THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ

Hiện nay các nhược điểm đó đã được khắc phục bằng cách cải tiến một số bộ phận của hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử như: - Bơm cao áp điều khiển điện tử.. Phân loại hệ thống nhiên liệ

PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL

ĐIỆN TỬ

1.1 Tổng quan về hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diezel

1.1.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diezel

1.1.1.1 Nhiệm vụ

- Dự trữ nhiên liệu:

Đảm bảo cho động cơ có thể làm việc liên tục trong một thời gian nhất định mà không cần cấp thêm nhiên liệu vào, lọc sạch nước, tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu, giúp nhiên liệu luân chuyển dễ dàng trong hệ thống

- Cung cấp nhiên liệu cho động cơ: Đảm bảo tốt các yêu cầu sau

 Lượng nhiên liệu cấp cho mỗi chu trình phải phù hợp với chế độ làm việc của động cơ

 Phun nhiên liệu vào đúng xy lanh thời điểm, đúng quy luật

 Đối với động cơ nhiều xylanh thì lượng nhiên liêu phun vào các xylanh phải đồng đều trong một chu trình công tác

- Các tia nhiên liệu phun vào xylanh động cơ phải đảm bảo kết hợp tốt giữa số lượng, phương hướng, hình dạng, kích thước của các tia phun với hình dạng buồng cháy, cường

độ và phương hướng chuyển động của mỗi chất trong buồng cháy để hoà khí được hình thành nhanh và đều

 Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel sử dụng bơm cao áp loại bơm dãy(hình 1)

Bơm cao áp là 1 loại bơm gồm nhiều tổ bơm ghép thành 1 khối có vấu cam điều khiển

nằm trong thân bơm và điều khiển chung bằng 1 thanh răng.

1

8 7

6 5

2 3

4

Hình 1: Sơ đồ hệ thống cung cấp 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

 Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel sử dụng bơm cao áp loại bơm phân phối (hình 2)

11

A

C

B 1

10

Hình 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 các vòi phun; 12- Vành điều lượng

 Hệ thống cung cấp nhiên liệu common rail (Hình 3)

19 18 17 16

15

1 2

3 10

9 8

7

Hình 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: 9 - 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

1.1.2 Sự hình thành hỗn hợp không khí và nhiên liệu trong buồng cháy của động cơ Diezel

Tính kinh tế của động cơ Diesel, tiếng ồn và ứng suất của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền phụ thuộc nhiều vào tốc độ biến thiên hóa năng của nhiên liệu thành nhiệt năng Diễn biến thời gian cấp nhiên liệu, tính chất của nhiên liệu có ý nghĩa quyết định tới tốc độ phản ứng hóa học, quá trình tạo hỗn hợp giữa nhiên liệu và không khí Vì vậy để quá trình cháy diễn ra 1 cách hiệu quả nhất thì ta cần điều chỉnh thật tốt chùm tia nhiên liệu trong buồng cháy Diễn biến thời gian tạo hỗn hợp được điều khiển bởi kết cấu buồng cháy bằng cách phân chia nhiên liệu thành hạt nhỏ mịn kết hợp với xoáy lốc của không khí để tạo được sự tối ưu trong quá trình cháy của nhiên liệu trong buồng cháy của động cơ

Quá trình hình thành hỗn hợp của động cơ Diesel chỉ chiếm một thời gian nhỏ do đặc điểm kết cấu của động cơ và hình thành hỗn hợp nhiên liệu là hỗn hợp không đồng nhất Vì vậy quá trình hình thành hỗn hợp là một quá trình rất phức tạp và diễn ra ở nhiều giai đoạn khác nhau.

Hơn nữa quá trình bay hơi của các hạt nhiên liệu rất phức tạp, điều kiện cho việc bay hơi của các hạt nhiên liệu ở mỗi vị trí của chùm tia là khác nhau

do đó việc tính toán là rất phức tạp và chỉ mang tính gần đúng Nhiên liệu phun vào buồng cháy có đường kính khác nhau mà sự sấy nóng và bay hơi của các hạt nhiên liệu lại phụ thuộc rất nhiều vào đường kính, nhiệt độ, áp suất của các hạt nhiên liệu phun vào Ngoài ra còn phụ thuộc vào tính chất vật

lý của nhiên liệu Thời gian để bay hơi hoàn toàn các hạt nhiên liệu trong xy lanh động cơ phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ ở thời điểm phun Khi tăng áp suất không khí nạp sẽ ảnh hưởng mạnh tới sự bay hơi bởi vì áp suất và nhiệt

độ của không khí cuối quá trình nén sẽ tăng Sự xoáy lốc mạnh của không khí nạp trong buông cháy cũng có tác dung nâng cao cường độ và tốc độ bay hơi của nhiên liệu.

