Giáo trình phun dầu điện tử ô tô

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN KHOA CÔNG NGHỆ ÔTÔ GIÁO TRÌNH PHUN DẦU ĐIỆN TỬ Đối tượng: Dùng cho hệ Cao đẳng Lưu hành nội bộ Ninh Thuận, năm 2018 TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ PHUN DẦU ĐIỆN TỬ I.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỘNG CƠ PHUN DẦU ĐIỆN TỬ Ra đời sớm động Diesel không phát triển động xăng gây nhiều tiếng ồn, khí thải bẩn Tuy nhiên với phát triển kỹ thuật công nghệ, vấn đề giải Diesel ngày trở nên phổ biến hữu dụng Khí thải động Diesel thủ phạm gây ô nhiễm môi trường Động Diesel với tính hiệu kinh tế động xăng, nhiên vấn đề tiếng ồn khí thải hạn chế sử dụng động Diesel Động Diesel phát minh vào năm 1892 nhờ Rudolf Diesel hoạt động theo nguyên lý tự cháy Ở gần cuối trình nén, nhiên liệu phun vào buồng cháy động để hình thành hịa khí tự bốc cháy Đến năm 1927 Robert Bosch phát triểnbơm cao áp ( bơm phun Bosch lắp cho động Diesel ôtô thương mại ô tô khách vào năm 1936) Hệ thống nhiên liệu Diesel không ngừng cải tiến với giải pháp kỹ thuật tối ưu nhắm làm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm suất tiêu hao nhiên liệu TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG Các Nhà chế tạo động Diesel đề nhiều biện pháp khác kỹ thuật phun điều khiển trình cháy nhằm hạn chế chất ô nhiễm Các biện pháp chủ yếu tập chung vào giải vấn đề: -Tăng tốc độ phun để giảm nồng độ tăng tốc hòa trộn nhiên liệu khơng khí - Tăng áp suất phun, đặc biệt động phun trực tiếp - Điều chỉnh dạng quy luật phun theo khuynh hướng kết thúc nhanh trình phun để làm giảm HC - Biện pháp hồi lưu phận khí xả Hiện nhược điểm khắc phục cách cải tiến số phận 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 đưa thị trường việc điều khiển điện tử cho hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel gọi hệ thống nhiên liệu Common Rail Cho đến ngày hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail hoàn thiện Trong động Diesel đại áp suất phun thực cho vòi phun cách riêng rẽ, nhiên liệu áp suất cao chứa ống chứa ( Rail) hay gọi “ắc quy thủy lực” phân phối đến vòi phun theo yêu cầu So với hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel thơng thường Common Rail Diesel đáp ứng giải vấn đề: - Giảm tối đa mức độ tiếng ồn - Nhiên liệu phun với áp suất cao nhờ kết hợp điều khiển điện tử, áp suất phun đạt tới 184 MPa Thời gian phun cực ngắn tốc độ phun cực nhanh (khoảng 1,1 ms) - Có thể thay đổi áp suất phun thời điểm phun tùy theo chế độ làm việc động - Tiết kiệm nhiên liệu - Giảm mức ô nhiễm môi trường II Phân loại Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử với Bơm cao áp a Bơm PE Điện tử điều khiển cấu điều ga điện từ b Bơm VE Điện tử điều khiển cấu điều ga điện từ c Bơm VE Điện tử điều khiển van xả áp: + Bơm VE Piston hướng trục + Bơm VE nhiều Piston hướng kính Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử Bơm vòi phun kết hợp: + Loại EUI + Loại HEUI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử với Ống phân phối – Common Rail System (CRS) + Loại Piston + Loại Piston + Loại Piston CHƯƠNG II: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐIỆN TỬ BƠM CAO ÁP VÒI PHUN KẾT HỢP I Hệ thống nhiên liệu kim liên hợp UI (Unit injection system) Hình 2-1: Cấu tạo động Diesel sử dụng hệ thống nhiên liệu UI Sơ đồ hệ thống UI: TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG Hình 2-2: Hệ thống bơm nhiên liệu UI Bơm tiếp vận; ECU; Kim bơm liên hợp UI Thùng nhiên liệu; Bộ tản nhiệt ECU; Van điều áp Các cảm biến; Đường dầu hồi Hệ thống UI sử dụng bơm vòi phun kết hợp, bơm vịi phun có xylanh piston dẫn động trục cam Trên bơm vịi phun có van điện từ Tới thời điểm phun ECU điều khiển van điện từ đóng lại để vịi phun phun nhiên liệu vào buồng đốt động cơ, lượng nhiên liệu phun vào buồng đốt động phụ thuộc vào thời gian đóng van điện từ Nếu van điện từ đóng lâu lượng nhiên liệu phun vào buồng đốt động nhiều → động chạy tốc độ cao, ngược lại Khi van điện từ mở buồng dầu áp suất cao bơm vòi phun thơng với buồng dầu áp suất thấp → vịi phun không phun dầu vào buồng đốt động Khi động làm việc bơm tiếp vận bơm dầu đến bơm vòi phun kết hợp Khi cam đội → bơm vòi phun làm việc → áp suất dầu buồng cao áp tăng lên Nếu van điện từ mở dầu buồng cao áp trả thùng chứa Nếu van điện từ đóng dầu buồng cao áp đến vòi phun phun vào buồng đốt động Bơm vòi phun hệ thống UI a Cấu tạo bơm vòi phun hệ thống UI Bơm kim UI lắp thân động điều khiển trục cam thơng qua hệ thống địn bẩy Cấu tạo hệ thống UI sử dụng xe du lịch khác với hệ thống UI dùng xe tải TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG Hình 2-3: Cấu tạo bơm nhiên liệu UI 1- Nắp máy 2- Đuôi piston 3- Piston bơm 4- Thân bơm 5- Lò xo hồi vị piston 6- Cửa nạp 7- Vịi phun 8- Buồng nén Hình 2-4: Bơm cao áp UI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG Hình 2-5: Cấu tạo bơm vịi phun kết hợp hệ thống nhiên liệu UI Bơm vòi phun hệ thống UI hãng Bosch sản xuất năm 1995 Bơm cung cấp lượng nhiên liệu từ 150 mm3 đến 400 mm3 cho chu kì phun tuổi thọ bơm lên đến 65.000 hoạt động Nguyên lý làm việc bơm vòi phun Bơm vòi phun lắp nắp máy dẫn động trục cam động a.Hành trình nạp nhiên liệu: Khi cam không đội, lò xo hồi vị piston đẩy piston bơm vòi phun lên → nhiên liệu nạp vào buồng nén thơng qua cửa nạp Lúc chưa có dịng điện điều khiển van điện từ, nên lò xo đẩy van điện từ mở Lò xo hồi vị kim phun Kim phun 3.Buồng áp suất cao Hình 2-6:Hành trình nạp nhiên liệu b Hành trình nén Khi mấu cam trục cam tác động qua cò mổ → đuôi piston làm cho piston xuống nén nhiên liệu → áp suất dầu buồng áp suất cao tăng lên TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG 1- Đĩa thép 2- Lò xo van solenoid 3- Kim van solenoid 4- Đế van solenoid 5- Buồng áp suất cao Hình 2-7: Hành trình nén nhiên liệu c Hành trình phun nhiên liệu Tới thời điểm phun, ECU cấp điện cho cuộn dây van điện từ → cuộn dây sinh lực điện từ hút đĩa thép → van solenoid lên đóng kín đường dầu thông giữ buồng dầu áp suất cao buồng dầu áp suất thấp → dầu buồng áp suất cao bị nén đến vòi phun để phun vào buồng đốt động Kim phun mở áp suất dầu khoảng 300 bar nhiên liệu phun vào buồng đốt Trong suốt trình phun nhiên liệu, áp suất nhiên liệu tăng lên đến khoảng 1800 bar Hình 2-8: Hành trình phun nhiên liệu d Hành trình ngừng phun nhiên liệu Van solenoid mở ECU ngưng cung cấp tín hiệu điều khiển Kim van solenoid lại tì sát đế lị xo hồi vị, đường dầu thông buồng dầu áp suất thấp cao