Xây dựng mô hình chuẩn đoán động cơ xăng trên cơ sở kết quả phân tích thành phần khí thải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI --------------- ðINH QUANG HÙNG XÂY DỰNG MÔ HÌNH CHẨN ðOÁN ðỘNG CƠ XĂNG TRÊN CƠ SỞ KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN KHÍ THẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành : KỸ THUẬT MÁY VÀ THIẾT BỊ CƠ GIỚI HOÁ NÔNG LÂM NGHIỆP Mã số : 60.52.14 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. BÙI HẢI TRIỀU HÀ NỘI – 2009 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp………………. i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả ðinh Quang Hùng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp………………. ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện ñề tài này, tôi ñã nhận ñược sự hướng dẫn, chỉ bảo và giúp ñỡ tận tình của các thầy, cô giáo trong Khoa Cơ ðiện và các thầy cô trong trường. Nhân dịp này, cho phép tôi ñược bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc ñến quý thầy cô. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS. Bùi Hải Triều ñã chỉ bảo hướng dẫn từ việc ñịnh hướng ban ñầu, giải quyết từng nội dung ñề tài, ñến sửa ñổi những sai sót ñể hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ, giáo viên bộ môn ðộng Lực - Khoa Cơ ðiện và toàn thể các thầy cô giáo trong Khoa Cơ ðiện - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành ñến các thầy cô giáo ñã trực tiếp giảng dạy tôi trong quá trình học tập tại trường và các thầy cô giáo Viện Sau ðại Học - Trường ðại học nông nghiệp Hà Nội. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh ñạo và các ñồng nghiệp khoa Công nghệ ô tô Trường Cao ñẳng nghề kỹ thuật Việt ðức Nghệ An ñã giúp ñỡ tôi thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn sự nhiệt tình giúp ñỡ của gia ñình và người thân ñã luôn luôn ñộng viên tạo mọi ñiều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Một lần nữa tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất của mình tới tất cả những tập thể và cá nhân ñã dành cho tôi mọi sự giúp ñỡ quý báu trong quá trình hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Tác giả ðinh Quang Hùng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp………………. iii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục ii Danh mục các từ viết tắt vi Danh mục các bảng viii Danh mục các hình ix MỞ ðẦU 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 12 1.1 Khí thải ñộng cơ ñốt trong 12 1.1.1 Sự hình thành các thành phần khí thải 12 1.1.2 Luật kiểm soát phát thải ñộng cơ 12 1.1.3 Khả năng phân tích khí thải ñể chẩn ñoán ñộng cơ 20 1.1.4 Khái quát về chẩn ñoán ñộng cơ 20 1.2 Các phương pháp chẩn ñoán truyền thống 22 1.2.1 Chẩn ñoán công suất 22 1.2.2 Phân tích ồn rung 25 1.2.3 Phân tích môi chất 27 1.3 Chẩn ñoán trực tuyến OBD. 29 Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 34 2.1 Sự hình thành các thành phần khí thải chính. 34 2.2 Các yếu tố ảnh hưởng ñến thành phần khí thải. 35 2.2.1 Tỷ lệ khí - nhiên liệu lý thuyết. 35 2.2.2 Hydrocacbure 36 2.2.3 Ôxit cácbon (CO). 45 2.2.4 Ôxit Nitơ 46 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp………………. iv 2.2.5 Chế ñộ lái xe và các khí xả 49 2.3 Ảnh hưởng của trạng thái kỹ thuật của ñộng cơ ñến thành phần khí thải. 51 2.3.1 Ảnh hưởng của trạng thái kỹ thuật cơ cấu biên tay quay 51 2.3.2 Ảnh hưởng của trạng thái kỹ thuật hệ thống nạp và xả. 51 2.3.3 Ảnh hưởng của trạng thái kỹ thuật hệ thống ñánh lửa. 52 2.4 Phương pháp phân tích thành phần khí thải. 53 2.4.1 Những nguyên tắc chung 53 2.4.2 Nguyên lý một số thiết bị phân tích thành phần khí thải. 54 2.5 Khái quát về ñộng cơ phun xăng ñiện tử. 60 2.5.1 Khái niệm về hệ thống phun xăng ñiện tử 60 2.5.2 Lịch sử hệ thống phun xăng ñiện tử 60 2.5.3 Sơ ñồ tổng quát của hệ thống phun xăng ñiện tử 62 2.5.4 Phân loại hệ thống phun xăng ñiện tử 64 2.5.5 Ưu nhược ñiểm của hệ thống phun xăng so với loại dùng CHK 65 2.6 Nguyên lý hoạt ñộng của một số thiết bị chẩn ñoán cầm tay dùng cho các loại xe ñiều khiển ñiện tử có trang bị hệ thống OBD. 65 Chương 3 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM PHÂN LẬP DẤU HIỆU CHẨN ðOÁN ðỘNG CƠ XĂNG 70 3.1 Lựa chọn thông số chẩn ñoán. 70 3.2 Xây dựng hệ thống ño và xử lý tín hiệu chẩn ñoán. 73 3.2.1 Thiết bị thí nghiệm: 73 3.2.2 ðộng cơ thí nghiệm: 77 3.3 Các phương án thí nghiệm. 77 3.3.1 Thí nghiệm ñộng cơ ở trạng thái kỹ thuật tốt. 77 3.3.2 Ảnh hưởng của ñộ kín buồng nén. 78 3.3.3 Ảnh hưởng của sức cản ñường nạp. 81 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp………………. v 3.4 Phân tích kết quả 84 3.4.1 Trường hợp giảm áp suất nén trong buồng ñốt. 85 3.4.2 Trường hợp tăng sức cản ñường nạp. 87 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 89 1. Kết luận 89 2. ðề nghị 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp………………. vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT DÙNG CHUNG CHK..............................................................................................Chế hòa khí CLD............................................................................Bộ phát ñiện quang hóa CVS..................................................Thiết bị lấy mẫu theo thể tích không ñổi EFI.......................................................................................Phun xăng ñiện tử FID...............................................................Máy ño sự ion hóa của ngọn lửa i............................................................................................Số xilanh ñộng cơ NDIR....................................................................Hồng ngoại không phân tán Nñc ...................................................................................Tần số quay ñộng cơ Ne...........................................................................................Công suất có ích PPM..................................................................................................Phần triệu ECM.....................................................................Modul ñiều khiển trung tâm TCCS......................................Hệ thống ñiều khiển bằng máy tính của Toyota ESA.................................................................................ðánh lửa sớm ñiện tử ISC........................................................................ðiều khiển tốc ñộ không tải OBD.................................................................................Chẩn ñoán trực tuyến Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp………………. vii CÁC KÝ HIỆU HÓA HỌC C...........................................................................................................Cacbon CO................................................................................................Ô xít cacbon CO2....................................................................................................Cacbonic C8H8........................................................................................................ốc tan H2.............................................................................................................Hidro HC .............................................................................................Hidro Cacbon H2O..........................................................................................................Nước N2.............................................................................................................Ni tơ NOx..............................................................................................Các ôxít nitơ O2................................................................................................................Ôxi CnHm...........................................................................................Hidro Cacbure CnHmCOOH....................................................................................Axit Cacbon CnHmCHO.............................................................................................Andehyt Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp………………. viii DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 1.1 Các thông số do OBD II và EOBD giám sát 32 3.1 Thông số kỹ thuật của thiết bị phân tích khí xả QROTECH 74 3.1 Kết quả phân tích thành phần khí thải của ñộng cơ EF SONATA ở trạng thái tốt 78 3.2 Kết quả hiển thị các thông số hoạt ñộng của ñộng cơ EF SONATA trên màn hình Scantool ở trạng thái tốt 78 3.3 Kết quả phân tích thành phần khí thải của ñộng cơ EF SONATA theo các mức ñộ lọt khí khác nhau 79 3.4 Kết quả hiển thị các thông số hoạt ñộng của ñộng cơ EF SONATA trên màn hình Scantool theo các mức ñộ lọt khí buồng ñốt 79 3.5 Kết quả phân tích thành phần khí thải của ñộng cơ EF SONATA theo các mức ñộ cản trở ñường ống nạp khác nhau 82 3.6 Kết quả hiển thị các thông số hoạt ñộng của ñộng cơ EF SONATA trên màn hình Scantool theo các mức ñộ cản trở ñường ống nạp 82 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp………………. ix DANH MỤC CÁC HÌNH STT Tên hình Trang 1.1 Chế ñộ chạy trong thành phố của Mỹ- Mô hình lái xe LA4 13 1.2 Thiết bị lấy mẫu theo thể tích không ñổi 14 1.3 Chế ñộ chạy trong thành phố của EEC 15 1.4 Chế ñộ lái xe Nhật 10 chế ñộ (6 chu kỳ) 16 1.5 Chế ñộ lái xe Nhật 11 chế ñộ (4 chu kỳ) 17 1.6 Lược ñồ so sánh 4 loại khí trong các ñiều kiện bảo trì tốt 18 1.7 Vùng cần kiểm tra tiếng gõ 26 2.1 Biến thiên nồng ñộ một số hyñrocacbure 36 2.2 Sự hình thành HC do tôi màng lửa trên thành buồng cháy 38 2.3 Sơ ñồ các nguồn phát sinh HC 40 2.4 Nguồn phát sinh HC trong ñộng cơ ñánh lửa cưỡng bức 42 2.5 ðồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của nồng ñộ CO vào tỷ lệ khí - nhiên liệu 46 2.6 Biến thiên nồng ñộ NO theo hệ số dư lượng không khí 47 2.7 Ảnh hưởng của tỉ lệ khí xả hồi lưu ñến nồng ñộ NO 48 2.8 Ảnh hưởng của góc ñánh lửa sớm ñến nồng ñộ NO 49 2.9 Phổ hấp thụ hồng ngoại của các thành phần khí khác nhau 43 2.10 Nguyên lý của máy phân tích NDIR 54 2.11 Sơ ñồ máy phân tích khí xả hồng ngoại cảm biến ñiện dung 55 2.12 Buồng ño hồng ngoại với cảm biến dòng khí 56 2.13 Nguyên lý của FID 57 2.14 Nguyên lý của CLD 58 2.15 Cảm biến Lambda 59 2.17 Sơ ñồ khối thể hiện kết cấu cơ bản của hệ thống phun xăng ñiện tử 63 2.18 Sơ ñồ hệ thống phun xăng ñiện tử 64 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp………………. x 2.19 Máy chẩn ñoán cầm tay. 67 2.20 Máy chẩn ñoán tổng hợp. 68 3.1 Máy phân tích khí xả QROTECH 73 3.2 Máy chẩn ñoán cầm tay (Scantool) 76 MỞ ðẦU Công nghệ chẩn ñoán ôtô nhằm mục ñích tìm ra các hư hỏng của ôtô trong quá trình sử dụng nhanh và chính xác ñể kịp thời sửa chữa. Sự phát triển nhanh chóng của ngành ôtô về tính hiện ñại và tiện nghi làm công nghệ chẩn ñoán gặp nhiều khó khăn. ðể chẩn ñoán hiện