117 CHƢƠNG 3 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL SỬ DỤNG BƠM CAO ÁP VÕI PHUN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ (COMMON RAIL) 3 1 KHÁI QUÁT CHUNG 3 1 1 EFI Diesel là gì? (Electronic Fuel Injection Diesel) ECU (Electro[.]
CHƢƠNG HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL SỬ DỤNG BƠM CAO ÁP VÕI PHUN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ (COMMON RAIL) 3.1 KHÁI QUÁT CHUNG 3.1.1.EFI Diesel gì? (Electronic Fuel Injection Diesel) ECU (Electronic Control Unit) phát tình trạng hoạt động động c dựa vào tín hiệu từ cảm biến khác Căn vào thông tin này, ECU điều khiển lượng phun nhiên liệu thời điểm phun để đạt đến mức tối ưu cách dẫn động chấp hành Hình 1.1 Mơ tả hoạt động hệ thống EFI Diesel Hệ thống EFI Diesel điều khiển lượng phun nhiên liệu thời điểm phun điện tử để đạt đến mức tối ưu Làm vậy, đạt ích lợi sau đây: - Cơng suất động c cao - Mức tiêu thụ nhiên liệu thấp - Các khí thải thấp - Tiếng ồn thấp - Giảm lượng xả khói đen trắng - Tăng khả khởi động 3.1.1.1 Sơ lƣợc hệ thống Hệ thống điều khiển động c Diesel điện tử thời gian dài chậm phát triển so với động c xăng Sở dĩ thân động c Diesel thải chất độc h n nên áp lực vấn đề môi trường lên nhà sản 117 xuất ô tô không lớn H n nữa, độ êm dịu không cao nên Diesel sử dụng xe du lịch Trong thời gian đầu, hãng chủ yếu sử dụng hệ thống điều khiển b m cao áp điện hệ thống EDC (Electronic Diesel Control) Hệ thống EDC sử dụng b m cao áp kiểu cũ có thêm số cảm biến c cấu chấp hành, chủ yếu để chống ô nhiễm điều tốc điện tử Trong năm gần đây, hệ thống điều khiển mới, hệ thống Common rail với việc điều khiển kim phun điện phát triển ứng dụng rộng rãi 3.1.1.2 Lĩnh vực áp dụng Thế hệ b m cao áp thẳng hàng giới thiệu vào năm 1927 đánh dấu khởi đầu hệ thống nhiên liệu Diesel hãng Bosch Lĩnh vực áp dụng loại b m thẳng hàng là: loại xe thư ng mại sử dụng dầu Diesel, máy tĩnh tại, xe lửa, tàu thuỷ Áp suất phun đạt đến khoảng 1350 bar sinh cơng suất khoảng 160 kW xylanh Qua nhiều năm, với yêu cầu khác nhau, chẳng hạn việc lắp đặt động c phun nhiên liệu trực tiếp xe tải nhỏ xe du lịch dẫn đến phát triển hệ thống nhiên liệu Diesel khác để đáp ứng đòi hỏi ứng dụng đặc biệt Điều quan trọng phát triển không việc tăng cơng suất mà cịn nhu cầu giảm tiêu thụ nhiên liệu, giảm tiếng ồn khí thải So với hệ thống cũ dẫn động cam, hệ thống common rail linh hoạt việc đáp ứng thích nghi để điều khiển phun nhiên liệu cho động c Diesel, như: - Phạm vi ứng dụng rộng rãi (cho xe du lịch xe tải nhỏ có công suất đạt đến 30 kW/xy lanh, xe tải nặng, xe lửa, tàu thuỷ có cơng suất đạt đến 200 kW/xy lanh - Áp suất phun đạt đến khoảng 1400 bar - Có thể thay đổi thời điểm phun nhiên liệu Có thể phun làm giai đoạn: phun s khởi (pilot injection), phun (main injection), phun kết thúc (post injection) - Thay đổi áp suất phun tùy theo chế độ hoạt động động c 3.1.2 PHÂN LOẠI + Có hai loại hệ thống Diesel EFI (Electronic Fuel Injection): - Diesel EFI loại thông thường - Diesel EFI loại phân phối 118 3.1.2.1 Diesel EFI loại