lại mở Điều làm cho áp suất buồng dầu áp suất cao vịi phun giảm xuống nhanh chóng, kim phun đóng lại kết thúc trình phun TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG Piston bơm lại tiếp tục lên nhiên liệu lại hút vào xilanh bơm, chu kì lại bắt đầu Hình 2-9: Hành trình ngừng cung cấp nhiên liệu II.Hệ thống Unit Pump (UP) Hình 2-10: Cấu tạo động Diesel sử dụng hệ thống nhiên liệu UP Sơ đồ hệ thống nhiên liệu UP Với hệ thống UP, nhiên liệu có áp suất cao cung cấp bơm cao áp đơn (mỗi xylanh bơm cao áp đơn) Nhiên liệu bơm cao áp (BCA) nén piston BCA, piston dẫn động trục cam động Nhiên liệu nén có áp suất cao cung cấp đến vịi phun thơng qua đường ống cao áp TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG Bơm tiếp vận ECU Các cảm biến Kim phun Bơm cao áp Thùng nhiên liệu tản nhiệt Van điều áp Hình 2-11 :Sơ đồ hệ thống nhiên liệu UP Cấu tạo nguyên lý làm việc bơm cao áp UP a Cấu tạo bơm cao áp UP Cấu tạo bơm cao áp kiểu UP gồm có thành phần sau: pis-ton bơm (ti bơm), xy-lanh bơm nằm bên thân bơm, bên có van dầu điều khiển lực điện từ cuộn dây solenoid Hình 2-12: Cấu tạo bơm cao áp hệ thống nhiên liệu UP Nguyên lý làm việc Bơm cao áp đơn hệ thống UP thường lắp thân động Mấu cam cung cấp nhiên liệu trục cam động dẫn động đội thơng qua lăn Lị xo hồi vị ln tì lăn sát vào mấu cam, đội tác động lên piston làm piston dịch chuyển lên xuống thân BCA Nhiên liệu thấp áp chảy qua cửa nạp thân động vào buồng nén TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG -Khi khóa điện bật ON, ECM cấp điện áp 5V đến chân THA cảm biến, nhiệt độ khí nạp tăng→ điện áp rơi hai đầu điện trở cảm biến giảm ngược lại ECM nhận biết nhiệt độ khí nạp thơng qua giá trị điện áp 13 Tín hiệu máy khởi động STA: Tín hiệu lấy từ cầu chì ST đưa vào chân STA ECM, ECM dùng tín hiệu để nhận biết động quay khởi động Hình 4-11: Sơ đồ mạch tín hiệu STA II.MẠCH ĐIỆN PHUN DẦU ĐIỆN TỬ CỦA SỐ ĐỘNG CƠ 1.Mạch điện động 2KD-FTV TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG TÀI LIỆU THAM KHẢO - Giáo trình đào tạo hãng TOYOTA - Giáo trình đào tạo hãng KIA - Giáo trình đào tạo kỹ thuật ôtô đại– PGS.TS Đinh Ngọc Ân biên soạn TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG - Tài liệu hướng dẫn giảng dạy hệ thống điều khiển động Diesel điện tử (Electronic Diesel control - PGS.TS Đỗ Văn Dũng biên soạn ) - Electronic Diesel Control EDC - Bosch - năm 2001 - PGS.TS Đỗ Văn Dũng -Trang bị điện điện tử ô tô đại- Nhà xuất đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh năm 2004 TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GV: QUẢNG - NĂNG ... mức ô nhiễm môi trường II Phân loại Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử với Bơm cao áp a Bơm PE Điện tử điều khiển cấu điều ga điện từ b Bơm VE Điện tử điều khiển cấu điều ga điện từ c Bơm VE Điện. .. nhiên liệu Diesel điện tử như: - Bơm cao áp điều khiển điện tử - Vịi phun điện tử - Ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao (ống Rail) Năm 1986 Bosh đưa thị trường việc điều khiển điện tử cho hệ thống... cuối trình nén, nhiên liệu phun vào buồng cháy động để hình thành hịa khí tự bốc cháy Đến năm 1927 Robert Bosch phát triểnbơm cao áp ( bơm phun Bosch lắp cho động Diesel ? ?tô thương mại ô tô khách