Tài liệu Hệ thống CRS doc

C ảm biến nhiệt độ chất làm lạnh B ơm cao áp: Bơm cao áp chủ yếu gồm 1 bơm cam không đồng trục, cam vòng, và 2 pittông, SCV van điều khiển hút, cảm biến nhiệt độ nhiên liệu, và 1 bơm n

HỆ THỐNG CRS (DIESEL)

H ệ thống CRS (HP3) / [Khái quát về hệ thống CRS]

L ịch sử phát triển:

1995 – Giới thiệu hệ thống CRS đầu tiên trên thế giới cho xe tải

1996 – B ắt đầu bổ sung hệ thống CRS cho xe khách

1999 -Xu ất hiện hệ thống lần đầu trên Châu Âu

2002 – Gi ới thiệu công nghệ hệ thống CRS 1800 thanh tiên tiến nhất trên th ế giới

H ệ thống CRS 1800 thanh cua DENSO đã đáp ứng hoàn toàn quy định khí th ải EURO 4 (Tiêu chuẩn áp dụng những giới hạn về khí thải đối với xe chở hành khách thuộc thế hệ mới từ ngày 1/1/2005)

1 Khái quát: H ệ thống này dùng loại bơm cao áp HP3 và vòi phun X2 và G2

Động cơ DIESEL thường

Hệ thống CRS của DENSO

2 Mô t ả bên ngoài: các chi tiết chính của hệ thống CRS

B ơm cao áp loại HP3 Vòi phun lo ại G

Bơm cấp hút nhiên liệu ra khỏi bình SCV (van điều khiển hút) sẽ điều khiển lượng nhiên liệu đến bơm nhiên liệu và dẫn dầu đến các piston Các piston nén nhiên liệu chảy qua van phân phối đến ống phân phối Nhiên

liệu trong ống phân phối sau đó sẽ được đưa đến các vòi phun để phun vào các xy-lanh Lượng nhiên liệu thừa từ bơm cao áp, ống phân phối, vòi phun

và các ống hồi quay trở lại bình nhiên liệu

1 Bơm cao áp

2 Pittông

3 Bơm nạp

4 Van phân phối

5 SCV (van điều khiển hút)

(đỏ) Dòng phun nhiên liệu

(xanh) Dòng nhiên liệu hồi

1 Bơm cao áp

2 SCV (bơm điều khiển hút)

3 C ảm biến nhiệt độ xăng

16 C ảm biến nhiệt độ không khí hút vào

Vị trí lắp đặt cụm chi tiết trên xe:

1 SCV (van điều khiển hút)

2 C ảm biến nhiệt độ nhiên liệu

3 C ảm biến áp suất ống phân phối

13 Thân van

14 C ảm biến vị trí trục khuỷu (cảm biến NE)

15 C ảm biến xylanh (cảm biến TDC)

16 Cảm biến vị trí chân ga

17 C ảm biến áp suất không khí vào

18 B ộ đo lượng không khí (với cảm biến nhiệt độ không khí vào)

19 C ảm biến nhiệt độ chất làm lạnh

B ơm cao áp:

Bơm cao áp chủ yếu gồm 1 bơm (cam không đồng trục, cam vòng, và 2 pittông), SCV (van điều khiển hút), cảm biến nhiệt độ nhiên liệu, và 1 bơm nạp

Hai pittông c ủa bơm được đặt đối diện nhau phía bên ngoài cam vòng

1 Van hút

2 Pittông

3 Cam không đồng trục

4 SCV (van điều khiển hút)

5 Van phân ph ối

6 Bơm nạp

7 C ảm biến nhiệt độ NL

Ch ức năng của các cụm chi tiết của bơm cao áp

C ụm chi tiết Ch ức năng

Bơm cao áp Hút nhiên li ệu từ bình Nhiên liệu

đưa vào pittông Van điều khiển Điều khiển áp suất Nhiên liệu trong

bơm cao áp SCV (van điều khiển

ngược về SCV Van phân ph ối Đẩy NL mà pittông bơm lên vào ống

phân ph ối

C ảm biến nhiệt độ

NL

Ki ểm tra nhiệt độ NL

C ấu tạo và nguyên lý vận hành của bơm nạp:

Bơm nạp loại bánh xe của bơm cấp sẽ hút nhiên liều từ bình Nhiên liệu đến hai pittông thông qua phin lọc và SCV (van điều khiển hút) Trục điều khiển quay rô to trong và ngoài của bơm nạp Khi rô to quay làm khoảng trống tăng và giảm, bơm nạp sẽ hút NL vào bộ phận hút và bơm NL ra khỏi bộ phận xả

Van điều khiển:

C ấu tạo và nguyên lý làm việc:

Van điều khiển giữ cho áp suất nạp NL (áp suất xả) thấp hơn một mức

nh ất định Nếu tốc độ bơm tăng và áp suất bơm tăng cao hơn mức van điều khiển cho phép, van sẽ sử dụng lực lò xo để mở và đưa NL về phía hút

(1) N ếu dòng đến SCV trong 1 thời gian dài Vì cường độ trung bình

c ủa dòng điện chạy đến cuộn dây tăng, van kim sẽ mở ra ngoài, SCV m ở rộng hơn Do đó, lượng nhiên liệu hút tăng

(2) Nếu dòng đến SCV trong 1 thời gian ngắn Cường độ trung bình

c ủa dòng điện chạy đến cuộn dây giảm, lực lò xo sẽ hút van kim vào, SCV m ở hẹp đi Do đó, lượng nhiên liệu hút giảm

M ối tương quan giữa độ mở của SCV và lượng nhiên liệu hút vào có

th ể ngược với mô tả trên đây, điều này tuỳ thuộc vào loại xe

C ấu tạo các bộ phận bơm:

Cam không đồng trục được gắn vào trục quay và cam vòng

Long-gơ và van hút được gắn vào cam vòng Khi trục quay quay, bánh xe cam sẽ quay không đồng trục, vòng cam sẽ di chuyển lên và xuống làm cho pittông c ũng di chuyển lên và xuống

xả nhiên liệu ra

C ấu tạo và nguyên lý vận hành của van phân phối

1 Thân van 2 Bóng ki ểm tra 3 Lò xo 4 Giá đỡ

5 Pittông

C ảm biến nhiệt độ nhiên liệu:

C ảm biến nhiệt độ có những đặc điểm của một nhiệt kế, tức là điện trở thay đổi theo nhiệt độ để kiểm tra nhiệt độ của nhiên liệu Cảm biến nhi ệt độ nhiên liệu được đặt trên bơm cao áp

1 Themistor

Đặc tuyến điện trở và nhiệt độ nhiên liệu

Nhiệt độ nhiên liệu

Nguyên lý ho ạt động của bơm cao áp:

Khi cam không đồng trục quay, cam vòng cũng quay không đồng trục Cam vòng quay đồng thời đẩy 1 pittông lên và 1 pittông xuống Khi pittông đi lên (hoặc xuống), bơm cao áp sẽ hút nhiên liệu ra, và bơm nhiên li ệu đến ống phân phối

Điện trở

1 SCV (van điều khiển hút)

2 van ki ểm tra

3 Cam không đồng trục

C ấu tạo của ống phân phối:

Ống phân phối chứa nhiên liệu được nén (từ 0 đến 180 MPa) từ bơm cao áp và đưa đến các vòi phun của xylanh Cảm biến áp suất ống phân ph ối (cảm biến Pc), bộ giới hạn áp suất và một van xả áp suất được gắn trên ống phân phối

1 Ống phân phối 3 C ảm biến áp suất ống phân phối

2 Van x ả áp suất 4 B ộ giới hạn áp suất

B ộ giới hạn áp suất:

N ếu áp suất trong ống PP cao bất thường, bộ giới hạn áp suất sẽ mở

m ột van để xả áp suất Van mở khi áp suất trong ống đạt xấp xỉ 180 MPa và đóng khi áp suất trở lại mức xấp xỉ 30 MPa Nhiên liệu

ch ảy qua bộ giới hạn áp suất sẽ quay trở lại bình nhiên liệu

Chức năng các cụm chi tiết

C ụm chi tiết Ch ức năng

Ống phân phối ch ứa NL được nén (từ 0 đến 180 MPa)

t ừ bơm cấp và đưa đến các vòi phun

c ủa xylanh

B ộ giới hạn áp

su ất M trong ở một van để xả áp suất nếu áp suất ống cao bất thường

C ảm biến áp suất

ống (cảm biến Pc) Ki ểm tra áp suất NL trong ống

Van x ả áp suất Điều khiển áp suất NL trong ống

C ảm biến áp suất ống phân phối:

C ảm biến áp suất ống phân phối (cảm biến Pc) kiểm tra áp suất xăng trong rail và truy ền tín hiệu đến ECU động cơ Đây là một loại cảm

bi ến áp suất bán dẫn với những đặc điểm của silicon, điện trở của cảm

bi ến sẽ thay đổi khi có áp suất tác dụng lên nó

V ị trí cảm ứng Pc trong sơ đồ điện

Van xả điều chỉnh áp suất trong ống PP Nếu áp suất trong ống cao hơn áp

suất phun, ECU động cơ sẽ truyền tín hiệu để van xả đẩy NL trở lại bình cho áp suất NL phù hợp với áp suất phun

Đỏ từ ống

Xanh đến ống

1 Van xả áp suất

2 Ống PP

A Vận hành khi áp suất NL cao hơn áp suất phun

B Vận hành khi áp suất NL bằng áp suất phun

Vòi phun

Tuỳ theo tín hiệu từ ECU động cơ, vòi phun NL được nén trong ống PP vào

buồng đốt của động cơ với thời gian phun hợp lí nhất, tốc độ phun (lượng phun trong một đơn vị thời gian nhất định), và điều kiện phun hơi

1 Vòi phun X2

2 Vòi phun G2

Đặc điểm và cấu tạo của vòi phun X2

Xăng được nén từ ống phân phối

1 Buồng điều khiển

:Xăng rò

1 Đinh ốc rỗng có lá chắn gió

2 Vòng chữ O

3 Lá chắn gió

2 Ống phun có điện trở hiệu chính

Rắc nối với điện trở hiệu chính gồm một điện trở hiệu chính (với 1 rắc nối

4 kim) để giảm thiểu lượng xăng phun sai lệch giữa các xylanh

4 Điện trở hiệu chính

5 Cuộn dây từ

Vòi phun v ới mã QR

Mã QR* (phản ứng nhanh) được dùng để điều chỉnh chính xác hơn Mã QR

chứa những dữ liệu của ống phun sẽ được cài vào ECU động cơ

Mã QR* cho thấy:

Đây là một mã 2 chiều mới do DENSO phát triển Ngoài những dữ liệu điều chỉnh lượng phun, mã còn có số hiệu chi tiết và sản phẩm Có thể đọc các số hiệu này với tốc độ cực nhanh

Vòi phun X2

Nguyên lí hoạt động

Van từ hai chiều (TWV) đóng và mở đầu ra để điều chỉnh áp suất trong

buồng điều khiển cũng như tắt bật chu trình phun

1 Khi không phun

Khi không có dòng điện chạy đến cuộn dây từ, lực lò xo lớn hơn áp suất trong buồng điều khiển, do đó van từ bị đẩy xuống và đóng đầu ra Vì thế,

áp suất tác dụng lên pittông điều khiển sẽ nén lò xo miệng lại, lò xo sẽ đóng kim miệng và ngừng phun

