Các hệ thống và cơ cấu phụ của bộ chế hoà khí

Các hệ thống và cơ cấu phụ của bộ chế hoà khí yêu cầu của bộ chế hoà khí : - Khi khởi động hoà khí phải đậm, điều này các hệ thống trên - Khi không tải chưa đáp ứng một cách đầy đủ. - Khi toàn tải - Khi làm việc ổn định (tốc độ trung bình) hổn hợp phải nhạt để tiết kiệm. Yêu cầu này các hệ thống đã giới thiệu thoả mãn được. Vậy bộ chế hoà khí phải có các hệ thống phụ khác để đáp ứng đầy đủ yêu cầu của một bộ chế hoà khí hiện đại, đảm bảo động cơ hoạt động động tốt ở mọi trạng thái : • Đảmbảo công suất cực đại của động cơ khi mở hoàn toàn bướm tiết lưu. • Bảo đảm tăng tốc độ động cơ từ tải trọng nhỏ đến tải trọng lớn ( xe leo dốc có tải nặng) . • Bảo đảm động cơ chạy không tải ổn định • Bảo đảm không cho động cơ vượt quá vòng quay tối đa . • Khởi động dễ dàng . Những hệ thống phụ bao gồm : • Hệ thống không tải. • Hệ thống làm đậm ( tiết kiệm) : cung cấp nhiên liệu cho động cơ chạy toàn tải . • Bơm tăng tốc : cung cấp xăng nhiều cho động cơ can tăng tốc độ nhanh . • Hệ thống khởi động : làm đậm hỗn hợp để dễ khởi động khi máy nguội . • Cơ cấu hạn chế vòng quay cực đại của động cơ. 1. Hệ thống không tải - Khi động cơ làm việc không có tải trọng bên ngoài, công suất chỉ dùng để thắng sức cản bên trong và dẫn động các cơ cấu phụ. Lúc đó bướm ga đóng lại, độ chân không ở họng nhỏ nên hệ thống phun chính ngừng làm việc. Do đó, có hệ thống không tải để cung cấp hỗn hợp nhiên liệu cho động cơ làm việc ổn định. Hệ thống không tải đảm bảo cung cấp hỗn hợp đậm α = 0.6. a. Cấu tạo hệ thống không tải b. Nguyên lí làm việc - Khi đóng bướm ga : Lúc khởi động và chạy không tải (vị trí như hình vẽ). Độ chân không phía sau bướm ga lớn còn ở họng độ chân không nhỏ nên xăng không trào ra ở ống phun chính mà xăng từ buồng phao qua zic lơ (13) đường ống (2), (3), (7) không khí được trộn với xăng nhờ zic lơ không khí (5) với vít điều chỉnh (6) và lỗ (4) lúc này lỗ (8) ở trước bướm ga nên độ chân không nhỏ không khí đi vào lỗ (8) hoà trộn với xăng tạo thành bọt xăng đưa vào lỗ (9) sau bướm ga. - Do đóng bướm ga nên vị trí lỗ (9) ở sau bướm ga có độ chân không rất lớn vì vậy xăng được phun ra với nồng độ đậm đặc phù hợp với chế độ công tác lúc khởi động và không tải. Lượng hoà khí ít nhưng chất lượng tốt “ đậm “ dễ cháy. - Khi bướm ga mở rộng dần : Độ chân không ở lỗ (9) giảm dần còn độ chân không ở lỗ (8) lại tăng dần cho nên xăng được phun ra cả ở lỗ (8) và lỗ (9) nhờ đó lượng xăng cung cấp cho động cơ tăng lên từ từ khi động cơ chuyển từ chế độ công tác không tải sang chế độ công tác có tải . - Tay gạt (11) và vít hạn chế (12) dùng để điều chỉnh vị trí hạn chế nhỏ nhất của bướm ga. Sử dụng vít (6) và vít (12) có thể điều chỉnh cho động cơ chạy ở chế độ không tải với số vòng quay ổn định thấp nhất (chạy ga răng ti). - Khi bướm ga mở hết ( chạy toàn tải và có tải) : độ chân không ở đường ống lỗ (8), (9) giảm không đủ sức hút xăng hệ thống không tải ngừng hoạt động. - Lúc này xăng cung cấp cho động cơ hoạt động nhờ hệ thống phun chính (qua zic lơ (1) đến ống phun). 