CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1 1 Lý do chọn đề tài 1 2 Mục tiêu của đề tài Kể từ khi được tạo ra cho đến nay, động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu Diesel đã không ngừng cải tiến và chế tạo mới những bộ phận, hệ[.]
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài Kể từ tạo nay, động đốt sử dụng nhiên liệu Diesel không ngừng cải tiến chế tạo phận, hệ thống nhằm nâng cao hiệu suất, giảm tiêu hao nhiên liệu ô nhiễm mơi trường Một hệ thống có ảnh hưởng định đến tiêu là hệ thống nhiên cụ thể việc phun nhiên liệu vào buồng cháy Nhiên liệu cung cấp vào buồng cháy vào thời điểm thích hợp, chất lượng tia phun nào trình cháy diễn tốt Vì vậy, việc nghiên cứu nhằm làm cho hệ thống nhiên liệu hoạt động tốt nhất, tối ưu nhận quan tâm nhà nghiên cứu Hiện nay, việc thực cải tiến tiến hành thuận lợi nhờ phát triển mạnh mẽ lĩnh vực công nghệ thông tin Việc áp dụng phần mềm tin học để thiết kế, mơ phỏng, tính tốn khơng rút ngắn đáng kể thời gian, công sức cho người thiết kế mà cịn cho kết xác Trong số phần mềm chuyên ngành động đốt trong, chúng em chọn phần mềm để tìm hiểu ứng dụng phần mềm AVL BOOST Hydsim dùng để mơ phỏng, tính tốn hệ thống nhiên liệu động Diesel ô tô Hyundai Santa Fe 2014 Dùng phần mềm để mô tình trạng cung cấp nhiên liệu động Qua đánh giá ảnh hưởng thông số kết cấu, điều kiện biên thông số vận hành đến chất lượng phun nhiên liệu, là sở cho việc thiết kế, chế tạo, cải thiện hệ thống nhiên liệu nhằm nâng cao chất lượng phun nhiên liệu cho động Phần mềm này xây dựng sở lý thuyết động lực học và dao động chất lỏng hệ thống đa phần tử Có nhiều cách để ứng dụng phần mềm này, ta kết nối biểu tượng và sau nhập thơng số đầu vào chi tiết lấy thông số việc phun liệu để h khảo sát kiểm nghiệm là nược lại để có nhanh thơng số xác chi tiết cần thiết kế Từ việc mô phỏng, tính tốn việc phun nhiên liệu hệ thống nhiên liệu Diesel, ta mở rộng ứng dụng phần mềm cho hệ thống nhiên liệu khác, hệ thống bôi trơn rộng là phân tích động lực học hệ thống thủy lực thủy 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu Trong đề tài này, nhóm chúng em tập trung vào nghiên cứu phần mềm AVL BOOST HYDSIM hệ thống nhiên liệu động D4HB xe Hyundai Santa Fe 2014 Sau tìm hiểu rõ phần mềm AVL BOOST HYDSIM, chúng em tiến hành mô hệ thống nhiên liệu động Hyundai Santa Fe 2014, từ đưa phân tích, nhận xét trực quan hệ thống nhiên liệu Common rail nói chung hệ thống nhiên liệu xe Hyundai Santa Fe 2014 nói riêng 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu Nhóm tập trung vào việc xây dựng mô hệ thống nhiên liệu xe Hyundai Santa Fe 2014 phần mềm AVL BOOST HYDSIM dựa số liệu giả định thực tế mà nhóm tìm để nghiên cứu đề tài 1.4 Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp nghiên cứu tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm, thông tin động và hệ thống nhiên liệu xe Hyundai Santa Fe 2014 nguồn tài liệu, báo khoa học có liên quan 1.5 Nội dung nghiên cứu Cơ sở lý thuyết phần mềm BOOST Hydsim Nghiên cứu hệ thống nhiên liệu xe Hyundai Santa Fe 2014 Mơ hình hóa và phân tích đánh giá khả hoạt động hệ thống nhiên liệu xe Hyundai Santa Fe 2014 Đưa vào thông số giả h định để mô rút nhận định, nhận xét hệ thống nhiên liệu xe CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL ĐỘNG CƠ HYUNDAI SANTAFE 2.1 Giới thiệu chung động D4HB Động diesel 2.2L Hyundai D4HB hay 2.2 CRDi lắp ráp Hàn Quốc từ năm 2009 lắp đặt nhiều mẫu xe ăn khách