04C4B tahuunhien 01 dwg

Ket-noi.com diễn đàn cơng nghê, giáo dục LỜI NĨI ĐẦU Trong xu hội nhập nay, công nghiệp Việt Nam đứng hội đầy tiềm ngành công nghiệp ô tô Việt Nam không ngoại lệ Ở nước ta số lượng ô tô đại lưu hành ngày tăng Các loại ô tô cải tiến theo hướng tăng công suất, tốc độ, giảm suất tiêu hao nhiên liệu, điện tử hố q trình điều khiển hạn chế mức thấp thành phần nhiễm khí xả động Với phát triển mạnh mẽ tin học vai trị dẫn đường, q trình tự động hóa sâu vào ngành sản xuất sản phẩm chúng, số ô tô Nhờ giúp đỡ máy tính để cải thiện trình làm việc nhằm đạt hiệu cao chống nhiểm mơi trường, tối ưu hố trình điều khiển dẫn đến kết cấu động ô tô thay đổi phức tạp, làm cho người sử dụng cán công nhân kỹ thuật ngành tơ nước ta cịn nhiều lúng túng sai sót nên cần có nghiên cứu cụ thể hệ thống điện tử động ô tô Vì sinh viên nghành động lực trường, em chọn đề tài: "Khảo sát hệ thống nhiên liệu Common Rail động DW10 ATED" làm đề tài tốt nghiệp Em mong với đề tài em củng cố tốt kiến thức để trường em đóng góp vào ngành cơng nghiệp tơ nước ta, để góp phần vào phát triển chung ngành Cuối em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy hướng dẫn KS.Nguyễn Quang Trung bảo em tận tình, giúp em vượt qua khó khăn vướng mắc hồn thành đồ án Bên cạnh em cảm ơn thầy khoa tạo điều kiện để em hoàn thành thật tốt đồ án tốt nghiệp Sinh viên thực Tạ Hữu Nhiên Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục : Tổng quan hệ thống cung cấp nhiên liệu động diezel 1.1: Nhiệm vụ, yêu cầu phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu động diezel 1.1.1 : Nhiệm vụ : - Dự trữ nhiên liệu: Đảm bảo cho động làm việc liên tục thời gian định mà không cần cấp thêm nhiên liệu vào, lọc nước, tạp chất học lẫn nhiên liệu, giúp nhiên liệu luân chuyển dễ dàng hệ thống - Cung cấp nhiên liệu cho động : Đảm bảo tốt yêu cầu sau + Lượng nhiên liệu cấp cho chu trình phải phù hợp với chế độ làm việc động + Phun nhiên liệu vào xy lanh thời điểm, quy luật + Đối với động nhiều xylanh lượng nhiên liêu phun vào xylanh phải đồng chu trình cơng tác - Các tia nhiên liệu phun vào xylanh động phải đảm bảo kết hợp tốt số lượng, phương hướng, hình dạng, kích thước tia phun với hình dạng buồng cháy, cường độ phương hướng chuyển động chất buồng cháy để hồ khí hình thành nhanh 1.1.2 : Yêu cầu : Hệ thống cung cấp nhiên liệu động Diesel phải thoả mãn yêu cầu sau - Hoạt động ổn định, có độ tin cậy tuổi thọ cao - Dễ dàng thuận tiện sử dụng, bảo dưỡng sữa chữa - Dễ chế tạo, giá thành hạ 1.1.3 : Phân loại: Dựa vào loại bơm cao áp hệ thống nhiên liệu ta phân loại sơ hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel thành loại sau a : Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel sử dụng bơm cao áp loại bơm dãy Bơm cao áp loại bơm gồm nhiều tổ bơm ghép thành khối có vấu cam điều khiển nằm thân bơm điều khiển chung Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng bơm dãy 1: Thùng chứa nhiên liệu : Cốc lọc; : Bơm tay.4 : Bơm cao áp : Bầu lọc tinh : Ống dầu cao áp 7: Vòi phun 8: Buồng cháy * Nguyên lý hoạt động: Khi khởi động động cơ, trục cam dẫn động bơm chuyển vận (3) hút nhiên liệu từ thùng chứa (1) đẩy qua bầu lọc (5) để cấp nhiên liệu cho bơm cao áp (4) Số tổ bơm cao áp số xylanh động cơ, tổ bơm cung cấp nhiên liệu qua đường ống cao áp (6) tới vòi phun (7) để phun nhiên liệu vào buồng cháy (8) Nhiên liệu rò qua khe hở thân kim phun vòi phun tổ bơm theo đường ống thấp áp trở thùng chứa Để hệ số nạp tổ bơm ổn định, khơng gián đoạn q trình