Giảm tiêu hao xăng cho xe gắn máy bằng phương pháp điều chỉnh chế hòa khí

Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2016
138 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
GIẢM TIÊU HAO XĂNG CHO XE GẮN MÁY 
BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH CHẾ HÒA KHÍ
REDUCE THE GASOLINE CONSUMPTION FOR MOTORCYCLES 
BY ADJUSTING CARBURATEUR METHOD
Phùng Minh Lộc1, Đoàn Phước Thọ2
Ngày nhận bài: 15/1/2015; Ngày phản biện thông qua: 27/11/2015; Ngày duyệt đăng: 15/6/2016
TÓM TẮT
Bài báo này trình bày ý tưởng và cơ sở khoa học của việc giảm tiêu hao xăng cho xe gắn máy bằng 
phương pháp điều chỉnh. Đây là giải pháp khả thi, ít tốn kém, cho phép tiết kiệm xăng đến 30%. Bài báo còn 
đề xuất các thiết bị cần chế tạo để thực hiện gải pháp đã nêu.
Từ khóa: động cơ xe gắn máy, tiêu hao xăng, giải pháp điều chỉnh
ABSTRACT
This paper presents the idea and the scientifi c basis of reducing gasoline consumption for motorcycle 
by adjusting method. This solution is feasible, inexpensive, allowing saving gasoline to 30%. The paper also 
proposes the equipment needed to perform as made above.
Keywords: motorcycle engine, gasoline consumption, adjusted solutions
1, 2 Khoa Kỹ thuật giao thông - Trường Đại học Nha Trang
VAÁN ÑEÀ TRAO ÑOÅI
I. MỞ ĐẦU
Hiện nay ở nước ta có đến 34 triệ u xe 
má y đang lưu hà nh, hầu hết đã qua sử dụng 
thì đều dùng hệ thống nhiên liệu kiểu cơ khí 
(carburateur - bộ chế hòa khí). Sau vài năm, 
các bộ phận của bộ chế hòa khí hao mòn, bảo 
trì không đúng cách... dẫn đến tiêu hao nhiên 
liệu tăng cao, đặc biệt các xe tay ga, 1 lít xăng 
chỉ chạy được khoảng 25 - 30 km. Điều này 
gây sức ép tài chính cho đại bộ phận người lao 
động. Giải pháp điều chỉnh tỷ lệ hòa khí ít tốn 
kém tiền bạc và thời gian có khả năng giảm 
tiêu hao xăng (đến 30%) được xem là hữu hiệu 
cả về kinh tế và xã hội.
II. NỘI DUNG
1. Cơ sở khoa học của giải pháp
Hệ thống nhiên liệu của động cơ xăng có 
chức năng là cung cấp hỗn hợp nhiên liệu - 
không khí (hỗn hợp cháy) cho động cơ hoạt 
động với tỷ lệ nhất định. Thành phần của hỗn 
hợp cháy thường được đánh giá bằng một đại 
lượng có tên là hệ số dư lượng không khí, kí 
hiệu là λ.
Phân loại hệ thống chủ yếu căn cứ vào 
phương thức điều chỉnh λ.
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2016
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 139
Hệ số dư lượng không khí được định nghĩa 
là tỷ số giữa lượng không khí thực tế đi vào 
buồng cháy (L) và lượng không khí lý thuyết 
cần thiết để đốt cháy hoàn toàn một đơn vị số 
lượng nhiên liệu (Lo) [1].
Về lý thuyết, hệ số dư lượng không khí λ có 
thể biến động trong giới hạn bốc cháy của khí 
hỗn hợp, giới hạn bốc cháy dưới là λ = 1.3÷1.4 
và giới hạn bốc cháy trên là λ = 0.4÷0.5.
λ = 1: Lượng không khí nạp bằng lượng 
không khí lý thuyết, hỗn hợp này gọi là hỗn 
hợp lý thuyết hay hỗn hợp hoá định lượng.
λ = 1.05 ÷1.1: Hỗn hợp cháy hơi nhạt, 
nhiên liệu bốc cháy gần hết, lượng không khí 
dư ít, lúc đó hiệu suất hi đạt giá trị cực đại và 
tiêu hao nhiên liệu ge có giá trị nhỏ nhất.
λ > 1.1: Lượng không khí dư nhiều, tốc độ 
cháy giảm, quá trình cháy kéo dài sang đường 
dãn nở làm cho công suất, hiệu suất giảm.
λ = 0.85÷0.9: Lượng không khí thiếu so 
với lượng không khí lý thuyết, tốc độ cháy lớn, 
công suất động cơ đạt cực đại.