Sorento, Santafe hay Carnival Vật liệu làm thân máy động D4HB sắt graphit nén chặt Vật liệu gang graphite nén nhẹ gang và cung cấp độ bền cao hơn, điều quan trọng động diesel tải nặng, giúp giảm rung tăng hiệu suất hệ thống truyền lực lên tới 15% Để giảm rung, có trục cân thấp lắp bên vỏ khung thang cứng gắn phía khối động 2.2 CRDi Cuộc đua hướng tới động diesel nhỏ gọn, tiết kiệm nhiên liệu mạnh mẽ tiếp tục thời gian dài Đầu 16 van DOHC có thiết kế nhẹ với trục cam kép dẫn động xích để giảm rung tốc độ RPM cao Hệ thống van trang bị cam thủy lực (không cần điều chỉnh khe hở van) Để cung cấp nhiên liệu, động sử dụng hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp common rail (CRDi) hệ thứ Bosch với kim phun điện tử Hệ thống nhiên liệu điều khiển điện tử hoạt động áp suất cao (lên đến 1800 bar) Để khai thác công suất tối đa và giảm thiểu hiệu ứng trễ turbo, động 2.2 CRDi trang bị tăng áp biến thiên hình học quản lý điện tử (e-VGT) h Để đáp ứng quy định khí thải ngày nghiêm ngặt (Euro tiếp theo) hệ thống tuần hồn khí thải, kỹ sư phải thực số nhiệm vụ: giảm trọng lượng, sử dụng vật liệu nhựa cho vài linh kiện Bằng cách sử dụng vật liệu này, kỹ sư tận dụng không gian tốt đáp ứng tất quy định cách dễ dàng Các kỹ sư Hyundai sử dụng nhựa để làm mỏng đáp ứng tiêu chuẩn khí thải Có nắp đầu xi-lanh nhựa, vỏ lọc dầu, ống nạp để giảm trọng lượng mà không ảnh hưởng đến độ bền – điều giúp giảm mức tiêu thụ nhiên liệu Các quy định Euro 5+ nghiêm ngặt yêu cầu động phải lắp đặt DPF hệ thống tuần hồn khí thải (EGR) Bảng 2-1 Thông số kỹ thuật động D4HB: STT Tên thông số Ký hiệu Thứ nguyên Kiểu máy D4HB xy lanh, kỳ Số vòng quay lớn N [v/ph] 3800 Tỷ số nén Ε [-] 16:1 Đường kính xy lanh D [mm] 85.4 Hành trình piston S [mm] 96 Phương thức bôi trơn Bằng dầu Phương thức làm nguội Làm mát nước Kích thước (AxBxH) [mm] h Giá trị 4905-1885-1685 2.2 Giới thiệu hệ thống Common Rail xe Hyundai Santa Fe Hình 2-1 Hệ thống Common rail động Diesel 2.2l Hyundai SantaFe Bảng 2-2 Thơng số động cơ: Loại Dung tích xi lanh (cc) (Displacement) Đường kính xi lanh hành trình piston (mm) (Bore & Stroke) Tỉ số nén (Compression Ratio) Công suất cực đại (kw/rpm) (Max Power) Diesel 2.2l 2.199 85,4 x 96,0 16:1 147 (197 ps)/3.800 Mô men xoắn cực đại (Nm/rpm) (Max.Torque) 440(325 lb - ft)/1.800-3.500 h Hình 2-2 Sơ đồ hệ thống Common rail xe Hyundai Santa Fe 1.Cảm biến lưu lượng khí nạp; ECM; Bơm cao áp; Ống phân phối; Các kim phun; Cảm biến vị trí trục khủy; Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; Lọc nhiên liệu; Cảm biến vị trí bàn đạp ga Hệ thống Common rail phân làm phần: Hình 2-3 Các phận hệ thống Common rail 1.Thùng nhiên liệu ;2 Lọc thô; Bơm cung cấp; Lọc tinh; Các đường ống áp h suất thấp; Bơm cao áp; Các đường ống áp suất cao; Ống phân phối;9 Kim phun; Mạch áp suất thấp • Thùng chứa nhiên liệu • Bơm cung cấp • Các lọc nhiên liệu • Các đường ống nạp Mạch áp suất cao • Bơm cao áp với van điều khiển áp suất • Các đường ống áp suất cao • Ống phân phối với cảm biến áp suất đường ống • Van giới hạn áp suất • Ống cao áp đến kim phun • Kim phun • Đường dầu hồi ECM (Engine Control Module) cảm biến (Sensor) • Cảm biến vị trí trục khuỷu • Cảm biến vị trí trục cam • Cảm biến nhiệt độ nước làm mát • Cảm biến lưu lượng khí nạp • Cảm biến vị trí bàn đạp ga • Cảm biến áp suất nhiên liệu h 2.3 Cấu tạo hệ thống nhiên liệu Common Rail Động Hyundai Santafe 2.3.1 Thùng nhiên liệu Dùng để chứa dự trữ nhiên liệu đủ động hoạt động thời gian định Thùng nhiên liệu làm từ vật liệu chống ăn mịn, khơng bị rị rỉ áp suất gấp đơi áp suất hoạt động bình thường xe bị rung xóc nhỏ, xe vào cua dừng hay chạy đường dốc 2.3.2 Lọc nhiên liệu Hình 2-4 Cấu tạo lọc nhiên liệu 1.