Tiểu luận LTĐK tự động

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC x TIỂU LUẬN Hệ thống điều khiển nhiên liệu điện tử Diesel Comman Rail Sinh viên thực hiện x Mã SV x Lớp x Khoa x Người hướng dẫn x Hà Nội, 052022 Mục lục Mục lục 2 Lời m.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC x TIỂU LUẬN Hệ thống điều khiển nhiên liệu điện tử Diesel Comman Rail Sinh viên thực hiện: x Mã SV: x Lớp: x Khoa: x Người hướng dẫn: x Hà Nội, 05/2022 Mục lục Lời mở đầu Hyundai SantaFe 2021 mẫu xe “hot” Hiện mẫu xe phiên máy dầu 2021 chào bán với giá 1,3 tỷ đồng Và xe nói tương đối hồn thiện phân khúc với ngoại hình bắt mắt, nội thất tốt lên sang trọng, tiện nghi, đại hút khách hàng từ nhìn Ngày trước thơn thường nghĩ đến máy dầu người ta nghĩ đến khối động có độ trễ , sức ì lớn di chuyển tốc độ chậm ngưỡng chuyển số Hyundai SantaFe thực ấn tượng khơng cho cảm giác ngật ngưỡng chuyển số kể di chuyển với tốc độ thấp – 10 km xe vào số êm từ trang bị hộp số cấp li hợp ướt Ở phiên máy dầu D2.2 có 202 mã lực 440 Nm mơ men xoắn Một yếu tố giúp máy dầu cải thiện đáng kể độ trễ chân ga sử dụng công nghệ tiên phong đầu nhà sản xuất Hyundai như: hệ thống điều khiển phun nhiên liệu điện tử CDRi( Common Rail Direct Injection)- linh hồn xe với số công nghệ tiên tiến kèm eVGT kiểm soát khí thải EGR Tất nhiên chưa thể máy xăng dần tới mức tiệm cận để phục vụ người khác hàng khó tính có tình u với khối máy dầu Động máy dầu Santa Fe 2021 vượt trội hoàn toàn so với động máy xăng Quan điểm cá nhân máy dầu đem lại cho cảm giác thích thú hứng khởi từ nước đề pa phục vụ tốt khách hàng thích cảm giác phấn khích thể thao động máy dầu SmartStream D2.2 hoàn toàn thoả mãn Ngoài mức tiêu thụ nhiên liệu máy dầu tiết kiệm đáng kể Đối với động máy xăng mức tiêu thụ vào khoảng – 7,5l đường trường 12l đường kết hợp Còn máy đầu mức tiêu thụ vào khoảng 6l đường trường 9- 10l đường kết hơp Từ thấy kinh tế máy dầu hiệu nhiều máy xăng Nhưng chọn máy dầu hay xăng tuỳ thuộc nhu cầu khách hàng xe đáng mua xe phù hợp với Vì hơm em xin tìm hiểu hệ thống điều khiển phun nhiên liệu điện tử Common Rail Hyundai SantaFe 2021 để người có nhìn tổng quan Chính tính vượt trội vậy, việc tìm hiểu tính kỹ thuật xe cụ thể hệ thống điều khiển nhiên liệu điện tử Common Rail cần thiết sinh viên khối ngành công nghệ kỹ thuật tơ Do em chọn đề tài “ Nghiên cứu hệ thống điều khiển nhiên liệu điện tử Common Rail động dầu D2.2L SmartStream dòng xe Hyundai SantaFe 2021 Nội dung đề tài bao gồm: - Chương 1: Tổng quan hệ thống điều khiển nhiên liệu điện tử Common Rail - Chương 2: Hệ thống Common Rail động SmartStream D2.2L - Chương 3: Kết luận Chương Tổng quan hệ thống điều khiển nhiên liệu điện tử Comman Rail 1.1 Nguồn gốc Vào năm 1897, nhà phát minh người Đức – Rudolf Diesel cho phát triển động Diesel vận hành theo nguyên lý tự cháy Ở gần cuối q trình nén, nhiên liệu đưa vào bng đốt động hịa khí tự bốc cháy Tới năm 1927 – Roberrt Bosch phát triển cho mắt bơm cao áp (bơm phun Bosch lắp đặt động diesel ô tô khách ô tô thương mại vào năm 1936) Nhờ nghiên cứu cách thức giải tối ưu nhằm giảm bớt mức độ tiêu hao nhiên liệu ô nhiệm môi trường, động Diesel không ngừng phát