λ < 0.85: Lượng không khí thiếu so với 
lượng không khí lý thuyết khoảng 15÷25%, 
nhiên liệu cháy không hết, công suất giảm, 
suất tiêu hao nhiên liệu tăng, sinh nhiều muội 
than trong buồng cháy, khói đen
Dưới đây sẽ trình bày ảnh hưởng của 
thành phần hỗn hợp cháy đến công suất và 
tiêu hao xăng của động cơ
Hình 1. Ảnh hưởng của λ đến N
e
 và g
e
của động cơ xăng [1]
Hình 1. Giới thiệu dạng điển hình của đường N
e
 và g
e
 theo đặc 
tính điều chỉnh thành phần hỗn hợp cháy của động cơ xăng, tức 
là đường cong thể hiện đặc điểm biến thiên của N
e
 và g
e
 theo λ 
khi động cơ chạy ở tốc độ quay không đổi trong điều kiện giữ 
nguyên vị trí kim ga. Theo đặc tính điều chỉnh thành phần hỗn 
hợp cháy của động cơ xăng, N
e
 giảm dần theo chiều tăng của λ 
do tốc độ cấp nhiệt giảm
Khi hỗn hợp cháy được làm đậm dần, công 
suất của động cơ sẽ tăng và đạt tới trị số cực 
đại ứng với λ = λN, tại đó lượng nhiên liệu được 
tăng thêm do giảm λ cân bằng với lượng nhiên 
liệu cháy không hoàn toàn do thiếu oxy. Nếu 
tiếp tục làm đậm hỗn hợp cháy, công suất của 
động cơ sẽ giảm do chất lượng quá trình cháy 
bị ảnh hưởng, nhiên liệu cháy không hoàn 
toàn tăng.
Về phương diện hiệu quả biển đổi năng 
lượng, ge sẽ giảm mạnh theo chiều tăng của 
λ trong phạm vi λ < 1 do lượng nhiên liệu cháy 
không hoàn toàn giảm. Trị số của hệ số dư 
lượng không khí ứng với suất tiêu hao nhiên 
liệu cực tiểu (λg) tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố 
như: Tải, tốc độ quay, giới hạn loãng có ích
Nếu tiếp tục làm loãng hỗn hợp cháy (λ>λg), 
Bảng 1. Phân loại tổng quát hệ thống nhiên liệu động cơ xăng [1]
Tiêu chí phân loại Phân loại
Phương pháp cấp nhiên liệu cho
bộ chế hoà khí
• Loại cưỡng bức
• Loại tự chảy
Phương pháp cung cấp nhiên liệu
vào động cơ
• Loại dùng bộ chế hoà khí
• Loại dùng vòi phun
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2016
140 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
suất tiêu thụ nhiên liệu sẽ tăng do tốc độ cháy 
giảm, quá trình cháy không ổn định.
Trong thực tê, tùy theo công dụng và 
điều kiện hoạt động của động cơ mà người 
ta có thể thực hiện điều chỉnh để công suất 
và suất tiêu hao nhiên liệu biến thiên theo 
thành phần hòa khí, với giới hạn để đảm bảo 
cho động cơ xăng có thể hoạt động ổn định 
là: 0,6< λ <1,3. Điều này được phản ảnh rõ 
qua đồ thị bên dưới (hình 2): thể hiện sự biến 
thiên của hệ số dư lượng không khí theo lưu 
lượng khí ứng với chế độ công suất cực đại 
(đường 2) và suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất 
(đường 3). Như vậy, bằng cách can thiệp vào 
Carburateur ta có thể hiệu chỉnh lại hệ số dư 
lượng không khí theo lưu lượng khí nạp, từ đó 
cho phép động cơ hoạt động với chế độ công 
suất cao hay chế độ tiết kiệm nhiên liệu ở mỗi 
vòng quay cụ thể. Sự dịch chuyển này có thể 
minh họa qua đường 4 (có thể điều chỉnh để 
dịch chuyển trong phạm vi giữa đường 2 và 
đường 3).
Hình 2. Đặc tính hiệu chỉnh tỷ lệ hòa khí 
theo lưu lượng khí nạp [2]
Giới hạn không tải; 1. Giá trị λ khi bướm ga mở 100%; 2. Biến thiên λ theo G
k
 với công suất động cơ lớn nhất; 3. Biến thiên λ 
theo G
k 
với suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất; 4. khi thay đổi λ theo G
k 
để động cơ hoạt động theo chế độ công suất hoạt tiết kiệm.
Rõ ràng, nếu điều chỉnh λ phù hợp với chế 
độ thường dùng, chắc chắn sẽ giảm tiêu hao 
xăng cho xe gắn máy.
Ví dụ 1: Xe Yamaha Jupiter FI 2012
Xe lắp động cơ 4 kỳ, mô-men xoắn cực đại 
9,9 Nm ở 6.500 vòng/phút, công suất tối đa 9,92 
mã lực tại tốc độ 7.750 vòng/phút. Dải tốc độ 
thiết kế trong khoảng 6.500 - 7.750 vòng/phút. 
