Diesel engine 1 động cơ diesel hiện đại

động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel động cơ diesel

DIESEL ENGINE

ĐỘNG CƠ DIESEL

Sự khác biệt chính giữa động cơ diesel và động cơ xăng

Phương pháp đánh lửa Tự cháy do áp suất &

nhiệt độ (Trong)

Đánh lửa bằng bugi (Ngoài)

Lịch sử phát triển của hệ thống điều khiển động cơ diesel

Do yêu cầu về vấn đề giảm ô nhiễm môi trường do các chất khí độc hại và giảm tiếng ồn đồng thời giảm suất tiêu hao nhiên liệu, hệ thống phun nhiên liệu và hệ thống điều khiển đã liên tục được phát triển Ban đầu, hệ thống nhiên liệu dùng bơm cơ khí (bơm phân phối), với bơm này rất khó đạt được yêu cầu cả về hiệu suất kinh tế và bảo vệ môi trường Thế hệ tiếp theo là bơm phân phối điều khiển điện (COVEC-F) của Zexel Hiện nay là hệ thống nhiên liệu CRDi (Phun nhiên liệu trực tiếp sử dụng ray chung) sử dụng rất nhiều cảm biến để phát hiện điều kiện hoạt động của động cơ đồng thời sử dụng nhiều cơ cấu chấp hành để điều khiển sự hoạt động của động cơ Cả cảm biến và cơ cấu chấp hành ngày nay đều là các thiết bị Cơ khí – Điện – Điện tử kết hợp Một

mô đun điều khiển (ECU) xử lý các thông tin do các cảm biến đưa đến và đưa ra các tín hiệu điều khiển cho các cơ cấu chấp hành để động cơ hoạt động tốt nhất

Nguyên lý hoạt động của động cơ diesel

Động cơ diesel là động cơ cháy cưỡng bức, hỗn hợp nhiên liệu và không khí được hình thành bên trong buồng đốt Vòi phun được lắp bên trong nắp quy lát và phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt Trong chu kỳ nạp, piston đi xuống, xu páp nạp mở và hút không khí vào buồng đốt thông qua đường nạp

Trong chu kỳ nén, không khí được nén lên đến áp suất (32  55) bar, nhiệt độ lên đến 4000C Cuối chu kỳ nén, nhiên liệu được phun vào buồng đốt dưới áp suất từ (250 1800) bar tùy thuộc vào loại động cơ và hệ thống nhiên liệu được sử dụng

Chu kỳ nổ, hỗn hợp nhiên liệu tự bốc cháy do áp suất và nhiệt độ Năng lượng cháy tác động vào piston và chuyển dổi thành năng lượng cơ khí truyền cho trục khuỷu

Chu kỳ xả, piston đi lên, đẩy khí cháy ra ngoài thông qua các xu páp xả

Nhiên liệu diesel

Nhiên liệu diesel (dầu diesel) là một sản phẩm của quá trình trưng cất dầu mỏ được dùng cho động

cơ diesel Nhiên liệu diesel nặng hơn khoảng 18% nhiên liệu xăng Tuy nhiên, nhiên liệu diesel thường chứa lưu huỳnh để bôi trơn Hiện nay, do yêu cầu bảo vệ môi trường đa số luật pháp các nước (đặc biệt là châu Âu) đều yêu cầu hạ thấp nồng độ lưu huỳnh có trong diesel Quá nhiều lưu huỳnh sẽ làm hỏng thiết bị chuyển đổi xúc tác của hệ thống kiểm soát khí thải Tuy nhiên, quá ít lưu huỳnh sẽ giảm khả năng tự bôi trơn của nhiên liệu và yêu cầu phải cho thêm các chất phụ gia khác thay thế Nhiên liệu diesel có chứa năng lượng lớn hơn khoảng 18% xo với nhiên liệu xăng tính trên một đơn vị thể tích Do vậy động cơ diesel thường kinh tế hơn động cơ xăng

Diesel sinh học được lấy từ dầu thực vật và mỡ động vật, hiện tại, HMC không khuyên khách hàng sử dụng diesel sinh học (Bio diesel) cho các loại xe của Hyundai

thấp áp

Đường ống cao áp

Vòi phun

Hệ thống nhiên liệu cho động cơ diesel có các hệ thống chính sau đây:

 Hệ thống cấp nhiên liệu bao gồm thùng nhiên liệu, lọc, đường ống thấp áp, bơm sơ cấp (thấp áp), bơm cao áp, đường ống cao áp (cao áp)

 Hệ thống sấy nóng động cơ khi khởi động (Bugi sấy, hệ thống điều khiển)

 Hệ thống nạp khí (lọc, EGR)