thông thƣờng Hệ thống sử dụng cảm biến để phát góc mở bàn đạp ga tốc độ động c ECU (Electronic Control Unit) để xác định lượng phun thời điểm phun nhiên liệu Những c cấu điều khiển dùng cho trình b m, phân phối phun dựa hệ thống Diesel loại c khí ECU Các cảm biến Bình nhiên liệu Lọc nhiên liệu Bơm cao áp Vịi phun Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống Diesel EFI thơng thƣờng Ngồi cịn có số hệ thống EDC khác + Hệ thống UI Trong hệ thống UI b m cao áp vòi phun tạo thành khối, b m cao áp lắp riêng cho xylanh động c dẫn động trực tiếp gián tiếp thông qua đội hay cò mổ So sánh với b m thẳng hàng b m phân phối, loại có áp suất phun cao h n (trên 2050 bar) Các thông số hệ thống nhiên liệu tính tốn ECU, việc phun nhiên liệu điều khiển cách đóng mở van điện từ Cam dẫn động Pít tơng Van cao áp điện từ Vịi phun Hình 1.2 Sơ đồ ngun lý hệ thống UI 119 Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu EDC loại UI Bơm tiếp vận; ECU; Kim bơm liên hợp UI; Thùng nhiên liệu; Bộ tản nhiệt ECU; Van điều áp;7 Các cảm biến; Đường dầu hồi + Hệ thống UP Hệ thống UP nguyên lý hoạt động tư ng tự hệ thống UI khác chỗ có thêm đoạn ống cao áp ngắn nối từ b m cao áp đến vòi phun B m dẫn động trục cam động c , vòi phun lắp buồng đốt động c Mỗi b m UP cho xy lanh động c gồm có b m cao áp, ống dẫn cao áp kim phun Lượng nhiên liệu phun thời điểm phun hệ thống UP điều khiển van cao áp điện từ Đầu kim phun Kim phun ống cao áp Van cao áp điện từ Pít tơng Cam dẫn động Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý UP 120 Hình 1.5 Hệ thống nhiên liệu UP Bơm tiếp vận; ECU; Các cảm biến; Kim phun; Bơm cao áp; Thùng nhiên liệu; Bộ tản nhiệt; Van điều áp 3.1.2.2.Diesel EDC dùng ống phân phối a Sơ đồ Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống EDC dùng ống phân phối Bơm cấp liệu; Ống phân phối; Cảm biến áp suất nhiên liệu; Bộ giới hạn áp suất; Vòi phun; Cảm biến; ECU; EDU; Bình nhiên liệu; 10 Lọc nhiên liệu; 11 Van chiều 121 3.2 HỆ THỐNG PHUN NHIÊN LIỆU ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬDÙNG BƠM CAO ÁP VE 3.2.1 KHÁI QUÁT HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL VE-EDC 3.2.1.1 Sơ đồ Hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử dùng b m cao áp phân phối khiểu VE (VE EDC) tư ng tự hệ thống Diesel điều khiển c khí, nhiên liệu cao áp tạo từ b m đưa đến kim phun nhờ ống cao áp việc điều khiển thời điểm lưu lượng phun ECU định thông qua việc điều khiển hai van điện từ TCV (Timing Control Valve) SPV (SPill Valve) Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Diesel VE- EDC Hình 2.2 Vị trí phận ơtơ 122 3.2.1.2 Hoạt động Hình 2.3 Hoạt động hệ thống nhiên liệu Diesel VE- EDC Nhiên liệu b m cấp liệu hút lên từ bình nhiên liệu, qua lọc nhiên liệu dẫn vào b m để tạo áp suất b m píttơng cao áp bên máy b m cao áp Quá trình tư ng tự máy b m động c diezel thông thường Nhiên liệu buồng b m b m cấp liệu tạo áp suất đạt mức (1.5 - 2.0) Mpa H n nữa, để tư ng ứng với tín hiệu phát từ ECU, SPV điều khiển lượng phun (khoảng thời gian phun) TCV điều khiển