triển Các kỹ sử phát triển động Diesel cho nhiều biện pháp khác kỹ thuật phun xếp q trình cháy để hạn chế chất nhiệm mơi trường Các biện pháp chủ yếu hướng tới các mục đích: - Giảm lượng lớn lượng cacbon khơng tinh khiết q trình tăng tốc hịa trộn khơng khí-nhiên liệu cách tăng tốc độ phun - Tăng áp suất phun, động phun trực tiếp - Tổ chức dạng quy luật phun theo khuynh hướng kết thúc nhanh trình phun để giảm HC - Giải pháp hồi lưu lại phần khí xả ERG (Exhaust Gas Recirculation) Ngày nay, nhược điểm hệ thống nhiên liệu diesel khắc phục hoàn toàn phận như: Vòi phun, bơm cao áp, ống lưu trữ nhiên liệu áp suất lớn, ứng dụng tự động điều khiển nhờ phát triển từ công nghệ (năm 1986 – Bosch cho mắt thị trường việc điều khiển điện tử cho động diesel) Nó gọi hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel 1.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 1.2.1 Cấu tạo chung hệ thống Common Rail Hình Hệ thống điều khiển nhiên liệu Common Rail Chú thích: (1)Thùng nhiên liệu; (2) Bơm cao áp Common rail; (3) Lọc nhiên liệu; (4) Đường cấp nhiên liệu cao áp; ( 5) Đường nối cảm biến áp suất đến ECU; (6) Cảm biến áp suất; (7) Common Rail tích trữ &điều áp nhiên liệu (hay gọi ắcquy thuỷ lực); (8) Van an tồn (giới hạn áp suất); (9) Vịi phun; (10) Các cảm biến nối đến ECU Bộ điều khiển thiết bị (EDU); (11) Đường nhiên liệu (thấp áp) ; EDU: (Electronic Driver Unit) ECU : (Electronic Control Unit) 1.2.2 Cấu tạo chi tiết hệ thống CDRi Hyundai SantaFe a, Bơm cao áp Common Rail Hình Mô bơm nhiên liệu Common Rail Bơm cao áp Common Rail có vai trị từ dạng áp suất thấp từ thùng nhiên liệu bắt đầu nén lại với áp suất cao để chuyển qua ống tích trữ áp suất cao b, Common Rail tích trữ Hình Thanh Common Rail tích trữ Với động Diesel nay, áp suất phun nhiên liệu cho vòi phun riêng biệt, nhiên liệu áp suất cao giữ hộp chứa Rail hay gọi “Ắc quy thuỷ lực” c, Vịi phun Common Rail Hình Vòi phun Diesel áp suất cao Vòi phun Common Rail có tác dụng làm giảm tiếng ồn nhờ kết hợp việc điều khiển điện tử- kiểm soát lượng nhiên liệu phun- thời điểm phun mà nhiên liệu phun mức áp suất cao Thế nên khả vận hành động khả tiết kiệm nhiên liệu tối ưu 1.2.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống Comman Rail Trong Hệ thống Common Rail trình phun nhiên liệu chia thành giai đoạn phun: - Phun mồi (hay Phun sơ khởi- Pre-injection Pilot- injection) - Phun (Main injection) - Phun thứ cấp (Post-injection) Nhiên liệu Bơm cao áp (2) lấy từ Thùng nhiên liệu (1) đường ống thấp áp qua Bầu lọc nhiên liệu (3) Khi nhiên liệu đến bơm cao áp, từ nhiên liệu bơm cao áp nén đẩy vào Ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao hay gọi ắc quy thủy lực (7) đưa đến Vòi phun Common Rail (9) sẵn sàng để phun vào xy lanh động Áp suất phun tạo độc lập với tốc độ lượng nhiên liệu phun Nhiên liệu trữ với áp suất cao ắc quy thủy lực Lượng phun định điều khiển bàn đạp ga, thời điểm phun áp suất phun tính tốn ECU dựa biểu đồ liệu lưu Sau ECU EDU điều khiển kim phun vòi phun xy lanh động để phun nhiên liệu nhờ thông tin từ Cảm biến (10) với áp suất phun đến 1500bar Nhiên liệu thừa vòi phun qua ắc quy thủy lực trở bơm cao áp, van điều khiển áp suất