trạng của ôtô ñược chính xác và nhanh chóng phải dựa trên cơ sở hoạt ñộng của nó thể hiện qua những sự thay ñổi khác thường trong quá trình làm việc. Hiện nay, với sự trợ giúp của các thiết bị chuyên dùng người ta có thể kiểm tra chẩn ñoán tình trạng ñộng cơ như: phân tích dầu nhờn, nghe âm thanh, so sánh áp suất nén… ðặc biệt trong giai ñoạn hiện nay việc ô nhiễm môi trường do khí thải của ôtô gây ra làm ảnh hưởng rất lớn ñến ñời sống con người, do ñó khoa học hiện nay cũng rất quan tâm nghiên cứu ñến thành phần khí thải của ôtô, khi có sự thay ñổi khác thường của các hệ thống thì ñộng cơ lại cho ra thành phần khí thải khác nhau, do ñó qua khí thải ta cũng có thể kiểm tra chẩn ñoán ñược ñộng cơ làm việc như thế nào. ðặc biệt ñối với ñộng cơ xăng thì lại thể hiện rõ vì quá trình hỗn hợp cháy sinh công là cháy cưỡng bức do ñó nó phải kết hợp tốt giữa các hệ thống cho nên chỉ xảy ra một sự sai khác giữa các hệ thống sẽ làm giảm công suất của ñộng cơ. Với những lý do trên học viên chọn ñề tài luận văn “Xây dựng mô hình chẩn ñoán ñộng cơ xăng trên cơ sở kết quả phân tích thành phần khí thải” 12 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1 Khí thải ñộng cơ ñốt trong 1.1.1 Sự hình thành các thành phần khí thải Quá trình cháy lí tưởng của hỗn hợp hydrocacbure với không khí chỉ sinh ra CO2, H2O và N2. Tuy nhiên, do sự không ñồng nhất của hỗn hợp một cách lí tưởng cũng như do tính chất phức tạp của các hiện tượng lí hoá diễn ra trong quá trình cháy nên trong khí xả ñộng cơ ñốt trong luôn có chứa một hàm lượng ñáng kể những chất ñộc hại như ôxít nitơ (NO, NO2, N2o, gọi chung là NOx), ôxít cacbon (CO), các hydrocacbon chưa cháy (HC) và các hạt rắn. Lưu huỳnh và các chất phụ gia trong nhiên liệu cũng có ảnh hưởng ñến thành phần khí thải. Trong quá trình cháy, lưu huỳnh bị ôxy hoá thành SO2, sau ñó một bộ phận SO2 bị ôxy hoá tiếp thành SO3, chất có thể kết hợp với nước ñể tạo thành H2SO4. 1.1.2 Luật kiểm soát phát thải ñộng cơ 1.1.2.1 Các tiêu chuẩn kiểm soát khí thải của Mỹ Việc kiểm tra sử dụng ñể quyết ñịnh xem liệu xe mẫu cụ thể có phù hợp với các tiêu chuẩn khí xả của Mỹ hay không ñược tiến hành bằng cách ñặt xe lên bệ thử, chạy xe ở chế ñộ LA4 và ño tổng khối lượng từng khí xả (CO, HC, NOx) phát ra từ ôtô. Những tiêu chuẩn này áp dụng cho các xe ñộng cơ xăng, không tính tới khối lượng hay dung tích xilanh. Chế ñộ kiểm tra LA4 ñược tiến hành theo cách sau: ñầu tiên chiếc xe ñược ñể trong phòng thí nghiệm từ 12 ñến 36 giờ với nhiệt ñộ bên ngoài ñược kiểm soát rất cẩn thận (Duy trì trong khoảng 100C - 300C). Sau ñó ñộng cơ xe ñược khởi ñộng lạnh. Khối lượng (g/dặm) của CO, HC, NOx phát ra từ xe ñược ño bằng thiết bị lấy mẫu theo thể tích không ñổi (CVS) trong khi xe ñang chạy trên bệ thử ñộng ở chế ñộ LA4. Bên cạnh những giá trị ñã ño ñược, các giá trị về bay hơi nhiên liệu và lọt khí cũng ño ñược bằng phương pháp kiểm tra này. 13 Hình 1.1 Chế ñộ chạy trong thành phố của Mỹ- Mô hình lái xe LA4 Thời gian mẫu: 1877s Tốc ñộ trung bình: 34,2 km/h Thời gian chạy: 1877s Tốc ñộ cực ñại: 91,2 km/h Khoảng cách: 17,84 km Thời gian chạy không tải: 18,2% Giá trị tiêu chuẩn (Dùng cho các xe chở khách năm 1995) CO HC NOx 50 000 dặm 3.4 0.25 0.4 100 000 dặm 4.2 0.31 0.6 ðơn vị: g/dặm Thiết bị lấy mẫu theo thể tích không ñổi (CVS): ñây là loại thiết bị ñược dùng ñể ño khối lượng CO, HC, NOx trong khí xả ôtô, nó hoạt ñộng như sau: Tất cả các khí xả từ ống xả ñược pha loãng với không khí hút vào trong buồng trộn bởi một quạt Roots. Lượng khí xả ñã hoà trộn với không khí hút vào ñược ño bằng máy ño. Sau ñó phần lớn hỗn hợp khí xả không khí ñược xả ra khỏi bộ lấy mẫu. Tuy nhiên một phần nhỏ của hỗn hợp này ñược chứa trong túi 1 và tỷ trọng mỗi khí (CO, HC, NOx) ñược ño. Khối lượng mỗi khí sau ñó ñược tính bằng cách nhân nồng ñộ của mỗi khí trong túi 1 bằng với tỷ trọng khí và bằng thể tích khí ñã xả ra bởi quạt (ðược ño bởi máy ño): 14 W= C*D*V Trong ñó: W: Khối lượng khí C: Nồng ñộ khí D: Tỷ trọng khí V: Thể tích khí xả ra bởi quạt Kết quả sau ñó còn phải ñược ñiều chỉnh ñể tính ñến nhiệt ñộ và áp suất xung quanh. Lượng HC,CO, NOx trong môi trường xung quanh ñược hút vào túi 2 trước khi chúng ñược trộn với khí xả (túi 2 ñóng vai trò kiểm tra khí trong túi 1, lượng CO, HC, NOx trong túi 2 trừ ñi lượng CO, HC, NOx trong túi1) Hình 1.2 Thiết bị lấy mẫu theo thể tích không ñổi 1.1.2.2 Các tiêu chuẩn khí xả Châu Âu Phần lớn các nước Châu âu sử dụng các tiêu chuẩn khí xả EEC, gọi như thế bởi vì các tiêu chuẩn này ñược phát triển bởi cộng ñồng kinh tế châu âu (EEC). Có 5 tiêu chuẩn EEC ñược gọi tên từ kiểu I ñến kiểu V. Trong kiểu thử I xe chạy trên băng thử theo chế ñộ như hình vẽ dưới, khối lượng CO, HC, NOx sinh ra bởi xe ñược ño. Kiểm tra kiểu này giống như kiểu của Mỹ, 15 nó bắt ñầu từ lúc xe khởi ñộng lạnh (sau khi ñã ñể trong phòng có nhiệt ñộ 200C – 300C ít nhất 6 giờ). Trong quá trình kiểm tra, lượng CO, tổng lượng HC và NOx ñược ño trong khi xe thực hiện hoàn chỉnh 1 chế ñộ kiểm tra bao gồm: không tải, tăng tốc, chạy ñều, giảm tốc. Một chế ñộ kiểm tra mới ñã ñược áp dụng cho các xe mới bắt ñầu từ 7/1992. Chế ñộ này ngoài phần chạy trong thành phố như chỉ ra dưới ñây còn thêm phần chạy trên ñường cao tốc với tốc ñộ cực ñại 120 km/h. Hình 1.3 Chế ñộ chạy trong thành phố của EEC Thời gian mẫu: 780s Tốc ñộ trung bình: 19 km/h Thời gian chạy: 820s Tốc ñộ cực ñại: 50 km/h Khoảng cách: 4,05 km Thời gian chạy không tải: 35,4% Giá trị tiêu chuẩn (Dùng cho xe du lịch chở ñược ñến 6 khách năm 1995 và 1996) CO HC + NOx 1995 2.72 0.97 1996 2.20 0.50 ðơn vị: g/km 16 1.1.2.3 Các tiêu chuẩn khí xả của Nhật. Ở Nhật bản cả hai chu trình 10 chế ñộ và 11 chế ñộ dưới ñây ñều ñược sử dụng: ðo theo chu trình 10 chế ñộ: Chu trình này bao gồm 10 chế ñộ lái xe khác nhau, ñó là: tăng tốc, tốc ñộ không ñổi, giảm tốc và không tải, nhưng chế ñộ này dựa trên ñiều kiện lái xe bình thườg ở Tokyo. Phương pháp này cũng ñược gọi là “phương pháp khởi ñộng nóng”. Xe ñược hâm nóng trên băng thử 45 phút ở tốc ñộ 40 km/h, sau ñó xe ñược chạy theo 6 chu trình, mỗi chu trình bao gồm 10 chế ñộ như hình dưới. Lượng khí xả từ chu trình 2 ñến chu trình thứ 6 ñược thu lại và ño bằng phương pháp CVS. Chế ñộ A 10.15 ñược áp dụng trên những xe mới bắt ñầu từ tháng 11/1991, so với chu trình 10 chế ñộ ở dưới nó còn thêm chế ñộ chạy ở tốc ñộ cực ñại 70 km/h. Hình 1.4 Chế ñộ lái xe Nhật 10 chế ñộ (6 chu kỳ) Thời gian mẫu: 675s Tốc ñộ trung bình: 17.7 km/h Thời gian chạy: 810s Tốc ñộ cực ñại: 40 km/h Khoảng cách: 3.98 km Thời gian chạy không tải: 26.7% ðo theo chu trình 11 chế ñộ: Phương pháp này tương ñương với phương pháp 10 chế ñộ, nhưng nó dựa trên chế ñộ lái xe từ vùng ngoại ô vào thành phố, tốc ñộ cao hơn chu trình 10 chế ñộ. Phương pháp này cũng ñược 17 gọi là: “phương pháp khởi ñộng lạnh”. Xe ñược ñể ở nhiệt ñộ 200C – 300C trong 6 giờ. Việc ño ñược bắt ñầu ngay sau khi xe nổ máy. Xe ñược chạy trong 4 chu trình, mỗi chu trình bao gồm 11 chế ñộ như hình vẽ dưới. Khí xả ñược giữ lại từ lúc ñộng cơ khởi ñộng ñến lúc kiểm tra và ñược ño bằng phương pháp CVS. Hình 1.5 Chế ñộ lái xe Nhật 11 chế ñộ (4 chu kỳ) Thời gian mẫu: 480s Tốc ñộ trung bình: 30.6 km/h Thời gian chạy: 505s Tốc ñộ cực ñại: 60 km/h Khoảng cách: 4.08km Thời gian chạy không tải: 21.7% Các chế ñộ tiêu chuẩn (Dùng cho xe năm 1995) ChÕ ®é 10-15 ChÕ ®é 11 CO g/km HC g/km NOx g/km CO g/lÇn thö HC g/lÇn thö NOx g/lÇn thö Áp dông cho xe du lÞch cã kh¶ n¨ng chë ®Õn 10 ng−êi 2.10 0.25 0.25 6.0 7.0 4.4 18 1.1.2.4 Tiêu chuẩn về khí xả của hãng TOYOTA. Theo c¸c tiªu chuÈn qui ®Þnh vÒ thµnh phÇn CO trong khÝ x¶ cña h:ng TOYOTA: - Víi lo¹i ®éng c¬ 1RZ, 2RZ CO : 2.5% (§èi víi c¸c xe xuÊt sang Ch©u ©u, Singapo, c¸c n−íc vïng vÞnh tû lÖ nµy lµ CO = 1.0 - 0.5%) - Víi lo¹i ®éng c¬ cña xe Camry CO : 1.5% (§èi víi c¸c xe xuÊt sang Ch©u ©u, Singapo, c¸c n−íc vïng vÞnh tû lÖ nµy lµ CO = 0 - 0.5%) H:ng TOYOTA còng ®: tiÕn hµnh ph©n tÝch 4 lo¹i khÝ trªn víi 100 mÉu xe cña h:ng trong c¸c ®iÒu kiÖn b¶o tr× tèt vµ cã l−îc ®å so s¸nh nh− sau: Hình 1.6 Lược ñồ so sánh 4 loại khí trong các ñiều kiện bảo trì tốt (Trong lược ñồ này CO là khí tham chiếu) 1.1.2.5 Tiêu chuẩn Việt Nam - Năm 1990, Chính phủ Việt Nam ñã ban hành tiêu chuẩn TCVN 5123 19 - 90 quy ñịnh về hàm lượng CO trong khí xả ñộng cơ xăng ở chế ñộ không tải. Tiêu chuẩn này ñược áp dụng cho tất cả ô tô chạy xăng có khối lượng lớn hơn 400 kg. Hàm lượng CO ñược ño trực tiếp trong ống xả, cách miệng xả 300mm, ở hai chế ñộ tốc ñộ: nmin và 0,6ndm (ndm là tốc ñộ ñịnh mức). Hàm lượng CO không ñược vượt quá 3,5% ở chế ñộ nmin và 2,0% ở chế ñộ 0,6ndm. - Năm 1991, Chính phủ Việt Nam ban hành tiêu chuẩn TCVN 5418-91 quy ñịnh về ñộ khói trong khí xả ñộng cơ Diesel. Tiêu chuẩn này ñược áp dụng cho tất cả các loại ô tô dùng ñộng cơ Diesel. ðộ khói của khí xả ño ở chế ñộ gia tốc tự do không ñược vượt quá 40% HSU (ñộng cơ không tăng áp) và 50% HSU (ñộng cơ tăng áp). - Năm 1998, Chính phủ Việt Nam ban hành tiêu chuẩn TCVN 6438-98 quy ñịnh lại cụ thể hơn giới hạn cho phép của các chất ô nhiễm trong khí xả của phương tiện vận tải. Giá trị tiêu chuẩn Phương tiện ñang sử dụng Phương tiện ñăng ký lần ñầu Phương tiện ñộng cơ xăng Phương tiện ñộng cơ ðiezen Phương tiện ñộng cơ ðiêzen Thành phần ô nhiễm trong khí thải Mức 1 Mức 2 Mức 3 Mức 1 Mức 2 Phương tiện ñộng cơ xăng Mức 1 Mức 2 CO(% thÓ tÝch) 6,5 6,0 4,5 4,5 HC(ppm thể tích) - ðộng cơ 4 kỳ - 1500 1200 - - 1200 - - - ðộng cơ 2 kỳ - 7800 7800 - - 7800 - - - ðộng cơ ñặc biệt (có kết cấu khác với ñộng cơ kiểu piston tịnh tiến) - 3300 3300 - - 3300 - - ðộ khói(%HSU) - - - 85 72 - 72 50 20 1.1.3 Khả năng phân tích khí thải ñể chẩn ñoán ñộng cơ Chất lượng cháy của hỗn hợp ñốt có ảnh hưởng lớn ñến việc phát huy công suất ñộng cơ, chi phí nhiên liệu. Mặt khác, chất lượng cháy của hỗn hợp lại phụ thuộc vào tình trạng kỹ thuật của nhiều hệ thống, chi tiết của ñộng cơ mà một phần kết quả của quá trình cháy là khí xả. Nói cách khác, các thành phần khí xả là biểu hiện chất lượng ñốt cháy hỗn hợp cũng có nghĩa là biểu hiện tình trạng kỹ thuật của ñộng cơ nói chung. Vì vậy, việc phân tích các thành phần khí xả ñể chẩn ñoán ñộng cơ cũng là một trong những hướng nghiên cứu về chẩn ñoán hiện ñại. Hiện nay, các thiết bị ño và phân tích khí xả ñược sử dụng ñể kiểm tra lượng khí xả của các phương tiện cơ giới tham gia giao thông theo luật ñịnh. Những thiết bị ño và phân tích khí xả cũng còn là phương tiện trợ giúp hiệu lực ñể ñiều chỉnh tối ưu sự tạo thành hỗn hợp, quá trình ñốt cháy hỗn hợp, thời ñiểm ñóng mở xupap. Hơn nữa, các thiết bị này khi ñược tận dụng và khai thác triệt ñể nó cũng sẽ là những công cụ trợ giúp ñắc lực cho việc phán ñoán sự cố khi tiền hỏng hóc ở ñộng cơ. 1.1.4 Khái quát về