Khảo sát hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ 2KD FTV

Mục lục 1. Tổng quan về hệ thống nhiên liệu động cơ diesel 1 1.1. Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu động cơ diesel 2 1.1.1. Nhiệm vụ 2 1.1.2. Yêu cầu đối với hệ thống 2 1.2. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ diesel 2 1.3. Đặc điểm hình hành hoà khí trong động cơ diesel 3 1.3.1. Đặc điểm 3 1.3.2. Những đặc trưng của động cơ diesel 4 1.4. Đặc điểm kết cấu các bộ phận chính của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel 4 1.4.1. Cấu tạo của bơm cao áp 4 1.4.2. Các dạng cấu tạo vòi phun trong hệ thống nhiên liệu động cơ diesel 7 1.5. Nhược điểm của hệ thống nhiên liệu diesel cổ điển 9 1.5.1. Đặc tính tốc độ của bơm cao áp 9 1.5.2. Đặc tính phun của hệ thống phun nhiên liệu kiểu cũ 11 1.6. Giới thiệu hệ thống Common Rail Diesel 12 2. Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ 2KDFTV 14 2.1. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ 14 2.2. Đặc tính và chức năng của hệ thống 15 2.3. Ưu điểm của hệ thống nhiên liệu này 16 2.4. Kết cấu hệ thống nhiên liệu common rail cho động cơ 2KDFTV 17 2.4.1. Vùng áp suất thấp 17 2.4.2. Vùng áp suất cao 19 3. Tìm hiểu các dạng hư hỏng, cách khắc phục và chẩn đoán 36 3.1. Các dạng hư hỏng thường gặp ở hệ thống nhiên liệu 36 3.1.1. Các hư hỏng bơm cao áp 36 3.1.2. Các hư hỏng của vòi phun 37 3.1.3. Các hư hỏng của bộ lọc nhiên liệu 37 3.1.4. Các hư hỏng của đường ống dẫn nhiên liệu 37 3.1.5. Hư hỏng hệ thống điện tử và các cảm biến 37 3.2. Khắc phục các hư hỏng hệ thống nhiên liệu 37 3.2.1. Bơm cao áp 37 3.2.2. Ống phân phối 38 3.2.3. Vòi phun 38 3.3. Phương pháp chẩn đoán 38 3.3.1. Động cơ không tải, không êm, bị rung động 38 3.3.2. Động cơ có tiếng gõ, kêu lạch cạch 39 3.3.3. Động cơ yếu, bị ì 39 3.4. Công tác bảo dưỡng hệ thống nhiên liệu common rail lắp trên động cơ 2KDFTV 40 4. Kết luận. 43 LỜI NÓI ĐẦU Đi lại, vận chuyển hàng hóa là nhu cầu khổng lồ và ngày càng tăng của con người trên toàn thế giới. Ô tô gần như là phương tiện chủ lực đáp ứng nhu cầu đó. Công nghệ ô tô là một ngành khoa học kỹ thuật phát triển rất nhanh trên phạm vi toàn thế giới, để đáp ứng nhu cầu trên đã làm cho tốc độ gia tăng số lượng ô tô trên thế giới rất nhanh. Do đó, tình hình giao thông ngày càng phức tạp và nảy sinh ra các vấn đề cấp bách cần phải giải quyết như tai nạn giao thông, ô nhiễm môi trường, khủng hoảng nhiên liệu… Để giải quyết các vấn đề đó, đòi hỏi ngành công nghệ ô tô phải áp dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến trong thiết kế, ứng dụng các nguyên vật liệu và công nghệ hiện đại để cho ra đời những chiếc xe ngày càng hoàn hảo với tính năng vận hành và tính an toàn vượt trội. Trong đồ án chuyên ngành này em làm đề tài: “Khảo sát hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ 2KDFTV”. Nội dung của đề tài đã giúp em hệ thống lại và nắm vững hơn về những kiến thức đã học, nâng cao khả năng tìm hiểu về chuyên môn và thực tế. Do kiến thức của bản thân còn hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều và thời gian có hạn nên đồ án này của em không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong thầy giáo hướng dẫn tận tình chỉ bảo thêm để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng Vũ Minh Diễn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. 1. Tổng quan về hệ thống nhiên liệu động cơ diesel Động cơ diesel là phát minh của Rudolf Diesel, người đã tốt nghiệp Đại học Kỹ thuật ở Munich, Đức, với số điểm cao nhất trong lịch sử của trường. Ông đã được cấp bằng sáng chế cho động cơ diesel đầu tiên vào năm 1892.Từ đó, công nghệ động cơ diesel vẫn không ngừng được cải tiến, và bất chấp nhiều quan điểm hoài nghi từ trong ngành, hãng MercedesBenz của Đức đã cho ra mắt chiếc ô tô lắp động cơ diesel đầu tiên trên thế giới, xe 260D, vào năm 1936. Từ đó đến nay động cơ Diesel không ngừng được cải tiến, với các giải pháp kỹ thuật tối ưu 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 giới hạn các chất ô nhiễm. 1.1. Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu động cơ diesel 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; lọc sạch nước, tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu ; giúp nhiên liệu chuyển động thông thoáng 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 thời điểm, đúng quy luật mong muốn. +Lưu lượng nhiên liệu vào các xylanh phải đông đều +Phải phun nhiên liệu vào xylanh qua lỗ phun nhỏ với chênh áp lớn phía trước và sau lỗ phun, để nhiên liệu được xé tơi tốt. 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 phunvới hình dạng buồng cháy và với cường độ và phương hướng chuyển động của môi chất trong buồng cháy để hoà khí được hình thành nhanh và đều. 1.1.2. Yêu cầu đối với hệ thống Hệ thống nhiên liệu động cơ diezen phải thỏa mãn các yêu cầu sau: Hoạt động lâu bền có độ tin cậy cao; Dễ dàng, thuận tiện trong sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa; Dễ chế tạo, giá thành hạ; 1.2. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ diesel Hình 11 Hệ thống nhiên liệu động cơ diezel 1 Thùng chứa; 2,5, Ống nhiên liệu thấp áp; 3 Lọc thô; 4 Bơm chuyển;6 Lọc tinh; 7,12,13 Ống nhiên liệu hồi; 9 Bơm cao áp; 8,10 Ống nhiên liệu cao áp; 11. Vòi phun. Trên hình 11 giới thiệu sơ đồ hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel. Bơm chuyển nhiên liệu 4 hút nhiên liệu từ thùng chứa 1 qua bình lọc thô 3 để cung cấp nhiên liệu qua bầu lọc tinh 6 tới bơm cao áp 9. Ở đây, bơm cao áp tiếp tục đưa nhiên liệu lên vòi phun, với áp suất cao để phun vào buồng cháy hỗn hợp với không khí từ bên ngoài qua bình lọc, ống nạp, tạo thành hoà khí và tự cháy, do không khí nén có nhiệt độ cao. Hoà khí cháy giãn nở tác dụng vào piston, qua thanh truyền, làm quay trục khuỷu sinh công. Khí cháy sau khi đã làm việc, được đi ra khỏi xy lanh bằng ống xả và ống tiêu âm như hệ thống nhiên liệu của động cơ xăng. Nhiên liệu rò qua khe hở thân kim phun của vòi phun và các tổ bơm theo ống nhiên liệu hồi 7, 12, 13 trở về thùng chứa. 1.3. Đặc điểm hình hành hoà khí trong động cơ diesel 1.3.1. Đặc điểm Có hai đặc điểm sau: Hoà khí được hình thành bên trong xylanh động cơ với thời gian rất ngắn; tính theo góc quay trục khuỷu, chỉ bằng 110 đến 120 so với trường hợp của máy xăng; ngoài ra nhiên liệu diesel lại khó bay hơi hơn xăng nên phải được phun thật tơi và hoà trộn đều trong không gian buồng cháy. Vì vậy phải tạo điều kiện để nhiên liệu được sấy nóng, bay hơi nhanh và hoà trộn đều với không khí trong buồng cháy nhằm tạo ra hoà khí, mặt khác phải đảm bảo cho nhiệt độ không khí trong buồng cháy tại thời gian phun nhiên liệu đủ lớn để hoà khí có thể tự bốc cháy. Quá trình hình thành hoà khí và quá trình bốc cháy nhiên liệu của động cơ diesel chồng chéo lên nhau. Sau khi phun nhiên liệu, trong buồng cháy diễn ra một loạt thay đổi lý hoá của nhiên liệu, sau đó phần nhiên liệu phun vào trước đã tạo ra hoà khí, tự bốc cháy, trong khi nhiên liệu vẫn được phun tiếp, cung cấp cho xylanh của động cơ. Như vậy sau khi đã cháy một phần, hoà khí vẫn tiếp tục được hình thành, và thành phần hoà khí thay đổi liên tục trong không gian của quá trình. 1.3.2. Những đặc trưng của động cơ diesel Do thời gian hình thành hoà khí bên trong ngắn, làm cho chất lượng hoà trộn rất khó đạt tới mức độ đồng đều, vì vậy động cơ có những đặc trưng sau: Trong quá trình nén, bên trong xylanh chỉ là không khí, do đó có thể tăng tỷ số nén ε , qua đó làm tăng hiệu suất động cơ, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi làm tăng nhiệt độ môi chất giúp hoà khí dễ tự bốc cháy. Đường nạp chỉ có không khí nén nên không cần để ý đến vấn đề sấy nóng, bay hơi của nhiên liệu trên đường nạp như máy xăng. Có thể dùng đường nạp có kích thước lớn ít gây cản và không cần sấy nóng với cấu tạo đơn giản. Có thể dùng hoà khí rất nhạt trong buồng cháy (do tính hoà trộn không đều của hoà khí) nên có thể sử dụng cách điều chỉnh chất (tức chỉ điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho chu trình mà không điều chỉnh lượng không khí) khi cần thay đổi tải của động cơ. Động cơ diezen có một mặt bất lợi (do tính chất hoà trộn không đều tạo ra ) là bị hạn chế khả năng giảm α ( tức là không thể sử dụng hết không khí thừa trong buồng cháy để đốt thêm nhiên liệu ) và khả năng nâng cao tốc độ động cơ ( do tốc độ cháy của hoà khí không đều chậm hơn ). Những hạn chế trên đã làm cho công suất lít (công suất đơn vị) của động cơ diesel nhỏ hơn so với động cơ xăng. Các hệ thống nhiên liệu diesel thường khác nhau ở cấu tạo của bơm cao áp, vòi phun. Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu một số dạng cấu tạo của chúng. 1.4. Đặc điểm kết cấu các bộ phận chính của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel 1.4.1. Cấu tạo của bơm cao áp a. Cấu tạo bơm cao áp thẳng hàng

Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU

Đi lại, vận chuyển hàng hóa là nhu cầu khổng lồ và ngày càng tăng của con người trên toàn thế giới Ô tô gần như là phương tiện chủ lực đáp ứng nhu cầu đó Công nghệ ô

tô là một ngành khoa học kỹ thuật phát triển rất nhanh trên phạm vi toàn thế giới, để đáp ứng nhu cầu trên đã làm cho tốc độ gia tăng số lượng ô tô trên thế giới rất nhanh Do đó, tình hình giao thông ngày càng phức tạp và nảy sinh ra các vấn đề cấp bách cần phải giải quyết như tai nạn giao thông, ô nhiễm môi trường, khủng hoảng nhiên liệu… Để giải quyết các vấn đề đó, đòi hỏi ngành công nghệ ô tô phải áp dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến trong thiết kế, ứng dụng các nguyên vật liệu và công nghệ hiện đại để cho ra đời những chiếc xe ngày càng hoàn hảo với tính năng vận hành và tính an toàn vượt trội Trong đồ án chuyên ngành này em làm đề tài: “Khảo sát hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ 2KD-FTV” Nội dung của đề tài đã giúp em hệ thống lại và nắm vững hơn về những kiến thức đã học, nâng cao khả năng tìm hiểu về chuyên môn và thực tế

Do kiến thức của bản thân còn hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều và thời gian có hạn nên đồ án này của em không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong thầy giáo hướng dẫn tận tình chỉ bảo thêm để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng Vũ Minh Diễn đã giúp đỡ

em hoàn thành đồ án này

1 Tổng quan về hệ thống nhiên liệu động cơ diesel

Động cơ diesel là phát minh của Rudolf Diesel, người đã tốt nghiệp Đại học Kỹ thuật ở Munich, Đức, với số điểm cao nhất trong lịch sử của trường Ông đã được cấp bằng sáng chế cho động cơ diesel đầu tiên vào năm 1892.Từ đó, công nghệ động cơ diesel vẫn không ngừng được cải tiến, và bất chấp nhiều quan điểm hoài nghi từ trong ngành, hãng Mercedes-Benz của Đức đã cho ra mắt chiếc ô tô lắp động cơ diesel đầu tiên trên thế giới, xe 260D, vào năm 1936 Từ đó đến nay động cơ Diesel không ngừng được cải tiến, với các giải pháp kỹ thuật tối ưu 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 giới hạn các chất ô nhiễm

