Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu common rail diesel động cơ duratorq 2 4l

TRƯỜNG ĐAI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CƠNG TRÌNH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL DIESEL ĐỘNG CƠ DURATORQ 2.4L NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ MÃ NGÀNH: 7510205 Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực Lớp Mã sinh viên Khóa học : Trần Văn Tùng : Bùi Văn Liêu : K64 – CTO : 1951080339 : 2019 - 2023 Hà Nội, 2023 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.Tổng quan công nghệ ô tô * Mục tiêu, đối tượng, phương pháp nghiên cứu 1.2 Tìm hiểu hệ thống cung cấp nhiên liệu ô tô 1.2.1: Yêu cầu : 1.2.2: Nhiệm vụ: 1.2.3: Phân loại: 1.3 Tìm hiểu đặc tính thơng số kỹ thuật động Duratorq 2.4 .19 1.3.1 Các thông số động Duratorq 2.4l 20 CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 22 2.1 Đề xuất phương án thiết kế .22 2.1.1 Yêu cầu hệ thống nhiên liệu động Diesel .22 2.1.2 Nhiệm vụ hệ thống nhiên liệu động Diesel .22 2.1.3 Đặc điểm hình hành hồ khí động diesel .23 2.1.3.1 Đặc điểm .23 2.1.3.2 Những đặc trưng động diesel .24 2.2 Lựa chọn phương án thiết kế .24 2.2.1.Nguyên lý hoạt động .25 2.2.2 Các chức hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel .28 CHƯƠNG III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ KỸ THUẬT 32 3.1 Xác định thông số động Duratorq 2.4l 32 3.1.1 Thông số động 32 3.1.2 Các thông số chọn ban đầu 32 3.2 Tính tốn thiết kế hệ thống nhiên liệu động Duratorq 2.4l 33 3.2.1 Tính tốn nhiệt 33 3.2.2 Thơng số tính tốn 34 3.2.3 Những thông số thị .39 3.2.4 Các tiêu có ích .40 3.2.5 Kiểm nghiệm kích thước xy lanh 40 3.3 Vẽ đồ thị công 41 3.3.1 Xác định điểm đường nén với số đa biến n1 41 3.3.2 Xây đựng đường cong áp suất đường giãn nở 41 3.3.3 Xác định thông số bơm cao áp 44 3.4 Xác định thơng số vịi phun 45 3.4.1 Tốc độ phun nhiên liệu lớn chu trình 45 3.4.2 Tổng số tiết diện lưu thông lỗ phun.f1 45 3.4.3 Tiết diện lưu thông lỗ phun 46 3.4.4 Đường kính lổ phun tính tốn 46 3.5 Thiết kế hệ thống nhiên liệu động Duratorq 2.4l .46 3.5.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống 47 47 3.5.2 Đặc điểm kết cấu nguyên lý hoạt động cụm chi tiết 53 3.5.3 Thiết kế hệ thống cảm biến điều khiển hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel động Duratorq 2.4l 64 3.5.3.3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECT) .66 3.5.4 Thiết kế hệ thống điều khiển điện tử 73 CHƯƠNG IV CHUẨN ĐOÁN HƯ HỎNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 82 4.1 Khói đen 82 4.2 Khói trắng 84 4.3 Bơm cao áp bị hỏng 85 4.4 Bộ lọc bị tắc, có nước nhiên liệu 85 4.5 Nhiên liệu rò lỗ vòi phun .85 4.6 Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống cung cấp nhiên liệu động diesel 86 4.6.1 Bảo dưỡng kỹ thuật cấp 86 4.6.2 Bảo dưỡng kỹ thuật cấp hai 86 4.6.3 Bảo dưỡng kỹ thuật theo mùa 86 4.6.4 Các hư hỏng hệ thống điện tử 86 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1-1 Bảng thông số kỹ thuật động 20 Bảng 3-1 Các giá trị đường nén giãn nở 42 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng bơm dãy 10 Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng bơm cao áp loại bơm phân phối 11 Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu common rail 13 Hình 1.4 Kết cấu số dạng buồng cháy: 18 Hình 2-1 Sơ đồ nguyên lí hoạt động hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail 25 Hình 2-2 Mạch áp suất thấp 27 Hình 2-3 Mạch áp suất cao 27 Hình 2-4 Mạch hồi dầu 28 Hình 2-5 ECU, cảm biến cấu chấp hành 28 Hình 2-6 Kết cấu Bơm cao áp 29 Hình 2-7 Vịi phun Common Rail Diesel- Bosch 30 Hình 3-1 Đồ thị công 43 Hình 3-2 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động