Bảo dưỡng, sửa chữa động cơ diesel commonrail - Đại học, cao đẳng

M bài họcã ArM - 03 - 03 Tên bài học động cơ diesel commonrail Thời gian (giờ) Ts 08 Lt 04 Th 04 1. Hệ thống nhiên liệu Common- rail: 1.1. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống đợc biểu diễn trên hình 2.2 Hình 2.2 : Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống Common Rail. 1: Thùng màng nhiên liệu; 2: Van an toàn; 3: Vòi phun; 4: Bình tích áp; 5: Van điều chỉnh nhiên liệu áp suất cao N276; 6: Mạch điều khiển rail nhiên liệu với áp suất cao; 7: Cảm biến áp suất nhiên liệu; 8: Bơm cao áp. 9: Van định lợng nhiên liệu N290; 11: Bơm bánh răng. 12: Lọc nhiên liệu; 13: Bộ làm mát nhiệt độ bằng nớc. 14: Cặp van lỡng kim sấy nóng nhiên liệu bằng Bimetal. 15: Bộ làm mát nhiên liệu bằng không khí dới gầm xe. 16: Bơm nhiên liệu thấp áp G23 (kiểu con lăn). M bài họcã ArM - 03 - 03 Tên bài học động cơ diesel commonrail Thời gian (giờ) Ts 08 Lt 04 Th 04 17: Van tràn điều khiển điện từ N312. 18: Bơm nhiên liệu thấp áp G6. Nhiên liệu từ thùng chứa đợc bơm chuyển nhiên liệu thấp áp G6 chuyển vào trong thùng màng cung cấp và đợc bơm nhiên liệu thấp áp kiểu con lăn G23 chuyển từ thùng chứa tới bơm bánh răng. Mắc song song với bơm nhiên liệu G23 là van điện từ N321 có chức năng hoạt động tơng tự nh van an toàn. Nếu áp suất sau bơm G23 vợt quá giá trị cho phép thì nhiên liệu sẽ qua van trở về thùng chứa. Sau khi qua bầu lọc, nhiên liệu đợc bơm bánh răng chuyển tới bơm cao áp và từ đây nhiên liệu cung cấp cho các Rail với áp suất rất cao. Nếu áp suất trong Rail vợt quá áp suất cho phép thì nhiên liệu không cung cấp cho rail nữa mà theo đờng dầu hồi trở về trớc bơm bánh răng. Nhiên liệu từ Rail đợc cung cấp cho các thân Rail chính và đợc chia cho các vòi phun phun đúng thời điểm, tất cả đều đợc tính toán một cách chính xác và đều đợc điều khiển bằng ECU thông qua các cảm biến để điều chỉnh lợng nhiên liệu cũng nh áp suất phù hợp cho từng chế độ làm việc của động cơ. Lợng nhiên liệu thừa ở mỗi vòi phun sẽ theo đờng dầu hồi trở về thùng nhiên liệu. Trên đờng hồi về dầu đợc làm mát nhờ thiết bị làm mát bằng nớc. Sau đó đờng dầu đợc chia làm hai đờng. Nếu nhiệt độ còn cao dầu tiếp tục đợc làm mát bởi không khí trớc khi về thùng còn nếu nhiệt độ thích hợp dầu đợc đa trở lại đờng dầu trớc bơm bánh răng. 1.2. Các cụm chi tiết chính trong hệ thống nhiên liệu Common-Rail: 1.2.1. Bình tích áp: Bình tích áp có kết cấu khá đơn giản, dạng hình ống hoặc hình cầu và có thể tích phù hợp. Bình có thể chịu đợc áp suất cao đến 2000 bar. Bình có nhiệm vụ tích trữ nhiên liệu với áp suất cao để sẵn sàng cung cấp cho vòi phun. 1.2.2. Bơm cao áp: Đặc điểm kĩ thuật của bơm. - áp suất cực đại đạt 1350 bar. - Số vòng quay từ 75 ữ 3000 vòng/phút. - Công suất 0,6 ữ 0,7 cm 3 /vòng. M bài họcã ArM - 03 - 03 Tên bài học động cơ diesel commonrail Thời gian (giờ) Ts 08 Lt 04 Th 04 - Bơm cao áp đợc dẫn động từ trục cam bằng dây đai răng a) Cấu tạo bơm cao áp: Bơm cao áp gồm 3 bơm piston có chuyển động hớng kính và đợc bố trí cách nhau 120 0 . Bơm đợc dẫn động bởi cam lệch tâm có 3 đỉnh. Ưu việt của bơm là trong một vòng quay cả 3 bơm đều hoạt động và mỗi bơm đều thực hiện 3 lần cấp nhiên liệu. Cấu tạo của bơm đợc biểu diễn trên hình 2.4: 1: Đờng nhiên liệu tới Rail. 2: Đờng nhiên liệu từ bơm bánh răng tới. 3: Đờng hồi nhiên liệu từ Rail. 4:Đờng hồi nhiên liệu về bơm bánh răng. 5: Khoang bơm cao áp. 6: Cam lệch tâm. 7: Piston bơm; 8: Lò xo áp suất. 9: Trục dẫn động. 11: Van định lợng nhiên liệu N290. b) Nguyên lý hoạt động: 1: Van an toàn. 2: Van 1 chiều tới Rail. 3: Piston bơm. 4: Bơm cao áp. 5: Hạn chế hành trình piston. 