Đồ Án Khảo sát hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ K20Z2 lắp trên xe HONDA CIVIC 2.0 i-VTEC

(thuyết minh+ bản vẽ)
MỤC LỤC
0. MỞ ĐẦU 3
1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XĂNG 6
1.1. Nhiệm vụ của hệ thống nhiên liệu động cơ xăng 6
1.2. Các yêu cầu hỗn hợp cháy của động cơ xăng 6
1.2.1. Yêu cầu nhiên liệu xăng 6
1.2.2. Tỷ lệ hỗn hợp giữa nhiên liệu và không khí (hoà khí) 6
1.2.3. Hệ số dư lượng không khí (α) 7
1.2.4. Đường đặc tính của hệ thống nhiên liệu động cơ xăng 8
1.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu trong động cơ xăng 11
1.3.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu dùng cacbuaratơ 11
1.3.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu phun xăng. 20
1.3.3. So sánh động cơ phun xăng với động cơ dùng bộ chế hòa khí 23
2. GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ K20Z2 26
2.1. Giới thiệu chung 26
2.1.1. Giới thiệu chung về xe Honda Civic 2.0 i-VTEC 26
2.1.2. Giới thiệu chung về động cơ K20Z2 29
2.2. Các thành phần chính trong động cơ K20Z2 30
2.2.1. Những chi tiết cố định 30
2.2.2. Cơ cấu phân phối khí 30
2.2.3. Cơ cấu trục khuỷu_thanh truyền 32
2.2.4. Hệ thống nhiên liệu 33
2.2.5. Hệ thống bôi trơn 34
2.2.6. Hệ thống làm mát 35
2.2.7. Hệ thống đánh lửa 35
2.2.8. Hệ thống hồi lưu khí xả(EGR) 37
3. KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ ĐỘNG CƠ K20Z2. 39
3.1. Hệ thống phun xăng điện tử động cơ K20Z2 39
3.1.1. Sơ đồ bố trí chung của hệ thống phun xăng điện tử động cơ K20Z2 39
3.1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận chính 40
3.2. Hệ thống cung cấp không khí động cơ K20Z2 47
3.2.1. Sơ đồ hệ thống cung cấp không khí 47
3.2.2. Các bộ phận chính của hệ thống cung cấp không khí 48
3.3. Hệ thống điều khiển phun xăng điện tử động cơ K20Z2 48
3.3.1. Nguyên lý chung 48
3.3.2. Sơ đồ điều khiển lượng phun 49
3.3.3. Các cảm biến 49
3.3.4. Hệ thống điều khiển điện tử ECU (Electronic Control Unit). 60
4. TÍNH TOÁN NHIỆT & ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC 63
4.1. Tính toán nhiệt 63
4.1.1. Các số liệu ban đầu 63
4.1.2. Các số liệu chọn 64
4.1.3. Tính toán các quá trình công tác 64
4. 2. Tính toán động học và động lực học 72
4.2.1. Xây dựng đồ thị công 72
4.2.2. Xây dựng đồ thị chuyển vị pittông bằng phương pháp đồ thị BRICK 75
4.2.3. Xây dựng đồ thị vận tốc 76
4.2.4. Xây dựng đồ thị gia tốc theo phương pháp TÔLÊ 78
4.2.5. Xây dựng đồ thị lựcc quán tính P[SUB]J[/SUB], lực khí thể P[SUB]KH[/SUB], lực tổng P[SUB]1[/SUB] 79
4.2.6. Xây dựng lực tiếp tuyến T, lực pháp tuyến Z, lực ngang N 81
4.2.7. Tính momen tổng T (ST) 84
4.2.8. Xây dựng đồ thị véctơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 86
4.2.9. Triển khai đồ thị phụ tải ở toạ độ cực đại thành đồ thị Q-α 87
4.2.10. Xây dựng đồ thị véctơ phụ tải tác dụng trên đầu to thanh truyền 90
4.2.11. Xây dựng đồ thị mài mòn chốt khuỷu 91
5. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ K20Z2 & QUI TRÌNH KIỂM TRA BẢO DƯỠNG VÒI PHUN 93
5.1. Tính toán hệ thống nhiên liệu động cơ K20Z2 93
5.1.1 . Xác định lượng nhiên liệu cung cấp cho một chu trình 93
5.1.2. Tính toán bơm nhiên liệu 95
5.2. Qui trình kiểm tra vòi phun 96
5.2.1. Kiểm tra sự hoạt động của vòi phun 96
5.2.2. Kiểm tra điện trở của vòi phun 96
5.2.3. Kiểm tra sự rò rỉ của vòi phun 97
5.2.4. Qui trình Bảo dưỡng vòi phun 98
KẾT LUẬN 100
TÀI LIỆU THAM KHẢO 101




0. MỞ ĐẦU

Trong cuộc sống hiện đại cùng với sự phát triển của xã hội việc vận chuyển hàng hóa và đi lại của con người giữa vùng này và vùng khác, giữa nước này và nước khác là một nhu cầu không thể thiếu.
