Đồ án Thiết kế kỹ thuật mô hình hệ thống phun xăng đa điểm – Karman

 Luận văn tốt nghiệp -Trang 1-  SVTH: Ngô Văn Sanh GVHD: Ths Huỳnh Trọng Chương CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN Việc thực hiện đề tài này, mục đích đầu tiên của người thực hiện là nhằm hoàn thành tốt đợt thực tâïp cuối khóa trước khi ra trường. Tuy vậy, được sự chỉ đạo của thầy giáo hướng dẫn, tôi được biết là đề tài này được dùng cho việc thực tập cho các sinh viên khóa sau. Với luận văn này, người thực hiện không có tham vọng đi sâu vào tất cả những vấn đề của nó vì đề tài rất rộng và có nhiều vấn đề vượt quá khả năng hiện có của tôi. Vì vậy, tôi mong rằng những vấn đề trong luận văn có thể cung cấp cho các sinh viên khóa sau những kiến thức cơ bản về lý thuyết. Nó là cơ sở để có thể dựa vào đó mà chế tạo ra một mô hình thực tế. Tôi rất vui mừng nếu có thể đóng góp một phần nhỏ bé công sức cho Bộ môn Động lực qua việc thực hiện luận văn này. 1.2 GIỚI HẠN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trong khuôn khổ của luận văn, việc làm nổi bậc những vấn đề cơ bản về phun xăng điện tử là sợi chỉ xuyên suốt, qua việc làm rõ một số nội dung quan trọng có liên quan đến đề tài. Từ quá trình nguyên cứu một số mô hình thực tế của các trường khác, cộng với một số tài liệu tìm được và kiến thức hiện có, hy vọng có thể gợi mở một số vấn đề mới tạo điều kiện cho việc áp dụng thực tế sau này. 1.3 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ EFI 1.3.1 EFI là gì Chữ EFI ở phía sau thân của các ôtô đời mới và trên động cơ là chữ viết tắt của Electronic Fuel Injection, có nghĩa là hệ thống điều khiển bằng điện tử. Hệ thống này cung cấp hỗn hợp khí cho động cơ một cách hoàn hảo. Tuy nhiên, tuỳ theo chế đôï làm việc của ôtô, EFI thay đổi tỷ lệ khí – nhiên liệu để luôn luôn cung cấp cho động cơ một hỗn hợp khí tối ưu. Cụ thể ở chế độ khởi động trong thời tiết lạnh giá, hỗn hợp khí được cung cấp giàu xăng, sau khi động cơ đã được nhiệt độ vận hành, hỗn hợp khí sẽ nghèo xăng hơn. Ở chế độ cao tốc lại được cung cấp hỗn hợp khí giàu xăng trở lại. Ôtô sử dụng một trong hai thiết bị hay hệ thống để cung cấp hỗn hợp khí – nhiên liệu với một tỷ lệ chính xác đến các xylanh của động cơ tại tất cả các dải tốc độ; một bộ chế hòa khí hay hệ thống EFI (phun xăng điện tử). Cả hai hệ thống đo lượng khí nạp mà thay đổi theo góc mở của bướm ga và tốc độ động cơ, đều cung cấp một tỷ lệ nhiên liệu và không khí thích hợp đến các xylanh phụ thuộc vào lượng khí nạp.  Luận văn tốt nghiệp -Trang 2-  SVTH: Ngô Văn Sanh GVHD: Ths Huỳnh Trọng Chương Do kết cấu của chế hoà khí khá đơn giản, nó đã được sử dụng trên hầu hết các động cơ xăng trước đây. Mặc dù vậy, để đáp ứng các nhu cầu hiện nay về khí xả sạch hơn, tiêu hao nhiên liệu kinh tế hơn, cải thiện khả năng tải..., bộ chế hòa khí ngày nay phải được lắp đặt các thiết bị hiệu chỉnh khác nhau, làm cho nó trở thành một hệ thống phức tạp hơn. Do vậy, hệ thống EFI được sử dụng thay thế cho chế hòa khí, đảm bảo tỉ lệ khí – nhiên liệu thích hợp cho động cơ bằng việc phun nhiên liệu điều khiển điện tử theo các chế độ lái xe khác nhau. Hình 1.1 Hệâ thống EFI điển hình.  