Đồ Án tốt nghiệp common rail

MỤC LỤC 3 LỜI CẢM ƠN 7 CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU DIESEL PHUN DẦU TRÊN Ô TÔ. 8 1.1. Lịch sử hình thành và phát triển về hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel trên ô tô. 8 1.2. Phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel phun dầu. 9 1.2.1. Hệ thống nhiên liệu diesel dùng bơm PE (bơm thẳng hàng). 9 1.2.1.1. Sơ đồ cấu tạo. 9 1.2.1.2. Nguyên lý hoạt đông. 10 1.2.1.3. Bơm PE. 10 1.2.2.1. Cấu tạo. 13 1.2.2.2. Nguyên lý hoạt động. 13 1.2.2.3. Bơm VE. 14 1.2.3. Hệ thống điều khiển nhiên liệu diesel điện tử EFI diesel thông thường. 16 1.2.4. Hệ thống EFI diesel loại ống phân phối. 18 1.3. Các hệ thống cung cấp nhiên liệu dầu diesel trên xe ô tô. 19 1.3.1. Điều tốc cơ khí. 19 1.3.2. Điều tốc điện tử. 20 1.3.3. Điều tốc bằng motor ga. 21 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU DIEZEL COMMON RAIL DENSO TRÊN XE TẢI HINO 24 2.1. Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diezel Common rail Denso trên xe tải Hino. 24 2.1.1. Các bộ phận chính của hệ thống common rail. 24 2.1.2. Nguyên lý hoạt động 24 2.2. Hệ thống điều khiển 27 2.2.1. Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ. 27 2.2.2. ECU động cơ 28 2.2.3. EDU động cơ. 28 2.2.4. Van định lượng dầu (SCV). 29 2.2.5. Vòi phun diesel. 36 2.2.6. Cảm biến áp suất môi trường. 37 2.2.7. Cảm biến áp suất diesel (cảm biến áp suất ống phân phối) 38 2.2.8. Cảm biến vị trí trục khuỷu (Cảm biến tốc độ động cơ) 38 2.2.9. Cảm biến trục cam 39 2.3. Chức năng các thành phần công tác của hệ thống. 40 2.3.1. Bơm cao áp 40 2.3.1.1. Bơm cao áp HP3. 40 2.3.2. Bơm tiếp vận (bơm cấp) 45 2.3.3. Vòi phun. 46 2.3.4. Van giới hạn áp suất (van limit) 48 2.3.5. Van 1 chiều 49 2.3.6. Ống phân phối (ống rail). 50 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG BƠM CAO ÁP VÀ KIM PHUN TRÊN XE TẢI HINO. 51 3.1. Những hư hỏng thường gặp trong hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel. 51 3.2. Phương pháp phát hiện hư hỏng bơm cao áp và kim phun trên xe tải Hino. 56 3.2.1. Phương pháp kiểm tra bơm cao áp 56 3.2.2. Kiểm tra van SCV 57 3.2.3. Kiểm tra vòi phun 58 3.3. Phương pháp và thiết bị chuẩn đoán lỗi bơm cao áp và kim phun trên xe tải hino. 61 3.3.1. thiết bị mô phỏng kim phun. 61 3.3.2. Kiểm tra kim phun. 62 3.3.3. thiết bị chẩn đoán lỗi Gscan 2 (OBD) 63 3.3.4. Quy trình chẩn đoán lỗi P0192 và P0193. 64 KẾT LUẬN 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 69

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THÀNH ĐÔ

KHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

ThS Phạm Viết XuânNguyễn Đình Huynh; MSSV: 2000227Lê Hoài Nam; MSSV: 2000017

Hà Nội, năm 2024BẢNG CHỮ VIẾT TẮT

Tên viết tắt Tên tiếng anhÝ nghĩa

EDU Electronic Driving Unit Bộ khuếch đại tiến hiệu điện

Phần tử điện trở từ

EFI Electronic Fuel Injection Phun nhiên liệu điện tử

tử dạng ống phân phối.

MỤC LỤC 3LỜI CẢM ƠN 7CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆUDIESEL PHUN DẦU TRÊN Ô TÔ 81.1 Lịch sử hình thành và phát triển về hệ thống cung cấp nhiên liệu dieseltrên ô tô 8

1.2 Phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel phun dầu 9

1.2.1.Hệ thống nhiên liệu diesel dùng bơm PE (bơm thẳng hàng) 9

1.2.1.1 Sơ đồ cấu tạo 9

1.2.1.2 Nguyên lý hoạt đông 101.2.4.Hệ thống EFI diesel loại ống phân phối 18

1.3 Các hệ thống cung cấp nhiên liệu dầu diesel trên xe ô tô 19

1.3.1.Điều tốc cơ khí .19

1.3.2.Điều tốc điện tử 20

1.3.3.Điều tốc bằng motor ga 21

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆUDIEZEL COMMON RAIL DENSO TRÊN XE TẢI HINO 24

2.1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diezel Common rail Denso trên xe tải Hino.

2.2.4.Van định lượng dầu (SCV) 29

2.2.5.Vòi phun diesel 36

2.2.6.Cảm biến áp suất môi trường 37

2.2.7.Cảm biến áp suất diesel (cảm biến áp suất ống phân phối) 38

2.2.8.Cảm biến vị trí trục khuỷu (Cảm biến tốc độ động cơ) 38

2.3.3.Vòi phun 46

2.3.4.Van giới hạn áp suất (van limit) 48

2.3.5.Van 1 chiều 49

2.3.6.Ống phân phối (ống rail) 50

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG BƠM CAOÁP VÀ KIM PHUN TRÊN XE TẢI HINO 51

3.1 Những hư hỏng thường gặp trong hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel 51

3.2 Phương pháp phát hiện hư hỏng bơm cao áp và kim phun trên xe tảiHino.563.2.1 Phương pháp kiểm tra bơm cao áp 56

3.2.2 Kiểm tra van SCV 57

3.2.3 Kiểm tra vòi phun 58

3.3 Phương pháp và thiết bị chuẩn đoán lỗi bơm cao áp và kim phun trên xetải hino 61

3.3.1 thiết bị mô phỏng kim phun 61

3.3.2 Kiểm tra kim phun 62

3.3.3 thiết bị chẩn đoán lỗi Gscan 2 (OBD) 63

3.3.4 Quy trình chẩn đoán lỗi P0192 và P0193 64

KẾT LUẬN 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ diesel dùng bơm cao áp tập trung PE 13

Hình 1.3 Cấu tạo của một chi tiết bơm PE 14

Hình 1.4 Nguyên tắc hoạt động của bơm cao áp PE 15

Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu bơm cao áp phân phối trang bị bộ điều tốc cơ khí 16

