Hệ thống kiểm soát khí xả

Chia sẻ: Hung Nhat | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

207
lượt xem 52
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khí thải là gì? Thuật ngữ khí thải dùng để chỉ nhiên liệu bay hơi từ thùng nhiên liệu, khí lọt ra qua khe giữa pittong và thành xy-lanh, và khí xả. Khí thải có hại cho môi trường và con người vì chúng có những chất độc như CO (cacbon oxit), HC ( Hydrocacbon) và NÕ ( Nito oxit).

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Hệ thống kiểm soát khí xả

HÖ thèng kiÓm so¸t khÝ x¶ Bè côc cña ch¬ng Ch¬ng nµy tr×nh bµy vÒ HÖ thèng kiÓm so¸t khÝ x¶. · C¸c khÝ ®éc h¹i do «t« sinh ra · Nguyªn lÝ s¶n sinh ra khÝ x¶ · C¸c Tiªu chuÈn vÒ KhÝ th¶i · HÖ thèng kiÓm so¸t khÝ x¶ · KiÓm tra vµ ®iÒu chØnh CO/HC -1-
C¸c khÝ ®éc h¹i do «t« sinh ra M« t¶ 1. HÖ thèng kiÓm so¸t khÝ x¶ lµ g× ? HÖ thèng kiÓm so¸t khÝ x¶ gióp h¹n chÕ lîng khÝ th¶i cã h¹i cho con ngêi vµ m«i trêng. 2. KhÝ th¶i lµ g× ? ThuËt ng÷ khÝ th¶i dïng ®Ó chØ nhiªn liÖu bay h¬i tõ thïng nhiªn liÖu, khÝ lät ra qua khe gi÷a pÝtt«ng vµ thµnh xy-lanh, vµ khÝ x¶. KhÝ th¶i cã h¹i cho m«i trêng vµ con ngêi v× chóng cã nh÷ng chÊt ®éc nh CO (cacbon oxit), HC (hy®r«cacbon) vµ NOx (nit¬ oxit) Xe cã ®éng c¬ ®iªzen kh«ng nh÷ng th¶i ra c¸c khÝ nh CO, HC vµ NOx mµ cßn cã c¸c h¹t c¸cbon, chóng còng cã t¸c ®éng ®Õn m«i trêng vµ con ngêi. (1) CO (c¸cbon oxit) · CO ®îc sinh ra khi lîng «xy ®a vµo buång ®èt kh«ng ®ñ (ch¸y kh«ng hoµn toµn) 2C (c¸cbon) + O2 («xy) = 2CO (c¸cbon «xÝt) · Khi CO ®îc hÝt vµo trong c¬ thÓ, nã hoµ tan vµo m¸u vµ lµm h¹n chÕ kh¶ n¨ng vËn chuyÓn «xy cña m¸u. HÝt vµo mét lîng lín CO cã thÓ dÉn ®Õn tö vong. (2) HC (hydr«c¸cbon) · HC ®îc sinh ra trong qu¸ tr×nh ®èt ch¸y kh«ng hoµn toµn, còng nh CO. Ngoµi ra HC cßn sinh ra trong c¸c trêng hîp sau: Khi nhiÖt ®é ë khu vùc dËp löa thÊp, cha ®¹t tíi nhiÖt ®é bèc ch¸y. KhÝ n¹p thæi qua trong thêi gian lÆp cña xup¸p. Hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu cµng giµu, cµng sinh ra nhiÒu HC. Hçn hîp cµng nghÌo, cµng Ýt sinh ra HC. Lîng HC sinh ra cµng trë nªn lín h¬n khi hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu qu¸ nghÌo, v× nã kh«ng ch¸y ®îc. · Khi HC ®îc hÝt vµo c¬ thÓ, nã trë thµnh t¸c nh©n g©y ung th. Nã còng g©y ra hiÖn tîng s¬ng khãi quang ho¸. -2-