Luận văn tốt nghiệp -Trang 3-  SVTH: Ngô Văn Sanh GVHD: Ths Huỳnh Trọng Chương 1.3.2 Lịch sử phát triển Vào thế kỷ 19, một kỹ sư người Mỹ - ông Stevan – đã nghĩ ra cách phun nhiên liệu cho một máy nén khí. Sau đó một thời gian, một người Đức đã cho phun nhiên liệu vào buồng cháy nhưng không mang lại hiệu quả. Đầu thế kỷ 20, người Đức áp dụng hệ thống phun nhiên liệu trong động cơ 4 kỳ tĩnh tại (nhiên liệu dùng trên động cơ này là dầu hoả nên hay bị kích nổ và hiệu quả thấp). Tuy nhiên, sau đó sáng kiến này đã được ứng dụng thành công trong viêc chế tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu cho máy bay ở Đức. Đến năm 1966, hãng BOSCH đã thành công trong việc chế tạo hệ thống phun xăng kiểu cơ khí.Trong hệ thống phun xăng này nhiên liệu được phun trực tiếp vào trước supap hút nên có tên gọi tên là K - Jetronic (K – Konstan - liên tục, Jetronic - phun). K - Jetronnic được đưa vào sản xuất và ứng dụng trên các xe của hãng Mercedes và một số xe khác, là nền tảng cho việc phát triển hệ thống phun xăng thế hệ sau như: KE - Jetronic, Mono - Jetronic, L - Jetronic, Motronic... Do hệ thống phun xăng cơ khí còn nhiều nhược điểm nên đầu những năm 80, BOSCH đã cho ra đời hệ thống phun xăng sử dụng kim phun điều khiển bằng điện. Có 2 loại: hệ thống L – Jetronic (lượng nhiên liệu được xác định nhờ cảm biến đo lưu lượng khi nạp) và D – Jetronic (lượng nhiên liệu được xác định dựa vào áp suất trên đường ống nạp). Đến năm 1984, người Nhật (mua bản quyền của BOSCH) đã ứng dụng hệ thống phun xăng L - Jetronic và D – Jetronic trên các xe của hãng Toyota (dùng với động cơ 4A - ELU). Đến những năm 1987, hãng Nissan dùng L - Jetronic thay bộ chế hòa khí của xe Nissan Sunny. Việc điều khiển EFI có thể được chia làm hai loại, dựa trên sự khác nhau về phương pháp dùng để xác định lượng nhiên liệu phun. Một là một loại mạch tương tự, loại này điều khiển lượng phun dựa vào thời gian cần thiết để nạp và phóng một tụ điện. Loại khác là loại được điều khiển bằng vi xử lý, loại này sử dụng dữ liệu lưu trong bộ nhớ để xác định lượng phun. Loại hệ thống EFI điều khiển bằng mạch tương tự là loại được TOYOTA sử dụng lần đầu tiên trong hệ thống EFI của nó. Loại điều khiển bằng vi xử lý được bắt đầu sử dụng vào năm 1983. Loại hệ thống EFI điều khiển bằng bộ vi xử lý được sử dụng trong xe của TOYOTA gọi là TCCS (TOYOTA Computer Controled System – Hệ thống điều khiển bằng máy tính của TOYOTA), nó không chỉ điều khiển lượng phun mà còn bao gồm ESA (Electronic Spark Advance – Đánh lửa sớm điện tử) để điều khiển thời điểm đánh lửa; ISC (Idle Speed Control – Điều khiển tốc độ không tải) và các hệ thống điều khiển khác cũng như chức năng chuẩn đoán và dự phòng. Hai hệ thống này có thể được phân loại như sau:  Luận văn tốt nghiệp -Trang 4-  SVTH: Ngô Văn Sanh GVHD: Ths Huỳnh Trọng Chương Hình 1.2 Sơ đồ phân loại hệ thống phun xăng điện tử. Loại EFI mạch