2. Hệ thống làm đậm (hay tiết kiệm) - Hệ thống làm đậm có nhiệm vụ cung cấp thêm nhiên liệu khi động cơ chạy ở chế độ toàn tải, đảm bảo cho động cơ phát ra công suất cực đại (Khi mở hoàn toàn bướm ga). - Có hai phương pháp dẫn động hệ thống làm đậm : + Dẫn động bằng cơ giới ( cơ khí). + Dẫn động bằng chân không. a. Hệ thống làm đậm dẫn động bằng cơ khí - Phương án đặt song song : zic lơ chính (3) và zic lơ làm đậm (2). Khi mở bướm ga 100%, nhờ hệ thống truyền động cơ khí kéo van (1) mở thông zic lơ làm đậm (2), bổ sung thêm khoảng 10 ÷15% xăng đi qua zic lơ (2) vào vòi phun để cấp cho động cơ, do đó zic lơ (2) rất nhỏ so với zic lơ (3). Lúc đóng kín zic lơ làm đậm (tải vừa và nhỏ), zic lơ chính đảm bảo hoà khí có thành phần tiết kiệm. - Phương án lắp nối tiếp : Nhiên liệu từ buồng phao lần lượt qua zic lơ làm đậm (2), và zic lơ chính (3) tới vòi phun, khi mở hết bướm ga van (1) mở, một phần xăng đi qua van này tới zic lơ chính vào vòi phun (4), giảm bớt cản của dòng xăng tới zic lơ chính nhờ đó tăng lưu lượng xăng và làm đậm hoà khí. • Ưu điểm của phương pháp dẫn động cơ khí là có cấu tạo đơn giản. • Khuyết điểm của phương pháp này là việc mở van làm đậm chỉ phụ thuộc vào vị trí mở của bướm ga mà không phụ thuộc vào số vòng quay của động cơ. Ta biết rằng cùng một ví trí mở bướm ga nhưng động cơ làm việc với trạng thái khác nhau (có tải hay tải nặng) thì tốc độ trục khuỷu khác nhau tốc độ dòng khí qua họng khác nhau vì vậy để có hỗn hợp khí phù hợp với chế độ công tác của động cơ người ta còn dùng hệ thống làm đậm dẫn động bằng chân không. b. Hệ thống làm đậm dẫn động bằng chân không Cấu tạo Nguyên lí làm việc - Dẫn động chân không nhờ piston (4) và cán (2). Khi động cơ hoạt động ở tải nhỏ và trung bình bướm ga đóng một phần, độ chân không sau bướm ga tương đối lớn truyền qua đường (5) hút piston (4) ép lò xo (3) để cán (2) không tỳ lên van (1) nên van (1) đóng kín lỗ thông. Khi mở rộng bướm ga, độ chân không sau bướm ga giảm, lực lò xo trở nên lớn hơn lực hút piston, khiến cán (2) bị đẩy xuống mở đường của van (1) bổ sung xăng làm đậm tới zic lơ chính và vòi phun. Thời điểm mở van (1) của phương án dẫn động chân không được bắt đầu khi độ chân không đạt khoảng 70 ÷ 80 mm cột thuỷ ngân. - Ưu điểm của loại này là kim đóng mở vừa phụ thuộc vào vị trí của bướm ga vừa phụ thuộc vào độ chân không trong đường ống nạp sau bướm ga (tức là phụ thuộc vào tốc độ trục khuỷu) vì vậy ngày nay hệ thống này được dùng rất rộng rãi. Hệ thống tăng tốc - Khi bướm ga mở nhanh đột ngột không khí được hút vào nhiều còn xăng có lực