Hệ thống phun dầu điện tử

Năm 1986 Bosh đã đưa ra thị trường việc điều khiển điện tử cho hệ thống cung cấp đại áp suất phun được thực hiện cho mỗi vòi phun một cách riêng rẽ, nhiên liệu áp suất cao được chứa tron

NH ẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Giáo viên hướng dẫn

Đề tài :

“ Nghiên C ứu, Kiểm Tra Và Chẩn Đoán Hệ Thống Nhiên Liệu

Diesel Điện Tử ”

Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS Đinh Ngọc Ân

KS.Lê Trí Quang

Sinh viên th ực hiện : Hà Đình Dũng

Ph ạm Trường Duyệt

M ỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 6

PHẦN 1 : TỔNG QUAN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ 7

1.1 ĐẶC ĐIỂM LÀM VIỆC CỦA CÁC ĐỘNG CƠ DIESEL 7

1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG DIESEL VÀ DIESEL ĐIỆN TỬ 10

1.3 PHÂN LOẠI ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ 12

1.3.1 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ 12

1.3.2 ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ 13

PHẦN 2 : CÁC HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ 15

2.1 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI BƠM CAO ÁP 15

2.1.1 LOẠI BƠM PE ( BƠM DÃY ) ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ CẤU ĐIỀU GA ĐIỆN TỪ 15

2.1.2 LOẠI BƠM VE ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ CẤU ĐIỀU GA ĐIỆN TỪ 16

2.1.2.1 Cấu tạo 16

2.1.2.2 Hoạt động 17

2.1.2.3 Một số cơ cấu và đặc điểm khác của bơm 17

b Đặc điểm của piston bơm và cách chia dầu ( phân phối dầu) 18

2.1.3 LOẠI BƠM VE ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN BẰNG VAN XẢ ÁP 20

2.1.3.1 Bơm VE điện tử một piston hướng trục 20

2.1.3.2 Bơm VE điện tử nhiều piston hướng kính 22

2.1.3.3 Van xả áp ( SPV ) 23

2.1.3.4 Van điều khiển thời điểm phun TCV 26

2.2 : HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI ỐNG PHÂN PHỐI 29

2.2.1 KHÁI QUÁT HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI ỐNG PHÂN PHỐI 29

2.2.1.1 Cấu tạo chung 29

2.2.1.2 Nguyên lý ho ạt động 30

2.2.2 CÁC CỤM THIẾT BỊ CHÍNH TRONG HỆ THỐNG 30

2.2.2.1 Bơm áp cao 30

2.2.2.2 Ống phân phối 33

2.2.2.3 Van điều khiển nạp (SCV) 35

2.2.2.4 Vòi phun 36

2.3 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL VỚI BƠM - VÒI PHUN KẾT HỢP 39

2.3.1 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL EUI ( E LECTRONIC U NIT I NJECTION ) 39

2.3.1.1 Khái quát 39

2.3.1.2 Hệ thống dẫn động phun 40

2.3.1.3 Vòi phun 41

2.3.2 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ HEUI (H YDRAULICALLY A CTUATED E LECTRONICALLY C ONTROLLED U NIT I NJECTOR ) 43

2.3.2.1 Khái quát v ề hệ thống nhiên liệu Diesel HEUI 43

2.3.2.2 Sơ đồ hệ thống HEUI 45

2.3.2.3 Vòi phun HEUI 46

2.3.2.4 Mô đun điều khiển điện tử (ECM – Electronic Control Modul ) 48

2.3.2.5 Bơm cao áp 48

2.3.2.6 Van điều khiển áp suất tác động phun 48

2.4 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ CÁC CẢM BIẾN TRONG HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DISEL ĐIỆN TỬ 49

2.4.1 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG HỆ THỐNG DIESEL ĐIỆN TỬ 49