Duratorq 2.4l 47 Hình 3-3 Đường đặc tính phun hệ thống Common Rail 51 Hình 3-4 Kết cấu bầu lọc 53 Hình 3-5 Kết cấu bơm chuyển nhiên liệu 54 Hình3-6 Kết cấu bơm cao áp 55 Hình 3-7 Kết cấu van điều chỉnh áp suất 57 Hình 3-8: Kết cấu ống phân phối (ống Rail) 59 Hình 3-9 Cấu tạo kim phun 60 Hình 3-10 Kết cấu van giới han áp suất 63 Hình 3-11 Kết cấu cảm biến áp suất đường ống nạp 64 Hình 3-12 Sơ đồ mạch điện đường đặc tính cảm biến áp suất đường ống nạp 65 Hình 3-13 Cảm biến nhiệt độ khí nạp 65 Hình 3-14 Sơ đồ nối cảm biến nhiệt độ khí nạp với PCM 66 Hình 3-15 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 67 Hình 3-17 Cảm biến vị trí bàn đạp ga 68 Hình 3-18: Sơ đồ mạch điện đường đặc tính cảm biến vị trí bàn 69 đạp ga loại tuyến tính 69 Hình 3-19: Sơ đồ mạch điện đường đặc tính cảm biến vị tr í bàn đạp ga loại phần tử Hall 69 Hình 3.20 Kết cấu cảm biến vị trí trục khuỷu 70 Hình 3-21 Sơ đồ mạch điện, dạng sóng tín hiệu 71 Hinh 3-22 Kết cấu cảm biến vị trí trục cam 72 Hình 3-23 Cấu tạo cảm biến áp suất ống phân phối 73 Hình 3-24 Sơ đồ điều khiển hệ thống nhiên liệu 74 Hình 3.25 Đặc tính điều chỉnh góc phun sớm 77 LỜI NÓI ĐẦU Ngày xu hội nhập mở cửa kinh tế Việt Nam với kinh tế nước giới, ngành công nghiệp sản xuất ôtô đứng trước nhiều hội thách thức Đó hội cải tiến phát triển công nghệ cho ngang tầm với nước giới có nhiều thử thách đặt khả nắm bắt tiếp thu công nghệ mới, cải tiến công nghệ cũ lạc hậu Hiện cơng nghệ ơtơ phát triển dựa tiêu chí: 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 nhằm tạo công nghiệp ôtô phát triển thân thiện với môi trường Với phát triển mạnh mẽ tin học hóa, tự động hóa ngành sản xuất sản phẩm ô tô Nhờ giúp đỡ máy tính để cải thiện trình làm việc động ôtô nhằm đạt hiệu cao chống ô nhiễm mơi trường, tối ưu hố q 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 ô tô nước ta cịn nhiều lúng túng sai sót, khó khăn việc nắm bắt công nghệ nên cần có nghiên cứu cụ thể hệ thống điện tử động ô tô Là sinh viên ngành động lực trường, em chọn đề tài: "Tính tốn thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail động Duratorq 2.4l" làm đề tài tốt nghiệp Em mong với đề tài em củng cố tốt kiến thức để trường em đóng góp phần vào phát triển ngành công nghiệp ô tô nước nhà Cuối em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo hướng dẫn Trần Văn Tùng bảo em tận tình, giúp em vượt qua khó khăn vướng mắc hồn thành đồ án Bên cạnh em cảm ơn thầy cô giáo khoa điện công trình tạo điều kiện để em hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Sinh viên thực Bùi Văn Liêu Lịch sử vấn đề mục đích ý nghĩa đề tài Khí thải động Diesel thủ phạm gây nên ô nhiễm môi trường Động diesel hiệu kinh tế động xăng, nhiên cịn hạn chế q trình sử dụng như: Thải khói đen lớn tăng tốc, tiêu hao nhiên liệu cao tiếng ồn lớn, vận hành không êm dịu… Động Diesel phát triển vào năm 1897 nhờ Rudolf Diesel hoạt động theo nguyên lý tự cháy Ở gần cuối trình nén, nhiên liệu phun vào buồng cháy động để hình thành hịa khí tự bốc cháy Đến năm 1927 Robert Bosch phát triển Bơm cao áp (Bơm phun Bosch lắp cho động diesel ôtô thương mại ôtô khách vào năm 1936) Hệ thống nhiên liệu Diesel không ngừng cải tiến, với giải pháp kỹ thuật tối ưu làm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm suất tiêu hao nhiên liệu Các nhà sản xuất động Diesel đề nhiều biện pháp khác kỹ thuật phun tổ chức trình cháy nhằm giới hạn chất ô nhiễm Tập trung vào giải vấn đề: - Tăng tốc độ phun để làm giảm 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 hệ thống nhiên liệu Diesel khắc phục cải tiến phận như: Bơm cao áp, vịi phun, ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao, ứng dụng điều khiển tự động nhờ phát triển