, sông ngòi, ao hồ và đại dương.
Tổng quan năng lượng năm 2004 (IEO2004) đã dự đoán về sự phát sinh khí thải
CO
2
có liên quan tới năng lượng mà như đã nêu trên chủ yếu là khí thải carbon
dioxide do con người gây ra trên toàn cầu. Căn cứ vào những kỳ vọng về tăng
trưởng kinh tế khu vực và sự lệ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch, trong
2
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
IEO2004 đã cho thấy sự thải khí carbon dioxide trên toàn cầu sẽ tăng nhanh hơn rất
nhiều trong cùng một chu kỳ so với những năm 1990. Sự tiêu thụ nhiên liệu hóa
thạch tăng cao đặc biệt là ở những nước đang phát triển phải có trách nhiệm rất lớn
đối với việc tăng rất nhanh lượng khí thải carbon dioxide bởi vì mức tăng trưởng
kinh tế và sự gia tăng dân số cao hơn nhiều lần so với ở các nước công nghiệp hóa,
mà cùng với nó sẽ là việc nâng cao mức sống, cũng như nhu cầu về năng lượng sử
dụng trong quá trình công nghiệp hóa. Về lượng khí thải CO
2
trên toàn cầu, chúng
ta có thể thấy rằng các nước đang phát triển sẽ chiếm đa phần trong việc sử dụng
năng lượng trên Thế giới. Thải khí nhà kính nhiều nhất trong số những nước này
chính là Trung Quốc, quốc gia có tốc độ tăng trưởng thu nhập bình quân đầu người
cũng như sử dụng nhiên liệu hóa thạch cao nhất.
Năm 2001, lượng khí thải CO
2
từ các nước công nghiệp hóa chiếm tới 49% toàn

cầu, tiếp theo sau đó là các nước đang phát triển chiếm 38%, các nước Đông Âu và
Liên Xô cũ chiếm 13%. Tới năm 2025, các nước công nghiệp hóa được dự đoán là
sẽ thải ra một lượng khí CO
2
chiếm 42% của lượng khí thải toàn cầu, trong khi đó
lượng CO
2
thải ra ở các nước đang phát triển là 46%, Đông Âu và Liên Xô cũ vào
khoảng 12%. (Trong Thế giới công nghiệp hóa, hơn một nửa lượng khí thải CO
2
năm 2001 là do sử dụng dầu mỏ, tiếp theo đó 31% lượng khí thải là do sử dụng
than. Theo dự báo qua từng giai đoạn thì dầu mỏ vẫn là nguồn nhiên liệu chủ yếu
gây ra khí thải CO
2
ở các quốc gia công nghiệp hóa vì nó vẫn là một phần quan
trọng được sử dụng trong ngành vận tải. Sử dụng khí tự nhiên và lượng khí thải sinh
ra trong quá trình sử dụng cũng được dự đoán là sẽ tăng lên, đặc biệt trong ngành
công nghiệp điện và có thể lượng khí thải sinh ra trong quá trình sử dụng khí tự
nhiên sẽ lên tới 24% vào năm 2025.
Dầu mỏ và than đã và đang được coi là năng lượng chính gây ra phần lớn lượng
khí thải CO
2
ở các nước đang phát triển. Trung Quốc và Ấn Độ vẫn được cho là hai
nước sử dụng nguồn than nội địa để dùng trong việc phát điện và các hoạt động
công nghiệp. Hầu hết các khu vực đang phát triển vẫn sẽ tiếp tục sử dụng chủ yếu là
dầu mỏ để đáp ứng các nhu cầu về năng lượng đặc biệt là năng lượng sử dụng trong
lĩnh vực vận tải.
1.2. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG MỚI
1.2.1.Pin nhiên liệu.
Đây là kỹ thuật có thể cung cấp năng lượng cho con người mà không hề phát ra

khí thải CO
2
(các bon điôxít) hoặc những chất thải độc hại khác. Một pin nhiên liệu
tiêu biểu có thể sản sinh ra điện năng trực tiếp bởi phản ứng giữa hydro và ôxy.
3
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
Hydro có thể lấy từ nhiều nguồn như khí thiên nhiên, khí mêtan lấy từ chất thải sinh
vật và do không bị đốt cháy nên chúng không có khí thải độc hại. Đi đầu trong lĩnh
vực này là Nhật Bản. Quốc gia này sản xuất được nhiều nguồn pin nhiên liệu khác
nhau, dùng cho xe phương tiện giao thông, cho ôtô hoặc cho cả các thiết bị dân
dụng như điện thoại di động.
1.2.2.Năng lượng mặt trời
Nhật Bản, Mỹ và một số quốc gia Tây Âu là những nơi đi đầu trong việc sử dụng
nguồn năng lượng mặt trời rất sớm (từ những năm 50 ở thế kỷ trước). Tính đến năm
2002, Nhật Bản đã sản xuất được khoảng 520.000 kW điện bằng pin mặt trời, với
giá trung bình 800.000 Yên/kW, thấp hơn 10 lần so với cách đây trên một thập kỷ.
Nếu một gia đình người Nhật 4 người tiêu thụ từ 3 đến 4 kW điện/mỗi giờ, thì họ
cần phải có diện tích từ 30-40 m2 mái nhà để lắp pin. Nhật Bản phấn đấu đến năm
2010 sẽ sản xuất được hơn 8,2 triệu kW điện tử năng lượng mặt trời.
1.2.3. Năng lượng từ đại dương.
Đây là nguồn năng lượng vô cùng phong phú, nhất là quốc gia có diện tích biển
lớn. Sóng và thủy triều được sử dụng để quay các turbin phát điện. Nguồn điện sản
xuất ra có thể dùng trực tiếp cho các thiết bị đang vận hành trên biển như hải đăng,
phao, cầu cảng, hệ thống hoa tiêu dẫn đường v.v…
1.2.4.Năng lượng gió.
Năng lượng gió được coi là nguồn năng lượng xanh vô cùng dồi dào, phong phú
và có ở mọi nơi. Người ta có thể sử dụng sức gió để quay các turbin phát điện. Ví
dụ như ở Hà Lan hay ở Anh, Mỹ. Riêng tại Nhật mới đây người ta còn sản xuất
thành công một turbin gió siêu nhỏ, sản phẩm của hãng North Powen. Turbin này

