Giáo trình lý thuyết động cơ diesel

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT LÝ TỰ TRỌNG -  - GIÁO TRÌNH LÝ THUYẾT ĐỘNG CƠ DIESEL Tài liệu lưu hành nội HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐIỆN TỬ PHẦN 1: HỆ THỐNG VE – EDC I TỔNG QUAN: Sơ đồ hệ thống: Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu VE – EDC Thùng chứa Kim phun Bơm cao áp lọc nhiên liệu Van TCV Van SPV Nguyên lý hoạt động: Hình 1.2: bơm VE – EDC Nhiên liệu hút bơm tiếp vận, từ thùng chứa qua lọc vào bơm cao áp Trong bơm cao áp nhiên liệu bị nén lại đưa đến kim phun piston bơm Khi nhiên liệu nén đến áp suất định phun vào buồng đốt động Áp suất nhiên liệu mà piston bơm tạo nằm khoảng 1.5 đến 2.0 Mpa Quá trình hồn tồn giống với động diesel thông thường Các van SPV (Spill Control Valve) TCV (Timing Control Valve) dùng để điều khiển lưu lượng phun (thời gian phun), thời điểm phun (thời điểm bắt đầu phun) ECU nhận tín hiệu từ cảm biến để xác định điều kiện hoạt động động Sau ECU gởi tín hiệu để điều khiển van SPV TCV bơm cho lưu lượng phun thời điểm phun tối ưu Ngày người ta thường dùng bơm VE – EDC bơm có kết cấu gọn nhẹ, làm việc với độ xác cao Bơm VE – EDC có chức hoạt động tương tự bơm VE khác thời điểm phun dựa vào tín hiệu van SPV TCV II.GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT: Hệ thống bơm cao áp VE- EDC gồm cụm Tín hiệu vào: (Input) Gồm cảm biến (sensors) để xác định tình trạng tổng quát động ECU: Bộ điều khiển điện tử ECU với nhiều vi sử lý Bộ ECU sử dụng thuật toán điều khiển để xử lý liệu thông tin đầu vào cung cấp tín hiệu điện điều khiển đầu cách thích hợp Tín hiệu ra: (Output) Bộ tác động biến đổi tín hiệu ECU thành chuyển động học điều khiển van điện từ, điều khiển lượng nhiên liệu bơm cao áp III GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ ĐỘNG CƠ DIESEL VE Sơ đồ giới thiệu hệ thống nhiên liệu với hệ thống kiểm soát điện tử bơm VE Hình 1.3: Sơ đồ giới thiệu hệ thống nhiên liệu với hệ thống kiểm soát điện tử bơm VE Thùng nhiên liệu 11 Tín hiệu số Lọc nhiên liệu 12 Cảm biến tốc độ xe Bơm cao áp VE 13 Cảm biến vị trí bàn đạp ga Kim phun cảm biến dịch chuyển ty kim phun 14 Cảm biến nhiệt độ khí nạp Đường dầu Bộ điều khiển Bugi xông Bugi xông máy Van điều khiển lưu lượng (SPV) Van điện từ ECU 15 Van EGR 16 Cảm biến lưu lượng gió 17 Cảm biến tốc độ động vị trí tử điểm thượng 18 Accu 19 Công tắc khởi động xơng máy 10 Đèn báo lỗi (chuẩn đốn) Điều khiển động diesel tín hiệu Hình 1.4: Sơ đồ điều khiển điện tử động diesel ECU 11 Điều khiển phanh Bơm VE 12 Kim phun Cảm biến vị trí van định lượng 13 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Van SPV 14 Cảm biến nhiệt độ gió Van TCV 15 Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu Cảm biến số vịng quay động 16 Bộ đo gió Cảm biến tốc độ xe 17 Van điều khiển EGR van EGR Điều khiển tự động tốc độ 18 Turbo tăng áp Cảm biến vị trí bàn đạp ga 19 Bộ điều khiển bugi xông máy 10 Điều khiển ly hợp 20 Bộ chuẩn đoán SƠ ĐỒ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU VE-EDC CÁC CẢM BIẾN BỘ CHẤP HÀNH ECU CB di động ty bơm Điều khiển lượng nhiên liệu cung cấp CB nhiệt độ nước, khí nạp mới, nhiên liệu BƠM CAO ÁP Điều khiển cúp dầu (tắt động cơ) CB vị trí van điều khiển lượng nhiên liệu BỘ CB lưu lượng gió CB tốc độ động VI XỬ Thời điểm phun nhiên liệu LÝ Bộ dẫn động van EGR CB tốc độ xe EGR CB áp suất khí Bộ điều khiển xông máy CƠ CẤU ĐIỀU KHIỂN Điều khiển khởi động CB bàn đạp ga Lưu đồ xử lý Vị trí tay số TÍN HIỆU CHUẨN ĐỐN Màn hình báo tín hiệu IV CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN CỦA BƠM VE – EDC Bên bơm phân phối có piston xoay quanh trục, nhiên liệu cung cấp bơm cánh gạt Áp suất nhiên liệu sinh phân phối đến xi lanh động nhờ di chuyển piston thông qua đĩa cam Khi piston bơm xoay quanh trục vịng phân phối dầu cho tất xi lanh động Chuyển động tịnh tiến xoay piston bơm thực nhờ cốt bơm mấu cam đĩa cam Vòng lăn định điểm phân phối bơm Ổ bơm phân phối kiểu piston xoay quanh trục điều khiển điện, van SPV điều khiển lượng nhiên liệu phun với áp suất cao Tín hiệu từ ECU điều khiển đóng mở van SPV Sự kích hoạt thích hợp điều khiển tốc độ động Hình 1.5: Hình cắt bơm VE – EDC Bơm tiếp vận Piston phân phối Cảm biến tốc độ Xylanh Rotor Van SPV Đĩa cam Van TCV Vòng lăn Van điều áp: Thân van Lò xo Piston van Lỗ Đường áp lực đến Đường Hình 1.6: Van điều áp Van điều áp dùng để điều chỉnh áp lực dầu bơm cao áp Khi áp lực dầu bơm cao áp cao áp lực cho phép dầu đẩy piston van thắng lực lị xo theo đường ngồi cửa nạp giảm áp lực bơm cao áp Van cao áp: Van cao áp có nhiệm vụ ngắt nhiên liệu bơm đường ống Nó xác định xác thời điểm kim phun đóng vào cuối q trình phun, đồng thời cịn làm cho áp lực ổn định mạch phun lượng nhiên liệu phun Van cao áp dạng piston điều khiển áp lực dầu Nó mở áp lực nhiên liệu đóng lị xo hồn vị Giữa hành trình phân phối đóng, lúc đường ống lỗ thoát dầu phân phối bị tách biệt Trong khoảng thời gian phân phối, van nâng lên khỏi vị trí ban đầu áp lực cao Nhiên liệu chạy qua rãnh dọc tới rãnh tròn qua thân van cao áp tới đường ống tới kim phun để phun vào buồng đốt Khi trình phân phối kết thúc, áp lực cao đầu piston giảm xuống van điều áp đóng lại lị xo hồn vị Hình 1.7: Van áp lực A: Đóng Giá giữ van (Đế van ) B: Mở Mặt côn van Lò xo van Rắc co dầu Phần dẫn hướng van Rãnh dẫn dầu Rãnh vòng Bộ phun sớm tự động a Cấu tạo: Hình 1.8: Sơ đồ cấu tạo phun dầu sớm tự động Cơ cấu phun dầu sớm thủy lực lắp phía bơm phân phối thẳng góc với trục dọc thân bơm, piston phun sớm di chuyển thân bơm Bên hông thân bơm lắp van TCV Hai bên vỏ bơm đậy nắp đậy Trên mặt piston có lỗ nhiên liệu vào lỗ nhiên liệu đến van TCV, bên phía mặt cịn lại piston lò xo lỗ nhiên liệu từ van TCV đến Một chốt trượt chốt dẫn động nối piston với vịng lăn Hình 1.9: Cấu tạo van TCV b Nguyên lý hoạt động van TCV: Piston phun sớm giữ vị trí ban đầu tải trọng ban đầu lò xo