Nguyên lý hoạt động Nhiên liệu được bơm cung cấp 1 đẩy đi từ thùng nhiên liệu trên đường ống thấp áp qua bộ sấy nóng nhiên liệu 3 và bầu lọc 4 đến Bơm cao áp 7, từ đây nhiên liệu được bơ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN XE TOYOTA FORTUNER 2020 Người thực hiện: Vũ Tiến Hồng Lớp: Ơ tơ Khóa: 14 Người hướng dẫn: TS Nguyễn Phi Trường Hà Nội - 2022 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG i DANH MỤC HÌNH ẢNH i LỜI NÓI ĐẦU iii Chương Tổng quan hệ thống nhiên liệu động diesel ô tô 1.1 Sơ lược lịch sử phát triển động diesel 1.2 Tổng quan hệ thống cung cấp nhiên liệu động diesel 1.2.1 Nhiệm vụ 1.2.2 Yêu cầu 1.2.3 Phân loại Chương Hệ thống nhiên liệu diesel xe Fortuner 2020 2.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống nhiên liệu diesel xe Fortuner 2020 2.1.1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel xe Fortuner 2020 2.1.2 Nguyên lý hoạt động 2.2 Các phận hệ thống nhiên liệu diesel xe Fortuner 2020 2.2.1 Bơm cao áp 2.2.2 Van điều chỉnh áp suất 12 2.2.3 Van ngắt 13 2.2.4 Bầu lọc 15 2.2.5 Ống phân phối 16 2.2.6 Van giới hạn áp suất 17 2.2.7 Bơm chuyển nhiên liệu 18 2.2.8 Vòi phun 19 2.2.9 Hệ thống điều khiển phun nhiên liệu 21 2.2.9.1 Sơ đồ tín hiệu điều khiển 21 2.2.9.2 Các loại cảm biến 22 2.3 Tính tốn thiết kế chi tiết thiết kế hệ thống 33 2.3.1 Tính tốn thiết kế đường kính piston bơm cao áp 33 2.3.2 Thiết kế hệ thống nhiên liệu cho động 2GD-FTV xe Toyota Fortuner 2020 37 Chương Những hư hỏng biện pháp bảo dưỡng sửa chữa hệ thống nhiên liệu diesel 39 3.1 Các dạng hư hỏng thường gặp 39 3.1.1 Các hư hỏng bơm cao áp 39 3.1.2 Các hư hỏng vòi phun 39 3.1.3 Các hư hỏng lọc nhiên liệu 40 3.1.4 Các hư hỏng đường ống dẫn nhiên liệu 40 3.1.5 Hư hỏng hệ thống điện tử cảm biến 40 3.2 Khắc phục hư hỏng hệ thống nhiên liệu 40 3.2.1 Bơm cao áp 40 3.2.2 Ống phân phối 40 3.2.3 Vòi phun 40 3.3 Phương pháp chẩn đoán 41 3.3.1 Động không tải, không êm, bị rung động 41 3.3.2 Động có tiếng gõ, kêu lạch cạch 41 3.3.3 Động yếu, bị ì 42 3.4 Công tác bảo dưỡng hệ thống nhiên liệu common rail lắp động 2KD-FTV 43 KẾT LUẬN 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 i DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Thông số động 33 Bảng 2.2 Bảng thể phụ thuộc thể tích nhiên liệu cung cấp cho chu trình vào kích thước đường kính piston bơm cao áp 35 Bảng 3.1 Bảng chẩn đốn động khơng tải, khơng êm, bị rung động 41 Bảng 3.2 Bảng chẩn đốn động có tiếng gõ, kêu lạch cạch 41 Bảng 3.3 Bảng chẩn đoán động bị yếu, bị ì 42 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu sử dụng bơm dãy Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu sử dụng bơm cao áp loại bơm phân phối Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu common rail Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu xe fortuner 2020 Hình 2.2 Mạch nhiên liệu áp suất thấp Hình 2.3 Mạch nhiên liệu áp suất cao Hình 2.4 Mạch nhiên liệu hồi Hình 2.5 Các cấu điều khiển phun nhiên liệu Hình 2.6 Bơm cao áp 10 Hình 2.7 Bơm piston 11 Hình 2.8 Van điều chỉnh áp suất 12 Hình 2.9 Van ngắt 13 Hình 2.10 Mối quan hệ tốc độ động lượng nhiên liệu cung cấp van ngắt làm việc 14 Hình 2.11 Bầu lọc nhiên liệu 15 Hình 2.12 Ống phân phối 16 Hình 2.13 Van giới hạn áp suất 17 Hình 2.14 Bơm chuyển nhiên liệu 18 Hình 2.15 Vòi phun 19 ii Hình 2.16 