quán tính lớn cung cấp không kịp để đảm bảo nồng độ hỗn hợp đậm phục vụ cho động cơ khi tăng tốc (lúc này hỗn hợp nhạt). Người ta tìm cách bổ sung nhiên liệu để tạo hỗn hợp đậm lúc động cơ tăng tốc (phát huy công suất động cơ một cách nhanh chóng để ô tô xuất phát, lên dốc hay vượt xe khác). Cấu tạo Lò xo (3) lồng vào cán (4) của piston (5), mặt dưới lò xo tỳ lên vai piston, còn mặt trên tỳ lên thanh ngang (2) của hệ tay đòn nối với tay gạt (9) của bướm ga (10). Nguyên lí làm việc - Ở vị trí đóng nhỏ bướm ga, thông qua hệ tay đòn, thanh ngang (2) kéo piston lên trên. Xăng từ buồng phao qua cửa van (7) chứa đầy xy lanh (6). Khi mở đột ngột bướm ga (10) thì cần gạt tay số (9) thông qua hệ tay đòn kéo thanh ngang ép lò xo (3) đẩy piston đi xuống làm tăng áp suất trong xy lanh (6) sẽ lọt qua van (7) bịt kín lỗ thông hơi vào buồng phao. Dòng xăng từ xy lanh đẩy mở van kim (8), phun qua zic lơ tăng tốc (1) vào họng bộ chế hoà khí đảm bảo làm đậm hòa khí khi tăng tốc. Nếu chỉ mở bướm ga một cách từ từ thì xăng trong xy lanh (6) sẽ lọt qua van (7) và khe hở giữa piston (5) và xy lanh (6) quay về buồng phao. Do hoà khí bị nhạt nặng nhất vào lúc bắt đầu mở đột ngột bướm ga nên phải đặt vị trí tay đòn (9) sao cho piston có hành trình lớn nhất vào lúc bắt đầu mở đột ngột bướm ga. - Truyền động từ thanh ngang (2) tới piston được thông qua lò xo (3) nhằm làm cho quá trình cấp xăng tăng tốc được thực hiện êm dịu và kéo dài khoảng 1 ÷ 2 giây . 4. Hệ thống khởi động - Lúc khởi động : + Động cơ quay với tốc độ 50 ÷100 vòng/ phút nên tốc độ dòng khí qua họng thấp xăng phun ra ít. Mặt khác, do vòng quay thấp, máy lạnh, khe hở giữa piston xy lanh lớn để lọt khí tỷ số nén giảm. + Động cơ lạnh nhiên liệu khó bốc hơi dễ đọng lại trên đường ống nạp. khó khởi động. Để việc khởi động dễ dàng cần cung cấp thêm nhiện liệu tạo hỗn hợp đậm. Vì vậy các bộ chế hoà khí hiện đại thường có thêm cơ cấu khởi động. Cơ cấu khởi động thường dùng nhất là bướm gió đặt trước họng trên đường ống nạp của bộ chế hoà khí. Nguyên lí làm việc - Khi khởi động bướm gió (3) đóng kín. Kéo thanh (1) Đóng bướm gió. - Độ chân không sau bướm gió tăng tất cả các vòi phun của bộ chế hoà khí đều phun nhiên liệu vào không gian hỗn hợp hỗn hợp đậm. - Để ngăn ngừa hỗn hợp đậm quá do thiếu không khí, trên bướm gió có đặt van một chiều (4). Nếu độ chân không sau bướm gió quá lớn van này mở bổ sung không khí để điều chỉnh độ chân không tức là điều chỉnh hỗn hợp khí ở nồng độ thích hợp. - Lò xo van một chiều được điều chỉnh thích hợp (đúng mức) để thực hiện công việc trên. 5. Cơ cấu cầm chừng nhanh - Khi máy lạnh cần mở bướm ga rộng hơn vị trí đóng nhỏ nhất để tốc độ không tải lúc đó nhanh hơn so với tốc độ không tải chuẩn, nếu không có thể gây chết máy. Chế độ không tải nhanh đòi hỏi có đủ hoà khí và tốc độ lớn