Trong thời gian hoạt động , áp lực nhiên liệu khoang bơm điều khiển tương ứng với tốc độ động van điều áp ốc giới hạn dầu tràn Khi tín hiệu ON từ ECU đưa đến van TCV với thời gian dài van mở nhiều, dầu từ khoang (A) qua ống trở mạch nạp bơm nhiều Hình 1.10: Cơ cấu phun dầu sớm điều khiển phun trễ 10 II ĐẶC TÍNH PHUN So với đặc điểm hệ thống nhiên liệu cũ yêu cầu thực dựa vào đường đặc tính phun lý tưởng: Lượng nhiên liệu áp suất phun nhiên liệu độc lập với điều kiện hoạt động động (cho phép để đạt tỉ lệ hỗn hợp A/F lý tưởng) Lúc bắt đầu phun, lượng nhiên liệu phun cần lượng nhỏ Các yêu cầu thoả mãn hệ thống common rail, với đặc điểm phun lần: phun sơ khởi phun (Pilot injection and main injection) Hệ thống common rail hệ thống thiết kế theo module, có thành phần: - Kim phun điều khiển van solenoid gắn vào nắp máy - Bộ tích trữ nhiên liệu (ống phân phối áp lực cao) - Bơm cao áp (bơm tạo áp lực cao) Các thiết kế sau cần cho hoạt động điều khiển hệ thống: - ECU - Cảm biến tốc độ trục khuỷu - Cảm biến tốc độ trục cam Đối với xe du lịch, bơm có piston hướng tâm (radial piston pump) sử dụng bơm cao áp để tạo áp suất Áp suất tạo độc lập với trình phun Tốc độ bơm cao áp phụ thuộc tốc độ động Về bản, kim phun nối với ống tích áp nhiên liệu (rail) đường ống ngắn, kết hợp với đầu phun solenoid cung cấp điện qua ECU Khi van solenoid không cấp điện kim phun ngưng phun Nhờ áp suất phun không đổi, lượng nhiên liệu phun tỉ lệ với độ dài xung điều khiển solenoid Yêu cầu mở nhanh van solenoid đáp ứng việc sử dụng điện áp cao dòng lớn Thời điểm phun điều khiển hệ thống điều khiển góc phun sớm Hệ thống dùng cảm biến trục khuỷu để nhận biết tốc độ động cơ, cảm biến trục cam để nhận biết kỳ hoạt động a Phun sơ khởi (pilot injection) Phun sơ khởi diễn sớm đến 90 o trước tử điểm thượng (BTDC) Nếu thời điểm phun xuất nhỏ 40o BTDC, nhiên liệu bám vào bề mặt piston, thành xi lanh làm lỗng dầu bơi trơn Trong giai đoạn phun sơ khởi, lượng nhiên liệu (1 – mm 3) phun vào xi lanh để “mồi” Kết trình cháy cải thiện đạt số hiệu sau: 17 Áp suất cuối q trình nén tăng nhờ vào giai đoạn phun sơ khởi nhiên liệu cháy phần Điều giúp giảm thời gian trể cháy, giảm tăng đột ngột áp suất khí cháy áp suất cực đại (quá trình cháy êm dịu hơn) Kết giảm tiếng ồn động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu làm giảm độ độc hại khí thải Q trình sơ khởi đóng vai trị gián tiếp việc làm tăng cơng suất động b Giai đoạn phun (main injection) Công suất đầu cuả động xuất phát từ giai đoạn phun giai đoạn phun sơ khởi Tức giai đoạn phun giúp tăng lực kéo động Với hệ thống common rail, áp suất phun giữ khơng đổi suốt q trình phun c Giai đoạn phun thứ cấp (Secondary injection) Theo qua điểm xử lý khí thải, phun thứ cấp áp dụng để đốt cháy NOx Nó diễn sau giai đoạn phun định để xảy trình giản nở hay kỳ thải khoảng 200o sau tử điểm thượng (ATDC) Ngược lại với q trình phun sơ khởi phun chính, nhiên liệu phun vào không đốt