1.1 Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu động cơ diesel

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; lọc sạch nước, tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu ; giúp nhiên liệu chuyển động thông thoáng 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 thời điểm, đúng quy luật mong muốn

+Lưu lượng nhiên liệu vào các xylanh phải đông đều

+Phải phun nhiên liệu vào xylanh qua lỗ phun nhỏ với chênh áp lớn phía trước và sau lỗ phun, để nhiên liệu được xé tơi tốt

- 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 phunvới hình dạng buồng cháy và với cường độ và phương hướng chuyển động của môi chất trong buồng cháy để hoà khí được hình thành nhanh và đều

1.1.2 Yêu cầu đối với hệ thống

Hệ thống nhiên liệu động cơ diezen phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

-Hoạt động lâu bền có độ tin cậy cao;

-Dễ dàng, thuận tiện trong sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa;

Hình 1-1 Hệ thống nhiên liệu động cơ diezel

1- Thùng chứa; 2,5,- Ống nhiên liệu thấp áp; 3- Lọc thô;

4- Bơm chuyển;6- Lọc tinh; 7,12,13- Ống nhiên liệu hồi;

9- Bơm cao áp; 8,10- Ống nhiên liệu cao áp; 11 Vòi phun.

Trên hình 1-1 giới thiệu sơ đồ hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel

Bơm chuyển nhiên liệu 4 hút nhiên liệu từ thùng chứa 1 qua bình lọc thô 3 để cung cấp nhiên liệu qua bầu lọc tinh 6 tới bơm cao áp 9 Ở đây, bơm cao áp tiếp tục đưa nhiên liệu lên vòi phun, với áp suất cao để phun vào buồng cháy hỗn hợp với không khí từ bên ngoài qua bình lọc, ống nạp, tạo thành hoà khí và tự cháy, do không khí nén có nhiệt độ cao Hoà khí cháy giãn nở tác dụng vào piston, qua thanh truyền, làm quay trục khuỷu sinh công Khí cháy sau khi đã làm việc, được đi ra khỏi xy lanh bằng ống xả và ống tiêu

âm như hệ thống nhiên liệu của động cơ xăng Nhiên liệu rò qua khe hở thân kim phun của vòi phun và các tổ bơm theo ống nhiên liệu hồi 7, 12, 13 trở về thùng chứa

1.3 Đặc điểm hình hành hoà khí trong động cơ diesel

1.3.1 Đặc điểm

Có hai đặc điểm sau:

- Hoà khí được hình thành bên trong xylanh động cơ với thời gian rất ngắn; tính theo góc quay trục khuỷu, chỉ bằng 1/10 đến 1/20 so với trường hợp của máy xăng; ngoài ra nhiên liệu diesel lại khó bay hơi hơn xăng nên phải được phun thật tơi và hoà trộn đều trong không gian buồng cháy Vì vậy phải tạo điều kiện để nhiên liệu được sấy nóng, bay hơi nhanh và hoà trộn đều với không khí trong buồng cháy nhằm tạo ra hoà khí, mặt khác phải đảm bảo cho nhiệt độ không khí trong buồng cháy tại thời gian phun nhiên liệu đủ lớn để hoà khí có thể tự bốc cháy

- Quá trình hình thành hoà khí và quá trình bốc cháy nhiên liệu của động cơ diesel chồng chéo lên nhau Sau khi phun nhiên liệu, trong buồng cháy diễn ra một loạt thay đổi

lý hoá của nhiên liệu, sau đó phần nhiên liệu phun vào trước đã tạo ra hoà khí, tự bốc cháy, trong khi nhiên liệu vẫn được phun tiếp, cung cấp cho xylanh của động cơ Như vậy sau khi đã cháy một phần, hoà khí vẫn tiếp tục được hình thành, và thành phần hoà khí thay đổi liên tục trong không gian của quá trình

1.3.2 Những đặc trưng của động cơ diesel

Do thời gian hình thành hoà khí bên trong ngắn, làm cho chất lượng hoà trộn rất khó đạt tới mức độ đồng đều, vì vậy động cơ có những đặc trưng sau:

- Trong quá trình nén, bên trong xylanh chỉ là không khí, do đó có thể tăng tỷ số nén ε , qua đó làm tăng hiệu suất động cơ, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi làm tăng nhiệt độ môi chất giúp hoà khí dễ tự bốc cháy

- Đường nạp chỉ có không khí nén nên không cần để ý đến vấn đề sấy nóng, bay hơi của nhiên liệu trên đường nạp như máy xăng Có thể dùng đường nạp có kích thước lớn ít gây cản và không cần sấy nóng với cấu tạo đơn giản

- Có thể dùng hoà khí rất nhạt trong buồng cháy (do tính hoà trộn không đều của hoà khí) nên có thể sử dụng cách điều chỉnh chất (tức chỉ điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho chu trình mà không điều chỉnh lượng không khí) khi cần thay đổi tải của động cơ

- Động cơ diezen có một mặt bất lợi (do tính chất hoà trộn không đều tạo ra ) là bị hạn chế khả năng giảm α ( tức là không thể sử dụng hết không khí thừa trong buồng cháy

để đốt thêm nhiên liệu ) và khả năng nâng cao tốc độ động cơ ( do tốc độ cháy của hoà khí không đều chậm hơn )

Những hạn chế trên đã làm cho công suất lít (công suất đơn vị) của động cơ diesel nhỏ hơn so với động cơ xăng

Các hệ thống nhiên liệu diesel thường khác nhau ở cấu tạo của bơm cao áp, vòi phun Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu một số dạng cấu tạo của chúng

1.4 Đặc điểm kết cấu các bộ phận chính của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel

1.4.1 Cấu tạo của bơm cao áp

a Cấu tạo bơm cao áp thẳng hàng

Hình 1-2 Bơm cao áp thẳng hàng

1- Bulông xả khí; 2- Vít hãm; 3- Đầu nối ống nhiên liệu đến vòi phun; 4- Đầu nối ống nhiên liệu vào bơm; 5- Vỏ bộ hạn chế nhiên liệu; 6- Khớp nối của trục cam; 7- Đĩa chắn dầu; 8- Trục bơm; 9- Ổ bi; 10- Vỏ bộ điều tốc; 11- Lò xo van cao áp; 12- Van cao áp; 13- Xilanh bơm cao áp; 14- Lỗ xả; 15- Piston bơm cao áp; 16- Vít; 17- Ống xoay; 18- Đĩa trên; 19- Lò xo bơm cao áp; 20- Đĩa dưới; 21- Bulông điều chỉnh; 22- Con đội; 23- Con lăn; 24- Cam.

