Hệ thống nhiên liệu của động cơ xăng có chức năng là cung cấp hỗn hợp nhiên liệu-không khí (hỗn hợp cháy) cho động cơ hoạt động với a nhất định Show  Nhiệm vụ và yêu cầu hệ thống nhiên liệu động cơ xăngNhiên liệu phải được hoà trộn đồng đều với toàn bộ lượng khí có trong buồng cháy (hỗn hợp cháy phải đồng nhất). Bạn đang xem: Hệ thống nhiên liệu dùng bộ chế hòa khí Thành phần hỗn hợp cháy phải phù hợp với các chế độ làm việc của động cơ. Hỗn hợp cháy phải được phân bố đồng đều cho các xylanh của động cơ nhiều xylanh. Phân loại hệ thống nhiên liệu động cơ xăng Phương pháp cấp nhiên liệu vào động cơ Loại dùng bộ chế hòa khíLoại dùng vòi phunPhương pháp cung cấp nhiên liệu Loại cưỡng bứcLoại tự chảyPhân loại theo số vòi phun sử dụng Hệ thống phun xăng đơn điểmHệ thống phun xăng nhiều điểmPhân loại theo cách điều khiển phun xăng Hệ thống phun xăng cơ khíHệ thống phun xăng cơ điện tửHệ thống phun xăng điện tửCấu tạo hệ thống nhiên liệu động cơ xăng dùng bộ chế hòa khí Sơ đồ nguyên lý hệ thống nhiên liệu động cơ xăng dùng bộ chế hòa khí Thùng xăng -> Bầu lọc xăng -> Bơm xăng -> Bộ chế hòa khí -> Xi lanh Bầu lọc không khí -> Bộ chế hòa khí -> Xi lanh Cấu tạo các bộ phận chính bộ chế hòa khí – Nguyên lý hoạt động của bộ chế hoà khí được thể hiện trên hình. Nó bao gồm một buồng chứa xăng thường gọi là buồng phao, các đường dẫn xăng và các đường dẫn khí, họng khuyếch tán và các van điều khiển (bướm ga, bướm khí). Nguyên lý hoạt động bộ chế hòa khí – Bộ phận cơ bản của bộ chế hoà khí là họng khuyếch tỏn (còn gọi là buồng hoà khí), nó cấu tạo như một đoạn ống bị thắt lại ở đoạn giữa (venturi). Chính ở đoạn này người ta bố trí ống phun của đường xăng chính. – Khi động cơ hoạt động, (bướm ga và bướm khí đều mở) không khí bị hút vào từ phía trên, đi qua họng khuyếch tán. Tại đây, do tiết diện lưu thông bị thu hẹp lại, tốc độ của dòng khí tăng lên làm áp suất giảm xuống tạo độ chân không hút nhiên liệu từ trong buồng phao qua đường xăng chính và phun ra dưới dạng tia. Như vậy, xăng bị phun vào dòng khí có tốc độ cao, hoà trộn với không khí và bay hơi để tạo thành hỗn hợp khí cháy. – Lượng khí được hút qua carburetor phụ thuộc vào độ mở của bướm ga: bướm ga mở càng lớn thì lượng khí đi qua càng nhiều, nghĩa là tốc độ dòng khí ở họng khuyếch tán càng tăng và lượng xăng bị hút vào càng lớn. Như vậy, bướm ga cho phép điều khiển hoạt động của động cơ ở các chế độ tải khác nhau tuỳ theo điều kiện làm việc. Việc điều khiển bướm ga được thực hiện nhờ một bàn đạp bố trí trong ca bin ôtô, thường được gọi là bàn đạp ga. – Đối với bộ chế hoà khí, áp suất trên mặt thoáng của buồng phao đóng vai trò rất quan trọng, bởi vì lượng xăng mà nó cấp cho động cơ hoàn toàn phụ thuộc vào độ chênh áp giữa họng khuyếch tán và mặt thoáng buồng phao. Ưu nhược điểm hệ thống nhiên liệu dùng bộ chế hòa khí – Hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng bộ chế hòa khí về cơ bản chỉ có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, giá thành thấp hơn so với hệ thống phun xăng điện tử. Nhưng bên cạnh đó bộ chế hòa khí lại tồn tại hai khuyết điểm sau:+ Các mạch xăng ở các chế độ làm việc của động cơ được điều khiển hoàn toàn bằng cơ khí, do đó