CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1. Lý do chọn đề tài Ngày nay ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu toàn cầu đang rất được quan tâm, ô nhiễm môi trường bắt nguồn từ nhiều nguyên nhân do rác thải sinh hoạt, do khí thải độc hại từ các nhà máy, khí thải từ các phương tiện giao thông. Chính vì thế các tiêu chuẩn về khí thải đặt ra trên các dòng xe ô tô hiện nay là vô cùng nghiêm ngặt, bên cạnh đó các yêu cầu về công suất của động cơ cũng được quan tâm. Việc thiết kế, chế tạo một động cơ tiết kiệm nhiên liệu nhưng vẫn giữ được công suất cao đáp ứng mong muốn của người tiêu dùng là mục tiêu hàng đầu của các nhà sản xuất.
Nguồn nhiên liệu hóa thạch là một nguồn nhiên liệu giới hạn và ngày cạn kiệt đang đến gần, việc động cơ tiết kiếm nhiên liệu vẫn đáp ứng nhu cầu di chuyển của người dùng, vừa bảo vệ môi trường, kéo dài thời gian nghiên cứu tiềm kiếm nguồn năng lượng thay thế trong tương lai. Ngày nay các kỹ sư cũng đã nghiên cứu ra nhiều nhiên liệu thay thế như sử dụng nguồn năng lượng điện, điện mặt trời, khí thiên nhiên… Nhưng việc sử dụng xăng hay diesel vẫn mang lại sự tin tưởng cho người tiêu dùng. Vấn đề trước mắt cần giải quyết đó là tiết kiệm nhiên liệu cho động cơ. Hiện nay trên thế giới cũng có rất nhiều cuộc thi về thiết kế, chế tạo động cơ tiết kiệm nhiên liệu nhằm tìm ra các phát minh đột phát, các kỹ sư giỏi và cũng nhằm nâng cao ý thức của mỗi người trong quá trình sử dụng xe máy, ô tô ảnh hưởng đến môi trường.
Trong các cuộc thi đó ta có thể tiếp cận đến cuộc thi Shell eco marathon và trong nước ta có thể tham gia “Cuộc thi Lái xe sinh thái – Tiết kiệm nhiên liệu Honda”. Cuộc thi Lái xe sinh thái - Tiết kiệm nhiên liệu Honda nhằm nâng cao ý thức tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ môi trường, đặc biệt là trong thế hệ trẻ. Bằng niềm vui sáng tạo và hoạt động làm việc nhóm, cuộc thi mang tới một sân chơi bổ ích và năng động cho các kỹ sư tương lai thỏa sức sáng tạo. Cũng là sinh viên với niềm đam mê chuyển động quay tròn của bánh xe với đề tài này nhóm em mong muốn sẽ củng cố được những kiến thức mà chúng em được học, cũng như vận dụng nó vào một sản phẩm thực tế.
“Nghiên cứu, thiết kế và cải tiến động cơ HONDA WAVE 110 cho Cuộc thi HONDA EMC 2021” là một đề tài phù hợp với chúng em. Chúng em hi vọng Sản phẩm 1 sẽ được sử dụng làm tài liệu giảng dạy, giúp cho người học trực quan và sinh động hơn trong quá trình học tập, nhằm nâng cao hiệu quả học tập, tiết kiệm thời gian và góp phần vào sự nghiệp phát triển động cơ Sinh thái sau này. Ngoài ra với sự chọn đề tài “Nghiên cứu thiết kế và cải tiến động cơ HONDA WAVE 110 cho cuộc thi HONDA EMC 2021” còn hướng dẫn quá trình chuyển đổi động cơ sử bộ chế hòa khí sang động cơ sử dụng phun xăng điện tử dùng ECU để điều khiển lượng xăng, góc đánh lửa, tỉ lệ AF… Bằng những kiến thức đã học về Ngành công nghệ kỹ thuật Ô tô và sự hướng của thầy Th.S Nguyễn Tấn Ngọc chúng em tin rằng việc nghiên cứu và áp dụng những kinh nghiệm về Ô tô sẽ giúp chúng em đạt được kết quả mong muốn trên sản phẩm động cơ xe sinh thái. Tình hình nghiên cứu đề tài 1.