có tên là NP 103, sử dụng một bình phát điện dùng cho đèn xe đạp thắp sáng hoặc
giải trí có chiều dài cánh quạt là 20 cm, công suất điện là 3 W, đủ để thắp sáng một
bóng đèn nhỏ.
1.2.5. Dầu thực vật phế thải dùng để chạy xe.
Dầu thực vật khi thải bỏ, nếu không được tận dụng sẽ gây lãng phí lớn và gây ô
nhiễm môi trường. Để khắc phục tình trạng này, tại Nhật có một công ty tên là
Someya Shoten Group ở quận Sumida Tokyo đã tái chế các loại dầu này dùng làm
xà phòng, phân bón và dầu VDF (nhiên liệu diezel thực vật). VDF không có các
chất thải ôxít lưu huỳnh, còn lượng khỏi đen thải ra chỉ bằng 1/3 so với các loại dầu
truyền thống.
4
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
1.2.6. Năng lượng từ tuyết.
Hiệp hội nghiên cứu năng lượng thiên nhiên ở Bihai của Nhật đã thành công
trong việc ứng dụng tuyết để làm lạnh các kho hàng và điều hòa không khí ở những
tòa nhà khi thời tiết nóng bức. Theo dự án này, tuyết được chứa trong các nhà kho
để giữ nhiệt độ kho từ 0oC đến 4oC. Đây là mức nhiệt độ lý tưởng dùng để bảo
quản nông sản vì vậy mà giảm được chi phí sản xuất và giảm giá thành sản phẩm.
1.2.7. Năng lượng từ sự lên men sinh học.
Nguồn năng lượng này được tạo bởi sự lên men sinh học các đồ phế thải sinh
hoạt. Theo đó, người ta sẽ phân loại và đưa chúng vào những bể chứa để cho lên
men nhằm tạo ra khí metan. Khí đốt này sẽ làm cho động cơ hoạt động từ đó sản
sinh ra điện năng. Sau khi quá trình phân hủy hoàn tất, phần còn lại được sử dụng
để làm phân bón.
1.2.8. Nguồn năng lượng địa nhiệt.
Đây là nguồn năng lượng nằm sâu dưới lòng những hòn đảo, núi lửa. Nguồn
năng lượng này có thể thu được bằng cách hút nước nóng từ hàng nghìn mét sâu
dưới lòng đất để chạy turbin điện. Tại Nhật Bản hiện nay có tới 17 nhà máy kiểu
này, lớn nhất có nhà máy địa nhiệt Hatchobaru ở Oita Kyushu, công suất 110.000

kW đủ điện năng cho 3.700 hộ gia đình.
1.2.9. Khí Mêtan hydrate.
Khí Mêtan hydrate được coi là nguồn năng lượng tiềm ẩn nằm sâu dưới lòng đất,
có màu trắng dạng như nước đá, là thủ phạm gây tắc đường ống dẫn khí và được
người ta gọi là “nước đá có thể bốc cháy”. Metan hydrate là một chất kết tinh bao
gồm phân tử nước và metan, nó ổn định ở điều kiện nhiệt độ thấp và áp suất cao,
phần lớn được tìm thấy bên dưới lớp băng vĩnh cửu và những tầng địa chất sâu bên
dưới lòng đại dương và là nguồn nguyên liệu thay thế cho dầu lửa và than đá rất tốt.
1.3. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG XĂNG SINH HỌC TRONG ĐỘNG CƠ
ĐỐT TRONG
1.3.1. Nguồn gốc và phân loại nhiên liệu sinh học
Theo dự tính lượng dầu mỏ sẽ cạn kiệt trong vòng 50 năm nữa, đồng thời nhu
cầu sử dụng năng lượng ngày càng tăng. Giá dầu mỏ thường xuyên biến động và xu
hướng chung là tăng nhanh là nguyên nhân làm giá cả trên thị trường tang theo.
Việc tìm ra nhiên liệu mới thay thế dầu mỏ và ứng dụng nó đã trở thành mục tiêu
của nhiều nghiên cứu. Nhiên liệu có nguồn gốc sinh học (các sản phẩm của nông
nghiệp) là một giải pháp tốt nhất khi nó không chỉ giải quyết vấn đề năng lượng mà
5
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
còn giải quyết vấn đề môi trường. Những nhiên liệu có nguồn gốc sinh học bao
gồm: cồn (ethanol, methanol), biodiesel, biogas,…
1.3.2. Vai trò và xu thế phát triển của nhiên liệu sinh học
Những ưu điểm của nhiên liệu sinh học:
• Là nhiên liệu có thể tái sinh.
• Thay thế được cho diesel, xăng.
• Có thể sử dụng cho tất cả các phương tiện vận tải.
• Giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính.
• Giảm chất thải của ống bô, bao gồm các khí độc.
• Không độc, dễ bị phân hủy sinh học, thân thiện với môi trường.

• Sản xuất từ các sản phẩm nông nghiệp, hoặc từ các nguồn năng lượng tái sinh.
• Dễ sử dụng nếu nắm được các qui định.
Vì vậy mà việc sản xuất, ứng dụng nhiên liệu sinh học làm nhiên liệu thay thế
cho các nhiên liệu truyền thống là vấn đề vô cùng quan trọng, là mục tiêu mà rất
nhiều quốc gia đặt ra.
1.3.3. Cồn Ethanol
Đặc tính của cồn có gốc OH, gốc này ảnh hưởng quyết định tới tính chất vật lý,
hóa học của cồn.Cồn là hợp chất có gốc OH với gốc cacbua-hydro. Công thức hóa
học chung là R-OH,trong đó Rà gốc H-C.
Cồn ethanol (C
2
H
5
OH) và methanol (CH
3
OH) là hợp chất giữa etan (CH
4
) và
metan (C
2
H
5
)với OH, công thức rượu có thể viết như sau C
n
H
2n+1
OH. Phân tử
methanol và ethanol có gốc R nên nó thuộc rượu bậc 1. Với số nguyên tử các bon
như nhau, so sánh cồn với cacbua-hydro khác thì cồn có đặc điểm : phân tử lượng,
trọng lượng,điểm sôi nhiệt độ bay hơi, điểm sôi, ở áp suất thường đều cao với lý do