thời điểm phun nhiên liệu (thời gian bắt đầu phun) 3.2.2.CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM CAO ÁP VE-EDC 3.2.2.1 Sơ đồ cấu tạo Hình 2.4 Kiểu pít tơng hƣớng trục Hình 2.5 Kiểu pít tơng hƣớng tâm 123 3.2.2.2 Cấu tạo phận bơm cao áp điều khiển điện tử loại VE a Vành lăn, đĩa cam pít tơng bơm - Dùng cho b m hướng trục Hình 2.6 Vành lăn Hình 2.7 Đĩa cam Đĩa cam nối với pít tơng b m dẫn động trục dẫn động Khi rôto quay vấu cam đĩa cam tác động vào lăn làm cho pít tơng b m chuyển động vừa quay vừa tịnh tiến tạo áp suất cao cho nhiên liệu, số vấu cam với số xy lanh động c Pít tơng b m có bốn rãnh hút (bằng số xy lanh), cửa phân phối nối cứng với đĩa cam, pít tơng đĩa cam ln tiếp xúc với lăn nhờ lị xo pít tơng b m Khi đĩa cam quay vịng pít tơng quay vịng tịnh tiến bốn lần, lần tịnh tiến ứng với lần phun kim phun Hình 2.8 Pít tơng bơm * Ngun tắc hoạt động pít tơng bơm hướng trục: - Giai đoạn nạp: Van SPV đóng tác dụng lị xo van, pít tơng b m dịch chuyển phía trái, cửa nạp mở nhiên liệu từ thân b m hút vào xy lanh b m Hình 2.9 Hoạt động bơm hƣớng trục 124 - Giai đoạn phun: ECU gửi tín hiệu đến van SPV, SPV trạng thái đóng, pít tông b m bắt đầu dịch chuyển sang phải, nhiên liệu bắt đầu bị nén nhiên liệu đưa đến kim phun qua ống phân phối - Giai đoạn kết thúc phun: ECU ngắt tín hiệu gửi tới van SPV, van SPV mở, áp suất nhiên liệu xy lanh b m giảm xuống, trìnhợphun kết thúc * Dùng cho bơm hướng tâm: Hình 2.10 Đĩa cam Hình 2.11 Con lăn * Nguyên tắc hoạt động pít tơng bơm hướng tâm: Khi trục b m dẫn động, đĩa cam đứng yên, lăn pít tông dịch chuyển biên dạng cam Khi lăn dịch chuyển đến phần cao cam, pít tơng b m dịch chuyển đến tâm b m, nén nhiên liệu Nhiên liệu có áp suất cao đưa đến cửa phân phối cho xy lanh Hình 2.12 Pít tơng bơm b Bơm tiếp vận B m b m cánh gạt, có bốn cánh rotor, trục dẫn động quay làm rô to quay, cánh gạt tác dụng lực ly tâm ép sát vào vách buồng áp suất ép nhiêm liệu tới thân b m Hình 2.13 Bơm tiếp vận 125 Khi b m cấp liệu quay hút nhiên liệu từ thùng chứa, qua lọc nhiên liệu vào thân b m với áp suất giới hạn van điều khiển c Cảm biến tốc độ Hình 2.14 Cảm biến tốc độ Cảm biến tốc độ lắp b m cao áp bao gồm rôto ép dính với trục dẫn động cảm biến (cuộn dây) Khi rotor quay xung tín hiệu tạo cảm biến dạng xung điện áp hình sin gửi ECU Điện trở cuộn dây 200C khoảng (210 - 250) d Van điều khiển lƣợng phun thông thƣờng (SPV thông thƣờng sử dụng cho bơm pít tơng hƣớng trục) Gồm có hai trượt, đầu trượt có tiếp điểm đưa tín hiệu góc mở bướm ga hay tín hiệu cầm chừng - Trong thời kỳ nạp, pít tơng di chuyển bên trái hút nhiên liệu vào buồng b m Lúc ECU chưa gửi tín hiệu đến van SPV Cửa B mở vanchính đóng Hình 2.15 Van điều khiển lƣợng phun (SPV) - Thời kỳ phun: cuối q trình nạp SPV nhận tín hiệu từ ECU, van cửa B đóng lại van đóng Để tăng áp suất nhiên liệu đến áp suất cần thiết (Nhấc kim phun) phun nhiên liệu vào buồng đốt 126 a b c d Hình 2.16 Hoạt động van SPV (Hình a: Thời kỳ nạp; Hình b: Thời kỳ phun; Hình c: Chuẩn bị kết thúc phun; Hình d: Kết thúc