D4DD-đã chuyển đổi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL TRÊN ĐỘNG CƠ D4DD XE HYUNDAI COUNTY SVTH : MSSV: SVTH : MSSV: GVHD: Tp Hồ Chí Minh, tháng năm LỜI CÁM ƠN Lễ bảo vệ đồ án tốt nghiệp khép lại, là lúc quảng thời gian đẹp, tuổi sinh viên khép lại Sắp phải xa trường cho ta tri thức và kinh nghiệm sống, và với kỉ niệm đẹp tiết học và người bạn Những kỉ niệm theo ta suốt hành trình trưởng thành, và ta nhớ quãng thời gian đẹp Những kiến thức có q trình năm học và đặc biệt là kiến thức trau dồi khoảng thời gian nghiên cứu đề tài là hành trang giúp chúng em bước vào đời và tiếp xúc với ngành nghề học Sau khoảng thời gian dài thực đề tài tốt nghiệp, dẫn và giúp đỡ tận tình q thầy và bạn bè khoa Cơ khí Động lực trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM Chúng em hoàn thành tốt và hạn theo kế hoạch đề tài tốt nghiệp Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến thầy Châu Quang Hải, thầy tận tình dìu dắt chúng em suốt trình học tập và thực đề tài Bên cạnh xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể q thầy khoa Cơ khí Động lực tạo điều kiện thuật lợi cho chúng em suốt thời gian làm đề tài Chúng em cố gắng tận dụng hết kiến thức học để thực luận văn tốt nghiệp, số yếu tố khách quan thời gian và kiến thức chưa sâu rộng nên tránh khỏi sai sót Vì chúng em mong đóng góp ý kiến q thầy chuyên môn khoa để luận văn chỉnh chu và xác Cuối em xin kính chúc q thầy thuộc khoa Cơ khí Động lực Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM nhiều sức khoẻ, thành công và hạnh phúc Sinh viên thực hiện: TÓM TẮT Khi yêu cầu việc xử lý thải từ động ngày càng trở nên khắt khe nhà sản xuất tơ liên tục cho đời hệ thống nhằm đáp ứng tiêu chuẩn khí thải, nhà sản xuất tập trung vào xử lý khí thải bên buồng đốt – tức phát triển hệ thống phun nhiên liệu, cải tiến kim phun, tối ưu thời gian phun liên liệu…, và xử lý khí thải trước khí thải ngoài mơi trường Và nói đời hệ thống nhiên liệu Common Rail góp phần vào việc xử lý khí thải động Diesel nhiều Để chứng minh rõ cho điều này chúng em chọn đề tài nghiên cứu hệ thống nhiên liệu Common Rail động D4DD lắp xe Hyundai County Với đề tài này chúng em biết trình hình thành và ưu điểm hệ thống nhiên liệu Common Rail đối việc việc xử lý khí thải và nâng cao cơng suất cho động Hiểu cách thiết kế, nguyên lý vận hành, và cấu tạo chi tiết hệ thống Đề tài gồm phần chính, phần khái quát lịch sử phát triển, phạm vi sử dụng, thiết kế chung hệ thống Common Rail Phần hai sâu vào phân tích nguyên lý hoạt động hệ thống và chi tiết hệ thống, và cấu chấp hành liên quan hết việc xử lý khí thải hệ thống Phần ba nói chuẩn đốn và sửa chữa hệ thống nhiên liệu Common Rail MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN TÓM TẮT MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC BẢNG 10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 11 1.1 Lý chọn đề tài 11 1.2 Mục đích nghiên cứu 11 1.3 Đối tượng nghiên cứu 12 1.4 Phạm vi nghiên cứu 12 1.5 Các phương pháp nghiên cứu 12 1.6 Kế hoạch thực đề tài 13 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL 14 2.1 Lịch sử hình thành và phát triển hệ thống nhiên liệu động DIESEL 14 2.2 Phạm vi sử dụng hệ thống nhiên liệu Common Rail 15 2.3 Thiết kế chung hệ thống nhiên liệu Common Rail: 17 2.4 Sơ đồ chung hệ thống nhiên liệu Common Rail 18 2.5 Nguyên lý hoạt động chung hệ thống nhiên liệu Common Rail 19 2.6 2.5.1 Quá trình tạo áp suất nhiên liệu cung cấp đến đường ống phân phối .19 2.5.2 Quá trình điều khiển áp suất đường ống phân phối .19 2.5.3 Quá trình phun nhiên liệu 22 2.5.4 Quá trình điều khiển hệ thống nhiên liệu Common Rail 22 Ưu điểm hệ thống nhiên liệu Common Rail 23 CHƯƠNG : HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL TRÊN XE HYUNDAI COUNTY 25 3.1 Giới thiệu xe Hyundai County 25 3.2 Hệ thống nhiên liệu Common Rail xe Hyundai County .27 3.2.1 Sơ đồ chung hệ thống nhiên liệu Common Rail xe Hyundai County 27 3.2.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống 29 3.2.3 Trên vùng nhiên liệu áp suất thấp 29 3.2.3.1 Lọc nhiên liệu 29 3.2.3.2 Cảm biến lượng nước 30 3.2.4 Trên vùng nhiên liệu áp suất cao 31 3.2.4.1 Bơm cao áp 31 3.2.4.2 Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 38 3.2.4.3 Van phân phối 39 3.2.4.4 Bơm tiếp vận 40 3.2.4.5 Van điều chỉnh áp suất 41 3.2.4.6 Van điều khiển áp suất SCV 42 3.2.4.7 Ống phân phối 45 3.2.4.8 Van hạn chế áp suất 46 3.2.4.9 Cảm biến áp suất ống phân phối 47 3.2.4.10 Van giảm lưu 50 3.2.4.11 Kim phun nhiên liệu kiểu van điện từ 52 3.2.4.12 Kim phun nhiên liệu kiểu Piezo Denso 57 3.2.5 Bộ điều khiển điện tử ECU 59 3.2.5.1 Điều kiện hoạt động 59 3.2.5.2 Bộ xử lý trung tâm ECU 59 3.2.6 Các cảm biến trang bị hệ thống Common Rail 60 3.2.6.1 Cảm biến nhiệt độ khí nạp ( IAT – Intake Air Temperature) 60 3.2.6.2 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ( ECT – Engine Coolant Temperature) 62 3.2.6.3 Cảm biến áp suất tăng áp ( BPS – Boost Pressure Sensor) 65 3.2.6.4 Cảm biến áp suất môi trường ( BARO) 70 3.2.6.5 Cảm biến vị trí bàn đạp ga ( APS - Accelerator Pedal Sensor) 71 3.2.6.6 Cảm biến tốc độ xe ( VSS - Vehicle Speed Sensor) 74 3.2.6.7 Cảm biến xác định vị trí điểm chết piston thứ (TDC (G) Sensor) 77 3.2.7 Nguyên lý điều khiển phun nhiên liệu hệ thống Common Rail 78 3.2.7.1 So sánh kiểu điều khiển phun nhiên liệu hệ thống nhiên liệu trước và hệ thống nhiên liệu Common Rail 78 3.2.7.2 Điều khiển lượng nhiên liệu phun: 80 3.2.7.3 Điều khiển tỉ lệ phun nhiên liệu 83 3.2.7.4 Điều khiển thời gian phun 85 3.2.7.5 Điều khiển áp suất