tương tự và điều khiển bằng bộ vi xử lý về cơ bản là giống nhau, nhưng có thể nhận thấy một vài điểm khác nhau như về các lĩnh vực điều khiển và độ chính xác. 1.3.3 Phân loại Hệ thống phun nhiên liệu có thể được phân loại theo nhiều kiểu. Nếu phân biệt theo cấu tạo kim phun, ta có 2 loại: 1.3.3.1 Loại CIS ( Continuous Injection System) Đây là kiểu sử dụng kim phun cơ khí, gồm 4 loại cơ bản:  Hệ thống K – Jectronic: việc phun nhiên liệu được điều khiển hoàn toàn bằng cơ khí.  Hệ thống K – Jectronic có cảm biến khí thải: có thêm cảm biến oxy.  Hệ thống KE – Jectronic: hệ thống K – Jectronic với mạch điều chỉnh áp lực phun bằng điện tử .  Hệ thống KE – Motronic: kết hợp với việc điều khiển đánh lửa bằng điện tử.  Luận văn tốt nghiệp -Trang 5-  SVTH: Ngô Văn Sanh GVHD: Ths Huỳnh Trọng Chương 1.3.3.2 Loại AFC ( Air flow Controlled Fuel Injection) Đây là kiểu sử dụng kim phun điều khiển bằng điện. Hệ thống phun xăng với kim phun điện có thể chia làm 2 loại chính: - D – Jetronic (xuất phát từ chữ Druck trong tiếng Đức là áp suất): với lượng xăng phun được xác định bởi áp xuất sau cánh bướm ga bằng cảm biến MAP (manifold absolute pressure sensor). - L – Jectronic (xuất phát từ chữ Luft trong tiếng Đức nghĩa là không khí): với lượng xăng phun được tính toán dựa vào lưu lượng khí nạp lấy từ cảm biến đo gió dây nhiệt, LU – Jetronic với cảm biến gió kiểu siêu âm... Trong loại này nếu phân biệt theo vị trí lắp đặt kim phun, hệ thống phun xăng AFC được chia làm 2 loại: - Loại TBI (throttle body injection) – phun đơn điểm. - Loại MPI (multi point fuel injection) – phun đa điểm.  Luận văn tốt nghiệp -Trang 6-  SVTH: Ngô Văn Sanh GVHD: Ths Huỳnh Trọng Chương CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ EFI 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA HỆ THỐNG PHUN XĂNG Quá trình tạo hỗn hợp cháy được coi là có chất lượng cao khi nó thoả mãn được những yêu cầu sau: - Nhiên liệu phải được hòa trộn đều với toàn bộ lượng khí có trong buồng cháy, hay nói cách khác: hỗn hợp cháy phải đồng đều. - Thành phần hỗn hợp cháy phải phù hợp với chế độ làm việc của động cơ. - Hỗn hợp cháy phải được phân bố đồng đều cho các xylanh của động cơ nhiều xylanh. 2.1.1 Tỷ lệ nhiên liệu – không khí Hệ thống nhiên liệu trên động cơ xăng có chức năng làm thay đổi tỷ lệ nhiên liệu – không khí; để có được tỷ lệ hỗn hợp khí tối ưu cho mọi chế độ làm việc khác nhau của động cơ. Thông thường một gam nhiên liệu hòa lẫn với 15 gam không khí, ta có tỷ lệ 1/15. Hỗn hợp khí với tỷ lệ 1/13 gọi là giàu nhiên liệu và 1/17 gọi là nghèo nhiên liệu (1/17<1/15<1/13). Hình 2.1 cho ta thấy đường biểu diễn thành phần hỗn hợp khí cung cấp cho động cơ trong các chế độ làm việc khác nhau. Lúc khởi động trời lạnh, tỷ lệ hỗn hợp khí là 1/9, trong chế độ chạy cầm chừng 1/12, ở vận tốc trung bình hỗn hợp khí nghèo nhiên liệu hơn vào khoảng 1/15. Lúc lái xe tăng tốc, tỷ lệ hỗn hợp khí được thể hiện bằng các đường cong đứt quãng, khi mở lớn tối đa bướm ga hỗn hợp khí cũng được thêm xăng. Việc thay đổi tỷ lệ hỗn hợp khí nhằm mục đích luôn luôn nạp đủ nhiên liệu vào xylanh.  