phun) - Chuẩn bị kết thúc phun: ECU ngắt tín hiệu, dịng điện cuận dây bị ngắt, van phụ mở lỗ B, áp suất buồng Pít tơng cao lên van mở - Kết thúc phun: van mở nhiên liệu hồi thân b m cao áp làm cho áp suất xy lanh b m giảm xuống Kết thúc trình b m, van đóng lại nhờ lị xo van e Van điều khiển lƣợng phun trực tiếp (SPV: SPill Valve trực tiếp sử dụng cho bơm pít tơng hƣớng kính) Cấu tạo gồm: Cuộn dây, van điện từ lị xo So với van SPV thơng thường loại có nhiều ưu điểm h n có độ nhạy cao h n Khi pít tơng b m cao áp xuống, nhiên liệu nạp vào xy lanh b m Lúc van SPV đóng tác dụng lị xo van Khi pít tơng chuẩn bị lên nén dầu ECU gửi tín hiệu điện đến van SPV Hình 2.17 Cấu tạo SPV trực tiếp 127 * Khi có tín hiệu điều khiển từ ECU: Hình 2.18 Khi SPV có tín hiệu từ EDU Hình 2.19 Khi EDU ngắt tín hiệu tới SPV Khi pít tơng b m lên, dầu xy lanh b m bị nén lại Lúc van SPV đóng tác dụng lực tạo dòng điện chạy cuộn dây Áp suất nhiên liệu tăng, van cao áp mở ra, dầu đưa đến kim phun Nếu áp suất dầu đủ lớn, van kim nhấc lên trìnhợphun bắt đầu Khi ECU ngắt tín hiệu điều khiển Khi ECU ngắt tín hiệu, lực từ cuộn dây khơng cịn nữa, với tác dụng áp lực dầu van đẩy lên mở đường dầu hồi thân b m Áp lực nhiên liệu buồng b m giảm xuống, trìnhợphun kết thúc f Van điều khiển thời điểm phun (TCV: Timing Control Valve) - Van lắp b m cao áp, gần phận định trời b m - Cấu tạo TCV: Gồm lõi Stator, lò xo lõi chuyển động Điện trở cuộn dây 200C (10 - 40) Hình 2.21 Sơ đồ cấu tạo TCV Hình 2.20 Van điều chỉnh thời điểm phun TCV 128 * Cấu tạo van TCV: Cấu tạo van TCV gồm : Lõi stator, lò xo lõi chuyển động Van lắp b m cao áp, gần định thời b m Van có vị trí lắp hình bên Điện trở cuộn dây 200C (10 - 14) - Trong van có hai đường thơng với hai buồng pít tơng định thời Ngun lý làm việc: Khi ECU cấp điện cho cuộn dây tác dụng lực từ, lõi bị hút bên phải mở đường dầu thông hai khoang áp lực định thời Khi ECU ngừng cung cấp điện áp, tác dụng lực lò xo lõi dịch chuyển bên trái đóng đường dầu thơng hai khoang áp suất - Khi tín hiệu ON ngắn, van TCV mở h n lên áp lực buồng bên phải lớn h n Bộ phun dầu sớm làm vịng lăn xoay ngược chiều quay pít tơng b m làm pít tơng bị đội lên sớm h n Điểm phun điều khiển sớm h n Hình 2.22 Khi tín hiệu ngắn Hình 2.23 Khi tín hiệu dài - Khi tín hiệu dài Khi tín hiệu ON dài, van TCV mở nhiều h n nên áp lực dầu buồng bên phải nhỏ h n Bộ phun dầu sớm làm vòng chứa lăn xoay chiều quay pít tơng b m làm pít tơng bị đội lên muộn h n Điểm phun điều khiển muộn h n 129 3.2.3 CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA VÕI PHUN 3.2.3.1 Cấu tạo hoạt động vòi phun giai đoạn Khi áp suất dầu đến đế kim thắng lực lòxo nén, van kim bị đẩy lên, q trìnhợphun bắt đầu Đối với kim phun lị xo, để thực phun giai đoạn, ECU gửi tín hiệu xung để điều khiển kim Hình 2.24 Cấu tạo vòi phun giai đoạn 3.2.3.2 Cấu tạo hoạt động vòi phun hai giai đoạn Hình 2.25 Cấu tạo vịi phun hai giai đoạn Khi áp lực nhiên liệu khoảng 18 Mpa, lò xo mềm bị nén lại Van kim bị nhấc lên khoảng nhỏ Một lượng nhỏ nhiên liệu phun vào buồng đốt 