Hình 1.6 Kết cấu bơm cao áp phân phối VE 17

Hình 1.7 Nguyên lý làm việc của bơm cao áp VE 18

Hình 1.7 sơ đồ cấu tạo hệ thống EFI- diesel loại thông thường 20

Hình 1.8 Sơ đồ hệ thống EFI loại ống phân phối 21

Hình 1.9: Cấu tạo hệ bộ điều tốc cơ khí 22

Hình 1.10: Bộ điều tốc điện tử 23

Hình 1.11 Cấu tạo hệ thống điều khiển bướm ga điện tử 25

Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát hệ thống common rail denso 27

Hình 2.3 Sơ đồ điều khiển điện động cơ 30

Hình 2.4 ECU động cơ 31

Hình 2.5 Tổng quan về EDU 31

Hình 2.6 Hoạt động của EDU 32

Hình 2.7 Cấu tạo van SCV loại thường mở của bơm HP3 33

Hình 2.8 Xungđiện điều khiển của van SCV loại thường mở 34

Hình 2.9 Van SCV truyền thống mở lớn (loại thường mở) 34

Hình 2.10 Van SCV “compact mở lớn (loại thường mở) 35

Hình 2.11 Van SCV truyền thống mở ít (loại thường mở) 35

Hình 2.12 Van SCV loại “compact” mở ít (loại thường mở) 36

Hình 2.13 Van SCV loại thường đóng 36

Hình 2.14 Xung điện điều khiển của van SCV loại thường đóng 37

Hình 2.15 Van SCV truyền thống mở lớn (loại thường đóng) 37

Hình 2.16 Van SCV loại “compact” mở lớn (loại thường đóng) 38

Hình 2.17 Van SCV mở ít truyền thống (loại thường đóng) 38

Hình 2.18 Van SCV “compact” mở ít (loại thường đóng) 38

Hình 2.19 Mạch kích hoạt kim phun 39

Hình 2.20 Cảm biến áp suất môi trường 40

Hình 2.21 Sơ đồ dòng điện và biểu đồ của cảm biến áp suất diesel 41

Hình 2.22: Sơ đồ hệ thống cảm biến áp suất nhiên liệu đôi 41

Hình 2.23: Sơ đồ cấu tạo và mạch điện cảm biến trục khuỷu 42

Hình 2.24: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý cảm biến trục cam trên động cơ J05D và j08E 42

Hình 2.25: Biểu đồ xung cảm biến trục khuỷu và cảm biến trục cam 43

Hình 2.26: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 43

Hình 2.27: Các bộ phận chính của bơm cao áp HP3 44

Hình 2.28: Cấu tạo chi tiết các bộ phận bơm cao áp HP3 45

Hình 2.30: Hoạt động bơm cao áp HP3 47

Hình 2.31: Cấu tạo bơm cấp 48

Hình 2.32 Vòi phun động cơ J05D và J08E đời 2010 49

Hình 2.33 Các điểm phun và áp suất tương ứng 49

Hình 2.34: Cấu tạo tổng quan kim phun 50

Hình 2.35: Hoạt động phun nhiên liệu của kim phun 51

Hình 2.36: Sơ đồ phun chia với 5 lần phun 52

Hình 2.37: Hoạt động của van giới hạn áp suất 52

Hình 2.38: Cấu tạo van 1 chiều 53

Hình2.39: Van 1 chiều mở 53

Hình 2.40: Van 1 chiều đóng 53

Hình 2.41: Ống phân phối nhiên liệu 54

Hình 3.1: Sơ đồ mạch cảnh báo nước trong nhiên liệu 56

Hình 3.2: Mạch cảnh báo nghẹt lọc nhiên liệu 56

Hình 3.3: Lọc nhiên liệu 57

Hình 3.4: Dấu hiệu trực quan 57

Hình 3.5: Sơ đồ kiểm tra bơm cao áp 60

Hình 3.6: Cách đo lượng dầu hồi 60

Hình 3.7: Kiểm tra van SCV 61

Hình 3.8: Kiểm tra vòi phun 62

Hình 3.9: Sơ đồ kiểm tra vòi phun 62

Hình 3.10: Đo lượng dầu hồi 63

Hình 3.11: Sơ đồ kiểm tra vòi phun 63

Hình 3.12: Bình đo chứa nhiên liệu 64

Hình 3.13: Thiết bị mô phỏng common rail injector tester 64

Hình 3.14: Cấu trúc thiết bị 66

Hình 3.15: Thiết bị chẩn đoán lỗi ô tô Gscan 2 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

LỜI CẢM ƠN

Thời gian trôi qua nhanh đến nỗi đã bốn năm chúng tôi rời xa gia đình, quê hương để lên thành phố náo nhiệt học tập tại trường Đại học Thành Đô Ngày đầu tiên khai giảng, mọi thứ xung quanh chúng tôi thật lạ lùng và đầy bất ngờ Chúng em thấy trường rất rộng, việc tìm đường vào lớp là một khó khăn lớn đối với chúng em, đi từ cổng trường vào lớp rất khó khăn…Rồi những ngày học trôi qua, với sự giúp đỡ, động viên nhiệt tình của thầy cô và bạn bè, dần dần chúng em đã làm quen với mọi thứ, tìm được lớp học một cách dễ dàng và cảm thấy đường đến lớp rất gần Thật gần! Chúng em yêu trường, yêu bạn bè và đến lớp mỗi ngày là một niềm vui Ở đó chúng tôi được giảng dạy nhiệt tình bởi các thầy cô đã cho chúng tôi những kiến thức bổ ích cho công việc và cuộc sống hàng ngày Ở đó chúng tôi vui chơi, gặp gỡ nhiều bạn bè ở các vùng nông thôn khác và nghe kể về những đặc sản các vùng miền của Việt Nam

Khi mọi thứ dường như không thể tách rời thì cũng đã đến lúc phải rời xa ngôi trường thân yêu này để bắt đầu cuộc sống vất vả và kiếm tiền.Ngày mai, nếu vấp ngã trên đường đời, liệu chúng ta có thể trở lại ngôi trường thân yêu này, ôm lấy thầy cô, kể hết những khó khăn mình gặp phải để thầy cô giúp đỡ? Lời khuyên sẽ giúp chúng ta mạnh mẽ và tiếp tục trên con đường cuộc sống đầy chông gai Chúng tôi sẽ nhớ ngôi trường này rất nhiều!

Chúng em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô của trường, đặc biệt là các thầy cô Bộ môn Kỹ thuật ô tô, Thạc sĩ Phạm Việt Xuân đã tận tình giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án, và tất cả các bạn bè đã giúp chúng em có được như ngày hôm nay là Em mong thầy cô rộng lòng tha thứ cho những lỗi lầm chúng em mắc phải, tha thứ cho những lần chúng em nghỉ học, nói to suốt giờ, không chịu học và quấy rối thầy cô.Được học tại ngôi trường nổi tiếng với cơ sở vật chất hiện đại và cách giao tiếp dễ hiểu, chúng tôi có được nền tảng kiến thức vững chắc Chúng tôi tự hào là sinh viên của Đại học Thành Đô và tự tin vào kiến thức mình có để cống hiến cho quê hương Việt Nam thân yêu.