Nguyên lý hoạt động: Piston đi xuống nhờ lực đẩy lò xo 19, van cao áp 12 đóng kín, nhờ độ chân không được tạo ra trong không gian phía trên piston, khi mở các lỗ A,

B nhiên liệu được nạp đầy vào không gian này cho tới khi piston nằm ở vị trí thấp nhất

Piston đi lên nhờ cam 24, lúc đầu nhiên liệu bị đẩy qua các lỗ A, B ra ngoài; khi đỉnh piston che kín hai lỗ A, B thì nhiên liệu ở không gian ở phía trên piston 15 tăng áp suất, đẩy mở van cao áp 12, nhiên liệu đi vào đường cao áp tới vòi phun Quá trình cấp nhiên liệu được tiếp diễn tới khi rãnh nghiêng trên đầu piston mở lỗ xả B thời điểm kết thúc cấp nhiên liệu, từ lúc ấy nhiên liệu từ không gian phía trên piston qua rãnh dọc thoát qua lỗ B

ra ngoài khiến áp suất trong xilanh giảm đột ngột, van cao áp được đóng lại Hình 1-2 giới thiệu kết cấu của bơm cao áp thẳng hàng.

Loại bơm này được sử dụng rất rộng rãi vì chế tạo đơn giản, sử dụng tin cậy, việc phân phối và điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình cũng rất đơn giản

Tuy nhiên có nhược điểm sau: Kích thước và khối lượng lớn, có nhiều cặp chi tiết chính xác, khó chế tạo Trong sử dụng phải thường xuyên kiểm tra độ không đồng đều về nhiên liệu cung cấp cho chu trình của các tổ bơm

b Cấu tạo bơm cao áp phân phối

Nguyên lý hoạt động: Dẫn động xoay piston 20 được trục bơm 6 dẫn động, còn

dẫn động định tiến do vành cam 3 trên trục bơm 6 dẫn động Trên sườn piston có các lỗ thoát B, khi piston xoay lỗ thoát này sẽ lần lượt ăn thông với các lỗ khoan chéo A trên đầu bơm Trong hành trình công tác nhiên liệu nén và phân phối lần lượt qua các lỗ khoan chéo A, khi đó áp suất nhiên liệu nén đi qua van cao áp 21 rồi đi đến vòi phun nhiên liệu của xylanh tương ứng Trên bơm còn có bơm chuyển nhiên liệu kiểu phiến gạt được nâng lên một áp suất ổn định, quả văng 10 thông qua quan hệ tay đòn, quả văng tác động vào bạc xả 1 qua đó làm thay đổi thời điểm mở lỗ xả và thực hiện việc điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp theo chế độ làm việc của động cơ

Bơm phân phối khắc phục được nhược điểm của bơm cao áp thẳng hàng, nó chỉ có một cặp pittông và xilanh đảm bảo cung cấp cho tất cả các xilanh của động cơ

Bơm phân phối so với bơm dãy cấu tạo đơn giản, số chi tiết, khối lượng và kích thước bơm nhỏ hơn (khoảng 1/2 bơm cụm), phân phối nhiên liệu cho các xilanh đồng đều, thời điểm bắt đầu cung cấp vào các xilanh chính xác hơn, mức độ mài mòn của bộ đôi pittông và xilanh ít gây ảnh hưởng tới độ đồng đều về lượng nhiên liệu cấp vào các xilanh của động cơ Tuy nhiên cặp bộ đôi pittông và xilanh của bơm cao áp làm việc nhiều hơn, mòn nhanh nên yêu cầu rất cao về vật liệu và công nghệ chế tạo, cũng như nhiệt luyện

Hình 1-3 Bơm cao áp phân phối

1- Bạc xả; 2- Thiết bị điều chỉnh thời gian phun; 3- Vành cam; 4- Con lăn; 5- Đĩa truyền động; 6- Trục vào; 7- Bánh răng bơm chuyển; 8- Trục bộ điều tốc; 9- Bánh răng

bộ điều tốc; 10- Quả văn ; 11- Đòn điều chỉnh; 12- Lò xo điều tốc; 13- Màng chân không; 14- Ống nối đường nạp; 15- Lò xo màng điều chỉnh chân không; 16- Đường ống hồi dầu; 17- Vít điều chỉnh; 18- Đòn áp lực; 19- Van điện từ ; 20- Piston; 21- Van cao áp; 22- Đầu nối với vòi phun

1.4.2 Các dạng cấu tạo vòi phun trong hệ thống nhiên liệu động cơ diesel

Vòi phun thường được lắp trên nắp hoặc trên sườn (trường hợp động cơ piston đối đỉnh) xi lanh động cơ Công dụng chính của vòi phun là phun tơi và phân bố đều nhiên liệu vào thể tích buồng cháy của động cơ

Trên động cơ Diesel sử dụng hai loại vòi phun là: Vòi phun hở và vòi phun kín Vòi phun kín tức là loại vòi phun có van ngăn cách không gian trong vòi phun với không gian trong buồng cháy động cơ

Vòi phun kín được chia làm 4 loại:

+ Vòi phun kín tiêu chuẩn

+ Vòi phun kín loại van.

+ Vòi phun kín có chốt trên kim phun

+ Vòi phun kín loại van lỗ phun

Hình 1-4 Cấu tạo vòi phun

a)- Vòi phun hở; b)-Vòi phun kín tiêu chuẩn; c)- Vòi phun kín loại van lỗ phun; d)- Có chốt trên đầu kim; e)- Phần đầu của vòi phun có chốt trên kim; 1- Thân; 2, 7- Ê

cu tròng; 3- Miệng phun; 4- Lỗ phun; 5- Đế kim; 6, 22- Kim; 8- Chốt; 9- Đũa đẩy;10- Đĩa lò xo; 11- Lò xo; 12- Cốc.