130 Khi áp lực nhiên liệu tăng đến khoảng 23 MPa lị xo cứng bị nén lại Van kim tiếp tục nhấc lên thêm đoạn Nhiên liệu phun nhiều h n vào buồng đốt động c Đây giai đoạn phun thứ Lượng nhiên liệu phun trước vào buồng đốt động c bốc cháy trước làm cho trình cháy xảy êm dịu h n 131 3.3 HỆ THỐNG PHUN NHIÊN LIỆU ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬDÙNG ỐNG PHÂN PHỐI 3.3.1.HOẠT ĐỘNG VÀ CÁC CHỨC NĂNG Việc tạo áp suất việc phun nhiên liệu hoàn toàn tách biệt với hệ thống common rail áp suất phun tạo độc lập với tốc độ động c lượng nhiên liệu phun Nhiên liệu trữ với áp suất cao tích áp áp suất cao (high-pressure accumulator) sẵn sàng để phun Lượng nhiên liệu phun định tài xế, thời điểm phun áp lực phun tính tốn ECU dựa biểu đồ lưu nhớ Sau đó, ECU điều khiển kim phun xylanh động c để phun nhiên liệu Một hệ thống common rail (CR) bao gồm: - ECU - Kim phun (injector) - Cảm biến tốc độ trục khuỷu (crankshaft speed sensor) - Cảm biến tốc độ trục cam (camshaft speed sensor) - Cảm biến bàn đạp ga (accelerator pedal sensor) - Cảm biến áp suất tăng áp (boost pressure sensor) - Cảm biến áp suất nhiên liệu ống (rail pressure sensor) - Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (coolant sensor) - Cảm biến đo gió (air mass sensor) 3.1.1 Chức Chức điều khiển việc phun nhiên liệu thời điểm, lượng, áp suất, đảm bảo động c Diesel khơng hoạt động êm dịu mà cịn tiết kiệm 3.1.2 Chức phụ Chức phụ hệ thống điều khiển vịng kín vịng hở, khơng nhằm giảm độ độc hại khí thải lượng nhiên liệu tiêu thụ mà cịn làm tăng tính an tồn, thoải mái tiện nghi Ví dụ hệ thống luân hồi khí thải (EGR - exhaust gas recirculation), điều khiển turbo tăng áp, điều khiển ga tự động thiết bị chống trộm 3.3.2.ĐẶC TÍNH PHUN 3.3.2.1.Đặc tính phun hệ thống phun dầu kiểu cũ Với hệ thống phun kiểu cũ dùng b m phân phối hay b m thẳng hàng (distributor or in-line injection pumps), việc phun nhiên liệu có giai đoạn gọi giai đoạn phun (main injection phase), khơng có khởi phun phun kết thúc 132 Dựa vào ý tưởng b m phân phối sử dụng kim phun điện, cải tiến thực theo hướng đưa vào giai đoạn phun kết thúc Trong hệ thống cũ, việc tạo áp suất cung cấp lượng nhiên liệu diễn song song với cam Pít tơng b m cao áp Hình 3.1 Đặc tínhợphun dầu thƣờng Điều tạo tác động xấu đến đường đặc tínhợphun sau: - Áp suất phun tăng đồng thời với tốc độ lượng nhiên liệu phun - Suốt trìnhợphun, áp suất phun tăng lên lại giảm xuống theo áp lực đóng ty kim cuối q trìnhợphun Hậu là: - Khi phun với lượng dầu áp suất phun nhỏ ngược lại - Áp suất đỉnh cao gấp đơi áp suất phun trung bình Để trình cháy hiệu quả, đường cong mức độ phun nhiên liệu thực tế có dạng tam giác Áp suất đỉnh định tải trọng đặt lên thànhợphần b m thiết bị dẫn động Ở hệ thống nhiên liệu cũ, cịn ảnh hưởng đến tỉ lệ hỗn hợp A/F buồng cháy 3.3.2.2.