6: Giclơ tiết lu. 7: Van định lợng nhiên liệu N290. 8: Đờng bôi trơn thân bơm. 9: Van nạp. Cam lệch tâm dẫn động 3 piston lên xuống dạng sóng hình sin. Bơm bánh răng chuyển nhiên liệu vào miệng khoang của bơm cao áp đồng thời đa dầu đi bôi trơn và làm mát vòng tuần hoàn của bơm cao áp M bài họcã ArM - 03 - 03 Tên bài học động cơ diesel commonrail Thời gian (giờ) Ts 08 Lt 04 Th 04 thông qua lỗ tiết lu nhờ van điện từ. Nếu áp suất do bơm bánh răng cung cấp vợt quá áp suất mở của van nạp từ 0,5ữ1,5 Bar thì van này sẽ mở, bơm bánh răng sẽ đẩy nhiên liệu đi qua van nạp và làm cho piston đi xuống cho đến khi vợt quá điểm chết dới thì van nạp sẽ đóng làm cho áp suất không tăng nữa, nhiên liệu trong thân bơm bị nén lại do piston chuyển động lên điểm chết trên và vợt xa áp suất cấp của bơm bánh răng. áp suất giờ đây tăng lên làm cho van cấp mở và làm cho áp suất hiện có trong Rail tăng, bơm cung cấp nhiên liệu cho đến khi chạm tới điểm chết trên Khi nhiên liệu đi vào trong ống qua van tiết lu một phần sẽ qua van định lợng 290 còn một phần sẽ qua bộ phận hạn chế hành trình của piston để điều chỉnh độ mở của van cung cấp cho bơm. Van định lợng nhiên liệu N290 có nhiệm vụ điều chỉnh lợng nhiên liệu cung cấp cho bơm cao áp. Ngoài ra để giảm bớt khả năng tiêu thụ công của bơm cao áp và tránh việc làm nóng nhiên liệu một cách không cần thiết nhiên liệu đợc hồi trở lại qua vòng làm mát tuần hoàn bởi van điện từ N290. 1.2.3. Van điều chỉnh áp suất nhiên liệu N276: Với việc điều chỉnh vị trí của van kim sẽ điều chỉnh đợc áp suất nạp vào Rail nhiên liệu. Cấu tạo của van N276 đợc biểu diễn trên hình 2.6: 1: Đầu nối với van điện từ. 2: Lò xo áp suất. 4: Khoang nhiên liệu áp suất cao. 3: Đờng hồi về bơm cao áp. 5: Đờng hồi về thùng chứa. Sự tăng áp suất trong đờng ống, cuộn dây điện từ sinh ra một lực từ trờng hút van kim điều khiển lỗ đóng mở của đờng dầu hồi về bơm cao áp, nếu áp suất dầu quá cao thì van kim này sẽ mở ra và có một đờng dầu hồi trở về bơm cao áp và một đờng qua bình làm mát và trở về thùng chứa. Dòng chảy ngang qua tiết lu và kết quả là lu lợng bị giảm bớt chính van kim này đã dập tắt dao động áp suất trong đờng ống. M bài họcã ArM - 03 - 03 Tên bài học động cơ diesel commonrail Thời gian (giờ) Ts 08 Lt 04 Th 04 1.2.4. Vòi phun: Vòi phun đợc thiết kế để phun nhiên liệu vào trong buồng cháy. Lợng nhiên liệu phun và thời điểm phun đợc tính toán bởi ECU và tín hiệu điều khiển đợc gửi tới cuộn dây điện từ trong vòi phun. Thời điểm mở và đóng của van trong vòi phun đợc điều khiển bởi cuộn dây điện từ. Ban đầu là phun phụ sau đó là phun chính khi van trong vòi phun bị đóng đột ngột. Việc phun sớm một lợng nhiên liệu vào trong xylanh đã làm cho động cơ chạy êm hơn. Phun sớm một lợng nhiên liệu chính là giai đoạn chuẩn bị cho quá trình đốt cháy trong động cơ. Lợng nhiên liệu phun chính đợc phun vào trong buồng cháy ngay sau khi kết thúc quá trình phun sớm. Trong giai đoạn này nhiên liệu sẽ cháy nhanh và kiệt. 1. Cấu tạo vòi phun: 1: Lò xo vòi phun. 2: Van định lợng. 3: Tiết lu dầu hồi về. 4: Lõi của van điện từ 5: Đờng dầu hồi về. 6: Đầu nối điện của van điện từ. 7: Van điện từ. 8: Nhiên liệu áp suất cao đợc cung cấp từ rail. 9: Van bi. 10: Tiết lu cung cấp. 11: Van piston. 