Vòi phun hở: Là loại vòi phun không có van ngăn cách không gian trong vòi phun với không gian trong buồng cháy động cơ do đó có các nhược điểm sau:

- Trong khoảng thời gian giữa các lần phun, một phần nhiên liệu trong vòi phun bị chèn ép nhỏ giọt vào xy lanh, đồng thời khí thể trong xy lanh cũng đi vào chiếm đầy không gian bị chèn ép đó

- Thời gian đầu và thời gian cuối của quá trình phun, chất lượng phun rất kém vì lúc ấy áp suất nhiên liệu trong vòi phun rất thấp

- Sau mỗi lần phun vẫn còn nhiên liệu tiếp tục nhỏ giọt qua lỗ phun gây kết cốc đầu vòi phun

- Do không có van ngăn khí thể từ xy lanh vào đường nhiên liệu cao áp nên nhiều khi phần khí thể ấy sẽ gây trở ngại cho quá trình cấp nhiên liệu vào xy lanh động cơ

Khắc phục được nhược điểm trên, nên vòi phun kín làm cho chất lượng phun nhiên liệu tốt, tăng chỉ tiêu công suất và hiệu suất của động cơ đồng thời làm giảm hiện tượng kết muội than trên vòi phun và xy lanh động cơ.

Nguyên lý hoạt động vòi phun kín: Nhiên liệu cao áp được bơm cao áp đưa qua lưới lọc 17, qua các đường 19 trong thân kim phun tới không gian bên trên mặt côn tựa của van kim Lực do áp suất nhiên liệu cao áp tạo ra tác dụng lên diện tích hình vành khăn của van kim chống lại lực ép của lò xo Khi lực của áp suất nhiên liệu lớn hơn lực

ép của lò xo thì van kim bị đẩy bật lên mở đường thông cho nhiên liệu tới lỗ phun Áp suất nhiên liệu làm cho van kim bắt đầu mở được gọi là áp suất bắt đầu phun nhiên liệu

1.5 Nhược điểm của hệ thống nhiên liệu diesel cổ điển

Nhược điểm của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel cổ điển đó là các bộ phận, cụm chi tiết của hệ thống được dẫn động bằng cơ khí nên có độ trễ nhất định vì vậy làm việc không thích hợp với sự thay đổi tải của động cơ Làm thải khói đen khá lớn khi tăng tốc, tiêu hao nhiên liệu còn cao và tiếng ồn lớn…

1.5.1 Đặc tính tốc độ của bơm cao áp

Tại một vị trí của thanh răng bơm cao áp, biến thiên lượng nhiên liệu cấp cho chu trình gct (lượng nhiên liệu của một hành trình bơm) theo tốc độ trục khuỷu n của bơm Bosch được gọi là đặc tính cung cấp của bơm Hành trình có ích ha của bơm cao áp được xác định theo kích thước hình học của piston và xylanh bơm

Trên thực tế nhiên liệu đi qua lỗ thoát, do có tổn thất lưu động nên thời gian đầu của quá trình cung cấp, áp suất nhiên liệu bên trong xylanh sẽ tăng lên sớm hơn so với thời điểm đóng kín lỗ thoát theo kích thước hình học Tương tự như trên thời điểm kết thúc cấp nhiên liệu thực tế không xảy ra cùng thời điểm mở lỗ thông do gờ rãnh nghiêng phía dưới thực hiện mà thường muộn hơn

200 160 120 80 40

0 250 500 750 1000

A B C gct

n (vg/ph)

Hình 1-5 Đặc tính tốc độ bơm Bosch

Vì vậy hành trình cấp nhiên liệu thực tế thường lớn hơn so với hành trình có ích lý thuyết làm cho lượng nhiên liệu thực tế cấp cho chu trình thường lớn hơn giá trị định lượng lý thuyết Hiệu ứng kể trên càng lớn nếu tốc độ động cơ càng cao Các đặc tính A,

B, C của bơm Bosch (hình 1-5) tương ứng với ba vị trí khác nhau của thanh răng bơm cao áp, biến thiên của ba đặc tính ấy có xu hướng tương tự, tức là càng tăng tốc độ n (khi giữ không đổi vị trí thanh răng) càng làm tăng lượng nhiên liệu chu trình gct

0.8 0.6 0.4 0.2 0

n (vg/ph)

nminHình 1-6 Ảnh hưởng của tốc độ động cơ tới hệ số nạp ηv

Chế độ đầy tải

Đặc tính cung cấp của bơm cao áp (bơm Bosch) trái ngược với đặc tính về thay đổi hệ số nạp ηv

của động cơ khi tăng tốc độ n (càng tăng n hệ số nạp ηv

càng giảm) Tốc

độ gây ảnh hưởng lớn nhất tới ηv Khi tăng n sẽ làm tăng tốc độ môi chất đi qua xupap nạp cũng như xupap xả, làm giảm pa và làm tăng pr, mặt khác cũng làm giảm ∆

T (do giảm thời gian tiếp xúc), kết quả làm giảm ηv

Vì vậy nếu điều chỉnh sao cho thành phần hoà khí thích hợp ở tốc độ cao thì khi giảm tốc độ n, do nhiên liệu chu trình gct giảm và không khí nạp lại tăng khiến hoà khí bị nhạt đi làm giảm mô men của động cơ Ngược lại nếu điều chỉnh thích hợp ở số vòng quay thấp thì khi tăng tốc độ sẽ làm cho hoà khí quá đậm gây cháy không hết ( xuất hiện nhiều muội than do thiếu ôxy) Chính vì vậy trong hệ thống nhiên liệu lắp bơm Bosch thường có thêm cơ cấu hiệu chỉnh đặc tính cung cấp của bơm, nhưng cũng không thể khắc phục hết nhược điểm này

1.5.2 Đặc tính phun của hệ thống phun nhiên liệu kiểu cũ

Với hệ thống phun nhiên liệu kiểu cũ dùng bơm phân phối hay bơm thẳng hàng (distributor or in-line injection pumps), việc phun nhiên liệu chỉ có một giai đoạn gọi là giai đoạn phun chính (main injection phase), không có khởi phun và phun kết thúc

Dựa vào ý tưởng của bơm phân phối sử dụng kim phun điện, các cải tiến đã được thực hiện theo hướng đưa vào giai đoạn phun kết thúc Trong hệ thống cũ, việc tạo ra áp suất và cung cấp lượng nhiên liệu diễn ra song song với nhau bởi cam và piston bơm cao

áp Điều này tạo ra các tác động xấu đến đường đặc tính phun như sau:

- Áp suất phun tăng đồng thời với tốc độ và lượng nhiên liệu được phun

- Suốt quá trình phun, áp suất phun tăng lên và lại giảm xuống theo áp lực đóng của ty kim ở cuối quá trình phun

Hình 1-7 Đặc tính phun nhiên liệu thường

- Áp suất phun tăng đồng thời với tốc độ và lượng nhiên liệu được phun

- Suốt quá trình phun, áp suất phun tăng lên và lại giảm xuống theo áp lực đóng của ti kim phun ở cuối quá trình phun

Hậu quả là:

- Khi phun với lượng nhiên liệu ít thì áp suất phun cũng nhỏ và ngược lại

- Áp suất đỉnh cao gấp đôi áp suất phun trung bình

Để quá trình cháy hiệu quả, đường cong mức độ phun nhiên liệu thực tế có dạng tam giác

Áp suất đỉnh quyết định tải trọng đặt lên các thành phần của bơm và các thiết bị dẫn động Ở hệ thống nhiên liệu cũ, nó còn ảnh hưởng đến tỉ lệ hỗn hợp khí và nhiên liệu trong buồng cháy

Để giải quyết các nhược điểm nêu trên các nhà động cơ Diesel đã đề ra nhiều biện pháp khác nhau về kỹ thuật phun và tổ chức quá trình cháy nhằm giới hạn các chất ô nhiễm Các biện pháp chủ yếu tập trung vào giải quyết các vấn đề:

-Tăng tốc độ phun để làm 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 ( EGR: Exhaust Gas Recirculation)

Hiện nay, các nhược điểm của hệ thống nhiên liệu Diesel đã được khắc phục bằng cải tiến các bộ phận như: Bơm cao áp, vòi phun, ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao, các

ứng dụng điều khiển tự động nhờ sự phát triển của công nghệ Đó là hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel.

1.6 Giới thiệu hệ thống Common Rail Diesel

Hình 1-8 Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu Common rail

1 Thùng nhiên liệu; 2 Bơm cao áp Common rail; 3 Lọc nhiên liệu; 4 Đường cấp nhiên liệu cao áp; 5 Đường nối cảm biến áp suất đến ECU ; 6 Cảm biến áp suất; 7 Common Rail tích trữ &điều áp nhiên liệu (hay còn gọi ắcquy thuỷ lực) ; 8 Van an toàn (giới hạn áp suất); 9 Vòi phun; 10 Các cảm biến nối đến ECU và Bộ điều khiển thiết bị (EDU); 11.Đường về nhiên liệu (thấp áp) ; EDU: (Electronic Driver Unit) và ECU : (Electronic Control Unit).

Trong động cơ Diesel hiện đại, áp suất phun được thực hiện cho mỗi vòi phun một cách riêng lẽ, nhiên liệu áp suất cao được chứa trong hộp chứa (Rail) hay còn gọi là

“Ắcquy thủy lực”và được phân phối đến từng vòi phun theo yêu cầu Lợi ích của vòi phun Common Rail là làm giảm mức độ tiếng ồn, nhiên liệu được phun ra ở áp suất rất cao nhờ kết hợp điều khiển điện tử, kiểm soát lượng phun, thời điểm phun Do đó làm hiệu suất động cơ và tính kinh tế nhiên liệu cao hơn

So với hệ thống cũ dẫn động bằng cam, hệ thống Common Rail khá linh hoạt trong việc đáp ứng thích nghi để điều khiển phun nhiên liệu cho động cơ diesel như:

- Phạm vi ứng dụng rộng rãi (cho xe du lịch, khách,tải nhẹ, tải nặng, xe lửa và tàu thủy)

- Áp suất phun đạt đến 1800 bar

- Thay đổi áp suất phun tùy theo chế độ hoạt động của động cơ

- Có thể thay đổi thời điểm phun

2 Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ 2KD-FTV

Với những phân tích nêu trên ta thấy rằng ngày nay để sản xuất những động cơ lắp trên những xe ô tô hiện đại thì động cơ diesel kiểu cũ không đáp ứng được yêu cầu do những nhược điểm sau : thải khói đen nhiều khi khởi động và tăng tải, gây tiếng ồn lớn, tiêu hao nhiên liệu lớn Làm giảm tính kinh tế khi sử dụng, gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người và môi trường Động cơ 2KD-FTV được lắp trên xe Toyota Hiace, là loại

xe 16 chỗ dùng cho cơ quan và vận tải hành khách…Vì vậy yêu cầu phải êm dịu, tiêu hao nhiên liệu ít, và giảm được lượng khí thải đáng kể, do đó ta chọn hệ thống nhiên liệu common rail cho động cơ 2KD-FTV So với động cơ xăng cùng công suất thì động cơ loại này có ưu điểm hơn là tính kinh tế lớn hơn, cấu tạo lại đơn giản hơn

2.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ

Bơm cao áp 3 có nhiệm vụ tạo ra nhiên liệu có áp suất cao cho quá trình phun Bơm này được lắp đặt trên một ngăn của hệ thống Thường thì giống như vị trí đặt bơm phân phối trước đây (của các động cơ cổ truyền) Nhiên liệu sau khi ra khỏi bơm cao áp được vận chuyển vào bộ phận tích luỹ cao áp

Ống Rail 5 này là bộ phận tích luỹ cao áp và luôn được cấp nhiên liệu để phục vụ cho việc phun nhiên liệu Nhiên liệu trong ống luôn có áp suất 160MPa để phun vào xylanh vào đúng thời điểm Một số thành phần của hệ thống Common Rail được đặt trực tiếp trên ống này, như cảm biến áp suất, van điều áp

Vòi phun 7 có chức năng phun nhiên liệu vào xylanh động cơ ECU quyết định lượng nhiên liệu được phun, thời điểm phun và điều khiển nam châm điện trong vòi phun, thông qua bộ EDU Nam châm điện này mở vòi phun và nhiên liệu được phun vào buồng cháy động cơ khi áp suất tồn tại trong ống tích luỹ cao áp

Common Rail lă một hệ thống phun được điều khiển bằng ECU ECU điều khiển

vă giâm sât quâ trình phun bằng những giâ trị cần thiết được mặc định sẵn cho quâ trình phun nhiín liệu

78

6

1011

1

NeG

khác Cảm biến

13Hình 2-1 Sơ đồ hệ thống nhiín liệu cho động cơ 2KD-FTV

2.2 Đặc tính vă chức năng của hệ thống

Hệ thống nhiín liệu Common Rail có những đặc tính sau:

- Âp suất nhiín liệu, lượng phun, vă thời điểm phun được điều khiển bằng điện tử

vì vậy điều khiển tốc độ động cơ đạt độ chính xâc cao

- Âp suất nhiín liệu cao cho nín việc hoă trộn nhiín liệu – hoă khí trong buồng chây tốt hơn

- Tích trữ nhiín liệu âp suất cao, nhiín liệu được phun văo âp suất cao ở mõi dêi tốc độ động cơ

1- Thùng nhiín liệu ; 2- Lọc nhiín liệu ; 3- Bơm cao âp HP3 ;