chẩn ñoán ñộng cơ ðộng cơ là một tổ hợp phức tạp của nhiều cụm và chi tiết máy.Trong quá trình vận hành ñộng cơ có thể xảy ra sự cố bất thường. Nguyên nhân hư hỏng ñó có thể là do các bộ phận cơ học của ñộng cơ cũng có thể là do một hoặc nhiều hệ thống hỗ trợ ñộng cơ (nhiên liệu, bôi trơn, làm mát. ñánh lửa) hoặc các hệ thống khác liên quan ñến ñộng cơ: hệ thống xả, khởi ñộng, ñiều khiển ñộng cơ bằng ñiện tử... Xác ñịnh các nguyên nhân hư hỏng ñó chính là chẩn ñoán ñộng cơ. Các nguyên nhân cơ bản của các hỏng hóc trên ñộng cơ thường là hở ñường nạp không khí, ñiều chỉnh không ñúng hoặc thay ñổi góc bắt ñầu phun hoặc góc ñánh lửa, kẹt tắc các thiết bị phun nhiên liệu và nói chung là sai lệch trạng thái hoạt ñộng ñúng của hệ thống cung cấp nhiên liệu 21 và ñốt cháy. ðối với mỗi dạng cấu trúc của các hệ thống này, các sai lệch sẽ có những biểu hiện riêng, thí dụ ñối với hệ thống cung cấp diesel là sai lệch các trạng thái của vòi phun hoặc bơm áp suất cao, ñối với ñộng cơ sử dụng chế hoà khí có thể sai lệch thời ñiểm ñánh lửa còn ñối với hệ thống phun xăng ñiện tử là sai lệch trạng thái của vòi phun hoặc mạch ñiều khiển ñiện tử…Các nguyên nhân khác là chất lượng các chi tiết làm kín kém, các chi tiết không ñược xiết ñủ chặt, ñiều chỉnh không ñúng các cơ cấu và hệ thống của ñộng cơ, làm sạch kém các bộ phận lọc dầu, rò rỉ ở hệ thống làm mát. Khả năng làm việc của ñộng cơ ñược ñánh giá cơ bản bằng các chỉ tiêu công suất và tính tiết kiệm nhiên liệu (chi phí nhiên liệu riêng) cũng như chất lượng khởi ñộng, mức ồn và gõ. Những sai lệch chủ yếu ảnh hưởng ñến khả năng làm việc của ñộng cơ là: hao mòn các chi tiết của nhóm piston - xilanh, mòn cổ biên và cổ chính của trục khuỷu, mất ñiều chỉnh trong cơ cấu xupap và các sai lệch trong hệ thống cung cấp nhiên liệu, hệ thống ñốt cháy. Sự thay ñổi trạng thái kĩ thuật của hệ thống cung cấp hỗn hợp ñốt ở ñộng cơ chế hoà khí như thay ñổi mức nhiên liệu trong buồng phao, lượng cung cấp xăng từ bơm, áp suất nhiên liệu của bơm và ñộ chân không trong ñường nạp…sẽ làm xấu quá trình cháy và do ñó làm giảm các chỉ tiêu công suất, tính tiết kiệm nhiên liệu và thành phần khí xả. Cũng dẫn ñến các kết quả như vậy khi xuất hiện trục trặc ở hệ thống ñiều khiển ñiện tử trên các xe hiện ñại, ñược trang bị ñể ñiều khiển ñộng cơ, thí dụ ñứt hoặc ngắt mạch, hao mòn, bẩn hoặc ăn mòn hoá học… Số hỏng hóc tương ñối lớn nhất trong quá trình sử dụng ở ñộng cơ chế hoà khí xuất hiện ở hệ thống ñốt cháy. Sự thay ñổi giá trị cần thiết của góc ñánh lửa, thời ñiểm ñánh lửa, trạng thái ñiều chỉnh góc ñánh lửa, các thông số của mạch sơ cấp và thứ cấp, khe hở bugi…dẫn ñến làm xấu các chỉ tiêu hoạt ñộng của ñộng cơ. 22 Hao mòn còn tác ñộng lớn hơn nữa ñến các liên kết vòng găng piston, các gối ñỡ chính và gối ñỡ biên. Khi ñó thường gặp hơn cả trong các gối ñỡ là sự phá huỷ lớp chống ma sát, xước trên bề mặt ốp, ñệm cổ chính, làm nóng chảy hoặc ép vỡ, tróc lớp chống ma sát, làm tắc lỗ dẫn dầu. Trong nhóm piston - xilanh các hư hỏng và sai lệch chủ yếu là: tăng khe hở hướng kính giữa xilanh và piston, khe hở trong liên kết giữa vòng găng hơi và dầu trên piston, giảm ñàn hồi và vỡ gãy vòng găng hơi, vòng găng dầu, khe hở ở trong chốt piston. Khi có sự không kín sát trong nhóm piston – xilanh làm tăng lọt khí từ không gian bên trong buồng ñốt xuống cacte. ðiều ñó làm xấu chất lượng tạo thành hỗn hợp, ñốt cháy nhiên liệu và làm tăng chi phí nhiên liệu riêng, tăng ñộ khói, tác ñộng xấu dến thành phần khí xả. Sai lệch chủ yếu của hệ thống bôi trơn là giảm áp suất dầu trong mạch dầu chính do các nguyên nhân sau: mức dầu trong cacte thấp, mòn liên kết trong cơ cấu biên tay quay, giảm lượng cung cấp của bơm dầu, mất ñiều chỉnh van dòng hoặc van an toàn, ñộ nhớt dầu thấp… Sai lệch trong cơ cấu phân phối khí dẫn ñến giảm công suất ñộng cơ, tăng chi phí nhiên liệu, gây ồn, tăng hao tổn dầu nhờn. Việc giảm công suất xảy ra khi ñiều chỉnh không ñúng cơ cấu, cháy hoặc biến dạng xupap, mòn mặt cam trên trục phân phối, giảm ñộ ñàn hồi của lò xo xupap. Hao tổn dầu tăng là do lọt qua các bộ phận làm kín, thông hơi cacte kém, mòn vòng găng piston, mòn piston và xilanh, mòn bạc dẫn hướng xupap và làm mất ñộ kín… Các thông số chẩn ñoán trong ña số các trường hợp ñược ñặc trưng bởi phương pháp chẩn ñoán. Trong các phương pháp hiện ñại có phương pháp chẩn ñoán ñộng cơ theo thành phần khí xả. 1.2 Các phương pháp chẩn ñoán truyền thống 1.2.1 Chẩn ñoán công suất Công suất là một trong những thông số chẩn ñoán quan trọng bởi vì nó 23 phản ánh tình trạng hầu như toàn bộ các cụm hệ thống chính của ñộng cơ như: nhóm piston, các chi tiết truyền ñộng của ñộng cơ, hệ cung cấp nhiên liệu, hệ cung cấp không khí cho ñộng cơ. ðể ño ñược công suất, ñã có rất nhiều phương pháp như: ño trực tiếp trên bệ thử, xác ñịnh bằng phương pháp gia tốc hay phương pháp ngắt sự làm việc của các xilanh. ðo trực tiếp trên bệ thử là phương pháp ñược cho là tốn kém và yêu cầu phải có các trang thiết bị phức tạp và nhà xưởng. Do vậy, việc chẩn ñoán công suất theo phương pháp này chỉ thực hiện khi máy móc phải ñược ñưa ñến xưởng chẩn ñoán. Hiện nay, hai phương pháp chẩn ñoán công suất bằng cách ngắt sự làm việc của các xi lanh và bằng gia tốc ñang nhận ñược nhiều sự quan tâm hơn. Bởi vì ưu ñiểm của hai phương án này là: chi phí thấp, cho kết quả nhanh, trang thiết bị gọn nhẹ và có tính cơ ñộng cao. * Theo phương pháp ngắt sự làm việc của ñộng cơ: ðã có một số nhà khoa học tiến hành ño công suất từng xilanh bằng cách ngắt các xilanh khác chỉ ñể một xilanh làm việc. Việc xác ñịnh công suất của từng xilanh sẽ cho chúng ta biết sự hư hỏng của các cụm chi tiết hay hệ thống thuộc xilanh nào? Bản chất của chẩn ñoán công suất bằng phương pháp ngắt xilanh là: trong giới hạn thay ñổi công suất của xilanh có thể phát hiện ñược trong sử dụng do nguyên nhân hư hỏng hoặc sai lệch ñiều chỉnh thì sự phụ thuộc của áp suất chỉ thị trung bình (pi = f(n)) và áp suất có ích trung bình (pe = f(n)) vào vòng quay trục khuỷu ñộng cơ ở nhánh ñiều chỉnh của ñường ñặc tính có thể coi là cách quãng ñều nhau. Bằng thực nghiệm, các tác giả này ñã xây dựng ñược các ñường ñặc tinh pi = f(n); pe = f(n) cho các trường hợp: lượng cung cấp nhiên liệu lớn nhất; ñiều chỉnh ñúng cả ñộng cơ; giảm áp suất nén của xilanh; góc phun sớm 24 nhỏ; lượng cung cấp nhiên liệu nhỏ nhất. Trên cơ sở ñó, họ ñã ñưa ra một số phương án chẩn ñoán trạng thái ñộng cơ từ các ñường ñặc tính này. Cũng là phương pháp “ngắt xilanh” ñể chẩn ñoán công suất, nhưng các tác giả khác ñã thực hiện việc ngắt lần lượt từng xilanh và lấy nó làm tải trọng cho các xilanh còn lại. Việc tạo lập các dấu hiệu chẩn ñoán ñược thực hiện theo phương pháp có mô hình trợ giúp. Phần mềm chuyên dụng ñể nghiên cứu ñộng cơ do hãng AVL của Cộng hòa Áo sáng chế - BOOTS cho phép chúng ta mô phỏng các quá trình hoạt ñộng của ñộng cơ với ñộ chính xác và tin cậy cao. Phần mềm này cho phép xây dựng ñược các mô hinh ñộng cơ nhờ sự khai báo các thông số ñầu vào và ñầu ra của ñộng cơ. Các tác giả này ñã xây dựng ñược mô hình của một ñộng cơ cụ thể và thực hiện các phương án thí nghiệm trên cả ñộng cơ thực và ñộng cơ mô hình ñó. Nhờ phương pháp mô hình trợ giúp (phương pháp ñánh giá tham số và phương pháp so sánh ñồng ñẳng) các tác giả ñã xây dựng ñược các mối quan hệ giữa ñường ñặc tính momen với tình trạng kỹ thuật của ñộng cơ. * Theo phương pháp gia tốc: Theo phương pháp này, tải trọng ñược tạo ra do sự tăng tốc ñột ngột của ñộng cơ. Quá trình “chuyển tiếp” từ tốc ñộ thấp ổn ñịnh lên tốc ñộ cao ổn ñịnh là giai ñoạn làm việc của ñộng cơ ñược sử dụng ñể nghiên cứu, phân tích, ñánh giá nhằm tạo lập các dấu hiệu ñể chẩn ñoán ñộng cơ. Giai ñoạn “chuyển tiếp” là giai ñoạn chứa tương ñối nhiều thông tin về sự biến ñổi công suất. Công suất hiệu dụng và mô men quay của ñộng cơ ñược xác ñịnh theo giá trị gia tốc của quá trình tăng tốc tự do (tỷ lệ thuận với ñạo hàm bậc nhất của vận tốc góc) Khi tăng tốc trục khuỷu ñộng cơ phương trình chuyển ñộng có dạng: dt Jdw = Zp*(Mi1._.- Mm) 25 Trong ñó: J- Mô men quán tính quy ñổi của ñộng cơ dt dw - Gia tốc của trục khuỷu Zp- Số xilanh làm việc Mi1- Mô men chỉ thị của một xilanh làm việc Mm- Mô men hao tổn cơ học Công suất của ñộng cơ có thể xác ñịnh theo công thức Ne = J * dt dw * w (KW) Hoặc theo tần số quay của trục khuỷu n Ne = J * dt dw * 974 n (KW) Như vậy, bằng phương pháp gia tốc người ta có thể tạo tải trọng cho ñộng cơ trong khi không cần tải trọng ngoài. Trên các thiết bị chẩn ñoán gia tốc hiện ñại về nguyên lý cơ bản vẫn dựa trên cơ sở tạo tải trọng nhờ tăng vận tốc quay của ñộng cơ và phân tích các thông tin nhận ñược trong quá trình chuyển tiếp. 1.2.2 Phân tích ồn rung Tiếng ồn phản ánh các hiện tượng khí ñộng trong quá trình nạp, thải, cháy của ñộng cơ. Loại âm thanh này ít ñược dùng trong chẩn ñoán vì ít có giá trị thông tin. Tiếng va ñập (gõ) ñược sử dụng trong chẩn ñoán nhiều hơn, do khe hở lớn giữa các chi tiết có chuyển ñộng tương ñối với nhau hoặc do sự va chạm bởi các nguyên nhân như: lọt dị vật vào buồng cháy, xupap chạm vào ñỉnh piston do lắp hay ñiều chỉnh sai v.v.. Khi khe hở giữa các chi tiết ma sát tăng cao, tất yếu dẫn ñến cường ñộ va ñập mạnh lên. Mỗi loại tiếng gõ ñều có những ñặc trưng riêng và phát ra rõ nhất ở những vị trí có va ñập. Những ñặc ñiểm này cần ñược khai thác khi kiểm tra 26 phát hiện. Tuy nhiên nó phụ thuộc rất nhiều vào kinh nghiệm của người kiểm tra. Những thiết bị ño âm thanh thực ra cũng không có hiệu quả nhiều hơn, vì chúng chỉ khuếch ñại âm hoặc ñộ rung ñộng mà không có khả năng phân tích ñặc tính tần số - biên ñộ của loại va ñập ñó. ðặc ñiểm của một số loại tiếng gõ và thao tác kiểm tra như sau: - Cổ chính và bạc: Thay ñổi ñột ngột tốc ñộ: tiếng trầm ñục và mạnh - Cổ biên và bạc: Thay ñổi ñột ngột tốc ñộ: tiếng gõ nhẹ và vang hơn cổ chính, triệt tiêu khi ngắt nhiên liệu xy lanh kiểm tra. - Chốt pít tông và bạc: Thay ñổi tốc ñộ ñột ngột từ thấp ñến trung bình: tiếng gõ kim loại ñanh rõ, giảm ñi khi ngắt nhiên liệu xy lanh kiểm tra. - Xu pap và ñòn bẩy: ðể vòng quay nhỏ và trung bình: tiếng lách tách nhẹ ñều ở mọi chế ñộ làm việc. - Tiếng bánh răng: ðể vòng quay nhỏ: tiếng rào rào ñều ñều Hình 1.7 Vùng cần kiểm tra tiếng gõ 1.4. Pít tông-xi lanh-xéc măng 2. Cổ biên trục khuỷu và bạc 3. Chốt pít tông và bạc 5. Các cổ chính và bạc 6. Cổ trục cam và bạc 7. Cam và con ñội 8. Con ñội và lỗ con ñội 9. Xu páp và ñế 10. Lỗ ñòn bẩy và trục 11. ðòn bẩy và ñuôi xu páp 12. Các bánh răng 27 Một số phương pháp xác ñịnh tình trạng mòn nhóm piston-xilanh qua việc ño biên ñộ kiểu mạch ñộng của tiếng va ñập (do sự thay ñổi chiều chuyển ñộng của pit tông gây nên) thu ñược kết quả khá tốt. Khi khe hở tăng, biên ñộ tiếng va ñập tăng theo, song không thể xác ñịnh chính xác giá trị của khe hở. ðể nghe tiếng gõ, một dụng cụ phổ biến là ống nghe với ñầu dò như ống nghe dùng trong y tế hoặc dụng cụ nghe như hình bên giới thiệu. 