Cấu tạo nguyên lý và sửa chữa bộ chế hòa khí hỗ trợ điều khiển bằng điện tử

I. NHIỆM VỤ, YÊU CẦU CỦA BỘ CHẾ HÒA KHÍ 

1. Nhiệm vụ 
    Bộ chế hòa khí có nhiệm vụ định lượng và hòa trộn xăng - không khí tạo ra hòa khí cung cấp cho động cơ. Thành phần hòa khí thể hiện qua tỷ lệ giữa không khí và nhiên liệu phải thích hợp theo yêu cầu phụ tải và tốc độ của động cơ.
2. Yêu cầu 
    - Cấu tạo đơn giản, ít hư hỏng, bảo dưỡng, sửa chữa, thay thế, dễ dàng;
    - Cung cấp thành phần hỗn hợp xăng - không khí phù hợp với mọi chế độ làm việc của động cơ.

II. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ CHẾ HÒA KHÍ 

1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của bộ chế hòa khí đơn giản

a) Cấu tạo
     Bộ chế hòa khí đơn giản gồm có: Buồng phao với hệ thống phao và van kim duy trì mức xăng trong buồng phao cố định. Khi xăng bơm vào đúng mức quy định phao nổi lên đẩy van kim đóng kín đường xăng vào. Khi động cơ hoạt động tiêu thụ xăng, mức xăng trong buồng phao hạ xuống thấp, phao hạ thấp xuống van kim mở ra cho xăng nạp vào buồng phao;
     Giclơ là một lỗ chế tạo chính xác dùng để định lượng số xăng hút vào họng bộ chế hòa khí theo độ chân không ở họng;
     Buồng hỗn hợp: Là một ống hình trụ hay họng bộ chế hòa khí, một đầu có mặt bích bắt vào ống nạp, đầu kia thông với khí trời qua bầu lọc không khí. Trong họng bộ chế hòa khí có ống khuyếch tán. Vòi phun xăng chính bố trí ngay nơi ống khuyếch tán;

Cấu tạo bộ chế hòa khí đơn giản

Trong kỳ hút của động cơ xu páp nạp mở xu páp xả đóng, pít tông đi xuống tạo ra độ chân không trong xy lanh, vì vậy không khí ngoài trời hút đi ngang qua ống khuyếch tán, tốc độ không khí tại đây tăng lên tạo ra độ chân không có thể đạt tới 0,02 MN/m2. Áp suất trên mặt thoáng của xăng trong buồng phao bằng áp suất khí trời. Do chênh lệch áp suất giữa buồng phao và ống khuyếch tán nên xăng phun ra khỏi vòi phun được luồng không khí xé tơi thành những hạt nhỏ, làm xăng dễ bốc hơi, trộn hòa với không khí thành hòa khí đi vào xy lanh động cơ. Mức xăng trong buồng phao thấp hơn miệng vòi phun từ 2 - 5 mm để xăng không trào ra ngoài khi động cơ  không làm việc.

Khi động cơ hoạt động, tốc độ luồng không khí trong ống khuyếch tán có thể đạt đến 120 - 150 m/s, trong lúc xăng phun ra với vận tốc 5 - 6 m/s. Do đó xăng bị phân tán thành hạt rất nhỏ và bốc hơi ngay.Tùy theo phương hướng di chuyển của dòng khí hỗn hợp nạp vào xy lanh người ta chia thành ba loại bộ chế hòa khí.

Các kiểu bố trí bộ chế hòa khí

- Bộ chế hòa khí hút lên, dòng khí được hút ngược lên để vào xylanh động cơ.

- Bộ chế hòa khí hút ngang, bộ chế hòa khí hút xuống họng bộ chế hòa khí đặt ngang. Hướng đi của dòng khí thuận tiện hơn bộ chế hòa khí hút lên. 

- Bộ chế hòa khí hút xuống so với các bộ chế hòa khí khác, bộ chế hoà khí hút xuống có nhiều ưu điếm, dễ bố trí, dễ lắp đặt, dòng khí ít thay đổi hướng, sức cản ít, dễ đặt ống xả bên dưới ống nạp để sấy nóng làm cho xăng trên đường ống nạp bốc hơi nhanh. Hiện nay hầu hết động cơ xăng đều dùng bộ chế hòa khí hút xuống.