cấp nhiên liệu nhiên liệu vào xylanh bơm cao áp không lẫn khơng khí + Khơng khí lẫn hệ thống nhiên liệu ngun nhân sau: − Khơng khí hòa tan nhiên liệu tách áp suất thay đổi đột ngột − Khơng khí trời lọt qua đoạn ống khơng kín, đặc biệt khu vực mà áp suất nhiên liệu thấp áp suất khí trời + Một số biện pháp để tách khơng khí khỏi nhiên liệu hệ thống: − Nhiên liệu tuần hoàn liên tục từ thùng chứa, qua bầu lọc, qua bơm cao áp, qua van tràn đường ống tràn thùng chứa Sự tuần hoàn khơng khí hệ thống đưa thùng chứa, khơng khí tách khỏi nhiên liệu Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục − Trước khởi động máy, dùng bơm tay bơm dầu thật căng giữ nguyên bơm tay sau nới lỏng ốc xả gió bầu lọc cho khơng khí tràn ngồi, siết chặt ốc xả gió lại, tiếp tục bơm lại xả đền hét khơng khí thơi Làm tương tự để xả khơng khí bơm cao áp ốc xả gió thân bơm Bơm tay lắp song song với bơm chuyển vận sử dụng để bơm nhiên liệu vào hệ thống máy ngừng hoạt động lâu ngày, nhiên liệu hệ thống đường ống bị rò qua chỗ khơng kín khít Sau phải khóa bơm tay lại khởi động động b : Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel sử dụng bơm cao áp loại bơm phân phối 10 B 11 12 A C Hình 1.2 : Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng bơm cao áp loại bơm phân phối 1- Thùng chứa nhiên liệu; 2,4- Bơm tiếp vận; 3- Bầu lọc tinh; 4- Van điều áp; 6- Vòi phun; 7- Buồng cháy; 8- Bơm cao áp phân phối; 9- Van cao áp; 10- Piston; 11- Lỗ đưa nhiên liệu đến vòi phun; 12- Vành điều lượng Bơm phân phối khác với bơm nhánh chỗ cần đôi piston-xylanh đảm bảo cung cấp nhiên liệu cho xylanh Piston vừa tịnh tiến, vừa xoay Với động có i xylanh piston chuyển động tịnh tiến i lần chu kỳ động cơ, piston xoay đủ vòng − Lỗ nạp nhiên liệu: đưa nhiên liệu từ bơm tiếp vận vào xylanh bơm cao áp Ket-noi.com diễn đàn cơng nghê, giáo dục − Thân xylanh có rãnh dẫn nhiên liệu cao áp vào lỗ B − Piston gồm: + Phần hình trụ để tạo áp suất cao + Phần hình trụ có xẻ rãnh dọc, rãnh áp vào lỗ đến vòi phun nhiên liệu cao áp đưa đến vịi phun * Nguyên lý hoạt động: Khi piston chuyển động xuống dưới, nhiên liệu từ bơm tiếp vận qua lỗ A nạp vào xylanh Khi piston lên trên, phần nhiên liệu thoát qua lỗ A, đỉnh piston bắt đầu đóng lỗ A, áp suất nhiên liệu bắt đầu tăng, áp suất tăng cao mở van cao áp (9), nhiên liệu theo đường cao áp vào lỗ B, vào xylanh chứa phần hình trụ Chuyển động xoay tròn piston xảy đồng thời với chuyển động tịnh tiến, rãnh dọc áp vào lỗ đến vịi phun lỗ nhận nhiên liệu cao áp Để điều chỉnh lượng nhiên liệu chu kỳ, người ta thay đổi vị trí vành điều lượng (12), mặt vành điều lượng (12) che kín lỗ C khơng có nhiên liệu cao áp ngồi Khi piston chuyển động lên, đến lúc đó, mép làm hở lỗ C, lúc nhiên liệu cao áp từ đỉnh piston theo lỗ dọc, xuống lỗ C thoát ngồi Khi áp suất xylanh giảm đột ngột, trình phun nhiên liệu chấm dứt Khi nâng vành điều lượng (12) lên mép sớm mở lỗ C, nhờ giảm lượng nhiên liệu cung cấp c : Hệ thống cung cấp nhiên liệu common rail Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục 12 10 11 13 14 15 16 17 18 19 Hình 1.3 : Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu common rail 1- Thùng chứa; 2- Ống tản nhiệt: 3- Bộ lọc: 4- Van đóng mở(theo nhiệt độ): 5-Bơm chuyển nhiên liệu; 6- Van điều áp suất thấp: 7- Van điều áp suất cao: 8- Đường ống dự trữ: -Cảm biến áp suất nhiên liệu: 10-Bơm cao áp: 11- ECU: 12-Kim phum: 13- Bơm điện: 14- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát: 15- Cảm biến vị trí trục khuỷu: 16- Cảm biến áp