Nghiên cứu , kiểm tra và chuẩn đoán hệ thống nhiên liệu điện tử Diezel điện tử P1
Động cơ Diezel cũng là một loại động cơ đốt trong kiểu piston , trong quá trình cấp nhiên liệu hòa trộn hỗn hợp và cháy được thực hiện chủ yếu trong thể tích buồng cháy động cơ
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
Giáo viên hướng dẫn
( ký ghi rõ họ tên)
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
Đề tài :
“ Nghiên Cứu, Kiểm Tra Và Chẩn Đoán Hệ Thống Nhiên Liệu
Diesel Điện Tử ”.
Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS. Đinh Ngọc Ân
KS.Lê Trí Quang
Sinh viên thực hiện : Hà Đình Dũng
Phạm Trường Duyệt
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................................................... 6
PHẦN 1 : TỔNG QUAN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ ........................................................ 7
1.1. ĐẶC ĐIỂM LÀM VIỆC CỦA CÁC ĐỘNG CƠ DIESEL. ................................................................................ 7
1.2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG DIESEL VÀ DIESEL ĐIỆN TỬ............................................... 10
1.3. PHÂN LOẠI ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ. ................................................... 12
1.3.1. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ. ......................................................... 12
1.3.2. ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ............................................................. 13
PHẦN 2 : CÁC HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ ..................................................................... 15
2.1 . HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI BƠM CAO ÁP ...................................................... 15
2.1.1. LOẠI BƠM PE ( BƠM DÃY ) ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ CẤU ĐIỀU GA ĐIỆN TỪ........... 15
2.1.2. LOẠI BƠM VE ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ CẤU ĐIỀU GA ĐIỆN TỪ ................................. 16
2.1.2.1. Cấu tạo. ................................................................................................................................................ 16
2.1.2.2. Hoạt động . .......................................................................................................................................... 17
2.1.2.3. Một số cơ cấu và đặc điểm khác của bơm. ........................................................................................... 17
b. Đặc điểm của piston bơm và cách chia dầu ( phân phối dầu) ....................................................................... 18
2.1.3. LOẠI BƠM VE ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN BẰNG VAN XẢ ÁP. .............................................................. 20
2.1.3.1. Bơm VE điện tử một piston hướng trục ............................................................................................... 20
2.1.3.2. Bơm VE điện tử nhiều piston hướng kính ............................................................................................ 22
2.1.3.3. Van xả áp ( SPV )................................................................................................................................. 23
2.1.3.4. Van điều khiển thời điểm phun TCV ................................................................................................... 26
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
2.2 : HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI ỐNG PHÂN PHỐI ............................................... 29
2.2.1 .KHÁI QUÁT HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI ỐNG PHÂN PHỐI ....................... 29
2.2.1.1. Cấu tạo chung ...................................................................................................................................... 29
2.2.1.2. Nguyên lý hoạt động ............................................................................................................................ 30
2.2.2. CÁC CỤM THIẾT BỊ CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ............................................................................. 30
2.2.2.1. Bơm áp cao........................................................................................................................................... 30
2.2.2.2. Ống phân phối ...................................................................................................................................... 33
2.2.2.3. Van điều khiển nạp. (SCV) .................................................................................................................. 35
2.2.2.4. Vòi phun ............................................................................................................................................... 36
2.3. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL VỚI BƠM - VÒI PHUN KẾT HỢP ............................................... 39
2.3.1. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL EUI ( ELECTRONIC UNIT INJECTION ) ......................................... 39
2.3.1.1. Khái quát .............................................................................................................................................. 39
2.3.1.2. Hệ thống dẫn động phun ...................................................................................................................... 40
2.3.1.3. Vòi phun ............................................................................................................................................... 41
2.3.2. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ HEUI (HYDRAULICALLY ACTUATED
ELECTRONICALLY CONTROLLED UNIT INJECTOR) ............................................................................................. 43
2.3.2.1. Khái quát về hệ thống nhiên liệu Diesel HEUI .................................................................................... 43
2.3.2.2. Sơ đồ hệ thống HEUI ........................................................................................................................... 45
2.3.2.3. Vòi phun HEUI. ................................................................................................................................... 46