- Dựa vào loại họng chia ra làm hai loại: Họng cố định và họng thay đổi tiết diện lưu thông.

c) Nhược điểm của bộ chế hòa khí đơn giản

 Bộ chế hòa khí đơn giản chỉ đủ khả năng cung cấp khí hỗn hợp cho loại động cơ nhỏ, tốc độ cố định, vì các nhược điểm sau:

  - Khi động cơ làm việc ở số vòng quay nhỏ có khuynh hướng thiếu xăng. 

  - Khí hỗn hợp giàu xăng ở số vòng quay cao.

  - Động cơ hoạt động mất ổn định khi thay đổi tốc độ đột ngột và khó khởi động.

Động cơ ô tô phải làm việc với nhiều chế độ phức tạp khác nhau, phải thay đổi liên tục các chế độ tải và tốc độ vì vậy không thể sử dụng bộ chế hòa khí đơn giản. Trên động cơ ô tô hiện nay hầu hết sử dụng bộ chế hòa khí hỗ trợ điều khiển bằng điện tử. 

2. Cấu tạo và hoạt động của bộ chế hòa khí hỗ trợ điều khiển bằng điện tử

a) Cấu tạo

Động cơ xăng dùng trên ô tô mỗi chế độ làm việc của động cơ phụ thuộc vào độ mở của bướm ga (phụ tải) và tốc độ quay của trục khuỷu. Năm chế độ làm việc điển hình của động cơ ô tô là khởi động, không tải, chế độ tải trung bình, tăng tốc và toàn tải. Để đảm bảo thành phần hòa khí thích hợp nhất cho các chế độ làm việc điển hình đó trên ô tô phải dùng bộ chế hòa khí hỗ trợ điều khiển bằng điện tử vì bộ chế hòa khí đơn giản không thỏa mãn được nhu cầu này. Thực chất về cấu tạo các bộ chế hòa khí hỗ trợ điều khiển bằng điện tử lắp trên xe ô tô hiện nay đều lấy cơ sở là bộ chế hòa khí đơn giản và được bổ sung thêm các cơ cấu, hệ thống phụ khác gồm có năm mạch xăng cơ bản sau đây:

 - Mạch xăng chạy không tải (ralenti) 

 - Mạch xăng chạy nhanh, tải trọng trung bình còn gọi là hệ thống phun chính

 - Mạch xăng tăng tốc

 - Mạch xăng chạy nhanh công suất tối đa (làm đậm) 

 - Mạch xăng khởi động có điều khiển điện tử.

Cấu tạo các bộ phận của bộ chế hoà khí

b. Nguyên lý hoạt động. 

Sơ đồ cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các mạch xăng trong bộ chế hòa khí tự động được thể hiện qua năm chế độ làm việc của động cơ ô tô, chúng ta sẽ lần lượt nghiên cứu nhiệm vụ, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các mạch xăng ở các bài học tiếp theo.

III. HIỆN TƯỢNG VÀ NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG CỦA BỘ CHẾ HÒA KHÍ

Bộ chế hòa khí bị mòn các chi tiết, tắc đường dẫn xăng hoặc điều chỉnh không chính xác bộ chế hòa khí đều dẫn đến một trong hai khả năng làm hỗn hợp quá nhạt hoặc quá đặc so với thành phần hỗn hợp mà động cơ yêu cầu.

1. Hỗn hợp khí quá loãng

a) Hiện tượng

     Khi khởi động động cơ khó nổ, bộ chế hòa khí có lửa phát ra, động cơ chạy yếu, chạy không tải không tốt, dễ bị mất lửa.

b) Nguyên nhân: 

  - Gíclơ nhiên liệu chính điều chỉnh quá nhỏ hoặc bị tắc.

  - Gíclơ không khí đường xăng chính bị mòn rộng 

  - Điều chỉnh van làm đậm mở quá muộn, vì vậy động cơ không phát được công suất tối đa.

  - Piston và xy lanh bơm gia tốc bị mòn khi tăng tốc bị thiếu xăng máy không bốc.

  - Hở các đệm làm kín giữa thân với đế bộ chế hòa khí, giữa đế bộ chế hòa khí với ống nạp, đều làm không khí lọt vào đi tắt qua bộ chế hòa khí vào động cơ làm hỗn hợp nhạt.

  - Trục bướm ga và lỗ lắp mòn cũng làm tăng khe hở, không khí có thể lọt theo đường này vào ống nạp, khiến hỗn hợp nhạt đi.

  - Mức nhiên liệu trong buồng phao quá thấp do van kim bị kẹt trong đế van kim hoặc điều chỉnh van kim quá cao do uốn lưỡi gà trên phao quá cao.

