Hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ xăng

Đặng Tiến Hòa - 131- Ch−ơng 7 hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ xăng 7.1 sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ xăng dùng bộ chế hoμ khí Hệ thống nhiên liệu có nhiệm vụ chuẩn bị và cung cấp hỗn hợp khí cháy gồm không khí và xăng cho động cơ đảm bảo về số l−ợng và thành phần (thể hiện qua hệ số d− l−ợng không khí ) phù hợp với chế độ làm việc của động cơ. Dựa vào ph−ơng pháp cấp nhiên liệu cho bộ chế hoà khí , ng−ời ta chia hệ thống thành hai loại loại c−ỡng bức và loại tự cháy. Hệ thống nhiên liệu c−ỡng bức dùng trên ô tô (hình7.1), do thùng xăng 4 đặt thấp hơn bộ chế hoà khí 13 nên phải dùng bơm chuyển xăng 9, hút xăng từ thùng 4, qua l−ới lọc 18, ống dẫn 7, lọc thô 8 vào bơm để bơm qua bình lọc lắng 10 vào bộ chế hoà khí 13. Động cơ xăng dùng trong một số tr−ờng hợp khác (động cơ tĩnh tại động cơ lắp trên máy kéo hoặc xe máy ..) th−ờng dùng hệ thống nhiên liệu tự chảy vì ở đây thùng xăng th−ờng đặt cao hơn bộ chế hoà khí khoảng 300-500mm nên nhờ trọng l−ợng bản thân xăng có thể tự chảy từ thùng chứa qua bình lọc vào bộ chế hoà khí không cần bơm xăng. Hình7.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu kiểu c−ỡng bức của động cơ xăng ôtô dùng bộ chế hoà khí. Bộ chế hoà khí làm nhiệm vụ chuẩn bị và cung cấp hoà khí cho động cơ, là cụm chi tiết quan trọng nhất của hệ thống, các bộ chế hoà khí th−ờng dùng hiện nay đều có nguồn gốc từ bộ chế hoà khí đơn giản. 7.2 đăc tính bộ chế hoμ khí đơn giản 7.2.1 sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động Bộ chế hoà khí đơn giản (hình 7.2) còn đ−ợc gọi là bộ chế hoà khí một vòi phun và một jiclơ gồm có: buồng phao 6, jiclơ 4, vòi phun 1, họng2, không gian hoà trộn và b−ớm ga 3. Nguyên tắc hoạt động: xăng từ thùng chứa do tự chảy hoặc nhờ bơm xăng đi qua ống 8 vào buồng phao 6. Nếu mức xăng trong buồng phao hạ thấp, phao 5 sẽ đi xuống mở đ−ờng thông Đặng Tiến Hòa - 132- qua van kim 7, cho nhiên liệu đi vào buồng phao, nhờ đó xăng trong buồng phao đ−ợc giữ ở mức hầu nh− không đổi. Lỗ 9 lối thông buồng phao với áp suất khí trời po. Không khí từ ngoài trời qua miệng vào rồi qua họng 2 (Nơi tiết diện l−u thông bị thắt lại) của bộ chế hoà khí làm tăng tócc độ và giảm áp suất tại họng ph. Nhờ chênh áp Δ ph= po- ph, xăng từ buồng phao đ−ợc hút qua vòi phun 1 vào họng 2. L−u l−ợng qua vòi phun 1, phụ thuộc chênh áp Δ ph, đ−ờng kính và hệ số l−u l−ợng của jiclơ 4. Miệng vòi phun th−ờng đặt tại đ−ờng tâm họng. Ra khỏi vòi phun xăng đ−ợc không khí đi qua họng xé tơi và hoà trộn đều trong dòng không khí qua họng. Không gian giữa họng 2 và b−ớm ga 3 đ−ợc gọi là không gian hoà trộn, ở đây một phần xăng đ−ợc bay hơi và hoà trộng đều với không khí đi vào động cơ phụ thuộc vào đọ mở b−ớm ga 