công nghệ (năm 1986 Bosch đưa vào thị trường việc điều khiển điện tử cho động diesel ) Đó hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel Hệ thống Common Rail Diesel đời góp phần cải thiện nhiều cho tính động tính kinh tế nhiên liệu mà lâu người sử dụng nhà bảo vệ mơi trường mong đợi Nó tạo nên hướng nghiên cứu cho ngành khí động lực, giao thông,… nước Hiện nay, hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel trang bị dòng xe Transit, Sprinter,…Những dòng xe sản xuất sử dụng thông dụng Việt Nam mang lại hiệu tích cực tính kinh tế khả bảo vệ mơi trường Vì lý em chọn đề tài "Tính tốn thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel động Duratorq 2.4l" để làm đề tài tốt nghiệp CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan công nghệ ô tô Ngành công nghiệp ô tô đánh giá ngành công nghiệp đầu, kéo theo phát triển ngành cơng nghiệp khác Vì vậy, phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp ô tô xem nhân tố tác động tích cực thúc đẩy ngành có liên quan phát triển, tạo động lực xây dựng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Ơ tô sản phẩm cấu thành từ 3.000 phụ tùng, linh kiện khác (đối với ô tô con, số linh kiện, phụ tùng từ 20.000 đến 30.000 – tính theo linh kiện nhỏ nhất) sản xuất từ nhiều ngành nghề khác nhau, chủ yếu khí, điện tử, cao su-nhựa, nhiều phụ tùng lại lắp ráp từ vài chục đến vài trăm linh kiện động cơ, hộp số Theo cách phân loại trình độ cơng nghệ ngành chế tạo UNIDO, ô tô xếp vào nhóm ngành cơng nghiệp có cơng nghệ trung bình-cao, thực chất số hàng ngàn phụ tùng, linh kiện, loại cần công nghệ sản xuất khác nhau, từ cơng nghệ trung bình thấp (như số sản phẩm ép nhựa đơn giản), đến công nghệ cao, phức tạp (như hộp số, động cơ) Chính đặc điểm kỹ thuật nêu sản phẩm ô tô, nên số ngành công nghiệp sản xuất dân dụng, ngành tơ có liên kết đầu vào – đầu rộng phối hợp cơng nghệ cao Vì lý này, ngành có ảnh hưởng lớn đến q trình cơng nghiệp hóa kinh tế quốc dân Một mặt, ngành công nghiệp ô tô sản xuất sản phẩm đáp ứng nhu cầu di chuyển người dân kinh tế Theo xu hướng phát triển, thu nhập cá nhân tăng cao, họ có xu hướng ưu tiên sử dụng sản phẩm đại kèm với chất lượng bảo đảm an toàn Đáp ứng u cầu đó, tơ phương tiện ưa chuộng dần thay xe máy theo xu hướng phát triển lên đất nước Đồng thời, ngành công nghiệp nông nghiệp, người sử nguyên tắc khác Các thông tin từ cảm biến đưa điều khiển PCM dạng tín hiệu điện như: tín hiệu vào dạng số, tín hiệu vào dạng tương tự (analog),tín hiệu điện áp biến đổi, tín hiệu tần số biến đổi sơ trước vào xử lý Bộ điều khiển động PCM: (Powertrain Control Module) Bộ điều khiển động PCM điều khiển thời điểm lượng nhiên liệu cần phun hệ thống tuần hồn khí thải Bộ điều khiển PCM có 104 chân chia làm ổ giắc nối, ổ C1= 32 chân, ổ C2= 48 chân, ổ C3 = 32 chân Bộ điều khiển GEM: Bộ điều khiển GEM đặt phía sau hộp cốp tay Bộ điều khiển GEM bao gồm phận phân phối nguồn (đó phần rơ le cầu chì phân phối nguồn) GEM điều khiển điện tử, điều khiển toàn hệ thống điện tử với tính chất tiện nghi xe Tuỳ theo hệ thống trang bị xe, có đời GEM trang bị cho xe -GEM đời thấp ký hiệu A, mã số 6C1T - 14A073-AX -GEM đời trung ký hiệu B, mã số 6C1T- 14A073-BX (BK FVL) -GEM đời cao ký hiệu C, mã số 6C1T-14A073-CX (CK FVL) -GEM theo kênh Service ký hiệu D (GEM theo kênh Service tương ứng với gem đời cao), mã số 6C1T-14A073-DX Tất đời GEM có chức báo động (Alarm) chức báo (Clock) Chức báo chuyển đến điều khiển khác thông qua đường truyền CAN Bộ điều khiển GEM kiểm tra lại tất liệu cài đặt vào lưu lại lỗi (mã báo hư hỏng DTCS) có Chức điều khiển GEM bị giới hạn điều khiển GEM bị lỗi Bộ điều khiển động PCM kết nối với điều khiển GEM qua đường truyền tốc độ HS-CAN