cháy mà để bốc nhờ vào sức nóng khí thải ống pơ Trong suốt kỳ thải, hỗn hợp khí thải nhiên liệu đẩy hệ thống khí thải thơng qua xupáp thải Tuy nhiên phần nhiên liệu đưa lại vào buồng đốt thơng qua hệ thống ln hồi khí thải EGR có tác dụng tương tự giai đoạn phun sơ khởi Khi hoá khử lắp để làm giảm lượng NOx, chúng tận dụng nhiên liệu khí thải nhân tố hoá học để làm giảm nồng độ NOx khí thải Một chớp mắt thơng thường Y Lưu lượng phun (mm3/kì) 74 mm3 Phun Phun mm3thí điểm X 300-400 msec ≅ 1.1 msec Thời gian (msec) Hình 2.3: Tốc độ phun hệ thống Common Rail III CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CÁC CHI TIẾT TRÊN HỆ THỐNG COMMON RAIL 18 Tổng quát hệ thống nhiên liệu Hệ thống nhiên liệu hệ thống common rail (hình) bao gồm vùng: vùng nhiên liệu áp suất thấp vùng nhiên liệu áp suất cao Hình 2.4: Hệ thống nhiên liệu Common Rail Thùng chứa nhiên liệu Ống nhiên liệu áp suất cao Lọc thô Ống trữ nhiên liệu Bơm tiếp vận Kim phun Lọc tinh 10 Đường dầu Đường nhiên liệu áp suất thấp 11 ECU Bơm cao áp 19 a Vùng áp suất thấp Vùng áp suất bao gồm phận • Bình chứa nhiên liệu: Bình chứa nhiên liệu phải làm từ vật liệu chống ăn mịn phải giữ khơng cho bị rị rĩ áp suất gấp đơi hoạt động bình thường Van an tồn phải lắp để áp suất q cao tự ngồi Nhiên liệu khơng rị rĩ cổ nối với bình lọc nhiên liệu hay thiết bị bù áp suất xe bị rung xóc nhỏ, xe vào cua dừng hay chạy đường dốc Bình nhiên liệu động phải nằm cách xa để trường hợp tai nạn xảy khơng có nguy bị cháy • Đường ống nhiên liệu: Mềm bọc thép thay cho đường ống thép dùng ống áp suất thấp Tất phận mang nhiên liệu phải bảo vệ lần khỏi tác dụng nhiệt độ Đối với xe buýt, đường ống nhiên liệu không đặt không gian hành khách hay cabin xe • Bơm tiếp vận: Bao gồm bơm điện với lọc nhiên liệu, hay bơm bánh Bơm hút nhiên liệu từ bình chứa tiếp tục đưa đủ lượng nhiên liệu đến bơm cao áp • Bộ lọc nhiên liệu: Khơng thích hợp dẫn đến hư hỏng cho thành phần bơm, van phân phối kim phun Bộ lọc nhiên liệu làm nhiên liệu trước đưa đến van cao áp, ngăn ngừa mài mịn nhanh chi tiết bơm Nắp bầu lọc Đường dầu vào Phần giấy lọc Bọng chứa dầu sau lọc Phần chứa nước có lẫn dầu Thiết bị báo mực nước bầu lọc vượt mức cho phép Đường dầu Hình 2.5: Cấu tạo lọc dầu 20 b Vùng áp suất cao Vùng áp suất cao hệ thống common rail bao gồm: Bơm cao áp với van điều khiển áp suất Đường ống nhiên liệu áp suất cao, tức ống phân phối đóng vai trị tích áp suất cao với cảm biến áp suất nhiên liệu, van giới hạn áp suất, giới hạn dòng chảy, kim phun ống dầu Hình 2.6: Vùng áp suất cao Bơm cao áp Cảm biến áp suất ống Van cắt nhiên liệu Van giới hạn áp suất Van điều khiển áp suất Lỗ tiết lưu Đường nhiên liệu áp suất cao Kim phun Ống trữ nhiên liệu áp suất cao 10 ECU Bơm cao áp Bơm cao áp tạo áp lực cho nhiên liệu đến áp suất đến 1350 bar Nhiên liệu tăng áp sau di chuyển đến đường áp suất cao đưa vào tích nhiên liệu cao có hình ống Bơm cao áp lắp đặt động hệ thống nhiên liệu bơm