4- Cảm biến âp suất nối với ECU ; 5- Common Rail tích trữ

điều âp ; 6- Đường nhiín liệu cao âp ; 7- Vòi phun ; 8- Đường

dầu hồi ; 9- Van an toăn âp suất ; 10- EDU ; 11- ECU ;12- Câc

cảm biến ; 13- Van SVC

Với những đặc tính như trên thì động cơ common rail có tính hiệu năng, tính kinh

tế nhiên liệu tăng cao, tiếng ồn nhỏ ít rung động và khí thải sạch

Động cơ ô tô với hệ thống nhiên liệu Common Rail có các chức năng sau:

- Chức năng chính :Chức năng chính là việc điều khiển việc phun nhiên liệu đúng

thời điểm, đúng lưu lượng, đúng áp suất, đảm bảo cho động cơ diesel không chỉ hoạt động

êm dịu mà còn tiết kiệm nhiên liệu

- Chức năng phụ:Chức năng phụ của hệ thống là điều khiển vòng kín và vòng hở, không những giảm độ độc hại của khí thải và lượng nhiên liệu tiêu thụ mà còn làm tăng tính

an toàn, sự thoải mái và tiện nghi Ví dụ như hệ thống luân hồi khí thải (EGR- exhaust gas recircalation), điều khiển turbo tăng áp, điều khiển ga tự động và thiết bị chống trộm

2.3 Ưu điểm của hệ thống nhiên liệu này

- Độ tin cậy cao

- Giảm thải ô nhiễm do khí xả (áp suất phun của Common Rail rất cao nên làm cải thiện được quá trình cháy mà thực tế làm giảm bớt lượng phát thải khói đen Xa hơn nữa,

nó làm giảm lượng phát thải ô nhiễm là nhờ giai đoạn phun sơ khởi và phun hỗn hợp)

- Tính kinh tế nhiên liệu (Common Rail có hệ thống phun được điều khiển bằng điện tử)

- Công suất tăng (Với Common Rail, áp suất phun có thể cho nhiều bộ phận được chọn lựa tự do và độc lập với tình trạng làm việc của động cơ Ý nghĩa này moment động

cơ có thể được gia tăng trong vùng tốc độ thấp, một thực tế là nó thực hiện đóng góp

chính làm gia tăng tính linh hoạt của ô tô dùng động cơ diesel).

- Giảm tiếng ồn động cơ (Hoạt động ở áp suất cao và quá trình phun được riêng lẻ của mỗi vòi phun trong hệ thống Common Rail Việc cho phép phun sơ khởi và phun hỗn hợp này mà cả hai làm giảm đáng kể tiếng ồn động cơ)

- Sự hợp nhất các khái niệm động cơ đang còn sử dụng (Common Rail được thiết

kế như thế có thể sử dụng cho các động cơ diesel đang tồn tại mà không cần thay đổi lớn khi muốn lắp đặt hệ thống Common Rail cho động cơ diesel khác)

2.4 Kết cấu hệ thống nhiên liệu common rail cho động cơ 2KD-FTV

Kết cấu hệ thống nhiên liệu Common Rail chia thành hai vùng : Vùng áp suất thấp

và vùng áp suất cao

2.4.1 Vùng áp suất thấp

Vùng áp suất thấp có nhiệm vụ đưa nhiên liệu lên vòng cao áp, bao gồm các bộ phận :

+ Thùng chứa nhiên liệu

+ Các đường ống nhiên liệu áp suất thấp

+ Lọc nhiên liệu

a Bình chứa nhiên liệu.

Bình chứa nhiên liệu phải làm từ vật liệu chống ăn mòn và giữ cho không bị rò rỉ

ở áp suất gấp đôi áp suất hoạt động bình thường Van an toàn trong bình phải được lắp để khi áp suất quá cao có thể tự thoát ra ngoài Nhiên liệu cũng không được rò rĩ ở cổ nối với bình lọc nhiên liệu hay ở thiết bị bù áp suất khi xe rung xóc nhỏ, cũng như khi xe vào đường vòng hoặc dừng hay chạy trên đường dốc Bình nhiên liệu và động cơ phải đặt

xa nhau để khi tai nạn xảy ra không có nguy cơ cháy nổ

b Đường nhiên liệu áp suất thấp

Đường ống nhiên liệu mềm được bọc thép thay thế cho đường ống bằng thép và được dùng trong ống áp suất thấp, như đường ống nhiên liệu từ bình chứa nhiên liệu tới bơm cao áp Tất cả các bộ phận mang nhiên liệu phải được bảo vệ khỏi tác động của nhiệt độ

c Lọc nhiên liệu

Sự làm việc lâu dài làm cho hiệu quả của bơm cung cấp nhiên liệu cũng như vòi phun và bơm phân phối phụ thuộc vào chất lượng lọc của lọc nhiên liệu

310

B

A

Hình 2-4 Bình lọc nhiên liệu

* Nhiệm vụ của bầu lọc tinh :

Bầu lọc tinh lọc tạp chất cơ học có kích thước 0,002÷0,003 mm ra khỏi nhiên liệu (trong khi đó khe hở xy lanh và piston bơm 0,0025mm) nên bầu lọc đảm bảo cho hệ thống làm việc tốt

Bình lọc này gồm có vỏ 7 làm bằng nhựa, lõi lọc 6 gồm các phiến lọc làm bằng sợi bông, bao lụa và lưới lọc để lọc tạp chất bẩn trong nhiên liệu, bơm tay 2 để bơm xả không khí khi bình chứa nhiên liệu bị cạn, thay lọc nhiên liệu hoặc không khí bị lọt vào trong ống dẫn nhiên liệu, công tắc cảnh báo lọc nhiên liệu 3 để cảnh báo bình lọc nhiên liệu khi có sự cố (như tắc bộ lọc), vành đai ốc 5 dùng để bắt chặt nắp đậy vỏ và lõi lọc với nhau, công tắc cảnh báo mức nước lắng đọng 8 và nút xã nước lắng đọng

Nhiên liệu từ bình chứa vào bình lọc từ ống 1 đến đường ống 10 nằm phía dưới nắp đậy được nối thông với khoang A nhiên liệu từ khoang A đi qua lõi lọc 6 tại đây tạp chất bẩn tách khỏi nhiên liệu và lắng đọng xuống dưới đáy khoang A nhiên liệu lọc sạch

1- Đường ống vào ; 2- Bơm tay ; 3- Công tắc cảnh báo bình lọc ; 4- Đường ra ; 5- Vành đai ốc ; 6- Lõi lọc nhiên liệu ; 7-

Vỏ ; 8- Công tắc cảnh báo mức nước lắng đọng ; 9- Nút xả.