Bộ điều khiển GEM đóng vai trị cổng giao tiếp (Gateway) cho việc trao đổi thông tin đường truyền tốc độ cao HSCAN đường truyền tốc độ trung bình MS- CAN 75 Trong động cơ, mở khoá điện hệ thống quản lý động chuyển lượng ( tín hiệu) qua PCM rơ-le lượng mở Trong động tắt khoá điện PCM đóng dừng động cơ, van đóng ngắt điện lúc bị lượng điện ( tín hiệu) cắt rơ-le điện từ nhờ PCM Trong động chạy PCM tiếp tục nhận tín hiệu trạng thái thực tế động bơm từ cảm biến khoá điện Các tần số tượng tự tín hiệu từ khố cho biết trình tiến triển động PCM so sánh đối chiếu với chương trình lập trình có sẵn nhớ, tín hiệu riêng biệt để đưa chênh lệch Từ giá trị để đưa giá trị thích hợp để điều khiển động b Hệ thống xử lý Căn vào tín hiệu gởi từ cảm biến cảm biến nhiệt độ môi trường, cảm biến áp suất nhiên liệu, cảm biến tốc độ động tới cổng giao tiếp Gateway GEM gửi tới điều khiển PCM thông qua đường truyền tốc độ cao HS-CAN, hệ thống xử lý so sánh với thông tin cài đặt sẵn nhớ PCM xác định thông số đầu để điều khiển phận thừa hành, đảm bảo điều kiện làm việc tối ưu cho động c.Hệ thống chấp hành: Bao gồm cấu chấp hành điều khiển tín hiệu đầu điều khiển PCM kết nối với điều khiển GEM thông qua đường truyền tốc độ cao HS-CAN Các cấu chấp hành như: vòi phun, bơm cao áp, van EGR điều khiển cho động làm việc phù hợp với tín hiệu đầu vào d Bộ xử lí điều khiển góc phun sớm 76 Hình 3.25 Đặc tính điều chỉnh góc phun sớm Cũng tương tự nguyên tắc điều khiển lượng phun, xử lý điều khiển góc phun sớm sở tín hiệu thu từ cảm biến đo số vòng quay động cảm biến xác định trạng thái động cảm biến xác định nhiệt độ nước làm mát, cảm biến vị trí bàn đạp ga, cảm biến áp suất khí nạp Để lựa chọn góc phun sớm tốt xác định nhờ thực nghiệm cách xây dựng đặc tính điều chỉnh góc phun sớm động Đặc tính điều chỉnh góc phun sớm thực điều kiện khơng thay đổi tốc độ n lượng nhiên liệu cấp cho chu trình Thay đổi góc phun sớm, góc phun sớm xác định giá trị Ne = f() ge = f() Tại vị trí Nemax gemax xác định góc phun sớm tốt Từ thực nghiệm người ta đưa dãy góc phun sớm tuỳ thuộc vào tốc độ động tải trọng, góc phun sớm nằm giới hạn từ 15 ÷ 350 Từ người ta đưa bảng giá trị góc phun sớm ứng với tốc độ tải trọng động gọi góc phun sớm sở Như động hoạt động, xử lý nhận tín hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến vị trí bàn đạp ga, áp suất đường ống nạp để xác định số vòng quay tải trọng, động thời điểm Với hai thông số này, xử lý đối chiếu vào bảng góc phun sớm sở để lấy giá trị góc phun sớm, sau xử lý vào giá trị thu từ cảm biến khác như: cảm biến nước làm mát, cảm biến nhiệt độ khí nạp để hiệu chỉnh 77 có giá trị góc phun sớm thích hợp Giá trị xử lý dùng để điều khiển phận thừa hành đầu ra: bơm, vòi phun e Bộ xử lý Như trình bày trên, vào tín hiệu gởi từ cảm biến, hệ thống xử lý so sánh với thông tin lập trình sẵn nhớ xác định thông số đầu để điều khiển phận chấp hành, đảm bảo điều kiện làm việc tối ưu cho động Vì xử lý cảm biến đòi hỏi điện áp làm việc ổn định, nên điều khiển có lắp ổn áp Bộ ổn áp điện cung cấp cho xử lý điện áp có giá trị xác định ổn định Với xử lý động Duratorq 2.4l, ổn áp cung cấp cho xử lý mức điện áp ổn định 5V để dùng làm điện áp làm việc g Bộ xử lý tín hiệu vào Bộ xử lý tín hiệu đầu vào thu nhập tín hiệu từ cảm biến, dạng tín hiệu xung, tín hiệu điện áp biến đổi, tín hiệu tần số… Để đưa vào xử lý, biến đổi chúng thành tín hiệu số Tín hiệu kết hợp mức điện áp có khơng, mức điện áp có số mức điện áp khơng số Tín hiệu phải biến sang dạng số xử lý làm việc với tín hiệu Vì loại cảm biến tạo nên dạng khác nên chúng đòi hỏi cách biến đổi khác sang dạng số Do đó, việc hiểu cách hoạt động biến đổi điều quan trọng Trước tiên ta nghiên cứu