2.4.2 CÁC CẢM BIẾN 50

2.4.2.1 Vị trí các cảm biến 50

2.4.2.2 Cấu tạo và hoạt động của các cảm biến 51

2.4.3 BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM ECU( E LECTRIC C ONTROL U NIT ) 57

2.4.3.1 Khái quát về ECU 57

2.4.3.2 Xác định lượng phun 60

2.4.3.3 Điều khiển lượng phun khi khởi động 68

2.4.3.4 Điều khiển gián đoạn phun 70

2.4.3.5 Điều khiển tốc độ không tải 71

2.4.4 EDU ( E LECTRONIC D RIVER U NIT ) 71

PHẦN 3 : KIỂM TRA VÀ CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ 73

3.1 CÁC TRIỆU CHỨNG HƯ HỎNG 73

3.2 SỬA CHỮA VÀ LẮP ĐẶT BƠM CAO ÁP ( HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI BƠM CAO ÁP ) 77

3.2.1 LẮP ĐẶT BƠM CAO ÁP 77

3.2.2 KIỂM TRA VAN ĐIỀU KHIỂN PHUN ( SPV ) 78

3.2.3 KIỂM TRA VAN ĐIỀU KHIỂN PHUN SỚM ( TCV) 78

3.3 CHẨN ĐOÁN VÀ SỬA LỖI HỆ THỐNG DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI ỐNG PHÂN PHỐI 79

3.3.1 CHẨN ĐOÁN KIM PHUN CƠ BẢN 79

3.3.2 QUY TRÌNH CHẨN ĐOÁN KIM PHUN THEO BIỂU HIỆN TRÊN XE 79

3.3.2.1 Các biểu hiện của động cơ 79

3.3.2.2 Chẩn đoán kim phun theo biểu hiện xe 80

3.3.3 QUY TRÌNH KIỂM TRA BƠM CAO ÁP 84

3.3.3.1 Đối với bơm CP1 hệ Bosh ( Động cơ Diesel ) 84

3.3.3.2 Đối với bơm CP3 dòng Bosh ( Động cơ kiểu A ) 84

3.3.4 QUY TRÌNH KIỂM TRA VAN PCV 85

3.3.5 CHẨN ĐOÁN BẰNG THIẾT BỊ COMMONRAIL TESTER 86

3.3.5.1 Kiểm tra bơm tiếp vận ( Bơm thấp áp ) 86

3.3.5.2 Kiểm tra đường nhiên liệu thấp áp ( Đối với loại bơm điện – Động cơ kiểu D) 88

3.3.5.3 Kiểm tra đường nhiên liệu thấp áp ( Đối với loại bơm điện – Động cơ kiểu A/J) 89

3.3.5.4 Kiểm tra rò rỉ kim phun tĩnh ( kiểm tra khi không nổ máy ) 89

3.3.5.5 Kiểm tra áp suất phun lớn nhất ( kiểm tra tình trạng bơm cao áp ) 93

3.3.5.6 Kiểm tra van điều khiển áp suất PCV 95

3.3.5.7 Súc r ửa đường ống nhiên liệu 96

PHẦN 4 : XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI BƠM VE 98

4.1.MỤC ĐÍCH 98

4.2 CHUẨN BỊ 98

4.2.1 CHUẨN BỊ THIẾT BỊ 98

4.2.2 CÁC CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI BƠM VE 98

4.2.3 DỤNG CỤ LÀM KHUNG GÁ MÔ HÌNH 98

4.2.4 DẪN ĐỘNG 99

4.3 MÔ HÌNH 100

4.3.1.SƠ ĐỒ MÔ HÌNH 100

4.3.2 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 100

4.3.2.1 Sơ đồ chân hộp ECU 100

4.3.2.2 Sơ đồ mạch điều khiển 101

4.3.2.3 Sơ đồ kết nối cảm biến vị trí trục khuỷu (TDC) và tốc độ động cơ (NE) 102

4.3.2.4 S ơ đồ kết nối van điều khiển thời điểm phun (TCV) 102

4.3.2.5 Sơ đồ kết nối van điều khiển lưu lượng dầu phun 102

4.3.2.6 Sơ đồ kết nối cảm biến áp suất tăng áp 103

4.3.2.7 Sơ đồ kết nối cảm biết nhiệt độ khí nạp 103

4.3.2.8 Sơ đồ kết nối cảm biến nhiệt độ nước 103

4.3.2.9 S ơ đồ kết nối cảm biến nhiệt độ dầu 104

4.3.3 QUY TRÌNH GÁ ĐẶT CÁC CHI TIẾT LÊN KHUNG 104

4.3.4 VẬN HÀNH MÔ HÌNH 104

4.3.4.1 Những lưu ý trước khi vận hành 104

4.3.4.2 Vận hành 105

4.3.5 THỰC HÀNH KIỂM TRA CƠ BẢN TRÊN MÔ HÌNH 106

4.3.5.1 Kiểm tra điện trở các cảm biến 106

4.3.5.2.Ki ểm tra cảm biến áp suất trên đường ống nạp 106

4.3.5.3.Tìm Pan với hệ thống tự chẩn đoán 108

KẾT LUẬN 113

TÀI LIỆU THAM KHẢO 114

L ỜI NÓI ĐẦU

Trong giai đoạn hiện nay ngành ôtô có vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế quốc

