Giải chi tiết Công nghệ cơ khí 11 Cánh diều mới bài 21: Hệ thống nhiên liệu

Khởi động

Câu hỏi: Ô tô thường sử dụng những nguyên liệu gì?

Hướng dẫn trả lời:

• Xăng/dầu
• Hơi nước
• Động cơ điện

I. Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

Câu 1. Quan sát hình 21.1 cho biết cấu tạo chung và nguyên lí làm việc của hệ thống nhiên liệu sử dụng bộ chế hòa khí

Hướng dẫn trả lời:

Cấu tạo:

• Hệ thống nhiên liệu sử dụng bộ chế hoà khí có sơ đỏ cầu tạo chung như hình 21.1. Hệ thống này có các bộ phận chính gồm: bình xăng, bầu lọc, bơm xăng và bộ chế hoà khí

Nguyên lí làm việc:

• Xăng được bơm xăng (3) hút từ binh xăng (1) qua bằu lọc (2) đến bảu phao (4) của bộ chế hoá khí. Ở kỉ nạp, áp suất xilanh giám, không khí được hút qua bằu lọc không khí (5) rồi vào họng khuếch tán (6) (họng có tiết diện được thu hẹp).
• Tại họng khuếch tán. xăng được húi từ bảu phao của bộ chế hoà khí hoà trộn với không khí tạo thành hỗn hợp không khí nhiên liệu và nạp vào xilanh.
• Lượng hỗn hợp không khi nhiên liệu nạp vào xilanh động cơ được điều chỉnh bởi bướm ga (7).
• Hệ thống nhiên liệu sử dụng bộ chế hoà khi có nhược điểm cơ bản là khó điều chỉnh chính xác ti lệ không khí - nhiên liệu tối ưu theo chế độ làm việc của động cơ. vì vậy hiện nay chỉ được sử dụng ở một số xe máy và động cơ xăng cỡ nhỏ.

Câu 2: Quan sát hình 21.2 cho biết cấu tạo chung và nguyên lí làm việc của hệ thống nhiên liệu phun xăng.

Hướng dẫn trả lời:

• Hệ thống nhiên liệu phun xăng sử dụng bộ chế hoà khí có sơ đồ cầu tạo chung như hình 21.1. Hệ thống này có các bộ phận chính gồm: bình xăng, bầu lọc, bơm xăng và bộ ổn định áp suất, vòi phun bộ điều khiển trung tâm

- Nguyên lí làm việc: Kì nạp: Không khí đ­ược hút vào xilanh do chênh áp. Bơm hút xăng từ thùng qua bầu lọc đ­a tới vòi phun, nhờ bộ điều chỉnh áp suất xăng ở vòi phun luôn có áp suất nhất định. Quá trình phun xăng của vòi phun được điều khiển bởi bộ điều khiển phun.

II. Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel

Câu hỏi. Quan sát hình 21.3. cho biết cấu tạo chung và nguyên lí làm việc của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel thường.

Hướng dẫn trả lời:

• Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel thường có sơ đỗ cầu tạo chung như hình 21.3. Hệ thống này gồm các bộ phận chính sau: bình nhiên liệu, đường ông thấp áp, các bầu lọc thô và lọc tình, bơm chuyên, bơm cao áp, đường ống cao áp, vòi phun, đường dầu hồi.

Nguyên lý làm việc:

• Ở kì nạp, không khí đi qua bầu lọc không khí vào đường ống nạp và nạp vào xilanh động cơ
• Bơm chuyển hút nhiên liệu từ bình nhiên liệu qua bầu lọc thô, bầu lọc tinh, nhằm lọc sạch nhiên liệu rồi đưa đến bơm cao áp
• Bơm cao áp tạo ra áp suất nhiên liệu rất cao đưa lên đường ống cao áp tới vòi phun để phun vào xilanh động cơ, Quá trình phun diễn ra khi pít tông lên gần ĐCT của hành trình nén. Nhiên liệu phun vào buồng cháy hòa trộn với khí trong xilanh tạo thành hòa khí và tự bốc cháy. Một phần nhiên liệu dư thừa trong bơm cao áp và vòi phun sẽ theo đường dầu hồi quay trở lại bình nhiên liệu

Câu 2. Quan sát hình 21.4. cho biết cấu tạo chung và nguyên lí làm việc của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel tích áp.

Hướng dẫn trả lời:

Cấu tạo gồm:

• Có các bộ phận chính sau: bình nhiên liệu, bơm chuyển, đường ống thấp áp, bầu lọc, bơm cao áp, ống tích áp, vòi phun, bộ điều khiển trung tâm (ECU).

Nguyên lí hoạt động:

• Bơm chuyền (2) hút nhiên liệu từ bình nhiên liệu (1) qua bầu lọc (3) đến bơm cao áp (4).
• Bơm cao áp đưa nhiên liệu áp suất rất cao đến ống tích áp (5). Áp suất tại Ống tích áp được giữ ôn định nhờ van điều áp (6). Từ ống tích áp nhiên liệu đưa đến các vòi phun (7).
• Bộ điêu khiến trung tâm (ECU) nhận các tín hiệu (9) từ các cảm biến (cảm biến lưu lượng khí nạp. cảm biến tốc độ động cơ....) tính toán lượng phun vả ra tín hiệu điều khiển (8) điều khiến vòi phun (7) phun nhiên liệu.
• Do được điều khiển điện tử nên nhiên liệu được phun đúng thời điểm và lượng nhiên liệu phun phủ hợp với chế độ làm việc, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hình thành hoà khí và cháy kiệt góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường. Vì vậy, hệ thống nhiên liệu này hiện nay được sử dụng phổ biến.

Luyện tập

Câu hỏi. Vì sao hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel phải có bơm cao áp đưa nhiên liệu đến vòi phun?

Hướng dẫn trả lời:

Bơm cao áp hiện được biết đến là bộ phận quan trọng nhất trong hệ thống phun dầu nhiên liệu Diesel. Nhiệm vụ chính là của bơm là tiếp nhận nhiên liệu đã được lọc từ thùng chứa nhiên liệu, điều tiết nhiên liệu đưa đến kim phun sau đó đưa đến từng xilanh của động cơ.

Vận dụng

Câu hỏi. Vì sao hệ thống nhiên liệu điều khiển điện tử lại góp phần tiết kiệm nhiên liệu và làm giảm ô nhiễm môi trường?

Hướng dẫn trả lời:

• Vì có các cảm biến, ECU tính toán được chính xác lượng nhiên liệu cần phun trong những trạng thái khác nhau của động cơ. Giúp xe tiết kiệm nhiên liệu hơn, khởi động và tăng tốc dễ dàng, giảm tối đa thời gian trễ khi tăng tốc.
• λ được tính toán hợp lý, đồng đều giữa các xylanh giúp động cơ êm dịu và an toàn hơn.
• Không có các họng khuếch tán, giúp tăng áp suất khí nạp, giúp cải thiện hệ số nạp của động cơ từ đó tăng hiệu suất của động cơ lên.
• Lượng xăng phun ra bay hơi trong xylanh có tác dụng giảm nhiệt độ môi chất, do đó khi thiết kế có thể tăng tỉ số nén của động cơ.
• Giảm thành phần độc hại trong khí thải như lượng nhiên liệu dư hay chưa cháy hoàn toàn, từ đó giúp bảo vệ môi trường hơn.