Ngành vận tải nói chung và ngành vận tải ôtô nói riêng có chức năng vận chuyển hành khách và hàng hóa, nhằm đáp ứng nhu cầu đi lại của con người cũng như nhu cầu cho sản xuất và tiêu dùng. Là mạch máu của nền kinh tế quốc dân, có liên quan trực tiếp đến tất cả các ngành ở mỗi quốc gia, giao lưu liên vận quốc tế. Là khâu then chốt là đòn bẩy đối với toàn bộ các hoạt động kinh tế văn hóa xã hội. Đặc biệt còn làm nhiệm vụ chuyển tải giữa các ngành vận tải khác như: Vận tải đường không vận tải đường thủy, vận tải đường sắt đến các địa điểm sản xuất và tiêu dùng.
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật ngành vận tải ôtô cũng phát triển không ngừng, nhằm tạo ra các dòng xe chuyên dùng và hiện đại để phục vụ cho nhu cầu ngày càng tăng và yêu cầu ngày càng khắt khe của xã hội. Trong đó dòng xe du lịch được chú trọng cải tiến nhất với cả về mẫu mã và chất lượng vì nó đáp ứng nhu cầu đi lại và tiện lợi trong việc lưu thông hiện nay. Đặc biệt động cơ được là bộ phận được quan tâm nhất, vì nó là bộ phận phát ra công suất chính cho xe, tiêu thụ nhiên liệu và thải khí thải ra môi trường chung quanh. Hệ thống nhiên liệu trong động cơ được đặt lên hàng đầu để các nhà sản xuất nghiên cứu để cải tiến làm sao tận dụng tối đa lượng nhiên liệu cần thiết cung cấp cho động cơ được sử dụng triệt để và có hiệu quả nhất, để giảm bớt tiêu hao nhiên liệu nhằm giảm lượng khí thải độc hại ra môi trường và hạ giá thành sản phẩm.
Từ ngày đầu sơ khai là động cơ hơi nước (đầu máy hơi nước) mà nhiên liệu chủ yếu là than đá với hiệu suất η[SUB]e[/SUB] có ích chỉ đạt từ η[SUB]e[/SUB] = 0.09 ư 0.14. Rất nặng và cồng kềnh vì cần có nhiều trang bị phụ như: Nồi hơi, buồng cháy và máy nén khởi động chậm và khó khăn, bảo dưỡng khó khăn và tốn rất nhiều nước trong suốt quá trình hoạt động. Hiện nay qua hơn hai thế kỷ cải tiến kỹ thuật và ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật khác vào động cơ thì động cơ ôtô hiện nay đã được cải tiến thành động cơ động cơ đốt trong hoàn chỉnh chủ yếu các nhiên liệu lỏng và hóa lỏng như: Xăng, dầu điêden, hoặc ga hóa lỏng, hoặc hỗn hợp các loại nhiên liệu trên. Với hiệu suất có ích cao có thể đạt được từ η[SUB]e[/SUB] = 0.4ư 0.52, có kích thước nhỏ gọn, khối lượng nhẹ vì toàn bộ chu trình của động cơ đốt trong được thực hiện trong một thiết bị duy nhất, khởi động nhanh và dễ dàng, ít hao nước, bảo dưỡng đơn giản và thuận tiện.