Xe đạt mức tiêu thụ nhiên liệu thấp nhất khi 
chạy ổn định trong khoảng 40 – 60 km/h. Ở tốc 
độ quá cao, mức tiêu thụ nhiên liệu tăng một 
phần do tổn thất ma sát tăng, hiệu suất nhiệt 
giảm, một phần khác do cản không khí cũng 
tăng tỷ lệ với vận tốc xe.
Ví dụ 2: Đặc tính kỹ thuật động cơ xe 
Honda Wave 110RS
Bảng 2. Các thông số kỹ thuật động cơ xe Wave 110RS [2]
Tên gọi Giá trị
Đường kính xy lanh x Hành 
trình Piston
50 x 55,6 mm
Dung tich xy lanh 109.1cc
Công suất tối đa 6,05 kW/7.500 vòng/phút
Mô men cực đại 8.67 N.m/5.500 vòng/phút
Hình 3 và 4 biểu diễn sự biến thiên Công suất và Tiêu hao xăng theo tốc độ quay của động cơ 
xe Honda [3].
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2016
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 141
Hình 4 cho thấy, có một giải tốc độ mà tại 
đó tiêu hao xăng thấp hơn khoảng 15% so với 
các vùng khác.
Ngoài ra cũng cần lưu ý: Những công 
trình khảo nghiệm động cơ xe máy kết luận 
rằng, khi chăm sóc không đúng thì sức cản 
của lọc gió tăng 1,2 - 2 lần. Sức cản tăng sẽ 
làm giảm công suất và tăng tiêu hao xăng 
10 - 15%.
2. Giải pháp kỹ thuật
Có thể mô tả sơ lược giải pháp điều chỉnh 
như sau:
1. Thiết kế thiết bị gây tải cho xe gắn máy 
để xác định công suất động cơ
2. Lắp đặt tốc độ kế 
3. Chế tạo bộ đo tiêu hao xăng (lít /100 km)
4. Viết chương trình kết nối máy tính, xuất 
số liệu và đồ thị trên màn hình.
5. Tiêu hao xăng sẽ hiển thị ngay trong khi 
điều chỉnh hệ thống nhiên liệu.
6. Kết hợp vệ sinh lọc gió sẽ xác lập vị trí 
điều chỉnh hợp lý, so sánh % xăng tiết kiệm. 
Để xác định công suất tiêu thụ Ne có thể 
sử dụng máy phát điện được dẫn động từ con 
lăn ma sát nhận năng lượng từ bánh xe. Đo 
công suất tiêu thụ từ các điện trở được cung 
cấp điện từ máy phát để xác định công suất 
của động cơ.
Tốc độ quay n của động cơ được xác định 
nhờ vào cảm biến đặt tại bánh đà hoặc có thể 
lấy tín hiệu từ cảm biến đánh lửa.
Lượng nhiên liệu tiêu thụ xăng được xác 
định thông qua việc chế tạo các két đo chuẩn 
phù hợp với mức độ tiêu thụ nhiên liệu từ động 
cơ xe gắn máy. 
Các thông số nêu trên sẽ được thu thập 
tự động thông qua một kit điện tử có kết nối 
Hình 3. Sự biến thiên Công suất theo tốc độ 
động cơ xe Wave 110RS [2]
Hình 4. Sự biến thiên Tiêu hao xăng theo tốc độ 
động cơ xe Wave 110RS [2]
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 2/2016
142 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
máy tính. Các số liệu từ các cảm biến sẽ được 
chương trình máy tính tính toán, chuyển đổi về 
các đơn vị cần thiết và được hiển thị dưới hai 
dạng biểu bảng và đồ thị. 
Sơ đồ bố trí thiết bị để thực hiện giải pháp 
được trình bày ở hình 5:
Hình 5. Sơ đồ bố trí thiết bị thực hiện giải pháp
1. Kit thu thập dữ liệu
2. Chương trình máy tính
3. Két chứa nhiên liệu
4. Két đo G
nl/h
5. Đường dẫn nhiên liệu từ két đo đến Chế hòa khí
6. Cảm biến tín hiệu tốc độ máy 
7. Con lăn truyền động ma sát
8. Máy phát điện
3. Kết luận
Giải pháp đã nêu có tính khả thi cao, thiết kế và chế tạo thiết bị không quá tốn kém. Sản phẩm 
dễ thương mại hóa, ngoài ra thiết bị này còn phục vụ đắc lực đào tạo và nghiên cứu khoa học. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Văn Nhận (2009), Lý thuyết động cơ đốt trong,Trường Đại học Nha Trang.
2. Nguyễn Tất Tiến (2002), Lý thuyết động cơ đốt trong, NXB Giáo dục.
3. Kết của thử nghiệm động cơ Wave 110RS (2009), Công ty Honda Việt Nam.