1.ðầu cộng hưởng 2. Ống truyền âm 3. Thân 4. Nút cao su 5. ðầu dò 6. Gioăng 7. Màng rung 8. Nắp Với các bộ phận ñơn giản, có hình thù nhỏ gọn của ñối tượng chẩn ñoán có thể nhanh chóng kết luận: Chỗ hư hỏng, mức ñộ hư hỏng. Với các cụm phức tạp, hình thù ña dạng (ví dụ cụm ñộng cơ) ñể có thể chẩn ñoán ñúng, phải tiến hành nhiều lần ở các vị trí khác nhau. 1.2.3 Phân tích môi chất * Phân tích dầu bôi trơn. Tính dị thường của một quá trình hoặc một trạng thái cấu trúc có thể biểu diễn bởi thành phần hoặc tính chất của môi chất. Trên cơ sở ñó có thể xây dựng các dấu hiệu chẩn ñoán nhờ các phép ño thích hợp và xây dựng các dấu hiệu nhận dạng trạng thái chẩn ñoán phù hợp. Dầu bôi trơn ñộng cơ là một môi chất hoạt ñộng chứa rất nhiều thông tin về hao mòn các bề mặt ma sát trong ñộng cơ cũng như trạng thái hoạt ñộng của ñộng cơ [1]. 28 Phân tích dầu bôi trơn cho phép nhận biết các trạng thái kỹ thuật ñộng cơ nhờ những biểu hiện sau: - Lượng hạt mà hoặc mức ñộ bứt hạt mài: là ñộ tăng lượng hạt mài theo thời gian cho biết trạng thái tức thời hoặc biểu hiện hư hỏng. - Dạng hạt mài cho biết dạng hư hỏng. Hao mòn ñược nhận biết bởi dạng hạt mài phẳng, mỏng, mỏi vật liệu sẽ biểu hiện bởi nhiều hạt mài dạng gọn hơn. - Loại vật liệu hạt mài cho biết vùng hư hỏng. Mạt kim loại màu là dấu hiệu hao mòn ổ trượt, mạt sắt xuất hiện từ mặt răng, vòng găng hoặc ổ lăn, mạt gang từ mài mòn mặt gương xilanh, mạt kim loại nhẹ từ piston… Việc phân tích hạt mài ñược thực hiện bằng thiết bị gọn nhẹ, thuận tiện Từ kết quả phân tích hạt mài ñộng cơ nghiên cứu ñược ñánh giá theo các mức ñộ: hoạt ñộng an toàn, hoạt ñộng an toàn giới hạn hoặc hoạt ñộng với xác suất hư hỏng cao * Phân tích khí thải. Chẩn ñoán trạng thái kỹ thuật của ñộng cơ theo các thông số từ dòng khí thải. Dòng khí thải là một trong những thông số chẩn ñoán chứa nhiều thông tin về tình trạng kỹ thuật của ñộng cơ. ðặc ñiểm, tính chất và các thành phần của khí thải sẽ phản ánh trực tiếp chất lượng của quá trình tạo hỗn hợp và ñốt cháy trong ñộng cơ. Mặt khác, chất lượng cháy của ñộng cơ lại phụ thuộc rất nhiều yếu tố khác nhau như: ñặc ñiểm cặp lắp ghép piston – xilanh; góc phun sớm; sức cản ñường nạp; áp suất phun nhiên liệu; sự bao kín buồng ñốt… Tất cả những yếu tố ñó sẽ mô tả một cách trực tiếp và ñầy ñủ tình trạng kỹ thuật của một ñộng cơ. Ngày nay, việc phân tích các thành phần khí xả ñể chẩn ñoán ñộng cơ là một trong những phương pháp ñược nhiều nhà khoa học quan tâm và họ 29 cho rằng ñây là một trong những hướng nghiên cứu hiện ñại. Sở dĩ như vậy là do phương pháp này có rất nhiều ưu ñiểm mà các phương pháp khác không có ñược: bố trí thí nghiệm ñơn giản, chi phí thấp, kết quả thí nghiệm thu ñược rất nhanh chóng và ñặc biệt tính chất của dòng khí thải chứa rất nhiều thông tin về tình trạng kỹ thuật của ñộng cơ. Tuy nhiên trong phương pháp phân tích khí thải ñể chẩn ñoán ñộng cơ lại còn có rất nhiều hướng nghiên cứu khác nhau nhằm chẩn ñoán các loại ñộng cơ khác nhau hoặc nhằm nâng cao tính chính xác của mức ñộ phản ánh thông tin tình trạng kỹ thuật của ñộng cơ từ dòng khí thải hoặc cũng có thể là ñể ñơn giản hóa, giảm thiểu chi phí về thời gian cũng như tiền của ñể phát hiện một cách nhanh nhất, chính xác nhất những hư hỏng từ ñộng cơ. Theo các hướng ñó, một số công trình của các tác giả trong nước cũng như trên thế giới ñã ñề cập và giải quyết ở các mức ñộ khác nhau. Trong khi nghiên cứu, tác giả ñã xây dựng ñược một số phương án thí nghiệm ñể mô tả các lỗi của ñộng cơ nhằm mục ñích xây dựng các dấu hiệu chẩn ñoán như: phương án làm thay ñổi mức ñộ bao kín của buồng ñốt (bằng cách xẻ rãnh trên thân bugi, tiến hành thay thế ba lần mỗi lần 4 bugi ñể xử lý giống nhau ñể tạo sự “lọt hơi” ñồng ñều cho các xilanh); phương án tăng sức cản ñường nạp (bằng cách bịt ñường nạp theo các mức ñộ khác nhau). Các phương án ñược thực hiện ở chế ñộ không tải của ñộng cơ. Kết quả, tác giả ñã xây dựng ñược một số mối quan hệ giữa các thành phần khí thải và tình trạng hoạt ñộng của ñộng cơ ñể có những kết luận bước ñầu về tình trạng kỹ thuật của ñộng cơ. 1.3 Chẩn ñoán trực tuyến OBD Ảnh hưởng quyết ñịnh ñến sự phát triển kỹ thuật của các hệ thống OBD xuất phát từ California. ðể giảm ô nhiễm môi trường không khí từ các phương tiện giao thông, tại California ñã triển khai 1988 qui ñịnh về hệ thống 30 chẩn ñoán trực tuyến trong tất cả các xe ô tô chạy xăng bên cạnh ñể tự giám sát phát thải cùng với việc thắt chặt qui ñịnh về giá trị phát thải giới hạn. Hệ thống OBD I có nhiệm vụ chủ yếu là giám sát tất cả các cảm biến và các bộ phận ñịnh vị kết nối trực tiếp với hệ thống ñiều khiển ñiện tử trên ñộng cơ. ðể lái xe có thể nhận biết các lỗi hoạt ñộng trong mạch ñiều khiển phát thải ñược kiểm tra trong OBD, người ta qui ñịnh lắp ñặt một ñèn báo lỗi trên xe. ðèn báo lỗi này ñảm nhận việc ñọc các thông tin ñã lưu giữ qua mã lỗi. Từ năm 1994 bắt ñầu giai ñoạn chuyển tiếp 2 năm, tiếp theo là qui ñịnh về OBD II. ðồng thời khi ñó luật khí thải với hệ thống OBD có hiệu lực trên toàn nước Mỹ cùng với việc thắt chặt hơn nữa các giá trị giới hạn phát thải, việc giám sát các bộ phận ñơn giản từ lúc này tại Mỹ qui ñịnh giám sát tất cả hệ thống liên quan ñến khoảng giá trị phát thải cho phép. Mã ñọc lỗi ñược thay thế bởi một hệ thống truyền dữ liệu tiêu chuẩn qua một cổng chuẩn hóa trên xe ô tô. Qua cổng chuẩn hóa này có thể ñọc ñược các số liệu hoạt ñộng của ñộng cơ ñã ñược lưu giữ bổ sung khi xuất hiện một sai lệch hoặc hư hỏng nào ñó bên cạnh khả năng ñọc mã lỗi. ðối với xe con, từ khi thực thi giá trị giới hạn khí thải cấp III (EURO 3) năm 2000, luật khí thải cũng yêu cầu lắp ñặt hệ thống giám sát trên các ô tô có ñộng cơ ñánh lửa cưỡng bức (EOBD). Nội dung của ñạo luật này cơ bản giống với các qui ñịnh tại Mỹ. Hệ thống chẩn ñoán OBD tại châu Âu cũng ñược ñịnh hướng tương tự với các hệ thống tại Mỹ. Khoảng thời gian cần ñể bảo ñảm hoạt ñộng chuẩn xác của hệ thống giám sát phát thải ñược tính theo tuổi thọ tiêu chuẩn của xe ô tô trong ñiều kiện hoạt ñộng tiêu chuẩn là 5 năm hoặc theo quãng ñường chạy là 80.000 km. Từ các mẫu xe năm 2003 yêu cầu cả với xe mới có ñộng cơ tự bốc cháy và từ năm 2005 với các xe tải phải trang bị ñơn nguyên chẩn ñoán tương ứng. 31 Cả OBD và EOBD ñều có các yêu cầu cơ bản sau: - Giám sát thường xuyên tất cả các bộ phận liên quan ñến việc giữ phát thải trong khoảng cho phép. - Nhận biết ngay lập tức sự tăng phát thải. - Lưu giữ thông tin về sự xuất hiện hư hỏng. -Truyền thông tin ñã lưu giữ ñến hệ thống chẩn ñoán tại xưởng hoặc trạm bảo dưỡng. Việc xác ñịnh các giá trị giới hạn OBD cho khí thải ñối với châu Âu và Mỹ rất khác nhau. Tại OBD Mỹ giá trị giới hạn OBD lấy hệ số 1,5 (1,75 khi chẩn ñoán Katalysator) so với giá trị phát thải giới hạn theo luật. Tại châu Âu việc thực hiện các giá trị giới hạn không phụ thuộc lẫn nhau. Mục ñích của hệ thống OBD và do ñó yêu cầu về giá trị giới hạn OBD là nhận biết nhanh và chắc chắn các hư hỏng liên quan ñến giới hạn phát thải, báo hiệu sư gia tăng ñáng kể lượng phát thải. Ở ñây, các giá trị giới hạn OBD cần ñược ñịnh nghĩa nhỏ hơn mức phát thải ñạt ñược trong trạng thái hoạt ñộng có lỗi. ðể ñảm bảo giữ các giá trị giới hạn phát thải và tránh phát tín hiệu báo ñộng ñồng thời thì khoảng cách giữa giá trị giới hạn OBD và giá trị giới hạn phát thải mang ý nghĩa quyết ñịnh. Mục ñích ở ñây là không có một xe nào có giá trị phát thải nhỏ hơn giới hạn và lớn hơn giới hạn OBD ñược thông báo là có hư hỏng xuất hiện. 32 Bảng 1.1. Các thông số do OBD II và EOBD giám sát ðộng cơ ñánh lửa cưỡng bức ðộng cơ tự bốc cháy - Hoạt ñộng của Katalysator - Nhiệt ñộ Katalysator - Bỏ lửa - Hệ thống nhiên liệu - Cảm biến Lambdar - Hệ thống không khí sơ cấp - Hệ thống hồi lưu khí thải - Thông hơi thùng xăng - Thông hơi cácte - Van ổn nhiệt nước làm mát - Dây dẫn ñiện - Tất cả các cảm biến về hoạt ñộng và tính chuẩn xác của tín hiệu - Các bộ ñịnh vị về phản ứng - CAN-Bus - ðiều khiển tự ñộng lượng phun và thời ñiểm phun của hệ thống phun nhiên liệu ñiện tử liên quan ñến sự cố nhiễu mạch và hư hỏng hoàn toàn. - Hồi lưu khí thải - ðiều khiển tự ñộng áp suất khí nạp - Bỏ lửa - Katalysator (nếu có) - Giám sát lọc muội than (nếu có) - Dây dẫn ñiện - Tất cả các cảm biến về hoạt ñộng và tính chuẩn xác của tín hiệu - Phản ứng của các bộ phận ñịnh vị - CAN-Bus Trong giai ñoạn hiện nay việc ô nhiễm môi trường do khí thải của ôtô gây ảnh hưởng rất lớn ñến ñời sống con người, do ñó khoa học hiện nay cũng rất quan tâm nghiên cứu ñến thành phần khí thải của ôtô, khi có sự thay ñổi khác thường của các hệ thống thì ñộng cơ lại cho ra thành phần khí thải khác nhau, do ñó qua khí thải ta cũng có thể kiểm tra chẩn ñoán ñược tình trạng kỹ thuật của ñộng cơ. ðặc biệt ñối với ñộng cơ xăng thì lại thể hiện rõ vì quá trình hỗn hợp cháy sinh công là cháy cưỡng bức do ñó nó phải kết hợp tốt giữa các hệ thống cho nên chỉ xảy ra một sự sai khác giữa các hệ thống sẽ làm giảm công suất của ñộng cơ. 33 Với những lý do trên học viên chọn ñề tài luận văn “Xây dựng mô hình chẩn ñoán ñộng cơ xăng trên cơ sở kết quả phân tích thành phần khí thải” Mục ñích của ñề tài Nghiên cứu cơ sở khoa học và xây dựng mô hình chẩn ñoán ñộng cơ xăng, mô hình biểu diễn mối quan hệ giữa triệu chứng và trạng thái hư hỏng trên cơ sở kết quả phân tích thành phần khí thải, nhằm bổ sung một phương pháp chẩn ñoán ñơn giản, hiệu quả, tận dụng ñược các kết quả phân tích khí thải khi ôtô vào kiểm ñịnh. Nhiệm vụ của ñề tài - Phân tích tổng quát về khí thải ñộng cơ ñốt trong và các kết quả phân tích khí thải ñể chẩn ñoán ñộng cơ. - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết ñể xây dựng mô hình chẩn ñoán với các triệu chứng cơ bản là tính chất biến ñổi của các thành phần khí thải và quan hệ với trạng thái kỹ thuật của ñộng cơ. - Lựa chọn thông số chẩn ñoán và xây dựng hệ thống ño xử lý tín hiệu chẩn ñoán. - Phân tích thành phần khí thải của ñộng cơ tại một số chế ñộ hoạt ñộng. - Phác thảo mô hình chẩn ñoán ñộng cơ trên cơ sở các dấu hiệu nhận dạng ñã biết. 34 Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Sự hình thành các thành phần khí thải chính. Khi ñộng cơ ñốt trong hoạt ñộng, sản phẩm của quá trình ñốt cháy: Trong trường hợp cháy hoàn toàn sẽ gồm nước và khí cácbonic Trong trường hợp cháy không hoàn toàn sản phẩm cháy sẽ gồm có: - Cacbua hidro không cháy CnHm (Paraphin, olephin, aromatic) - Cacbua hidro không cháy từng phần CnHmCHO(Andehyt), CnHmCO, CnHmCOOH (Axít cacbon), CO (Ôxít cacbon) - Các sản phẩm Crackinh nhiệt như C2H2, C2H4, H2, muội