(3) NOx (nit¬ oxit) · NOx ®îc sinh ra do nit¬ vµ «xy trong hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu, khi nhiÖt ®é cña buång ®èt t¨ng cao trªn 1800oC. NhiÖt ®é cña buång ®èt cµng cao, lîng NOx s¶n ra cµng nhiÒu. Khi hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu nghÌo, NOx sinh ra nhiÒu h¬n v× tû lÖ «xy trong hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu cao h¬n. Nh vËy, lîng NOx ®îc sinh ra tuú theo hai yÕu tè: nhiÖt ®é ch¸y vµ hµm lîng «xy. N2 (nit¬) + O2 («xy) = 2 NO (NO2,N2...NOx) Khi NOx ®îc hÝt vµo c¬ thÓ, nã g©y kÝch thÝch mòi vµ häng. Nã còng g©y ra hiÖn tîng s¬ng khãi quang ho¸. (1/2) 1. KhÝ x¶ KhÝ x¶ ®îc th¶i ra qua èng x¶. Theo lÝ thuyÕt, khi ®èt ch¸y x¨ng th× chØ sinh ra CO2 (c¸cbon ®i«xit) vµ H2O (h¬i níc). Tuy nhiªn, kh«ng ph¶i toµn bé x¨ng ®Òu tham gia ph¶n øng nh lÝ thuyÕt, do ¶nh hëng cña c¸c yÕu tè nh tû lÖ hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu, nit¬ trong kh«ng khÝ, nhiÖt ®é ch¸y, thêi gian ch¸y... §ã lµ nguyªn nh©n sinh ra c¸c khÝ ®éc h¹i nh CO, HC hoÆc NOx. 2. Nhiªn liÖu bay h¬i H¬i nhiªn liÖu tho¸t ra tõ thïng nhiªn liÖu, bé chÕ hoµ khÝ ... vµ ®i vµo khÝ quyÓn. Thµnh phÇn chñ yÕu cña nã lµ HC. 3. KhÝ lät KhÝ lät qua khe hë gi÷a pitt«ng vµ thµnh xy-lanh vµ ®i vµo hép trôc khuûu. Thµnh phÇn chñ yÕu cña nã lµ nhiªn liÖu vµ khÝ cha ch¸y (HC). (2/2) -3-
Nguyªn lÝ s¶n sinh ra khÝ x¶ Tû lÖ hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu lÝ thuyÕt Tû lÖ hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu lÝ thuyÕt lµ tû lÖ cña lîng nhiªn liÖu vµ kh«ng khÝ (chøa «xy) tèi thiÓu cÇn thiÕt ®Ó ®èt ch¸y hoµn toµn nhiªn liÖu. X¨ng lµ hçn hîp cña mét sè d¹ng hy®r«cacbon, trong ®ã chñ yÕu lµ èctan (C8H18). 2C8H18 + 15 O2 = 16CO2 + 18 H2O §Ó ®èt ch¸y 1g èctan vµ s¶n sinh ra níc vµ cacbondi«xÝt th× cÇn ®Õn 15g kh«ng khÝ. Trªn thùc tÕ, nhiªn liÖu kh«ng ph¶i lµ èctan thuÇn chÊt mµ lµ «ctan vµ c¸c HC kh¸c nhau. V× vËy, tû lÖ hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu lÝ thuyÕt lµ 14,7 (1/1) BiÓu ®å s¶n sinh CO/HC/NOx BiÓu ®å bªn tr¸i cho thÊy quan hÖ gi÷a tû lÖ hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu vµ lîng CO/HC/NOx sinh ra. 1. §Ëm h¬n CO/HC : t¨ng NOx : gi¶m 2. Nh¹t h¬n CO : Gi¶m HC : Gi¶m Tuy nhiªn, lîng nµy sÏ t¨ng lªn v× ®éng c¬ næ kh«ng tèt khi hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu qu¸ nghÌo. NOx: KhÝ nµy ®îc sinh ra nhiÒu nhÊt khi hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu h¬i nghÌo h¬n so víi tû lÖ lÝ thuyÕt. Nhng khi hçn hîp l¹i nghÌo h¬n n÷a th× lîng khÝ nµy sÏ gi¶m v× nhiÖt ®é ch¸y gi¶m. Lîng khÝ CO/HC/NOx t¨ng lªn trong c¸c ®iÒu kiÖn sau ®©y: 3. Trong khi ®éng c¬ cßn l¹nh Lîng khÝ CO/HC t¨ng lªn v× ®éng c¬ ®îc cung cÊp hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu giµu. 4. Khi t¶i lín Lîng khÝ th¶i t¨ng v× lîng kh«ng khÝ còng nh nhiªn liÖu ®Òu t¨ng. · Lîng CO/HC t¨ng v× ®éng c¬ ®îc cung cÊp hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu giµu · Lîng NOx t¨ng v× nhiÖt ®é ch¸y lªn cao. GîI ý PPM : ViÕt t¾t cña Mét PhÇn TriÖu, ®îc sö dông lµm ®¬n vÞ nång ®é. (1/1) -4-