3. Vì vậy b−ớm ga là cơ cấu chính điều khiển hoạt động của động cơ. Các hạt xăng ch−a kịp bay hơi hết trong không gian hoà trộn bị cuốn theo dòng chảy, sẽ tiếp tục bay hơi và hoà trộn với không khí trên suốt đ−ờng nạp trong xilanh động cơ, suốt các hành trình hút và nén của các xilanh. Hình 7.2 Sơ đồ bộ chế hoà khí đơn giản. 7.2.2 đặc tính của bộ chế hoà khí đơn giản Để tăng tốc độ bay hơi cần phải xé xăng thật tơi, vì vậy cần tạo ra mức chênh lệch lớn giữa tốc độ của không khí và của xăng qua họng, càng tăng tốc độ t−ơng đối của dòng khí so với xăng sẽ làm tăng đ−ợc xé tơi tốt. Kinh nghiệm cho biết: Xăng bắt đầu đ−ợc xé tơi khi tốc độ t−ơng đối kể trên đạt tới 4 - 6 m/s, khi tốc độ trên đạt tới 30m/s thì xăng đ−ợc xé tơi hoàn toàn. Tốc độ không khí qua họng bộ chế hoà khí động cơ xăng hiện nay đạt tới 150-200m/s. Tốc độ dòng nhiên liệu qua vòi phun nhỏ hơn tốc độ đó khoảng 25 lần, nh− vậy khi chạy ở vòng quay cực đại tốc độ tia xăng ra khỏi vòi phun vào khoang 6-8m/s. Thành phần hoà khí đi vào xilanh động cơ phụ thuộc vào tốc độ dòng khí qua họng, tốc độ xăng qua vòi phun và thông số cấu tạo của họng và vòi phun. Thành phần hoà khí, thể hiện qua hệ số d− l−ợng không khí ∝, sẽ thay đổi theo chế độ làm việc của bộ chế hoà khí. Đặc tính của bộ chế hoà khí dùng để đánh giá sự hoạt động của bộ chế hoà khí dùng để thay đổi chế độ làm việc. 1. Đặc tính của bộ chế hoà khí Đặc tính là hàm số thể hiện mối liên hệ giữa hệ số d− không khí ∝của hoà khí với một trong các thông số đặc tr−ng cho l−u l−ợng của hoà khí đ−ợc bộ chế hoà khí chuẩn bị và cấp cho động cơ( có thể là l−u l−ợng không khí Gk, độ chân không ở họng Δ ph hoặc công suất động cơ Ne…) Theo định nghĩa về hệ hệ số d− l−ợng không khí, ta có: Đặng Tiến Hòa - 133- (7.1) Trong đó : - Gk, Gnl l−u l−ợng không khí và nhiên liệu qua bộ chế hoà khí (kg/s); -Lo l−ợng không khí lý thuyết dùng để đốt 1kg nhiên liệu(kg/kg nhiên liệu). Muốn xác định đặc tính của bộ chế hoà khí đơn giản cần phải xác định : Gk= f(Δ ph); Gnl= f(Δ ph) qua bộ chế hoà khí đơn giản, sau đó thay vào (7-1) sẽ đ−ợc đăc tính α = f(Δ ph) của nó. 2. Xác định Gk qua bộ chế hoà khí đơn giản Do động cơ hoạt động có tính chu kì nên l−u động của không khí qua họng và xăng qua vòi phun của bộ chế hoà khí có tính dao động rõ rệt, về thực chất đố là các dồng chảy không dừng. Chuyển từ động cơ 4 chu kì sang động cơ 2 kì hoặc tăng số xilanh nối với một bộ chế hoà khí sẽ giảm bớt tính dao động của dòng chảy. Nếu bốn xilanh của động cơ bốn kì hoặc hai xilanh của động cơ hai kì nối với bộ chế hoà khí sẽ không thấy rõ tính dao động của dòng chảy. Vì vậy có thể coi dòng chảy của xăng và không khí trong bộ chế hoà khí nh− một dòng chảy dừng. Mặt khác độ chân không tại họng bộ chế hoà khí Δ ph th−ờng không quá 2000mm cột n−ớc (≈20kPa) khi động