bơm mở để trở Thùng nhiên liệu (1) Trên ắc quy thủy lực có gắn cảm biến áp suất đầu cuối có bố trí Van an tồn (8), áp suất tích trữ ắc quy thủy lực (7) lớn giới hạn van an toàn mở để nhiên liệu tháo thùng chứa Chương Hệ thống điều khiển nhiên liệu điện tử Comman Rail động Diesel SmartStream D2.2 2.1 Giới thiệu động Diesel SmartStream D2.2 Hyundai Cấu hình thứ dành cho khách hàng quen thuộc động Diesel 2.2L Hình Cấu hình Hyundai SantaFe máy dầu “SmartStream” hoàn thiện hiệu suất tiết kiệm nhiên liệu So với động hệ cũ, thân động làm khung nhơm thay thép, nhờ giảm trọng lượng 19,5 kg Nhiều chi tiết cấu thành khác động hồn thiện, ví dụ trục khuỷu hay hệ thống nạp nhiên liệu áp suất cao ( 2.200 bar thay 2.000 bar) Động đạt công suất 202 Hp mô men xoắn 440 Nm Đáng ý, động kết hợp hộp số ly hợp kép cấp cho hiệu Hình Hộp số cấp DCT Wet vận hành êm mượt so với hộp số ly hợp kép cấp ( ly hợp khô) trước đây, hộp số cấp tăng khả chịu lực xoắn lên 58% nhờ việc tối ưu nhiệu làm mát ly hợp 2.2 Công nghệ sử dụng động xe Hyundai SantaFe 2021 2.2.1 Công nghệ CDRi Đa số động Diesel dùng Turbo để tăng công suất, trừ mẫu xe tải đời cũ (Hiện mẫu xe diesel khơng dùng Turbo khơng đạt tiêu chuẩn khí thải Euro để sản xuất) Cỗ máy Santa Fe động diesel mang mã hiệu R, phiên Việt Nam loại có dung tích 2.2L ứng dụng công nghệ đại CRDI eVGT Hệ thống điều khiển động Diesel Santa Fe bao gồm khí nạp vào điều khiển tái tuần hồn khí xả(EGR) xử lý khí thải, với hệ thống Common Rail lõi hệ thống điều khiển Về động CRDI (Common rail Direct Injection ) bao gồm ống phân phối chung (Common rail), bơm cao áp tách rời, ban đầu dầu diesel hút từ thùng chứa qua ống nạp nhiên liệu đến ống phân phối chung, từ ống phân phối chung dầu chuyển tới vịi phun để thực q trình phun nhiên liệu Hệ thống Common Rail lưu trữ nhiên liệu áp suất cao ống Rail phun nhiên liệu vào xylanh động với thời điểm phun điều khiển điều Hình Động D2.2L sử dụng công nghệ CDRi khiển động ECU, cho phép phun nhiên liệu áp suất cao không phụ thuộc vào tốc độ động Kết là, hệ thống Common Rail làm giảm chất gây hại oxit nitơ (NOx) phần tử hạt(PM) thải tăng công suất động Với ưu việt công nghệ Common rail đem lại, xe sử dụng động diesel công nghệ phun nhiên liệu trực tiếp có khả vận hành êm hơn, sức mạnh lớn hơn, lượng khí thải độc hại thấp đạt số momen xoắn cao số vòng tua máy thấp Trên SantaFe 2.2 CRDI sử dụng động 2.2L có cơng suất 200 mã lực 3.800 vòng/phút momen cực đại 441 Nm 1.750 - 2.750 vòng/phút Lợi lớn động Diesel nằm sức kéo thể qua Momen xoắn, với Momen xoắn cực đại 441Nm 2.2.2 Công nghệ eVGT Nhược điểm dễ nhận thấy, khí thải động Diesel có mức ô nhiễm cao so với động xăng Tuy vậy, việc khắc phục cơng nghệ trung hịa khí thải gồm ba lớp: lớp giảm khí thải, lớp hóa khí thải hệ thống kiểm sốt dịng khí thải Qua ba lớp giảm phần lớn loại khí độc hại là: CO, HC, NOx Bộ lọc sử dụng hai lớp xúc tác khác nhau, lớp làm giảm lượng khí thải lớp oxi hóa chúng giúp hạn chế đến mức tối đa việc phát thải Hiện cỗ máy Diesel Hyundai Việt Nam Santa Fe, Tucson đạt mức kiểm định khí thải Euro trở lên Một nhược điểm động Turbo Diesel truyền thống độ trễ động Khi xe chạy tải nhẹ với số vòng tua