phân phối loại cũ Nó dẫn động động thơng qua bánh răng, xích hay dây đai có bơi trơn nhiên liệu bơm Tuỳ thuộc vào khơng gian sẵn có, van điều khiển áp suất lắp trực tiếp bơm hay lắp lắp xa bơm Bên bơm (hình 2.8), nhiên liệu nén piston bơm bố trí hướng kính piston cách 120o Do piston hoạt động luân phiên vòng quay nên làm tăng nhẹ lực cản bơm Điều có nghĩa hệ thống common rail 21 đặt tải trọng lên hệ thống truyền động so với hệ thống cũ Công yêu cầu dẫn động bơm nhỏ tỉ lệ với áp suất ống phân phối đạt khoảng 1350 bar, bơm cao áp tiêu thụ 3,8 kw Hình 2.7: Cấu tạo bơm cao áp Van định lượng Bơm tiếp vận Van SCV Van chiều Piston Trục Van phân phối Thơng qua lọc có cấu tách nước, bơm tiếp vận cung cấp nhiên liệu từ bình chứa đến đường dầu vào bơm cao áp van an tồn Nó đẩy nhiên liệu qua lỗ khoan van an tồn vào mạch dầu bơi trơn làm mát bơm cao áp Trục bơm cao áp có van lệch tâm làm di chuyển piston bơm lên xuống tuỳ theo hình dạng mấu cam Ngay áp suất phân phối vượt mức van an tồn xả bớt áp suất , bơm tiếp vận đẩy nhiên liệu đến bơm cao áp thông qua van hút vào buồng bơm, nơi mà piston chuyển động hướng xuống Van nạp đóng lại piston bơm qua tử điểm hạ từ cho phép nhiên liệu buồng bơm với áp suất phân phối Áp suất tăng lên cao mở van thoát áp suất ống đủ lớn Nhiên liệu nén vào mạch dầu áp suất cao Piston bơm tiếp tục phân phối nhiên liệu đến tử điểm thượng, sau áp suất bị giảm xuống nên van đóng lại Nhiên liệu cịn lại nằm buồng bơm chờ đến piston di xuống lần Khi áp suất buồng bơm thành phần bơm giảm xuống van nạp mở trình lặp lại lần Do bơm cao áp thiết kế để phân phối nhiên liệu lớn nên lượng nhiên liệu có áp suất cao thừa giai đoạn chạy cầm chừng tải trung bình Lượng nhiên liệu thừa đưa trở thùng chứa thông qua van điều áp suất Nhiên liệu bị nén nằm thùng chứa gây tổn thất lượng Hơn lượng nhiệt tăng lên 22 nhiên liệu làm giảm hiệu chung Ở mức độ tổn thất bù cách ngắt bớt vài xi lanh bơm Khi xi lanh bơm bị loại dẫn đến việc giảm lượng nhiên liệu bơm đến ống phân phối Việc ngắt bỏ thực cách giữ cho van hút mở trạng thái liên tục Khi van solenoid dùng để ngắt thành phần bơm kích hoạt, chốt gắn với phần ứng giữ van hút mở Kết nhiên liệu hút vào xi lanh bơm bị nén nên bị đẩy trở lại mạch áp suất thấp Với xi lanh bơm bị loại bỏ khơng cần cơng suất cao bơm cao áp khơng cịn cung cấp nhiên liệu liên tục mà cung cấp gián đoạn Bơm cao áp cung cấp lượng nhiên liệu tỉ lệ với tốc độ quay Và đó, hàm tốc độ động Trong suốt trình phun, tỉ số truyền tính cho mặt lượng nhiên liệu mà cung cấp khơng q lớn, mặt khác yêu cầu nhiên liệu đáp ứng suốt chế độ hoạt động Tùy theo tốc độ trục khuỷu mà tỉ số truyền hợp lý 1:2 1:3 Hình 2.8: Bơm cao áp Van nạp Khoang áp nhiên liệu Xi lanh bơm Đường nhiên liệu cao áp Piston bơm Van an toàn Trục dẫn động Van điều khiển áp suất Trục cam 23 Van điều khiển áp suất: Hình 2.9: Cấu tạo van điều áp Van bi Lõi Nam châm điện Lị xo Đầu nối • Van điều khiển áp suất giữ cho