thành phần hỗn hợp không được tối ưu. Nếu hỗn hợp quá đậm dẫn đến xăng cháy không hết, sản sinh ra khí độc như HC, CO và ngược lại nếu hỗn hợp quá nhạt sẽ sinh ra khí độc NOX. + Các xylanh trên cùng một động cơ nhận được lượng khí hỗn hợp không đồng nhất, hỗn hợp của các xylanh càng ở xa bộ chế hòa khí càng giàu xăng. Nguyên nhân của hiện tượng này là do xăng nặng hơn không khí nên lưu lượng thông không xuyên suốt qua các đoạn cong của các ống góp hút. Các hạt xăng lớn tiếp tục lưu thông theo quán tính đến vách cuối cùng của ống góp hút và ngưng đọng tại đây . Số xăng này bốc hơi và cung cấp thêm cho các xylanh đầu và cuối, hậu quả là khí hỗn hợp cung cấp cho các xylanh này luôn giàu xăng hơn các xylanh khác.=> Để khắc phục những khuyết điểm trên xin giới thiệu hệ thống phun xăng cơ khí sau. HỆ THỐNG PHUN XĂNG CƠ KHÍĐặc điểm cấu tạo và nguyên lý chung của hệ thống phun xăng cơ khí Đặc điểm cấu tạo Có thể chia các cơ cấu của hệ thống này thành 3 bộ phận chính: + Bộ phận cung cấp nhiên liệu gồm: Bình chứa, bơm xăng điện, bộ tích tụ xăng, bộ lọc xăng, các ống dẫn nhiên liệu và vòi phun. + Bộ phận cung cấp không khí bao gồm: Đường ống nạp, bộ phận lọc khí và bướm ga. + Bộ phận điều khiển tạo hỗn hợp bao gồm: Thiết bị đo lưu lượng khí và thiết bị định lượng nhiên liệu. Mô tả nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng cơ khí Đặc điểm cấu tạo các thành tố cơ bản Bơm nhiên liệu Bơm nhiên liệu là gìBơm nhiên liệu là bơm điện dùng bi gạt được dẫn động nhờ động cơ điện nam châm vĩnh cửu. Đĩa rôto được ráp lệch tâm trong vỏ bơm. Quanh chu vi đĩa có các hốc lõm chứa bi gạt. Khi rôto quay, lực ly tâm sẽ ấn các bi gạt vào vách vỏ bơm để bao kín và bơm xăng đi từ lỗ hút ra lỗ thoát. Lọc nhiên liệu Bộ đo lưu lượng không khí Van định lượng và phân phối Tùy theo vị trí cao hay thấp của mâm đo, bộ phân phối sẽ định lượng một số xăng tương ứng với lượng không khí nạp để cung cấp cho các kim phun. Dao động của mâm đo được cần bẩy truyền động đến van trượt.Xăng nạp vào bộ phân phối qua lỗ nạp sau đó len qua vai của van trượt trong xylanh. Số xăng đã định lượng được đưa đến các kim phun. Áp suất kiểm soát van trượt Van chênh áp Nếu lượng nhiên liệu qua rãnh định lượng vào buồng trên nhiều thì áp lực trong buồng này tăng lên tức thời, làm cho màng bị cong xuống mở lổ van cho đến khi sự chênh lệch áp suất giữa hai buồng được xác định.Nếu lượng nhiên liệu cung cấp vào buồng trên giảm, màng tự đi lên và làm giảm tiết diện mở của van cho đến khi đạt được sự chênh lệch áp suất là 0.1 bar Chức năng của bộ chênh lệch áp suất là để hạn chế sự tổn thất áp suất khi nhiên liệu đi qua các rãnh đứng trong xylanh. Các bộ chênh lệch áp suất duy trì sự chênh lệch áp suất giữa buồng trên và buồng dưới của màng với một giá trị không đổi là 0.1 bar Bộ điều áp Do bơm xăng cung cấp một lượng xăng nhiều hơn so với yêu cầu của động cơ. Nên trong quá trình hoạt động, áp suất xăng tăng lên sẽ đẩy piston (3) mở van đưa xăng về thùng chứa.Nhiên liệu hồi về từ bộ điều chỉnh áp lực theo nhiệt độ đi qua van chận (4) về thùng chứa qua lỗ (2). Van chận mở trong suốt thời gian động cơ hoạt động và đóng kín khi ngừng động cơ. Bộ tiết chế sưởi nóng động