cơ hoạt động ở tốc độ cực đại và mở b−ớm ga. Nh− vậy với Δ ph biến động từ 0 đến 20kPa có thể bỏ qua tính chịu nén của không khí và coi l−u l−ợng của không khí nh− của chất lỏng không chịu nén. Với một dòng chảy của một l−u chất không chịu nén, qua mặt cắt o-o và H-H, có thể viết ph−ơng trình Benoullie d−ới dạng sau, nếu coi tốc độ không khí tại miệng vào bộ chế hoà khí W0= 0 và nếu l−ợc bỏ sai lệch về thế năng giữa hai mặt cắt (mật độ không khí và khoảng cách chiều cao hai tiết diện quá nhỏ) (hình 7.3). 2 W ξ+ 2 W + ρ p = ρ p 2h 2 h o h o o (7.2) Trong đó : - po áp suất khí trời; - ρ o mật độ không khí ở áp suất povà nhiệt độ To của khí trời; -Wh tốc độ không khí qua họng; -ξ hệ số cản của dòng chảy giữa hai mặt cắt. Từ (7-2) rút ra: Δ ph )ξ+1(2 Wρ = 2 ho Từ đó tìm đ−ợc Wh= ξ+1 1 . h o pΔρ 2 =ϕ h h o pΔρ 2 (7.3) Trong đó: ϕ h – hệ số tốc độ của họng, ϕ h=0,8 .. 0,9 Lo.Gnl Gk=α Hình 7.3 Sơ đồ tính tốc độ không khí đi qua họng Wh Đặng Tiến Hòa - 134- Hình7.4 giới thiệu sơ đồ phân bố tốc độ không khí tại tiết diện ngang qua của họng. Hình 7.4b, là sơ đồ chuyển động của dòng không khí và sơ đồ bóp dòng khi dòng v−ợt qua tiết diện hẹp nhất của họng. Hình 7.4 L−u l−ợng không khí qua họng khuếch tán a- Biểu đồ phân bố tốc độ tại họng và trong không gian hỗn hợp b- Hiệu ứng bóp dòng khí trong họng c- Biến thiên của hệ số l−u l−ợng theo độ chân không ở họng Sau khi đi qua tiết diện hẹp nhất của họng fhmin, tiết diện thực tế của dòng khí fnmin bị bóp nhỏ (fnmin<fhmin), hiện t−ợng trên đ−ợc thể hiện qua hệ số bóp dòng α b(α b= min min fh fn ). Thông th−ờng α b =0,97-0,99. xW - tốc độ của dòng khí trong không gian hỗn hợp. Tích số của ϕ hvàα b đ−ợc gọi là hệ số l−u l−ợngμ hcủa họng: μ h=ϕ hα b. Nh− vậy l−u l−ợng của dòng khí đi qua họng Gk sẽ là: Gk=α b. fnmin. Wh. ρ o kg/s Thay Wh theo(7-3)vào biểu thức trên lấy, fh=fhmin và μ h=ϕ hα b. sẽ đ−ợc: Gk= μ hfh ohρpΔ2 (7.4) Thí nghiệm cho biết nếu Δ ph thay đổi trong phạm vi 2-15 kPa , với hình dạng hợp lý của họng thì μ hthực tế gần nh− một hằng số. Nếu Δ ph≤ 2kPa thì μ h sẽ giảm theo Δ ph vì tốc độ dòng khí rất thấp sẽ làm tăng chiều dày lớp biên, do đó làm giảm tiết diện l−u thông thực tế khi giảm Δ ph. nếu Δ ph≥ 15kPa , μ h cũng sẽ giảm nhanh khi tăngΔ ph vì hình dạng họng không còn thích hợp với tốc độ dòng khí lúc ấy đã tạo ra dòng khí quẩn ở sát thành ống phía sau họng , làm giảm hệ số bóp dòng α h. Nếu họng có hình dạng hợp lý có thể tránh đ−ợc hiện t−ợng trên. với loại họng mà độ côn miệng vào khoảng 300 và miệng ra khoảng70 th−ờng rất thích hợp với l−u động của dòng khí , nếu góc độ miệng vào quá lớn sẽ làm dòng khí va đập ở miệng và tạo ra dòng chảy quẩn, nh−ng nếu nhỏ quá sẽ làm tăng chiều dài của họng qua đó làm tăng chiều cao bộ chế hoà khí. Nếu giảm đ−ờng kính họng sẽ làm giảm tỷ số g h pΔ pΔ (Δ pg- độ chân không ở khu không gian hỗn hợp sau b−ớm ga) và tăng sức cản khí động. Muốn tăng tỷ số g h pΔ pΔ cần sử dụng bộ chế hoà khí có hai hoặc ba họng lắp nối tiếp, đảm bảo cho tốc độ dòng khí ra khỏi họng nhỏ Đặng Tiến Hòa - 135- xấp xỉ bằng tốc độ lớn nhất của dòng khí trong họng lớn. Trong bộ chế hoà khí ba họng , g h p p Δ Δ có thể tăng tới 2,5- 2,6. Dùng bộ chế hoà khí nhiều họng nối tiếp (2,3 họng )có thể giảm lực cản của họng mặc dù tốc độ dòng khí trong họng nhỏ rất lớn, còn chiều cao bộ chế hoà khí cũng t−ơng tự nh− khi dùng một họng. Tổng hệ số l−u l−ợng của bộ chế hòa khí nhiều họng hơi thấp hơn loại một họng , vì vậy tổng tiết diện l−u thông t−ơng đ−ơng phải lớn hơn loại một họng, nhờ đó đã giảm đ−ợc tốc độ trung bình của dòng khí qua họng nh−ng mở rộng đ−ợc giới hạn thay đổi Δ phđảm bảo μ h hầu nh− không đổi. Hình 7.5 giới thiệu biểu đồ biến thiên của độ chân không dọc đ−ờng ống của bộ chế hoà khí hai họng. Điều kiện sử dụng, công nghệ và vật liệu chế tạo họng th−ờng gây ảnh h−ởng đến mức độ làm việc ổn định của họng (giữ cho μ h= 0,7-0,9). Ví dụ khi dùng các loại họng làm bằng chất dẻo thì chất l−ợng bề mặt họng th−ờng thay đổi nhanh. Nếu bình lọc khí bị hỏng thì họng bị mòn nhanh. Các bộ chế hoà khí cần đ−ợc kiểm tra định kỳ trạng thái bề mặt và kích th−ớc họng. Biểu thức (7.4) đ−ợc dựa trên giả thiết coi l−u động của không khí trong bộ chế hoà khí đơn giản nh− một dòng chảy đừng không chịu nén. Trên thực tế nếu tăng Δ ph>400mm cột n−ớc thì mật độ không khí đi qua họng sẽ giảm dần, tạo nên sai số của biểu thức (7-4) khi coi ρ o= const. Sai số áy sẽ đ−ợc hiệu chỉnh qua hệ số l−u l−ợng μ h, vì vậy càng tăng Δ phthìμ h có khuynh h−ớng giảm dần. 3. Xác định Gnl trong bộ chế hoà khí đơn giản Hình 7.6 giới thiệu sơ độ tính Gnl đi qua jiclơ và vòi phun. Jiclơ có thể đặt ở địa điểm bất kỳ trên đ−ờng từ bầu phao tới miệng ra của vòi phun. Miệng ra của vòi phun đặt cao hơn mặt thoáng của xăng trong bầu phao một khoảngΔ h=5-8 mm nhằm tránh không cho xăng qua đó trào ra ngoài do mao dẫn hoặc do bộ chế hoà khí ở vị trí nằm nghiêng khi động cơ ngừng hoạt động. Viết ph−ơng trình Bernoullie cho dòng chảy đi qua các mặt o-o và d-d sẽ đ−ợc: Hình 7.5 Biểu đồ biến thiên độ chân không trong bộ chế hoà khí hai họng hh PΔ,'PΔ - độ chân không ở họng nhỏ và to, gPΔ - độ chân không sau b−ớm ga Hình 7.6 Sơ đồ làm việc của bộ chế hoà khí đơn giản Đ−ờng xăng Đặng Tiến Hòa - 136- Gho+ nl op ρ =ghd+ nl g P P + 2 W2dt (7.5) Trong đó : ho,hd – khoảng cách thẳng đứng từ mặt o-o và d-d tới mặt chuẩn a-a; ρ nl- khối l−ợng riêng (mật độ ) của xăng ; Po,pd- áp suất tĩnh tại mặt o-o và d-d; Wdt- tốc độ lý thuyết của dòng xăng đi qua mặt d-d( qua jiclơ); Từ (7.5), xác định Wdt: Wdt= ( ) ρ pp +hhg2 nl do do áp suất tĩnh pd tại tiết diện