Quá trình hình thành hoà khí tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau nhưng chủ yếu là phụ thuộc vào kết cấu của buồng cháy trong động cơ.

Đối với động cơ diesel có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy trong động cơ, trong các yếu tố đó có nhiều yếu tố thuộc khâu kết cấu, thiết kế buồng cháy, kết cấu đường ống nạp và có nhiều yếu tố phụ thuộc vào chế độ hoạt động của động cơ như: Số vòng quay, thời điểm phun, lượng phun

Khả năng làm việc tối ưu của động cơ Diesel phụ thuộc chủ yếu vào 2 yếu tố điều chỉnh cơ bản là: Lượng nhiên liệu phun vào động cơ và thời điểm phun Cả hai thông số điều chỉnh cơ bản này đều được điều chỉnh bởi bộ điều khiển điện tử trên cơ sở xử lý các thông tin đầu vào như Số vòng quay, chế độ tải trọng động cơ, nhiệt độ nước làm mát Nói chung có nhiều bộ xử lý điều khiển nhiều hệ thống khác nhau lắp trên ôtô Tuy nhiên

bộ xử lý nào cũng hoạt động theo nguyên lý thu thập thông tin vào điều kiện làm việc của

hệ thống và trên cơ sở đó điều khiển các cơ cấu chấp hành theo cách mà người thiết kế mong muốn Khuynh hướng hiện nay vẫn tập trung vào việc nghiên cứu quá trình tạo hỗn hợp cháy trong động cơ Diesel nhằm mục đích nâng cao công suất, tiết kiệm nhiên liệu, giảm chất độc hại trong khí thải

1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG DIESEL ĐIỆN TỬ

Ra đời sớm nhưng động cơ Diesel không phát triển như động cơ xăng do gây ra nhiều tiếng ồn, khí thải bẩn Tuy nhiên cùng với sự phát triển của kỹ thuật công nghệ, các

vấn đề được giải quyết và Diesel ngày càng trở nên phổ biến và hữu dụng hơn.

Khí thải động cơ Diesel là một trong những thủ phạm gây ô nhiễm môi trường Động cơ Diesel với tình 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 nguyên lý tự cháy Ở gần cuối quá trình nén, nhiên liệu được phun vào buồng cháy động cơ

để hình thành hòa khí rồi tự bốc cháy Đến năm 1927 Robert Bosh mới phát triển bơm cao

áp (bơm phun Bosh lắp cho động cơ Diesel trên ôtô thương mại và ô tô khách vào năm 1936).

Hệ thống nhiên liệu Diesel không ngừng được cải tiến với các giải pháp kỹ thuật tối 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 kỹ thuật phun và tổ chức quá trình cháy nhằm hạn chế các chất ô nhiễm Các biện pháp chủ yếu tập chung vào giải quyết các vấn đề:

-Tăng tốc độ phun để giảm nồng độ bồ hóng do tăng tốc hòa trộn nhiên liệu không khí

- Tăng áp suất phun, đặc biệt là đối với động cơ phun trực tiếp

- Điều chỉnh dạng quy luật phun theo khuynh hướng kết thúc nhanh quá trình phun

để làm giảm HC

- Biện pháp hồi lưu một bộ phận khí xả

Hiện nay các nhược điểm đó đã được khắc phục bằng cách cải tiến một số bộ phận của hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử như:

- Bơm cao áp điều khiển điện tử

- Vòi phun điện tử

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

Với các ứng dụng mạnh mẽ về điều khiển tự động trong hệ thống nhiên liệu Diesel nhờ sự phát triển về công nghệ Năm 1986 Bosh đã đưa ra thị trường việc điều khiển điện

tử cho hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel được gọi là hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel Cho đến ngày nay hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail Diesel đã được hoàn thiện Trong động cơ Diesel hiện đại áp suất phun được thực hiện cho mỗi vòi phun một cách riêng rẽ, nhiên liệu áp suất cao được chứa trong hộp 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.

- Nhiên liệu được phun ra với áp suất rất cao nhờ kết hợp điều khiển điện tử, áp suất phun có thể đạt tới 184 MPa Thời gian phun cực ngắn và tốc độ phun cực nhanh (khoảng 1,1 ms)

- Có thể thay đổi áp suất phun và thời điểm phun tùy theo chế độ làm việc của động

cơ

Do đó làm tăng hiệu suất động cơ và tính kinh tế nhiên liệu được nâng cao hơn

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

1.3.1 Phân loại hệ thống nhiên liệu diesel điện tử

Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử

Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử với Ống phân phối – Common Rail System (CRS)Loại 3 Piston