2 Khi đang phun

Khi có dòng chạy đến cuộn dây từ, lực hấp dẫn của của cuộn dây từ sẽ kéo van lên trên, do đó mở đầu ra và cho xăng chạy đến buồng điều khiển rồi ra ngoài Khi xăng chảy ra, áp suất trong buồng điều khiển giảm và kéo

pittông điều khiển lên, kim miệng cũng đi lên và bắt đầu phun

Xăng đi qua đầu ra sẽ chảy bên dưới ống rò xăng và pittông điều khiển,

điện tiếp tục tác dụng lên cuộn dây từ, kim miệng được đẩy lên cao nhất, do

đó tốc độ phun cũng đạt mức cao nhất Khi ngắt dòng điện đến cuộn dây, van từ đi xuống, làm kim miệng đóng đột ngột và ngừng phun

5 Buồng điều khiển

6 Pittông điều khiển

Để có trở kháng áp suất cao (180MPa), áp suất, áp điện và độ chống mòn

do áp suất của các chi tiết trượt đã được nâng cao

Để điều khiển lượng phun chính xác hơn và để phun nhiều ống, chế độ vận hành tốc độ cao cũng được cải tiến

Tham chi ếu

So sánh chế độ vận hành tốc độ cao (những lần phun thử nghiệm)

ống phun X2: 0.7 ms ống phun g2: 0.4 ms

1 Khi không phun

Khi không có dòng chạy đến cuộn dây từ, lực lò xo lớn hơn áp suất trong

buồng điều khiển, đẩy cuộn dây từ xuống dưới và đóng đầu ra Do đó, áp

suất tác dụng lên pittông điều khiển nén lò xo miệng, lò xo sẽ đóng kim

miệng và ngừng phun

2 Khi đang phun

Khi có dòng điện chạy đến cuộn dây từ, lực hấp dẫn của cuộn dây kéo van lên, van sẽ mở đầu ra và cho NL chảy đến buồng điều khiển rồi ra ngoài Khi NL chảy ra, áp suất trong buồng điều khiển giảm, kéo pittông và kim

miệng lên, quá trình phun bắt đầu

Nhiên liệu chạy qua đầu ra rồi chảy bên dưới ống rò nhiên liệu và pittông điều khiển, nâng pittông lên và tăng cường phản ứng đóng mở của miệng Khi dòng điện tiếp tục tác dụng lên cuộn dây từ, kim miệng lên cao nhất làm cho tốc độ phun cũng đạt mức cao nhất Khi ngắt dòng điện đến cuộn dây từ, van từ đi xuống làm kim miệng đóng đột ngột và ngừng phun

1 Vòi phun

2 Vòi phun #1 (xylanh #1)

3 Vòi phun #2 (xylanh #3)

4 Vòi phun #3 (xylanh #4)

5 Vòi phun #4 (xylanh #2)

6 Cường độ dòng không đổi

7 Mạch nạp

8 Mạch cao thế

9 Mạch điều khiển

10 ECU đông cơ

ECU động cơ (bộ điều khiển động cơ)

ECU động cơ điều khiển hệ thống phun NL và toàn bộ động cơ ECU động

cơ nhận các tín hiệu từ các cảm biến bao gồm cảm biến gia tốc và cảm biến

vị trí phớt trục để điều khiển hoạt động của động cơ Sau đó ECU sẽ tính toán môt lượng NL phù hợp với điều kiện vận hành của động cơ, chuyển thông tin này đến các chi tiết khởi động như ống phun, và điều khiển các chi tiết này để động cơ luôn vận hành tốt nhất

1 Các cảm biến và công tắc

2 Các chi tiết khởi động

EDU (b ộ điều khiển điện tử)

EDU giúp khởi động tốc độ cao các vòi phun EDU là một thiết bị dùng điện thế cao (bộ đổi DC/DC) để khởi động các van từ với tốc độ cao

động vòi phun từ ECU động cơ

tra khởi động vòi phun (đến ECU động cơ)