2. Hỗn hợp khí quá đặc

  a) Hiện tượng

   Khi động cơ làm việc ống giảm thanh nhả khói đen và phát ra tiếng kêu không bình thường, động cơ chạy yếu, lượng tiêu hao nhiên liệu tăng lên, động cơ khởi động khó khăn và bu gi dễ kết muội than, động cơ chạy không tải không tốt.

  b) Nguyên nhân: 

  - Bướm gió mất tác dụng, không thể mở hoàn toàn, 

  - Gíclơ nhiên liệu chính điều chỉnh quá lớn hoặc bị mòn rộng, lắp chưa được chặt.

  - Mức xăng trong buồng phao điều chỉnh quá cao do những nguyên nhân: phao bị nứt, thủng, van kim và đế van bị mòn đóng không kín, điều chỉnh lưỡi gà trên phao xăng quá thấp, lò xo giảm chấn trên phao xăng bị mất.

  - Rách đệm hoặc cong vênh các mặt phẳng giữa nắp và thân bộ chế hòa khí làm không khí lọt vào không gian buồng phao mất cân bằng áp suất buồng phao với áp suất  không khí ở trước họng.

  - Van làm đậm đóng không kín hoặc pít tông dẫn động bằng không khí mất tác dụng, hỏng hóc này chủ yếu là do khi sửa chữa, lắp ghép không chính xác gây nên.

IV. QUY TRÌNH BẢO DƯÕNG BỘ CHẾ HÒA KHÍ

1. Tháo rời bộ chế hòa khí (đúng quy trình).

    - Chọn đúng dụng cụ tháo bộ chế hòa khí

2. Làm sạch các chi tiết.

    - Dùng axêtôn hoặc xăng rửa sạch các chi tiết của bộ chế hòa khí.

    - Thổi sạch bằng khí nén 

3. Kiểm tra các chi tiết:

    - Thân, đế, nắp đảm bảo độ kín khít.

    - Các cơ cấu, cần dẫn động, cần điều khiển phải hoạt động nhẹ nhàng, linh hoạt.

    - Thông các đường ống dẫn và thay các đệm.

4. Lắp bộ chế hòa khí và điều chỉnh không tải.

    -  Chọn đúng dụng cụ lắp và điều chỉnh bộ chế hòa khí.

V. SỬA CHỮA BỘ CHẾ HÒA KHÍ

1. Sửa chữa các chi tiết thân, đế, nắp

a) Hư hỏng 

  - Nứt, vỡ thân, đế, nắp và chờn ren lỗ lắp nút ren và các gíclơ.

b) kiểm tra, sửa chữa

  - Kiểm tra quan sát vết nứt, vỡ, ở phần thân, đế, nắp, chờn ren lỗ lắp nút ren và các gíclơ. 

  - Sửa chữa nếu nắp, thân bị nứt vỡ phải thay mới (vì  thân, nắp làm vật liệu ăngtimon nên khó hàn)

  - Kiểm tra bề mặt lắp ghép giữa các phần thân, đế, nắp bị vênh hở. Dùng bột màu, bàn rà nguội để kiểm tra

  - Sửa chữa bề mặt lắp ghép bị vênh hở ít thì tiến hành rà lại bằng bột rà. Bôi bột rà lên bề mặt lắp ghép. Sau đó tiến hành rà trên mặt phẳng tấm thủy tinh. Nếu bề mặt lắp ghép vênh hở nhiều phải thay mới.

  - Kiểm tra: Quan sát chờn lỗ lắp nút ren và các gíclơ.

  - Sửa chữa: Nếu lỗ ren lắp nút ren và các gíclơ bị mòn có thể hàn đắp, gia công lại lỗ ren đúng kích thước sau đó ta rô ren các lỗ ren lắp nút ren và các gíclơ, chờn hỏng nhiều phải thay nắp, thân mới.

2. Các đệm lót

a) Hư hỏng

 - Các đệm lót giữa thân với đế bộ chế hòa khí, giữa đế bộ chế hòa khí với cổ góp nạp, giữa đường ống nạp với nắp máy sử dụng lâu bị hở do hỏng đệm lót đều làm cho hòa khí bị nhạt.

b) Kiểm tra, sửa chữa

  - Kiểm tra các đệm lót bị đứt hỏng, biến dạng, nhàu phải thay đệm mới đúng loại chịu xăng, chịu được nhiệt độ cao (đệm giữa cụm ống nạp, ống xả với nắp máy) đệm phải tỳ sát lên toàn bộ bề mặt lắp ghép.