2.3.2.4. Mô đun điều khiển điện tử (ECM – Electronic Control Modul ) ......................................................... 48
2.3.2.5. Bơm cao áp........................................................................................................................................... 48
2.3.2.6. Van điều khiển áp suất tác động phun.................................................................................................. 48
2.4 . HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ CÁC CẢM BIẾN TRONG HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DISEL ĐIỆN TỬ
........................................................................................................................................................................ 49
2.4.1. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG HỆ THỐNG DIESEL ĐIỆN TỬ ..................................... 49
2.4.2. CÁC CẢM BIẾN......................................................................................................................................... 50
2.4.2.1. Vị trí các cảm biến ............................................................................................................................... 50
2.4.2.2. Cấu tạo và hoạt động của các cảm biến................................................................................................ 51
2.4.3. BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM ECU( ELECTRIC CONTROL UNIT ) ................................................................ 57
2.4.3.1. Khái quát về ECU ................................................................................................................................ 57
2.4.3.2. Xác định lượng phun. ........................................................................................................................... 60
2.4.3.3. Điều khiển lượng phun khi khởi động. ................................................................................................. 68
2.4.3.4. Điều khiển gián đoạn phun................................................................................................................... 70
2.4.3.5. Điều khiển tốc độ không tải ................................................................................................................. 71
2.4.4. EDU ( ELECTRONIC DRIVER UNIT ) ........................................................................................................... 71
PHẦN 3 : KIỂM TRA VÀ CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ ........................... 73
3.1. CÁC TRIỆU CHỨNG HƯ HỎNG ........................................................................................................... 73
3.2. SỬA CHỮA VÀ LẮP ĐẶT BƠM CAO ÁP ( HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI BƠM
CAO ÁP ) ........................................................................................................................................................ 77
3.2.1. LẮP ĐẶT BƠM CAO ÁP ........................................................................................................................... 77
3.2.2. KIỂM TRA VAN ĐIỀU KHIỂN PHUN ( SPV ) ....................................................................................... 78
3.2.3. KIỂM TRA VAN ĐIỀU KHIỂN PHUN SỚM ( TCV) ............................................................................ 78
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
3.3. CHẨN ĐOÁN VÀ SỬA LỖI HỆ THỐNG DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI ỐNG PHÂN PHỐI ........................ 79
3.3.1. CHẨN ĐOÁN KIM PHUN CƠ BẢN......................................................................................................... 79
3.3.2. QUY TRÌNH CHẨN ĐOÁN KIM PHUN THEO BIỂU HIỆN TRÊN XE. ............................................ 79
3.3.2.1. Các biểu hiện của động cơ.................................................................................................................... 79
3.3.2.2. Chẩn đoán kim phun theo biểu hiện xe ................................................................................................ 80
3.3.3. QUY TRÌNH KIỂM TRA BƠM CAO ÁP ................................................................................................ 84
3.3.3.1. Đối với bơm CP1 hệ Bosh ( Động cơ Diesel ) ..................................................................................... 84
3.3.3.2. Đối với bơm CP3 dòng Bosh ( Động cơ kiểu A ) ................................................................................ 84
3.3.4. QUY TRÌNH KIỂM TRA VAN PCV ....................................................................................................... 85
3.3.5. CHẨN ĐOÁN BẰNG THIẾT BỊ COMMONRAIL TESTER................................................................. 86
3.3.5.1. Kiểm tra bơm tiếp vận ( Bơm thấp áp ) ................................................................................................ 86
3.3.5.2. Kiểm tra đường nhiên liệu thấp áp ( Đối với loại bơm điện – Động cơ kiểu D) .................................. 88
3.3.5.3. Kiểm tra đường nhiên liệu thấp áp ( Đối với loại bơm điện – Động cơ kiểu A/J) ............................... 89
3.3.5.4. Kiểm tra rò rỉ kim phun tĩnh ( kiểm tra khi không nổ máy ) ................................................................ 89
3.3.5.5. Kiểm tra áp suất phun lớn nhất ( kiểm tra tình trạng bơm cao áp ) ...................................................... 93
3.3.5.6. Kiểm tra van điều khiển áp suất PCV .................................................................................................. 95
3.3.5.7. Súc rửa đường ống nhiên liệu............................................................................................................... 96
PHẦN 4 : XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI BƠM VE ............... 98
4.1.MỤC ĐÍCH ............................................................................................................................................... 98
4.2. CHUẨN BỊ ............................................................................................................................................... 98
4.2.1. CHUẨN BỊ THIẾT BỊ ................................................................................................................................ 98