Đặc tínhợphun hệ thống common rail So với đặc điểm hệ thống nhiên liệu cũ yêu cầu sau thực dựa vào đường đặc tínhợphun lý tưởng: - Lượng nhiên liệu áp suất nhiên liệu phun độc lập với điều kiện hoạt động động c (cho phép dễ 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 s khởi phun Hình 3.2 Đƣờng đặc tínhợphun hệ thống Common Rail 133 Hệ thống common rail hệ thống thiết kế theo module, có thànhợphần: - Kim phun điều khiển van solenoid gắn vào nắp máy - Bộ tích trữ nhiên liệu (ống phân phối áp lực cao) - B m cao áp (b m tạo áp lực cao) Các thiết bị 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, b m có pít tơng hướng tâm (radial- pít tơng pump) sử dụng b m cao áp để tạo áp suất Áp suất tạo độc lập với trìnhợphun Tốc độ b m cao áp phụ thuộc tốc độ động c ta thay đổi tỉ số truyền So với hệ thống phun cũ, việc phân phối nhiên liệu thực tế xảy đồng bộ, có nghĩa b m cao áp hệ thống common rail nhỏ h n mà hệ thống truyền động chịu tải trọng h n Về c 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 khơng cấp điện kim ngưng phun Nhờ áp suất phun không đổi, lượng nhiên liệu phun tỷ 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 c , cảm biến trục cam để nhận biết kỳ hoạt động 3.3.2.3.Phun sơ khởi (pilot INJECTION) Phun s khởi diễn sớm đến 900 trước tử điểm thượng (BTDC) Nếu thời điểm khởi phun xuất nhỏ h n 40 BTDC, nhiên liệu bám vào bề mặt pít tơng thành xy lanh làm lỗng dầu bơi tr n Trong giai đoạn phun s khởi, lượng nhỏ nhiên liệu (1 - mm3) phun vào xy lanh để “mồi” Kết trình cháy cải thiện đạt số hiệu sau: Áp suất cuối q trình nén tăng nhờ vào giai đoạn phun s khởi nhiên liệu cháy phần Điều giúp giảm thời gian trễ cháy, tăng đột ngột áp suất khí cháy áp suất cực đại (quá trình cháy êm dịu h n) Kết giảm tiếng ồn động c , giảm tiêu hao nhiên liệu nhiều trường hợp giảm độ độc hại khí thải Quá trìnhợphun s khởi đóng vai trị gián tiếp việc làm tăng công suất động c 134 3.3.2.4.Giai đoạn phun (main INJECTION) Cơng suất đầu động c xuất phát từ giai đoạn phun giai đoạn phun s khởi Điều có nghĩa giai đoạn phun giúp tăng lực kéo động c Với hệ thống common rail, áp suất phun giữ khơng đổi suốt q trìnhợphun 3.3.2.5 Giai đoạn phun thứ cấp (secondary INJECTION) Theo quan điểm xử lý khí thải, phun thứ cấp áp dụng để đốt cháy NOx Nó diễn sau giai đoạn phun định để xảy trình giãn nở hay kỳ thải khoảng 2000 sau tử điểm thượng (ATDC) Ngược lại với q trìnhợphun s khởi phun chính, nhiên liệu phun vào không đốt cháy mà để bốc h i nhờ vào sức nóng khí thải ống pơ Trong suốt kỳ thải, hỗn hợp khí thải nhiên liệu đẩy ngồi hệ thống khí thải thông qua súp páp thải Tuy nhiên phần nhiên liệu đưa lại vào buồng đốt hông qua hệ thống ln hồi khí thải EGR có tác dụng tư ng tự giai đoạn phun s 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 3.3.3.CHỨC NĂNG CHỐNG Ô NHIỄM Thành phần hỗn hợp tác động đến trình cháy So với động c xăng, động c Diesel đốt nhiên liệu khó bay h i h n (nhiệt độ sơi cao), nên việc hồ trộn hỗn hợp hồ khí khơng diễn giai đoạn phun bắt đầu cháy, mà cịn suốt q trình cháy Kết hỗn hợp đồng Động c Diesel luôn hoạt động chế độ nghèo Mức tiêu hao nhiên liệu, muội than, CO HC tăng không đốt cháy chế độ nghèo hợp lý Tỉ lệ hịa khí định dựa vào thông số: - Áp suất phun; - Thời gian phun; - Kết cấu lỗ tia; - Thời