HÖ thèng kiÓm so¸t khÝ x¶ M« t¶ Ph¶i cã tr×nh ®é c«ng nghÖ cao míi cã thÓ b¶o ®¶m r»ng tæng lîng c¸c thµnh phÇn (CO/HC/NOx) trong khÝ th¶i ®¸p øng c¸c quy ®Þnh vÒ khÝ th¶i. §èi víi xe «t« thùc sù, kh«ng nh÷ng ph¶i gi¶m nh÷ng chÊt nµy mµ cßn ph¶i ®¸p øng c¸c tiªu chuÈn kh¸c nh ®é bÒn, ®é tin cËy, an toµn vµ tiªu hao nhiªn liÖu. C¸c biÖn ph¸p lµm s¹ch khÝ th¶i ®îc liÖt kª trong b¶ng bªn tr¸i ®©y, nhng thiÕt bÞ th× thay ®æi tuú theo tõng níc, cßn quy ®Þnh vÒ khÝ th¶i th× thay ®æi theo vïng. (1/1) C¶i thiÖn ®éng c¬ §éng c¬ ®· ®îc c¶i tiÕn rÊt nhiÒu ®Ó c¸c ®Æc tÝnh cña ®éng c¬ vÒ c«ng suÊt vµ tiªu hao nhiªn liÖu kh«ng bÞ xÊu ®i qua thêi gian sö dông, h¹n chÕ ®Õn møc tèi thiÓu sù s¶n sinh khÝ ®éc h¹i. C¸c biÖn ph¸p díi ®©y kh«ng ph¶i lµ ®îc ¸p dông cho tÊt c¶ c¸c kiÓu ®éng c¬, tuy nhiªn, hÇu hÕt c¸c biÖn ph¸p thÝch hîp cho tõng ®éng c¬ th× ®· ®îc sö dông. 1. CÊu t¹o cña buång ®èt vµ c¶i thiÖn hÖ thèng n¹p khÝ (1) Sö dông vïng rèi Vïng rèi trong buång ®èt t¹o ra dßng rèi m¹nh mÏ, b¾t ®Çu tõ cuèi kú nÐn ®Õn ®Çu kú næ. Dßng rèi nµy lµm t¨ng tèc ®é ch¸y, gióp hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu ch¸y hoµn toµn, gi¶m lîng CO vµ HC. (2) T¹o ra xo¸y lèc Cöa n¹p ®îc lµm cong, t¹o ra dßng xo¸y thÝch hîp cho hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu ®îc hót vµo trong kú n¹p, cho ®Õn mÐp ngoµi cña buång ®èt. Dßng xo¸y nµy tiÕp tôc tõ kú nÐn cho ®Õn kú næ, t¹o ra hiÖu qu¶ t¬ng tù vïng rèi. 2. Sö dông EFI, ESA vµ DIS §èt ch¸y hoµn toµn hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu vµ gi¶m khÝ x¶ nhê cã sö dông EFI (®iÒu khiÓn phun nhiªn liÖu ®iÖn tö) ®Ó t¹o ra hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu thÝch hîp, vµ sö dông ESA (§¸nh löa sím ®iÖn tö), DIS (hÖ thèng ®¸nh löa trùc tiÕp) ®Ó ®iÒu khiÓn ®Þnh thêi ®¸nh löa chÝnh x¸c theo ®iÒu kiÖn vËn hµnh. (1/1) -5-
Bé läc khÝ x¶ 1. Kh¸i qu¸t Bé läc khÝ x¶ lµm cho c¸c chÊt ®éc h¹i (CO, HC, NOx) ph¶n øng ho¸ häc víi c¸c chÊt v« h¹i (H2O, CO2, N2) khi luång khÝ x¶ ®i qua. Nãi chung, platin, pala®i, iri®i, r«®i ... ®îc sö dông lµm chÊt xóc t¸c trong «t«. (1) C¸c lo¹i bé läc khÝ x¶ · ChÊt xóc t¸c «xy ho¸: oxy ho¸ HC hoÆc CO vµ t¹o thµnh H2O hoÆc CO2 kh«ng ®éc h¹i. · ChÊt xóc t¸c khö «xy: t¸ch «xy ra khái NOx vµ t¹o thµnh N2 v« h¹i. · ChÊt xóc t¸c oxy ho¸/khö «xy: thùc hiÖn c¶ hai chøc n¨ng trªn. (Bé xóc t¸c «xy ho¸/khö «xy dïng cho «t« ®îc gäi lµ Bé