Nhóm sinh viên thực hiện

Nguyễn Đình HuynhLê Hoài Nam

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆUDIESEL PHUN DẦU TRÊN Ô TÔ.

1.1.Lịch sử hình thành và phát triển về hệ thống cung cấp nhiên liệu dieseltrên ô tô.

Động cơ Diesel được phát minh vào năm 1892 nhờ kỹ sư người Đức 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 bơm cao áp( bơm phun Bosch lắp cho động cơ Diesel trên ôtô thương mại và ôtô khách vào năm 1936) Ra đời sớm nhưng 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 động cơ 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 có tính hiệu quả và kinh tế hơn động cơ xăng, tuy nhiên vấn đề tiếng ồn và khí thải vẫn là những hạn chế trong sử dụng động cơ Diesel Hệ thống nhiên liệu diesel liên tục được cải tiến với các giải pháp kỹ thuật tối ưu nhằm giảm mức độ ô nhiễm và tiêu hao nhiên liệu Các chuyên gia nghiên cứu động cơ diesel đã đề xuất nhiều biện pháp khác nhau nhằm hạn chế chất gây ô nhiễm trong công nghệ phun và kiểm soát quá trình cháy Các biện pháp chủ yếu tập trung giải quyết các vấn đề sau Tăng tốc độ phun làm giảm nồng độ bồ hóng bằng cách tăng tốc độ trộn giữa nhiên liệu và không khí Các phương pháp nhằm khác phục các vấn đề:

 Tăng áp suất phun, đặc biệt ở động cơ phun trực tiếp

 Điều chỉnh quy định phun để kết thúc nhanh quá trình phunBiện pháp hoàn trả một phần khí thải

Hiện nay, những tồn tại này đã được khắc phục bằng việc cải tiến một số bộ phận của hệ thống diesel điều khiển điện tử như:

 Bơm cao áp điều khiển điện tử  Vòi phun điện tử

 Ống chứa nhiên liệu cao áp (ống phân phối) Năm 1986, Bosch giới thiệu hệ thống điều khiển điện tử cung cấp nhiên liệu diesel ra thị trường.( Hệ thống Common rail nguyên mẫu được phát triển vào cuối những năm 1960 bởi Robert Huber người Thụy Sĩ và công nghệ tiếp tục phát triển bởi sĩ Marco Ganser tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ tại Zurich , sau đó của Ganser-Hydromag AG (est.1995) tại Oberägeri

 Sử dụng thành công đầu tiên trên một chiếc xe sản xuất tại Nhật Bản vào giữa những năm 1990 Tiến sĩ Shohei Itoh và Masahiko Miyaki của Tổng công ty

Denso , nhà sản xuất phụ tùng ô tô Nhật Bản, phát triển hệ thống Common rail thông dụng cho xe tải nặng và biến nó vào sử dụng thực tế trên hệ thống common-rail ECD-U2 được gắn trên xe tải Hino Ranger Rising và bán để sử dụng rộng rãi vào năm 1995 Denso tuyên bố đầu tiên về hệ thống áp suất cao Common rail thương mại vào năm 1995.)

Đến thời điểm này, hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail đã hoàn thành Trong động cơ diesel hiện đại, áp suất phun được áp dụng riêng cho từng kim phun và nhiên liệu áp suất cao được chứa trong đường ray nhiên liệu và phân phối đến từng kim phun khi cần thiết So với hệ thống cung cấp dầu động cơ diesel truyền thống, động cơ diesel đường ray thông thường gặp phải và giải quyết các vấn đề sau:

 Giảm thiểu tiếng ồn.

 Sử dụng điều khiển điện tử, áp suất phun nhiên liệu rất cao, áp suất phun có thể đạt tới 184 MPa Thời gian phun cực ngắn và tốc độ phun cực nhanh (khoảng 1,1m/s).

 Áp suất phun và thời điểm phun có thể thay đổi tùy theo chế độ vận hành của động cơ

 Tiết kiệm năng lượng.

 Giảm mức độ ô nhiễm môi trường.

1.2.Phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel phun dầu.1.2.1 Hệ thống nhiên liệu diesel dùng bơm PE (bơm thẳng hàng).1.2.1.1.Sơ đồ cấu tạo.

Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel dùng bơm cao áp tập trung PE được gồm có các bộ phận sau:

 Thùng chứa nhiên liệu.

 Bơm thấp áp lắp bên hông bơm cao áp, được dẫn động do cam lệch tâm lắp trên trục cam bơm, dùng để hút nhên liệu từ thùng chứa qua bầu lọc thô đưa lên bầu lọc tinh.

 Bầu lọc thô có nhiệm vụ lắng nước và lọc cặn bẩn có kích thước tương đối lớn  Bầu lọc tinh lọc sạch các cặn bẩn rất bé trước khi nạp nhiên liệu vào bơm cao

 Bơm cao áp và vòi phun.

 Các ống dẫn nhiên liệu thấp áp dẫn dầu lưu thông trong hệ thống  Các ống dẫn cao áp dẫn dầu từ bơm cao áp đến vòi phun.

Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ diesel dùng bơm cao áp tập trung PE.

1.2.1.2.Nguyên lý hoạt đông.

Khi trục khuỷu động cơ quay nó dẫn động bơm cấp nhiên liệu, nhiên liệu được hút từ thùng dầu, theo các ống dầu qua bầu lọc dầu thô, tới bơm cấp dầu và được đưa lên bầu lọc tinh, sau khi dầu được lọc sạch rồi tới ngăn chứa của bơm cao áp, ở đây dầu được nén đến áp suất cao đi qua ống dầu cao áp đến vòi phun và phun vào buồng đốt của động cơ theo đúng thứ tự làm việc Dầu phun vào buồng đố hòa trộn với oxi ở cuối quá trình nén có áp suất và nhiệt độ cao, dầu tự bốc cháy, giãn nở và sinh công Sau đó khí thải theo ống xả và bình tiêu âm ra ngoài môi trường Dầu thừa ở bơm cao áp, bầu lọc tinh và vòi phun sẽ được hồi về thùng dầu theo đường dầu hồi.

1.2.1.3.Bơm PE.Cấu tạo

Bơm cao áp PE thường sử dụng cho các dòng xe thương mại cỡ lớn, xe ô tô tải, xe chuyên dụng hạng nặng… Ngoài cái tên PE, còn có tên gọi khác là bơm cao áp tập trung, bơm cao áp hướng trục hay bơm cao áp nhiều xy lanh.

Hình 1.2: Kết cấu bơm PE.

Hình 1.3 Cấu tạo của một chi tiết bơm PE.