Nhờ sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật và công nghệ , ngành ôtô đã không ngừng tự làm mới mình để đáp ứng được những yêu cầu bức thiết trong vấn đề sử

được áp dụng trên ôtô Khả năng cải tiến, hoàn thiện và nâng cao để đáp ứng mục tiêu

người lái, tính tiện nghi sử dụng cho khách hàng và giảm tối ưu lượng nhiên liệu

Việc giảm tối ưu lượng nhiên liệu mà công suất của động cơ vẫn đảm bảo đang là vấn đề bức thiết và là nhu cầu hàng đầu trong mục đích sử dụng của khách hàng Công

Sau 4 năm học tập và rèn luyện tại trường chúng em đã được khoa tin tưởng giao cho

đề tài “ Nghiên Cứu, Kiểm Tra Và Chẩn Đoán Hệ thống Diesel Điện Tử ” Đây là một

đề tài còn mới mẻ và có nhiều khó khăn Với sự cố gắng của bản thân và dưới sự hướng

khỏi thiếu sót Vì vậy chúng em rất mong sự góp ý của các thầy trong khoa và các bạn trong lớp cũng như các bạn có sự đam về đề tài này để đề tài này được hoàn thiện hơn

nữa

Đinh Ngọc Ân, thầy Lê Trí Quang và công ty Cổ Phần Thiết Bị Và Phát Triển Công

Nghệ ACT đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn chúng em hoàn thành đề tài này

Chúng em xin chân thành cám ơn !

Hà Đình Dũng

Ph ạm Trường Duyệt

PH ẦN 1 : TỔNG QUAN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ

1.1 ĐẶC ĐIỂM LÀM VIỆC CỦA CÁC ĐỘNG CƠ DIESEL

Động cơ Diesel cũng là một loại động cơ đốt trong kiểu piston, trong quá trình cấp nhiên liệu hòa trộn hỗn hợp và cháy được thực hiện chủ yếu trong thể tích buồng cháy động cơ

Hình 01 : Động cơ Diesel

Nguyên lý hoạt động của động cơ Diesel:

- Kỳ thứ nhất ( kỳ nạp): Piston chuyển

động từ ĐCT đến ĐCD Không khí có áp suất

lượng không khí nạp vào xylanh lớn nhất với

khi piston đến ĐCT với góc mở sớm xupap

+, Động cơ 4 kỳ:

nạp φns và đóng muộn với góc đóng muộn

hành trình nạp được ứng với đường r – a Ở

cuối hành trình nạp, không khí trong xylanh

C

- K ỳ thứ 2 ( kỳ nén) : Piston chuyển

động từ ĐCD đến ĐCT, nén không khí trong

trị đảm bảo bốc cháy nhiên liệu Áp suất và

cao hơn nhiệt độ tự bốc cháy của nhiên liệu

bằng đường cong a – c trên đồ thị chỉ thị

(Hình 02)

- Kỳ thứ 3 ( kỳ cháy và giã n nở ):

khi piston đến ĐCT Góc phun sớm được tính

ứng với thời kỳ cháy nhiên liệu (Hình 02)

đồ thị(Hình 02) ứng với hành trình giãn nở

nhiệt độ là tb= 630÷ 9300C

- Kỳ thứ 4 ( kỳ xả): Piston dịch chuyển

đầu từ thời điểm mở xupap xả 2 Xupap xả

được mở trước khi piston đến ĐCD gọi là

cháy trong xylanh tốt hơn Khí xả tiếp tục xả

ra trong suốt quá trình xả và kết thúc khi

đóng xupap xả sau ĐCT Góc đóng muộn

được ứng với đoạn b- r Trên đồ thị (Hình 02) khí xả được giãn nở, sinh công trong

tuabin và năng lượng của chúng được sử dụng để dẫn động máy nén, nén không khí trước khi nạp vào xylanh

Hình 02 : Sơ đồ chu trình công tác của động cơ 4 kỳ

a, hành trình n ạp; b, hành trình nén; c, hành trình cháy và giãn nở; d, hành trình xả

1, xupap hút; 2, xupap xả

Hình 03 : Đồ thị chỉ thị mở (a) và đồ thị pha phối khí (b) của động cơ 4 kỳ

r ’ a ’- quá trình nạp; a’

c- quá trình nén; czz ’ b’- quá trình cháy và giãn nở; b’

r ” - quá trình xả;

rr ’ - quá trình trùng điệp; hc ’