than và các thành phần cacbua hydro cao phân tử. Trong khi ñốt cháy nhiên liệu còn kèm theo sự ôxy hóa Nitơ trong không khí tạo thành NO, NO2, ôxy hóa các phụ gia tạo thành ôxít chì hoặc các muối Hanogen của chì ñồng thời ôxy hóa hợp chất lưu huỳnh thành ôxít lưu huỳnh. Dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời còn làm xuất hiện các chất tạo thành từ các thành phần khí xả như các peroxit hữu cơ, ozon và các peroxincylnitrat. Các thành phần chính của khí xả là khí Cacbonic, Nitơ và hơi nước. Các chất này không ñộc, tuy nhiên lượng khí thải CO2 phụ thuộc chủ yếu vào chi phí nhiên liệu sẽ góp phần ñáng kể làm tăng hiệu ứng nhà kính. Các thành phần khác: - Ôxít cacbon (CO) là khí không màu, không mùi, có vị khó chịu, nếu có 0,3% theo thể tích không khí ñể thở có thể làm chết người trong 30 phút. Khi ñộng cơ chạy không, hàm lượng CO trong khí xả lớn do vậy không cho phép ñộng cơ chạy không trong gara kín. - Mono ôxít nitơ (NO) cũng là khí không màu, không mùi và có vị khó chịu. Trong môi trường không khí NO sẽ dần biến thành NO2. Khí NO2 tinh khiết có màu nâu ñỏ là loại khí ñộc. Với nồng ñộ lớn trong không khí có thể 35 làm hỏng da. NO và NO2 ñược gọi chung là NOx. - Cacbua hydro trong không khí có nhiều dạng, trong môi trường không khí và ánh sáng mặt trời có thể tạo thành các ôxít và các chất ôxy hóa. - Các sản phẩm không ở thể khí gồm các vật chất (trừ nước không liên kết) mà trong ñiều kiện bình thường ở dạng rắn (tro, muội than) hoặc dạng lỏng trong ống xả. 2.2 Các yếu tố ảnh hưởng ñến thành phần khí thải. 2.2.1 Tỷ lệ khí - nhiên liệu lý thuyết. Tỷ lệ khí - nhiên liệu lý thuyết là tỷ số giữa khối lượng không khí trên khối lượng nhiên liệu trong hỗn hợp khí - nhiên liệu. Như ta ñã biết, xăng là hỗn hợp của một vài hydro cacbon mà chiếm ưu thế nhất là ốc tan (C8H18). Nếu một lượng nhất ñịnh ốc tan bốc cháy hoàn toàn, nó sẽ kết hợp với ôxy trong không khí theo tỷ lệ ở bên trái mũi tên trong phản ứng hóa học dưới ñây ñể tạo ra năng lượng. 2C8H18 + 25 O2 16CO2 + 18H2O ðể ñạt ñược kết quả như trên khi ñốt cháy hoàn toàn 1 gam C8H18 cần 15 gam không khí. Tỷ lệ khí - nhiên liệu lý thuyết là tỷ lệ không khí trên nhiên liệu sao cho vừa ñủ O2 ñể nhiên liệu cháy hoàn toàn. Trong trường hợp C8H18 nguyên chất tỷ lệ này là 15:1. Tuy nhiên xăng dùng trong phần lớn các ñộng cơ ôtô không phải là ốc tan nguyên chất mà là hỗn hợp giữa ốc tan và các chất hydro cacbon khác. Vì lý do này tỷ lệ khí - nhiên liệu cho xăng thường nhỏ hơn 15 một chút. Tỷ lệ khí - nhiên liệu lý thuyết ñóng vai trò rất quan trọng. Nếu tỷ lệ này của một hỗn hợp cụ thể nhỏ hơn tỷ lệ lý thuyết cho xăng (ví dụ 10:1) hỗn hợp sẽ quá ñậm và sẽ không ñủ O2 trong hỗn hợp cho sự cháy của tất cả nhiên liệu. Mặt khác, nếu tỷ lệ khí - nhiên liệu cao hơn lý thuyết cho xăng (ví dụ 20:1) hỗn hợp sẽ quá nhạt và có quá nhiều ôxy cho sự cháy hoàn toàn. 36 2.2.2 Hydrocacbure 2.2.2.1 Sự phát sinh Hydrocacbure chưa cháy trong khí xả ñộng cơ ñốt trong. Sự phát sinh hydrocacbure chưa cháy HC, hay nói một cách tổng quan hơn sự hình thành các sản phẩm hữu cơ là do quá trình cháy không hoàn toàn do một bộ phận nằm ngoài khu vực lan tràn màng lửa. ðiều này xảy ra do sự không ñồng nhất của hỗn hợp hoặc do sự dập tắt màng lửa ở khu vực gần thành hay trong các không gian chết, nghĩa là khu vực có nhiệt ñộ thấp, khác với sự hình thành CO và NOx diễn ra trong pha ñồng nhất ở những khu vực có nhiệt ñộ cao Hình 2.1 Biến thiên nồng ñộ một số hyñrocacbure Theo góc quay trục khuỷu 1 10 102 103 104 0 100 200 300 400 Nồng ñộ trong khí xả C8H18 C8H18 C8H18 Mở xupap xả ðóng xupap xả ðánh lửa 37 HC bao gồm các thành phần hydrocacbure rất khác biệt, có ñộc tính khác nhau ñối với sức khoẻ con người cũng như có tính phản ứng khác nhau trong quá trình biến ñổi hoá học trong bầu khí quyển. Thông thường HC chứa một bộ phận lớn metan. Thêm vào ñó chúng còn có các thành phần chứa ôxy có tính phản ứng cao hơn như aldehyde, xêtôn, phenol. Nếu thành phần chứa cacbon chỉ chiếm vài phần trăm trong HC của ñộng cơ ñánh lửa cưỡng bức thì aldehyde có thể ñạt ñến 10% trong HC ñộng cơ Diêzen và trong số aldehyde này formaldehyde chiếm tới 20% tổng số thành phần chứa cacbon. Những chất còn lại trong hỗn hợp sau khi màng lửa ñi qua không phải là nguồn phát sinh HC ño ñược trên ñường xả của ñộng cơ ñốt trong. Hình 2.1 biểu diễn sự biến thiên nồng ñộ các thành phần hydrocacbure theo góc quay trục khuỷu ño ñược trên thành buồng cháy của ñộng cơ một xilanh. Chúng ta thấy rằng ngay khi màng lửa ñi qua, nồng ñộ HC ño ñược thấp hơn HC có mặt trong khí xả. Vào cuối chu trình nồng ñộ HC lại tăng lên. Thật vậy, khi màng lửa ñã lan ñến khu vực gần thành thì nó bị dập tắt và chính HC thoát ra từ các vùng không bị cháy ñóng vai trò chủ yếu trong việc làm tăng nồng ñộ HC. 2.2.2.2 Cơ chế tôi màng lửa. Tôi màng lửa hay sự dập tắt màng lửa diễn ra khi nó tiếp xúc với thành buồng cháy. Quá trình tôi màng lửa có thể xảy ra trong những ñiều kiện khác nhau: màng lửa bị làm lạnh khi tiếp xúc với thành trong quá trình dịch chuyển hoặc màng lửa bị dập tắt trong những không gian nhỏ liên thông với buồng cháy, chẳng hạn như khe hở giữa piston và thành xilanh (Hình 2.2) Khi màng lửa bị tôi, nó giải phóng một lớp mỏng hỗn hợp chưa cháy hay cháy không hoàn toàn trên các bề mặt tiếp xúc (nắp máy, piston, xilanh, xupap) hay ở những không gian chết. 38 Hình 2.2 Sự hình thành HC do tôi màng lửa trên thành buồng cháy Bề dày của vùng bị tôi phụ thuộc vào những yếu tố khác nhau: nhiệt ñộ và áp suất của hỗn hợp khí, tốc ñộ lan tràn màng lửa, hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng, tình trạng bề mặt của thành buồng cháy, lớp muội than, nhiệt ñộ thành buồng cháy người ta có thể sử dụng những công thức thực nghiệm ñể tính kích thước bé nhất của không gian chết ñể màng lửa có thể ñi qua mà không bị dập tắt. Quá trình tôi màng lửa diễn ra theo hai giai ñoạn: trong giai ñoạn ñầu, màng lửa bị tắt khi nhiệt lượng hấp thụ vào thành buồng cháy cân bằng với nhiệt lượng do màng lửa toả ra vài giây sau khi tôi, do diễn ra sự khuếch tán hay sự ôxy hóa nên nồng ñộ HC tại khu vực này nhỏ hơn nồng ñộ ño ñược khi tôi. Mặt khác, những hydrocacbure thoát ra trong quá trình ôxy hoá ban ñầu do màng lửa bị dập tắt có thể bị ôxy hoá trong quá trình giãn nở hay thải. Cuối cùng lớp dầu bôi trơn trên mặt gương xilanh có thể hấp thụ hydrocacbua nhất là các hydrocacbua trước khi bén lửa và thải HC ra hỗn hợp Vùng màng lửa bị kẹt Sản phẩm cháy Hỗn hợp chưa cháy 39 cháy trong kì giãn nở. Quá trình hấp thụ và thải HC như vừa nêu ñôi khi là nguồn phát sinh HC quan trọng trong khí xả ñộng cơ ñốt trong. 2.2.2.3 Sự phát sinh HC trong quá trình cháy của ñộng cơ ñánh lửa cưỡng bức. Khí xả ñộng cơ xăng thường có từ 1000 ñến 3000 ppmC, tương ứng với khoảng từ 1 ñến 2,5% lượng nhiên liệu cung cấp cho ñộng cơ. Nồng ñộ HC tăng nhanh theo ñộ ñậm ñặc của hỗn hợp. Tuy nhiên khi ñộ ñậm ñặc của hỗn hợp quá thấp, HC cũng tăng nhanh do do sự bỏ lửa hay do sự cháy không hoàn toàn diễn ra ở một số chu trình công tác. Sự hình thành HC trong ñộng cơ ñánh lửa cưỡng bức có thể ñược giải thích theo cơ chế sau ñây: - Sự tôi màng lửa khi tiếp xúc với thành buồng ñốt. - Các không gian chết trong buồng ñốt. - Lớp dầu bôi trơn trên mặt gương xilanh hấp thụ hơi nhiên liệu trong giai ñoạn nạp, nén và thải trong giai ñoạn giãn nở và cháy. - Sự cháy không hoàn toàn diễn ra ở một số chu trình làm việc của ñộng cơ (cháy cục bộ hay bỏ lửa) do sự thay ñổi ñộ ñậm ñặc, thay ñổi góc ñánh lửa sớm hay hồi lưu khí xả, ñặc biệt khi tăng giảm tốc ñộ. Mặt khác, muội than trong buồng cháy cũng có thể gây ra sự gia tăng mức ñộ phát sinh ô nhiễm do sự thay ñổi các cơ chế trên ñây. Tất cả những quá trình này (trừ trường hợp bỏ lửa) làm gia tăng nồng ñộ HC chưa cháy ở gần thành buồng cháy chứ không phải trong toàn bộ thể tích buồng cháy. Trong quá trình thải có thể xuất hiện hai ñỉnh cực ñại của nồng ñộ HC: ñỉnh thứ nhất tương ứng với ñại bộ phận HC sinh ra trong quá trình cháy chính, ñỉnh thứ hai xuất hiện vào cuối kì thải ở thời ñiểm những bộ phận HC cuối cùng thoát ra khỏi xilanh trong ñiều kiện lưu lượng khí xả ñã giảm. 40 Hình 2.3 Sơ ñồ các nguồn phát sinh HC * Tôi màng lửa trên thành buồng cháy. Bề dày của lớp bị tôi từ 0,05 ñến 0,4 mm phụ thuộc vào chế ñộ tải của ñộng cơ. Khi tải càng thấp thì lớp bị tôi càng dày. Sự hiện diện của aldehyde dạng HCHO hay CH3CHO trong lớp tôi chứng tỏ rằng khu vực tôi là nơi diễn ra các phản ứng ôxy hoá ở nhiệt ñộ thấp. Sau khi màng lửa bị dập tắt, những phần tử HC có mặt trong lớp tôi khuyếch tán vào khối khí có nhiệt ñộ cao trong buồng cháy và ñại bộ phận bị ôxy hoá. Trạng thái bề mặt của thành buồng cháy cũng ảnh hưởng ñến mức ñộ phát sinh HC: nồng ñộ HC có thể giảm ñi 14% trong trường hợp thành buồng cháy ñược ñánh bóng so với trường hợp thành buồng cháy ở dạng ñúc thô. Lớp muội than gây ảnh hưởng ñến nồng ñộ HC tương tự như trường hợp thành buồng cháy nhám. * Ảnh hưởng của các không gian chết. Các không gian này ñược xem là nguyên nhân chủ yếu phát sinh HC. Các không gian chết quan trọng nhất là các khe hở giới hạn giữa piston, xecmăng và xilanh (hình 2.3). Những không gian chết khác bao gồm chân ren và không gian quanh cực trung tâm của bugi, không gian quanh nấm và ñế xupap, không gian giới hạn giữa nắp xilanh, thân máy và ñệm quy lát. Ở thời CH¸Y Líp muéi than hÊp thô HC Hçn hîp ch−a ch¸y bÞ nÐn vµo kh«ng gian chÕt Líp dÇu b«i tr¬n hÊp thô HC NÐN Hçn hîp ch¸y kh«ng hoµn toµn lµ nguån ph¸t sinh HC Mµng löa 41 ñiểm gia tăng áp suất trong quá trình nén, hỗn hợp nhiên liệu - không khí bị ñẩy vào các không gian chết. Do tỉ số giữa bề mặt và thể tích các không gian chết nên lượng khí ñược dồn vào ñây ñược làm mát nhanh chóng. Trong giai ñoạn này áp suất tiếp tục tăng và một bộ phận hỗn hợp mới lại ñược nén vào không gian chết. Khi màng lửa lan ñến khu vực này, nó có thể lan tràn vào bên trong ñể ñốt cháy hỗn hợp này hoặc bị tôi ngay trước khi vào trong không gian chết. Khả năng màng lửa bị tôi phụ thuộc vào hình dạng hình học của lối vào không gian chết, thành phần của hỗn hợp chưa cháy và trạng thái nhiệt ñộng học của nó. Thực nghiệm cho thấy sự tôi màng lửa diễn ra khi khe hở giữa piston và xilanh nhỏ hơn 0,18 mm. Sau khi màng lửa ñến và bị tôi, khi cháy lại chui vào không gian chết cho ñến khi áp suất bắt ñầu giảm. Khi áp suất trong không gian chết trở nên lớn hơn áp suất trong xilanh, bộ phận khí chứa trong các không gian này quay ngược trở lại xilanh. Hình 2.4 thể hiện những không gian chết quan trọng nhất, ñó là thể tích bao gồm giữa piston, xécmăng và thành xilanh. Nó bao gồm một loạt các thể tích nối liền nhau bởi những khe hẹp như khe hở xecmăng, không gian giới hạn giữa hai