như sau :
-Phân tử lượng và tỷ trọng cao hơn là do phân tử cồn có thêm nguyên tử Oxy.
-Điểm sôi và nhiệt độ bay hơi cao hơn là do mối liên kết giữa Oxy và Hydro.
Loại liên kết giữa Oxy và Hydro là loại liên kết hydro hoặc loại liên kết phân tử
cực, bởi vậy giữa các phân tử tồn tại liên kết ngược. Quá trình liên kết có cực sẽ bị
yếu khi tang nhiệt độ. Vì thế muốn bay hơi cồn thì chúng ta phải cung cấp một nhiệt
lượng làm yếu mối liên kết này.
-Cồn ở dạng lỏng thì hàm lượng cácbon ít, cho nên có thể hòa tan hoàn toàn
trong nước. Sở dĩ như vậy là phân tử cồn và phân tử nước có tồn tại liên kết phân tử
có cực.Nếu hàm lượng cacbon nhiều thì gốc R tang lên nó sẽ làm cản trở liên kết
6
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
phân tử có cực giữa cồn và nước. Việc này dẫn đến việc cồn có số lượng nguyên tử
cacbon trong phân tử càng lớn thì khả năng hòa tan vào nước giảm đi. Do vậy khả
năng hòa tan vào nước của methanol trong nước lớn hơn ethanol. Ngược lại nế
lượng OH trong hân tử cồn càng nhiều thì ái lực liên kết giữa cồn và nước tăng lên
nên có thể càng hòa tan vào nước. Về mặt này thì methanol va ethanol giống nhau
vì có cùng một gốc OH. Những đặc tính lý hóa làm cho cồn có khả năng thay thế
xăng và dầu diesel.
Bảng 1-1 Thông số lý hóa của nhiên liệu [9]
Đặc tính lý hóa Diesel Xăng
Ethanol
95%
Methanol
95%
Khối lượng riêng 0,83 0,75 0,78 0,79
Nhiệt bay hơi (KJ/Kg) ở 1 at, 25oC 230 350 840 1103
Nhiệt trị (KJ/Kg) 43800 44000 26900 21400
Khối lượng không khí cần thiết để

đốt cháy lượng nhiên liệu (g không
khí/g nhiên liệu)
14,40 14,46 8,96 6,44
Lượng nhiên liệu cần thiết ứng với 1
đơn vị không khí
(g không khí/g nhiên liệu)
0,069 0,068 0,111 0,155
Chỉ số Octan (theo RON) 20 98 106 110
Chỉ số cetan 50 15 5 0
Tỷ số nguyên tử H/C 1,842 2,035 2,975 3,968
Tỷ số khối lượng H/C 0,155 0,171 0,250 0,333
Tỷ số nhiệt trị H/ nhiệt trị nhiên
liệu
0,353 0,376 0,468 0,540
Tỷ số nhiệt trị HH/HC 0,546 0,603 0,881 1,175
Thành phần hóa học
% H 13,4 14,6 13,04 12,5
% C 86,6 85,4 52,18 37,5
% O 0,00 0,00 34,78 50
1.3.4. Khả năng dùng cồn thay thế xăng.
Nhiệt trị khối lượng của Ethanol nhỏ hơn xăng và dầu diesel khoảng 1,64 lần.
Nhưng nhiệt trị của hỗn hợp Ethanol + xăng + không khí chỉ nhỏ hơn nhiệt trị của
hỗn hợp xăng + không khí khoảng 5% ( do lượng không khí cần thiết để đốt cháy 1
kg Ethanol ít hơn xăng khoảng 38%). Vậy xét khi hệ số dư lượng không khí như
7
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
nhau thì khi dùng Ethanol làm nhiên liệu động cơ giảm công suất rất ít. Thực ra thì
dùng cồn bằng cách đặt bộ chế hòa khí trên đường ống nạp thì nhiệt ẩn bay hơi của
cồn lớn hơn xăng 1,67 lần nên nhiệt độ dòng khí nạp thấp hơn so với khi dùng xăng

cho nên ta nạp vào xylanh một lượng nạp nhiều hơn so với khi dùng xăng, điều này
có thể làm cho công suất động cơ dùng cồn lớn hơn xăng.
Chỉ số RON của Ethanol là 106, lớn hơn xăng A92, A95 rất nhiều. Rõ ràng cồn
là loại nhiên liệu có tính chất chống kích nổ tốt hơn động cơ xăng.
Trong thành phần cồn ethanol chỉ có 53,8% các bon và có đến 34,75% oxy. Còn
trong xăng có tới 86,6% cacbon và không có oxy.Do vậy khi đốt cháy trong buồng
cháy động cơ đốt trong thì lượng CO của hàm lượng khí thải khi dùng cồn sẽ ít hơn
so với khi dùng xăng, khí thải hầu như không có bồ hóng. Khi dùng cồn lượng HC
có tăng lên do không khí và thành xylanh bị thu nhiệt cục bộ do cồn bay hơi, tại
những nơi không cháy lượng HC tăng lên. Lượng NOX giảm 5-10%, chủ yếu do
nhiệt độ cháy thấp và thời gian đỉnh ngọn lửa ngắn.
Lượng oxy trong cồn khá nhiều ảnh hưởng tốt đến sự đốt cháy nhiên liệu vì phân
tử cồn đã có phân tử oxy “tại chỗ “ để đốt cháy C và H.
Với những đặc trưng trên cồn có thể thay thế xăng là hoàn toàn có thể.
Nhưng việc thay thế hoàn toàn cồn cho xăng thì lại nảy sinh vấn đề mới : theo
các nhà chuyên môn ngành xăng dầu cho rằng việc tồn trữ lâu ngày sẽ sinh ra hiện
tượng đóng nhựa trong bồn xăng. Do vậy cần phải có những cải tiến phù hợp với hệ
thống nhiên liệu hoặc ở kết cấu động cơ.
1.4. KHẢ NĂNG PHỐI HỢP CỒN XĂNG
Trước đây người ta dùng xăng pha chì để tăng tính chống kích nổ cho động cơ,
nhưng công nghệ này gây độc hại rất lớn đối với môi trường…Gần đây, người ta đã
chuyển sang dùng loại xăng không pha chì có tính chống kích nổ cao, nhưng lại gặp
rắc rối mới là phải dùng công nghệ cao phức tạp và đắt tiền hơn để sản xuất xăng
hoặc phải sử dụng thành phần mới trong xăng cũng gây độc hại không kém gì chì.
Mà ta được biết chỉ số RON của Ethanol là 106, lớn hơn xăng A92, A95 rất nhiều
cho nên cồn là loại nhiên liệu có tính chất chống kích nổ tốt hơn động cơ xăng. Như
vậy khả năng chống kích nổ khi sử dụng hỗn hợp xăng-cồn là một ưu điểm nổi bật
khi sử dụng hỗn hợp này. Người ta đã làm thí nghiệm và thấy rằng : cứ pha thêm
mỗi 7% cồn vào xăng thì tăng tỉ số RON lên 1,2 đơn vị hoặc tăng chỉ số MON lên
1,7 đơn vị. Việc pha cồn vào xăng là giải pháp mà các nhà khoa học ủng hộ vì đây