đi vào khoang B và đi ra đến bơm cao áp từ đầu nối 4 , nhiên liệu bẩn được xả ra từ nút 9

ra khỏi bình lọc

Hình 2-5 Sơ đồ mạch điện công tắc cảnh báo lọc NLTrong bình lọc nhiên liệu của của hệ thống Common Rail lõi lọc làm sợi bông Một bộ lọc nhiên liệu không thích hợp có thể dẫn đến hư hỏng cho các thành phần của bơm, van phân phối và kim phun Bộ lọc nhiên liệu làm sạch nhiên liệu trước khi đưa đến bơm cao áp, và do đó ngăn ngừa sự mài mòn nhanh của các chi tiết bơm

Nước xâm nhập vào hệ thống nhiên liệu có thể làm hư hỏng hệ thống ở dạng ăn mòn Vì vậy bình lọc này có gắng công tác cảnh báo nước lắng đọng để báo mức nước quá giới hạn cho phép của bình lọc, để xả nước ra khỏi bình lọc và bình lọc này cũng có gắng công tắc cảnh báo lọc nhiên liệu, báo khi bình lọc tắc ngẽn làm cho hệ thống nhiên liệu làm việc ổn định và an toàn, hình 3.4 là sơ đồ làm việc các công tắc bộ lọc với ECU

2.4.2 Vùng áp suất cao

Vùng áp suất cao của hệ thống nhiên liệu Common Rail có nhiệm vụ tạo ra một áp suất cao không đổi trong đường ống tích luỹ áp suất và phun nhiên liệu vào buồng cháy động cơ, bao gồm :

- Bơm cao áp với van điều khiển áp suất

- Đường ống nhiên liệu áp suất cao, tức ống phân phối đóng vai trò của bộ tích áp suất cao cùng với cảm biến áp suất nhiên liệu, van giới hạn áp suất, kim phun và đường ống dầu về

a Bơm cao áp

Bơm cao áp có nhiệm vụ tạo ra nhiên liệu có áp suất cao cho quá trình phun Bơm này được lắp đặt trên một ngăn của hệ thống Nhiên liệu sau khi ra khỏi bơm cao áp được vận chuyển vào bộ phận tích luỹ cao áp.

- Áp lực do bơm tạo ra lên đến 180MPa

- Được sử dụng cho xe tải trọng tải nhỏ và vừa và xe hơi

Đặc điểm và cấu tạo của bơm cao áp HP-3

Bơm cao áp tạo áp lực nhiên liệu đến một áp suất lên đến 180MPa Bơm cao áp được lắp đặt tốt nhất ngay trên động cơ như ở hệ thống nhiên liệu của bơm phân phối loại cũ Nó được dẫn động bằng động cơ (tốc độ quay bằng 1/2 tốc độ động cơ, nhưng tối đa là 3000 vòng/phút) thông qua khớp nối bằng bánh răng với động cơ và được bôi trơn bằng chính nhiên liệu nó bơm Van điều khiển áp suất được lắp trên bơm

Bên trong bơm cao áp nhiên liệu được nén bằng 2 piston bơm được bố trí đối xứng Do 2 bơm piston hoạt động luân phiên trong một vòng quay tạo được áp suất cao

và liên tục nhiên liệu đến ống phân phối và cách đặt bơm như vậy chỉ làm tăng nhẹ lực cản của bơm Do đó ứng suất trong hệ thống dẫn động vẫn giữ đồng bộ Điều này có nghĩa hệ thống Common Rail đặt ít tải trọng lên hệ thống truyền động hơn so với hệ

thống cũ Công suất yêu cầu để dẫn động bơm rất nhỏ và tỉ lệ với áp suất trong đường ống phân phối và tốc độ bơm.

1

6

7 8

9 10

2

Hình 2-7 cấu tạo bơm cao áp

Bơm nạp đưa nhiên liệu từ bình chứa qua bộ lọc đến đường dầu vào bơm cao áp được lắp trực tiếp trên bơm Nó đẩy nhiên liệu qua van SCV đến hai piston của bơm cao

áp, cùng trục với bơm cao áp Nhiên liệu được đưa vào hai piston bơm cao áp ít hay nhiều phụ thuộc vào van SCV dưới sự điều khiển của ECU Nhiên liệu dư của bơm nạp

đi qua van và theo đường dầu hồi trở về bình chứa

1-trục dẫn động; 2-vành cam; 3-piston; 4-đường nhiên liệu vào bơm pit ton; 5-đầu nối với ống cao áp; 6-bơm nạp; 7-van SCV; 8-cảm biến nhiệt độ nhiên liệu; 9- đầu

ra của nhiên liệu ở pit ton dưới; 10- cam lệch tâm.

Hình 2-8 Sơ đồ nguyên lý hoạt động bơm cao áp

Trục của bơm cao áp có các cam lệch tâm làm di chuyển 2 piston lên xuống tùy theo hình dạng các vấu cam làm cho 2 piston hút nén đối xứng nhau Van nạp mở ra nhiên liệu

tư bơm nạp qua van SCV được hút vào bơm piston của bơm cao áp tại đây nhiên liệu được nén dưới áp suất cao khi piston lên tới điểm chết trên, áp suất nhiên liệu thắng lực lò xo của van nén, nhiên liệu thoát ra ngoài đến ống phân phối

Piston tiếp tục phân phối cho đến khi nó đi đến điểm chết trên (ĐCT), sau đó do

áp suất bị giảm xuống nên van nén đóng lại Khi áp suất trong buồng bơm của thành phần bơm giảm xuống thì van nạp mở ra và quá trình lặp lại lần nữa

Trên là nguyên lý làm việc chung của bơm cao áp, sau đây ta nguyên cứu vào cấu tạo, nguyên lý làm việc của từng chi tiết trong bơm cao áp gồm : Bơm piston, bơm nạp, van SCV, cảm biến áp suất nhiên liệu

*Bơm piston

Bơm piston của bơm cao áp làm nhiệm vụ bơm nhiên liệu áp suất cao đến ống phân phối, lượng nhiên liệu được bơm ít hay nhiều phụ thuộc vào van SCV

1- trục dẫn động bơm ; 2- Cảm biến áp suất nhiên liệu ; 3- Các đường dầu

trong bơm ; 4- Van điều áp ; 5- Bơm tiếp vận ; 6- piston bơm ; 7- Ống cao áp

rail ; 8- Vành cam ; 9- Cam ; 10- Thùng nhiên liệu ; 11- Van SCV.