Loại 2 Piston

Loại 4 Piston

Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử với Bơm cao áp

Bơm VE điều khiển điện tử bằng cơ cấu điều ga điện từ

Bơm VE điều khiển điện tử bằng van xả áp

Bơm PE điều khiển điện tử bằng cơ cấu ddieeeuf ga điện từ

Bơm VE nhiều Piston hướng kính

Bơm VE 1 Piston hướng trục

Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử Bơm Vòi phun kết hợp

Loại EUI

Loại HEUI

1.3.2 Đặc điểm hệ thống nhiên liệu diesel điện tử

1.3.2.1 Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử l oại bơm dãy (PE) điện tử điều khiển

bằng cơ cấu điều ga điện từ

- Điều chỉnh lượng nhiên liệu phun bằng điều khiển hành trình thanh răng nhờ cơ cấu điều ga điện từ

- Điều chỉnh góc phun sớm hay muộn bằng cảm biến tốc độ động cơ

1.3.2.2 Hệ 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

- Cấu tạo gần giống với bơm VE thông thường

- Điều chỉnh lượng phun nhiên liệu bằng cơ cấu điều ga điện từ (không dùng bộ điều

- tốc như bơm VE thông thường)

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

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 suất phun đạt xấp xỉ là 130 MPa

- Vẫn phải có bơm sơ cấp, khớp chữ thập dẫn động cam đĩa, vành con lăn, cam đĩa,

- piston, van tắt máy, cơ cấu điều khiển phun sớm

- Không có quả ga, piston không có lỗ ngang

- Điều chỉnh lượng phun nhiên liệu bằng van xả áp thông khoang xylanh với khoang 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

- Vẫn phải có một bơm sơ cấp để tạo ra áp suất sơ cấp nạp vào trong khoang bơm

- Áp suất cao hơn với loại piston hướng trục

- Hệ thống tạo áp suất nhiên liệu và phân phối nhiên liệu khác so với loại 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 (1300 ÷ 2200kg / cm2).

- Thời gian phun cực ngắn, tốc độ phun cực nhanh (1,1 ms = 1 lần phun mồi + 1 l ần phun chính thức)

- Các chi tiết trong hệ thống cao áp được chế tạo một cách rất chính xác (khe hở giữa kim phun và xylanh phun là: 0,5÷ 2 µm)

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

Vòi phun với áp suất cao, tạo ra áp suất phun lên tới 207 MPa, ở tốc độ định mức

nó phun tới 19 lần/s Áp suất cao được tạo ra là do trục cam tác động vào vòi phun thông qua vấu cam hoặc có thêm cơ cấu đòn gánh

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

HEUI (Hydraulically Actuated Electronically Controlled Unit Injector – Tác động thủy lực điều khiển điện tử)

HEUI cũng được điều khiển bằng Môdun ECM Phun nhiên liệu bằng áp suất dầu từ

800 đến 30 00 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

Hệ thống HEUI cho phép nâng cao hiệu suất làm việc của động cơ, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu các tổn thất cũng như tiếng ồn của động cơ

PHẦN 2: CÁC HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ

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

2.1.1 Loại bơm pe (bơm dãy) điện tử điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ

Về cơ bản các chi tiết của bơm PE điện tử có cấu tạo và hoạt động giống như bơm

Hoạt động của bơm:

Khi ôtô máy kéo làm vệi c, tải trọng trên động cơ luôn thay đổi Nếu thanh răng của 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 không có lợi

Để giữ cho số vòng quay trục khuỷu động cơ không thay đổi khi chế độ tải trọng khác nhau thì đồng thời với sự tăng tải cần phải tăng lượng nhiên liệu cấp vào xylanh, còn khi giảm tải thì giảm lượng nhiên liệu cấp vào xylanh.

Khi luôn có sự thay đổi tải trọng thì không thể dùng tay mà 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:

- Điều hoà tốc độ động cơ dù có tải hay không tải (giữ vững một tốc độ hay trong 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

- Đáp ứng được mọi vận tốc theo yêu cầu của động cơ

- Phải giới hạn được mức tải để tránh gây hư hỏng máy

- Phải tự động cắt dầu để tắt máy khi số vòng quay vượt quá mức ấn định

2.1.2 Loại bơm ve điện tử điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ

2.1.2.1 Cấu tạo.

Cấu tạo bơm VE điện tử điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ (Hình 05) về cơ bản giống bơm VE hướng trục loại thường Ở đây thay cho hệ đòn dẫn ga và bộ điều tốc ly 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 5: Bơm cao áp với cơ cấu điều ga điện từ

1 Trục bơm 8 Van triệt hồi

3 Vành con lăn 10.Xilanh bơm

4 Bộ 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

một piston để đưa nhiên liệu áp suất cao tới mỗi vòi phun bằng chuyển động tịnh tiến và quay

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

có chức năng kiểm soát tốc độ tối đa của động cơ để ngăn động cơ chạy quá tốc độ và giữ