nguyên lý làm việc biến đổi tương tựsố Một biến đổi dùng phổ biến điều khiển biến đổi tương tự số, viết tắt A/D (Analog to Digital converters) Bộ dùng để biến đổi tín hiệu điện áp chiều có giá trị thay đổi sang tín hiệu dạng số để xử lý làm việc Các cảm biến mạch tương tự, cảm biến vị trí bàn đạp ga, cảm biến nhiệt độ, cảm biến vị trí trục bơm cao áp ví dụ cảm biến tạo 78 tín hiệu điện áp tương tự thay đổi, chúng phải biến thành dạng tín hiệu số xử lý h Bộ vi xử lý PCM hoạt động theo dạng tín hiệu số nhị phân điện áp cao, biểu cho số 1, điện áp thấp biểu cho số hệ số nhị phân có hai số Mỗi số hạng gọi bít Một dãy bít tương đương 1byte từ (word) Byte dùng biểu cho lệnh mẫu thông tin Một mạch tổ hợp (IC) tạo byte trữ byte Số byte mà IC chứa có giới hạn khoảng 64 kilobyte 256 kilobyte Mạch tổ hợp IC gọi chíp IC, hình dạng IC có chức tính tốn tạo định gọi xử lý (microprosessor) Bộ vi xử lý loại bít, 16 bít hay cao hơn, số bít cao việc tính tốn nhanh Thông tin gởi đến vi xử lý từ IC thường gọi nhớ Trong nhớ chia làm nhiều loại: - ROM(read only memory): dùng trữ thông tin thường trực, nhớ đọc thơng tin từ khơng ghi vào Thơng tin cài đặt sẵn - PROM(Programable Read Only Memory): giống ROM ngồi trang bị thêm nhiều cơng dụng khác - RAM(Random Access Memory): nhớ truy xuất ngẫu nhiên trữ thơng tin Bộ vi xử lý nhập bội nhỏ cho RAM, có hai loại: +Loại RAM xố được: nhớ mất nguồn +Loại RAM không xố được: giữ trì nhớ dù tháo nguồn Bộ vi xử lý thực số chức khác Chúng nhận xuất trữ liệu, kiểm sốt tính kiện nhờ có mạch thời gian bên trong, định theo kết phép tính tốn học Tương tự trên, vi xử lý động tính tốn điều khiển hệ thống theo chương trình cài đặt sẵn Chương trình 79 viết dự kiến hầu hết điều kiện vận hành hệ thống i Bộ kiểm tra hệ thống Chức tự kiểm tra thực chương trình lưu trữ nhớ điều khiển GEM Chương trình cho phép điều khiển kiểm tra tín hiệu vào khỏi hệ thống Trong trường hợp tín hiệu có giá trị nằm giới hạn cho phép, điều khiển ghi vào nhớ dạng mã hư hỏng Sau đó, người ta dùng thiết bị kiểm tra để đọc mã hư hỏng từ điều khiển Bộ điều khiển PCM > cổng giao tiếp (gateway) > GEM tự động bật đèn báo hay có chuông báo nguy phát mã hư hỏng hệ thống, báo lỗi động (MIL), cảnh báo động cơ, Số khác cần phải qua thủ tục đọc mã hư hỏng đơn giản có sử dụng thiết bị đọc Tuỳ theo hệ thống mà có cách đọc mã hư hỏng phù hợp Trong số hệ thống động có khả tự kiểm tra, điều khiển GEM lập trình theo kiểu Modul Trung Tâm, phương pháp lập trình Modul Trung Tâm dựa sở: tất liệu điều khiển nạp vào điều khiển GEM Từ điều khiển GEM tất liệu truyền đến điều khiển khác thông qua đường truyền CAN Tất liệu không lấy từ máy chuẩn đốn WDS mà lấy từ điều khiển GEM để truyền đến điều khiển liên quan Máy chuẩn đốn đóng vai trị thành viên giám sát cho trình lập trình Modul Trung Tâm thực Bộ điều khiển GEM kiểm tra lại tất liệu cài đặt vào lưu lại lỗi (mã báo hư hỏng DTC S ) có k Bộ nhớ đầu Sau xử lý thực xong phép tính, kết lưu trữ phần nhớ dành riêng để ghi liệu đầu ra, phần nhớ đặt vùng với nhớ đầu vào nhớ RAM 80 Cũng nhớ đầu vào, nhớ đầu lưu trữ số nhị phân để chuyển cho xử lý tín hiệu đầu nhằm tạo nên tín hiệu điều khiển l Các chức đầu Bộ xử lý không trực tiếp điều khển thiết bị đầu ra, thực phép tính ghi giá trị vào nhớ Kết xử lý tín hiệu đầu sử dụng để tạo nên tín hiệu điều khiển Các dạng tín hiệu điều khiển tạo theo yêu cầu thiết bị đầu Cũng xử lý đầu vào, xử lý đầu gồm có nhiều khối hoạt động riêng rẽ phối hợp với để tạo tín hiệu đầu 81 CHƯƠNG IV CHUẨN ĐỐN HƯ HỎNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU Khắc phục hư hỏng có nghĩa sửa chữa hư hỏng cách loại trừ nguyên nhân khơng thể Sau xem xét ngun nhân cịn lại để đến kết luận xác