läc khÝ x¶ 3 thµnh phÇn (TWC)” v× r»ng cã ba chÊt ®éc h¹i CO, HC vµ NOx ®îc chuyÓn ho¸ ®ång thêi thµnh chÊt kh«ng ®éc h¹i. Ngµy nay, chÊt xóc t¸c «xy ho¸/khö «xy ®îc sö dông cho hÇu hÕt c¸c «t«. (1/3) (2) Ho¹t ®éng cña chÊt xóc t¸c phô thuéc nhiÖt ®é. §èi víi chÊt xóc t¸c, møc ®é lµm s¹ch thay ®æi theo nhiÖt ®é. Nh biÓu ®å cho thÊy, tû lÖ lµm s¹ch gÇn ®¹t ®Õn 100% vµ khÝ x¶ ®îc lµm s¹ch cã hiÖu qu¶ nhÊt khi nhiÖt ®é chÊt xóc t¸c n©ng cao trªn 400oC. CHó ý: Xe ®îc trang bÞ bé läc khÝ x¶ sö dông x¨ng kh«ng ch×, v× nÕu dïng x¨ng pha ch× th× ch× sÏ dÝnh lªn bÒ mÆt cña bé läc khÝ x¶ vµ c¶m biÕn «xy, lµm gi¶m t¸c dông cña nã. (1/3) -6-
(3) HÖ thèng läc khÝ x¶ 3 thµnh phÇn (TWC) TWC lµ hÖ thèng «xy ho¸ CO vµ HC trong khÝ x¶ vµ ®ång thêi khö «xy cña NOx ®Ó biÕn chóng thµnh CO2, H2O vµ N2. GÇn ®©y, kiÓu liÒn khèi ®îc sö dông nh trªn minh ho¹. Alumin hoÆc chÊt xóc t¸c ®îc phñ lªn c¸c thanh ghi cã nhiÒu lç. C¸c chÊt ®éc h¹i ®i qua nh÷ng lç nµy vµ ®îc lµm s¹ch. Cã hai kiÓu khèi, kiÓu gèm vµ kiÓu kim lo¹i. Thanh ghi cµng máng, kh¶ n¨ng lµm s¹ch cµng cao. (2/3) TWC ho¹t ®éng cã hiÖu qu¶ nhÊt víi tû lÖ hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu gÇn nh lÝ thuyÕt. V× vËy, cÇn cã hÖ thèng th«ng tin ph¶n håi vÒ tû lÖ hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu ®Ó gi÷ cho tû lÖ nµy gÇn víi tû lÖ lÝ thuyÕt. HÖ thèng th«ng tin ph¶n håi vÒ hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu theo dâi lîng «xy trong khÝ x¶ b»ng c¸ch sö dông c¶m biÕn «xy g¾n trong ®êng èng x¶. Khi ®ã, lîng nhiªn liÖu ®îc ECU cña ®éng c¬ ®iÒu chØnh ®Ó kiÓm so¸t tû lÖ hçn hîp kh«ng khÝ-nhiªn liÖu, gióp cho TWC lµm viÖc cã hiÖu qu¶. (3/3) -7-
Bài tập Hãy sử dụng các bài tập này để kiểm tra mức hiểu biết của bạn về các tài liệu trong chương này. Sau khi trả lời mỗi bài tập, bạn có thể dùng nút tham khảo để kiểm tra các trang liên quan đến câu hỏi về dòng điện. Khi các bạn có câu trả lời đúng, hãy trở về văn bản để duyệt lại tài liệu và tìm câu trả lời đúng. Khi đã trả lời đúng mọi câu hỏi, bạn có thể chuyển sang chương tiếp theo. -8-
Câu hỏi- 1 Thành phần hoá học nào (CO, HC, NOx) trong biểu đồ dưới đây được gọi là A, B, và C ? Hãy chọn những chữ này trong bảng dưới đây. A và B được sản sinh ra do cháy không hoàn toàn, khi hỗn hợp không khí-nhiên liệu giàu. B tăng lên vì động cơ bỏ nổ khi hỗn hợp không khí-nhiên liệu quá nghèo. C đạt đến lượng cực đại khi hỗn hợp không khí-nhiên liệu hơi nghèo hơn so với hỗn hợp không khí-nhiên liệu lí thuyết. 1. A: CO / B: HC / C: NOx 2. A: NOx / B: CO / C: HC 3. A: HC / B: NOx / C: CO 4. A: NOx / B: HC / C: CO -9-