Luận văn tốt nghiệp -Trang 7-  SVTH: Ngô Văn Sanh GVHD: Ths Huỳnh Trọng Chương Hình 2.1 Đường biểu diễn thành phần hỗn hợp khí cung cấp cho động cơ ở nhiều chế độ tải khác nhau. 2.1.2 Tỷ lệ hỗn hợp khí lý tưởng Tỷ lệ hỗn hợp khí lý tưởng 1/14,7 được giới thiệu ở hình 2.2 gọi là lý tưởng bởi vì lượng oxy trong không khí của hỗn hợp khí này hoàn toàn thích ứng với lượng hydro trong nhiên liệu giúp cho quá trình cháy của hỗn hợp khí được hoàn chỉnh nhất. Sẽ xảy ra trình trạng nhiều nhiên liệu đối với hỗn hợp khí có tỷ lệ 1/14, cũng như quá trình dư thừa oxy đối với hỗn hợp có tỷ lệ 1/16. Nhằm làm giảm trình trạng ô nhiễm môi trường, ôtô thế hệ mới được trang bị bầu hóa khử (catalytic converter). Để bộ này có thể hoạt động được tốt, đòi hỏi phải duy trì tỷ lệ hỗn hợp khí ở mức lý tưởng 1/14,7. 2.1.3 Hệ số dư lượng không khí Để chỉ rõ mức độ sai biệt giữa tỷ lệ nhiên liệu – không khí cung cấp thực tế cho động cơ so với tỷ lệ hỗn hợp lý tưởng (1/14,7) người ta chọn hệ số dư lượng .  = Lựợng không khí nạp/Lượng không khí yêu cầu lý tưởng.  Luận văn tốt nghiệp -Trang 8-  SVTH: Ngô Văn Sanh GVHD: Ths Huỳnh Trọng Chương Hình 2.2 Ngưỡng cửa của tỷ lệ nhiên liệu - không khí cần phải duy trì nhằm giúp bộ xúc tác hoá khử ba chức năng hoạt động tốt. Hình 2.3 giới thiệu đồ thị về ảnh hưởng của hệ số dư không khí  đối với công suất P và suất tiêu hao nhiên liệu ge. Ta tìm hiểu ảnh hưởng này như sau: Hình 2.3 Ảnh hưởng của hệ số dư lượng không khí  đối với  Luận văn tốt nghiệp -Trang 9-  SVTH: Ngô Văn Sanh GVHD: Ths Huỳnh Trọng Chương công suất P và đối với suất tiêu hao nhiên liệu ge.   = 1 Lượng không khí nạp bằng lượng không khí yêu cầu lý tưởng.   <1 Thiếu không khí nạp hay hỗn hợp khí giàu nhiên liệu. Công suất động cơ tăng,  trong khoảng 0,85 – 0,95.   >1 Dư không khí nạp hay hỗn hợp khí nghèo nhiên liệu. Công suất động cơ giảm,  trong khoảng 1,05 – 1,30, đồng thời suất tiêu hao nhiên liệu cũng giảm.   > 1,3 Hỗn hợp quá nghèo nhiên liệu, không thể tiếp tục cháy được.   = 0,95 – 0,85 Hỗn hợp cháy tốt, phát huy hết công suất tối đa cho động cơ. Lượng không khí thiếu so với lý tưởng khoảng 5% - 15%.   = 1,1 – 1,2 Suất tiêu hao nhiên liệu bé tối đa. Dư lượng không khí khoảng 20%.   = 1 Hệ số dư không khí này sẽ cho một tỷ lệ hỗn hợp khí lý tưởng và cho phép động cơ vận hành ổn định ở chế độ chạy cầm chừng.   = 0,85 – 1,75 Thiếu khoảng 15% - 20% không khí. Động cơ nổ chuyển tiếp tốt. Chuyển tiếp có nghĩa là thay đổi từ chế độ làm việc này sang chế độ làm việc khác. 2.1.4 Tính đồng nhất của hỗn hợp cháy Hỗn hợp cháy được gọi là đồng nhất khi nó có thành phần như nhau tại mọi khu vực trong buồng cháy. Để được trạng thái này, nhiên liệu phải bốc hơi hoàn toàn và hoà trộn đều với lượng khí trong xylanh. Mức độ đồng nhất của hỗn hợp cháy có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, công suất và hàm lượng các chất độc hại trong khí xả. Hỗn hợp cháy càng đồng nhất thì lượng không khí thực tế