điểm phun; - Vận tốc dịng khí nạp; - Khối lượng khơng khí nạp Tất đại lượng ảnh hưởng đến mức độ tiêu hao nhiên liệu nồng độ khí thải Nhiệt độ q trình cháy q cao lượng ô xy nhiều làm tăng lượng NOx Muội than sinh hỗn hợp nghèo 3.3.3.1 Hệ thống nạp lại khí thải (EGR) Khi khơng có EGR, khí NOx sinh vượt mức quy định khí thải, 135 ngược lại muội than sinh nằm giới hạn EGR phư ng pháp để giảm lượng NOx sinh mà không làm tăng nhanh lượng khói đen Điều thực hiệu với hệ thống Common Rail với tỉ lệ hồ khí mong muốn đạt nhờ vào áp suất phun cao Với EGR, phần khí thải đưa vào đường ống nạp chế độ tải nhỏ động c Điều không làm giảm lượng xy mà cịn làm giảm trình cháy nhiệt độ cực đại, kết làm giảm lượng NOx Nếu có q nhiều khí thải nạp lại (quá 40% thể tích khí nạp), khói đen, CO, HC sinh nhiều tiêu hao nhiên liệu tăng thiếu oxy 3.3.3.2.Ảnh hƣởng việc phun nhiên liệu Thời điểm phun, đường đặc tính phun, tán nhuyễn nhiên liệu ảnh hưởng đến tiêu hao nhiên liệu nồng độ khí thải a.Thời điểm phun Nhờ vào nhiệt độ trình thấp h n, phun nhiên liệu trễ làm giảm lượng NOx Nhưng phun trễ lượng HC tăng tiêu hao nhiên liệu nhiều h n,và khói đen sinh chế độ tải lớn Nếu thời điểm phun lệch 1o khỏi giá trị lý tưởng lượng NOx tăng lên 5% Ngược lại thời điểm phun sớm lệch sớm h n 20 làm cho áp suất đỉnh tăng lên 10 bar, trễ 20 làm tăng nhiệt độ khí thải thêm 200C Với yếu tố nhạy cảm nêu trên, ECU cần phải điều chỉnh thời điểm phun xác tối đa b.Đƣờng đặc tính phun Đường đặc tính phun quy định thay đổi lượng nhiên liệu phun vào suốt chu kỳ phun (từ lúc bắt đầu phun đến lúc dứt phun) Đường đặc tínhợphun định lượng nhiên liệu phun suốt giai đoạn cháy trễ (giữa thời điểm bắt đầu phun bắt đầu cháy) H n nữa, ảnh hưởng đến phân phối nhiên liệu buồng đốt có tác dụng tận dụng hiệu dịng khí nạp Đường đặc tínhợphun phải có độ dốc tăng từ từ để nhiên liệu phun trình cháy trễ giữ mức thấp Nhiên liệu Diesel bốc cháy tức thì, trình cháy bắt đầu gây tiếng ồn tạo thành NOx Đường đặc tínhợphun phải có đỉnh khơng q nhọn để ngăn ngừa tượng nhiên liệu không tán nhuyễn yếu tố dẫn đến lượng HC cao, khói đen, tăng tiêu hao nhiên liệu suốt giai đoạn cháy cuối trình cháy c.Sự tán nhuyễn nhiên liệu Nhiên liệu tán nhuyễn tốt thúc đẩy hiệu hoà trộn khơng khí nhiên liệu Nó đóng góp vào việc giảm lượng HC khói đen khí thải Với áp suất phun cao hình dạng hình học tối ưu lỗ tia kim phun giúp 136 ... gian bắt đầu phun) 3 .2. 2.CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM CAO ÁP VE-EDC 3 .2. 2.1 Sơ đồ cấu tạo Hình 2. 4 Kiểu pít tơng hƣớng trục Hình 2. 5 Kiểu pít tơng hƣớng tâm 123 3 .2. 2 .2 Cấu tạo phận bơm... (Timing Control Valve) SPV (SPill Valve) Hình 2. 1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Diesel VE- EDC Hình 2. 2 Vị trí phận ơtơ 122 3 .2. 1 .2 Hoạt động Hình 2. 3 Hoạt động hệ thống nhiên liệu Diesel VE- EDC Nhiên... trở cuộn dây 20 0C (10 - 40) Hình 2. 21 Sơ đồ cấu tạo TCV Hình 2. 20 Van điều chỉnh thời điểm phun TCV 128 * Cấu tạo van TCV: Cấu tạo van TCV gồm : Lõi stator, lò xo lõi chuyển động Van lắp