4.2.2. CÁC CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI BƠM VE .................................................. 98
4.2.3. DỤNG CỤ LÀM KHUNG GÁ MÔ HÌNH ................................................................................................ 98
4.2.4. DẪN ĐỘNG................................................................................................................................................. 99
4.3. MÔ HÌNH............................................................................................................................................... 100
4.3.1.SƠ ĐỒ MÔ HÌNH ...................................................................................................................................... 100
4.3.2. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ......................................................................................................... 100
4.3.2.1. Sơ đồ chân hộp ECU .......................................................................................................................... 100
4.3.2.2. Sơ đồ mạch điều khiển ....................................................................................................................... 101
4.3.2.3 Sơ đồ kết nối cảm biến vị trí trục khuỷu (TDC) và tốc độ động cơ (NE)............................................ 102
4.3.2.4. Sơ đồ kết nối van điều khiển thời điểm phun (TCV) ......................................................................... 102
4.3.2.5. Sơ đồ kết nối van điều khiển lưu lượng dầu phun .............................................................................. 102
4.3.2.6. Sơ đồ kết nối cảm biến áp suất tăng áp .............................................................................................. 103
4.3.2.7. Sơ đồ kết nối cảm biết nhiệt độ khí nạp ............................................................................................. 103
4.3.2.8. Sơ đồ kết nối cảm biến nhiệt độ nước ................................................................................................ 103
4.3.2.9. Sơ đồ kết nối cảm biến nhiệt độ dầu .................................................................................................. 104
4.3.3. QUY TRÌNH GÁ ĐẶT CÁC CHI TIẾT LÊN KHUNG ......................................................................... 104
4.3.4. VẬN HÀNH MÔ HÌNH............................................................................................................................ 104
4.3.4.1. Những lưu ý trước khi vận hành......................................................................................................... 104
4.3.4.2. Vận hành. ........................................................................................................................................... 105
4.3.5. THỰC HÀNH KIỂM TRA CƠ BẢN TRÊN MÔ HÌNH ........................................................................ 106
4.3.5.1. Kiểm tra điện trở các cảm biến........................................................................................................... 106
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
4.3.5.2.Kiểm tra cảm biến áp suất trên đường ống nạp ................................................................................... 106
4.3.5.3.Tìm Pan với hệ thống tự chẩn đoán..................................................................................................... 108
KẾT LUẬN ................................................................................................................................................... 113
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................................. 114
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
LỜI NÓI ĐẦU
Trong giai đoạn hiện nay ngành ôtô có vai trò r quan trọng trong nền kinh tế quốc
ất
dân, ôtô được sử dụng trong nhiều ngành kinh tế như: vận tải, xây dựng, du lịch… Cùng
với sự phát triển vượt bậc của mình ngành công nghệ ôtô ngày càng khẳng định vai trò
quan trọng không thể thiếu trong sự phát triển của một quốc gia.
Nhờ sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật và công nghệ , ngành ôtô đã
không ngừng tự làm mới mình để đáp ứng được những yêu cầu bức thiết trong vấn đề sử
dụng. Ngành ôtô đã có những bước tiến bộ vượt bậc về thành tựu kỹ thuật mới như: Điều
khiển điện tử và kỹ thuật bán dẫn cũng như các phương pháp tính toán hiện đại… đều
được áp dụng trên ôtô. Khả năng cải tiến, hoàn thiện và nâng cao để đáp ứng mục tiêu
chủ yếu về tăng năng suất, vận tốc, tải trọng có ích, tăng tính kinh tế, giảm cường độ cho
người lái, tính tiện nghi sử dụng cho khách hàng và giảm tối ưu lượng nhiên liệu.
Việc giảm tối ưu lượng nhiên liệu mà công suất của động cơ vẫn đảm bảo đang là
vấn đề bức thiết và là nhu cầu hàng đầu trong mục đích sử dụng của khách hàng. Công
nghệ phun nhiên liệu điện tử đã ra đời và đáp ứng được mục đích sử dụng. Cùng với công
nghệ phun xăng điện tử, công nghệ phun Diesel điện tử cũng đã được nghiên cứu và ứng
dụng trong ngành ôtô.
Sau 4 năm học tập và rèn luyện tại trường chúng em đã được khoa tin tưởng giao cho
đề tài “ Nghiên Cứu, Kiểm Tra Và Chẩn Đoán Hệ thống Diesel Điện Tử ”. Đây là một
đề tài còn mới mẻ và có nhiều khó khăn. Với sự cố gắng của bản thân và dưới sự hướng
dẫn tận tình của thầy Đinh Ngọc Ân và thầy Lê Trí Quang cùng với sự giúp đỡ của các
thầy cô trong Khoa Cơ Khí Động Lực và công ty Cổ Phần Thiết Bị Và Phát Triển Công
Nghệ ACT, chúng em đ hoàn thành đề tài với nội dung đáp ứng được yêu cầu đưa ra.
ã
Tuy nhiên trong quá trình làm, với khả năng và trình độ còn hạn chế nên không thể tránh
khỏi thiếu sót. Vì vậy chúng em rất mong sự góp ý của các thầy trong khoa và các bạn
trong lớp cũng như các bạn có sự đam về đề tài này để đề tài này được hoàn thiện hơn
nữa.
Chúng em xin chân thành c ơn các thầy cô trong khoa, đặc biệt là các thầy giáo:
ảm
Đinh Ngọc Ân , thầy Lê Trí Quang và công ty Cổ Phần Thiết Bị Và Phát Triển Công
Nghệ ACT đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn chúng em hoàn thành đề tài này.
Chúng em xin chân thành cám ơn !
Nhóm sinh viên thực hiện:
Hà Đình Dũng
Phạm Trường Duyệt
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
PHẦN 1 : TỔNG QUAN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ
1.1. ĐẶC ĐIỂM LÀM VIỆC CỦA CÁC ĐỘNG CƠ DIESEL.