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

Khi bật khóa điện ON, van điện từ cắt nhiên liệu mở đường dầu từ khoang bơm đến

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

Trong hành trình đi xuống (sang trái) của piston rãnh xẻ ở đầu piston trùng với cửa nạp thì dầu có áp suất p1 từ khoang bơm được đưa vào khoang xi lanh Trong hành trình piston vừa quay vừa đi lên thì phần không có rãnh xẻ ở đầu piston che lấp cửa nạp dầu Khi đ ó dầu trong khoang xilanh bị nén tạo áp suất tăng theo biến 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

Trong hành trình tiếp theo quá trình nạp, nén và phun nhiên liệu cũng được thực hiện tương tự như ở một xilanh khác của động cơ Việc này được thực hiện nhờ một lỗ trích giữa piston bơm (gọi là cữa chia dầu) và đầu chia của bơm

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 6: Cấu trúc của bơm piston hướng trục

Loại bơm VE này phải có:

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

- Tuy nhiên không có quả ga và piston không có lỗ ngang

- 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

khiển lượng nhiên liệu phun (tức là muốn thay đổi tốc độ động cơ, công suất của động cơ) thì bơm sử dụng một van xả áp thông với khoang xylanh.

Hình 7: Các chi tiết của bơm piston hướng trục

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

sẽ hút dầu từ thùng dầu qua lọc và nén căng vào trong khoang bơm đến áp suất

2÷7(kg/cm2) và áp suất này gọi là áp suất sơ cấp P

1 Dầu có áp suất P1 được đưa tới chờ 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 cửa chia dầu trên piston trùng với một đường dẫn ra một vòi phun nào đó Do vậy, khi dầu trong khoang xylanh đạt áp suất phun thì qua van triệt hồi, tyo cao áp tới kim phun 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 van xả áp được mở ra thì dầu trong khoang xylanh s ẽ thông qua van xả áp về khoang

bơm làm mất áp suất phun

Hình 8: Chế độ phun

2.1.3.2 Bơm VE điện tử nhiều piston hướng kính a Cấu tạo

Loại bơm VE nhiều piston hướng kính trước hết vẫn phải có một bơm sơ cấp để tạo

ra áp suất sơ cấp nạp vào trong khoang bơm Trục bơm được nối với Roto chia và ở Roto chia bố trí 4 piston hướng kính chịu tác động của các con lăn thông qua đế con lăn (xem hình 13), ở giữa là một lỗ khoan dọc tâm lỗ khoan này thông với cửa nạp dầu và cửa chia dầu Phía ngoài Roto chia là một vành cam

Hình 9: Cấu trúc bơm hướng kính

Hình 10: Các chi tiết cơ bản của bơm hướng kính

Khi động cơ làm việc thì dầu áp suất sơ cấp P

1 sẽ được chờ sẵn ở cửa nạp dầu và đến khi một lỗ xẻ rãnh ở trên Roto chia trùng với cử a nạp thì dầu sẽ được nạp vào trong khoang xylanh (khoang giữa 4 piston và lỗ khoan dầu), tiếp sau đó thì lỗ xẻ rãnh trên Roto chia sẽ che lấp cửa nạp dầu đồng thời các con lăn trèo lên phần lồi của vành cam nên các piston có xu hướng chuyển động dập vào với nhau để nén dầu trong khoang 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 phun thì vòi phun sẽ phun dầu, còn muốn phun nhiều hay ít thì phụ thuộc vào việc mở van xả áp khi nào

2.1.3.3 Van xả áp (SPV)

Van xả áp để điều khiển lượng phun

Van xả áp gồm hai loại:

- SPV thông thường: Một piston hướng trục

SPV trực tiếp: Nhiều piston hướng kính

Hình 11: Van xả áp

a SPV loại thông thường

Hình 12: SPV loại thông thường

SPV loại thông thường (hình 12) bao gồm 2 van: Van chính và van điều khiển.Ngoài ra còn có thêm một cuộn dây, lò xo chính và lò xo điều khiển

SPV áp dụng cho cả hai loại bơm khác nhau có cấu tạo và hoạt động khác nhau Loại van xả áp thông thường áp dụng cho bơm một piston hướng trục Cuộn dây của van điều khiển được cấp dương và điều khiển mát Nó điều khiển bằng điện áp nguồn cơ bản của xe Ở van chính có một tiết lưu nhỏ để thông áp suất từ khoang xylanh lên khoang trên của van chính tạo ra sự cân bằng lực tác động vào van chính Như vậy van điều khiển chỉ 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 (bịt) đường dầu hồi phía trên van chính và như vậy quá trình phun dầu xảy ra bình 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 13: Hoạt động của SPV loại thông thường

b SPV loại điều khiển trực tiếp

SPV loại trực tiếp gồm có: Một cuộn dây, một van điện từ và một lò xo (hình 17).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 đặ c 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 14: SPV loại điều khiển trực tiếp