Nguyên lý làm việc:

Piston bơm PE chuyển động tịnh tiến trong xy lanh nhờ cam lệch tâm nằm trên trục cam bơm dẫn động Nếu để thanh răng ở một vị trí thì piston chỉ tịnh tiến lên xuống trong xy lanh mà không tự xoay được Nguyên lý hoạt động của bơm PE chia làm ba giai đoạn: Nạp nhiên liệu vào bơm, bắt đầu bơm và kết thúc bơm.

a) Nạp dầu (hình a)

Khi trục cam chưa ép, lò xo kéo piston bơm xuống vị trí thấp nhất Lỗ nạp N và lỗ thoát T mở ra dầu tràn vào xy lanh qua hai lỗ nạp và thoát.

b) Bắt đầu bơm (hình b)

Khi cam tác dụng, đẩy piston đi lên đến lúc đỉnh pít tông đóng kín hai cửa N, T là thời điểm bắt đầu bơm áp suất trong xy lanh bơm tăng lên đẩy van thoát dầu cao áp mở ra, piston tiếp tục đi lên để dầu đến vòi phun.

c) Kết thúc bơm (hình c)

Hình 1.4 Nguyên tắc hoạt động của bơm cao áp PE

Piston đi lên cho đến khi rãnh xiên trên piston làm mở lỗ thoát T Thời điểm này dầu ở vị trí cao nhất thông qua rãnh thẳng đứng, qua rãnh xiên, đến rãnh ngang thoát về trên bơm cao áp Áp suất trong xy lanh bơm giảm nhanh và van thoát cao áp lập tức đóng lại, bơm cao áp sẽ ngừng cung cấp dầu, vòi phun ngừng hoạt động, piston bơm vẫn tiếp tục đi lên vị trí cao nhất.

Phương pháp làm thay đổi lưu lượng dầu của bơm PE.

Muốn thay đổi lượng dầu cung cấp, người ta xoay piston trong xy lanh bơm Bằng cách di chuyển thanh răng để xoay piston bơm cho rãnh xiên mở sớm hay mở muộn lỗ thoát dầu T.

Dùng cần ga chỉnh thanh răng và vành răng để xoay piston bơm qua trái, rãnh xiên trên đầu piston bơm mở lỗ thoát dầu T muộn dầu bơm đi nhiều, tốc độ trục khuỷu tăng lên.

Khi xoay piston bơm qua phải rãnh xiên mở lỗ thoát T sớm dầu bơm ít, tốc độ trục khuỷu giảm Có nghĩa là khi giảm ga kết thúc bơm sớm hơn khi tăng ga.

Khi tiếp tục xoay piston bơm về tận cùng bên phải của rãnh đứng ở trên piston bơm đối diện với lỗ thoát dầu T, lượng dầu bơm đi bằng 0, động cơ ngừng hoạt động.

Thời điểm bắt đầu bơm cố định với tất cả vận tốc trục khuỷu, thời điểm kết thúc bơm thay đổi, lượng dầu cung cấp của bơm chỉ phụ thuộc vào thời điểm kết thúc bơm.

1.2.2 Hệ thống nhiên liệu diesel dùng bơm VE (bơm phân phối).1.2.2.1.Cấu tạo.

Cấu tạo của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel dùng bơm cao áp phân phối VE gồm có thùng dầu, lọc dầu, bơm cao áp, vòi phun, các ống dẫn dầu.

1.2.2.2.Nguyên lý hoạt động.

Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu bơm cao áp phân phối trang bị bộ điều tốc cơ khí.

Khi động cơ hoạt động bơm tiếp vận lắp trong bơm cao áp VE hút nhiên liệu từ thùng theo ống dẫn đến bầu lọc đi vào bơm tiếp vận, bơm tiếp vận đẩy nhiên liệu vào phòng chứa nhiên liệu của bơm cao áp Nhiên liệu qua cửa nạp vào xy lanh bơm Bơm cao áp nén nhiên liệu đến áp suất cao và phân phối nhiên liệu đến các vòi phun, vòi phun phun nhiên liệu vào buồng cháy của động cơ theo đúng thứ tự làm việc Nhiên liệu phun vào buồng cháy hòa trộn với không khí ở cuối quá trình nén có áp suất và nhiệt độ cao, nhiên liệu tự bốc cháy, giãn nở và sinh công Sau đó khí cháy theo ống xả và bình tiêu âm thải ra ngoài khí trời Dầu thừa ở bơm cao áp và vòi phun theo ống dẫn dầu hồi trở về thùng chứa.

1.2.2.3.Bơm VE.Cấu tạo.

Bơm cao áp phân phối (bơm VE) chỉ có một cặp piston - xy lanh cấp dầu cho tất cả các xy lanh của động cơ, không quan tâm động cơ diesel đó có bao nhiêu xy lanh.

Piston bơm vừa tịnh tiến lên xuống vừa xoay tròn để nạp dầu, bơm và phân phối dầu tới các xy lanh động cơ Trong một vòng, số lần piston bơm đi lên xuống để nạp dầu bằng số xy lanh của động cơ.

Hình dưới giới thiệu kết cấu của một bơm cao áp phân phối của động cơ bốn xy lanh gồm có các bộ phận chính sau:

Hình 1.6 Kết cấu bơm cao áp phân phối VE a) Bơm tiếp vận

Được bố trí bên trong bơm cao áp và cùng với van điều khiển hút, đưa dầu từ thùng chứa tới các xy lanh bơm cao áp Đồng thời tạo ra áp suất liên tục tác động các bộ phận hoạt động của bơm cao áp.

b) Bơm cao áp

Trục khuỷu hoạt động sẽ dẫn động trục cam bơm cao áp Đĩa cam được lắp khớp chữ thập với cam bơm, khi hoạt động đĩa cam luôn tỳ sát lên đĩa con lăn nhờ các lò xo Do đó đĩa cam vừa xoay, vừa lên xuống Piston vứa quay vừa chuyển động tịnh tiến vì đuôi piston được gắn với đĩa con

Nguyên lý hoạt động.

Khi hoạt động cam bơm cao áp quay dẫn động bơm hút dầu, đĩa cam làm cho piston xoay và chuyển động lên xuống theo các vấu cam.

Hình 1.7 Nguyên lý làm việc của bơm cao áp VE Quá trình hoạt động của bơm VE được chia thành 3 giai đoạn:

a) Nạp nhiên liệu (Hình a).

Khi đỉnh cam trên đĩa cam chưa tác dụng vào con lăn lò xo đẩy piston đi xuống cửa nạp mở ra, thể tích trong xy lanh bơm tăng lên Nhiên liệu từ bơm chuyển qua cửa nạp nạp vào không gian trên đỉnh piston bơm.

b) Bơm nhiên liệu (hình b).