nhiên liệu ống phân phối có áp suất thích hợp tuỳ theo tải động cơ, trì mức Nếu áp suất ống cao van điều khiển áp suất mở phần nhiên liệu trở bình chứa thơng qua đường ống dầu Nếu áp suất trình thấp van điều khiển áp suất đóng lại ngăn khu vực áp suất cao (high pressure stage) với khu vực áp suất thấp (low pressure stage) Van điều khiển áp suất gắn lên bơm cao áp hay ống phân phối Để ngăn khu vực áp suất cao với khu vực áp suất thấp, lõi thép đẩy viên bi vào vị trí đóng kín Có hai lực tác dụng lên lõi thép: Lực đẩy xuống lò xo lực điện từ Nhằm bôi trơn giải nhiệt, lõi thép nhiên liệu bao quanh • Van điều khiển áp suất điều khiển theo hai vòng: Vòng điều khiển đáp ứng chậm điện dùng để điều chỉnh áp suất trung bình ống Vịng điều khiển áp suất nhanh dùng để bù cho lao động lớn áp suất Khi van điều khiển chưa cung cấp điện, áp suất cao ống hay đầu bơm cao áp đặt lên van điều khiển áp suất áp suất cao Khi chưa có lực điện từ, lực nhiên liệu áp suất cao tác dụng lên lò xo làm cho van mở trì độ mở tuỳ thuộc vào lượng nhiên liệu phân phối Lị xo thiết kế để chịu áp suất khoảng 100 bar Khi van điều khiển áp suất cấp điện: Nếu áp suất mạch áp suất cao tăng lên, lực điện từ tạo để cơng thêm vào lực lị xo Khi van đóng lại giữ trạng thái đóng lực áp suất dầu phía cân với lực lị 24 xo lực điện từ phía cịn lại Sau đó, van trạng thái mở trì áp suất khơng đổi Khi bơm thay đổi lượng nhiên liệu phân phối hay nhiên liệu bị mạch áp suất cao bù lại cách điều chỉnh van đến độ mở khác Lực điện từ tỉ lệ với dòng điện cung cấp trung bình điều chỉnh cách thay đổi độ rộng xung Tần số xung điện khoảng KHz đủ để ngăn chuyển động ý muốn lõi thép thay đổi áp suất ống Ống trữ nhiên liệu áp suất cao (ống phân phối) Hình 2.10: Cấu tạo ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao Ống trữ (Ống phân phối) Van giới hạn áp suất Đường dầu vào từ bơm cao áp Đường dầu Cảm biến áp suất ống trữ Lỗ tiết lưu Đường dầu đến kim Ngay kim phun lấy nhiên liệu từ ống phân phối để phun áp suất nhiên liệu ống phải không đổi Điều thực nhờ vào co giãn nhiên liệu Áp suất nhiên liệu đo cảm biến áp suất ống phân phối trì van điều khiển áp suất nhằm giới hạn áp suất tối đa 1500 bar Ống tích luỹ nhiên liệu áp suất cao (ống phân phối) dùng để chứa nhiên liệu áp suất cao Đồng thời, dao động áp suất bơm cao áp tạo giảm chấn (damped) thể tích ống Ống tích luỹ áp suất cao dùng chung cho tất xi lanh Do đó, tên “đường ống chung” (common rail) Ngay lượng nhiên liệu bị phun, ống trì áp suất thực tế bên không đổi Điều bảo đảm cho áp suất phun không đổi từ kim mở 25 Kim phun (injector) Nhận tín hiệu từ ECU gởi tới, kim phun nhấc lên để phun nhiên liệu vào buồng đốt động Nhiên liệu phun vào buồng đốt động dạng sương, gặp mơi trường buồng đốt có nhiệt độ áp suất cao nên hạn chế số tia nhiên liệu trực tiếp va chạm vào thành xylanh đỉnh piston Phối hợp với dạng đặc biệt buồng đốt để nhiên liệu hịa trộn với khơng khí có áp suất nhiệt