Hoạt động:

Khi khóa điệ n được bật ON thì EDU sẽ cấp cho cuộn dây của van điện một điện áp khoảng 160 ÷190 (V) và ngay sau đó nó duy trì điện áp trên cuộn dây khoảng 60 ÷ 80(V) 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 phun thì tín hiệu từ ECU thông qua EDU điều khiển cắt điện ở cuộn dây van xả áp, lò xo

sẽ đẩy lõi thép đi lên, đồng thời áp lực dầu ở khoang xylanh đẩy phần van để mở đường dầu xả về khoang bơm làm mất áp suất phun

2.1.3.4 Van điều khiển thời điểm phun TCV

Cấu tạo chính của TCV (hình 18) gồm: Lõi Stator, lò xo hồi vị và lõi chuyển động

Hình 16: Cấu trúc bộ định thời điểm phun

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

bật, độ dài thời gian mở van sẽ điều khiển áp suất nhiên liệu trong piston của bộ định thời.

Hình 17: Nguyên lý hoạt động TCV

Khi ECU cấp điện cho cuộn dây bằng chuỗi xung, dưới tác dụng của lực từ lõi bị hút về bên phải mở đường dầu thông giữa hai buồng áp lực của bộ định thời Mức độ mở đường dầu này thay đổi theo tỷ lệ thường trực của xung Do đó một lượng dầu áp suất p1 qua van TCV sẽ có áp suất p’1 tác động vào phía phải của piston định thờ i Sự cân bằng lực giữa lực do áp suất p1 và lực lò xo với lực do p’1 sinh ra tức: F’p1 + F lò xo = F’p’1

Sẽ giữ cho bộ định thời ở một vị trí nhất định Do đó vành con lăn cũng ở một vị trí nào đó tạo ra góc phun sớm Khi ECU ngừng cung cấp điện, dưới tá c 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:

Khi xung điều khiển có tỷ lệ thường trực cao thì áp suất p’1 lớn Do đó, Piston của

bộ định thời chuyển động sang trái làm xoay vành con lăn theo chiều ngược với chiều quay của đĩa cam làm sớm thời điểm phun

Hình 18: 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

bộ định thời chuyển sang phải làm quay vành con lăn theo hướng muộn thời điểm phun

Hình 19: Làm muộn thời điểm phun

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

2.2.1.Khái quát hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với ống phân phối

2.2.1.1 Cấu tạo chung

Hình 20: Cấu tạo hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử với ống phân phối

Hệ thống Common Rail gồm các khối chức năng:

- Khối cấp dầu thấp áp: Thùng dầu, bơm tiếp dầu, bộ lọc dầu, ống dẫn dầu và đường dầu hồi

- Khối cấp dầu cao áp: Bơm áp cao, Ống phân phối dầu cao áp đến các vòi phun (ống rail, ống chia chung), các tyo cao áp, van an toàn và van xả áp, vòi phun

- Khối cơ – điện tử: các cảm biến và tín hiệu, ECU và EDU (nếu có), vòi phun, các van điều khiển nạp (còn gọi là van điều khiển áp suất rail)

2.2.1.2 Nguyên lý hoạt động

Nhiên liệu được dẫn lên từ bơm tiếp dầu đặt trong bơm áp cao đưa qua van đềiu khiển nạp tới khoang bơm áp cao và được nén tới áp suất cần thiết Piston trong bơm áp cao tạo ra áp suất phun cần thiết, áp suất này thay đổi theo tốc độ động cơ và điều kiện tải

từ 20 Mpa ở chế độ không tải đến 135 MPa ở chế độ tải cao và tốc độ vận hành cao (trong các hệ thống Diesel điện tử thông thường thì áp suất này từ 10 đến 80 MPa

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.

ECU luôn theo dõi áp sấut nhiên liệu trong ống phân phối bằng cảm biến áp suất nhiên liệu và thực hiện điều khiển phản hồi

2.2.2 Các cụm 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:

- Loại bơm 2 piston

- Loại bơm 3 piston

- Loại bơm 4 piston

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 21: 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

và B lần lượt hút nhiên liệu từ bơm cấp liệu vào khoang cao áp và bơm nhiên liệu ra ống phân phối

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 lại đối với hướng đi xuống

Piston B bị đẩy xuống để nén nhiên liệu và chuyển nó vào ống phân phối khi Piston

A bị kéo xuống để hút nhiên liệu vào Ngược lại, khi Piston A được đẩy lên để nén nhiên liệu và dẫn nó đến ống phân phối thì Piston B được kéo lên để hút nhiên liệu lên

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 nhau 120 Cấp dầu vào khoang bơm cao áp được điều khiển qua van điều khiển nạp (SCV) và truyền dầu từ bơm sơ cấp (hình 25).