Khi cam tác dụng vào con lăn đẩy piston bơm đi lên cho đến khi đóng kín cửa nạp trên xy lanh, dầu trong xy lanh bị nén làm cho áp suất tăng lên Do piston xoay lỗ phân phối trên piston trùng với lỗ thoát trên xy lanh Dầu trong xy lanh qua lỗ xuyên tâm đến lỗ phân phối trên piston Khi áp lực dầu thắng lực căng lò xo của van xả áp, dầu sẽ được đưa tới các vòi phun thông qua các ống cao áp vào buồng đốt động cơ.

c) Kết thúc bơm nhiên liệu (hình c)

Quá trình bơm dầu đến vòi phun kết thúc khi lỗ thoát ở trên đuôi piston bơm mở, dầu từ trên đỉnh piston qua lỗ xuyên tâm về lỗ thoát tràn ra ống áp suất thấp, áp suất giảm xuống đột ngột, van xả áp đóng lại nhờ lò xo van, kết thúc quá trình bơm, vòi phun sẽ ngừng phun vào động cơ Piston tiếp tục đi lên, dầu từ trên đỉnh piston hồi trở lại ống áp suất thấp cho đến khi piston ở điểm chết trên Khi con lăn không bị tác động, do tác dụng của lò xo đẩy piston xuống làm thể tích xy lanh tăng, dầu lại được nạp đầy bên trên piston cho đến khi piston đến điểm chết dưới Tiếp theo piston tịnh tiến liên tục, cấp dầu theo thứ tự làm việc của động cơ Mỗi vòng quay thì bơm bơm 4 lần.

Phương pháp điều chỉnh lưu lượng dầu, muốn điều chỉnh lượng dầu được cung cấp cho động cơ bằng cách nâng hay hạ quả ga để tăng hay giảm lượng dầu, tức là thay đổi thời điểm kết thúc phun Khi ngắt khóa điện, các cuộn dây của các van cuộn dây của các van bị cắt điện, lò xo van đẩy van đóng kín lỗ nạp không cho nhiên liệu vào Khi không có nhiên liệu động cơ tự tắt.

1.2.3 Hệ thống điều khiển nhiên liệu diesel điện tử EFI diesel thông thường.

Sơ đồ 1 Cấu tạo hệ thống

Sử dụng một trong hai loại bơm piston hướng trục (180Mpa) và bơm piston hướng kính (130Mpa) Trên bơm có van SPV điều tiết lượng nhiên liệu tới kim phun, van TCV giúp thay đổi thời điểm phun Cả hai đều được điều khiển bằng hộp ECU (hoặc EDU) Lưu lượng và thời điểm phun nhiên liệu được điều khiển bằng điện tử

Cơ cấu điều khiển dùng trong các quá trình bơm, phân phối và phun dựa trên những cơ cấu sử dụng trong hệ thống diesel kiểu cơ khí

Điều chỉnh lượng phun: SPV Điều chỉnh thời điểm phun: TCV

Hình 1.7 sơ đồ cấu tạo hệ thống EFI- diesel loại thông thường.

Trong EFI diesel thông thường, thời điểm phun và lượng phun được điều khiển bằng điện tử Thiết bị tạo ra áp suất nhiên liệu cũng chính là loại bơm sử dụng trong động cơ diesel thông thường

Dầu được bơm cấp hút lên từ bình, đi qua bộ lọc nhiên liệu rồi được dẫn vào bơm để tạo áp suất rồi được bơm đi bằng piston cao áp ở bên trong máy bơm phun Quá trình này cũng tương tự như máy bơm động cơ diesel thông thường Nhiên liệu ở trong buồng bơm cấp liệu tạo áp suất đạt mức 1.5 và 2.0 Mpa Hơn nữa, để tương ứng với những tín hiệu phát ra từ ECU, SPV sẽ điều khiển lượng phun (khoảng thời gian phun) và TCV điều khiển thời điểm phun nhiên liệu (thời gian bắt dầu phun).

1.2.4.Hệ thống EFI diesel loại ống phân phối.

Hình 1.8 Sơ đồ hệ thống EFI loại ống phân phối.

Dầu được trữ trong ống phân phối có áp suất cao nhưng không vượt quá mức độ cho phép để phun

Giống như hệ thống EFI của động cơ xăng, các vòi phun sẽ được điều khiển đóng mở bởi EDU, vì vậy sẽ tối ưu được lượng dầu cung cấp cho động cơ tránh lãng phí.

Vùng nhiên liệu áp suất thấp: Bơm cấp (nằm trong bơm cao áp) hút dầu từ thùng chứa qua lọc để lọc sạch cặn bẩn và tách nước và đưa đến van SCV lắp trên bơm cao áp.

Vùng áp suất cao: Dầu từ van điều khiển hút (SCV) được đưa vào buồng bơm cao áp, tại đây dầu sẽ nén lên áp suất cao và đưa vào ống cao áp đến ống phân phối, từ ống phân phối dầu được chia đều tới các kim phun Áp suất dầu sẽ được tính toán của ECU tùy theo chế độ làm việc của động cơ thông qua các tín hiệu cảm biến gửi về Mức độ đóng mở của van SCV điều khiển áp suất hệ thống đều được điều khiển bằng ECU.

Điều khiển phun dầu: ECU tính toán rồi đưa ra các thời điểm và lượng dầu phun sao cho tối ưu với từng chế độ làm việc của động cơ nhờ vào tín hiệu từ các cảm biến gửi về và tín hiệu yêu cầu phun dầu sẽ được gửi đến EDU EDU có nhiệm vụ khuyếch đại điện áp từ 12V đến 85V cấp đến kim phun để mở kim nhiên liệu có áp suất cao ở trong ống phân phối phun vào buồng đốt Khi kim mở và ngừng phun khi kim phun không được cung cấp điện từ EDU Thời điểm bắt đầu phun được quyết định bởi thời điểm ECU phát tín hiệu phun, lượng nhiên liệu phun ra được quyết định bởi độ dài thời gian phát tín hiệu phun của ECU Tín hiệu phun được gửi tới từ ECU càng sớm thì quá trình phun diễn ra càng sơm và ngược lại.

1.3.Các hệ thống cung cấp nhiên liệu dầu diesel trên xe ô tô.1.3.1 Điều tốc cơ khí.

Hình 1.9: Cấu tạo hệ bộ điều tốc cơ khí.

Cấu tạo:

Sơ đồ cấu tạo gồm có quả văng, lò xo điều tốc, tay đòn (cần), nối với thanh răng của bơm cao áp Để tăng tốc độ của động cơ chỉ cần thay đổi lực căng của lò xo điều tốc, ép lò xo điều tốc càng căng tốc độ động cơ càng cao.

Nguyên lý hoạt động

Nguyên tắc hoạt động là thay đổi lượng dầu cung cấp vào động cơ thông qua điều khiển thanh răng, từ đó thay đổi tốc độ của dộng cơ và tốc độ xe ô tô.