Hệ thống xả bao gồm cả hệ thống chuyển đổi xúc tác, lọc muội

 Hệ thống điều khiển bao gồm ECM, các cảm biến và các cơ cấu chấp hành

 Hệ thống chân không

Các hệ thống chính của hệ thống nhiên liệu

Hệ thống sấy nhiên liệu

Nhiên liệu diesel sẽ trở nên “đặc” khi nhiệt độ xuống thấp, đặc biệt là dưới 00C Khi đó, hình thành các lá paraffin, nó có thể làm tắc lọc trong thời gian ngắn dẫn đến động cơ bị yếu hoặc chết máy Đối với một số nước xứ lạnh, người ta pha chế riêng nhiên liệu dùng trong mùa đông nhưng đây cũng không phải là loại nhiên liệu tin cậy do đó các nhà SX ô tô phải làm thêm hệ thống sấy

Đối với hệ thống nhiên liệu của Bosch, hệ thống sấy được thiết kế bằng hai tấm kim loại kẹp giữa

là 4 miếng bán dẫn và được ép bằng lò xo Hệ thống này thường được nằm giữa giá bắt lọc nhiên liệu và lõi lọc nhiên liệu Hệ thống sấy sẽ bật ON khi nhận được tín hiệu nhiệt độ nhiên liệu từ cảm biến nhiệt độ nhiên liệu được lắp ở bầu lọc

Nước là tác nhân gây hư hỏng hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ Diesel nên người ta thường trang bị cho lọc một cảm biến nước ở nút xả đáy của bầu lọc

Cảm biến nhiệt độ

Lò xo và tấm k

im loại Bán dẫn

Hệ thống sấy buồng đốt (sấy động cơ)

Hệ thống sấy buồng đốt dùng để hỗ trợ trong trường hợp khởi động

lạnh, rút ngắn thời gian làm nóng động cơ và mục đích cuối cùng là

giảm nồng đôi các chất độc hại có trong khí thải

Để bật hệ thống sấy, mô đun điều khiển nhận tín hiệu từ nhiều cảm

biến khác nhau: nhiệt độ nước làm mát, cực L máy phát, tốc độ

động cơ và lượng nhiên liệu được phun Sau đó rơ le sấy bật cấp

điện cho bugi sấy

Khi mới khởi động, diesel cháy nhờ bu-gi sấy, sau đó, nhiên liệu

được cháy trong không khí nóng sẽ cấp thêm nhiệt làm nóng động

cơ Quá trình sấy nóng sẽ giúp động cơ khởi động dễ dàng hơn,

quá trình làm nóng động cơ nhanh hơn, khi động cơ khởi động và

chạy không tải sẽ rất ít khói Đồng thời khi động cơ nguội, hệ thống

sấy cũng giảm độ ồn của buồng đốt

Bu-gi sấy thường được đặt ở vị trí sao cho tia nhiên liệu phun trực

tiếp vào đầu sấy khi kim phun mở dầu

Hệ thống điều khiển quá trình sấy có thể được dùng chung với

ECM hoặc có mô đun điều khiển riêng (GCM) Nếu là GCM thì nó

cũng được kết nối với ECM để lấy thông tin đầu vào

GCM hoặc ECM Tín hiệu vào

Rơ le sấy

Bugi sấy

Bugi sấy loại mới

Lõi sấy Bột cách điện

Lõi điều khiển

Vỏ Gioăng Đệm cách điện Đai ốc tròn

Bugi sấy là một ống kim loại có khả năng chịu ăn mòn và các

khí thải ở nhiệt độ cao Phần tử sấy được đặt trong một hỗn hợp

bột oxit magiê Phần tử sấy gồm hai lõi mắc nối tiếp với nhau:

Lõi sấy nằm ở phía đầu bugi và lõi điều khiển nằm ở bên trong

Trong khi điện trở của lõi sấy gần như không thay đổi theo nhiệt

độ thì điện trở của lõi điều khiển lại tăng cực nhanh theo nhiệt

độ (do làm bằng vật liệu PTC), do vật, tốc độ sấy của bugi này

nhanh hơn nhiều so với các bugi thông thường trước đó Thời

gian sấy giảm xuống chỉ còn 4s để tăng nhiệt độ lên 8000C

Gần đây, Hyundai có sử dụng một hệ thống sấy mới cho các xe

đời mới gọi là hệ thống sấy cực nhanh (ISS – Instant Stating

System), với hệ thống này để sấy lên 1.0000C chỉ cần 2 đến 3s

Loại Bu-gi sấy này hiện được dùng cho động cơ S (Veracuz và

động cơ R cho nhiều mẫu xe

Chuẩn đoán bugi sấy

Bạn phải kiểm tra hệ thống sấy nếu khách hàng phàn nàn rằng khó khởi động khi động cơ nguội hoặc sau khi khởi động có nhiều khói Đối với một số động cơ hiện đại có thể chuẩn đoán hệ thống sấy thông qua máy chuẩn đoán Đối với các hệ thống sấy thông thường, bạn