là một giải pháp “sạch “ không gây ô nhiễm môi trường. Chỉ số octan cao của
ethanol còn cho phép tăng tỷ số nén của động cơ dùng hỗn hợp ngoài lên tới 13.
8
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
1.5. YÊU CẦU KHI SỬ DỤNG E20 TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG.
Khi sử dụng xăng E20 trong động cơ đốt trong do tính chất của etanol có tính
ôxy hóa do hàm lượng oxy trong cồn cao nên chúng ta cần chú ý đến đường ống
dẫn nhiên liệu, các đệm, các roăng làm kín Nó sẽ dễ bị phá hỏng làm giảm công
suất động cơ, thậm chí có thể động cơ không hoạt động được.
Đặc điểm động cơ khi dùng hỗn hợp nhiên liệu xăng pha cồn :
1.5.1. Tỷ số nén của động cơ.
Động cơ sử dụng hỗn hợp cồn xăng cho phép tăng tỷ số nén của động cơ, mức độ
tăng tỷ số nén phụ thuộc vào tỷ lệ cồn trong hỗn hợp. Biện pháp tăng tỷ số nén động
cơ có thể là : giảm chiều dày đệm quy lát, sử dụng xupap lồi, sử dụng piston lồi và
biện pháp hỗn hợp.
1.5.2. Ăn mòn và làm hư hại chi tiết
Khi sử dụng hỗn hợp cồn xăng cho động cơ, sự hình thành axit hữu cơ : Axít
Axetic làm ăn mòn kim loại và làm hư hại các chi tiết phi kim loại trong hệ thống
nhiên liệu. Động cơ cần sử dụng biện pháp giảm ăn mòn và làm hư hại chi tiết. Có
thể sử dụng phụ gia vào nhiên liệu để giảm ăn mòn. Một số chất để khống chế sự ăn
mòn trong động cơ như : Octel DCI-11, Petrolite 3222 và 3224, Nalco 5403, Endcor
FE-9730, MidContiental MCC5011E,…
1.5.3. Đặc điểm đường ống nạp
Do nhiệt ẩn của cồn lớn, nên khi sử dụn hỗn hợp với tỷ lệ cồn cao nhiệt độ
đường ống nạp rất thấp, điều này làm ảnh hưởng đến tính bay hơi của nhiên liệu.Vì
vậy đường ống nạp động cơ sử dụng hỗn hợp xăng cồn cần phải được sấy nóng.
1.5.4. Tính bay hơi của hỗn hợp
Tính bay hơi hỗn hợp phụ thuộc vào tỷ lệ cồn trong hỗn hợp, kết quả phân tích
tại phòng thí nghiệm Hóa dầu, Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng đường cong

bay hơi của E10 đến E50 có điểm bay hơi là 10% gần giống vứi xăng. Điều này có
nghĩa là hỗn hợp E10 đến E50 có thể làm hỗn hợp khởi động. Điểm bay hơi 50%
đến 100% của hỗn hợp đều thấp hơn xăng, do vậy khả năng tăng tốc và tính cháy
của hỗn hợp tốt hơn xăng.
1.5.5. Tỷ trọng và độ nhớt hỗn hợp
Tỷ trọng của hỗn hợp cồn xăng cao hơn xăng nên tính lưu động của hỗn hợp cồn
xăng sẽ kém hơn xăng.
9
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
-Khởi động : đường cong bay hơi của E10 đến E50 có điểm bay hơi 10% gần
giống với xăng. Tuy nhiên khả năng làm lạnh của cồn khi bay hơi rất lớn nên hỗn
hợp khởi động phải nhỏ hơn 20%.
-Công suất và tăng tốc : do nhiệt trị thấp, độ nhớt cao, khối lượng riêng lớn nên
để đảm bảo công suất và tăng tốc tốt cần phải làm gíc lơ khi sử dụng hỗn hợp lớn
hơn.
-Tiêu hao : do nhiệt trị của cồn thấp nên tiêu hao nhiên liệu khi sử dụng hỗn hợp
cồn xăng là cao hơn so với dùng xăng.
-Ô nhiễm : các chất ô nhiễm thải ra do đốt cồn là thấp hơn xăng.
-Ăn mòn : ăn mòn kim loại (thùng chứa) xảy ra đối với kỹ thuật do có axit. Đối
với cồn thông dụng ăn mòn kim loại là rất ít, do cồn thông dụng đã khử axit. Như
vậy mòn kim loại có thể được giải quyết triệt để nếu trung hòa được nồng độ axit
trong hỗn hợp. Theo phân tích trên thì chọn hỗn hợp khởi động có tỷ lệ cồn nhỏ
15%.
1.5.6. Vấn đề ô nhiễm khí thải khi sử dụng hỗn hợp cồn xăng.
Khi dùng hỗn hợp cồn xăng thì việc thải CO và HC là rất thấp và NOx là gần
như không đổi so với dùng xăng. Trong cồn có chứa oxy, do vậy khi cháy nó sẽ tự
cung cấp oxy cho nhiên liệu làm sản phẩm cháy trung gian CO chuyển thanh CO
2
nhiều hơn. Đồng thời, trong nhiên liệu có chứa nhiều Hydro thì lượng tương đối C

sẽ giảm. Động cơ sử dụng hỗn hợp có tỷ số nén cao nên trạng thái nhiệt động cơ
cao. Điều này làm cho sự chuyển hóa CO thành CO
2
và H2C thành H2O dễ dàng
hơn.
10
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
Chương 2. KHẢO SÁT ĐỘNG CƠ DAEWOO 1.6L DOHC.
2.1.ĐẶC ĐIỂM VÀ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ DAEWOO
1.6L DOHC.
2.1.1. Các thông số kỹ thuật của động cơ DAEWOO 1.6 DOHC
Hình 2-1 Tổng thể động cơ DAEWOO 1.6L DOHC
Động cơ Dual Overhead Cam L- 4 1.6L DOHC được lắp trên ôtô NUBIRA do
hãng DAEWOO, Hàn Quốc sản xuất năm 2001 : là loại động cơ ôtô khá thông dụng
được sử dụng ở Việt Nam hiện nay. Đây là động cơ đánh lửa cưỡng bức dùng hệ
thống phun xăng điện tử, động cơ 4 xylanh thẳng hàng, thứ tự làm việc 1-3-4-2.
Mỗi xylanh có 4 xupap hai xupap nạp và hai xupap thải, được điều khiển bởi hai
trục cam và các bộ phận phân phối khí. Bơm nhiên liệu dùng loại động cơ điện một
chiều và bình chứa nhiên liệu có dung tích 62 lít.
Bảng 2-1 Các thông số động cơ DAEWOO 1.6L DOHC
Thông số Đơn vị Giá trị
Công suất cực đại
động cơ
KW 79
Số vòng quay Vg/ph 6000
Tỷ số nén 9,5
Đường kính xilanh mm 79
Hành trình piston mm 81,5
Tham số kết cấu 0,24

