Bài giảng Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ động cơ đốt trong: Chương 1 - TS. Khổng Vũ Quang

Chia sẻ: Nguyễn Thị Ngọc Lựu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:83

Thêm vào BST

Báo xấu

291
lượt xem 74
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ động cơ đốt trong: Chương 1: Động cơ xăng CHK, cung cấp các kiến thức cơ bản về động cơ xăng CHK, cấu tạo, thành phần, tính chất, phân loại, giới thiệu động cơ xăng CHK đơn giản,... Đây là tài liệu học tập, giảng dạy dành cho sinh viên và giảng viên ngành Cơ khí - Chế tạo máy.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ động cơ đốt trong: Chương 1 - TS. Khổng Vũ Quang

Bộ môn Động cơ đốt trong – Viện Cơ khí Động lực Trường ĐHBK Hà Nội ---------*****--------- Bài giảng: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU VÀ TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Người dạy: TS. KHỔNG VŨ QUẢNG Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
Đối tượng môn học: Sinh viên chuyên ngành Động cơ đốt trong – năm thứ 4, sau khi đã được học môn nguyên lý động cơ đốt trong Mục đích môn học: Trang bị những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, kiểm tra điều chỉnh, mô hình tính đối với hệ thống nhiên liệu và bộ điều tốc của động cơ xăng và động cơ diesel. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
Vai trò của HTNL trong động cơ: • Để đc làm việc êm thì tốc độ tăng áp suất (p/)min, tăng tính kinh tế và tăng tính hiệu quả thì nhiên liệu (h2 cháy) cung cấp cho đc phải đảm bảo cháy đúng lúc và cháy hoàn toàn. • Ne thể hiện lượng nhiên liệu cung cấp đối với đc diesel còn đc xăng được tính theo lượng hỗn hợp. • Tính kinh tế e tăng (ge giảm) nói nên khả năng chuyển nhiên liệu thành công có ích (e-xăng = 33÷20 ge = 260380 g/kW.h; e-diesel = 43÷30 ge = 200285 g/kW.h). • HTNL đóng vai trò quan trọng vì đc có cháy đúng lúc, hết, và êm hay không là do HTNL. Vì vậy, cần phải nghiên cứu HTNL để đảm bảo các yêu cầu trên. • Tự động điều chỉnh tốc độ đc: để đảm bảo cho đc làm việc ổn định ở 1 tốc độ nhất định khi tải ngoài thay đổi. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
Chỉ 15% năng lượng được dùng để quay bánh xe 100% 21% 15% Theo hãng Ford Conventional ICE Vehicle Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
- ĐC xăng ( chỉ nằm trong khoảng từ 0,6 đến 1,2), vì hỗn hợp khí được hình thành từ bên ngoài xylanh (trừ động cơ phun xăng trực tiếp). Do vậy, điều chỉnh tải trọng phải dùng phương pháp điều chỉnh lượng hỗn hợp cung cấp bằng bướm tiết lưu hay còn gọi là bướm ga trên đường nạp. - ĐC diesel ( rất rộng từ 1,2÷10), do hỗn hợp được hình thành từ bên trong xylanh, nên hỗn hợp của diesel không đồng nhất, nên để điều chỉnh tải, người ta dùng phương pháp điều chỉnh chất – thay đổi thành phần khí hỗn hợp bằng cách chỉ thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
Nội dung môn học HTNL ĐC Xăng HTNL ĐC Diesel TĐĐC TĐĐC  Khái quát về tạo hỗn  Nhiệm vụ, sơ đồ hệ  Tính ổn định trong chế độ hợp trong ĐC xăng thống làm việc của ĐCĐT  HTNL ĐC xăng  Bơm cao áp (bơm  Điều kiện cần lắp ĐT trên dung CHK dãy, bơm phân phối) ĐCĐT  Bộ CHK  Vòi phun  Phân loại  Bộ CHK hiện đại  Một số loại vòi  ĐT cơ khí trực tiếp  Cấu tạo, thiết kế bộ phun và bơm cao áp  ĐT gián tiếp CHK khác  Đặc tính tĩnh của phần tử  Các cụm khác của  Vòi phun bơm P-T cảm biến bộ ĐT HTNL dùng CHK  Các cụm khác của  Các thông số đánh giá  HTNL ĐC phun HTNL trạng thái tĩnh của bộ ĐT xăng (phun xăng  HTNL Common  Tính toán tĩnh học của bộ nhiều điểm điều Rail bộ ĐT cơ khí khiển bằng cơ khí  Động học của bộ ĐT cơ hoặc điều khiển bằng khí trực tiếp điện tử, phun xăng  Hệ thống tự động điều đơn điểm) chỉnh tốc độ động cơ Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