Trong nước Bài báo “Thiết kế và kiểm tra xe tiết kiệm nhiên liệu cho xe một người ngồi” của nhóm tác giả Đỗ Nhựt Trí, Phạm Minh Quang của Trường Đại học Văn Lang. Tóm Tắt: Bảo vệ môi trường sống để phát triển bền vững đang là mối quan tâm của nhân loại. Trong đó, giảm lượng khí thải CO2 là tiêu chí hàng đầu. Một số công nghệ bao gồm phương pháp cải thiện hiệu quả tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch đã được đưa vào ô tô mới nhằm hạn chế những tác động tiêu cực do CO2 gây ra.
Trong bài báo này, các giải pháp công nghệ mới sẽ được đề xuất. Chúng được kết hợp theo một phương pháp mới để cải thiện hiệu suất động cơ xe, cải thiện hệ thống đánh lửa và hồi lưu khí cũng như giảm ma sát giữa xe và môi trường khi xe đang di chuyển. Phương pháp đạo cụ được áp dụng trên một phương tiện mới thực hiện cho Eco Mileage Challenge (EMC) 2019 do Honda Vietnam Compapy tổ chức thường niên. Tất cả các bài kiểm tra và kết quả thi đấu ở mức trung bình 240 km/lít xăng RON98 đều chứng minh rằng phương pháp đạo cụ là khả thi và hiệu quả trong việc tiết kiệm nhiên liệu.
1: Hình vẽ 2D khung sườn trong bài báo Nhận xét: Bài báo tập trung nghiên cứu về thay đổi kết cấu của động cơ để phù hợp với mục đích cuộc thi cũng như đạt được quả mong đợi. Ngoài nước Công trình “Nghiên cứu và phát triển của xe ba bánh tiết kiệm nhiên liệu” của tác giả Luo Jin, Ma Qihua, Luo Yiping thuộc Khoa Kỹ thuật Ô tô, Đại học Khoa học và Kỹ thuật Thượng Hải, Thượng Hải, Trung Quốc. Tóm tắt: Từ năm 2007, Honda China Eco Mileage Challenge được tổ chức trong 7 năm, đến nay đã có gần trăm đội tham gia cuộc thi. Mặc dù xếp hạng quốc gia về ô tô tiết kiệm nhiên liệu của trường chúng tôi là lý tưởng, nhưng kết quả cạnh tranh giữa trường chúng tôi và các trường đại học cấp cao là rất xa.
Để nâng cao hạng ô tô kinh tế, bài báo này phân tích các bài báo về ô tô kinh tế đã xuất bản trong những năm gần đây, thảo luận về hướng nghiên cứu chính của ô tô kinh tế và những thành tựu chính, phân tích từ hướng nghiên cứu chính và phương pháp nghiên cứu, đưa ra công nghệ của xe kinh tế hiện tại trong nước, tóm tắt xu hướng nghiên cứu về ô tô kinh tế, đưa ra định hướng cho việc thiết kế ô tô kinh tế trong tương lai. 2: Piston cơ bản (Bên trái) và Piston được thêm khối lượng (Bên phải) Nhận xét: Ở bải nghiên cứu này đã tập phân tích và thay đổi kết cấu của piston, bài nghiên cứu đã tăng khối lượng piston bằng phương pháp Hàn làm tăng quán tính chuyển động quay của động cơ. Mỗi nhóm nghiên cứu sẽ đưa ra một vấn đề riêng, sẽ thay đổi những thứ mà họ cho rằng không cần thiết hoặc điều đó sẽ làm tiêu hao nhiên liệu. Nhưng mục tiêu của các nghiên cứu vẫn hướng về một động tiêu tốn ít nhiên liệu nhưng lại cho công suất đủ dùng.