của không khí để tăng hàm lượng hơi xăng vá cải thiện độ đồng đều trong hoà khí. Chế độ không tải nhanh được dùng khi khởi động lạnh còn nhầm rút ngắn thời gian chạy ấm máy. - Người ta thực hiện chế độ không tải nhanh nhờ mặt cam ở đầu tay gạt 7 , tay gạt này được nối với bướm gió qua các tay đòn 5, 7. Khi đóng bướm gió, mặt cam đầu tay gạt 7 đẩy vít tỳ 12 lắp trên tay gạt 9 làm bướm ga được mở rộng hơn so với vị trí không tải chuẩn. Ngày nay, việc điều khiển bướm gió được điều khiển tự động nhờ van nhiệt và truyền động chân không. Khi máy còn lạnh, bướm gió được đóng kín như ở hình. Khi máy đã nóng dưới tác dụng của van nhiệt và truyền động chân không, bướm gió được mở tự động, lúc ấy bướm ga sẽ tự trở về vị trí không tải chuẩn 6. Cơ cấu hạn chế vòng quay cực đại của động cơ - Khi động cơ làm việc do lực quán tính của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền tốc độ động cơ tự động tăng quá tốc độ quy định (thiết kế) dẫn đến gãy trục khuỷu, mài mòn tăng … - Để động cơ làm việc một cách ổn định không vượt quá số vòng quay giới hạn và hạn chế không cho công suất động cơ vượt quá công suất cực đại người ta đặt cơ cấu hạn chế vòng quay cực đại (một số động cơ cao tốc). - Cơ cấu này cho phép động cơ quay đến một giới hạn nhất định nếu vượt quá giá trị cho phép bướm ga đóng lại tốc độ động cơ sẽ giảm xuống. Hệ thống này điều khiển tự động nhờ tốc độ dòng khí nạp và mặt vát nghiêng của bướm ga với lò xo. a. Cấu tạo : Bướm ga làm dày, có mặt nghiêng đối diện với chiều lưu động của dòng khí. - Bướm ga xoay được trên trục điều khiển và một đầu nối với lò xo (3). Độ mở của bướm ga còn phụ thuộc vào chốt (2) (hình a). - Hình c và d : Cơ cấu tay đòn và việc ăn khớp giữa vấu (3 ) trên trục điều khiển với vấu (6 ) của bướm ga. Đặc điểm cơ cấu này là cho phép người điều khiển xoay trục bướm ga để điều chỉnh độ đóng và mở của bướm ga theo ý muốn. - Tuy nhiên lúc dòng khí lưu động mạnh ở đường ống nạp thì bướm ga cũng xoay được trên trục của nó mặc dù lúc này trục giữ nguyên một vị trí cố định (do cấu tạo của vấu (3 ) và (6 ) kết hợp với lò xo (2 ). (Hình c,d). b. Nguyên lí làm việc : - Khi động cơ làm việc, bướm ga được mở nhờ trục điều khiển. Lúc này bướm ga chịu hai lực tác dụng : Lực của dòng khí lưu động và lực lò xo (2 ). Trong trường hợp bình thường bướm ga ở vị trí như hình a. - Khi tốc độ trục khuỷu tăngTốc độ dòng khí tăng tác dụng vào mặt nghiêng của bướm ga tạo mômen lớm hơn mômen do lực lò xo tác dụng động cơ chạy chậm lại (lúc này lò xo được kéo ra) (hình b, d). bướm ga đóng nhỏ lại - Bướm ga đóng nhỏ động cơ quay chậm tốc độ dòng khí giảmlực lò xo thắng lực của dòng khí mở rộng bướm ga ra. - Việc hạn chế vòng quay cực đại quyết định bởi lực lò xo (2 ) (hình c). - Lực lò xo (3) hình a được điều chỉnh chính xác để hệ thống làm việc tin cậy.