12: Đờng dẫn nhiên liệu. 13: Buồng chứa. 14: Kim phun. 2. Nguyên lý hoạt động: Tín hiệu điều khiển vòi phun làm cho nam châm điện hút van bi mở đờng xả của vòi phun. Lúc này hiện tợng chênh áp giữa hai đầu kim phun xuất hiện dẫn đến mở kim phun và nhiên liệu đợc phun vào xilanh. Phụ thuộc vào số tín hiệu và thời gian tác dụng của tín hiệu mà số lần phun nhiên liệu có thể là 1 hoặc nhiều lần trong một chu trình công tác của động cơ. M bài họcã ArM - 03 - 03 Tên bài học động cơ diesel commonrail Thời gian (giờ) Ts 08 Lt 04 Th 04 1.3. Các loại cảm biến trong hệ thống Comon-rail: Cảm biến bàn đạp ga: - Loại 1: Cảm biến vị trí bàn đạp ga, nó tạo thành một cụm cùng với bàn đạp ga. Cảm biến này là loại có một phần tử Hall, nó phát hiện góc mở của bàn bàn đạp ga. Một điện áp tơng ứng với góc mở của bàn đạp ga có thể phát hiện đợc tại cực tín hiện ra. - Loại 2: Một cảm biến khác là cảm biến vị trí bớm ga, nó đợc đặt tại họng khuyếch tán và là loại sử dụng một biến trở. Cảm biến tốc độ động cơ: - Cảm biến tốc độ động cơ đợc lắp trong bơm cao áp. Nó gồm có một rôto đợc lắp ép lên một trục dẫn động, và một cảm biến. Các tín hiệu điện đ- ợc tạo ra trong cảm biến (cuộn dây) phù hợp với sự quay của rôto. - Đây là quan hệ giữa sự quay của rôto và dạng sóng sinh ra. ECU sẽ đếm số lợng xung để phát hiện ra tốc độ động cơ. Rôto tạo nửa vòng quay đối với mỗi vòng quay của động cơ. ECU sẽ phát hiện góc tham khảo này từ phần răng sóng bị mất, mà răng này đợc bố trí trên chu vi của rôto. Cảm biến vị trí trục cam. Cảm biến áp suất tăng áp tua-bin. Cảm biến nhiệt độ nớc; nhiệt độ khí nạp; nhiệt độ nhiên liệu. - Cảm biến nhiệt độ nớc đợc lắp trên thân máy để phát hiện nhiệt độ của n- ớc làm mát động cơ. - Cảm biến nhiệt độ khí nạp đợc lắp lên ống nạp của động cơ để phát hiện nhiệt độ của không khí nạp vào. - Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu đợc lắp lên bơm và phát hiện nhiệt độ của nhiên liệu. M bài họcã ArM - 03 - 03 Tên bài học động cơ diesel commonrail Thời gian (giờ) Ts 08 Lt 04 Th 04 1.4. Các chức năng chuẩn đoán: Nh đối với hệ thống EFI của động cơ xăng, động cơ diezen EFI còn có đặc trng về chức năng chuẩn đoán MOBD (OBD). Đèn MIL (đèn báo h hỏng) sẽ bật sáng nếu h hỏng đợc phát hiện ở trong bản thân ECU hoặc trong hệ thống điện. Khu vực h hỏng sẽ đợc chỉ ra bởi một chữ số DTC (mã chuẩn đoán h hỏng). Sau khi sự cố đợc sửa chữa thì MIL sẽ biến mất. Tuy nhiên, DTC vẫn sẽ đợc lu trong bộ nhớ của ECU. 1.4.1. Chế độ kiểm tra (chế độ thử): Chức năng chuẩn đoán bao gồm một chế độ bình thờng và một chế độ kiểm tra (hoặc chế độ thử). Trong khi chế độ bình thờng thực hiện việc chuẩn đoán bình thờng thì chế độ kiểm tra (hoặc chế độ thử) có một độ nhậy cao hơn để phát hiện ra chi tiết hơn các điều kiện gây h hỏng. 1. 4.2. Dữ liệu lu tức thời: ECU lu trong bộ nhớ của mình các tình trạng của động cơ vào thời điểm sự cố suất hiện. Các tình trạng tồn tại ở thời điểm đó sau này có thể đợc tìm lại và xem xét lại thông qua việc sử dụng một máy chẩn đoán. ECU có chế độ an toàn nếu một sự cố xuất hiện trong một vài mục chuẩn đoán. Chế độ này đa ra các tín hiệu tới các trị số quy định của chúng để làm cho xe có thể lái đợc. 1.4.3. Hiển thị DTC (mã chuẩn đoán h hỏng): Tuỳ thuộc vào kiểu xe, giắc kiểm tra có thể là loại DLC hoặc DLC3. DTC (mã chuẩn đoán h hỏng) có thể đợc giám sát bằng cách nối ngắn mạch các cực của giắc nối và đếm số lần nhấp nháy. Nếu sự cố không xảy ra thì số lần nhấp nháy sẽ tơng ứng với điều kiện bình thờng. M bài họcã ArM - 03 - 03 Tên bài học động cơ diesel commonrail Thời gian (giờ) Ts 08 Lt 04 Th 04 - Một trong những phơng pháp đánh giá DTC (mã chuẩn đoán h hỏng) là sử dụng một máy chẩn đoán cầm tay. Các con số DTC có thể đợc thể hiện trên màn hình của thiết bị này. - Máy chẩn đoán có thể còn đợc sử dụng để hiển thị các tình trạng của động cơ hoặc các tín hiệu của cảm biến (trị số tham chiếu) ngoài việc biểu thị con số DTC. - Thử kích hoạt: Trong quá trình thử kích hoạt, một thiết bị chuẩn đoán đ- ợc sử dụng để đa ra các lệnh cho ECU để vận hành các bộ chấp hành, thử kích hoạt này xác định sự nhất thể của hệ thống hoặc của các bộ phận bằng việc giám sát hoạt động của các bộ chấp hành, hoặc bằng việc đọc các dữ liệu ECU của động cơ. - Đọc DTC (Mã chuẩn đoán h hỏng): Trong sách hớng dẫn sửa chữa, mục phát hiện, điều kiện phát hiện và khu vực h hỏng đợc nêu trong từng DTC, do đó hãy tham khảo sách hớng dẫn sửa chữa khi khắc phục h hỏng. - Kiểm tra bằng dụng cụ thử mạch: M bài họcã ArM - 03 - 03 Tên bài học động cơ diesel commonrail Thời gian (giờ) Ts 08 Lt 04 Th 04 Tiến hành kiểm tra phù hợp với sơ đồ kiểm tra đối với mỗi mã chuẩn đoán h hỏng. Phơng pháp kiểm tra t- ơng tự nh đối với hệ thống phun nhiên liệu điện tử (EFI) của động cơ xăng. Kiểm tra ECU: Đo điện áp và điện trở tại các cực của ECU/EDU. Kiểm tra rơle: Đo điện áp và điện trở của các cực của rơle. Kiểm tra cảm biến: Đo điện áp và điện trở giữa các cực của cảm biến. - Kiểm tra bằng cách sử dụng máy chẩn đoán: Thông qua việc sử dụng một máy chẩn đoán, các tình trạng của ECU, EDU và cảm biến có thể đợc giám sát trên máy chẩn đoán này. Trong chế độ kiểm âm, máy chẩn đoán có thể kích hoạt các bộ chấp hành để mô phỏng các điều kiện vận hành của xe. Tuân thủ các hớng dẫn dới đây để xoá DTCđợc lu trong bộ nhớ của ECU. Thực hiện việc xoá trên máy chẩn đoán. Tháo cầu trì đặc biệt và cực dơng (+) của ắc quy (quy trình này khác biệt theo từng kiểu động cơ). . họcã ArM - 03 - 03 Tên bài học động cơ diesel commonrail Thời gian (giờ) Ts 08 Lt 04 Th 04 1.4. Các chức năng chuẩn đoán: Nh đối với hệ thống EFI của động cơ xăng, động cơ diezen EFI còn có đặc. liệu có thể là 1 hoặc nhiều lần trong một chu trình công tác của động cơ. M bài họcã ArM - 03 - 03 Tên bài học động cơ diesel commonrail Thời gian (giờ) Ts 08 Lt 04 Th 04 1.3. Các loại cảm biến. bài học động cơ diesel commonrail Thời gian (giờ) Ts 08 Lt 04 Th 04 - Bơm cao áp đợc dẫn động từ trục cam bằng dây đai răng a) Cấu tạo bơm cao áp: Bơm cao áp gồm 3 bơm piston có chuyển động hớng