11
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
Áp suất cực đại MN/m2 7,1
Thứ tự làm việc 1-3-4-2
Hệ thống nhiên liệu Phun đa điểm
Hệ thống bôi trơn Cưỡng bức cacte ướt
Dung tích của động cơ cm3 1,598
Hệ thống nạp Không tăng áp
Hệ thống phân phối khí DOHC
Loại nhiên liệu Xăng
2.1.2.Đặc điểm của động cơ DAEWWOO 1.6L DOHC
2.1.2.1. Thân máy
Thân máy cùng với nắp xy lanh là nơi nắp đặt và bố trí hầu hết các cụm, các chi
tiết của động cơ. Cụ thể trên thân máy bố trí xy lanh, hệ trục khuỷu, và các bộ phận
truyền động để dẫn động các cơ cấu và hệ thống khác của động cơ như trục cam,
bơm nhiên liệu, bơm nước, bơm dầu, quạt gió…
Hình 2-2 Thân máy 1.6L DOHC DAEWOO
Thân máy của động cơ là loại thân xy lanh - hộp trục khuỷu. Khối thân xy lanh
của động cơ được chế tạo liền với nửa trên hộp trục khuỷu theo hình thức vỏ thân
xy lanh chịu lực.
Thân máy của động cơ được chế tạo bằng gang đúc, có tính dẫn nhiệt tốt.
2.1.2.2.Nắp máy
Nắp xy lanh của động cơ DAEWOO 1.6L DOHC là một dạng nắp chung một
khối cho 4 xy lanh. Nó được chế tạo bằng hợp kim nhôm, có ưu điểm là nhẹ, tản
nhiệt tốt, giảm được khả năng kích nổ. Nắp được lắp với thân máy qua đệm nắp
máy bằng các bu lông.
12
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.

Hình 2-3 Nắp máy DAEWOO 1.6L DOHC
Nắp xy lanh cùng với pít tông và xy lanh tạo thành buồng cháy, buồng cháy động
cơ DAEWOO 1.6L DOHC có dạng đỉnh lõm. Nhiều bộ phận của động cơ được nắp
trên nắp xy lanh như vòi phun, cụm xu páp… Ngoài ra trên nắp xy lanh còn bố trí
các đường nạp, đường thải, đường nước làm mát, đường dầu bôi trơn… Do đó kết
cấu của nắp xy lanh rất phức tạp.
Điều kiện làm việc của nắp xy lanh rất khắc nhiệt như nhiệt độ cao, áp suất khí
thể rất lớn và bị ăn mòn hoá học bởỉ các chất ăn mòn trong sản phẩm cháy.
Nắp che đậy quy lát bằng nhôm trọng lượng nhẹ. Có một nơi mở rộngđể đổ dầu
được chế tạo trên dãy bên trái nắp đậy quy lát được sử dụng để đổ đầy dầu động cơ
nhằm cải thiện bảo trì động cơ.
Gioăng nắp máy (quy lát) là những lá thép mỏng được sử dụng để nâng cao độ
kín khít, hiệu suất và độ bền.
Nắp máy được làm bằng nhôm. Bugi được đặt ở trung tâm của buồng cháy cốt để
cải thiện hiệu suất và chống va chạm với động cơ. Các cửa nạp nằm ở bên trong và
các cửa thải nằm bên ngoài của dãy xi lanh bên trái và phải một cáchtương ứng.
Cửa nạp thẳng đứng được sử dụng để cải thiện hiệu quả (khả năng) nạp.
13
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
2.2. MỘT SỐ CHI TIẾT, CỤM CHI TIẾT CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ DAEWOO
1.6L DOHC
2.2.1. Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền
2.2.1.1. Nhóm piston
Các chi tiết của piston bao gồm : Piston, các xéc măng khí, xéc măng dầu,
chốt piston và các chi tiết khác.
* Piston
Hình 2-3 Piston động cơ
- Vai trò : vai trò chủ yếu của piston là cùng với các chi tiết khác như xi lanh,
nắp máy bao kín tạo thành buồng cháy, đồng thời truyền lực khí thể cho thanh

truyền cũng như nhận lực từ thanh truyền để nén khí.
- Điều kiện làm việc : Điều kiện làm việc của piston rất khắc nhiệt. Trong quá
trình làm việc, piston phải chịu tải trọng cơ học lớn có chu kỳ, nhiệt độ cao.
- Piston của động cơ được chế tạo bằng hợp kim nhôm chịu nhiệt.
- Trên phần đầu piston có xẻ 3 rãnh để lắp các xéc măng khí và xéc măng dầu.
Khe hở giữa phần đầu piston và thành xy lanh nằm trong khoảng 0,4
÷
0,6 mm.
- Thân piston có dạng hình côn tiết diện ngang hình ôvan và có hai bệ để đỡ
chốt piston, trên thân có phay rãnh phòng nở để tránh bó kẹt piston. Thân piston có
nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động trong xy lanh.
* Xéc măng
Trên piston có 2 loại xéc măng là xéc măng khí và xéc măng dầu.
14
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
Hình 2-4 Xéc măng động cơ
- Xéc măng khí : có nhiệm vụ bao kín buồng cháy của động cơ và dẫn nhiệt từ
đỉnh piston ra thành xy lanh và tới nước làm mát. Mỗi piston được lắp 2 xéc măng
khí vào hai rãnh trên cùng của đầu piston. Để xéc măng rà khít với thành xy lanh nó
được mạ một lớp thiếc. Xéc măng khí phía trên được mạ crôm để giảm mài mòn.
Khi lắp đặt miệng xéc măng phải lệch nhau 1800. Vật liệu chế tạo xéc măng khí là
thép hợp kim cứng.
- Xéc măng dầu được làm từ thép chống gỉ. Xéc măng dầu có nhiệm vụ san đều
lớp dầu trên bề mặt làm việc và gạt dầu bôi trơn thừa từ thành xy lanh về cácte. Xéc
măng dầu có các lỗ dầu và được lắp vào rãnh dưới cùng của piston. Trong rãnh có
lỗ nhỏ ăn thông với khoang trống phía trong piston.
* Chốt piston
- Chốt piston là chi tiết nối piston và đầu nhỏ thanh truyền. Tuy có kết cấu đơn
giản nhưng chốt piston có vai trò rất quan trọng để đảm bảo điều kiện làm việc bình