Tài liệu: 1. Giáo trình chính: Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ động cơ đốt trong, Nguyễn Tất Tiến, Vũ Thị Lạt. 2. Tài liệu tham khảo: - Nguyên lý động cơ, Nguyễn Tất Tiến, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội 2000 - Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong (tập III), Nguyễn Đức Phú, Nguyễn Tất Tiến - Hệ thống phun xăng điện tử dùng trên xe du lịch, Hoàng Xuân Quốc, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật - Các bài báo trong nước và quốc tế - Sách tiếng anh. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
Nhiệm vụ sinh viên: - Dự lớp đầy đử (đúng giờ, đi muộn có truyền thống coi như bị vắng) - Đọc tài liệu Đánh giá kết quả học tập: - Ý thức học tập (thời gian lên lớp) 10% - Kiểm tra giữa kỳ 20% - Bài tập hoặc báo cáo 10% - Kiểm tra cuối kỳ 60% Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XĂNG 1.1. Khái quát về tạo hỗn hợp trong động cơ xăng 1.1.1. Yêu cầu đối với h2 và các p2 tạo h2 của động cơ xăng - Chất lượng quá trình cháy, c/s, h/s động cơ phụ thuộc nhiều vào quá trình tạo hỗn hợp. - Có thành phần hỗn hợp  phải phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ (: hệ số dư lượng không khí ();  = GKK-tt/Gnl*L0. - Hỗn hợp phải đồng nhất trong 1 xylanh và đồng đều giữa các xylanh. - Để đáp ứng các yêu cầu trên thì hiện nay đối với động cơ xăng có các phương pháp hình thành hỗn hợp như sau:  ĐC xăng dùng CHK, hoặc loại phun xăng trên đường nạp thì hình thành hỗn hợp bên ngoài.  ĐC phun xăng trực tiếp thì tạo hỗn hợp bên trong (GDI). - Các phương pháp trên đều có thiết bị và biện pháp cụ thể đảm bảo chất lượng hỗn hợp. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
1.1.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hỗn hợp a) Thời gian Nếu thời gian dài thì quá trình hình thành hỗn hợp càng tốt, hiện nay có xu hướng tăng Ne bằng việc tăng nđc, như vậy sẽ giảm thời gian hình thành hỗn hợp nhưng do tốc độ lưu động của dòng khí nạp mãnh liệt hơn (sóng áp suất) dẫn đến tạo điều kiện cải thiện được quá trình hình thành hỗn hợp ở nđc cao. b) Nhiệt độ môi trường - Nếu nhiệt độ lớn sẽ tạo điều kiện co nhiên liệu bay hơi để thuận lợi cho quá trình hình thành h2. Tuy nhiên khi nhiệt độ lớn quá cũng không tốt vì làm ảnh hưởng đến lượng khí nạp thực tế vào xylanh. - Có thể lấy ví dụ: xe máy dùng xăng 92 và 95, ở các thời tiết khác nhau. - Đối với đc xăng việc sấy nóng khí nạp mới để nhiên liệu dễ bay hơi bằng cách sau:  Sấy nóng bằng khí thải  Sấy nóng bằng nước làm mát, khi nước làm mát đã qua làm mát cho động cơ với nhiệt độ 90950C Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
c) Kết cấu đường ống nạp và CHK - Đường ống nạp phải thanh thoát và đảm bảo các đường ống từ CHK vào các xylanh phải tương đương nhau. - CHK đối với 1 buồng hỗn hợp cấp cho nhiều xylanh sẽ không đảm bảo sự đồng nhất về thàh phần hỗn hợp giữa các xylanh, do đó phải dùng nhiều buồng hỗn hợp. d) Thành phần, tính chất nhiên liệu Nhiên liệu có nhiều thành phần chưng cất nhẹ, dễ bay hơi, tạo hỗn hợp đồng đều, hàm lượng hơi cao, dẫn đến thành phần hỗn hợp sẽ tốt. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
1.1.3. Yêu cầu và phân loại a) Yêu cầu • Cung cấp với  thích hợp với tường chế độ làm việc của đc. • Phần lớn nhiên liệu trong hỗn hợp ở dạng hơi xăng, phần còn lại được xé tơi ở dạng hạt có kích thước rất nhỏ. • Hệ số  giữa các xylanh phải đồng đều nhau. b) Phân loại • HTNL đc xăng dùng chế hoà khí (cacbuaratơ) • HTNL phun xăng điện tử. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