xecmăng liên tiếp. Dạng hình học của các không gian chết này thay ñổi khi xecmăng dịch chuyển trong rãnh ñể che kín mặt trên hay mặt dưới rãnh xecmăng. Các không gian chết vừa nêu có thể chứa từ 5 ñến 10% hỗn hợp trong xilanh và bộ phận hỗn hợp này không cháy ñược trong quá trình cháy chính. Trong giai ñoạn giãn nở, khi quay ngược lại xilanh, một bộ phận HC chứa trong không gian chết bị ôxy hoá, phần còn lại (hơn 50%) thoát ra ngoài theo khí xả. Thực nghiệm cho thấy hơn 80% HC chứa trong sản phẩm cháy do các không gian chết của nhóm piston-xécmăng-xilanh gây ra, 13% lượng HC do không gian chết của ñệm quy lát, 2% do không gian chết của bugi. Giảm khoảng cách giữa xécmăng thứ nhất so với ñỉnh piston có thể làm giảm nồng ñộ HC từ 47 ñến 74% so với giá trị bình thường tuỳ theo ñiều kiện làm việc của ñộng cơ. Vị trí của nến ñánh lửa cũng ảnh hưởng ñến mức ñộ phát sinh HC, nếu 42 nến ñánh lửa ñặt gần các không gian chết thì trong không gian ñó có chứa một bộ phận sản phẩm cháy, ngược lại nếu nến ñánh lửa ñặt xa thì không gian chết chứa chủ yếu hỗn hợp khí chưa cháy. Trong nhiều trường hợp sự chênh lệch nồng ñộ HC có thể ñạt ñến 20%. Lọt khí cacte là lượng lọt khí từ xilanh xuống cacte trong quá trình nén và cháy do sự không kín khít của xécmăng. Lọt khí cacte cũng là nguồn phát sinh HC nếu nó ñược thải trực tiếp ra khí quyển . Ngày nay, ở hầu hết ñộng cơ ôtô lượng khí này ñược dẫn vào ñường nạp ñể tăng tính kinh tế và giảm mức ñộ phát sinh HC. ðể lượng hỗn hợp chưa cháy chứa trong các không gian chết không quay ngược lại buồng cháy, trong một số trường hợp người ta có thể giảm ñộ kín khít của xecmăng ñể lượng khí này lọt xuống cacte và bị ñốt cháy khi quay lại xilanh theo ñường nạp. Hình 2.4 Nguồn phát sinh HC trong ñộng cơ ñánh lửa cưỡng bức ☻ Không gian chết giữa ñể và Nấm soupape Không gian chết ở chân ren bougie Không gian chết ở ñệm culasse Không gian chết giữa segment và rãnh segment 43 Vì vậy, việc thiết kế hợp lý buồng cháy, lựa chọn hợp lý dạng piston, xecmăng, ñệm quy lát ñể làm giảm các không gian chết, lựa chọn vị trí ñặt bugi tốt sẽ làm giảm ñáng kể nồng ñộ HC trong khí xả. * Sự hấp thụ và giải phóng HC ở màng dầu bôi trơn. Pha dầu bôi trơn vào trong nhiên liệu như trường hợp ñộng cơ 2 kì sẽ làm gia tăng mức ñộ phát sinh HC. Khi pha thêm 5% dầu bôi trơn vào trong nhiên liệu thì nồng ñộ HC trong khí xả có thể tăng gấp ñôi hay gấp ba so với trường hợp ñộng cơ làm việc với nhiên liệu không pha dầu bôi trơn. Cơ chế làm tăng HC khi pha dầu bôi trơn vào nhiên liệu có thể giải thích như sau. Trong giai ñoạn nạp màng dầu bôi trơn ñược tráng trên mặt gương xilanh ở trạng thái bão hoà hơi hydrocacbon ở áp suất nạp. Khi cháy hết nhiện liệu, sự giải phóng hơi nhiên liệu từ màng dầu bôi trơn vào khí cháy bắt ñầu và ñồng thời quá trình này tiếp tục trong kì giãn nở và thải. Trong quá trình ñó, một bộ phận hơi này sẽ hoà trộn với khí cháy ở nhiệt ñộ cao và bị ôxy hoá, một bộ phận khác hoà trộn với hỗn hợp khí cháy nhiệt ñộ thấp không bị ôxy hoá góp phần làm tăng HC. Lượng HC này tăng theo ñộ hoà tan của nhiên liệu trong dầu bôi trơn. Sự hiện diện của muội than trong buồng cháy cũng ảnh hưởng ñến sự phát sinh HC. Thực tế cho thấy HC có khuynh hướng gia tăng theo mức ñộ tiêu thụ dầu bôi trơn. Vì vậy, lựa chọn dạng xecmăng dầu hợp lý sẽ làm giảm mức ñộ tiêu thụ dầu bôi trơn ñông thời làm giảm mức ñộ phát sinh HC. * Ảnh hưởng của chất lượng quá trình cháy. Sự dập tắt màng lửa khi nó lan ñến gần thành là một trong những nguyên nhân làm gia tăng HC trong khí xả ñộng cơ. Màng lửa có thể bị dập tắt khi nhiệt ñộ và áp suất giảm xuống nhanh. Hiện tượng này diễn ra ở chế ñộ không tải hay tải nhỏ và tốc ñộ thấp với thành phần khí sót cao. Ngay cả khi ñộng cơ ñược ñiều chỉnh tốt ở chế ñộ làm việc bình thường, sự dập tắt màng lửa cũng diễn ra ở chế ñộ quá ñộ. 44 * Ảnh hưởng của lớp muội than. Sự hình thành lớp muội than (ôxít chì ñối với ñộng cơ sử dụng nhiên liệu pha chì hay là lớp than do dầu bôi trơn bị cháy) xuất hiện trong buồng cháy khi ôtô chạy ñược khoảng vài ngàn cây số cũng góp phần làm gia tăng HC. Cơ chế làm tăng HC do sự hiện diện của muội than khá phức tạp. Sự hấp thụ và giải phóng HC ở lớp muội than cũng giống như màng dầu. Mặt khác, nếu kích thước ban ñầu của các không gian chết hẹp, lớp bồ hóng làm giảm lượng hỗn hợp khí chưa cháy chứa trong các không gian này vì vậy làm giảm HC. Ngược lại, nếu các không gian này ban ñầu ñủ lớn, sự bám bồ hóng làm giảm tiết diện lối vào, tăng khả năng dập tắt màng lửa do ñó làm tăng mức ñộ phát sinh HC. * Ảnh hưởng của sự ôxy hoá HC trong kì giãn nở và thải. Lượng hydrocacbure không tham gia vào quá trình cháy chính trong thực tế lớn hơn nhiều so với lượng hydrocacbure ño ñược trong khí xả ñộng cơ. Thật vậy, sau khi thoát ra khỏi các không gian chết, nhiên liệu chưa cháy khuyếch tán vào khối sản phẩm cháy ở nhiệt ñộ cao và tại ñây chúng bị ôxy hoá một cách nhanh chóng. Sự ôxy hoá này càng thuận lợi khi lượng ôxy trong sản vật cháy càng nhiều (hỗn hợp nghèo). Hydrocacbure ở thể khí bị ôxy hoá khi nó ._.tool với ñộng cơ. Bước 1: Kết nối bộ xử lý với bộ chuyển ñổi. Bước 2: Kết nối bộ chuyển ñổi với ñộng cơ thông qua giắc cắm. Bước 3: Cấp nguồn 220V cho bộ xử lý. Bước 4: Cấp nguồn ắc quy cho bộ chuyển ñổi. + Các bước thực hiện với Scantool. Bước 1: Bật công tắc nguồn. Bước 2: Kích hoạt vào Start, chọn GAG, chọn GD Scan. Bước 3: Kích hoạt vào màn hình, chọn Start, chọn Logo hãng xe, chọn OK, chờ Down load chương trình xong chọn OK. Màn hình hiển thị loại giắc cắm dùng trên ñộng cơ, chọn OK, chọn nước sản xuất, chọn tên ñộng cơ, chọn loại ñộng cơ. Màn hình xuất hiện các mục ñể lựa chọn (ðọc lỗi, xoá lỗi, giám sát hệ thống, kiểm tra từng máy). Sau ñó in ra kết quả. 77 3.2.2 ðộng cơ thí nghiệm: ðộng cơ thí nghiệm là ñộng cơ phun xăng ñiện tử EF SONATA, loại phun xăng ñiện tử ña ñiểm, có 4 máy, xuất xứ từ Hàn Quốc. Trên ñộng cơ có bố trí giắc cắm 16 ñể kết nối với thiết bị chẩn ñoán ñộng cơ Scantool X431. 3.3 Các phương án thí nghiệm. Các phương án thí nghiệm ñược thực hiện với mục ñích xác ñịnh các quan hệ giữa hàm lượng CO và CH trong khí thải cũng như các thông số hiển thị trên Scantool với các trạng thái hư hỏng nhân tạo ñiển hình của ñộng cơ. 3.3.1 Thí nghiệm ñộng cơ ở trạng thái kỹ thuật tốt. Kết nối máy phân tích khí thải, Scantool với ñộng cơ EF SONATA, ñiều khiển ñộng cơ ổn ñịnh ở chế ñộ không tải 750V/P, 1500V/P, 3000V/P. Kết quả phân tích khí thải ñược trình bày trên bảng 3.1, kết quả hiển thị trên Scantool ñược trình bày trên bảng 3.2. Hàm lượng CO và HC tăng dần theo tốc ñộ quay ñộng cơ tương ứng với hệ số dư lượng không khí Lamda giảm dần từ 1,038 ñến 1,012. Các thông số hoạt ñộng của ñộng cơ hiển thi trên Scantool cũng ñược ñiều khiển tương ứng ở vùng giá trị bình thường không vượt qua các giá trị ngưỡng ñược giám sát. Áp suất tuyệt ñối ñường nạp giảm khi tăng tốc ñộ quay, góc phun sớm ñược ñiều chỉnh tăng theo tốc ñộ quay từ 110 ñến 360 góc quay trục khuỷu. Thời gian phun sớm ñược ñiều khiển giảm từ 2 ms xuống 1,8 ms theo sự giảm áp suất ñường nạp ñể giữ hệ số Lamda nằm gần với giá trị 1. 78 Bảng 3.1 Kết quả phân tích thành phần khí thải của ñộng cơ EF SONATA ở trạng thái tốt 750V/P 1500V/P 3000V/P CO(%) 0,4 0,43 0,54 HC(ppm) 72 74 76 CO2(%) 12,2 13,2 13,7 Lam da 1,038 1,017 1,012 Bảng 3.2 Kết quả hiển thị các thông số hoạt ñộng của ñộng cơ EF SONATA trên màn hình Scantool ở trạng thái tốt 750V/P 1500V/P 3000V/P Ôxi(mV) 195,3 320,3 390,6 Pa(mmHg) 256 196,6 194,1 Ta(doC) 38 43 54 Ga(mV) 273,4 410,1 644,5 Tn(doC) 86 94 96 Teta(Do) 11 24 36 Tp(ms) 2 1,8 1,8 3.3.2 Ảnh hưởng của ñộ kín buồng nén. - Giữ nguyên các kết nối giữa ñộng cơ EF SONATA với máy phân tích khí thải và thiết bị Scantool. - Thay thế vào ñộng cơ các bugi cùng với ñệm làm kín bugi ñã qua xử lý ñể tạo lọt hơi (các bugi ñược xẻ rãnh nhỏ rộng khoảng 1-1,5 mm dọc phần thân có ren).Tiến hành thay thế 3 lần, mỗi lần 4 bugi ñược xử lý giống nhau ñể tạo sự lọt hơi ñồng ñều cho các xilanh. Các bugi thay thế lần sau có ñộ rộng rãnh xẻ lớn hơn lần trước ñể ñộ lọt hơi tăng lên. 79 - Kiểm tra ñộ giảm áp suất nén trong mỗi trường hợp thay thế nhờ thiết bị chuyên dùng. ðộ giảm áp suất nén của từng trường hợp ñược hiển thị trên màn hình máy tính, kết quả này không ñược in ra. - ðiều chỉnh ñể số vòng quay ñộng cơ chạy không tải ổn ñịnh ở 750V/P, 1500V/P, 3000V/P ñối với từng trường hợp thay thế bugi. Kết quả thí nghiệm ñược tổng hợp như sau: Bảng 3.3 Kết quả phân tích thành phần khí thải của ñộng cơ EF SONATA theo các mức ñộ lọt khí khác nhau 750V/P 1500V/P 3000V/P 15% 30% 40% 15% 30% 40% 15% 30% 40% CO 0,53 0,65 0,71 0,50 0,59 0,68 0,87 1,15 1,24 HC 110 157 235 125 200 250 137 225 270 CO2 14,1 13,8 13,2 14,3 14,0 14,2 14,6 13,2 12,9 Lamda 1,006 1,014 1,02 1,008 1,012 1,022 1,008 1,016 1,026 Bảng 3.4 Kết quả hiển thị các thông số hoạt ñộng của ñộng cơ EF SONATA trên màn hình Scantool theo các mức ñộ lọt khí buồng ñốt 750V/P 1500V/P 3000V/P 15% 30% 40% 15% 30% 40% 15% 30% 40% ôxi(mV) 198 220 230 340 370 395 410 450 460 Pa(mmHg) 258 264 266 200 208 210 198 204 207 Ta(doC) 37 36 36 40 38 37 50 47 46 Ga(mV) 286 314 322 430 465 486 660 682 698 Tn(doC) 84 81 80 91 87 85 94 90 88 Teta(do) 10 9 7 22 18 16 33 28 26 Tp(ms) 2 2 2 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 80 LỌT HƠI EF SONATA 750 V/P KHÔNG TẢI CO HC 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2 0 15% 30% 40% ðộ lọt hơi CO (%) 0 50 100 150 200 250 300 350 HC (PPM) Biểu diễn bằng ñồ thị các mối quan hệ thông qua các số liệu thu ñược ðồ thị 3.1 Quan hệ giữa hàm lượng HC, CO với các mức ñộ lọt khí trong buồng ñốt của ñộng cơ EF SONATA ở tốc ñộ 750 V/P không tải LỌT HƠI EF SONATA 1500 V/P KHÔNG TẢI CO HC 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2 0 15% 30% 40% ðộ lọt hơi CO (%) 0 50 100 150 200 250 300 350 HC (PPM) ðồ thị 3.2 Quan hệ giữa hàm lượng HC, CO với các mức ñộ lọt khí trong buồng ñốt của ñộng cơ EF SONATA ở tốc ñộ 1500 V/P không tải 81 LỌT HƠI EF SONATA 3000 V/P KHÔNG TẢI CO HC 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2 0 15% 30% 40%ðộ lọt hơi(%) CO (%) 0 50 100 150 200 250 300 350 HC (PPM) ðồ thị 3.3 Quan hệ giữa hàm lượng HC, CO với các mức ñộ lọt khí trong buồng ñốt của ñộng cơ EF SONATA ở tốc ñộ 3000 V/P không tải Kết quả thí nghiệm ñược giới thiệu trên các bảng 3.3; 3.4 và các ñồ thị 3.1; 3.2; 3.3. Hàm lượng CO và HC tăng theo mức ñộ lọt khí và tốc ñộ quay. Hệ số Lamda vẫn ñược giữ ở các giá trị gần với 1. Tuy nhiên mức ñộ tăng HC mạnh hơn nhiều so với mức ñộ tăng CO. Áp suất tuyệt ñối trên ñường nạp cao hơn khi lọt khí nhiều hơn và cũng giảm dần khi tăng tốc ñộ quay. Các thông số hoạt ñộng khác chưa vượt qua ngưỡng giới hạn ñược giám sát bởi