cần thiết để đốt cháy hoàn toàn một đơn vị khối lượng nhiên liệu sẽ càng nhỏ. Nói cách khác, độ đồng nhất càng lớn thì động cơ có thể làm việc với hỗn hợp cháy có hệ số dự lượng không khí càng nhỏ mà vẫn đảm bảo yêu cầu đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu. Nếu hỗn hợp cháy không đồng nhất, sẽ có những khu vực trong buồng đốt thiếu hoặc thừa oxy. Tại khu vực thiếu oxy, nhiên liệu cháy không hoàn toàn sẽ làm giảm hiệu suất nhiệt của động cơ và làm tăng hàm lượng các chất độc hại trong khí thải. Việc thừa oxy quá mức cũng làm giảm hiệu suất của động cơ do phải tiêu hao năng lượng cho việc sấy nóng, nạp và xả phần không khí dư quá mức, đồng thời làm giảm hiệu quả sử dụng dung tích công tác của xylanh.  Luận văn tốt nghiệp -Trang 10-  SVTH: Ngô Văn Sanh GVHD: Ths Huỳnh Trọng Chương Độ đồng nhất của hỗn hợp cháy được quyết định bởi các yếu tố: tính chất vật lý của nhiên liệu (tính hoá hơi, sức căng bề mặt, độ nhớt), nhiệt độ không khí và của bề mặt tiếp xúc với hỗn hợp cháy (vách đường ống nạp, đỉnh pittông, thành xylanh), chuyển động rối của khí trong đường ống nạp và trong xylanh... Các biện pháp để nâng cao tính đồng nhất của hỗn hợp cháy thường được sử dung là: - Sấy nóng đường nạp để xăng hoá hơi nhanh. - Phun xăng thành những hạt có kích thước nhỏ. - Tạo ra vận động rối của môi chất công tác trong đường ống nạp và xylanh bằng cách thiết kế đường ống nạp, buồng cháy có kích thước, cấu tạo hợp lý. 2.1.5 Ảnh hưởng của thành phần hỗn hợp cháy đến công suất (Ne ) và suất tiêu hao nhiên liệu (ge ) của động cơ Hình 2.4 giới thiệu dạng điển hình của đường Ne và ge theo đặc tính điều chỉnh hỗn hợp cháy của động cơ xăng, tức là đường cong thể hiện đặc điểm biến thiên của Ne và ge theo  khi động cơ chạy ở tốc độ quay không đổi trong điều kiện giữ nguyên vị trí bướm ga. Theo đặc tính điều chỉnh hỗn hợp cháy của động cơ xăng, Ne giảm dần theo chiều tăng của  do tốc độ cấp nhiệt giảm. Khi hỗn hợp cháy được làm đậm dần, công suất của động cơ sẽ tăng và đạt trị số cực đại ứng với  = N , tại đó lượng nhiên liệu được tăng thêm do giảm  cân bằng với lượng nhiên liệu cháy không hoàn toàn do thiếu oxy. Nếu tiếp tục làm đậm hỗn hợp cháy, công suất của động cơ giảm do chất lượng quá trình cháy bị ảnh hưởng, nhiên liệu cháy không hoàn toàn. Về phương diện hiệu quả biến đổi năng lượng, ge sẽ giảm mạnh theo chiều tăng của  trong phạm vi  < 1 do lượng nhiên liệu cháy không hoàn toàn giảm. Trị số của hệ số dư lượng không khí ứng với suất tiêu hao nhiên liệu cực tiểu (g) tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố như: tải, tốc độ quay, giới hạn loãng có ích... Nếu tiếp tục làm loãng hỗn hợp cháy ( > g), suất tiêu thụ nhiên liệu sẽ tăng do tốc độ cháy giảm, quá trình cháy không ổn định.  