1.2. Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng dùng chế hòa khí (CHK) 1.2.1. Nhiệm vụ -Dự trữ, lọc sạch và cung cấp nhiên liệu -Chuẩn bị và cung cấp hỗn hợp xăng và không khí đảm bảo số lượng và thành phần hỗn hợp  phù hợp với từng chế độ làm việc của đc 1.2.2. Sơ đồ 1. ống đổ xăng, 2. phễu đổ xăng, 3. ống thông khí, 4. thùng xăng, 5. thước đo mức xăng, 6. khóa xăng, 7. ống dẫn xăng, 8. bình lọc xăng, 9. bơm chuyển xăng, 10. cốc lắng và lưới lọc tinh, 11. bình lọc không khí, 12. bình giảm âm, 13. bộ chế hòa khí, 14. bộ hạn chế tốc độ cực đại của đc, 15. phao chỉ mức xăng, 16. nút tháo xăng, 17. đầu ống hút. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
Ziclơ, chi tiết được chế tạo chính xác để có thể tiết lưu định lượng lưu lượng xăng hút ra đứng như thiết kế. Lượng hỗn hợp đi vào đc được điều chỉnh nhờ bướm ga 7. Vnl=5÷6 m/s; Vkk=25÷30 m/s. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
1.3. Bộ CHK 1.3.1. Yêu cầu và phân loại đối với BCHK a) Yêu cầu - Cung cấp hỗn hợp đảm bảo lượng và thành phần phù hợp với từng chế độ làm việc của đc.  Về chất ở chế độ tải nhỏ và trung bình thì yêu cầu làm việc tiết kiệm nhất ge min.  Khi toàn tải phải đạt được công suất Ne max (hỗn hợp đậm)  Ở chế độ không tải phải đảm bảo động cơ làm việc ổn định - Trong mọi điều kiện môi trường và áp suất, nhiệt độ môi trường khác nhau phải dễ khởi động. - Dễ điều chỉnh theo trạng thái kỹ thuật và điều kiện sử dụng đc. - Cấu tạo đơn giảm chắc chắn, sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa dễ dàng. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
b) Phân loại - CHK không có buồng phao: loại hút, loại phun dùng cho đc làm việc ở các vị trí khác nhau. Ví dụ như động cơ máy bay, máy cưa tay… - CHK có buồng phao; hiện nay được sử dụng phổ biến, chủ yếu là loại hút xăng (hút xuống và hút lên, hút ngang) Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
1.3.2. BCHK đơn giảm a) Sơ đồ và cấu tạo Bao gồm: buồng phao (bầu xăng) để chứa nhiên liệu. Phao xăng (bằng nhựa hoặc đồng) cùng van kim để đảm bảo mức xăng trong bầu xăng không thay đổi và mức ấy 6 xăng luân đảm bảo cách vòi phun 1 đoạn h = 58 mm, để xăng không tự trào ra 4 5 7 khi BCHK không làm việc. Zíchlơ là chi tiết chính xác, nó đảm bảo quan hệ ổn định giữa lượng nhiên liệu đi qua zíchlơ và độ chênh áp trước và sau của zíchlơ. Vòi phun (đường ống dẫn nhiên liệu) miệng vòi phun đặt ở họng. Họng là tiết diện nhỏ nhất có nhiệm vụ tạo độ chân không (ph = po - ph) để hút xăng (ph > x.nl.g) với x = h. Bướm gió chỉ làm nhiệm vụ khi khởi động Bướm ga; vị trí của bướm ga chính là lượng hỗn hợp và chính là chế độ tải của động cơ. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
b) Nguyên lý làm việc • Để hút được nhiên liệu thì ph > cột áp ứng với chiều cao x.nl.g, tức là ph > x.nl.g ở đây x = h với ph = p0 – ph • Trong đó: g: gia tốc trọng trường nl: trọng lượng riêng của nhiên liệu x = h: là khoảng cách từ mức nh/l ở buồng phao và miệng v/ph ph: là áp suất tương đối ph: là áp suất tuyệt đối • Nếu ph càng tăng thì lượng nh.l ra càng nhiều • Xé tơi nhiên liệu để tạo thuận lợi cho việc hình thành hỗn hợp. Qua kết quả khảo nghiệm thấy, muốn xé tơi nh/l thì Vkk > Vnl khoảng 56 lần. Cụ thể Vnl = 56 m/s và Vkk qua họng = 2530 m/s thì nh/l được xé tơi hoàn toàn. • Hòa trộn hỗn hợp: nhiên liệu xé tơi sẽ bay hơi hòa trộn với không khí tạo thành hỗn hợp đến cuối hành trình nén thì kết thúc. Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT
c) Đặc tính của BCHK đơn giản - Thành phần của hỗn hợp thể hiện qua , sẽ thay đổi theo chế độ làm việc của đc. Để đánh giá sự hoạt động của BCHK khi thay đổi chế độ làm việc của đc cần phải tới đặc tính của BCHK. Kể cả đối với BCHK đơn giản cũgn cần phải xét tới đặc tính của nó. - Định nghĩa: Đặc tính của BCHK là quan hệ của hệ số dư lượng không khí  với một trong những thông số đặc trưng cho lượng hỗn hợp nạp vào động cơ (lưu lượng không khí Gk, dộ chân không tại họng ph, công suất có ích của đc…) Tức là:  = f(ph) – độ chân không  = f(Gk) – lượng kk nạp vào  = f(độ mở bướm ga)  = f(Ne) – công suất  = f(phụ tải đc) Hệ thống nhiên liệu và tự động điều chỉnh tốc độ ĐC ĐT