- góc phun s ớm; cc ’- góc bắt đầu cháy; hc- góc cháy trì hoãn;

czz ’ b- hành trình cháy và giãn n ở; br- hành trình xả

có tăng áp gồm các hành trình: r – a ( nạp), a- c ( nén), c- b ( cháy nhiên liệu và giãn nở

1.2 L ỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG DIESEL VÀ DIESEL ĐIỆN

TỬ

Ra đời sớm nhưn g động cơ Diesel không phát triển như động cơ xăng do gây ra

cơ Diesel với tính hiệu quả kinh tế hơn là động cơ xăng, tuy nhiên vấn đề về tiếng ồn và khí thải vẫn là những hạn chế trong sử dụng động cơ Diesel

Động cơ Diesel được phát minh vào năm 1892 nhờ Rudolf Diesel hoạt động theo

cơ để hình thành hòa khí rồi tự bốc cháy Đến năm 1927 Robert Bosch mới phát triển

bơm cao áp ( bơm phun Bosch lắp cho động cơ Diesel trên ôtô thương mại và ô tô khách

vào năm 1936)

ưu nhắm làm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm và suất tiêu hao nhiên liệu Các nhà động

cơ Diesel đã đề ra nhiều biện pháp khác nhau về k ỹ thuật phun và điều khiển quá trình cháy nhằm hạn chế các chất ô nhiễm Các biện pháp chủ yếu tập chung vào giải quyết các

vấn đề:

khí

để làm giảm HC

- Biện pháp hồi lưu một bộ phận khí xả

- Ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao ( ống Rail)

Năm 1986 Bosh đã đưa ra thị trường việc điều khiển điện tử cho hệ thống cung cấp

đại áp suất phun được thực hiện cho mỗi vòi phun một cách riêng rẽ, nhiên liệu áp suất cao được chứa trong ống chứa ( Rail) hay còn gọi là “ắc quy thủy lực” và được phân phối đến từng vòi phun theo yêu cầu So với các hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel thông thường thì Common Rail Diesel đã đáp ứng và giải quyết được những vấn đề:

- Giảm tối đa mức độ tiếng ồn

1,1 ms)

cơ

- Tiết kiệm nhiên liệu

- Giảm mức ô nhiễm môi trường

1.3 PHÂN LO ẠI ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ 1.3.1 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ

Diesel điện tử với Bơm

cao áp

điện tử với Ống phân phối – Common Rail System (CRS)

(Có thể phân loại theo bơm áp cao)

Diesel điện tử BơmVòi phun kết hợp

tử điều khi ển

bằng

cơ cấu

điều

ga điện

t ừ

Bơm

VE Điện

tử điều khi ển bằng van x ả

áp

Loại 2 Piston

Loại 3 Piston

Loại 4 Piston

Loại EUI

Loại HEUI

1.3.2 ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ

1.3.2.1 H ệ thống nhiên liệu Diesel điện tử loại bơm dãy ( PE) điện tử điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ

điều ga điện từ

1.3.2.2 H ệ thống nhiên liệu Diesel điện tử loại bơm phân phối (VE) điện tử điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ

- Áp suất phun đạt xấp xỉ là 80 MPa

1.3.2.3 Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử với Bơm VE điện tử điều khiển bằng van

xả áp loại 1 Piston hướng trục

- Áp su ất phun đạt xấp xỉ là 130 MPa

bơm

- Điều khiển góc phun sớm hay muộn bằng van điều khiển thời điểm phun

1.3.2.4 Đặc điểm Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử với Bơm VE điện tử điều khiển bằng van xả áp loại nhiều Piston hướng kính

- Áp suất cao hơn với loại piston hướng trục

- Điều khiển lượng phun bằng một van xả áp loại trực tiếp

1.3.2.5 Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử với Ống phân phối – Common Rail System ( CRS)

- Áp suất phun rất cao ( 2

- Thời gian phun cực ngắn, tốc độ phun cực nhanh ( 1,1 ms = 1 lần phun mồi + 1 lần

1.3.2.6 H ệ thống nhiên liệu Diesel EUI (Electronic Control Unit Injection )

Môdun điều khiển điện tử ECM xác định thời điểm và lượng nhiên liệu cần phun

1.3.2.7 Hệ thống nhiên liệu Diesel HEUI

800 đến 3000 Psi được bơm cao áp đưa vào vòi phun Quá trình phun được điều khiển bằng van điện từ nhận tín hiệu điều khiển từ ECM