Khi bắt đầu khởi động, động cơ vẫn chưa làm việc lò xo giảm tốc ép quả tạ lại tối đa và thông qua hệ thống dẫn động làm thanh răng dịch chuyển về phía làm tăng nhiên liệu tối đa vào động cơ đáp ứng quá trình khởi động của động cơ.

Khi đã nổ máy rồi, nhả chân ga khi đó động cơ đã làm việc và hai quả văng văng ra ép lò xo, thông qua cơ cấu cần dẫn làm thanh răng dịch chuyển về phía giảm nhiên liệu

Khi tăng ga tăng ga và giảm ga thanh răng sẽ dịch chuyển qua lại là dầu cung cấp vào động cơ tăng và giảm theo vị trí đạp bàn đạp ga.

Khi tắt máy, bàn đạp ga nhả hết, lò xo ép hai quả văng lại hết cỡ thông qua cần dẫn piston van đóng mở cấp nhiên liệu đóng lại, nhiên liệu không được phun vào động cơ, khi không có nhiên liệu động cơ tự dừng hoạt động.

Bộ điều tốc cơ khí điều khiển hoàn toàn bằng cơ khí lên sửa được sử dụng nhiều vì đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng, Bộ điều tốc thường được lắp trên

Bộ điều tốc điện tử gồm 6 khối chức năng cơ bản:

 Phần tử cảm ứng tốc độ: dùng để đo vòng quay và biến đổi thành tín hiệu tần số, phần tử cảm ứng tốc độ động cơ của bộ điều tốc điện tử thường sử dụng đầu cảm biến điện từ (pickup) hay máy phát tần số.

 Bộ biến đổi tần số - điện áp: là phần tử biến đổi tần số đo được từ phân tử cảm ứng thành điện áp một chiều tỉ lệ với tốc độ của động cơ

 Phần tử đặt tốc độ cho trước: là phần tử tạo ra giá trị đặt tốc thường sử dụng biến trở chỉnh điện áp một chiều.

 Bộ cộng tín hiệu: là thiết bị dùng để cộng đại số diện áp đặt tốc độ cho trước và điện áp cảm ứng tốc độ Khi kết quả sẽ bằng 0V thì bộ cộng tín hiệu đạt trạng thái cân bằng.

 Bộ thực hiện: là bộ phận nhận tín hiệu điều khiển từ bộ khuếch đại tác động lên động cơ để thực hiện mục đích điều khiển Bộ thực hiện có hai dạng cấu tạo cơ bản: bộ thực hiện thuỷ lực và bộ thực hiện điện.

 Bộ khuếch đại tổ hợp và hồi tiếp: BĐT điện tử sử dụng các mạch tổ hợp khuếch đại tín hiệu, đồng thời bộ phận này có phần tử hồi tiếp (Feed back) làm ổn định động cơ trong quá trình điều tốc.

Nguyên lý hoạt động:

 Giả sử bộ điều tốc đang ở trạng thái cân bằng, tổng điện áp tại bộ cộng tín hiệu là 0V, động cơ đang làm việc ở một tốc độ ổn định và không đổi tương ứng với giá trị tốc độ cho trước.

 Khi bộ cộng tín hiệu là dương, tốc độ động cơ sẽ nhỏ hơn tốc độ cho trước, một hiệu sẽ được truyền từ bộ khuếch đại đến bộ thực hiện làm tăng lượng cấp nhiên liệu vào động cơ, làm cho tốc độ động cơ tăng lên Khi tốc độ động cơ tăng lên, điện áp của bộ biến đổi tăng lên cân bằng với điện áp đặt tốc độ cho trước, khi đó điện áp ra của bộ cộng tín hiệu sẽ có giá trị 0V Động cơ xác lập lại trạng thái cân bằng ổn định mới

 Khi bộ cộng tín hiệu có điện áp âm, tốc dộ dộng cơ lớn hơn tốc độ cho trước Thông qua bộ phận khuếch đại một tín hiệu được truyền đến bộ thực hiện và làm giảm lượng cấp nhiên liệu, tốc độ động cơ giảm và giá trị điện áp âm đo

được sẽ giảm cho đến khi cân bằng với điện áp đặt tốc độ và giá trị điện áp là 0V Quá trình điều khiển này là một tác động diễn ra liên tục và tắt dần.

1.3.3 Điều tốc bằng motor ga.

Nguyên tắc sử dụng mô tơ để điều khiển độ đóng mở của bướm ga thông

qua các bánh răng Mô tơ sử dụng để điều khiển bướm ga là mô tơ bước (Động

cơ bước hay còn gọi là step motor)

Hình 1.11 Cấu tạo hệ thống điều khiển bướm ga điện tử.

Nguyên lý hoạt động:

Khi đạp ga, cảm biến chân ga sẽ gửi tín hiệu về ECU, sau đó ECU tính toán và kết hợp với các tín hiệu của các hệ thống cân bằng điện tử, chạy tự động, ABS, Tùy thuộc vào các điều kiện vận hành motor ga sẽ điều khiển độ mở bướm ga cho phù hợp.

Các chế độ điều khiển của bướm ga điện tử:

 Điều khiển chế độ không tải: Bướm ga được điều khiển bởi motor ga đóng lại một chút để duy trì tốc độ lý tưởng cho động cơ nổ ở không tải.

 Điều khiển giảm va đập khi chuyển số: Khi hôp số tự động chuyển số, bướm ga điện sẽ giảm góc mở để giảm mô men động cơ và va đập khi chuyển số.

Điều khiển momen truyền lực:

 Khi đột tăng tốc, ECU sẽ điều khiển bướm ga mở muộn hơn so với góc mở chân ga là cho động cơ ổn định không bị giật.

 Khi bánh xe có hiện tượng trượt thì ECU điều khiển cân bằng lực kéo của xe gửi tín hiệu về cho ECU để điều khiển bướm ga đóng nhỏ lại trong khi chân ga vẫn giữ nguyên.

 Khi chạy ở những con đường cua, gấp khúc ở tốc độ cao ECU sẽ gửi tín hiệu sang hệ thống cân bằng điện tử xác định xe có thể bị trượt, văng, lật…Qua đó ECU sẽ điều khiển giảm góc mở bướm ga hỗ trợ sự ổn định của xe.

Ở một số dòng xe có chức năng chọn chế độ Power hay Normal, khi chọn chế độ Power ECU sẽ điều khiển bướm ga mở rộng hơn bình thường, mang lại cảm giác đáp ứng ngay lập tức với thao tác của chân ga và xe sẽ mạnh hơn.

Điều khiển hệ thống chạy tự động: Ở chế độ Cruise Control, ECU điều khiển bướm ga điện tử mở ra một góc để duy trì tốc độ xe đã đặt trước đó.

Điều khiển chức năng dự phòng:

 Khi cảm biến chân ga bị mất một tín hiệu thì động cơ bị hạn chế công suất, công suất động cơ chỉ hoạt động ở mức 25% Khi bị mất cả 2 tín hiệu thì ECU sẽ điều khiển ngắt không cho lên ga.