cơ Khi động cơ còn nguội, thanh lưỡng kim ấn lò xo kéo màng đi xuống, làm nhiên liệu trên đỉnh piston trở về thùng chứa làm cho áp suất điều khiển giảm. Sự giảm áp suất điều khiển làm cho piston đi lên, rãnh định lượng mở lớn và các kim phun sẽ cung cấp nhiều nhiên liệu.Trong thời gian sưởi nóng động cơ, nhiệt độ tăng dần lên làm cho thanh lưỡng kim giản nở theo đi lên và đội màng lên làm cho tăng áp suất điều khiển trên đầu pistonKhi động cơ đã kết thúc quá trình sưởi nóng, áp suất điều khiển giữ ở mức không đổi 3,7 bar. Mô tả nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng cơ khíĐặc điểm cấu tạo các thành tố cơ bản Vòi phun cơ khí Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Vòi phun khởi động lạnh Xem thêm: Tiểu Sử Ca Sĩ Khởi My : Năm Sinh, Chiều Cao, Cân Nặng Bao Nhiêu? Van khí phụ Bên trong thiết bị có một vách ngăn dùng để đóng kín hay mở mạch nạp không khí bổ sung. Thanh lò xo lưỡng kim dưới tác dụng của nhiệt độ sẽ điều khiển vách ngăn đóng mở. Cuộn điện trở nung nóng khống chế thời gian mở của thiết bị tùy theo từng loại động cơ. Trong quá trình sưởi nóng, động cơ được cho nổ ở chế độ cầm chừng, động cơ đang còn nguội lạnh, cánh bướm ga đóng gần kín, mạch không khí trên van khí phụ sẽ được mở lớn tối đa. Nhiệt động động cơ càng tăng lên thì tiết diện lưu thông của van khí phụ càng được thu hẹp và sẽ đóng kín sau khi hoàn tất quá trình sưởi nóng động cơ. Điều khiển phun xăng Chế độ phun cơ bản Đối với hệ thống phun xăng cơ khí lượng phun cơ bản phụ thuộc vào bộ định lượng và phân phối nhiên liệu.Vị trí của tấm cảm biến xác định lưu lượng không khí nạp vào xy lanh, đồng thời thông qua cánh tay đòn nó điều khiển piston chuyển động mở rảnh định lượng nhiên liệu trên xylanh, định lượng lượng nhiên liệu đi qua rảnh định lượng đó đến vòi phun để phun vào đường ống nạp. Lượng không khí đi vào xylanh càng nhiều thì rảnh định lượng trên xylanh mở càng lớn. Các chế độ phun hiệu chỉnh. Tuỳ theo từng chế độ làm việc khác nhau của động cơ mà tỷ lệ hoà khí phải thay đổi theo, do đó cần phải hiệu chỉnh lượng phun cơ bản. a) Chế độ khởi động lạnh Trong quá trình khởi động lạnh, để bù trừ sự tổn thất do sự ngưng tụ của nhiên liệu và để động cơ khởi động nhanh chóng khi lạnh, người ta phải bổ sung thêm một lượng nhiên liệu trong suốt quá trình khởi động. Khi động cơ lạnh thanh lưỡng kim nhiệt của bộ điều chỉnh áp lực theo nhiệt độ cong xuống, nén lò xo và điều khiển màng mở lớn làm cho lượng nhiên liệu trên đỉnh piston (của bộ định lượng–phân phối nhiên liệu) trở về thùng chứa nhiều nên áp suất điều khiển giảm, piston điều khiển đi lên, rãnh định lượng mở lớn, các vòi phun sẽ cung cấp nhiên liệu vào đường ống nạp nhiều, hỗn hợp đậm. (Bộ điều chỉnh áp lực theo nhiệt độ được lắp trên nắp máy để lấy nhiệt độ động cơ). Đối với kim phun khởi động lạnh khi khởi động nếu nhiệt độ động cơ thấp thì công tắc nhiệt – thời gian đóng dòng điện đi qua cuộn dây trong kim phun, nhấc kim phun mở, phun thêm một lượng nhiên liệu. Nếu nhiệt độ động cơ cao, hoặc sau một thời gian dòng điện đi qua cuộn dây làm nóng thanh lưỡng kim, công tắc nhiệt – thời gian mở, kim phun đóng ngừng cung cấp nhiên liệu. Nhiệt độ động cơ tăng, thời