thấp, turbo tăng áp chạy cầm chừng, lưu lượng khí nhỏ nên tuốc bin quay chậm khơng khí nén nạp không đáng kể Khi đạp ga tăng tốc, cánh bướm ga mở lớn động cung cấp thêm nhiều hỗn hợp khí thải thoát nhiều dẫn tới bánh turbo quay với tốc độ cao hơn, tăng lượng khí nạp vào động Vấn đề đạp ga, xe không đạt công suất kịp thời ý muốn, tổng thời gian trễ nửa giây Nguyên nhân trình cung cấp trễ từ nhấn bàn đạp ga tới turbo bắt đầu hoạt động nén khí tăng áp cho động Nó bao gồm thời gian cần thiết cho làm mát trao đổi làm đầy ống dẫn, có thay đổi từ chân khơng sang áp suất cao Giải pháp khắc phục làm xoay “cánh điều chỉnh” bánh turbo mà khí xả tác dụng vào cánh này, gọi với tên VGT (Variable Geometry Turbocharger ) Nguyên lý VGT làm thay đổi góc quay cánh điều chỉnh tuốc bin mà khí xả đập vào cánh Điều giúp tăng áp tốc độ thấp giảm sức ì turbo Kiểu turbo tăng áp có hình dạng biến đổi thường có loạt từ 10 tới 15 cánh di động vòng quanh đĩa turbo ECU điều khiển mô tơ bước tác động làm xoay cánh điều chỉnh turbo lúc, điều điều khiển tốc độ turbo tăng dần Do gia tốc làm tăng tốc lực cánh điều chỉnh turbo, nên tạo tăng áp lúc đầu nhanh Khi xe chạy tải nhỏ, số vòng tua máy thấp, cánh điều chỉnh turbo mở phần cho gió qua Gió lùa qua cánh điều chỉnh bên ngồi tới cánh bánh turbo phía trong, làm quay cánh turbo Khi người lái cần tăng tốc, đạp ga cánh bướm ga mở, cánh di động turbo mở hồn tồn, khí thải di chuyển tự vào cánh điều chỉnh turbo, tốc độ động cơng suất tăng Phương pháp tăng áp turbo cho phép động thay đổi lưu lượng khí nạp vào động cơ, gia tăng cơng suất nhanh chóng, loại bỏ sức ì turbo xe sử dụng turbo thông thường Công nghệ VGT trước điều khiển lực hút có nhược điểm nhiệt phát sinh lớn Thế hệ cải tiến eVGT ứng dụng model SantaFe sử dụng công nghệ điều khiển điện tử khiến hiệu sử dụng cao nhiều Một điểm đáng lưu ý, công nghệ động Diesel với nhiệt động lớn, yêu cầu sức bền vật liệu lớn, địi hỏi cơng nghệ luyện kim cao xác Hyundai, với mảng luyện kim cơng ty uy tín nay, tự hào cơng ty tự sản xuất chi tiết kim lọai từ khung vỏ đến động Theo đánh giá, chất lượng gia cơng khí động Hyundai, đặc biệt động diesel có bền bỉ hàng đầu nay, đảm bảo cho động vận hành ổn định thời gian dài Đây lí mà nhiều SantaFe sản xuất 2009, 2010 chí 2006 vận hành ổn định đến thời điểm Hình Hyundai SantaFe 2021 trang bị cơng nghệ toàn diện 2.3 Ưu điểm động Diesel sử dụng hệ thống điều khiển nhiên liệu điện tử Comman Rail Hyundai SantaFe 2021 Với động Diesel đời đầu có nhiều hạn chế như: tiếng ồn phát trình vận hành lớn, Khi muốn tăng tốc lượng khí thải nhiều dẫn tới ô nhiễm môi trường tiêu hao nhiều nhiên liệu Động ứng dụng Hệ thống Common Rail lại khác, cho áp suất phun lên tới 1500bar, thời điểm, chế độ hoạt động động cơ, thời điểm động vận hành vận tốc thấp áp suất phun không hạ xuống Với ap suất cao khiến cho trình đốt cháy nhiên liệu diễn Sự cải tiến bơm cao áp giúp động làm việc êm dịu Với kiểu bơm piston xếp theo hình chêch lệch 120 độ, xe hoạt động linh hoạt, nhẹ nhàng đạt suất cao, giảm tải cho động Giai đoạn phun sơ khởi làm giảm thời gian phun thứ cấp tạo thời gian cháy trễ giúp q trình cháy trở nên hồn thiện Bên cạnh đó, động