Động cơ Diesel cũng là một loại động cơ đốt trong kiểu piston, trong quá trình c
ấp
nhiên liệu hòa trộn hỗn hợp và cháy được thực hiện chủ yếu trong thể tích buồng cháy
động cơ.
Hình 01 : Động cơ Diesel
Nguyên lý hoạt động của động cơ Diesel:
+, Động cơ 4 kỳ:
- Kỳ thứ nhất ( kỳ nạp): Piston chuyển
động từ ĐCT đến ĐCD. Không khí có áp suất
thấp Pk = 130 ÷ 390 kPa đưc máy nén cấp
ợ
vào xylanh qua xupap n 1. Để đảm bảo
ạp
lượng không khí nạp vào xylanh lớn nhất với
tổn thất áp suất nhỏ xupap nạp được mở trước
khi piston đ ĐCT với góc mở sớm xupap
ến
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
nạp φns và đóng mu với góc đóng muộn
ộn
sau ĐCD φnm. Góc toàn b ứng với xupap
ộ
nạp ở trạng thái mở φn= 250÷ 2800 TK (góc
quay tr c khuỷu). Trên đồ thị (Hình 02)
ụ
hành trình nạp được ứng với đường r – a. Ở
cuối hành trình nạp, không khí trong xylanh
đạt trị số Pa= 130÷ 390 KPa, ta = 40÷ 1300
C.
- Kỳ thứ 2 ( kỳ nén) : Piston chuyển
động từ ĐCD đến ĐCT, nén không khí trong
xylanh. hành trình nénđược tính toán sao
cho các thông s khí nén được nén đến giá
ố
trị đảm bảo bốc cháy nhiên liệu. Áp suất và
nhiệt độ không khí cuối hành trình nén tăng
lên ến giá tr P c= 4500÷ 8000 KPa,
đ ị
tc= 530÷ 730 C. Khi đó nhiệt độ của khí nén
0
cao hơn nhiệt độ tự bốc cháy của nhiên liệu
từ 160÷ 2000C. Hành trình nén được biểu thị
bằng đường cong a – c trên đồ thị chỉ thị
(Hình 02).
- Kỳ thứ 3 ( kỳ cháy và giã n nở ):
Nhiên liệu được phun sớm vào xylanh trước
khi piston đến ĐCT. Góc phun sớm được tính
toán, lựa chọn để các phản ứng lý hóa của
nhiên liệu được diễn ra sao cho hỗn hợp bốc
cháy khi pistonở ĐCT. Đoạn đồ thị c – z
ứng với thời kỳ cháy nhiên liệu (Hình 02).
Do cháy nhiên liệu tại ĐCT, áp suất môi chất
tăng lên ới P z= 6000÷ 14000 KPa và nhiệt
t
độ là tz= 1450÷ 17300C. Đường z’ – b trên
đồ thị(Hình 02) ứng với hành trình giãn nở.
Cuối hành trình giãn nở ( điểm b, áp suất và
nhiệt độ khí cháy giảm : Pb= 350÷ 800 KPa
nhiệt độ là tb= 630÷ 9300C.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
- Kỳ thứ 4 ( kỳ xả): Piston dịch chuyển
từ ĐCT đến ĐCD. Hành trình xả được bắt
đầu từ thời điểm mở xupap xả 2. Xupap xả
được mở trước khi piston đến ĐCD gọi là
góc mở sớm φms nhờ vậy làm sạch sản vật
cháy trong xylanh tốt hơn. Khí xả tiếp tục xả
ra trong su t quá trình xả và kết thúc khi
ố
đóng xupap x sau ĐCT. Góc đóng muộn
ả
hơn soới v điểm chết trên khoảng
40 ÷ 700TK. hành trình xả khí trong xylanh
được ứng với đoạn b- r. Trên đồ thị (Hình 02) khí xả được giãn nở, sinh công trong
tuabin và năng lượng của chúng được sử dụng để dẫn động máy nén, nén không khí trước
khi nạp vào xylanh.
Hình 02 : Sơ đồ chu trình công tác của động cơ 4 kỳ
a, hành trình nạp; b, hành trình nén; c, hành trình cháy và giãn nở; d, hành trình xả
1, xupap hút; 2, xupap xả.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
Hình 03 : Đồ thị chỉ thị mở (a) và đồ thị pha phối khí (b) của động cơ 4 kỳ.
r’a’- quá trình nạp; a’c- quá trình nén; czz’b’- quá trình cháy và giãn nở; b’r”- quá trình xả;
rr’- quá trình trùng điệp; hc’- góc phun sớm; cc’- góc bắt đầu cháy; hc- góc cháy trì hoãn;
fx, fn- tiết diện lưu thông cửa xả và cửa nạp; ra- hành trình nạp; ac- hành trình nén;
czz’b- hành trình cháy và giãn nở; br- hành trình xả.