gian mở kim phun giảm và ngược lại. Tùy theo nhiệt độ động cơ khi khởi động sẽ quyết định thời gian đóng công tắc nhiệt dài hay ngắn, lượng nhiên liệu phun nhiều hay ít. b) Chế độ hâm nóng động cơ Chế độ hâm nóng động cơ được thực hiện bởi bộ điều chỉnh áp lực theo nhiệt độ. Sau khi khởi động lạnh van của bộ điều chỉnh áp lực theo nhiệt độ còn mở lớn, áp suất trên đỉnh piston đều khiển giảm các kim phun cung cấp nhiều nhiên liệu, hỗn hợp đậm. Khi nhiệt độ động cơ tăng dần kết hợp với dòng điện từ rơ le chính đi qua cuộn dây, nung nóng thanh lưỡng kim làm cho nó cong lên, màng van khép lại, áp suất điều khiển tăng dần, nhiên liệu cung cấp đến các vòi phun giảm dần. Khi màng van đóng hoàn toàn, áp suất điều khiển lớn nhất, lượng nhiên liệu cung cấp cho vòi phun chỉ phụ thuộc vào lưu lượng không khí đi qua bộ đo lưu lượng không khí. c) Chế độ cầm chừng nhanh Chế độ cầm chừng nhanh được tự động điều khiển bởi van khí phụ và bộ định lượng – phân phối nhiên liệu. Khi nhiệt độ động cơ thấp van khí phụ mở lớn làm cho lượng không khí đi tắt qua bướm ga lớn và do lượng không khí này phải đi qua bộ đo lưu lượng không khí làm cho piston điều khiển đi lên, gia tăng lượng nhiên liệu vào vòi phun, kết quả là tăng lượng hỗn hợp khí mới vào xy lanh, tốc độ cầm chừng động cơ tăng lên. Khi nhiệt độ động cơ tăng, thanh lưỡng kim bị nung nóng cong xuống đóng van khí phụ (nhiệt độ đạt 80 – 90oC van khí phụ đóng hoàn toàn) piston điều khiển đi xuống giảm lượng nhiên liệu cung cấp vào vòi phun. d) Chế độ tải trung bình Chế độ tải trung bình được thực hiện bằng cách thay đổi độ dốc của phễu không khí. Độ dốc của phễu không khí ở chế độ tải trung bình bé hơn so với chế độ tải bé và đầy tải. Do vậy, với một độ nâng bé của tấm cảm biến ở vị trí (2) thì tiết diện mở giữa phễu không khí và tấm cảm biến lớn, nên lượng không khí nạp vào nhiều, hỗn hợp loãng. Hình dạng phễu có độ dốc thay đổi1 – Chế độ toàn tải; 2 – Chế độ tải trung bình; 3 – Chế độ chạy galăngtie) Chế độ đầy tải Chế độ đầy tải được thực hiện bởi độ dốc của phễu không khí, ngoài ra còn được tự động điều khiển theo áp suất sau bướm ga. Khi bướm ga mở lớn, độ chân không sau bướm ga giảm, áp suất trong bộ điều chỉnh áp lực theo nhiệt độ tăng, làm màng dưới đi xuống, lực đàn hồi của lò xo trong giảm màng van mở, nhiên liệu trên đỉnh piston điều khiển hồi về thùng nhiều hơn so với chế độ tải trung bình, áp suất giảm, piston đi lên gia tăng lương nhiên liệu vào các vòi phun, hỗn hợp đậm. f) Chế độ tăng tốc Khi tăng tốc bướm ga mở lớn đột ngột lượng khí nạp đi vào xy lanh nhiều hơn, tấm cảm biến đi lên nhanh đẩy piston đi lên gia tăng lượng nhiên liệu vào vòi phun. Ngoài ra khi bướm ga mở đột ngột, làm độ chân không sau bướm ga giảm mạnh, áp suất trong bộ điều chỉnh áp lực theo nhiệt độ tăng, màng van mở, áp suất nhiên liệu trên đỉnh piston điều khiển giảm, lượng nhiên liệu cung cấp đến kim phun gia tăng, hỗn hợp đậm. g) Chế độ giảm tốc Khi giảm tốc, bướm ga đóng làm áp suất trước bướm ga tăng lên đột ngột đẩy tấm cảm biến đóng, nhiên liệu cung cấp đến các vòi phun giảm hoặc bị cắt hoàn toàn khi tấm cảm biến đóng hoàn toàn. So sánh cấu tạo phun xăng cơ khí và chế hòa khí