Phương pháp nhanh xác nhiều so với việc đoán hay điều chỉnh sửa chữa ngẫu nhiên Động Duratorq 2.4l dùng thiết bị chuẩn đoán máy chuẩn đoán WDS, IDS kết nối qua cổng DLC Phương pháp lập trình Module Trung Tâm dựa sở: Tất liệu điều khiển nạp vào điều khiển GEM tất liệu truyền đến điều khiển khác thông qua đường truyền CAN Phương pháp lập trình Module Trung Tâm khác với phương pháp lập trình truyền thống là:Tất liệu khơng lấy từ WDS mà lấy từ điều khiển GEM truyền đến điều khiển PCM Máy chuẩn đốn đóng vai trị thành viên giám sát cho trình lập trình Module Trung Tâm thực Các hư hỏng hay gặp hệ thống nhiên liệu nói chung 4.1 Khói đen Khói đen chứa cacbon nhiên liệu không cháy, kết cháy khơng hồn tồn hệ số  nhỏ (tức hỗn hợp đậm), từ chất tượng nguyên nhân sau (1) Phun nhiên liệu nhiều Đây kết việc cháy khơng hồn tồn, tức có q nhiều nhiên liệu phun vào xylanh, khơng có đủ khí để cháy hết, nên nhiên liệu cịn lại thải khí xả làm khí có màu đen Khắc phục: Cảm biến trục phân phối bị sai, lò xo điều khiển trục phân phối bị yếu (2) Thời gian phun sớm Nếu thời điểm phun sớm, nhiên liệu phun trước áp suất nhiệt độ khí buồng cháy tăng đủ cao để bốc cháy Nhiên liệu 82 phun vào giai đoạn làm hỗn hợp khí nhiên liệu đậm vài vùng buồng cháy Kết là, hỗn hợp khí- nhiên liệu vùng đậm cháy khơng hồn tồn khí xả có mụi than Khi tượng nảy ra, thường kèm với tiếng gõ động Khắc phục: Kiểm tra van điện từ điều khiển thời điểm phun, cảm biến vị trí vành cam (3) Áp suất phun thấp (do vòi phun) Khi làm việc áp suất phun nhiên liệu thấp khơng thể hình thành tia phun tốt chất lượng hóa sương nhiên liệu xấu khơng tơi làm cho hỗn hợp hịa trộn khơng đồng dẫn đến cháy khơng triệt để, khí thải có màu đen, cơng suất động giảm động làm việc xấu số vòng quay thấp + Khắc phục thực theo bước sau: - Kiểm tra điều chỉnh kim phun nhiên liệu - Kiểm tra tình trạng phun nhiên liệu: Sử dụng thiết bị chuyên dùng máy chuẩn đoán IDS để kiểm tra áp suất phun lượng phun đồng xilanh Hơn lập trình điều khiển PCM IDS, đồng thời phải định dạng ln vịi phun Cơng việc hiệu chỉnh vòi phun cách sử dụng WDS để nhập 16 ký tự vòi phun vào điều khiển PCM theo thứ tự xilanh (4) Có khơng khí hệ thống nhiên liệu động diesel Nếu có khơng khí bị hút vào hệ thống nhiên liệu động bắt đầu chạy khơng ổn định, đứt đoạn, cơng suất giảm sút Khi khí thải có màu đen đục động khó khởi động Dấu hiệu đặc trưng việc lọt khơng khí vào hệ thống nhiên liệu dòng nguyên liệu từ đường ống vào không liên tục Muốn xác định xem có khơng khí bị hút vào hệ thống nhiên liệu hay khơng cần mở nới nút xả khơng khí bình lọc nhiên liệu, có khơng khí hệ thống nhiên liệu lúc kiểm tra có nhiên liệu hịa lẫn với bọt khí chảy ngồi 83 Muốn xác định chỗ khơng khí lọt vào hệ thống nhiên liệu, phải quan sát ống nhiên liệu chỗ nối ống Nếu phát nhiên liệu chảy đường ống phía trước bơm nhiên liệu lúc tắt máy, khẳng định chỗ hút khơng khí vào hệ thống nhiên liệu máy chạy Sau kiểm tra, cần vặn chặt tất khớp nối ống dẫn nhiên liệu vào chỗ bắt dụng cụ kiểm tra hệ thống đường ống Nếu sau kiểm tra vặn chặt, khơng khí lọt vào phải thử độ kín hệ thống nhiên liệu Lúc thử độ kín hệ thống nhiên liệu, phải làm theo trình tự sau: - Phải tháo ống nhiên liệu khỏi thùng chứa nút kín đường ống lại - Tháo đường nhiên liệu sau bầu lọc tra vào dụng cụ thử qua ống mềm - Kiểm tra, nơi có nhiên liệu chảy rị nơi bị hỏng đường ống nhiên liệu - Cần sửa chữa chỗ hở phát cách hàn vảy, rà lại chỗ tiếp xúc khớp nối thay chi tiết khác 4.2 Khói trắng Khói trắng thường xảy động khởi động Do nhiệt độ bên thấp, nhiên liệu phun điều kiện cháy nhiệt độ tương đối thấp, nhiệt độ buồng cháy khơng tăng cao đủ để cháy hồn tồn Vì vậy, nhiên liệu khơng cháy (hiđrocacbon) xã