đổi đến các vòi phun

Khi nhận được những tín hiệu này, EDU truyền các tín hiệu đến các ống phun từ đầu nối H thông qua K Khi đó, đầu nối F sẽ truyền tín hiệu xác định phun lJf đến ECU

Cảm biến vị trí chân ga Xác định vị trí chân ga

Cảm biến nhiệt độ không khí

vào

Kiểm tra nhiệt độ không khí vào đi qua bộ nạp tua bin tăng

áp Máy đo lượng không khí Kiểm tra tốc độ luồng không

khí vào Máy bao gồm một

cảm biến nhiệt độ không khí vào

Cảm biến nhiệt độ chất làm

lạnh Kilạnh động cơ ểm tra nhiệt độ chất làm

Cảm biến áp suất không khí

vào

Kiểm tra áp suất không khí vào

C ảm biến vị trí trục khuỷu (cảm biến NE)

Cảm biến vị trí trục khuỷu (cảm biến NE) thăm dò vị trí của trục khuỷu Các loại cảm biến:

Cảm biến vị trí trục khuỷu thăm dò các bộ tạo xung NE gắn liền với bánh răng trục khuỷu khi chúng đi qua cảm biến, và truyền tín hiệu thăm dò đến ECU động cơ

Bánh răng bộ tạo xung với xung khoảng cách 10 độ, gồm 34 răng và 2 răng thiếu (cho 2 xung)

Cứ mỗi 3600CA cảm biến tạo ra 34 xung (số răng cưa, do đó cả số xung

lực khác nhau ở mỗi loại xe)

1 Dây có bọc

2 Cảm biến vị trí trục khuỷu

3 Bộ tạo xung NE

4 Bộ tạo xung

C ảm biến vị trí trục khuỷu (cảm biến Ne) Mạch và Dạng sóng tạo ra

1 Mạch đầu vào TDC

2 Mạch đầu vào NE

3 34 xung mỗi 360o CA

4 180o CA

5 5 xung mỗi 720o CA

C ảm biến xylanh (cảm biến TDC)

Cảm biến xylanh (cảm biến TDC) dùng để nhận ra xylanh Khi bộ tạo xung TDC gắn với bánh răng của bơm cao áp đi qua cảm biến, cảm biến sẽ

truyền một tín hiệu xác định vị trí xylanh đến ECU động cơ

Bộ tạo xung TDC gồm các máy tạo xung ở khoảng cách 90 độ, kèm theo

một bộ tạo xung bổ sung Cứ mỗi hai vòng quay của động cơ, cảm biến tạo

ra 5 xung, nhưng chỉ có 1 xung được dùng với mục đích điều khiển (số lượng bộ tạo xung, do đó là cả số lượng xung, tuỳ theo loại xe)

ECU động cơ nhận ra xylanh số 1 khi nó đồng thời thăm dò thấy xung lực

NE của răng cưa thiếu và xung TDC

1 cảm biến xylanh (cảm biến TDC)

2 cảm biến TDC

3 bộ tạo xung

C ảm biến xylanh (cảm biến TDC) Mạch và dạng sóng tạo ra

những trục trặc như mạch ngắt, cảm biến bao gồm 2 hệ thống điện áp đầu

ra (Điện áp đầu ra bao gồm cả điện áp 0.8V ban đầu.)

A Đóng hoàn toàn

B Mở hoàn toàn

C Điện áp đầu ra

D Vị trí bàn đạp chân ga

1 Cảm biến vị trí chân ga

C ảm biến nhiệt độ không khí vào

Cảm biến nhiệt độ không khí vào thăm dò nhiệt độ không khí vào đi qua bộ

nạp tua bin tăng áp

Phần cảm biến thăm dò nhiệt độ gồm có một themisto Themisto có điện

trở thay đổi theo nhiệt độ được dùng để thăm dò nhiệt độ luồng không khí vào

1.Themistor

B ộ đo luồng không khí (với cảm biến nhiệt độ luồng không khí vào)