Trên hình vẽ 03 trình bày toàn bộ đồ thị chỉ thị hành trình làm việc của động cơ 4 kỳ
có tăng áp gồm các hành trình: r – a ( nạp), a- c ( nén), c- b ( cháy nhiên liệu và giãn nở
sản phẩm cháy), b- r ( xả sản vật cháy).
1.2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG DIESEL VÀ DIESEL ĐIỆN
TỬ.
Ra đời sớm nhưn g động cơ Diesel không phát triển như động cơ xăng do gây ra
nhiều tiếng ồn, khí thải bẩn. Tuy nhiên cùng với sự phát triển của kỹ thuật công nghệ, các
vấn đề được giải quyết và Diesel ngày càng trở nên phổ biến và hữu dụng hơn.
Khí thải động cơ Diesel là một trong những thủ phạm gây ô nhiễm môi trường. Động
cơ Diesel với tính hiệu quả kinh tế hơn là động cơ xăng, tuy nhiên vấn đề về tiếng ồn và
khí thải vẫn là những hạn chế trong sử dụng động cơ Diesel.
Động cơ Diesel được phát minh vào năm 1892 nhờ Rudolf Diesel hoạt động theo
nguyên lý tự cháy. Ở gần cuối quá trình nén, nhiên liệu được phun vào buồng cháy động
cơ để hình thành hòa khí rồi tự bốc cháy. Đến năm 1927 Robert Bosch mới phát triển
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
bơm cao áp ( bơm phun Bosch lắp cho động cơ Diesel trên ôtô thương mại và ô tô khách
vào năm 1936).
Hệ thống nhiên liệu Diesel không ngừng được cải tiến với các giải pháp kỹ thuật tối
ưu nhắm làm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm và suất tiêu hao nhiên liệu. Các nhà động
cơ Diesel đã đề ra nhiều biện pháp khác nhau về k ỹ thuật phun và điều khiển quá trình
cháy nhằm hạn chế các chất ô nhiễm. Các biện pháp chủ yếu tập chung vào giải quyết các
vấn đề:
-Tăng tốc độ phun để giảm nồng độ bồ hóng do tăng tốc hòa trộn nhiên liệu không
khí.
- Tăng áp suất phun, đặc biệt là đối với động cơ phun trực tiếp.
- Điều chỉnh dạng quy luật phun theo khuynh hướng kết thúc nhanh quá trình phun
để làm giảm HC.
- Biện pháp hồi lưu một bộ phận khí xả.
Hiện nay các nhược điểm đó đã được khắ c phục bằng cách cải tiến một số bộ phận
của hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử như:
- Bơm cao áp điều khiển điện tử.
- Vòi phun điện tử.
- Ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao ( ống Rail).
Năm 1986 Bosh đã đưa ra thị trường việc điều khiển điện tử cho hệ thống cung cấp
nhiên liệu Diesel được gọi là hệ thống nhiên liệu Common Rail. Cho đến ngày nay hệ
thống cung cấp nhiên liệu Common Rail đã được hoàn thiện. Trong động cơ Diesel hiện
đại áp suất phun được thực hiện cho mỗi vòi phun một cách riêng rẽ, nhiên liệu áp suất
cao được chứa trong ống chứa ( Rail) hay còn gọi là “ắc quy thủy lực” và được phân phối
đến từng vòi phun theo yêu cầu. So với các hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel thông
thường thì Common Rail Diesel đã đáp ứng và giải quyết được những vấn đề:
- Giảm tối đa mức độ tiếng ồn.
- Nhiên liệu được phun ra với áp suất rất cao nhờ kết hợp điều khiển điện tử, áp suất
phun có thể đạt tới 184 MPa. Thời gian phun cực ngắn và tốc độ phun cực nhanh (khoảng
1,1 ms).
- Có thể thay đổi áp suất phun và thời điểm phun tùy theo chế độ làm việc của động
cơ.
- Tiết kiệm nhiên liệu.
- Giảm mức ô nhiễm môi trường.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
1.3. PHÂN LOẠI ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ.
1.3.1. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ.
Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử
Hệ thống nhiên liệu Hệ thống nhiên liệu Diesel Hệ thống nhiên liệu
Diesel điện tử với Bơm điện tử với Ống phân phối – Diesel điện tử
cao áp Common Rail System (CRS) BơmVòi phun kết hợp
(Có thể phân loại theo bơm áp cao)
Bơm Bơm Bơm Loại 2 Loại 3 Loại 4 Loại Loại
PE VE VE Piston Piston Piston EUI HEUI
Điện Điện Điện
tử tử tử
điều điều điều
khiển khiển khiển
bằng bằng bằng
cơ cấu cơ cấu van xả
điều điều áp
ga ga
điện điện
từ từ
Bơm VE Bơm VE
1 Piston nhiều Piston
hướng trục hướng kính
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
1.3.2. ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ
1.3.2.1. Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử l oại bơm dãy ( PE) điện tử điều khiển
bằng cơ cấu điều ga điện từ
- Điều chỉnh lượng nhiên liệu phun bằng điều khiển hành trình thanh răng nhờ cơ cấu
điều ga điện từ.