thường của động cơ. Trong quá trình làm việc của mình chốt piston chịu lực va đập
tuần hoàn, nhiệt độ cao và điều kiện bôi trơn khó khăn.
Hình 2-5 Chốt piston động cơ
1.Vòng hãm, 2.Chốt piston
15
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
- Chốt piston được chế tạo bằng thép hợp kim có các thành phần hợp kim như
crôm, măng gang với thành phần cacbon thấp. Chốt piston được xử lý tăng cứng và
được mài bóng.
- Chốt piston có dạng hình trụ rỗng. Chốt piston được lắp tự do ở cả hai mối
ghép. Khi lắp ráp mối ghép giữa chốt và bạc đầu nhỏ thanh truyền là mối ghép lỏng,
còn mối ghép với bệ chốt là mối ghép trung gian, có độ dôi.
-Khối xy lanh được làm bằng hợp kim nhôm. Một lối dẫn nước được cung cấp
giữa các vách xy lanh. Bằng cách cho phép nước làm mát chảy giữa các vách xy
lanh, cấu trúc này cho phép nhiệt độ của thành xy lanh được giữ thống nhất.
Ống lót xy lanh là một loại có gai (ngạnh), đã được chế tạo có hình dạng bên ngoài
của chúng tạo thành một bề mặt không đều lớn để tăng cường độ bám dính giữa các
ống lót và khối xy lanh nhôm. Độ bám dính tăng cường giúp cải thiện tản nhiệt, dẫn
đến nhiệt độ tổng thể thấp hơn và làm giảm biến dạng nhiệt các vách xy lanh.
* Thanh truyền
Hình 2.6 Thanh truyền của động cơ
- Thanh truyền là chi tiết nối giữa piston và trục khuỷu. Trong quá trình làm
việc thanh truyền chịu lực khí thể, lực quán tính của nhóm piston và lực quán tính
của bản thân thanh truyền. Các lực trên đều là các lực tuần hoàn va đập.
- Trong quá trình làm việc của động cơ, thanh truyền thực hiện hai chuyển động
phức tạp : Chuyển động tịnh tiến dọc theo thân xy lanh và chuyển động lắc tương
đối so với trục của chốt piston. Thanh truyền được chế tạo bằng thép hợp kim, trong
thân thanh truyền có khoan rãnh dẫn dầu bôi trơn lên bề mặt bạc đầu nhỏ và chốt
piston.

- Đầu to thanh truyền được chia làm hai nửa với mặt phẳng phân chia vuông
góc với đường tâm thanh truyền. Dấu ở nửa trên đầu to thanh truyền và nửa dưới
đầu to thanh truyền, cùng với dấu ở piston khi lắp các dấu này phải cùng phía và
quay về phía đầu động cơ.
16
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
2.2.1.2. Trục khủyu.
- Vai trò của trục khuỷu: trục khuỷu nhận lực tác dụng từ piston tạo mômen
quay kéo các máy công tác và nhận năng lượng của bánh đà, sau đó truyền cho
thanh truyền và piston thực hiện quá trình nén cũng như trao đổi khí trong xy lanh.
Hình 2-7 Cấu tạo trục khuỷu động cơ DAEWOO 1.6L DOHC
- Trục khuỷu của động cơ được chế tạo bằng thép hợp kim có các thành phần
măng gan, vômphram….
- Trên đầu trục có then để lắp puli dẫn động quạt gió, bơm nước cho hệ thống
làm mát, có bánh răng trục khuỷu để dẫn động trục cam, bơm dầu.
- Cổ trục khuỷu được gia công và xử lý bề mặt đạt độ cứng và độ bóng cao.
Các cổ trục đều có chung một đường kính. Cổ khuỷu được làm rỗng để làm rãnh
dẫn dầu bôi trơn đến các cổ và chốt khác của trục khuỷu.
- Chốt khuỷu cũng được gia công và xử lý bề mặt để đạt độ cứng và độ bóng
cao. Đường kính chốt nhỏ hơn đường kính cổ. Chốt khuỷu cũng được làm rỗng để
giảm trọng lượng và chứa dầu bôi trơn.
- Các đối trọng được làm liền với má khuỷu. Đuôi trục khuỷu có mặt bích để
lắp bánh đà và được làm rỗng để lắp vòng bi đỡ trục sơ cấp của hộp số.
17
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
2.2.1.3. Bánh đà
Hình 2-10 Bánh đà của động cơ DAEWOO 1.6L DOHC
Bánh đà giữ cho độ chuyển động không đồng đều của trục khuỷu động nằm

trong giới hạn cho phép và dự trữ động năng cho quá trình nén và thải, là nơi lắp
các chi tiết của cơ cấu khởi động như vành răng khởi động và là nơi đánh dấu tương
ứng với điểm chết và khắc vạch chia độ góc quay trục khuỷu. Bánh đà được chế tạo
từ gang xám và được cân bằng động cùng với trục khuỷu.
2.2.2. Cơ cấu phân phối khí
Cơ cấu phối khí được dùng là cơ cấu phối khí dùng xu páp treo, 2 trục cam
Hình 2-11 Trục cam đôi cơ cấu phân phối khí động cơ DAEWOO 1.6L DOHC
- Với cơ cấu phối khí xu páp treo bảo đảm cho buồng cháy nhỏ gọn, chống cháy
kích nổ tốt nên có thể tăng được tỉ số nén và làm cho dạng đường thải, nạp thanh
thoát, khiến sức cản khí động giảm nhỏ, đồng thời do có thể bố trí xu páp hợp lí hơn
nên có thể tăng được tiết diện lưu thông của dòng khí khiến hệ số nạp tăng. Cấu tạo
cơ cấu phối khí gồm các chi tiết chính sau : trục cam, xupáp.
18
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
a. Trục cam
Các trục cam nạp được điều khiển bởi trục khuỷu thông qua truyền đông xích
chính. Trục cam nạp của hàng xi lanh tương ứng kéo theo trục cam thải thông qua
truyền động xích thứ hai. Các xu páp được mở và đóng trực tiếp bởi 2 trục cam.
b. Xupáp
- Trên động cơ Nubira 1.6L gồm 8 xupáp nạp và 8 xupáp xả. Các xupáp được
dẫn động trực tiếp từ trục cam. Các xupáp làm việc trong điều kiện khắc nghiệt;
chịu tải động và phụ tải nhiệt rất lớn nhất là đối với xupáp thải.
Hình 2-12 Kết cấu của xu páp
* Xupáp nạp :
Xupáp nạp làm bằng thép. Giữa thân và tán nấm có bán kính góc lượn lớn để
cải thiện tình trạng lưu thông của dòng khí nạp vào xi lanh, đồng thời tăng độ cứng
vững cho xu páp, giảm được trọng lượng. Phần đuôi được tôi cứng.
* Xupáp thải :
Xupáp thải làm bằng thép chịu nhiệt. Phần đuôi được tôi cứng để tránh mòn và