Hình 22: Cấu tạo bơm áp cao loại 3 piston

1 Trục lệch tâm 6 Bơm cấp liệu

2 Cam lệch tâm 7 PCV- Van ĐK nạp

3 Piston bơm 8 Đường dầu hồi

4 Van nạp 9.Dầu hồi về từ ống rail

5 Lò xo hồi vị 10.Đường dầu đến ống rail

Hình 23: Nguyên lý tạo áp suất trong bơm áp cao 3 piston

Bơm cấp liệu

Hình 24: Bơm cấp liệu kiểu bánh răng ăn khớp

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 một Cấp dầu vào khoang bơm cao áp được điều khiển qua van điều khiển nạp (SCV) và truyền dầu từ bơm sơ cấp (hình 28)

Hình 25: 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

Cảm biến áp suất nhiên liệu phát hiện áp suất trong ống phân phối và truyền tín hiệu tới ECU

Ngoài cảm biến áp suất, trên ống phân phối còn có van an toàn (bộ hạn chế áp suất) Trong trường hợp hệ thống bị trục trặc, trong đó áp suất trong ống phân phối lên cao tới mức không bình thường thì van này mở và xả áp suất Nhiên liệu được hồi về bình nhiên liệu

Hình 26: Cấu tạo ống phân phối

a Bộ hạn chế áp suất

Bộ hạn chế áp suất gồm có: 1 viên bi, cần đẩy và 1 lò xo hồi vị (hình 30)

Bộ hạn chế áp suất không hoạt động Bộ hạn chế áp suất hoạt động

Hình 27: Hoạt động của bộ hạn chế áp suất

Bộ hạn chế áp suất được vận hành cơ khí thông thường để xả áp suất trong trường hợp áp suất trong ống phân phối lên cao tới mức không bình thường

b Van xả 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 28: Hoạt động của bộ điều chỉnh áp suất.

Khi áp suất nhiên liệu của ống phân phối cao hơn áp suất phun mong muốn thì van

xả áp suất nhận được một tín hiện từ ECU động cơ để mở van và hồi nhiên liệu ngược về 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)

Có nhiều cách gọi van điều khiển hút tùy thuộc vào từng hãng: Toyota: SCV (Suction control vale) Bosch: PCV (Pressure control vale) Delphi: IMV (Inlet Metering Vale)

Nhiên liệu được nạp bởi bơm cấp liệu sẽ di chuyển qua SCV và van một chiều, và được nén bởi pítttông và được bơm qua van phân phối đến ống phân phối

SCV hoạt động dưới sự điều khiển theo chu kỳ xung của ECU

Bằng cách thay đổi tỷ lệ ON/OFF của xung sẽ làm cho lượng dầu cấp nạp vào khoang bơm áp cao thay đổi, từ đó dẫn tới thay đổi áp suất rail (xem hình 32)

Hình 29: Hoạt động của SCV

2.2.2.4 Vòi phun

Vòi phun của Common rail (hình 33) khác với vòi phun của hệ thống nhiên liệu Diesel thông thường ở chỗ gồm 2 phần:

+ Phần trên là một van điện tử được điều khiển từ ECU hoặc EDU

+ Phần dưới là phần vòi phun cơ khí nhưng cũng rất khác vơí vòi phun thông 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:

+ Tiết lưu số 1: Thông với reco tyo cao áp từ ống phân phối đến

+ Tiết lưu số 2: Thông với khoang của van điện (để nếu van điện mở thì áp suất ở khoang chốt tỳ sẽ xả về đường dầu hồi)

Hình 30: Cấu tạo vòi phun

1 Van ngoài 6 Van trong 2.Tiết lưu 2 7 Đường dầu hồi

3 Tiết lưu 1 8 Khoang chốt tỳ

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

Hoạt động

Khi động cơ khởi động bơm áp cao sẽ nén dầu đến áp suất rail cấp vào ống phân phối

và từ ống phân phối thông qua các ty ô cao áp cấp điện đến các vòi phun chờ sẵn Ở 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 phun dầu

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

van ngoài và mở đường hồi dầu làm mất áp suất đè chốt tỳ Khi đó áp suất rail ở khoang kim phun sẽ đẩy kim phun cùng chốt tỳ đi lên để phun dầu vào buồng cháy động cơ

Khi kết thúc xung điều khiển phun thì lò xo ở van điện đẩy van ngoài đóng đường dầu 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

2.3 HỆ 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

Hình 31: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu EUI

1 Thùng dầu 4 Bầu lọc tinh

2 Bầu lọc thô 5 Các vòi phun

3 Bơm chuyển nhiên liệu 6 ECM

7 Các cảm biến

Mặc dù được giới thiệu vào cuối những năm 80, nhưng hệ thống nhiên liệu EUI đã đạt được những thành tựu nhất định về mặt cấu tạo, nâng cao tính năng làm việc và độ tin cậy EUI còn là tiền đề cho hệ thống nhiên liệu HEUI – Hydraulically Actuated 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:

- Các vòi phun EUI: Tạo ra áp suất phun tới 207000 kPa (30.000 psi) và ở tốc độ định mức nó phun tới 19 lần/s;

- Bơm chuyển nhiên liệu: Cung cấp nhiên liệu cho các vòi phun bằng cách hút nhiên liệu từ thùng chứa và tạo ra một áp suất từ 60-125 psi;

- Mô-đun điều khiển điện tử (ECM – Electronic Control Module): Là một máy vi tính công suất lớn điều khiển các hoạt động chính của động cơ;

- 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

- Các thiết bị tác động: Là những thiết bị điện tử sử dụng các cường độ dòng điện từ 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 Còn van điện điều khiển nạp dầu và xả dầu

Hình 32: Sơ đồ dẫn động hệ thống nhiên liệu vòi phun điện tử

1 Ê cu điều chỉnh 4 Đũa đẩy

2 Cụm cò mổ 5 Trục cam

3 Vòi phun

Vòi phun tạo ra áp suất nhiên liệu Lượng nhiên liệu thích hợp được phun vào xi lanh 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 bởi vấu cam và cơ cấu đòn gánh (cò mổ) Trục cam có ba vấu cam cho mỗi xylanh Hai vấu dẫn động xupap nạp và xupap xả, còn một vấu dẫn động cơ cấu bơm vòi phun Lực được truyền từ vấu cam dẫn động vòi phun trên trục cam qua con đội đến đũa đ ẩy Lực của đũa đ ẩy được truyền qua cơ cấu cụm cò mổ và tới chốt đẩy piston bơm Ecu điều chỉnh cho phép điều chỉnh vòi phun

2.3.1.3 Vòi phun

Các bộ phận của vòi phun bao gồm van điều khiển điện từ, khoang xylanh, piston bơm, chốt đẩy piston và cụm đầu vòi phun (phần kim phun) Các chi tiết của cụm đầu phun gồm lò xo, kim phun và một đầu phun Van ống bao gồm các bộ phận: van điều khiển điện

từ, phần ứng, van đĩa và lò xo van đĩa.(hình 37)

Hình 33: Các bộ phận chính của vòi phun

1 Van ĐK điện từ 4 Khoang xylanh

2 chốt đẩy piston 5 phần kim phun

3 Piston bơm

Hoạt động của vòi phun

Hoạt động của vòi phun điện tử EUI bao gồm 4 giai đoạn sau: Trước khi phun, Phun, Kết thúc phun và nạp nhiên liệu Các vòi phun dùng chốt đẩy piston và xylanh ép để bơm nhiên liệu áp suất cao vào buồng đốt Vòi phun được lắp vào lỗ vòi phun trên mặt quy lát có đường cấp liệu thống nhất Ống lót vòi phun cách ly nó với chất làm mát động cơ và

áo nước Một số động cơ sử dụng ống lót làm bằng thép không rỉ được ép nhẹ vào mặt quy lát

Nạp nhiên liệu Phun nhiên liệu

Hình 34: Các giai đoạn hoạt động của vòi phun

Trước khi phun: Việc tạo sương mù trước khi phun bắt đầu với chốt đẩy piston và

xi lanh ép của vòi phun ở trên đỉnh của hành trình phun nhiên liệu Khi rãnh của chốt đẩy piston đầy nhiên liệu, van trụ và van kim ở vị trí mở Nhiên liệu ra khỏi rãnh của chốt đẩy piston khi cơ cấu đòn gánh đ ẩy xylanh ép và Pis chốt đẩy piston đi xuống Dòng nhiên liệu bị van kim đóng chặn lại sẽ chảy qua van trụ mở về đường cấp nhiên liệu trong mặt quy lát Nếu công tắc điện từ có điện, van trụ tiếp tục mở và nhiên liệu từ chốt đẩy piston tiếp tục chảy vào đường cấp nhiên liệu

Phun: Để bắt đầu phun, ECM gửi một dòng đi ện tới công tắc điện từ trên van ống

Công tắc điện từ tạo ra từ trường để hút phần ứng Khi công tắc điện từ hoạt động, bộ phần ứng sẽ nâng van trụ do đó van trụ tiếp xúc với đế van Đây là vị trí đóng Ngay khi van trụ đóng, đường dẫn nhiên liệu đi vào trong rãnh chốt đẩy piston bị đóng Chốt đẩy piston tiếp

tục nén nhiên liệu từ rãnh Piston lông-giơ và làm áp suất nhiên liệu tăng lên Khi áp suất nhiên liệu đạt khoảng 34.500kPa (5000 psi), lực của nhiên liệu áp suất cao thắng được lực căng của lò xo Lực căng này giữ vòi phun ở vị trí đóng Kim phun di chuyển cùng đế van lên trên và nhiên liệu được phun ra ngoài Đây là sự bắt đầu phun.