hệ thống OBD. 3.3.3 Ảnh hưởng của sức cản ñường nạp. - Thực hiện kết nối giữa các thiết bị ño với các ñộng cơ. - Kiểm tra, hiệu chỉnh ñảm bảo cho ñộng cơ hoạt ñộng tốt. - Bịt ñường ống nạp theo các mức ñộ khác nhau: 1/4, 1/2, 3/4 tiết diện ñường ống nạp. 82 - ðiều chỉnh ñể số vòng quay ñộng cơ EF SONATA chạy không tải ổn ñịnh ở 750V/P, 1500V/P, 3000V/P ñối với từng trường hợp bịt ñường ống nạp. Kết quả thí nghiệm ñược tổng hợp như sau: Bảng 3.5 Kết quả phân tích thành phần khí thải của ñộng cơ EF SONATA theo các mức ñộ cản trở ñường ống nạp khác nhau 750V/P 1500V/P 3000V/P 1/4 1/2 3/4 1/4 1/2 3/4 1/4 1/2 3/4 CO 0,45 0,51 0,75 0,55 0,63 0,77 0,58 0,83 0,98 HC 119 200 230 180 230 270 235 281 299 CO2 13,3 14,3 14,1 13,4 14,1 13,9 13,3 13,9 14,1 Lam da 1,034 1,003 1,008 1,018 1,002 1,002 1,022 1,006 1,002 Bảng 3.6 Kết quả hiển thị các thông số hoạt ñộng của ñộng cơ EF SONATA trên màn hình Scantool theo các mức ñộ cản trở ñường ống nạp 750V/P 1500V/P 3000V/P 1/4 1/2 3/4 1/4 1/2 3/4 1/4 1/2 3/4 ôxi(mV) 234,4 839,8 820,3 800,7 820,3 703,1 839,8 898,4 546,8 Pa(mmHg) 252,3 244,2 240,9 196,6 191,6 189,2 190,3 186,6 176,6 Ta(doC) 58 67 70 59 67 68 60 67 66 Ga(mV) 293 293 293 410,1 410,1 429,7 644,5 644,5 644,5 Tn(doC) 92 98 97 95 95 95 95 95 99 Teta(do) 11 11 10 24 36 25 36 36 36 Tp(ms) 2 2 2 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 83 CẢN ðƯỜNG NẠP EF SONATA 1500 V/P KHÔNG TẢI CO HC 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2 0 1/4 1/2 3/4 Mức cản CO (%) 0 50 100 150 200 250 300 350 HC (PPM) Biểu diễn bằng ñồ thị các mối quan hệ thông qua các số liệu thu ñược: CẢN ðƯỜNG NẠP EF sonata 750 V/P KH«NG TẢI CO HC 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2 0 1/4 1/2 3/4 Mức cản CO (%) 0 50 100 150 200 250 300 350 HC (PPM) ðồ thị 3.4 Quan hệ giữa hàm lượng HC, CO với các mức ñộ cản ñường ống nạp của ñộng cơ EF SONATA ở tốc ñộ 750 V/P không tải ðồ thị 3.5 Quan hệ giữa hàm lượng HC, CO với các mức ñộ cản ñường ống nạp của ñộng cơ EF SONATA ở tốc ñộ 1500 V/P không tải 84 CẢN ðƯỜNG NẠP EF SONATA 3000 V/P KHÔNG TẢI CO HC 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2 0 1/4 1/2 3/4 Mức cản CO (%) 0 50 100 150 200 250 300 350 HC (PPM) ðồ thị 3.6 Quan hệ giữa hàm lượng HC, CO với các mức ñộ cản ñường ống nạp của ñộng cơ EF SONATA ở tốc ñộ 3000 V/P không tải Kết quả thí nghiệm ñược giới thiệu trên các bảng 3.5, 3.6 và các ñồ thị 3.4, 3.5, 3.6. Hàm lượng CO và HC tăng theo mức ñộ tăng sức cản ñường nạp. Mức ñộ tăng sức cản ñường nạp cũng có thể theo dõi trên Scantool. Tuy nhiên các thông số hoạt ñộng khác vẫn chưa vượt qua ngưỡng giới hạn ñược giám sát bởi hệ thống OBD. 3.4 Phân tích kết quả ðể thuận tiện cho việc phân tích ñánh giá kết quả, các ñồ thị quan hệ giữa hai thành phần khí thải chính CO, HC với tốc ñộ quay ñộng cơ trong các trường hợp hư hỏng nhân tạo ñiển hình ñược bố trí sắp xếp lại theo mức ñộ tăng hư hỏng. 85 3.4.1 Trường hợp giảm áp suất nén trong buồng ñốt. Như ñã phân tích trong phần cơ sở lý thuyết giảm áp suất nén trong buồng ñốt là kết quả của sự suy giảm trạng thái kỹ thuật trong các nhóm cấu trúc tạo thành buồng ñốt như ñộ kín khít giữa piston, vòng găng và xilanh, giữa khối xilanh và nắp máy, giữa xupap và ổ ñặt…Giảm áp suất nén trong buồng ñốt sẽ làm giảm lượng khí nạp vào xilanh, ảnh hưởng ñến tỷ lệ không khí - nhiên liệu dẫn ñến làm xấu chất lượng tạo thành hỗn hợp và chất lượng quá trình cháy làm tăng hàm lượng HC và CO trong khí thải. gi¶m ¸p suÊt nÐn ef sonata 15% 30% 40% tt tèt 0 40 80 120 160 200 240 280 750 1500 3000 n®c (v/p) HC (PPM) ðồ thị 3.7 Quan hệ giữa hàm lượng HC với tốc ñộ quay của ñộng cơ EF SONATA tương ứng với các mức ñộ lọt khí buồng ñốt khác nhau 86 Gi¶m ¸p suÊt nÐn Ef sonata 15% 30% 40% tt tèt 0 0.4 0.8 1.2 750 1500 3000 n®c(v/p) CO (%) ðồ thị 3.8 Quan hệ giữa hàm lượng CO với tốc ñộ quay của ñộng cơ EF SONATA tương ứng với các mức ñộ lọt khí buồng ñốt khác nhau Trên các ñồ thị 3.7 và 3.8 cho thấy hàm lượng HC tăng mạnh theo mức ñộ lọt khí và có xu hướng tăng ñều và nhẹ theo sự tăng tốc ñộ quay ñộng cơ. Trạng thái kín khít của buồng ñốt cũng ñược ñánh giá thông qua áp suất tuyệt ñối ñường nạp, hiển thị trên màn hình của thiết bị Scantool (Bảng 3.4). Áp suất tuyệt ñối ñường nạp tăng theo mức ñộ giảm áp suất nén buồng ñốt. Hàm lượng CO cũng tăng theo mức ñộ giảm áp suất nén, tuy nhiên tăng mạnh ở vùng tốc ñộ quay ñộng cơ cao. Như vậy có thể dựa vào mức ñộ tăng hàm lượng HC và CO ñể ñánh giá mức ñộ lọt khí trong buồng ñốt. Trạng thái lọt khí ñược nhận dạng thông qua diễn biến áp suất tuyệt ñối ñường nạp hiển thị trên màn hình Scantool, các giá trị tức thời của áp suất tuyệt ñối ñường nạp luôn lớn hơn giá trị trong trạng thái ñộng cơ tốt. 87 3.4.2 Trường hợp tăng sức cản ñường nạp. Trạng thái kỹ thuật của ñường nạp ảnh hưởng mạnh ñến hàm lượng HC và CO trong khí thải. Trong quá trình vận hành sức cản ñường nạp tăng chủ yếu là do bẩn tắc bình lọc khí. Khi bình lọc tắc, bẩn ñộ chân không trong ñường nạp sẽ tăng lên nhất là ñối với các trường hợp tăng ga ñột ngột, kết quả là giảm mạnh hệ số dư không khí, làm tăng mạnh hàm lượng HC và CO trong khí thải. Trong trường hợp ñộng cơ ñiều khiển phun xăng ñiện tử mặc dù có sự can thiệp của hệ thống ñiều khiển ñể giữ cho hệ số dư không khí ổn ñịnh gần với 1, tuy nhiên khi tăng sức cản ñường nạp ñến mức nào ñó hệ số lamda vẫn bị giảm ñến mức làm tăng hàm lượng CO và HC. T¨ng c¶n ®−êng n¹p EF SONATA 1/4 1/2 3/4 T×nh tr¹ng KT tèt 0 50 100 150 200 250 300 350 750 1500 3000 n®c (v/p) HC (PPM) ðồ thị 3.9 Quan hệ giữa hàm lượng HC với tốc ñộ quay của ñộng cơ EF SONATA tương ứng với các mức ñộ cản ñường nạp khác nhau 88 T¨ng ®−êng c¶n n¹p EF SONATA 1/4 1/2 3/4 T×nh tr¹ng KT tèt 0 0.4 0.8 1.2 750 1500 3000n®c (v/p) CO (%) ðồ thị 3.10 Quan hệ giữa hàm lượng CO với tốc ñộ quay của ñộng cơ EF SONATA tương ứng với các mức ñộ cản ñường nạp khác nhau Kết quả biểu diễn trên ñồ thị 3.9 và 3.10 cho thấy hàm lượng HC tăng mạnh theo mức ñộ tăng sức cản ñường nạp, ñặc biệt ở vùng tốc ñộ quay cao. Hàm lượng CO trong khí thải cũng tăng mạnh hơn ở vùng tốc ñộ quay cao. Trạng thái tăng sức cản ñường nạp có thể nhận biết trên màn hình hiển thị giá trị áp suất tuyệt ñối tức thời trên ñường nạp. Khi tắc bình lọc áp suất tuyệt ñối luôn nhỏ hơn giá trị bình thường (tăng ñộ chân không trên ñường nạp). 89 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận Các kết luận sau ñây ñược ñưa ra từ kết quả nghiên cứu của luận văn. - ðối với các ñộng cơ phun xăng ñiện tử, các hư hỏng trong các phần tử ñiều khiển có thể ñược giám sát và nhận biết bởi hệ thống chẩn ñoán trực tuyến OBD (On Board Diagnostic) và hiển thị qua các thiết bị ñọc lỗi chuyên dùng. - Các hư hỏng không có quan hệ trực tiếp ñến các phần tử ñiện tử như lọt khí trong buồng ñốt do hao mòn piston - vòng găng - xilanh hoặc không kín nắp quy lát, không kín tại các xupap…hoặc tăng sức cản ñường nạp do bẩn tắc bình lọc khí… có thể chẩn ñoán theo phương pháp phân tích thành phần HC và CO trong khí thải kết hợp với phân tích các thông số hoạt ñộng tức thời của ñộng cơ hiển thị trên màn hình thiết bị Scantool. - Trạng thái lọt khí, giảm áp suất nén trong buồng ñốt có thể nhận biết khi phân tích biến ñộng của áp suất tuyệt ñối trên ñường nạp hiển thị trên màn hình Scantool. Giá trị tức thời của áp suất tuyệt ñối trên ñường nạp luôn lớn hơn giá trị bình thường khi xuất hiện lọt khí buồng ñốt. Mức ñộ lọt khí có thể nhận biết theo mức ñộ tăng hàm lượng HC và CO trong khí thải. - Trạng thái tăng sức cản ñường nạp có thể nhận biết khi phân tích biến ñộng của áp suất tuyệt ñối trên ñường nạp hiển thị trên màn hình Scantool. Giá trị tức thời của áp suất nạp tuyệt ñối trên ñường nạp luôn nhỏ hơn giá trị bình thường khi xuất hiện tăng sức cản ñường nạp. Mức ñộ tăng sức cản ñường nạp có thể nhận biết theo mức ñộ tăng hàm lượng HC và CO trong khí thải. 2. Kiến nghị Tiếp tục nghiên cứu xác ñịnh các giá trị thông số chẩn ñoán ở trạng thái kỹ thuật tốt của các loại ñộng cơ ñang lưu hành làm cơ sở xây dựng dấu hiệu nhận dạng hư hỏng trong chẩn ñoán. 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO I-Tiếng Việt 1. Bùi Hải Triều (2002), Một số vấn ñề mới về chẩn ñoán Ôtô-Máy kéo, Chuyên ñề cao học, ðại học Nông Nghiệp I Hà Nội. 2. Lê Văn Lai, Phan Nhuận Thái (1976), Kiểm tra chẩn ñoán tình trạng kỹ thuật máy kéo và ñộng cơ tĩnh tại dùng trong nông nghiệp, Nhà xuất bản Nông Nghiệp. 3. Bùi Văn Ga, Văn Thị Bông, Phạm Xuân Mai, Trần Văn Nam, Trần Văn Hải Tùng (1999), Ôtô và ô nhiễm môi trường, Nhà xuất bản giáo dục. 4. Nguyễn Khắc Trai (2004), Kỹ thuật chẩn ñoán Ôtô, Nhà xuất bản Giao thông vận tải. 5. Nguyễn Oanh (1997), Phun xăng ñiện tử EFI, Nhà xuất bản ðồng Nai. 6. Nguyễn Oanh. Kỹ thuật sửa chữa ôtô và ñộng cơ nổ hiện ñại, tập 1 ñộng cơ xăng. Nhà xuất bản ðồng Nai. 7. Hoàng ðình Long (2005), Giáo trình Kỹ thuật sửa chữa Ôtô, Nhà xuất bản giáo dục. 8. Nguyễn Hữu Cẩn, Phạm Hữu Nam (2004), Thí nghiệm Ôtô, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 9. Phạm Tố Như (2004), Nghiên cứu một số cơ sở khoa học ñể xây dựng hệ thống chẩn ñoán ñộng cơ theo thành phần khí xả, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, ðại học Nông Nghiệp I Hà Nội. 10. Nguyễn Tường Vi (2007), Nghiên cứu giảm thành phần khí thải ñộc hại ñộng cơ ñốt trong bằng phương pháp sử dụng phụ gia nhiên liệu, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, ðại học Bách khoa Hà Nội. 91 11. Bùi Hải Triều – ðào Chí Cường(2005), Chẩn ñoán ñộng cơ có mô hình trợ giúp, Tạp chí Nông nghiệp và phát triển nông thôn, kỳ 2 tháng 10/2005 12. Phạm Minh Tuấn(2003), Chuyên ñề khí thải ñộng cơ và vấn ñề ô nhiễm môi trường, ðại học Bách khoa Hà Nội. Tiếng Anh 13. Crouse-Anglin (1993, Automotive Mechanics, Mc.Graw-Hill, Singapore. 14. Bosch (1987), Automotive Eletric/Electronic Systems, Vdi-Verlag Gmbh Dusseldorf. 15. Frank Thiesen and Davis Dales (1984), Automotive Principles and Service, Reston Publishing Company, Inc. Virginia. 