 Khi cảm biến bướm ga bị mất thì ECU sẽ thiết lập cho động cơ chạy ở chế độ giới hạn công suất và cắt tín hiệu điều khiển xuống motor bướm ga và bướm ga mở ở 1 góc cố định nhờ lò xo hồi vị trong cụm bướm ga.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆUDIEZEL COMMON RAIL DENSO TRÊN XE TẢI HINO

2.1.Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diezel Common rail Denso trên xe tải Hino.Hiện nay trên thị trường hệ thống common rail có rất nhiều hình thức khác nhau

của các hãng Chung quy thì các hệ thống đó đều nhằm mục đích tiết kiệm nhiên liệu và tối ưu công năng của động cơ, đồng thời khắc phục các nhược điểm của các hệ thống nhiên liệu diesel truyền thống và hệ thống commol rail đời cũ Và dưới đây là sơ đồ hệ thống common rail của hãng denso trên dòng xe tải HINO.

Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát hệ thống common rail denso.

2.1.1 Các bộ phận chính của hệ thống common rail.

Hệ thống common rail được cấu tạo từ 3 phần chính: bơm cao áp, ống phân phối, kim phun và bộ điều khiển.

2.1.2 Nguyên lý hoạt động

Khi khởi động động cơ, trục khuỷu quay dẫn động bơm cấp hút nhiên liệu từ thùng nhiên liệu qua lọc nhiên liệu Từ lọc, nhiên liệu được di chuyển qua van SCV sau đó tới bơm cao áp.

Nhiên liệu trong bơm cao áp sẽ được nén tạo áp suất cao rồi được đưa tới ống phân phối Từ ống phân phối nhiên liệu có áp suất cao sẽ tới vòi phun, rồi được phun sương vào buồng đốt hình thành lên quá trình nạp nén nổ xả tạo năng lượng cho ô tô hoạt động.

Trên hình() ta thấy hệ thống được chia làm 2 khu vực : khu áp suất cao (ống và mũi tên đỏ) và khu áp suất thấp (ống và mũi tên màu lam).

Hệ thống hoạt động theo sự điều khiển của ECU và EDU Trên ống phân phối có cảm biến áp suất đo áp suất nhiên liệu trong ống và van giới hạn áp suất Trong lúc động cơ đang hoạt động thì cảm biến áp suất ống rail và các cảm biến khác trên xe đo và gửi tín hiệu về ECU ECU sau khi nhận các tín hiệu từ cảm biến (cảm biến tốc độ động cơ, cảm biến vị trí cốt cam, cảm biến vị trí bàn đạp ga, cảm biến nhiệt độ không khí nạp, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến lượng khí nạp ) sẽ xử lý các tín hiệu này và sau đó đưa ra các xung để điều khiển kim phun và các van chấp hành.

Khi ECU phát ra xung ON dòng điện chạy qua cuộn dây của kim phun hút mở van kim, nhiên liệu được phun vào động cơ Ngược lại khi ECU phát xung OFF dòng điện không chạy qua cuộn dây của kim phun, lúc này lò xo đẩy đóng van kim lại ngưng cung cấp nhiên liệu vào động cơ Nếu ON mở càng lâu lượng nhiên liệu được phun vào càng nhiều Xung ON từ ECU đến càng sớm thì kim sẽ càng phun sớm.

Nhờ có điều khiển điện tử mà động cơ hoạt động ổn định, tiết kiệm nhiên liệu bằng cách cho dầu thừa hồi lại về thùng nhiên liệu Trong điều kiện hoạt động bình thường thì dầu từ ống phân phối sẽ không hồi dầu về, còn nếu thấy dầu hồi về có nghĩa là hệ thống có vấn đề cần kiểm tra và sửa chữa.

Hình 2.2 Vị trí lắp đặt hệ thống trên động cơ.

Vị trí đặt hệ thống Common Rail trên động cơ xe tải Hino thường ở gần hoặc trực tiếp trên đầu xi-lanh Vị trí chiến lược này cho phép hệ thống cung cấp nhiên liệu đến kim phun nhiên liệu với độ chính xác và hiệu quả ở áp suất cao Kết quả là, động cơ được cải thiện tính linh hoạt và hiệu suất, dẫn đến hiệu suất tổng thể được nâng cao

và giảm mức tiêu thụ nhiên liệu Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là vị trí chính xác của hệ thống Common Rail có thể khác nhau giữa các mẫu xe tải Hino khác nhau, tùy thuộc vào thiết kế độc đáo của động cơ và khung gầm Để có được thông tin chính xác về vị trí lắp đặt cho một mẫu xe cụ thể, bạn nên tham khảo hướng dẫn sử dụng dành cho chủ xe hoặc tìm kiếm sự hướng dẫn từ chuyên gia kỹ thuật có trình độ.

2.2.Hệ thống điều khiển

2.2.1 Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ.

Hệ thống common rail denso trên xe tải là hệ thống thông minh điều khiển bằng điện tử Tất cả các tín hiệu về tình trạng hoạt động của hệ thống cũng như các sự cố xảy ra trong quá trình hoạt động được theo dõi và báo về ECU bằng các cảm biến, sau đó ECU sẽ đưa ra tín hiệu được mã hóa tới các chi tiết vận hành Nhờ vậy khi có sự cố thì việc tìm ra các vấn đề cũng sẽ dễ dàng hơn Dưới đây là sơ đồ điều khiển của hệ thống common rail hãng Denso trên một số dòng xe tải Hino.

Hình 2.3 Sơ đồ điều khiển điện động cơ

1- Cảm biến vị trí bàn đạp ga 14- đường nhiên liệu và thùng dầu 2- Tín hiệu từ công tắc đánh lửa 15,22- Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 3- Tín hiệu từ công tắc khởi động 16- Van đóng nhanh EGR

4- Tín hiệu từ công tắc làm ấm động cơ 17- Cảm biến vị trí xi lanh 5- Tín hiệu tốc độ xe 18- Cảm biến vị trí trục khuỷu

9- Van giới hạn áp suất

11-Cảm biến áp suất ống rail 24- Van điều khiển áp suất hệ thống 12-Bộ đo lưu lượng không khí nạp 25- van điều khiển hút

13-Van điều khiển chân không EGR

2.2.2 ECU động cơ

ECU động cơ liên tục xác định tình trạng của động cơ thông qua tín hiệu từ các cảm biến, tính toán lượng phun nhiên liệu, thời điểm phun phù hợp với các điều kiện, kích hoạt các bộ truyền động và điều khiển để giữ cho động cơ ở trạng thái tối ưu nhất Các kim phun được kích hoạt bằng EDU hoặc ECU đã được tích hợp EDU Mạch kích hoạt này phụ thuộc vào thông số kỹ thuật của từng model được lắp vào ECU cũng có chức năng chẩn đoán để ghi lại các sự cố, hư hỏng trên xe.