- Điều chỉnh góc phun sớm hay muộn bằng cảm biến tốc độ động cơ.
1.3.2.2. Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử loại bơm phân phối ( VE) điện tử điều
khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ
- Áp suất phun đạt xấp xỉ là 80 MPa.
- Cấu tạo gần giống với bơm VE thông thường.
- Điều chỉnh lượng phun nhiên liệu bằng cơ cấu điều ga điện từ ( không dùng bộ điều
tốc như bơm VE thông thường).
- Điều khiển góc phun sớm hay muộn bằng van điều khiển thời điểm phun.
1.3.2.3. Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử với Bơm VE điện tử điều khiển bằng van
xả áp loại 1 Piston hướng trục
- Áp suất phun đạt xấp xỉ là 130 MPa.
- Vẫn phải có bơm sơ cấp, khớp chữ thập dẫn động cam đĩa, vành con lăn, cam đĩa,
piston, van tắt máy, cơ cấu điều khiển phun sớm.
- Không có quả ga, piston không có lỗ ngang.
- Điều chỉnh lượng phun nhiên liệu bằng van xả áp thông khoang xylanh với khoang
bơm .
- Điều khiển góc phun sớm hay muộn bằng van điều khiển thời điểm phun.
1.3.2.4. Đặc điểm Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử với Bơm VE điện tử điều khiển
bằng van xả áp loại nhiều Piston hướng kính
- Vẫn phải có một bơm sơ cấp để tạo ra áp suất sơ cấp nạp vào trong khoang bơm.
- Áp suất cao hơn với loại piston hướng trục.
- Hệ thống tạo áp suất nhiên liệu và phân phối nhiên liệu khác so với loại hướng trục.
- Điều khiển lượng phun bằng một van xả áp loại trực tiếp.
1.3.2.5. Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử với Ống phân phối – Common Rail
System ( CRS)
- Áp suất phun rất cao ( 1300 ÷ 2200kg / cm 2 ).
- Thời gian phun cực ngắn, tốc độ phun cực nhanh ( 1,1 ms = 1 lần phun mồi + 1 l ần
phun chính thức ).
- Các chi tiết trong hệ thống cao áp được chế tạo một cách rất chính xác ( khe hở
giữa kim phun và xylanh phun là: 0,5÷ 2 µm ).
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
1.3.2.6. Hệ thống nhiên liệu Diesel EUI (Electronic Control Unit Injection )
Vòi phun với áp suất cao, tạo ra áp suất phun lên tới 207 MPa, ở tốc độ định mức nó
phun tới 19 lần/s. Áp suất cao được tạo ra là do trục cam tác động vào vòi phun thông
qua vấu cam hoặc có thêm cơ cấu đòn gánh.
Môdun điều khiển điện tử ECM xác định thời điểm và lượng nhiên liệu cần phun . .
1.3.2.7. Hệ thống nhiên liệu Diesel HEUI
HEUI ( Hydraulically Actuated Electronically Controlled Unit Injector – Tác động
thủy lực điều khiển điện tử ).
HEUI cũng được điều khiển bằng Môdun ECM. Phun nhiên liệu bằng áp suất dầu từ
800 đến 3000 Psi được bơm cao áp đưa vào vòi phun . Quá trình phun được điều khiển
bằng van điện từ nhận tín hiệu điều khiển từ ECM.
Áp suất phun đối với hệ thống nhiên liệu HEUI không phụ thuộc vào tốc độ động cơ,
mà được điều khiển bằng điện tử.
Hệ thống HEUI cho phép nâng cao hi u suất làm việc của động cơ, tiết kiệm nhiên
ệ
liệu và giảm thiểu các tổn thất cũng như tiếng ồn của động cơ.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
PHẦN 2 : CÁC HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ
2.1 . HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI BƠM CAO ÁP
2.1.1. LOẠI BƠM PE ( BƠM D ) ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ CẤU
ÃY
ĐIỀU GA ĐIỆN TỪ.
Về cơ bản các chi tiết của bơm PE điện tử có cấu tạo và hoạt động giống như bơm PE
thông thường, chỉ khác ở chỗ là:
- Đối với bơm PE thông thường cơ cấu điều chỉnh lượng nhiên liệu phun là thanh
răng và bộ điều tốc.
- Còn với bơm PE điện tử, để điều chỉnh lượng nhiên liệu phun thì ECU sẽ tiếp
nhận các tín hiệu từ các cảm biến sau đó sẽ gửi tín hiệu điều khiển cho cơ cấu
điều ga điện từ để thay đổi vị trí thanh răng ( hay thay đổi tốc độ động cơ).