cịn áp dụng điều khiển điện tử, hồi lưu khí xả (EGR) tăng áp góp phần hồn thiện tính động Trong đáng nhắc đến vịi phun Common Rail, tiến hành phun lưu áp suất cao Ngồi ra, vịi phun có van trợ lực điện từ chế tạo có độ kín cực cao Các kim phun, van cuộn điện từ thân vòi phun Dòng nhiên liệu mạch áp suất cao qua van tiết lưu tới buồng chứa van điều khiển Ta thấy vịi phun làm việc mơi mơi trường có áp suất cao có áp suất bên vịi phun áp suất ắc quy thủy lực, tiết phận van bi, kim phun, lò xo van điện tử phải làm việc xác Chương - Kết luận Hồn thành trình tìm hiểu chung hệ thống Common Rail động Diesel nói chung cải thiện số nhược điểm động dầu như: giảm thiểu tiếng ồn, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, giảm thiểu độ trễ chân ga cải thiện tiệm cận gần xe động xăng tiên phong động SmartStream D 2.2L trang bị Hyundai SantaFe 2021 - Tìm hiểu hệ thống CRDi ( Common Rail Direct Injection) xe thực tế bao gồm phận như: Bơm cao áp với vai trò hút nhiên liệu nén nhiên liệu áp suất cao, ắc quy tích trữ ( Common Rai) có tác dụng đưa dầu đến vòi phun, vòi phun cao áp với nhiệm vụ phun nhiên liệu cao áp vào buồng cháy, giảm thiểu ô nhiễm tiếng ồn cho động Diesel - Cuối tìm hiểu ưu điểm hệ thống Common Rail Hyundai SantaFe tạo động dầu danh tiếng với công nghệ tuyệt vời cải thiện cách tối đa nhược điểm vốn có động Diesel đời đầu Lời cảm ơn Lời em xin cảm ơn thầy x giúp em hoàn thành đề tài q trình hồn thiện tiểu luận thầy tận tình gúp đỡ Cũng thầy giúp chúng em tìm hiểu, tiếp thu thêm kiến thức tạo móng vững cho q trình học tập vào môn chuyên ngành thời gian tới Ngoài để chúng em vững tin cho công việc sau qua tiểu luận hệ thống điều khiển nhiên liệu điện tử động Diesel Thực đề tài giúp em có nhìn tổng quan động diesel, học hỏi cách tìm kiếm tài liệu tìm cho đúng, đủ có chắt lọc kiến thức đúng, tiếp cận với phương pháp học đạt chuẩn mà chương trình đề Một lần em xin gửi lời cảm ơn thật sâu sắc đến thầy hướng dẫn x thầy khoa x dẫn em hồn thành đề tài Tiếp em xin cảm ơn tới đội ngũ Xehay, trang web Hyundai Motor tổng hợp kiến thức quý báu hệ thống đại trang bị xe Hyundai SantaFe 2021 điển hình như: hệ thống điều khiển nhiên liệu điện tử phun nhiên liệu Diesel Common Rail (CDRi), hệ thống kiểm sốt khí thải (EGR) , hệ thống eVGT,… Cùng số nguồn tài liệu tham khảo khác Tài liệu tham khảo: - Trang web Hyundai: https://tech.hyundaimotorgroup.com/essential- performance/smartstream/ - Hyundai TC Motor - Tạp trí giao thơng vận tải - VATC- trung tâm sửa chữa dạy nghề điện ô tô Và số đơn vị khác giúp em hoàn thành đề tài nghiên cứu  ... mở, cánh di động turbo mở hồn tồn, khí thải di chuyển tự vào cánh điều chỉnh turbo, tốc độ động công suất tăng Phương pháp tăng áp turbo cho phép động thay đổi lưu lượng khí nạp vào động cơ, gia... liệu vào xylanh động với thời điểm phun điều khiển điều Hình Động D2.2L sử dụng công nghệ CDRi khiển động ECU, cho phép phun nhiên liệu áp suất cao không phụ thuộc vào tốc độ động Kết là, hệ... theo nguyên lý tự cháy Ở gần cuối q trình nén, nhiên liệu đưa vào bng đốt động hịa khí tự bốc cháy Tới năm 1927 – Roberrt Bosch phát triển cho mắt bơm cao áp (bơm phun Bosch lắp đặt động diesel