Hình 2.4 ECU động cơ.

2.2.3 EDU động cơ.

Mô tả chung:EDU là thiết bị khuếch đại điện áp từ 12V lên đến khoảng 110V và cung cấp điện áp cao này đến kim phun để kích hoạt kim phun ở tốc độ cao EDU có một thiết bị tạo điện áp cao (bộ chuyển đổi DC/DC) và cung cấp điện áp cao cho các kim phun để kích hoạt các kim phun ở tốc độ cao

Hình 2.5 Tổng quan về EDU

Nguyên lý hoạt động

Thiết bị tạo điện áp cao trong EDU chuyển đổi tín hiệu điều khiển ECU thành điện áp cao ECU gửi tín hiệu điều khiển IJt từ các cực B, C, D và E tới EDU phù hơp với các tín hiệu từ các cảm biến Với những tín hiệu nhận được từ ECU, EDU xuất tín hiệu đến kim phun từ đầu H, I, J đến K Tại thời điểm này, EDU gửi tín hiệu xác minh phun IJf tới ECU.

Hình 2.6 Hoạt động của EDU

2.2.4 Van định lượng dầu (SCV).

Do đề tài nghiên cứu chỉ là hệ thống common rail denso trên xe tải HINO nên ta chỉ phân tích về van SCV trên bơm cao áp HP3.

Ngược lại với HP2, SCV dành cho bơm cấp HP3 được trang bị van điện từ tuyến tính Lưu lượng nhiên liệu cung cấp cho pít tông áp suất cao được điều khiển bằng ECU động cơ điều chỉnh dòng điện cấp nguồn cho SCV (theo dạng xung) Khi dòng điện chạy tới SCV, phần ứng bên trong sẽ di chuyển tương ứng với xung điện áp cấp Phần ứng di chuyển van kim, điều khiển lưu lượng nhiên liệu theo khoảng mở của đường đi nhiên liệu Việc điều khiển được thực hiện sao cho bơm cung cấp chỉ hút lượng nhiên liệu cần thiết để đạt được áp suất trên ống phân phối Kết quả là bơm cung cấp giảm tải truyền động.

HP3 SCV có 2 loại: loại thường mở (van hút mở khi không có điện) và loại thường đóng (van hút đóng khi không có điện) Hoạt động của từng loại là sự đảo ngược của cái kia.

Trong những năm gần đây, SCV loại “compact” đã được phát triển So với SCV thông thường, vị trí lò xo hồi vị và van kim trong SCV nhỏ gọn bị đảo ngược Vì lý do này, hoạt động cũng đảo ngược.

Loại mở thông thường

Khi bộ điện từ không được cấp điện, lò xo hồi vị sẽ đẩy hoàn toàn vào van kim mở đường dẫn nhiên liệu và cung cấp nhiên liệu cho pít tông (Tổng lượng hút → Tổng lượng hút xuất viện)

Khi điện từ được cấp điện, phần ứng sẽ đẩy van kim, nén trở lại lò xo và đóng đường dẫn nhiên liệu Ngược lại, van kim trong SCV nhỏ gọn được kéo lên, nén lò xo hồi vị và đóng đường dẫn nhiên liệu.

BẬT/TẮT điện từ được kích hoạt bằng điều khiển tỷ lệ nhiệm vụ Nhiên liệu được cung cấp với số lượng tương ứngdiện tích bề mặt mở của lối đi, phụ thuộc vào tỷ lệ nhiệm vụ, và sau đó được thải ra bởi piston.

Hình 2.7 Cấu tạo van SCV loại thường mở của bơm HP3

Điều khiển xung điện: ECU động cơ phát ra tín hiệu sóng răng cưa với tần số không đổi Giá trị của dòng điện là giá trị hiệu dụng (trung bình) của các tín hiệu này Khi giá trị hiệu dụng tăng thì độ mở van giảm và khi giá trị hiệu dụng giảm thì độ mở van tăng.

Hình 2.8 Xungđiện điều khiển của van SCV loại thường mở

Khi thời lượng cấp điện của SCV (Thời gian BẬT nhiệm vụ) ngắn:

Khi thời gian cấp điện cho SCV ngắn: dòng điện trung bình chạy qua van điện từ thấp Kết quả là van kim bị lực lò xo đẩy trở lại, tạo ra độ mở van lớn Lên lượng hút nhiên liệu tăng lên.

Hình 2.9 Van SCV truyền thống mở lớn (loại thường mở)

Khi thời lượng cấp điện của SCV (Thời gian BẬT nhiệm vụ) dài:

Khi thời gian cấp điện dài, dòng điện trung bình chạy tới đế điện từ lớn Kết quả là, van kim được đẩy ra ngoài (ở SCV loại “compact” thì van kim bị kéo lại), làm đường dẫn nhiên liệu mở nhỏ Sau đó, lượng hút nhiên liệu giảm.

Hình 2.11 Van SCV truyền thống mở ít (loại thường mở)

Hình 2.12 Van SCV loại “compact” mở ít (loại thường mở)

Loại thường đóng

Khi điện từ được cấp điện, van kim được ấn vào (trong SCV nhỏ gọn, xi lanh được được kéo bởi phần ứng, mở hoàn toàn đường dẫn nhiên liệu và cung cấp nhiên liệu cho pít tông (Tổng lượng hút → Tổng lượng xả)

Khi ngắt điện khỏi bộ điện từ, lò xo hồi vị sẽ ép van kim trở lại vị trí ban đầu, đóng đường dẫn nhiên liệu.

BẬT/TẮT điện từ được kích hoạt bằng điều khiển tỷ lệ nhiệm vụ Nhiên liệu được cung cấp với số lượng tương ứng diện tích bề mặt mở của lối đi, phụ thuộc vào tỷ lệ nhiệm vụ, và sau đó được thải ra bởi pít tông.

Hình 2.13 Van SCV loại thường đóng

3,8- van kim 2,6- van điện từ

Điều khiển xung điện:

ECU động cơ phát ra tín hiệu sóng răng cưa với tần số không đổi Giá trị của dòng điện là giá trị hiệu dụng (trung bình) của các tín hiệu này Khi giá trị hiệu dụng tăng thì độ mở van tăng và khi giá trị hiệu dụng giảm thì độ mở van giảm.

Hình 2.14 Xung điện điều khiển của van SCV loại thường đóng

Khi thời lượng cấp điện của SCV (Thời gian BẬT nhiệm vụ) dài

Khi thời gian cấp điện dài, dòng điện trung bình chạy tới đế điện từ lớn Kết quả là van kim được đẩy ra ngoài (ở SCV compact van kim được kéo ra) làm cho đường dẫn nhiên liệu mở lớn Sau đó, lượng hút nhiên liệu tăng lên.

Hình 2.15 Van SCV truyền thống mở lớn (loại thường đóng)