Luận văn tốt nghiệp -Trang 11-  SVTH: Ngô Văn Sanh GVHD: Ths Huỳnh Trọng Chương Hình 2.4 Ảnh hưởng của  đến Ne và ge của động cơ xăng. 2.1.6 Ảnh hưởng của thành phần hỗn hợp cháy tới hiệu suất của động cơ Ảnh hưởng của thành phần hỗn hợp cháy tới hiệu suất của động cơ xăng được thể hiện trên hình 2.5. Đường nét đứt biểu diễn đặc điểm biến thiên của hiệu suất lý thuyết (t ) theo ; t sẽ giảm nhanh khi  giảm trong khu vực   1 do phần nhiên liệu cháy không hoàn toàn tăng. Ở khu vực   1, nhiên liệu cháy hoàn toàn và nhiệt lượng chu trình là không đổi (Q = Const). Mặc khác, theo chiều tăng của  trong vùng   1, nhiệt dung riêng của môi chất công tác sẽ giảm vì cả lượng nhiệt của chu trình ứng với một đợn vị số lượng khí mới, nhiệt độ của môi chất công tác trong quá trình cháy và giãn nở, hàm lượng tương đối của các khí nhiều nguyên tử (CO2, H2O) đều giảm. Kết quả là hệ số đoạn nhiệt (K) sẽ tăng đôi chút và làm cho hiệu suất lý thuyết tăng nhẹ theo chiều tăng của . Ở động cơ thực tế, hiệu suất chỉ thị (t) cũng sẽ tăng khi hỗn hợp cháy được làm loãng dần do hiệu suất lý thuyết tăng (I = t. t - i). Tuy nhiên, khác với hiệu suất lý thuyết, hiệu suất chỉ thị chỉ tăng đến một giá trị nhất định, tại đó quá trình cháy nhiên liệu vẫn diễn ra bình thường. Khi hỗn hợp cháy quá loãng, quá trình cháy nhiên liệu sẽ diễn ra chậm và không ổn định, có thể có hiện tượng “bỏ lửa”, tất cả những yếu tố đó đều góp phần làm giảm hiệu suất chỉ thị của động cơ. Thành phần hỗn hợp cháy ứng với giá trị cực đại của hiệu suất chỉ thị được gọi là giới hạn làm loãng có ích e. Giá trị của e phụ thuộc vào nhiều yếu tố cấu tạo và vận hành như sau: loại buồng đốt, số lượng bugi, năng lượng của tia lửa điện, nhiệt độ và áp suất tại thời điểm đốt cháy nhiên liệu, ...  Luận văn tốt nghiệp -Trang 12-  SVTH: Ngô Văn Sanh GVHD: Ths Huỳnh Trọng Chương 1 - Với tải bộ phận, 2 -Với 100% tải, 3 -Với 2 bugi cho mỗi xilanh, 4 - Với khí mới phân lớp, 5 - Với buồng đốt trước. Hình 2.5 Ảnh hưởng của  đến t và I. Ở những động cơ hiện nay, e dao động trong khoảng (1,05 – 1,2) ở chế độ toàn tải (bướm ga mở hoàn toàn). Trị số e sẽ giảm dần khi điều kiện cho nhiên liệu bốc cháy ít thuận lợi hơn, ví dụ: giảm tải, nhiệt độ tại thời điểm đánh lửa giảm... Nâng cao giá trị của e, nói cách khác đảm bảo cho nhiên liệu cháy ổn định với hỗn hợp cháy loãng hơn đã và đang là vấn đề được các chuyên gia trong lĩnh vực động cơ đốt trong quan tâm không chỉ nhằm mục đích tăng hiệu suất mà còn có tác dụng giảm độ độc hại của khí thải. Một trong những giải pháp cho vấn đề nói trên là sử dụng nhiều bugi đánh lửa đồng thời. 2.1.7 Ảnh hưởng của thành phần hỗn hợp cháy đến độ độc hại của khí thải Thành phần hỗn hợp cháy cũng ảnh hưởng rõ rệt đến độ độc hại của khí thải. Hình 2.6 giới thiệu ảnh hưởng của hỗn hợp cháy đến nồng độ một số thành phần độc hại trong khí thải của động cơ xăng. Hình 2.6 Ảnh hưởng của hệ số dư lượng không khí  đối với thành phần hơi độc trong khí thải ôtô.  