phun 86 3.2.8 Các cấu chấp hành liên quan đến xử lý khí thải động 86 3.2.8.1 Van tuần hoàn khí xả điện tử E-EGR 86 3.2.8.2 Turbo Tăng áp 89 3.2.8.3 Bộ lọc muội than động Diesel – DPF 94 3.2.9 Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống nhiên liệu Common Rail 97 3.3 Chẩn đoán hệ thống nhiên liệu Common Rail 100 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 113 4.1 Kết luận 113 4.2 Kiến nghị 114 Danh mục tham khảo 115 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU APS: Accelerator Position Sensor BPS: Boost Pressure Sensor CKP: Crankshaft Position CR: Common Rail DPF: Diesel Particular Filter ECU: Engine Control Unit EGR: Exhaust Gas Recirculation IAT: Intake Air Temperature SCV: Suction Control Valve TDC: Top Dead Center WTS: Water Temperature Sensor E-VRV: Electric-Vacuum Regulation Valve DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Ví dụ thiết kế hệ thống Common Rail 17 Hình 2.2: Sơ đồ chung hệ thống nhiên liệu Common Rail 18 Hình 2.3: Điều khiển áp suất đường ống nhiên liệu áp suất cao 20 Hình 2.4: Điều khiển áp suất đường ống nhiên liệu áp suất thấp 21 Hình 2.5: Điều khiển kết hợp hai đường nhiên liệu 21 Hình 2.6 Nguyên lý vận hành chung hệ thống nhiên liệu Common Rail .23 Hình 2.7: Mẫu xe Hyundai County 25 Hình 2.8: Thiết kế mẫu xe Hyundai County 26 Hình 2.9: Cơng nghệ sử dụng xe Hyundai County 26 Hình 2.10: Động D4DD 27 Hình 3.1: Những thành phần hệ thống CR động D4DD 28 Hình 3.2: Sơ đồ đường nhiên liệu hệ thống Common Rail 28 Hình 3.3: Sơ đồ lắp đặt vùng nhiên liệu áp suất thấp 29 Hình 3.4: Cấu tạo lọc nhiên liệu 30 Hình 3.5: Vị trí lắp đặt và cấu tạo cảm biến lượng nước 30 Hình 3.6: Hình dáng bên ngoài và cấu tạo bên bơm cao áp HP3 32 Hình 3.7: Sơ đồ lắp ráp bơm cao áp động 32 Hình 3.8: Cấu tạo chi tiết bơm cao áp 34 Hình 3.9: Nguyên lí hoạt động bơm cao áp HP3 36 Hình 3.10: Lắp đặt bơm cao áp 37 Hình 3.11: Cấu tạo và đặc tính làm việc cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 38 Hình 3.12: Cấu tạo van phân phối 39 Hình 3.13: Cấu tạo bơm tiếp vận 40 Hình 3.14: Sự thay đổi thể tích bên bơm tiếp vận 41 Hình 3.15: Cấu tạo van điều chỉnh áp suất 42 Hình 3.16: Cấu tạo van SCV 43 Hình 3.17: Tần số tín hiệu điều khiển van SCV 43 Hình 3.18: Thời gian tín hiệu gửi đến SCV ngắn 44 Hình 3.19: Thời gian tín hiệu gửi đến SCV dài 45 Hình 3.20: Ống phân phối nhiên liệu hệ thống nhiên liệu Common Rail 45 Hình 3.22: Hình dáng bên ngoài cảm biến áp suất nhiên liệu ống phân phối 47 Hình 3.23: Cấu tạo và sơ đồ chân cảm biến áp suất ống phân phối .48 Hình 3.24: Đặc tính điện áp đầu cảm biến áp suất nhiên liệu ống phân phối 49 Hình 3.25: Vị trí và cấu tạo van giảm lưu 50 Hình 3.26: Cấu tạo van giảm lưu 51 Hình 3.27: Nguyên lí hoạt động van giảm lưu 51 Hình 3.28: Sơ đồ điều khiển kim phun nhiên liệu 53 Hình 3.29: Cấu tạo kim phun nhiên liệu G2 54 Hình 3.30: Sơ đồ trình phun nhiên liệu kim phun nhiên liệu G2 56 Hình 3.31: Mã kim phun 57 Hình 3.32: Cấu tạo kim phun Piezo 58 Hình 3.33: Sơ đồ hoạt động ECU 60 Hình 3.35: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ khí nạp 61 Hình 3.36 Đặc tính thành phần nhiệt điện trở 61 Hình 3.37: Cấu tạo và đặc tính cảm biến nhiệt độ nước làm mát 63 Hình 3.38: Sơ đồ dây cảm biến nhiệt độ nước làm mát 64 Hình 3.39: Cấu tạo và vị trí lắp đặt cảm biến áp suất tăng áp 66 Hình 3.40: Vị trí lắp đặt thực tế động 66 Hình 3.41: Cấu tạo cảm biến áp suất tăng áp 67 Hình 3.42: Sơ đồ dây cảm biến IAT và cảm biến BPS 68 Hình 3.43: Vị trí và sơ đồ chân cảm biến bị trí bàn đạp ga 72 Hình 3.44: Đặc tính cảm biến vị trí bàn đạp ga 72 Hình 3.45: Sơ đồ dây cảm biến vị trí bàn đạp ga 73 Hình 3.46: Hình dạng bên ngoài và vị trí lắp đặt động 74 Hình 3.47: Cấu tạo cảm biến tốc độ động 75 Hình 3.48: Sơ đồ dây cảm biến vị trí trục cam 76 Hình 3.49: Vị trí và cấu tạo bên cảm biến vị trí trục cam 77 Hình 3.50: Sơ đồ dây cảm biến vị trí trục cam 78 Hình 3.51: Sơ đồ điều khiển phun nhiên liệu ECU 80 Hình 3.52: Đồ thị xác định lượng nhiên liệu phun 81 Hình 3.53: Đồ thị xác định lượng nhiên liệu phun tối đa 81 Hình 3.54: Đồ thị hiệu chỉnh áp suất khơng khí nạp 82 Hình 3.55: Sự hiệu chỉnh lượng nhiên liệu động nguội 82 Hình 3.56: So sánh chế độ phun thường, và phun có giai đoạn phun mồi 84 Hình 3.57: Các giai đoạn phun nhiên liệu 84 Hình 3.58: Sơ đồ điều khiển thời gian phun nhiên liệu 85 Hình 3.59: Đồ thị quan hệ áp suất ống, tốc độ động và lượng phun nhiên liệu 86 Hình 3.61: Sơ đồ cấu tạo hệ thống EGR 88 Hình 3.62: Cấu tạo và hướng dịng khí hệ thống turbo tăng áp 91 Hình 3.63: Cấu tạo van “bypass” 93 Hình 3.64: Cấu tạo lọc 94 Hình 3.65: Nguyên lý giữ lại muội than lọc 95 Hình 3.66: Nguyên lý tái tạo chủ động 96 Hình 3.67: Sơ đồ mạch điện công tắc và cảm biến 97 Hình 3.68: Sơ đồ mạch điện công tắc và đèn báo 98 Hình 3.69: Sơ đồ mạch điện cảm biến và cấu chấp hành 99 Hình 3.70: Sơ đồ mạch điện cảm biến và cấu chấp hành 100 Hình 3.71: Đèn check engine 101 Hình 3.72: Kết nối máy chẩn đốn Hi-scan với giắc kết nối liệu DLC .102 ... vòng lặp này cho phép áp suất ống phân phối thay đổi cách nhanh chóng với thay đổi trạng thái làm việc động cơ, tức là trường hợp tải thay đổi Việc điều khiển áp suất đường nhiên liệu áp suất... phun cực nhanh ( khoảng 1,1 ms)  Có thể thay đổi áp suất phun và thời điểm phun tùy theo chế độ làm việc động  Áp suất phun ổn định ( không thay đổi phun, chất lượng phun đồng từ bắt đầu phun... tạo van phân phối 39 Hình 3.13: Cấu tạo bơm tiếp vận 40 Hình 3.14: Sự thay đổi thể tích bên bơm tiếp vận 41 Hình 3.15: Cấu tạo van điều chỉnh áp suất 42 Hình