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; 7.Đường dầu Những cặn bẩn lẫn nhiên liệu làm hư hỏng chi tiết bơm, van phân phối và kim phun Do cần thiết phải trang bị lọc nhiên liệu để gạn lọc nước, tạp chất học lẫn nhiên liệu, giúp chi tiết hoạt động tốt kéo dài tuổi thọ Nhiên liệu phải lọc tối đa trước đến bơm cao áp và kim phun hai phận có chi tiết chế tạo có độ xác cao 2.3.3 Bơm cung cấp nhiên liệu Bơm cung cấp đặt thùng nhiên liệu đặt thùng nhiên liệu lọc nhiên liệu Bơm cung cấp hút nhiên liệu từ thùng chứa, đưa qua lọc thô chuyển đến bơm cao áp cách liên tục, không phụ thuộc tốc độ động Phần nhiên liệu thừa hồi thùng chứa h Hình 2-5 Cấu tạo bơm cung cấp Vỏ; Đường nhiên liệu vào; Con lăn; Cuộn dây tạo từ; Chổi than; 6.Rotor; Van giới hạn áp suất; Đường nhiên liệu ra; Van chiều; 10 Đĩa bơm; 11 Vỏ đĩa Rotor bơm kích hoạt và quay có dịng điện chạy qua cuộn dây tạo từ Đĩa quay đặt lệch tâm với rotor bơm Trên đĩa có khắc nhiều rãnh, rãnh có lắp lăn (con lăn dịch chuyển tự được) Nhiên liệu hút thông qua việc mở khe hở đường nạp vào buồng bơm, buồng bơm tạo từ khe hở vỏ đĩa bơm, đĩa quay và lăn Khi rotor bơm quay kéo theo đĩa bơm quay, nhờ lực quán tính làm cho lăn bị văng áp sát vào vỏ đĩa ép và đẩy nhiên liệu ngồi 2.3.4 Bơm cao áp h Hình 2-6 Bơm cao áp CP4.1 Động Hyundai santafe D4HB sử dụng loại bơm cao áp CP4.1 Bosch, giới thiệu vào năm 2000 để bắt đầu công việc nghiên cứu Sau loạt bơm cao áp CP3, loại bơm cao áp đặt tên CP4 Dự án hoàn thành vào mùa hè năm 2003 Thử nghiệm máy kéo dài 2.000 bơm cao áp CP4 thực vào mùa hè năm 2005.Bắt đầu sản xuất thử nghiệm vào đầu năm 2006 Bosch tự tin vào độ an toàn bơm cao áp hệ họ, điều thể qua việc Audi R10 TDI, người chiến thắng đua Le Mans 2006, trang bị loại bơm Hình 2-7 Cấu tạo bơm cao áp CP4.1 So với hệ trước, thiết kế bơm tối ưu hóa cách giảm số lượng thành phần vỏ bơm làm nhôm Nhiên liệu cao áp tạo bơm và là dòng chảy trực tiếp qua đường ống cao áp đến ống phân phối dẫn nhiên liệu áp suất cao Piston điều khiển lăn cam Tốc độ dòng chảy bơm điều chỉnh van định lượng nằm thân bơm Bơm có lắp mặt bích bánh trục bơm Điều làm cho việc lắp bơm vào khối động và chuyển ổ đĩa từ bánh dễ dàng Thông qua van định h lượng, nhiên liệu vào vùng áp suất cao động Các cam trục truyền động dẫn động pít tơng bơm theo chuyển động tịnh tiến Với chuyển động quay trở lại pít tơng, thể tích buồng nén tăng lên Vì lý này, áp suất buồng nén giảm xuống so với áp suất nhiên liệu vỏ bơm Áp suất chênh lệch làm cho van nạp mở nhiên liệu chảy vào buồng nén Sau pít tơng bắt đầu di chuyển phía trước, áp suất buồng nén tăng lên van đầu vào đóng lại Ngay áp suất buồng nén vượt áp suất đường ray, van xả (kiểm tra) mở nhiên liệu bắt đầu chảy vào đường ray Van định lượng nhiên liệu tích hợp bơm cao áp Nó kiểm sốt việc cung cấp nhiên liệu cho mạch áp suất cao tùy thuộc vào nhu cầu động Áp suất tối đa CP4 1800 bar Đường kính piston: 6,5 mm Hành trình piston: phụ thuộc vào kích thước cam, giá trị tối đa: 7,5 mm Thể tích hành trình phần tử định lượng (giá trị tối đa): 248 mm3 Tỷ lệ truyền động trục nạp trục động động xi-lanh thẳng hàng: 1:1 Truyền động trục bơm: truyền động đai, xích truyền động bánh Chất liệu vỏ bơm: nhôm h