độ cao tạo thành hỗn hợp tự bốc cháy Nhiên liệu chuyển vào kim phun từ ống cao áp thông qua đường nối với ống cao áp Khi vào kim phun đường dẫn nhiên liệu chia làm hai lối Một lối vào mặt đót kim, lối cịn lại vào buồng điều khiển van thơng qua lỗ tiết lưu Khi chưa có tín hiệu điện gởi đến cuộn dây solenoi, lò xo van solenoi áp van đóng lỗ thơng buồng điều khiển đường dầu Lúc áp suất nhiên liệu buồng điều khiển với áp suất mặt đót kim Do tiết diện mặt thân kim lớn mặt đót kim nên áp lực tác dụng lên mặt thân kim lớn áp lực tác dụng lên mặt đót kim Do thân kim áp đót kim đóng lỗ phun lại Hình 2.11: Cấu tạo kim phun Điện trở điều chỉnh Lỗ tiết lưu Cuộn dây Buồng điều khiển Đường dầu Đót kim 26 Khi có tín hiệu điện gởi tới cuộn dây , cuộn dây xuất lực từ hút ty van làm mở lỗ thông buồng chứa với đường dầu Do lỗ tiết lưu dẫn nhiên liệu vào buồng điều khiển nhỏ nhiều so với lỗ thông buồng điều khiển đường dầu nên áp suất nhiên liệu buồng điều khiển giảm nhanh chóng Khi nhiên liệu có áp suất cao tác dụng lên mặt đót kim nhấc lên nhiên liệu phun vào buồng đốt thông qua lỗ phun Khi tín hiệu điện thơi khơng gởi đến cuộn solenoi kim phun, lực từ biến mất, lò xo van đẩy van solenoi đóng lỗ thơng buồng điều khiển đường dầu Do áp suất nhiên liệu buồng điều khiển tăng lên áp thân kim xuống, áp lực nhiên liệu tác dụng lên thân kim cộng với áp lực lò xo đẩy đót kim đóng lỗ phun lại Q trình phun kết thúc Do có sai lệch khí kim phun nên lưu lượng nhiên liệu phun vào buồng đốt kim không giống Do kim phun cịn có trang bị thêm điện trở điều chỉnh Nhận thông tin từ điện trở điều chỉnh ECU xác nhận tình trạng phun nhiên liệu kim phun Từ ECU phát chênh lệch lưu lượng phun kim để điều chỉnh lại lượng phun kim cho đồng Điện trở điều chỉnh kết nối với ECU đường dẫn riêng không kết nối với mạch phun Hoạt động kim phun chia làm giai đoạn động làm việc bơm cao áp tạo áp suất cao: - Kim phun đóng (khi có áp lực dầu tác dụng) - Kim phun mở (bắt đầu phun) - Kim phun mở an tồn - Kim phun đóng (kết thúc phun) Các giai đoạn hoạt động kết phân phối lực tác dụng lên thành phần kim phun Khi động dừng lại khơng có áp suất ống phân phối, lị xo kim đóng kim phun - Kim phun đóng (ở trạng thái nghỉ) - Ở trạng thái nghỉ, van solenoid chưa cung cấp điện kim phun đóng • Kim phun mở (bắt đầu phun) Van solenoid cung cấp điện với dịng kích lớn để bảo đảm mở nhanh Lực tác dụng lên van solenoid lớn lực lò xo lỗ xả làm mở lỗ xả Gần tức thời, dòng điện cao giảm xuống thành dòng nhỏ đủ tạo lực điện từ để giữ ty Điều thực nhờ vào khe hở mạch từ nhỏ Khi lỗ xã mở ra, nhiên liệu chảy từ buồng điều khiển van vào khoang bên từ trở bình chứa thơng qua đường dầu Lỗ xả làm áp suất nên áp suất buồng điều khiển van giảm xuống Điều dẫn đến áp suất buồng điều khiển van thấp buồng 27 chứa ty kim (vẫn với áp suất ống) Áp suất giảm buồng điều khiển van làm giảm lực tác dụng lên piston điều khiển nên ty kim mở nhiên liệu bắt đầu phun Tốc độ ty