Trong đó, hệ thống nhiên liệu động cơ xăng được cải thiện rõ rệt và đã có được những bước đột phá vượt bậc. Hệ thống nhiên liệu sử dụng bộ chế hòa khí đơn giản nhất là bộ chế hòa khí kiểu bốc hơi có cấu tạo rất đơn giản, việc hòa trộn không khí và nhiên liệu (hòa khí) xảy ra trực tiếp trong bình xăng và tiếp tục trên đường ống nạp bằng việc cho không khí đi qua mặt thoáng của bình xăng tận dụng sự bốc hơi của xăng hình thành hòa khí rồi qua đường ống nạp đi vào động cơ. Rồi đến, bộ chế hòa khí kiểu phun có cấu tạo khá phức tạp nó dựa vào áp suất chân không để vận hành việc phun xăng từ bình xăng ra đường ống nạp để tạo thành hòa khí cung cấp cho động cơ. Sau đó là bộ chế hòa khí loại hút đơn giản, nó lợi dụng áp suất dư trên đường ống nạp bằng việc thay đổi kích thước của cổ góp trong khí lưu lượng của dòng khí không đổi để hút xăng từ bình xăng vào đường ống nạp để tạo thành hòa khí. Và bộ chế hòa khí hút hiện đại có nguyên lý hoạt động gàn giống như bộ chế hòa khí đơn giản nhưng nó có thêm các hệ thống và cơ cấu phụ khác ngoài hệ thống phun chính như: Hệ thống không tải, hệ thống làm đậm, bơm tăng tốc, hệ thống khởi động, cơ cấu hiệu chỉnh độ cao so với mặt nước biển, cơ cấu hiệu chỉnh theo trạng thái của động cơ, hiệu chỉnh không tải nhanh, hiệu chỉnh không tải cưỡng bức, hạn chế tốc độ cực đại. Nhằm tạo thành hòa khí có thành phần khí nhiên liệu phù hợp với mọi chế độ hoạt động của động cơ. Các hệ thống nhiên liệu trên liên tục được cải tiến và nâng cấp tuy nhiên chúng vẫn còn tồn tại một số khuyết điểm như: Thành phần hỗn hợp không khí_nhiên liệu không được tối ưu, do các mạch xăng ở các chế độ làm việc hoàn toàn điều khiển bằng cơ khí. Nếu hoà khí quá đậm dẫn đến xăng cháy không hết sản sinh ra khí độc như HC, CO và ngược lại nếu hoà khí quá nhạt sẽ sinh ra khí độc NO[SUB]x[/SUB]. Các xilanh trên cùng một động cơ nhận lượng hoà khí đồng nhất, hỗn hợp không khí_nhiên liệu càng xa bộ chế hòa khí càng giàu xăng.
Để tối ưu hóa việc cung cấp nhiên liệu cho động cơ và khắc phục các nhược điểm trên, hiện nay cùng với sự phát triển của các ngành khác đặc biệt là ngành điện tử và vi mạch điện tử. Người ta đã áp dụng các thành tựu của các ngành khoa học này để cải tiến hệ thống cung cấp nhiên liệu xăng cho ôtô đời mới. Và hệ thống phun xăng điện tử đã ra đời nó kết hợp giữa các tín hiệu điện tử, bộ vi xử lý và hệ thống nhiên liệu thông thường, nó giúp khắc phục các nhược điểm không thể khắc phục được của bộ chế hòa khí và giúp cho việc tạo ra hòa khí để cung cấp cho xi lanh động cơ được chính xác, thuận lợi hơn, tiết kiệm tối đa nhiên liệu, giảm khí thải độc hại ra môi trường và công suất động cơ được nâng cao. Vì việc cung cấp nhiên kiểu để tạo thành hòa khí trong động cơ được điều chỉnh bằng bộ điều khiển điện tử thông minh (ECU) và hoàn toàn tự động.
Điều đó đã được các hãng xe lớn trên thế giới như:Honda, Toyota, Mecider, Pord đặc biệt quan tâm và phát triển từ những thập niên 90 của thế kỷ trước. Trong đó nỗi lên là hãng Honda ra đời tại Nhật Bản đầu tiên vào năm 1973 trải qua tám thời kỳ cải tiến kỹ thuật và phát triển quan trọng đến năm 2006 hãng đã cho ra đời dòng xe đời mới hạng sang đó là xe Honda Civic 2.0 i-VTEC. Có công nghệ
[TABLE]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]


tiến, giá thành hạ và chức năng an toàn vượt trội như:Hình 0-1 Xe Honda Civic 2.0 i-VTEC trên thị trường
Xe được trang bị động cơ đời mới K20Z2, sử dụng hệ thống phun xăng điện tử đa điểm tiên tiến nhất hiện nay, có hệ thống đóng mở xupáp thông minh nhằm tiết kiệm nhiên liệu, khung gầm chắc chắn, hệ thống lái ổn định, hộp số năm tay số tự động, khả năng chống xóc, chung rung và chống ồn đặc biệt tốt, với giá cả hợp lý khoảng 605 triệu đồng Việt Nam (vào năm 2008). Nên kể từ khi Honda Việt Nam chính thức giới thiệu xe Honda Civic trên thị trường Việt Nam vào ngày 24 tháng 8 năm 2006 cho đến ngày 19 tháng 10 năm 2007 các đại lý của hãng Honda đã bán được 4000 xe Civic, liên tục giữ ngôi đầu trong phân khúc thị trường xe cùng loại.
Với tất cả các ý nghĩa nêu trên em đã chọn “Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ K20Z2 lắp trên xe Honda Civic 2.0 i-VTEC” làm đề tài tốt nghiệp cho mình nhằm tìm hiểu kĩ hơn nữa về hệ thống nhiên liệu động cơ xăng, một lĩnh vực luôn được ưu tiên phát triển qua các giai đoạn phát triển của ngành công nghiệp ôtô.
Với những nội dung chính sau:
+ Tổng quan về hệ thống nhiên liệu động cơ xăng.
+ Giới thiệu chung động cơ về K20Z2.
+ Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ K20Z2.
+ Động học và động lực học.
+ Tính toán lượng phun và kiểm tra vòi phun.