Ưu nhược điểm của phun xăng cơ khí Ưu điểm:+ Số lượng và thành phần hòa khí vào các xylanh đều hơn nhờ đó trong điều kiện sử dụng có thể dùng hòa khí nhạt hơn+ Hệ số nạp của động cơ lớn hơn vì: không có họng trong đường nạp do không có bộ chế hòa khí, giảm mức độ sấy nóng trên đường nạp, khi phun nhiên liệu vào xylanh động cơ khối lượng không khí nạp sẽ nhiều hơn.+ Tính thích ứng của động cơ được cải thiện vì không thấy rõ tính chậm trễ do quán tính của dòng xăng so với không khí trong các chế độ chuyển tiếp. Hệ thống phun xăng cơ khí đa điểm có khả năng đáp ứng việc cung cấp nhiên liệu cho động cơ ở tất cả các chế độ và tải trọng thay đổi khác nhau của động cơ một cách nhanh chóng, nhờ vào khả năng của cảm biến lưu lượng không khí nạp và bộ điều chỉnh áp lực. + Định lượng xăng phun vào xylanh động cơ lúc khởi động chính xác hơn làm cho động cơ khởi động lạnh dễ hơn.+ Công suất động cơ cao hơn.+ Ô nhiễm môi trường do khí thải tạo ra là nhỏ, đặc biệt trong hệ thống phun xăng cơ khí cải tiến sử dụng van tần số.+ Động cơ hoạt động tốt ở mọi thời tiết, địa hình, tư thế xe.+ Tiết kiệm nhiên liêu: Trong hệ thống phun xăng cơ khí đa điểm mỗi xylanh đều có riêng một vòi phun, các vòi phun này lại được điều khiển bởi bộ phân phối và định lượng nhiên liệu kết hợp với cảm biến lưu lượng không khí nạp và bộ điều chỉnh áp lực nhờ vậy các xylanh động cơ được cung cấp lượng xăng đồng đều hơn ở bất kỳ chế độ hoạt động nào của động cơ. Phạm vi ứng dụng: – Năm 1962, người Pháp triển khai nó trên ô tô Peugoet 404.– Năm 1973, các kỹ sư người Đức ứng dụng trên hãng xe Mercedes.– Sau đó,người Mỹ ứng dụng trên các xe của hãng GM,chrysler, cadilac.– Năm 1984, người Nhật ứng dụng trên các xe của hãng Toyota, Nissan. Nhược điểm Tuy hệ thống phun xăng cơ khí có nhiều ưu điểm nhưng bên cạnh đó vẫn còn tồn đọng những khuyết điểm: do được điều khiển hoàn toàn bằng cơ khí nên có sự chậm trễ của cơ khí dẫn đến việc thích ứng với các chế độ của động cơ không được hoàn hảo tiêu hao nhiên liệu trong các thời gian trễ cơ khí. Việc điều khiển đánh lửa bằng cơ khí nên không thích ứng được ở tốc độ cao tốt dẫn đến cháy rớt nhiều.Cơ cấu phân phối khí được điều khiển có biên dạng cam không đổi ở mọi tốc độ nên khi tốc độ cao việc nạp đầy thải sạch của động cơ không tốt khiến công suất của động cơ giảm. Khi động cơ nóng nhiệt truyền cho đường ống nạp lớn dẫn đến mật độ không khí giảm nên hệ số nạp giảm mà ở hệ thống phun xăng cơ khí không cảm nhận được nên gây ra tiêu hao nhiên liệu ở các chế độ hoạt động của động cơ, ô nhiễm môi trường. Hệ thống phun xăng điện tửCấu tạo hệ thống phun xăng điện tử Nguyên lí làm việc hệ thống phun xăng điện tử EFI Đặc điểm cấu tạo một số bộ phận chính trong hệ thống Hệ thống nhiên liệu Hệ thống nạp khí Hệ thống điều khiển Hệ thống nhiên liệu Bơm nhiên liệu Bơm nhiên liệu được lắp trong bình nhiên liệu và được kết hợp với bộ lọc nhiên liệu, bộ điều áp, bộ đo nhiên liệu… cánh bơm được motor quay để nén nhiên liệu. Van một chiều đóng lại khi bơm nhiên liệu dừng để duy trì áp suất trong đường ống nhiên liệu và làm cho việc khởi động động cơ dễ dàng hơn.Khi áp suất ở phía cửa ra của bơm quá cao thì van an toàn sẽ mở để giảm áp suất. |