Áp suất phun đối với hệ thống nhiên liệu HEUI không phụ thuộc vào tốc độ động cơ,

mà được điều khiển bằng điện tử

PH ẦN 2 : CÁC HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ 2.1 H Ệ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI BƠM CAO ÁP

2.1.1 LO ẠI BƠM PE ( BƠM DÃY ) ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ CẤU ĐIỀU GA ĐIỆN TỪ

Hoạt động của bơm:

bơm cao áp giữ nguyên một chỗ thì khi tăng tải trọng, số vòng quay của động cơ sẽ giảm xuống, còn khi tải trọng giảm thì số vòng quay tăng lên Điều đó dẫn đến trước tiên làm thay đổi tốc độ của ôtô máy kéo, thứ hai là động cơ buộc phải làm việc ở những chế độ

Khi luôn luôn có sự thay đổi tải trọng thì không thể dùng tay mà điều điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp vào xylanh Công việc ấy được thực hiện tự động nhờ một thiết bị đặc biệt trên bơm cao áp gọi là cơ cấu điều ga điện từ

Cơ cấu điều ga làm nhiệm vụ :

phạm vi cho phép tuỳ theo loại) có nghĩa là lúc có tải hay không tải đều phải giữ một tốc

độ động cơ trong lúc cần ga đứng yên

2.1.2 LOẠI BƠM VE ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ CẤU ĐIỀU GA ĐIỆN

TỪ

2.1.2.1 Cấu tạo

tâm người ta bố trí 1 cơ cấu điều ga điện từ Bộ điều khiển phun sớm cũng giống như loại bơm thường nhưng có thêm van điện điều khiển phun sớm ( Chi tiết về cơ cấu và hoạt động của chúng được trình bày ở mục sau)

Hình 05 : Bơm cao áp với cơ cấu điều ga điện từ

4 B ộ điều khiển phun sớm 11.Van điện từ cắt nhiên liệu

7 Van điện từ điều khiển phun sớm 14 Chốt điều khiển quả ga

2.1.2.2 Hoạt động

Bơm sơ cấp hút nhiên liệu từ bình và nén trong thân bơm tới áp suất p1 và sử dụng

quay

Cơ cấu điều ga điều khiển lượng phun và công suất động cơ Cơ cấu điều ga điện từ

ổn định tốc độ chạy không tải

Cơ cấu điều khiển phun sớm sử dụng một van TCV để thực hiện điều khiển phun

sớm

khoang xilanh Bơm sơ cấp quay hút nhiên liệu từ bình nhiên liệu, qua bô lắng đọng nước

và bộ lọc nhiên liệu, đi vào khoang bơm tạo ra áp suất sơ cấp p1

dang cam

Khi áp suất nén trong khoang xilanh đủ lớn thì van triệt hồi mở , dầu cao áp được đưa đến vòi phun qua ống cao áp, từ đó nhiên liệu được vòi phun phun vào buồng cháy

tương tự như ở một xilanh khác của động cơ Việc này được thực hiện nhờ một lỗ trích

2.1.2.3 Một số cơ cấu và đặc điểm khác của bơm

a Bơm sơ cấp ( Hình 06)

Bơm sơ cấp kiểu cánh gạt bao gồm 4 cánh gạt và một roto Trục dẫn động quay roto

và đẩy ra ngoài

Hình 06 : Bơm sơ cấp và van điều chỉnh

b Đặc điểm của piston bơm và cách chia dầu ( phân phối dầu)

07)

c Cơ cấu điều ga điện từ

C ấu tạo

08a) và của bơm dãy điện tử ( hình 08b)

Hình 08 : Cơ cấu điều ga điện từ

a Cơ cấu điều ga của bơm VE b Cơ cấu điều ga của bơm PE

ra những chuỗi xung có tỷ lệ thường trực thay đổi cấp cho cuộn điều khiển của cơ cấu

Hoạt động

Hoạt động của cơ cấu điều ga điện từ trong bơm VE :

ích )

Lực từ trường do cuộn dây sinh ra sẽ tác động lên một trống lớn và để cân bằng với lực từ trường thì lò xo hồi vị được lắp đối diện ở phía kia của trống lớn Trống lớn có một

điều ga tạo nên từ trường có lực từ trường biến thiên tác động vào trống lớn Từ trường sẽ tác động vào trống lớn làm cho trống lớn xoay một góc, kéo theo trống nhỏ cũng bị xoay