ngồi dạng hơi, gây khói trắng hay xanh da trời Hiện tượng nguyên nhân sau: (1) Thời điểm phun trễ Nếu thời điểm phun trễ, nhiên liệu phun sau piston qua điểm chết trên: Kết áp suất buồng cháy giảm phần nhiên liệu khơng cháy xã ngồi, sinh khói trắng Hiện tượng đồng thời xảy với công suất động giảm (2) Hệ thống sấy nhiên liệu liệu hỏng 84 Nếu hệ thống sấy nhiên liệu hỏng, nhiệt độ buồng cháy tăng đủ cao để cháy nhiên liệu Vì vậy, phần nhiên liệu phun vào không cháy mà thải ngồi, sinh khói trắng Hiện tượng xẩy kèm với động khó khởi động 4.3 Bơm cao áp bị hỏng (1) piston - xylanh bơm bị mòn Động sử dụng lâu ngày tính bơm cao áp bị sai lệch Điều làm giảm cơng suất, giảm tiêu kinh tế động cơ, ngồi cịn làm cho máy khó khởi động lượng nguyên liệu bơm cung cấp cho động chu trình bị giảm thời điểm cung cấp nhiên liệu thay đổi (2) Van điều áp suất bơm cao áp bị hỏng Van điều tiết áp suất bơm cao áp dùng để điều tiết áp suất nhiên liệu vào bơm chuyển nhiên liệu, không điều khiển áp suất đến van lưu lượng được, dẫn đến động cơng suất 4.4 Bộ lọc bị tắc, có nước nhiên liệu Bộ lọc dùng để khử tạp chất học lẫn nhiên liệu vào bơm chuyển nhiên liệu, lọc bị tắc làm nhiên liệu vào bơm cao áp không đủ, công suất động giảm động bắt đầu nổ không đều, đứt qng Lượng nước có nhiên liệu cảm biến báo cho PCM biết Khắc phục: Kiểm tra tình trạng lọc thơng qua cảnh báo lọc, cần thay lọc 4.5 Nhiên liệu rị lỗ vịi phun Nếu vịi phun làm việc bình thường lần phun, lỗ phun phải khơ Nếu vịi phun phun sương mù khơng tốt sau phun có giọt nhiên liệu đọng lại lỗ phun, chứng tỏ nhiên liệu rò qua lỗ vịi phun Trường hợp cơng suất động giảm, tốn nhiều nhiên liệu, máy nóng q khí thải có nhiều khói đen Nhiên liệu rị qua lỗ vịi phun van kim khơng tì khít lên đế van, cần phải khử bỏ vết gỉ mặt tì hình van kim đế van 85 4.6 Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống cung cấp nhiên liệu động diesel 4.6.1 Bảo dưỡng kỹ thuật cấp Dùng mắt kiểm tra tình trạng phận thuộc hệ thống cung cấp nhiên liệu, độ kín khít mối nối, cần khắc phục hư hỏng Kiểm tra làm việc van tắt máy điện mà dẫn động cấu dẫn động bàn đạp ga điều chỉnh lưu lượng nhiên liệu máy chuẩn đoán WDS 4.6.2 Bảo dưỡng kỹ thuật cấp hai Kiểm tra độ kẹp chặt độ kín khít thùng chứa nhiên liệu, ống dẫn nhiên liệu, bơm cao áp, vòi phun, bầu lọc cấu dẫn động bơm Kiểm tra dòng chảy nhiên liệu cần xả nhiên liệu cho khơng khí lẫn hệ thống Khởi động cho động làm việc điều chỉnh số vòng quay nhỏ trục khuỷu chế độ chạy không tải Kiểm tra làm việc động cơ, bơm cao áp, xem khí xả có hợp lý khơng Tháo bầu lọc thay lọc 4.6.3 Bảo dưỡng kỹ thuật theo mùa Cần xả hết cặn thùng chứa dầu, làm vệ sinh thùng Tháo vòi phun hiệu chỉnh áp suất nâng kim phun đồng xilanh, máy chuẩn đoán WDS 4.6.4 Các hư hỏng hệ thống điện tử Các tín hiệu cảm biến nhiệt độ khí nạp, nhiệt độ nước làm mát thấp cao Các cảm biến vị trí trục khuỷu, trục cam, lưu lượng khí nạp Hỏng mạch điều khiển trục bơm làm cho trục bơm ln vị trí cấp nhiên liệu q thấp cao Các van điện từ ngưng làm việc, rơ-le không làm việc, đường truyền bị ngắt mạch, điện áp cung cấp khơng xác ổn áp khơng làm việc Trong mạch điều khiển này, hư hỏng chủ yếu cảm biến đường truyền để khắc phục hư hỏng ta dùng máy chuẩn đoán WDF kết nối vào cổng giao tiếp 86 DLC chế độ chuẩn đốn hình (EOBD) chuẩn đốn theo tiêu chuẩn châu âu KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ Hệ thống nhiên liệu Diesel Common Rail ngày dùng rộng phương tiện giao thơng, góp phần tạo nên bước ngoặt cho ngành ôtô động nhiệt Hệ thống nhiên liệu Common Rail có khả tạo nhiên liệu tốt phun nhiên liệu với áp suất cao khoảng 1600 bar Nhiên liệu cháy hồn tồn, khơng tạo sản phẩm phụ khác, tạo khói, tạo