Kết thúc phun: Sự phun vẫn tiếp tục khi Pít tông long-giơ di chuyển xuống dưới và

van trụ ở vị đóng Khi áp suất không đạt tới mức quy định, ECM dừng dòng điện tới công tắc điện từ khi dòng điện tới công tắc điện từ bị ngắt, van trụ mở Van trụ được mở bởi lò

xo và áp suất nhiên liệu Khi đó, nhiên liệu áp suất cao có thể chảy qua van trụ mở và trở lại nguồn cung cấp nhiên liệu Đó là kết quả sự giảm nhanh chóng áp suất trong vòi phun

Khi áp suất vòi phun giảm tới khoảng 24.000 kPa (3500 pis), vòi phunđóng và s ự phun dừng lại Đây là kết thúc phun

Nạp: Khi chốt đẩy piston đi xuống tới dưới của x ylanh, nhiên liệu không bị ép từ

rãnh chốt đẩy piston nữa chốt đẩy piston bị đẩy bởi bộ phận truyền động và lò xo hồi vị

Sự dịch chuyển lên phía trên của chốt đẩy piston là do áp suất trong rãnh chốt đẩy piston

hạ thấp hơn áp suất nguồn cung cấp nhiên liệu Nhiên liệu chảy từ nguồn cung cấp nhiên liệu qua van trụ mở và đi vào rãnh chốt đẩy piston và làm chốt đẩy piston di chuyển lên trên Khi chốt đẩy piston đi đến đỉnh của hành trình, khoang chốt đẩy piston chứa đầy nhiên liệu và nhiên liệu chảy vào khoa ng chốt đẩy piston dừng lại Đây là bắt đầu của chuẩn bị phun

2.3.2 Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử heui (Hydraulically Actuated Electronically Controlled Unit Injector)

2.3.2.1 Khái quát về hệ thống nhiên liệu Diesel HEUI

Hệ thống nhiên liệu HEUI (Hydraulically Actuated Electronically Controlled Unit Injector- Tác động thủy lực, điều khiển điện tử) là một trong những cải tiến lớn của động

cơ Diesel Nó cũng là một bộ phận trong công nghệ ACERT của hãng Carterpillar Sự ra đời của HEUI đã thiết lập những tiêu chuẩn mới đối với động cơ về tiêu hao nhiên liệu, độ bền cũng như các tiêu chuẩn về khí thải

Công nghệ phun nhiên liệu HEUI đang thay đổi cách nghĩ của cả nhà kỹ thuật lẫn người vận hành về hiệu suất của động cơ Diesel Vượt trội hơn hẳn công nghệ phun nhiên liệu truyền thống trước đây, HEUI cho phép điều chỉnh chính xác nhiên liệu phun vào buồng cháy cả về thời gian, áp suất và lượng nhiên liệu phun mang lại hiệu suất cao cho động cơ

Công nghệ phun nhiên liệu truyền thống trước đây phụ thuộc vào tốc độ động cơ, khi tốc độ động cơ tăng thì áp suất phun cũng tăng lên, gây ảnh hưởng đến độ bền của động cơ và làm tăng suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ Áp suất phun đối với hệ thống nhiên liệu HEUI

không phụ thuộc vào tốc độ động cơ, mà được điều khiển bằng điện Vì vậy, động cơ trang bị

hệ thống HEUI sẽ tiết kiệm nhiên liệu hơn và khí xả sạch hơn Như vậy ứng dụng hệ thống nhiên liệu HEUI vào động cơ cho phép nâng cao hiệu suất làm việc của động cơ, tiết kiệm nhiện liệu và giảm thiểu các tổn thất cũng như tiếng ồn của động cơ

Tuy nhiên, các thiết bị trong hệ thống nhiêu liệu HEUI có độ chính xác rất cao, nhiên liệu bẩn có thể gây mòn, thậm chí phá hỏng các chi tiết trong hệ thống Hạt bẩn có đường kính chỉ bằng 1/5 đường kính sợi tóc đã có thể gây nguy hiểm cho hệ thống Chính

vì vậy bộ lọc giữ một vai trò rất lớn trong việc nâng cao độ bền của hệ thống

Hình 35: Đặc tính áp suất phun của hệ thống nhiên liệu HEUI

2.3.2.2 Sơ đồ hệ thống HEUI

Hình 36: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu HEUI

2 Van điều khiển áp suất tác động phun 5 ECM

3 Cụm vòi phun 2.3.2.3 Vòi phun HEUI a Cấu tạo

Hình 38: Cấu tạo vòi phun HEUI