kim định khác biệt tốc độ dòng chảy lỗ nạp lỗ xả Piston tiến tới vị trí dừng phía nơi mà cịn chịu tác dụng đệm dầu tạo dòng chảy nhiên liệu lỗ nạp lỗ xả Kim phun mở hoàn toàn, nhiên liệu phun vào buồng đốt áp suất gần với áp suất ống • Kim phun đóng (kết thúc phun) Khi dòng qua van solenoid bị ngắt, lò xo đẩy van kim xuống van bị đóng lỗ xả lại Lỗ xả đóng làm cho áp suất buồng điều khiển van tăng lên thông qua lỗ nạp Áp suất tương đương áp suất ống làm tăng lực tác dụng lên đỉnh piston điều khiển Lực với lực lò xo cao lực tác dụng buồng chứa van kim đóng lại Tốc độ đóng van kim phụ thuộc vào dòng chảy nhiên liệu qua lỗ nạp Cảm biến áp suất ống (rail pressure sensor) Cảm biến áp suất ống đo áp suất tức thời ống phân phối báo ECU với độ xác thích hợp với tốc độ đủ nhanh Mạch điện Màng so Màng phần thử cảm biến Ống dẫn áp suất Ren lắp ghép Hình 2.12: Cảm biến áp suất ống phân phối Nhiên liệu chảy vào cảm biến áp suất ống thông qua đầu mở phần cuối bịt kín màng cảm biến Thành phần cảm biến thiết bị bán dẫn gắn màng cảm biến, dùng để chuyển áp suất thành tín hiệu điện Tín hiệu cảm biến tạo đưa vào mạch khuyếch đại tín hiệu đưa đến ECU 28 Cảm biến hoạt động theo nguyên tắc: Khi màng biến dạng lớp điện trở đặt màng thay đối giá trị Sự biến dạng (khoảng 1mm 1500 bar) áp tăng lên hệ thống, thay đổi điện trở gây thay đổi điện mạch cầu điện trở Điện áp thay đổi khoảng – 70 mV khuyếch đại mạch khuyếch đại đến 0.5V – 4.5 V Nếu cảm biến bị hư van điều khiển áp suất điều khiển theo giá trị định sẵn ECU Van giới hạn áp suất (pressure limiter valve) Mạch cao áp Van Lỗ dầu Piston Lò xo Đế Thân van Đường dầu Hình 2.13: Van giới hạn áp suất Van giới hạn áp suất có chức van an toàn Trong trường hợp áp suất vượt cao, van giới hạn áp suất hạn chế áp suất ống cách mở cửa thoát Van giới hạn áp suất cho phép áp suất tức thời tối đa ống khoảng 1500 bar Van giới hạn áp suất thiết bị khí bao gồm thành phần sau: - Phần cổ có ren để lắp vào ống - Một chỗ nối với đường dầu - Một piston di chuyển - Một lị xo Ở áp suất hoạt động bình thường (tối đa 1350 bar), lò xo đẩy piston xuống làm kín ống Khi áp suất hệ thống vượt mức, piston bị đẩy lên áp suất dầu ống thắng lực căng lò xo Nhiên liệu có áp suất cao thơng qua van vào đường dầu trở lại bình chứa Khi van mở, nhiên liệu rời khỏi ống áp suất ống giảm xuống 29 ... biến tốc độ động vị trí tử điểm thượng 18 Accu 19 Công tắc khởi động xông máy 10 Đèn báo lỗi (chuẩn đoán) Điều khiển động diesel tín hiệu Hình 1.4: Sơ đồ điều khiển điện tử động diesel ECU 11... tốc độ động VI XỬ Thời điểm phun nhiên liệu LÝ Bộ dẫn động van EGR CB tốc độ xe EGR CB áp suất khí Bộ điều khiển xơng máy CƠ CẤU ĐIỀU KHIỂN Điều khiển khởi động CB bàn đạp ga Lưu đồ xử lý Vị trí... (Output) Bộ tác động biến đổi tín hiệu ECU thành chuyển động học điều khiển van điện từ, điều khiển lượng nhiên liệu bơm cao áp III GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ ĐỘNG CƠ DIESEL VE Sơ đồ