Sơ đồ tín hiệu vào 21 Hình 2.17 Sơ đồ tín hiệu 22 Hình 2.18 Kết cấu sơ đồ mạch điện cảm biến áp suất nạp 22 Hình 2.19 Cảm biến nhiệt độ khí nạp 23 Hình 2.20 Sơ đồ nối cảm biến nhiệt độ khí nạp với PCM 24 Hình 2.21 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 24 Hình 2.22 Cảm biến vị trí trục khuỷu 26 Hình 2.23 Sơ đồ mạch điện dạng sóng tín hiệu 27 Hình 2.24 Cảm biến áp suất nhiên liệu 28 Hình 2.25 Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 29 Hình 2.26 Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 30 Hình 2.27 Cảm biến lưu lượng khí nạp 30 Hình 2.28 Cảm biến bàn đạp chân ga 31 Hình 2.29 Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ chân ga 31 Hình 2.30 Biểu đồ thể mối liên hệ đường kính piston bơm cao áp với thể tích nhiên liệu cung cấp cho chu trình 36 iii LỜI NÓI ĐẦU Trong xu hội nhập nay, công nghiệp Việt Nam đứng hội đầy tiềm ngành Cơng nghiệp Ơ 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 ô nhiễm khí xả động Với phát triển mạnh mẽ tin học vai trò dẫn đường, q trình tự động hóa sâu vào ngành sản xuất sản phẩm chúng, số tơ Nhờ giúp đỡ máy tính để cải thiện q trình làm việc nhằm đạt hiệu cao chống ô nhiểm 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 nên cần có nghiên cứu cụ thể hệ thống điện tử động tơ Vì vậy, sinh viên nghành Ơ tơ, em chọn đề tài: “Nghiên cứu hệ thống nhiên liệu diesel xe Toyota Fortuner 2020” làm đề tài Bài tập lớn 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 gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy hướng dẫn TS Nguyễn Phi Trường 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 Bài tập lớn Sinh viên thực Vũ Tiến Hoàng CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL TRÊN Ô TÔ 1.1 Sơ lược lịch sử phát triển động diesel 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 ô tô thương mại ô tô 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 động Diesel đề nhiều biện pháp khác kỹ thuật phun tổ chức q trình cháy nhằm giới hạn chất nhiễm Các biện pháp chủ yếu tập trung vào giải vấn đề: - Tăng tốc độ phun để làm giảm nồng độ P.M tăng tốc hòa 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 Hidrocacbon - Biện pháp hồi lưu phận khí xả (ERG: Exhaust Gas Recirculation) Hiện nay, nhược điểm HTNL 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 1.2 Tổng quan hệ thống cung cấp nhiên liệu động diesel 1.2.1 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 cơ: 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 xylanh 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 1.2.2 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 1.2.3 Phân loại Theo cách 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 Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu sử dụng bơm dãy 1- Thùng chứa nhiên liệu; 2- Cốc lọc; 3- Bơm tay; 4- Bơm cao áp 5- Bầu lọc tinh; 6- Ống dầu cao áp; 7- Vòi phun; 8- Buồng cháy 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 nhiên liệu sử dụng bơm cao áp loại bơm phân phối 1- Thùng chứa nhiên liệu; 2- 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 c Hệ thống cung cấp nhiên liệu Commol rail 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); -Bơm chuyển nhiên liệu; 6- Van điều áp suất thấp; 7- Van điều áp suất cao; 8Đường 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