d-d đ−ợc tính qua áp suất ph nh− sau: Pd=ph+g ρ nl(ho-hd+Δh) Trong đó : Δ h= hp-ho (hp- chiều cao mặt p-p, mặt ra của vòi phun so với mặt chuẩn a-a). Thay giá trị pd vào biểu thức Wdt sẽ đ−ợc: Wdt= nl nlh hgp ρ ρ.. .2 Δ−Δ ; (7.6) Nếu ϕ d- là hệ số tốc độ của jiclơ, đánh giá tốc độ của dòng chảy đi qua jiclơ, sẽ đ−ợc tốc độ thực tế của dòng xăng đi qua jiclơ: Wd= ϕ d.Wdt= ϕ d nl nlh hgp ρ ρ.. .2 Δ−Δ ; (7.7) Trong đó α d là hệ số bóp dòng của xăng đi qua tiết diện fd của jiclơ, sẽ tính đ−ợc l−u l−ợng của xăng qua jiclơ Gnl: Gnl= Wd.α d.fd. ρ nl= μ d.fd ( ) nlnlh hgp ρρ ...2 Δ−Δ ; (7.8) Hệ số l−u l−ợng μ d= ϕ d.α d đ−ợc xác định bằng thực nghiệm và phụ thuộc vào tỷ lệ các kích th−ớc hình học của lỗ( chủ yếu là tỷ lệ l/d, trong đó : l- chiều dài và d- đ−ờng kính lỗ), hình dạng mép lỗ, áp suất nhiệt độ và độ nhớt của xăng qua lỗ jiclơ… Nếu tăng dần d l đến 1,3 sẽ làm μ d tăng nhanh, sau đó giảm nh−ng giảm chậm(H 7.7). Vì vậy th−ờng lấy d l = 1,5-2,5, trong phạm vi này μ d ít thay đổi khi có biến động về ΔPh. Hình dạng mép dầu vào của jiclơ gây ảnh h−ởng lớn của μ d(H 7.8). Mép vát (đ−ờng 2) có μ d lớn hơn so với mép phẳng (đ−ờng 1), mặt khác giá trị của μ d trong tr−ờng hợp mép phẳng rất ít thay đổi về ΔPh, tuy nhiên loại mép phẳng th−ờng thiếu ổn định trong sử dụng. Vì vậy th−ờng dùng loại mép vát. ảnh h−ởng của loại nhiên liệu tới μ d của jiclơ mép vát, giữ nhiệt độ nhiên liệu ở 20oc đ−ợc giới thiệu ở hình 7.9. Từ đó thấy rằng: trong sử dụng thực tế Hình 7.7 ảnh h−ởng tỷ số l/d của Jiclo tới hệ số l−u l−ợng dμ Đặng Tiến Hòa - 137- nếu cho động cơ chạy bằng loại nhiên liệu khác với quy định của nhà sản xuất cần phải điều chỉnh lại chế hoà khí. Tăng nhiệt độ nhiên liệu sẽ làm tăng μ d đồng thời làm giảm mật độ nhiên liệu ρ nl. Thí nghiệm cho biết, tăng nhiệt độ từ 10 đến 40oc sẽ làm l−u l−ợng xăng tăng từ 2-3%, còn l−u l−ợng dầu hoả tăng 6-7%. 4. đặc tính bộ chế hoà khí đơn giản Thay các biểu thức 7.4 và 7.8 vào 7.1 sẽ tìm ra đặc tính của bộ chế hoà khi đơn giản d−ới dạng sau: α = ghp p f f Lo nlh h nl o d h d h ρρ ρ μ μ Δ−Δ Δ1 (7.9) Trong đó : nl o d h f f Lo ρ ρ1 =const ghp p nlh h d h ρμ μ Δ−Δ Δ là biến số phụ thuộc hpΔ Khi tăng hpΔ tăng dần từ hpΔ = gh nlρΔ đến độ chân không tuyệt đối thì ghp p nlh h ρΔ−Δ Δ giảm từ +∞ xuống sát 1 còn d h μ μ cũng giảm dần (H7.10). Do đó hệ số d− không khí α của hoà khí trong bộ chế hoà khí đơn giản sẽ giảm dần ( tức hoà khí đậm dần lên ) khi tăng độ chân không ở họng hoặc tăng l−u l−ợng không khí qua họng (H7.11). Trên thực tế , mật độ không khí giảm dần khi tăng hpΔ trong khi đó nlρ hầu nh− không thay đổi , đó là lý do chính làm cho hoà khí đạm dần khi tăng hpΔ . Hình 7.8 ảnh h−ởng hình dạng nêm dầu vào jiclơ tới hệ số l−u l−ợng μ d Hình 7.9 ảnh h−ởng của loại nhiên liệu tới μ d ở 20oc Hình7.10 Biến