Luận văn tốt nghiệp -Trang 13-  SVTH: Ngô Văn Sanh GVHD: Ths Huỳnh Trọng Chương Qua đồ thị ta thấy khi động cơ phải làm việc với hỗn hợp đậm (lúc đó   1), trong trường hợp này do thiếu oxy nên sinh ra nhiều khí độc như hyđro cacbon (HC) do nhiên liệu cháy không hết và cacbon monoxit (CO) do nhiên liệu cháy không hoàn toàn. Ngược lại, nếu hỗn hợp khí nhiều xăng sẽ sinh ra khí độc oxit nitrogen (NOx). Hàm lượng NOx trong khí thải có giá trị cực đại khi  = (1,05 – 1,1). Khi nhiên liệu loãng được đốt cháy hoàn toàn (  1) sản phẩm cháy sẽ gồm: CO2, H2O, O2 còn thừa và N2 của không khí. 2.1.8 Sự phân bố hỗn hợp cháy giữa các xylanh Thực trạng cho thấy rằng thành phần hoà khí cung cấp cho từng xylanh riêng biệt không giống hệt nhau cả về chất và lượng. Nguyên nhân chính là do khi nhiên liệu chuyển động dọc theo đường ống nạp, thì có một màng mỏng nhiên liệu được tạo thành dọc theo vách ống ở một tỷ lệ thấp so với lượng hỗn hợp cháy ở dạng hơi. Điều đó dẫn đến kết quả mỗi xylanh riêng biệt nhận được một lượng nhiên liệu không giống nhau về lượng cũng như về chất. Thực nghiệm cũng chỉ ra thành phần hoà khí không đồng đều theo từng lượng nhỏ riêng biệt về thành phần chống kích nổ của nhiên liệu. Sự phân bố không đồng đều hỗn hợp cháy cho các xylanh sẽ dẫn đến những hậu quả sau đây: - Giảm công suất danh nghĩa và tăng suất tiêu hao nhiên liệu. - Phụ tải cơ và phụ tải nhiệt không đồng đều ở các xylanh. - Có thể xuất hiện hiện tượng kích nổ ở một số xylanh do thành phần chưng cất của nhiên liệu ở những xylanh đó có số octane nhỏ. - Tăng hàm lượng các chất độc trong khí thải... - Mức độ khác nhau về số lượng giữa lượng nhiên liệu chu trình ở các xylanh của cùng một động cơ được đặc trưng bằng đại lượng “độ định lượng không đồng đều gct”. Các biện pháp thông thường được sử dụng nhằm hạn chế độ định lượng không đồng đều ở các động cơ xăng bao gồm: - Kết cấu hệ thống nạp hợp lý. - Sấy nóng đường ống nạp bằng nhiệt của khí thải để tăng cường sự bay hơi của nhiên liệu trong đường ống nạp. - Sử dụng hệ thống phun xăng nhiều điểm.  Luận văn tốt nghiệp -Trang 14-  SVTH: Ngô Văn Sanh GVHD: Ths Huỳnh Trọng Chương  Kết luận Qua phân tích trên ta thấy rằng quá trình tạo hỗn hợp cháy ở động cơ xăng có ảnh hưởng trực tiếp đến hàng loạt các chỉ tiêu công tác của động cơ như: hiệu suất, công suất, suất tiêu hao nhiên liệu, độ độc hại khí thải, tính năng khởi động, sự làm việc ổn định,... Do đó, muốn cho hỗn hợp cháy có chất lượng tốt thì phải đảm bảo các điều kiện sau: - Tỷ lệ giữa không khí và nhiên liệu thể hiện qua hệ số dư lượng không khí phải thích hợp với từng chế độ làm việc của động cơ. - Nhiên liệu trong hỗn hợp cháy phải giúp cho quá trình cháy tốt nhất, tức là nhiên liệu phải ở trạng thái hơi, phần nhiên liệu chưa bốc hơi phải là hạt có kích thước nhỏ. - Tăng khả năng phân bố đồng đều hỗn hợp cháy cho các xylanh. Như vậy, hệ thống tạo hỗn hợp cháy ở động cơ xăng cần đảm bảo các yêu cầu sau:  Phải tạo được hỗn hợp cháy có thành phần cần thiết cho mọi chế độ làm việc của động cơ. Các chế độ bình thường phải đảm bảo tiết kiệm nhiên liệu. Khi chạy ở chế độ toàn tải phải đảm bảo động cơ phát ra công suất lớn nhất.  Có thể điều chỉnh lượng hỗn hợp cháy và thành phần hỗn hợp cháy theo chế độ làm việc của động cơ.  Trong mọi điều kiện khí hậu phải đảm bảo cho động cơ dễ khởi động và giữ cho