92 PHỤ LỤC 93 MỘT SỐ HÌNH ẢNH KÊT NỐI THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM ðộng cơ EF SONATA Kết nối giắc cắm thiết bị chẩn ñoán Scantool với ñộng cơ 94 Kết nối thiết bị chẩn ñoán Scantool, phân tích khí thải Qrotech với ñộng cơ ðo nồng ñộ khí thải 95 KÕt qu¶ thÝ nghiÖm ThÝ nghiÖm 1 (Tr¹ng th¸i tèt) LÇn 1 (Tèc ®é quay n = 750 v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 195,3 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 256,0 mmHg 3 Air temperature sensor 38,0 0C 4 Throttel position sensor 273,4 mV 5 Water temperature sensor 86,0 0C 6 Engine speed 750,0 Rpm 7 Before top dead center 11,0 0 8 Injector time 2,0 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 0,40% 2 HC 72 ppm 3 CO2 12,2 % 4 O2 1,,07 % 5 λ 1,038 6 AFR 15,2 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 96 LÇn 2 (Tèc ®é quay n = 1500 v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 320,3 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 196,6 mmHg 3 Air temperature sensor 43,0 0C 4 Throttel position sensor 410,1 mV 5 Water temperature sensor 94,0 0C 6 Engine speed 1500,0 Rpm 7 Before top dead center 24,0 0 8 Injector time 1,8 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 0,43% 2 HC 74 ppm 3 CO2 13,2 % 4 O2 0,70 % 5 λ 1,017 6 AFR 14,9 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 97 LÇn 3 (Tèc ®é quay n=3000v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 390.6 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 194.1 mmHg 3 Air temperature sensor 54.0 0C 4 Throttel position sensor 644.5 mV 5 Water temperature sensor 96,0 0C 6 Engine speed 3000,0 Rpm 7 Before top dead center 36,0 0 8 Injector time 1.8 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata ThÝ nghiÖm 2 (BÞt 25% ®−êng èng n¹p) TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 0,54% 2 HC 76 ppm 3 CO2 13.7 % 4 O2 0.51 % 5 λ 1.012 6 AFR 14.8 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 98 LÇn1 (Tèc ®é quay n=750 v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 234.4 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 252.3 mmHg 3 Air temperature sensor 58,0 0C 4 Throttel position sensor 293.0 mV 5 Water temperature sensor 92.0 0C 6 Engine speed 750,0 Rpm 7 Before top dead center 11,0 0 8 Injector time 2,0 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 0,45% 2 HC 119 ppm 3 CO2 13.3 % 4 O2 1.08 % 5 λ 1,034 6 AFR 15.2 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 99 LÇn 2 (Tèc ®é quay n=1500v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 800.7 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 196.6 mmHg 3 Air temperature sensor 59.0 0C 4 Throttel position sensor 410.1 mV 5 Water temperature sensor 95.0 0C 6 Engine speed 1468.8 Rpm 7 Before top dead center 24,0 0 8 Injector time 1.8 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 0,55% 2 HC 180 ppm 3 CO2 13.4 % 4 O2 0.78 % 5 λ 1.018 6 AFR 14.9 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 100 LÇn 3 (Tèc ®é quay n=3000v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 839.8 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 190.3 mmHg 3 Air temperature sensor 60.0 0C 4 Throttel position sensor 644.5 mV 5 Water temperature sensor 95.0 0C 6 Engine speed 3031.2 Rpm 7 Before top dead center 36.0 0 8 Injector time 1.8 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 0,58% 2 HC 235 ppm 3 CO2 13.3 % 4 O2 0.83 % 5 λ 1.022 6 AFR 15.0 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 101 ThÝ nghiÖm 3 (BÞt 50% ®−êng èng n¹p) LÇn1 (Tèc ®é quay n= 750v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 839.8 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 244.2 mmHg 3 Air temperature sensor 67.0 0C 4 Throttel position sensor 293.0 mV 5 Water temperature sensor 98.0 0C 6 Engine speed 750,0 Rpm 7 Before top dead center 11,0 0 8 Injector time 2,0 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 0,51% 2 HC 200 ppm 3 CO2 14.3 % 4 O2 0.09 % 5 λ 1.003 6 AFR 14.7 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 102 LÇn 2 (Tèc ®é quay n=1500v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 820.3 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 191.6 mmHg 3 Air temperature sensor 67.0 0C 4 Throttel position sensor 410.1 mV 5 Water temperature sensor 95.0 0C 6 Engine speed 1437.5 Rpm 7 Before top dead center 36.0 0 8 Injector time 1.8 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 0,63% 2 HC 230 ppm 3 CO2 14.1 % 4 O2 0.08 % 5 λ 1.002 6 AFR 14.7 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 103 LÇn 3 (Tèc ®é quay n= 3000v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 898.4 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 196.6 mmHg 3 Air temperature sensor 67.0 0C 4 Throttel position sensor 644.5 mV 5 Water temperature sensor 95.0 0C 6 Engine speed 3000.0 Rpm 7 Before top dead center 36.0 0 8 Injector time 1.8 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 0,83% 2 HC 281 ppm 3 CO2 13.9 % 4 O2 0.23 % 5 λ 1.006 6 AFR 14.7 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 104 ThÝ nghiÖm 4 (BÞt 75% ®−êng èng n¹p) LÇn 1 (Tèc ®é quay n= 750v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 820.3 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 240.9 mmHg 3 Air temperature sensor 70.0 0C 4 Throttel position sensor 293.0 mV 5 Water temperature sensor 97.0 0C 6 Engine speed 750,0 Rpm 7 Before top dead center 10.0 0 8 Injector time 2,0 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 0,75% 2 HC 230 ppm 3 CO2 14.1 % 4 O2 0.17 % 5 λ 1.008 6 AFR 14.8 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 105 LÇn2 (Tèc ®é quay n=1500v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 703.1 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 189.2 mmHg 3 Air temperature sensor 68.0 0C 4 Throttel position sensor 429.7 mV 5 Water temperature sensor 95.0 0C 6 Engine speed 1562.5 Rpm 7 Before top dead center 25.0 0 8 Injector time 1.8 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 0,77% 2 HC 270 ppm 3 CO2 13.9 % 4 O2 0.09 % 5 λ 1.002 6 AFR 14.7 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 106 LÇn3 (Tèc ®é quay n=3000v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 546.8 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 176.6 mmHg 3 Air temperature sensor 66.0 0C 4 Throttel position sensor 644.5 mV 5 Water temperature sensor 99.0 0C 6 Engine speed 3031.2 Rpm 7 Before top dead center 36.0 0 8 Injector time 1.8 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 0,98% 2 HC 299 ppm 3 CO2 14.1 % 4 O2 0.12 % 5 λ 1.002 6 AFR 14.7 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 107 ThÝ nghiÖm 5 (lät h¬i buång ®èt 15%) LÇn 1 (Tèc ®é quay n=750 v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 198 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 258 mmHg 3 Air temperature sensor 37,0 0C 4 Throttel position sensor 286.0 mV 5 Water temperature sensor 84.0 0C 6 Engine speed 750,0 Rpm 7 Before top dead center 10,0 0 8 Injector time 2,0 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 0,53% 2 HC 110 ppm 3 CO2 14,1 % 4 O2 1.08 % 5 λ 1,006 6 AFR 15.2 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 108 LÇn 2 (Tèc ®é quay n=1500v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 340 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 200 mmHg 3 Air temperature sensor 40.0 0C 4 Throttel position sensor 430.1 mV 5 Water temperature sensor 91.0 0C 6 Engine speed 1468.8 Rpm 7 Before top dead center 22,0 0 8 Injector time 1.8 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 0,50% 2 HC 125 ppm 3 CO2 14,3 % 4 O2 0.78 % 5 λ 1.008 6 AFR 14.9 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 109 LÇn 3 (Tèc ®é quay n=3000v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 410 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 198 mmHg 3 Air temperature sensor 50.0 0C 4 Throttel position sensor 660 mV 5 Water temperature sensor 94.0 0C 6 Engine speed 3031.2 Rpm 7 Before top dead center 33.0 0 8 Injector time 1.8 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 0,87% 2 HC 137 ppm 3 CO2 14,6 % 4 O2 0.83 % 5 λ 1.008 6 AFR 15.0 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 110 ThÝ nghiÖm 6 (lät h¬i buång ®èt 30%) LÇn1 (Tèc ®é quay n= 750v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 220 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 264 mmHg 3 Air temperature sensor 36.0 0C 4 Throttel position sensor 314.0 mV 5 Water temperature sensor 81 0C 6 Engine speed 750,0 Rpm 7 Before top dead center 9,0 0 8 Injector time 2,0 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 0,65% 2 HC 157 ppm 3 CO2 13,8 % 4 O2 0.09 % 5 λ 1.014 6 AFR 14.7 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 111 LÇn 2 (Tèc ®é quay n=1500v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 370 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 208 mmHg 3 Air temperature sensor 38.0 0C 4 Throttel position sensor 465 mV 5 Water temperature sensor 87.0 0C 6 Engine speed 1437.5 Rpm 7 Before top dead center 18.0 0 8 Injector time 1.8 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 0,59% 2 HC 200 ppm 3 CO2 14 % 4 O2 0.08 % 5 λ 1.012 6 AFR 14.7 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 112 LÇn 3 (Tèc ®é quay n= 3000v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 450 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 204 mmHg 3 Air temperature sensor 47.0 0C 4 Throttel position sensor 682 mV 5 Water temperature sensor 90.0 0C 6 Engine speed 3000.0 Rpm 7 Before top dead center 28.0 0 8 Injector time 1.8 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 1,15 % 2 HC 225 ppm 3 CO2 13.2 % 4 O2 0.23 % 5 λ 1.016 6 AFR 14.7 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 113 ThÝ nghiÖm 7 (lät h¬i buång ®èt 40%) LÇn 1 (Tèc ®é quay n= 750v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 230 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 266 mmHg 3 Air temperature sensor 36.0 0C 4 Throttel position sensor 322.0 mV 5 Water temperature sensor 80.0 0C 6 Engine speed 750,0 Rpm 7 Before top dead center 7.0 0 8 Injector time 2,0 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 0,71 % 2 HC 235 ppm 3 CO2 13,2 % 4 O2 0.17 % 5 λ 1.020 6 AFR 14.8 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 114 LÇn 2 (Tèc ®é quay n=1500v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 395 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 210 mmHg 3 Air temperature sensor 37.0 0C 4 Throttel position sensor 486 mV 5 Water temperature sensor 85.0 0C 6 Engine speed 1562.5 Rpm 7 Before top dead center 16.0 0 8 Injector time 1.8 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 0,68 % 2 HC 250 ppm 3 CO2 14,2 % 4 O2 0.09 % 5 λ 1.022 6 AFR 14.7 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 115 LÇn 3 (Tèc ®é quay n=3000v/p) KÕt qu¶ hiÓn thÞ c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ef sonata trªn mµn h×nh Scantool tt DATA STREAM STATUS §¬n vÞ 1 Oxygen sensor 460 mV 2 Manifold absolute pressure sensor 207 mmHg 3 Air temperature sensor 46.0 0C 4 Throttel position sensor 698 mV 5 Water temperature sensor 88.0 0C 6 Engine speed 3031.2 Rpm 7 Before top dead center 26.0 0 8 Injector time 1.8 mS KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ th¶i cña ®éng c¬ ef sonata TT Thµnh phÇn Hµm l−îng 1 CO 1,24 % 2 HC 270 ppm 3 CO2 12,9 % 4 O2 0.12 % 5 λ 1.026 6 AFR 14.7 7 Fuel GASOLINE 8 H/C 1,85 9 0/C 0,0 ._.