có rãnh để lắp móng hãm giữa đuôi xupáp và lò xo xupáp. Móng hãm hình côn
gồm 2 nửa với kiểu lắp này có kết cấu đơn giản, độ an toàn cao, và không gây nên
ứng suất tập trung trên đuôi xupáp. Để dễ sửa và tránh hao mòn cho nắp xi lanh ở
chỗ lắp xupáp người ta lắp ống dẫn hướng.ống dẫn hướng có dạng hình trụ rỗng
được đóng ép vào nắp xi lanh đến một khoảng cách nhất định.
19
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
+ Đế xupáp hình ống, mặt trong được vát góc theo góc vát của tán nấm và được
đóng trên nắp máy
+ Lò xo xupáp hình trụ hai đầu được quấn sít với nhau và mài phẳng.
2.3. CÁC HỆ THỐNG CHÍNH TRÊN ĐỘNG CƠ DAEWOO 1.6L DOHC.
2.3.1. Hệ thống làm mát
Hệ thống làm mát có tác dụng tản nhiệt khỏi các chi tiết, giữ cho nhiệt độ của
các chi tiết không vượt quá giới hạn cho phép và do đó bảo đảm điều kiện làm việc
của động cơ. Trên động cơ Nubira 1.6DOHC sử dụng hệ thống làm mát bằng nước,
kiểu kín tuần hoàn cưỡng bức nhờ bơm nước.
2.3.1.1. Bơm nước và quạt gió
- Bơm nước trên hệ thống làm mát của động cơ là bơm ly tâm. Được dẫn động
bằng đai từ trục khuỷ động cơ.
- Quạt gió được lắp trên đầu phía trước của trục bơm nước. Các cánh quạt được
chế tạo bằng thép lá. Để nâng cao năng suất và tạo hướng cho dòng khí vành quạt
gió có hom khí.
2.3.1.2. Két nước làm mát
- Két nước làm mát bao gồm các ống dẫn bằng đồng đỏ. Các ống này được hàn
với các cánh tản nhiệt hình gợn sóng nhằm tăng tiết diện tiếp xúc với không khí để
tăng khả năng toả nhiệt của két làm mát. Ngăn trên có miệng đổ nước và được đậy
bằng nắp.
- Nắp két nước có hai van, van xả có tác dụng giảm áp khi áp suất trong hệ
thống cao (khoảng 1,15

÷
1.25 kG/cm2) do bọt hơi sinh ra trong hệ thống, nhất là
khi động cơ quá nóng. Còn van hút sẽ mở để bổ sung không khí khi áp suất chân
không trong hệ thống lớn hơn giá trị cho phép (khoảng 0,05
÷
0,1 kG/cm2).
2.3.2. Hệ thống bôi trơn
Động cơ Nubira 1.6DOHC sử dụng phương pháp bôi trơn cưỡng bức. Dầu
trong hệ thống bôi trơn được bơm đẩy đến các bề mặt ma sát với áp suất nhất định,
do đó hoàn toàn có thể đủ lưu lượng để bảo đảm bôi trơn làm mát và tẩy rửa các bề
mặt ma sát.
Hệ thống bôi trơn của động cơ sử dụng kiểu bơm bánh răng ăn khớp trong.
20
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
Hình 2-14 Bơm bánh răng ăn khớp trong
Kiểu bầu lọc được dùng là kiểu bầu lọc cơ khí loại bầu lọc thấm dùng tấm kim
loại.
Ở chế độ nhiệt làm việc ổn định của động cơ, nhiệt độ của dầu bôi trơn cần
nằm trong giới hạn 80 ÷ 900C. Nhưng trong sử dụng do nhiệt độ của môi trường
tương đối cao, do động cơ thường phải làm việc ở những chế độ phụ tải cao trong
thời gian dài, nhiệt độ của dầu bôi trơn sẽ vượt quá giới hạn cho phép và do đó cần
được làm mát trong két làm mát dầu. Trên hệ thống bôi trơn của động cơ sử dụng
két làm mát dầu kiểu ống được làm mát bằng không khí, bố trí trước két nước của
động cơ.
Máy bơm dầu hút dầu động cơ từ tắc te dưới áp lực đến các bộ phận khác nhau
của động cơ dầu. Bộ lọc được gắn vào trước khi dầu vào của bơm dầu để loại bỏ
các tạp chất có thể làm tắc nghẽn hoặc hỏng bơm dầu hoặc các thành phần động cơ
khác. Khi trục bánh răng quay, các thiết bị điều khiển quay. Điều này làm cho
không gian giữa các bánh răng để không ngừng thay đổi, kéo dầu từ tắc te khi

không gian mở tăng lên và bơm dầu ra cho động cơ khi nó thu nhỏ không gian lại.
Ở tốc độ động cơ cao, các máy bơm dầu cung cấp một lượng dầu cao hơn nhiều
lượng dầu so với yêu cầu để bôi trơn động cơ.
Điều chỉnh áp suất dầu ngăn ngừa quá nhiều dầu tự vào động cơ bôi trơn. Trong
thời gian bình thường cung cấp dầu, lò xo cuộn và van giữ đóng cửa, điều khiển tất
cả các dầu được bơm vào động cơ. Khi lượng dầu được bơm tăng, áp lực trở nên đủ
cao để vượt qua các lực cản và ma sát trong động cơ.
2.3.3.Hệ thống đánh lửa
Động cơ Daewoo Nubira được trang bị hệ thống đánh lửa điện tử
ESA( Electronic Spark Advance) không sử dụng bộ chia điện( đánh lửa trực tiếp) và
dùng Bôbin đôi. ECU sẽ nhận tín hiệu đầu vào từ các cảm biến và xử lý thông tin
21
Thit k ng c s dng xng sinh hc trờn c s ng c
Daewoo 1.6l Dohc lp trờn xe Daewoo Nubira 1.6.
mt cỏch chớnh xỏc t ú xỏc nh thi gian v xut tớn hiu ỏnh la ti u cho cỏc
quỏ trỡnh hot ng ca ng c.
Maỷch ọứn aùp
Bọỹ vi
xổớ lyù
M
a
ỷc
h

v
a
ỡo
Ne
G2
G1

Caùc
caớm
bióỳn
IGDA
IGT
IGDB
Maỷch
vaỡo
Maỷch õióửu
khióứn goùc
Dwell
Maỷch
nhỏỷn
bióỳt
xylanh
Maỷch kờch
thờch
Bugi
Cuọỹn õaùnh lổớa
Khoùa
õióỷn
IC
õaùnh lổớa
ECU
Maỷch kờch
thờch
Hỡnh 2-15 S h thng ỏnh la in t ESA trờn ng c DAEWOO Nubira
1.6L DOHC.
h thng ỏnh la ca ng c ny IC ỏnh la c tớch hp trong ECU.
Nguyờn lý hot ng chung:

ECU nhn cỏc tớn hiu t cỏc cm bin a vo b vi x lý. Cỏc tớn hiu u
vo ny l cỏc i lng thụng s khỏc nhau nhng u c bin thnh in ỏp
hoc cỏc xung in ỏp trc khi a vo b vi x lý. B vi x lý trung tõm s da
vo cỏc tớn hiu ng vo v tớnh toỏn thi im ỏnh la v a n igniter ba xung
IGT, IGDA, IGDB. Xung IGT l xung quyt nh gúc ỏnh la sm c a vo
mch hiu chnh gúc ngm in xộn xung v sau ú i qua mch xỏc nh
xylanh. Xung IGDA v IGDB cú dng nh trờn hỡnh 2-15 c a vo mch vo
ca igniter. Ti õy tựy theo trng thỏi ca hai xung (mc cao hay thp) m igniter
s xỏc nh xylanh cn ỏnh la theo ỳng th t n.
bo m ỏnh la theo ỳng th t n 1-3-4-2 mch vo s xỏc nh xylanh
cn ỏnh la theo bng mó sau:
Xung IGDA Xung IGDB Xylanh
0 1 1 v 4
1 0 3 v 2
22
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
720

o
o
360

IGT
Ne
1 3 4 2
IGDA
IGDB
Hình 2-16 Dạng xung điều khiển đánh lửa trực tiếp.
Trong trường hợp xung IGDA ở mức thấp (0), xung IGDB ở mức cao (1) mạch

xác định xylanh sẽ phân phối xung IGT đóng ngắt transitor T1. Khi T1 ngắt thì sức
điện động cảm ứng trên cuộn thứ cấp sẽ tạo tia lửa cho bugi số 1 hoặc 4 và hoạt
động như vậy tương tự đối với các xylanh 2&3.
2.3.3.1. Bôbin.
Động cơ sử dụng bôbin đôi tức là cuộn đánh lửa kép DCP(Dual coil Pack) được
dựa trên nguyên lý hoạt động của cuộn đánh lửa trực tiếp DIS và không có bộ chia
điện, Vì vậy từng bugi sẽ được cấp hiệu điện thế cao áp từ cuộn đánh lửa. Cuộn
đánh lửa kép chỉ có các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp, không có IC đánh lửa. IC đánh
lửa được tích hợp trong ECU vì vậy quá trình đóng ngắt cuộn sơ cấp đều do ECU
điều khiển.
E
C
U
T
1
T
2
1
2
3
4
Hình 2-17 Sơ đồ mạch của bôbin đôi.
Các bôbin đôi phải được gắn vào bugi của các xylanh song hành. Với động cơ
này có thứ tự nổ là 1-3-4-2 thì ta sử dụng hai bobin. Bobin thứ nhất có hai đầu của
cuộn thứ cấp được nối với bugi số 1& 4, bobin thứ hai nối với bugi thứ 2&3.
Phân phối điện áp cao được phân phối như sau:
23
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ
Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
Giả sử điện áp thứ cấp được cấp xuất hiện ở bugi số 1 và 4 ta có

Utc = U1 + U4
U1 = Utc
41
1
RR
R
+
U4 = Utc
41
4
RR
R
+
Trong đó : Utc : hiệu điện áp của cuộn thứ cấp.
U1& U4 : hiệu điện áp đặt vào khe hở của bugi số 1&4.
R1& R4 : điện trở của khe hở bugi số 1&4.
Ở thời điểm đánh lửa, piston của xylanh số 1&4 đều ở vị trí gần điểm chết
trên chỉ khác là một là cuối kỳ nén và một là cuối kỳ thải cho nên điện trở khe hở
của các bugi cũng khác nhau.
Giả sử Piston máy số 1 ở cuối quá trình nén thì máy số 4 cuối quá trình thải
lúc này R1 rất lớn và R4 rất nhỏ do sự xuất hiện nhiều ion nhờ phản ứng cháy và
nhiệt độ cao. Do đó R1>> R4 nghĩa là U1
≈
Utc, U4
≈
0 và tương tự cho các bugi
còn lại và các chu trình còn lại. Như vậy nó sẽ bảo đảm cho thứ tự nổ của động cơ.
Hình 2-18 Kết cấu Bôbin đôi của động cơ DAEWOO 1.6L DOHC.
24
Thiết kế động cơ sử dụng xăng sinh học trên cơ sở động cơ

Daewoo 1.6l Dohc lắp trên xe Daewoo Nubira 1.6.
2.3.3.2. Bugi.
Bugi đánh lửa có nhiệm vụ nhận các xung điện cao thế từ bộ chia điện truyền đến
và bật tia lử điện cao thế để đốt cháy hỗn hợp khí -nhiên liệu trong xilanh. Do tiếp
xúc với buồng đốt nên trong quá trình làm việc bugi chịu tác động của 3 tải trọng :
-Tải trọng cơ khí : Phát sinh do áp suất khí cháy dưới dạng xung áp suất, áp suất
cực đại tác động lên bugi có thể đến 50÷60 kG/cm2, đồng thời bugi cũng phải
thường xuyên chịu sự rung động do xe gây ra.
-Tải trọng nhiệt : Phát sinh do sự thay đổi tải trọng nhiệt trong mỗi xilanh sau
một chu kì làm việc. Khi hỗn hợp khí-nhiên liệu cháy nhiệt độ khoảng 18000
÷22000C, còn trong kì hút nhiệt độ khoảng 50÷800C.
-Tải trọng điện : Do các xung điện truyền đến trong thời điểm đánh lửa, xung áp
điện khoảng 15÷ 20 kV hoặc cao hơn nữa.
Do phải chịu các loại tải trọng trên nên về mặt kết cấu và vật liệu cũng có những
yêu cầu đặc biệt. Kết cấu của một bugi gồm những phần cơ bản như sau :
Hình 2-19 Kết cấu của bugi đánh lửa.
1.Sứ cách điện; 2.hanh kim loại điện cực giữa; 3.Thân bugi; 4.Vòng đệm;
5.Chất làm kín; 6.Mũ bắt dây.
Sứ cách điện 1 trong đó có thanh kim loại 2 làm điện cực giữa của bugi đánh lửa,
các chi tiết 1,2,6 được đặt trong vỏ thép 3 là thân của bugi đánh lửa, trên thân của
bugi đánh lửa có phần vát 6 cạnh và phần ren để bắt vào thân máy, đuôi bugi có
25