suất: 17- Cảm biến vị trí trục cam: 18- Cảm biến vị trí bàn đạp ga: 19- Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu Nguyên lý: Nhiên liệu có áp suất cao bơm vào ống phân phối để từ cung cấp cho kim phun Nhiên liệu từ thùng chứa bơm qua bơm điện vào lọc qua bơm chuyển qua van điều áp vào bơm cao áp 10 nhiên liệu áp suất cao bơm vào ống dự trữ qua van điều chỉnh áp suất Tại đường ống phân phối có đường ống cao áp nối tới kim phun để phun nhiên liệu vào buồng đốt động trình phun nhiên liệu điều khiển ECU ECU nhận tín hiệu từ cảm biến (cảm biến tốc độ, cảm biến vị trí trục cam, cảm biến nhiệt độ nhiên liệu, cảm biến vị trí bàn đạp ga, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến áp suất…) sau xử lý tín hiệu đầu vào ECU đưa tín hiệu điều khiển kim phun Hệ thống nhiên liệu động diesel không ngừng cải tiến với giải pháp kỹ thuật tối ưu nhằm làm giảm mức độ phát sinh ô nhiệm môi trường suất Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục tiêu hao nhiên liệu Các nhà khoa học nghiên cứu đề nhiều biện pháp khác kỹ thuật phun tổ chức tốt trình cháy nhằm giới hạn chất ô nhiệm Các biện pháp đưa nhằm giải vấn đề sau: - Tăng tốc độ phun để làm giảm nồng độ bồ hóng tăng tốc hịa 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 ( ERG: Exhaust Gas Recirculation) Hiện nay, nhược điểm HTNL diesel khắc phục dần cách cải tiến phận hệ thống nhiên liệu như: Bơm cao áp, vòi phun, ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao, ứng dụng điều khiển tự động nhờ phát triển công nghệ Trong động diesel đại, áp suất phun thực cho vòi phun cách riêng lẽ, nhiên liệu áp suất cao chứa ống tích trữ hay cịn gọi “ ống phân phối ” phân phối đến vòi phun theo yêu cầu Đó HTNL common rail diesel Hệ thống Common Rail bao gồm thành phần sau: − Kim phun điều khiển van điện từ (solenoid) gắn vào nắp máy − Ống tích trữ nhiên liệu (ống phân phối áp lực cao) − Bơm cao áp (bơm tạo áp suất 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 − Cảm biến bàn đạp ga Kim phun nối với ống tích nhiên liệu áp suất cao (rail) đường ống ngắn Kết hợp với đầu phun van điện từ cung cấp điện qua ECU Khi van solenoid khơng cấp điện kim ngừng phun Nhờ áp suất phun không đổi, lượng nhiên liệu phun tỷ lệ với độ dài xung điều khiển solenoid Yêu cầu mở nhanh 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 Ket-noi.com diễn đàn cơng nghê, giáo dục Lợi ích vịi phun common rail làm giảm mức độ tiếng ồn, nhiên liệu phun với áp suất cao đồng thời kết hợp hệ thống điều khiển điện tử để kiểm sốt lượng phun, thời điểm phun cách xác Do làm hiệu suất động tính kinh tế nhiên liệu cao + So với hệ thống cũ dẫn động trục cam hệ thống nhiên liệu Common Rail linh hoạt việc đáp ứng thích nghi để điều khiển phun nhiên liệu cho động diesel như: - Phạm vi ứng dụng rộng rãi (cho xe du lịch, khách,tải nhẹ, tải nặng, xe lửa tàu thủy) - Áp suất phun đạt đến 1350 bar - Thay đổi áp suất phun tùy theo chế độ hoạt động động - Có thể thay đổi thời điểm phun Phun nhiên liệu chia làm ba giai đoạn: Phun sơ khởi, phun phun kết thúc Các giai đoạn phun sơ khởi làm giảm thời gian cháy trễ phun thứ cấp tạo cho q trình cháy hồn thiện Với phương pháp áp suất phun lên đến 1350 bar thực thời điểm lúc động tốc độ thấp Qua ta thấy hệ thống nhiên liệu common rail có ưu điểm sau · Tiêu hao nhiên liệu thấp · Phát thải ô nhiễm thấp · Động làm việc êm dịu, giảm tiếng ồn · Cải thiện tính động Thiết kế phù hợp để thay cho động Diesel sử dụng Tức việc bố trí thành phần lắp đặt chúng động phù hợp