đi một góc Khi đó chốt lệch tâm trên trống nhỏ sẽ gạt quả ga tiến lên hay lùi lại để điều

Hoạt động của cơ cấu điều ga điện từ trong bơm PE :

trình hữu ích )

ECU sẽ tiếp nhận các tín hiệu từ các cảm biến từ đó tính toán để đưa ra lượng phun phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ

2.1.3 LOẠI BƠM VE ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN BẰNG VAN XẢ ÁP

2.1.3.1 Bơm VE điện tử một piston hướng trục

a Đặc điểm và cấu trúc

Hình 9: Cấu trúc của bơm piston hướng trục

+ Bơm sơ cấp, khớp chữ thập dẫn động cam, vành cam lăn, cơ cấu điều khiển phun

sớm

+ Có thêm van xả áp và van điều khiển phun sớm, cảm biến tốc độ, các điện trở hiệu chỉnh…

Bơm VE điện tử kiểu mới một piston hướng trục do không có quả ga nên để điều

cơ) thì bơm sử dụng một van xả áp thông với khoang xylanh

Hình 10: Các chi tiết của bơm piston hướng trục

b Hoạt động

Khi động cơ làm việc thì một bơm sơ cấp loại cánh gạt được bố trí ở trong bơm VE

sẵn tại cửa nạp và khi phần xẻ rãnh của piston trùng với cửa nạp thì dầu được nạp vào khoang xylanh Tiếp đó khi piston quay lên phần không xẻ rãnh ở đầu piston sẽ che lấp

cửa nạp đồng thời lúc này phần lồi của cam đĩa trèo lên con lăn làm cho piston bị đẩy lên

để nén dầu trong khoang xylanh Dầu trong khoang xylanh bị nén gần tới áp suất phun thì

Nó sẽ mở kim phun và phun vào trong buồng cháy động cơ Lượng dầu phun vào động

cơ nhiều hay ít phụ thuộc vào thời điểm mở van xả áp, tức là nếu vòi phun đang phun mà

bơm làm mất áp suất phun

Hình 11: Chế độ phun

2.1.3.2 Bơm VE điện tử nhiều piston hướng kính

a Cấu tạo

Hình 12 : Cấu trúc bơm hướng kính

Hình 13 : Các chi tiết cơ bản của bơm hướng kính

b Hoạt động

xylanh.Và khi áp suất dầu gần đạt tới áp suất phun thì một lỗ xẻ rãnh khác trên Roto chia lại trùng với cửa chia dầu ra một vòi phun nào đó Nên khi dầu trong xylanh đạt áp suất

2.1.3.3 Van x ả áp ( SPV )

- SPV trực tiếp: Nhiều piston hướng kính

Hình 14 : Van x ả áp

a SPV loại thông thường

Ngoài ra còn có thêm một cuộn dây, lò xo chính và lò xo điều khiển

đóng vai trò xả phần áp suất phía trên của van chính, tạo điều điện cho áp suất ở khoang xylanh đảy van chính lên mở đường xả áp suất về khoang bơm để xả áp suất và kết thức phun

Hoạt động:

Khi khóa điện bật ON thì cuộn dây của van điều khiển cũng được cấp điện Để nút

thường Đến khi cần kết thúc phun thì ECU sẽ cắt điện ở cuộn dây van điều khiển, lò xo điều khiển sẽ đẩy lõi thép của van điều khiển và mở thông khoang trên của van chính với khoang xylanh

Hình 16 : Hoạt động của SPV loại thông thường

b SPV loại điều khiển trực tiếp

Trái ngược với SPV loại thông thường, lọa SPV hoạt động trực tiếp thích hợp dùng cho bơm cao áp có áp suất cao, với các đặc điểm là mức độ thích ứng và lưu lượng phun cao

Hơn nữa, các tín hiệu từ ECU được khuyếch đại bằng EDU để vận hành van ở mức điện áp cao khoảng 160 ÷ 190 (V) khi van đóng Sau đó, van vẫn ở trạng thái đóng khi điện áp giảm thấp xuống

Hình 17 : SPV loại điều khiển trực tiếp

Hoạt động:

Khi khóa điện được bật ON thì EDU sẽ cấp cho cuộn dây của van điện một điện áp

Khi đó, lõi thép của van sẽ bị từ trường của cuộn dây hút mạnh và làm cho van đóng chặt

cửa hồi dầu Đảm bảo quá trình phun nhiên liệu xảy ra bình thường Khi muốn kết thúc