Bộ đo luồng không khí thăm dò tốc độ vào của luồng không khí Máy có

một hệ thống dây nóng dùng để đo tốc độ luồng không khí vào Ngoài ra,

máy còn có một cảm biến nhiệt độ không khí vào dùng để thăm dò nhiệt độ không khí vào

1 Cảm biến nhiệt độ không khí

2 Dây nóng

C ảm biến nhiệt độ chất làm mát

1.Themistor

Cảm biến nhiệt độ chất làm mát dùng một themistor có điện trở thay đổi

theo nhiệt độ để thăm dò nhiệt độ chất làm mát động cơ

C ảm biến áp suất không khí vào

Cảm biến áp suất không khí vào là loại cảm biến áp suất bán dẫn dùng để

thăm dò áp suất không khí vào Nó bao gồm chất silicon (bán dẫn) và sử

dụng đặc điểm điện trở thay đổi theo áp suất của chất này để đo áp suất

Vì một cảm biến đo cả áp suất không khí vào và áp suất môi trường nên

phải dùng một van công tắc chân không (VSV)

Các điều kiện đo áp suất môi trường:

VSV bật trong 150 msec để thăm dò áp suất không khí khi có một trong 3

điều kiện dưới đây:

1) Vận tốc xe = 0

2) Bộ khởi động bật

3) Không tải ổn định

Các điều kiện đo áp suất không khí vào:

VSV tắt để thăm dò áp suất không khí vào, khi không có các điều kiện đo

áp suất môi trường nói trên

H ệ thống CRS (HP3) [Điều khiển phun nhiên liệu]

1 Khái quát

Hệ thống này điều khiển thời gian và lượng nhiên liệu phun tốt hơn loại đồng hồ hay bộ điều tốc cơ được dùng trong loại bơm phun truyền thống ECU động cơ thực hiện những tính toán cần thiết dựa trên những tín hiệu

nhận được từ các cảm biến đặt trên động cơ và trên xe Sau đó, ECU điều khiển thời gian dòng tác dụng lên các vòi phun để đạt được thời gian và lượng phun nhiên liệu tối ưu

2 Các lo ại điều khiển phun nhiên liệu

Điều khiển lượng

phun nhiên li ệu Thay th t ốc trong bơm phun truyền thống ế chức năng của bộ điều

Lo ại điều khiển này cho phép đạt được lượng phun tối ưu do điều khiển căn cứ theo các tín hiệu về

t ốc độ động cơ và vị trí chân ga

Điều khiển thời gian

phun nhiên li ệu Thay th trong bơm phun truyền thống ế chức năng của đồng hồ

Loại điều khiển này cho phép đạt được thời gian phun tối ưu do điều khi ển căn cứ theo các tín hiệu về

t ốc độ động cơ và vị trí chân ga

Điều khiển tỉ lệ phun

nhiên li ệu Ch phun nhiên li ức năng này điều khiển tỉ lệ ệu từ miệng ống phun

trong 1 thời gian nào đó

Điều khiển áp suất

phun

S ử dụng cảm biến áp suất ống phân ph ối để đo áp suất NL, rồi truy ền dữ liệu này đến ECU động

cơ để điều khiển lượng NL bơm

Điều khiển lượng phun nhiên liệu

1 Khái quát

ECU động cơ tính lượng phun cơ bản dựa vào điều kiện của động

cơ hay điều kiện chạy của xe

Chức năng này quyết định lượng nhiên liệu phun phù hợp với các điều kiện của động cơ bằng cách điều chỉnh lượng phun nhiên liệu

cơ bản cho phù hợp với nhiệt độ chất làm mát, nhiệt độ nhiên liệu, nhi ệt độ không khí vào và áp suất không khí vào

2 Cách tính lượng phun

Khi tính c ần so sánh hai giá trị sau:

• Lượng phun nhiên liệu cơ bản theo mẫu của bộ điều tốc, tính theo vị trí chân ga và tốc độ động cơ