thiên của d,h μμ và dh μ/μ theo hpΔ Đặng Tiến Hòa - 138- 7.3 đặc tính của bộ chế hoμ khí lý t−ởng Bộ chế hoà khí lý t−ởng cần đảm bảo cho hoà khí có thành phần tối −u theo điều kiện hoạt động của động cơ. Quy luật thay đổi thành phần tối −u của hoà khí đ−ợc xác định qua đặc tính điều chỉnh thành phần hoà khí, thể hiện sự biến thiên của các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ theo hệ số d− l−ợng không khí α khi giữ không đổi tốc độ động cơ và vị trí b−ớm ga Tung độ của đồ thị đặc tính điều chỉnh là suất tiêu hao nhiên liệu ge (theo % của gemiu)và công suất có ích Ne(theo % Nemax đ−ợc xác dịnh bằng thực nghiệm ở tốc độ đã định và mở hết b−ớm ga ). Các đ−ờng I (hình 7.12) là kết quả khảo nghiệm khi mở 100% b−ớm ga; còn các đ−ờng ii-ii và iii- iii… t−ơng ứng với các vị trí b−ớm ga nhỏ dần. Hoành độ của đồ thị là α . Qua đồ thị thấy rằng: với n=const, ở mỗi vị trí b−ớm ga giá trị của α t−ơng ứng với công suất cực đại ( các điểm 1,2,3 ) đều nhỏ hơn so với những điểm có suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất (các điểm 5,6,7 của đ−ờng i’, ii’,iii’…hoặc 8,9,10 của các đ−ờng i.ii,iii…) ở mọi vị trí b−ớm ga các điểm đạt công suất cực đại đều có α <1. Càng đóng nhỏ b−ớm ga, α của điểm công suất cực đại càng giảm . Khi mở 100% b−ớm ga, suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất xuất hiện tại α =1,1. càng đóng nhỏ b−ớm ga vị trí xuất hiện gemin càng chuyển về h−ớng giảm của α , khi đóng b−ớm ga gần kín giá trị α t−ơng ứng với gemin<1. Nh− vậy khi đóng b−ớm ga nhỏ dần, muốn có công suất cực đại cũng nh− muốn có suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất đều phải làm cho hoà khí đậm lên. nối các điểm 1,2,3 và các điểm 8,9,10 trên các đ−ờng I, II, III sẽ đ−ợc hai đ−ờng a và b thể hiện sự biến thiên của thành phần hoà khí của công suất cực đại (đ−ờng a ) và suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất (đ−ờng b)khi mở dần b−ớm ga. Khu vực giữa hai đ−ờng a,b là khu vực có thành phần hoà khí t−ơng đối tốt, cải thiện tính năng kinh tế kỹ thuật của động cơ. Khu vực bên ngoài hai đ−ờng sẽ làm giảm công suất và tăng suất tiêu hao nhiên liệu, không đ−ợc để động cơ hoạt động ở các khu vực này. Hình 7.11 đặc tính của bộ chế hoà khí đơn Đặng Tiến Hòa - 139- Tuỳ theo công dụng và điều kiện hoạt động của động cơ mà thực hiện điều chỉnh để Ne và ge biến thiên theo thành phần hoà khí α đ−ợc sát với đ−ờng a hoặc d−ờng b . Điểm 4 thể hiện thành phần hoà khí động cơ chạy không tải. Với một tốc độ đã định , mỗi đ−ờng cong I, II hoặc III (I’,II’,III’) đều đ−ợc đo ở một vị trí của b−ớm ga và do đó độ chân không ở họng Δ phcũng nh− l−u l−ợng không khí Gk t−ơng ứng với mỗi đ−ờng đó đều là hằng số. Nh− vậy nhờ các đ−ờng a,b rất dễ xây dựng sự biến thiên của thành phần hoà khí trên toạ độ α -Gh