2.1.3.4 Van điều khiển thời điểm phun TCV

Hình 18 : Van TCV

Hình 19 : Cấu trúc bộ định thời điểm phun

Van TCV được điều khiển bằng tỷ lệ hiệu dụng ( tỷ lệ thường trực xung ) Khi điện

thời

Hình 20 : Nguyên lý hoạt động TCV

Khi ECU cấp điện cho cuộn dây bằng chuỗi xung, dưới tác dụng của lực từ lõi bị hút

đường dầu này thay đổi theo tỷ lệ thường trực của xung Do đó một lượng dầu áp suất p1

đó tạo ra góc phun sớm Khi ECU ngừng cung cấp điện, dưới tác dụng của lực lò xo lõi dịch chuyển về bên trái đóng đường dầu thông giữa hai buồng áp lực

Làm sớm thời điểm phun :

định thời chuyển động sang trái làm xoay vành con lăn theo chiều ngược với chiều quay

Hình 21 : Làm sớm thời điểm phun

Làm muộn thời điểm phun :

Khi xung điều khiển có tỷ lệ thường trực giảm thì áp suất p’1 thấp Do đó, piston của

2.2 : H Ệ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI ỐNG PHÂN PHỐI

2.2.1 KHÁI QUÁT H Ệ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI ỐNG PHÂN PHỐI

2.2.1.1 Cấu tạo chung

đường dầu hồi

- Khối cấp dầu cao áp : Bơm áp cao, Ống phân phối dầu cao áp đến các vòi phun

các van điều khiển nạp ( còn gọi là van điều khiển áp suất rail )

2.2.1.2 Nguyên lý ho ạt động

ECU điều khiển SCV ( van điều khiển nạp ) để điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp vào khoang bơm áp cao và nhờ đó điều chỉnh được áp suất nhiên liệu

2.2.2 CÁC C ỤM THIẾT BỊ CHÍNH TRONG HỆ THỐNG

2.2.2 1 Bơm áp cao

Bơm áp cao của Hê thống CRS- i được chia ra làm 3 loại chính :

a Bơm áp cao loại 2 piston ( HP3)

Cấu tạo bơm áp cao loại 2 piston (hình 24) gồm các chi tiết chính : Trục bơm, Cam lệch tâm, piston, van điều khiển nạp ( SCV)

Hình 24 : Cấu tạo bơm áp cao loại 2 piston

Nguyên lý hoạt động (hình 24b) :

Piston B dẫn nhiên liệu vào trong khi pittông A bơm nhiên liệu ra Do đó, Piston A

Việc quay của cam lệch tâm làm cho cam vòng quay với một trục lệch Cam vòng quay và đẩy một trong hai pittông đi lên trong khi đẩy pittông kia đi xuống hoặc ngược

A bị kéo xuống để hút nhiên liệu vào Ngược lại, khi Piston A được đẩy lên để nén nhiên

b Bơm áp cao loại 3 piston

Bơm áp cao loại 3 piston gồm : 1 cam lệch tâm 3 vấu và 3 cụm xilanh piston đặt cách

Hình 25 : Cấu tạo bơm áp cao loại 3 piston

Nguyên lý hoạt động ( hình 26):

ống phân phối bằng cách lần lượt hút vào và bơm ra

Bơm áp cao điều khiển lượng nhiên liệu dẫn vào pittông bằng PCV (van nam châm tỉ lệ), nó có các chức năng giống như của SCV (van điều khiển hút)

Hình 26 : Nguyên lý tạo áp suất trong bơm áp cao 3 piston

Bơm cấp liệu

1 Đường dầu vào từ bình nhiên liệu 2.Đường dầu ra khoang cao áp

c Bơm áp cao loại 4 piston

Bơm áp cao loại 4 piston gồm : 1 cam vòng 4 piston đặt đối đỉnh với nhau từng đôi

Hình 28 : Cấu tạo bơm áp cao loại 4 piston( Dùng cho động cơ 2KD-FTV-Toyota)

Ống phân phối ( hình 29 ) chứa nhiên liệu sáp suất cao được tạo ra bởi bơm cao áp,

và phân phối nhiên liệu đó qua các ống phun tới các vòi phun của xi lanh, trên ống phân phối bố trí cảm biến áp suất nhiên liệu

Trong trường hợp hệ thống bị trục trặc, trong đó áp suất trong ống phân phối lên cao

nhiên liệu

Hình 29 : C ấu tạo ống phân phối

b Van x ả áp ( Bộ điều chỉnh áp suất )