Hình 04: Bơm cao áp PE
Hoạt động của bơm:
Khi ôtô máy kéo làm vi c , tải trọng trên động cơ luôn thay đổi. Nếu thanh răng của
ệ
bơm cao áp giữ nguyên một chỗ thì khi tăng tải trọng, số vòng quay của động cơ sẽ giảm
xuống, còn khi tải trọng giảm thì số vòng quay tăng lên. Điều đó dẫn đến trước tiên làm
thay đổi tốc độ của ôtô máy kéo, thứ hai là động cơ buộc phải làm việc ở những chế độ
không có lợi.
Để giữ cho số vòng quay trục khuỷu động cơ không thay đổi khi chế độ tải trọng khác
nhau thì đồng thời với sự tăng tải cần phải tăng lượng nhiên liệu cấp vào xylanh, còn khi
giảm tải thì giảm lượng nhiên liệu cấp vào xylanh.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
Khi luôn luôn có ự thay đổi tải trọng thì không thể dùng tay mà điều điều chỉnh
s
lượng nhiên liệu cấp vào xylanh. Công việc ấy được thực hiện tự động nhờ một thiết bị
đặc biệt trên bơm cao áp gọi là cơ cấu điều ga điện từ .
Cơ cấu điều ga làm nhiệm vụ :
- Điều hoà tốc độ động cơ dù có tải hay không tải (giữ vững một tốc độ hay trong
phạm vi cho phép tuỳ theo loại) có nghĩa là lúc có tải hay không tải đều phải giữ một tốc
độ động cơ trong lúc cần ga đứng yên.
- Đáp ứng được mọi vận tốc theo yêu cầu của động cơ.
- Phải giới hạn được mức tải để tránh gây hư hỏng máy.
- Phải tự động cắt dầu để tắt máy khi số vòng quay vượt quá mức ấn định.
2.1.2. LOẠI BƠM VE ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ CẤU ĐIỀU GA ĐIỆN
TỪ
2.1.2.1. Cấu tạo.
Cấu tạo bơm VE điện tử điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ ( Hình 05) về cơ bản
giống bơm VE hướng trục loại thường. Ở đây thay cho hệ đòn dẫn ga và bộ điều tốc ly
tâm người ta bố trí 1 cơ cấu điều ga điện từ. Bộ điều khiển phun sớm cũng giống như loại
bơm thường nhưng có thêm van điện điều khiển phun sớm. ( Chi tiết về cơ cấu và hoạt
động của chúng được trình bày ở mục sau)
Hình 05 : Bơm cao áp với cơ cấu điều ga điện từ
1. Trục bơm 8. Van triệt hồi
2. Bơm sơ cấp 9. Piston bơm
3. Vành con lăn 10.Xilanh bơm
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
4. Bộ điều khiển phun sớm 11.Van điện từ cắt nhiên liệu
5. Cam đĩa 12. Cơ cấu điều ga
6. Quả ga 13. Cảm biến mức ga
7. Van điện từ điều khiển phun sớm 14. Chốt điều khiển quả ga
2.1.2.2. Hoạt động .
Bơm sơ cấp hút nhiên liệu từ bình và nén trong thân bơm tới áp suất p1 và sử dụng
một piston để đưa nhiên liệu áp suất cao tới mỗi vòi phun bằng chuyển động tịnh tiến và
quay.
Cơ cấu điều ga điều khiển lượng phun và công suất động cơ. Cơ cấu điều ga điện từ
có chức năng kiểm soát tốc độ tối đa của động cơ để ngăn động cơ chạy quá tốc độ và giữ
ổn định tốc độ chạy không tải.
Cơ cấu điều khiển phun sớm sử dụng một van TCV để thực hiện điều khiển phun
sớm
Khi bật khóa điện ON, van điện từ cắt nhiên liệu mở đường dầu từ khoang bơm đến
khoang xilanh. Bơm sơ cấp quay hút nhiên liệu từ bình nhiên liệu, qua bô lắng đọng nước
và bộ lọc nhiên liệu, đi vào khoang bơm tạo ra áp suất sơ cấp p1.
Trong hành trình đi xuống ( sang trái ) của piston rãnh xẻ ở đầu piston trùng với cửa
nạp thì dầu có áp suất p1 từ khoang bơm được đưa vào khoang xi lanh
Trong hành trình piston vừa quay vừa đi lên thì phần không có rãnh xẻ ở đầu piston
che lấp cửa nạp dầu . Khi đó dầu trong khoang xilanh bị nén tạo áp suất tăng theo biến
dang cam.
Khi áp suất nén trong khoang xilanh đủ lớn thì van triệt hồi mở , dầu cao áp được đưa
đến vòi phun qua ống cao áp, từ đó nhiên liệu được vòi phun phun vào buồng cháy
Trong hành trình tiếp theo quá trình nạp, nén và phun nhiên liệu cũng được thực hiện
tương tự như ở một xilanh khác của động cơ. Việc này được thực hiện nhờ một lỗ trích
giữa piston bơm ( gọi là cữa chia dầu) và đầu chia của bơm.