muội than nên vấn đề ô nhiễm khơng khí cải thiện đáng kể Lượng khí nạp cảm biến lưu lượng khí nạp nhận giá trị đưa PCM, với giá trị từ cảm biến khác gởi PCM xử lí cho lượng nhiên liệu thích hợp cho chế độ tốc độ động Do lượng phun điều khiển xác PCM nên phân phối đến xy lanh nhiên liệu điều khiển nhờ PCM việc thay đổi thời gian hoạt động việc phun, tạo tỷ lệ hịa khí tối ưu Về mức độ gây nhiễm, với đặc điểm phun hai lần phun sơ khởi phun chính, đặc tính hệ thống phun cải thiện có tác dụng khơng ồn giảm độ độc hại khí thải Ngồi cịn có giai đoạn phun thứ cấp thực nhờ hệ thống ln hồi khí thải có tác dụng làm giảm nồng độ NOx khí thải Về suất tiêu hao nhiên liệu chân ga trạng thái tự việc phun nhiên liệu bị loại bỏ động sử dụng hệ thống nhiên liệu Common Rail nên làm giảm tiêu hao nhiên liệu so với động diesel ngun thủy Tóm lại, q trình cháy hệ thống Common Rail cải thiện đáng kể, tăng tính kinh tế nhiên liệu, giảm nhiễm mơi trường, tăng hiệu suất động Ở tốc độ chế độ tải trọng động cơ, lượng nhiên liệu cung cấp xác liên tục nhờ việc kiểm sốt khí thải PCM Do hệ thống Diesel Common Rail xu hướng phát triển hệ thống nhiên liệu động Diesel đại 87 Sau thời gian em giao làm khóa luận tốt nghiệp, em cố gắng thực đến em hoàn thành nhiệm vụ giao “Tính tốn thiết kế hệ thống nhiên liệu common rail diesel động duratorq 2.4l ” Ngay từ lúc nhận đề tài khóa luận tốt nghiệp, em tiến hành khảo sát thực tế, tìm tịi tài liệu tham khảo từ làm sở để vận dụng kiến thức học nhà trường tham khảo ý kiến dẫn giáo viên hướng dẫn để hồn thành khóa luận Trong khóa luận em nêu lên số vấn đề: nghiên cứu lựa chọn phương án thiết kế hệ thống nhiên liệu CommonRail Diesel tìm phương án phù hợp với hệ thống nhiên liệu mà em thiết kế, mặc phương án tối ưu đáp ứng yêu cầu khóa luận đặt Q trình tính tốn lựa chọn thơng số kích thước hệ thống nhiên liệu em tiến hành cách xác đảm bảo độ tin cậy cao Quá trình kiểm nghiệm hệ thống nhiên liệu CommoRail em tiến hành cẩn thận cho kết nằm giới hạn an tồn cho phép Từ em kết luận hệ thống nhiên liệu Commorail em thiết kế hoàn toàn đáp ứng yêu cầu hệ thống nhiên liệu Như khóa luận em giải yêu cầu đề ra, mặt lý thuyết khả ứng dụng thực tế Mặc dù thân em cố gắng nhiều nhận hướng dẫn tận tình từ phía giáo viên hướng dẫn có số hạn chế thời gian kiến thức nên khóa luận em khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận ý kiến góp ý thầy giáo mơn để khóa luận em hồn thiện Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Trần Văn Tùng thầy môn giúp đỡ em thời gian thực khóa luận tốt nghiệp suốt trình học tập nhà trường Sinh viên thực 88 Bùi Văn Liêu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Bình, Nguyễn Tất Tiến “Nguyên lý Động đốt trong” Nhà xuất Giáo dục, năm 1994 [2] Nguyễn Bốn, Hoàng Ngọc Đồng “Nhiệt kỹ thuật” Nhà xuất Giáo dục, năm 1999 [3] Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến “Kết cấu tính tốn Động đốt trong, Tập 1” Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, năm 1979 [4] Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến “Kết cấu tính tốn Động đốt trong, Tập 2” Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, năm 1979 [5] Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến “Kết cấu tính toán Động đốt trong, Tập 3” Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, năm 1979 [6] Bùi Văn Ga, Văn Thị Bông, Phạm Xuân Mai, Trần Văn Nam, Trần Thanh Hải Tùng “Ơtơ nhiễm môi trường” Nhà xuất Giáo dục, năm 1999 [7] Nguyễn Phước Hoàng, Phạm Đức Nhuận, Nguyễn Thạch Tân, Đinh Ngọc Ái, Đặng Huy Chí “Thủy lực máy thủy lực” Nhà xuất Giáo dục, năm 1996 [8] Tài liệu động Duratorq 2.4l tài liệu liên quan Ford [9] Tài liệu mạng internet từ địa chỉ: http//:www.oto.hui.com 89