Ở một số hãng xe ngoài hai loại van trên còn có thêm van xả áp( hình 31)

Hình 31 : Ho ạt động của bộ điều chỉnh áp suất

bình nhiên liệu để cho áp suất nhiên liệu có thể trở lại áp suất phun mong muốn

2.2.2.3 Van điều khiển nạp (SCV)

Toyota : SCV ( Suction control vale )

Bosch : PCV ( Pressure control vale )

Delphi : IMV ( Inlet Metering Vale )

được nén bởi pítttông và được bơm qua van phân phối đến ống phân phối

khoang bơm áp cao thay đổi, từ đó dẫn tới thay đổi áp suất rail ( xem hình 32)

Hình 32 : Ho ạt động của SCV

2.2.2.4 Vòi phun

Diesel thông thường ở chỗ gồm 2 phần :

thường: Đó là lò xo rất cứng của vòi phun thông thường được thay bằng một chốt tỳ khá dài ( dài nhất của vòi phun)

Để đóng chặt kim phun thì phải cấp áp suất rail vào khoang chốt tỳ Khoang chốt tỳ

có 2 van tiết lưu :

Hình 33 : Cấu tạo vòi phun

4 Đường dầu từ ống phân phối 9.Lò xo hồi vị

Hoạt động

đường vào của vòi phun thì dầu cao áp chia thành 2 hướng:

+ Hướng 1 : Cấp xuống khoang kim phun

+ Hướng 2 : Thông qua van tiết lưu 1 được cấp vào khoang chốt tỳ

Trường hợp không phun : Nếu lúc này ECU chưa cấp xung điều khiển vào van điện

của vòi phun thì lò xo van điện đẩy van ngoài xuống đóng kín đường dầu hồi ở khoang chốt tỳ Do đó áp suất rail phía trên chốt tỳ sẽ tạo áp lực đè chặt kim phun không cho vòi

Trường hợp phun : Nếu ECU cấp xung điều khiển vào van điện tạo từ trường hút

hồi Lúc này dầu ở áp suất rail lại thông qua tiết lưu 1 để cấp vào khoang chốt tỳ tạo áp lực đè chặt kim phun kết thúc hành trình phun

2.2.2.5 Điện trở vòi phun

Để đảm bảo cho ECU hiệu chỉnh những sự không khớp đó các vòi phun được bố trí một điện trở điều chỉnh đối với từng vòi phun ( xem hình 34 )

Trên cơ sở thông tin nhận được từ mỗi điện trở đ iều chỉnh ECU sẽ hiệu chỉnh sự không khớp về lượng phun giữa các vòi phun Những điện trở điều chỉnh đó được cung

vòi phun

Hình 34 : Điện trở vòi phun

2.3 H Ệ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL VỚI BƠM - VÒI PHUN KẾT HỢP

2.3.1 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL EUI ( Electronic Unit Injection )

2.3.1.1 Khái quát

3 Bơm chuyển nhiên liệu 6 ECM

7 Các cảm biến

đã đạt được những thành tựu nhất định về mặt cấu tạo, nâng cao tính năng làm việc và độ

Electronically Controlled Unit Injector – (Tác động thủy lực, điều khiển điện tử )sau này

Hệ thống nhiên liệu EUI có 5 bộ phận cấu thành:

định mức nó phun tới 19 lần/s;

- Bơm chuyển nhiên liệu: Cung cấp nhiên liệu cho các vòi phun bằng cách hút nhiên

- Các cảm biến: Là những thiết bị điện tử kiểm soát các thông số của các động cơ: như nhiệt độ, áp suất, tốc độ… và cung cấp các thông tin cho ECM bằng một điện thế tín

hiệu

ECM để làm việc hoặc thay đổi hoạt động của động cơ Ví dụ thiết bị tác động vòi phun

là công tắc điện từ

2.3.1.2 Hệ thống dẫn động phun

Khi trục cam quay tác động vào cò mổ tới phần bơm và tác động làm cho piston đi xuống nén nhiên liệu tạo áp suất cao Dầu có áp suất cao này được cấp đến kim phun

Hình 36 : Sơ đồ dẫn động hệ thống nhiên liệu vòi phun điện tử

3 Vòi phun

ở những thời điểm chính xác Môdun điều khiển điện tử ECM (Electronic Control Module) xác định thời điểm phun và lượng nhiên liệu cần phun Vòi phun được dẫn động