2.1.2.3. Một số cơ cấu và đặc điểm khác của bơm.
a. Bơm sơ cấp ( Hình 06)
Bơm sơ cấp kiểu cánh gạt bao gồm 4 cánh gạt và một roto. Trục dẫn động quay roto
và nhờ có lực ly tâm mà các cánh gạt ép nhiên liệu lên thành trong của buồng áp suất. Do
trọng tâm của roto lệch so với tâm của buồng nén nên nhiên liệu giữa các cánh gạt bị nén
và đẩy ra ngoài.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
Hình 06 : Bơm sơ cấp và van điều chỉnh
b. Đặc điểm của piston bơm và cách chia dầu ( phân phối dầu)
Piston có 4 rãnh hút, một cửa phân phối, một cửa tràn và một rãnh cân bằng áp suất.
Cửa tràn và cửa phân phối đặt thẳng hàng với lỗ vào ở tâm piston.
Nhiên liệu được đẩy từ khoang bơm qua rãnh của piston vào khoang bơm ( xem hình
07) .
Hình 07 : Piston bơm cao áp
c. Cơ cấu điều ga điện từ
Cấu tạo
Trên hình 08 trình bày cơ cấu điều ga điện từ của bơm VE 1 piston hướng trục ( hình
08a) và của bơm dãy điện tử ( hình 08b).
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
Hình 08 : Cơ cấu điều ga điện từ
a. Cơ cấu điều ga của bơm VE b. Cơ cấu điều ga của bơm PE
1.Trống lớn 1. Trục cam
2.Lò xo hồi vị của trống lớn 2. Cơ cấu điều ga điện từ
3.Trống nhỏ 3. Lò xo hồi vị
4.Cuộn hút 4. ECU
5.Quả ga 5. Cảm biến tốc độ
6.Piston bơm cao áp 6. Lõi thép di động( gắn với thanh răng)
7. Lõi thép cố định
8. Cuộn dây
Hoạt động
Hoạt động của cơ cấu điều ga điện từ trong bơm VE :
Khi ECU gửi xung →cuộn dây → Sinh ra từ trường→ trống lớn→xoay → trống nhỏ
xoay → chốt lệch tâm gạt quả ga trên piston làm thay đổi hành trình bơm( hành trình hữu
ích ).
Lực từ trường do cuộn dây sinh ra sẽ tác động lên một trống lớn và để cân bằng với
lực từ trường thì lò xo hồi vị được lắp đối diện ở phía kia của trống lớn. Trống lớn có một
trục được lắp lệch tâm và trục này được lắp với một trống nhỏ, trên trống nhỏ lại có một
chốt lệch tâm được cắm vào lỗ trên quả ga.
Khi người lái xe muốn thay đổi công suất và tốc độ của động cơ thì người lái xe tác
động lên bàn đạp ga và thông qua cảm biến chân ga gửi tín hiệu ( hay ý nguyện của người
lái ) gửi về ECU và ECU nhận thêm một số tín hiệu khác như: Ne, THW, VG… Để xuất
ra những chuỗi xung có tỷ lệ thường trực thay đổi cấp cho cuộn điều khiển của cơ cấu
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
điều ga tạo nên từ trường có lực từ trường biến thiên tác động vào trống lớn. Từ trường sẽ
tác động vào trống lớn làm cho trống lớn xoay một góc, kéo theo trống nhỏ cũng bị xoay
đi một góc. Khi đó chốt lệch tâm trên trống nhỏ sẽ gạt quả ga tiến lên hay lùi lại để điều
chỉnh lượng nhiên liệu phun.
Hoạt động của cơ cấu điều ga điện từ trong bơm PE :
Khi ECU gửi xung →cuộn dây → Sinh ra từ trường → lõi thép di động →dịch chuyển
sang trái hay phải → kéo theo thanh răng dịch chuyển làm thay đổi hành trình bơm( hành
trình hữu ích ).
Từ trường sẽ tác động vào thanh răng làm cho thang răng tiến về chiều giảm hay tăng
( phải hay trái ) kéo theo tốc độ động cơ thay đổi
ECU sẽ tiếp nhận các tín hiệu từ các cảm biến từ đó tính toán để đưa ra lượng phun
phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ .
2.1.3. LOẠI BƠM VE ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN BẰNG VAN XẢ ÁP.
2.1.3.1. Bơm VE điện tử một piston hướng trục
a. Đặc điểm và cấu trúc
Hình 9: Cấu trúc của bơm piston hướng trục
Loại bơm VE này phải có:
+ Bơm sơ cấp, khớp chữ thập dẫn động cam, vành cam lăn, cơ cấu điều khiển phun
sớm.
+ Tuy nhiên không có quả ga và piston không có lỗ ngang.
+ Có thêm van xả áp và van điều khiển phun sớm, cảm biến tốc độ, các điện trở hiệu
chỉnh…
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