với động tồn Động Diesel hệ “cũ”, trình làm việc hệ thống cung cấp nhiên liệu tạo tiếng ồn lớn Khi khởi động tăng tốc đột ngột lượng khói đen thải lớn Vì làm tiêu hao nhiên liệu ô nhiễm cao Ở HTNL common rail áp suất phun lên đến 1350 bar, phun thời điểm, chế độ làm việc động lúc thấp tốc mà áp suất phun không thay đổi Với áp suất cao, nhiên liệu phun tơi nên trình cháy Ngoài ưu điểm trội nêu hệ thống nhiên liệu common rail cịn tồn số nhược điểm sau: Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục · Thiết kế chế tạo phức tạp địi hỏi có ngành cơng nghệ cao · Khó xác định lắp đặt chi tiết common rail động cũ 1.2 Sự hình thành hỗn hợp khơng khí nhiên liệu buồng cháy động Diezel Tính kinh tế động Diesel, tiếng ồn ứng suất cấu trục khuỷu truyền phụ thuộc nhiều vào tốc độ biến thiên hóa nhiên liệu thành nhiệt Diễn biến thời gian cấp nhiên liệu, tính chất nhiên liệu có ý nghĩa định tới tốc độ phản ứng hóa học, q trình tạo hỗn hợp nhiên liệu khơng khí Vì để q trình cháy diễn cách hiệu ta cần điều chỉnh thật tốt chùm tia nhiên liệu buồng cháy Diễn biến thời gian tạo hỗn hợp điều khiển kết cấu buồng cháy cách phân chia nhiên liệu thành hạt nhỏ mịn kết hợp với xốy lốc khơng khí để tạo tối ưu trình cháy nhiên liệu buồng cháy động Ở động Diesel hỗn hợp nhiên liệu khơng khí hình thành bên xy lanh động khoảng thời gian ngắn Tính theo góc quay trục khuỷu, 1/10 đến 1/20 so với trường hợp động xăng Ngoài nhiên liệu động Diesel lại khó bay động xăng nên nhiên liệu phải phun thật tơi hoà trộn thật khơng gian buồng cháy q trình cháy thạt hiệu Vì phải tạo điều kiện để nhiên liệu sấy nóng, bay nhanh hồ trộn với khơng khí buồng cháy nhằm tạo hỗn hợp tốt Mặt khác phải đảm bảo cho nhiệt độ khơng khí buồng cháy thời gian phun nhiên liệu phải đủ lớn để hỗn hợp khơng khí nhiên liệu tự bốc cháy Quy luật cháy tỏa nhiệt động có ý nghĩa định tới thông số áp suất cháy, hiệu suất nhiệt, công suất, thành phần chất độc khí thải động Trong quy luật phun nhiên liệu có ý nghĩa định tới chất lượng phun sương mù khả bốc nhiên liệu buồng cháy Quá trình hình thành hỗn hợp trình bốc cháy nhiên liệu động Diesel chồng chéo lên nhau, xảy liên tục Sau phun nhiên liệu buồng cháy diễn loạt thay đổi tính chất lý hố nhiên liệu, sau phần nhiên liệu phun vào trước tạo thành hồ khí tự bốc cháy nhiên liệu tiếp tục phun vào để cung cấp cho xy lanh động Diễn biến thời Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục gian tạo hỗn hợp điều khiển thân kết cấu buồng cháy cách phân chia nhiên liệu thành nhiều hạt nhỏ, mịn kết hợp với xốy lốc khơng khí Chính đặc điểm q trình hình thành hồ khí q trình cháy nên phù hợp động diesel có nhiều loại buồng cháy khác tuỳ theo cấu tạo động mục đích sử dụng động Hình dáng buồng cháy phải đáp ứng yêu cầu kỹ thuật sau: − Thích ứng với lượng hình dáng chùm tia nhiên liệu phun vào − Tạo xốy lốc mạnh trộn lẫn khơng khí với nhiên liệu Hiện buồng cháy động Diesel phân loại theo hai cách - Dựa vào vị trí bay nhiên liệu chia thành : + Hình thành kiểu màng trực tiếp + Hình thành kiểu thể tích + Hình thành kiểu thể tích - màng - Dựa vào nhân tố điều khiển hình hành hồ khí chia thành : + Phun trực tiếp + Phun gián tiếp Đối với động phun trực tiếp buồng cháy động chia thành : - Buồng cháy thống - Buồng cháy khoét lõm sâu đỉnh piston Còn động sử dụng hệ thống nhiên liệu phun gián tiếp buồng cháy động chia thành ba loại sau đây: + Buồng cháy xoáy lốc + Buồng cháy dự bị + Buồng cháy khơng khí d D a d D b c d e Hình 1.4 Kết cấu số dạng buồng cháy: 10