Mục tiêu đề tài Nghiên cứu, thiết kế và cải tiến động cơ HONDA WAVE 110 để tham gia cuộc thi Xe sinh thái, mục tiêu quan trọng nhất chúng em đề ra chính là xây dựng được một động cơ tiết kiệm nhiên liệu nhưng vẫn đáp ứng đủ công suất và momen xoắn cần thiết để đẩy tốc độ xe theo yêu cần cuộc thi. Tạo ra một sản phẩm đáp ứng yêu cầu của cuộc thi và qua đó cũng là một sản phẩm để giúp cho Sinh viên Sư phạm kỹ thuật có thể tham khảo cho những cuộc thi tiếp theo mang lại kết quả tốt hơn. Động cơ được cắt bỏ hộp số, cắt gọt một vài chi tiết cho động cơ nhẹ hơn và chuyển từ động cơ nguyên bản là sử dụng bộ chế hòa khí sang sử dụng phun xăng điện tử. Qua đó nhóm cũng ôn lại các kiến thức về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, sơ đồ mạch điện về hệ thống phun xăng điện tử cũng có phần tương tự và đơn giản như hệ thống phun xăng điện 4 tử trong Ô tô.
Ngoài ra, mục tiêu của nhóm cũng là rèn luyện các kỹ năng hàn, cắt, lắp ráp, căn chỉnh, thi công trên sản phẩm một cách đúng kỷ thuật. Đây cũng là cơ hội để chúng em nâng cao khả nâng xử lí, chẩn đoán, kiểm tra, sửa chữa động cơ khi có vấn đề xảy ra. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Động cơ WAVE RSX 110 của hãng HONDA sử dụng bộ chế hòa khí do HONDA Việt Nam cung cấp. Phạm vi nghiên cứu và thực hiện đề tài Nghiên cứu động cơ HONDA WAVE RSX 110.
Chuyển đổi hệ thống cung cấp nhiên liệu từ sử dụng bộ chế hòa khí sang sử dụng Phun xăng điện tử - FI. Thiết kế đường đi của hệ thống cung cấp nhiên liệu có sử dụng bôm màng. Thiết kế hệ thống ngắt động cơ động tạm thời. Thiết kế lại hệ thống bôi trơn cung cấp nhớt đến các chi tiết nhằm bôi trơn và làm mát động cơ.
Nghiên cứu các phương pháp tăng hiệu suất động cơ và các biện pháp áp dụng trên được vào điều kiện thực tế. Nghiên cứu và Tunning ECU cho phù hợp với từng chế độ như khởi động, tăng tốc hay bắt đầu nổ lại khi xe đang có quán tính… 1. Phương pháp nghiên cứu Trong quá trình thực hiện đề tài đã sử dụng một số phương pháp sau: Phương pháp nghiên cứu lý thuyết. Tham khảo tài liệu do giảng viên hướng dẫn cung cấp và các tài liệu giáo trình 5 đã học, đồng thời tham khảo một số nguồn tài liệu có uy tín trên mạng Internet.
Phương pháp tham khảo, sưu tầm tài liệu chuyên ngành ô tô. Phương pháp sử dụng các phần mềm mô phỏng. Tham khảo ý kiến của các thầy và bạn bè để học hỏi những kinh nghiệm của thầy cô, bạn bè trong việc thi công và thiết kế các cụm chi tiết của mô hình. Phương pháp thực nghiệm tìm ra thông số ở số vòng quay mà nó tiết kiệm nhiên, công suất và momen xoắn ở con số hợp lí.
Ý nghĩa khoa học Đề tài “Nghiên cứu, thiết kế và cải tiến động cơ HONDA WAVE 110 tham gia cuộc thi Xe sinh thái” Giải quyết các vấn đề sau: Là công cụ để sinh viên có thể mở rộng tầm hiểu biết về các phương pháp nghiên cứu, cải tiến động cơ trong tương lai, từ đó việc hình thành các quá trình và giai đoạn nghiên cứu động cơ trở nên dễ dàng và ít tốn thời gian hơn. Tạo thêm sự hiểu biết sâu rộng và có cái nhìn tổng quát, giúp sinh viên có thêm ý tưởng tạo ra nhiều sản phẩm sáng tạo. Với đề tài này nhóm hi vọng là một tài liệu hữu ích giúp cho sinh viên tham khảo, cũng như cải tiến động cơ mà nhóm còn sai sót.