3. Phao xăng

a) Hư hỏng: Phao xăng bằng đồng thường bị móp, thủng.

b) Kiểm tra, sửa chữa

  - Kiểm tra phao xăng bằng đồng chỉ bị móp không thủng 

  - Sửa chữa bằng cách nhúng ngập phao trong nước sôi để không khí bên trong giãn nở tạo ra áp suất thổi phồng phao trở lại.

   Nếu phao bị thủng trước tiên ngâm phao vào nước nóng 80oc kiểm tra chỗ bị thủng. Sau đó phải xả hết xăng bên trong phao rồi hàn lại bằng thiếc, chú ý lớp hàn phải mỏng sau khi hàn không làm khối lượng phao tăng quá 0,5g so với khối lượng phao ban đầu.

4. Kiểm tra và điều chỉnh mức xăng trong buồng phao

- Mức xăng tiêu chuẩn thường tính từ mặt thoáng của xăng đến bề mặt lắp ghép trên của buồng phao theo quy định của nhà chế tạo. Chẳng hạn bộ chế hòa khí K-126 mức xăng 22 mm, K-126b mức xăng 20 mm.

- Đối với bộ chế hòa khí có cửa kính kiểm tra thì chúng ta quan sát mức xăng bằng 2/3 chiều cao cửa kiểm tra.

- Bộ chế hòa khí có vít kiểm tra chúng ta nới vít kiểm tra xăng ngấp nghé lỗ vít không chảy tràn ra là đạt yêu cầu.

- Bộ chế hòa khí không có cửa kiểm tra ta có thể dùng dụng cụ kiểm tra theo nguyên tắc bình thông nhau dùng đoạn ống nối hình chữ U và đoạn ống thủy tinh (hình 4-3). Khi kiểm tra không cần tháo bộ chế hòa khí xuống, bắt ống nối vào rồi khởi động động cơ cho chạy ở tốc độ thấp khi mức xăng trong buồng phao ổn định thì dùng thước lá để đo rồi so sánh với mức xăng tiêu chuẩn. Chiều cao mức xăng trong buồng phao không đúng quy định thì điều chỉnh bằng cách nếu trên phao xăng có lưỡi gà thì uốn cong lưỡi gà lên hoặc xuống. Mức xăng cao hơn quy định thì uốn cong lưỡi gà lên, mức xăng thấp hơn quy định thì uốn cong lưỡi gà xuống.

- Nếu phao xăng không có lưỡi gà thì điều chỉnh đệm lót ở phía dưới đế van kim. Mức xăng cao quá thì tăng chiều dày đệm, mức xăng thấp hơn quy định thì giảm bớt chiều dày đệm.

5. Van kim và đế van 

a) Hư hỏng và kiểm tra

     - Hư hỏng van kim và đế van thường hay bị mòn.

     - Kiểm tra trên thiết bị chuyên dùng kiểm tra bộ chế hòa khí. Gá van kim và đế van lên thiết bị chuyên dùng đế kiểm tra.

    - Sửa chữa van kim và đế van bị mòn dẫn đến mức xăng trong buồng phao cao hơn mức quy định thì sửa chữa bằng phương pháp rà. Dùng bột rà tinh bôi vào bề mặt côn làm kín của van và đế van rà xoáy một thời gian. Sau đó làm sạch, lắp lên thiết bị kiểm tra lại độ kín của van và đế van. Nếu chưa kín tiếp tục rà cho đến khi đảm bảo  độ kín.

Kiểm tra mức xăng trong buồng phao

6. Gíclơ

a) Hư hỏng

  Các gíclơ hay bị mòn lỗ định lượng 

b) Kiểm tra, sửa chữa: 

   - Kiểm tra năng lực thông qua của gíclơ trên thiết bị chuyên dùng kiểm tra bộ chế hòa khí

   - Sửa chữa các gíclơ bị mòn có thể hàn đắp lỗ mòn bằng thiếc sau đó gia công lại lỗ mới đạt kích thước yêu cầu hoặc thay gíclơ mới đúng loại. Sau khi phục hồi phải kiểm tra lại năng lực thông qua của gíclơ 

7. Trục bướm ga

a) Hư hỏng

  Trục bướm ga và ổ trục thường bị mòn do chịu ma sát khi làm việc.

b) Kiểm tra, sửa chữa

    - Kiểm tra khe hở giữa trục bướm ga và ổ trục không được mòn quá 0,05 mm.

    - Nếu mòn quá thì hàn đắp trục bướm ga sau đó ổ trục được đóng bạc, đảm bảo khe hở lắp ghép giữa trục và bạc không quá 0,05 mm.