hoặc α -Δ ph theo công suất cực đại hoặc theo suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất. Hình 7.13 là đồ thị α -Gk thể hiện sự biến thiên của α theo Gk (theo % l−u l−ợng không khí khi mở hoàn toàn b−ớm ga) ở chế độ công suất cực đại ( đ−ờng 2) và suất tiêu hao nhỏ nhất(đ−ờng 3). Trong thực tế sử dụng, ng−ời ta chỉ đòi hỏi công suất cực đại khi mở 100% b−ớm ga (điểm 1 hình 7.12 và7.13), còn lại tất cả các vị trí đóng nhỏ b−ớm ga cần điều chỉnh động cơ hoạt động với thành phần hoà khí đảm bảo tiết kiệm nhiên liệu. Vì vậy mối quan hệ lý t−ởng nhất giữa α và Gk sẽ là đ−ờng 4 (hình 7.13), đó chính là đặc tính của bộ chế hoà khí lý t−ởng khi chạy ở một số vòng quay nhất định. Lặp lại thử nghiệm với số vòng quay khác đều thu đ−ợc đặc tính lý t−ởng mới có dạng t−ơng tự. Vẽ tất cả các đ−ờng cong thu đ−ợc ở các tốc độ quay khác nhau trên một đồ thị (hình 7.13) sẽ đ−ợc một họ đặc tính của một bộ chế hoà khí lý t−ởng. Đ−ờng bao của hai họ đặc tính Hình7.12 Các đặc tính điều chỉnh thành phần hoà khí Hình7.13Đặc tính của bộ chế hoà khí lý t−ởng Hình7.13 Các đặc tính của bộ chế hoà khí lý t−ởng ở tốc độ khác nhau ( 4321 nnnn fff ) 1-các chế độ Ne.maxkhi mở hết b−ớm ga 2-các chế độ ge.min khi mở hết b−ớm ga Hình7.14 Các đặc tính của bộ chế hoà khí hoạt động ở các tốc độ khác nhau Đặng Tiến Hòa - 140- trên thể hiện các chế độ làm việc tiết kiệm nhất của động cơ ở mọi số vòng quay khi mở hết b−ớm ga và đ−ờng 1 là đ−ờng nối các điểm công suất cực đại của họ đặc tính trên ở các số vòng quay khác nhau, khi mở 100% b−ớm ga. Trên thực tế, để giảm bớt mức độ phức tạp về mặt cấu tạo của bộ chế hoà khí, ng−ời ta dùng một đ−ờng trung bình thay cho họ đặc tính lý t−ởng α - Gk đ−ợc xác định qua thực nghiệm trong khu vực có thành phần tiết kiệm nhất đối với mọi tốc độ động cơ. So sánh đặc tính của các bộ chế hoà khí đơn giản (hình 7.11) và bộ chế hoà khí lý t−ởng thấy rằng: bộ chế hoà khí đơn giản không thể chuẩn bị hoà khí cho động cơ với thành phần tốt nhất ở mọi chế độ hoạt động. Do đó muốn hiệu chỉnh để đ−ợc hình dạng sát với đặc tính của bộ chế hoà khí lý t−ởng, thì trên cơ sở bộ chế hoà khí đơn giản cần bổ xung thêm một số cơ cấu và hệ thống đảm bảo thoả mãn các yêu cầu sau: - ở chế độ không tải, muốn động cơ chạy ổn định cần có hoà khí đậm (α ≈0,4- 0.8), và phải tạo điều kiện để xăng phun tơi, phân bố đều và dễ bay hơi trong khí nạp. - Khi b−ớm ga mở t−ơng đối rộng cần cung cấp hoà khí t−ơng đối loãng (α ≈1,07-1,15). - Để đạt công suất cực đại khi mở 100% b−ớm ga cần đảm bảo α ≈0,75- 0,9. Ngoài ra cần có các yêu cầu phụ, đảm bảo động cơ làm việc tốt trong các chế độ làm việc sau: - Khi khởi động lạnh cần hoà khí đậm (α ≈0,3- 0,4 hoặc đậm hơn) để dễ khởi động. - Khi cho ôtô bắt đầu lăn bánh hoặc khi cần tăng tốc nhanh phải mở nhanh b−ớm ga