có thể đo dòng điện sấy, hãy tra sổ Hướng dẫn sửa chữa để biết dòng điện của mỗi bugi (thường là 10 đến 15A), nếu đo dòng điện thấy thấp hơn tiêu chuẩn thì có thể một hoặc nhiều bugi sấy bị hỏng Cũng có thể tháo bugi ra để kiểm tra điện trở (trước khi kiểm tra cần làm sạch) nếu điện trở =0 thì bugi bị hỏng Không kiểm tra trực quan bugi bằng cách nối vào ắc quy, điều đó có thể gây bỏng Khi lắp lại bugi, cần xiết lực vừa đủ, xiết quá lực có thể gây hỏng bugi

Kiểm tra điện trở Kiểm tra dòng điện Không kiểm tra trực tiếp

Khí thải g/kWh

20 40 60 % Lượng khí thải

Muội g/kWh

Tỉ số 

Hệ thống tuần hoàn khí xả (EGR) (tái sử dụng khí xả)

Mục đích chính của hệ thống tuần hoàn khí xả để

giảm lượng khí NOX có trong khí thải

Với hệ thống EGR, một phần khí thải được đưa quay

lại buồng đốt của động cơ, việc này thực chất là làm

giảm hàm lượng oxy trong khí nạp giúp giảm nhiệt độ

cháy ở chu kỳ nổ dẫn đến giảm lượng NOX

Nếu lượng khí thải tuần hoàn lại quá nhiều (>40%),

muội than, CO, HC và suất tiêu hao nhiên liệu lại

tăng lên do thiếu oxi trong buồng đốt Để tuần hoàn

khí xả một đường ống được nối giữa cổ xả và cổ nạp,

trên đường ống có một van điều khiển (van EGR)

Van này có thể được điều khiển bằng motor điện

hoặc bằng van điện từ kiểu solenoid, điều khiển trực

tiếp hoặc gián tiếp

Với các xe của Hyundai ngày nay, khí xả trước khi

quay lại buồng đốt đều được làm mát thông qua giàn

làm mát khí xả (EGR cooler)

Làm mát khí thải

Hệ thống tuần hoàn khí xả (EGR) cho động cơ CRDi

Khác với động cơ xăng, cảm biến đo gió MAF ở động cơ CRDI không chỉ quyết định lượng phun nhiên liệu, giá trị đo được của cảm biến này luôn tỷ lệ thuận với tốc độ động cơ Khi ECU điều khiển van EGR để lấy một lượng khí xả quay lại buồng đốt, lượng khí qua MAF sẽ giảm một lượng tương đương và ECM dùng sự thay đổi này ở MAF để đánh giá lượng gió thực tế đi qua EGR vào buồng đốt

Để nâng cao hiệu quả của hệ thống EGR người ta lắp thêm cảm biến ô xi ở cổ xả để lấy thêm thông tin hàm lượng ôxy có trong khí thải Với hệ thống EGR của động cơ tăng áp, áp suất khí đường nạp thường cao hơn áp suất khí xả ở tốc độ cao, do vậy người ta phải lắp thêm một van ở đường nạp gọi là van ACV để ngăn không cho không khí từ hệ thống nạp đi sang ống xả khi mở van EGR, van này sẽ đóng một phần khi van EGR mở ra

ECM Van EGR

Van EGR

MAFS

ACV

Cảm biến Lamda

Van EGR điện Van EGR chân không

Van tuần hoàn khí xả (EGR):

Van EGR của động cơ “D” được điều khiển thông qua nam châm điện và không có cảm biến phản hồi, van EGR cho động cơ “R” được ĐK bởi motor điện và có cảm biến vị trí để phản hồi về ECU nên việc điều khiển sẽ chính xác hơn

DC Motor

Nấm van Thân van

Khớp nối Cảm biến vị trí

Lò xo hồi

Vấu cam

Van đường nạp (ACV)

Chức năng của van ACV để giảm áp suất trong đường nạp để tăng lượng khí thải tuần hoàn lại buồng đốt Đối với các động cơ có trang bị thêm bộ lọc muội than trên ống xả, khi cần đốt muội để làm sạch bộ lọc, van ACV sẽ đóng một phần để tăng nhiệt độ khí thải để đốt muội Van ACV cũng đóng khi bạn tắt máy để tránh rung động mạnh cho động cơ

Cơ cấu điều khiển van ACV có thể là mô tơ điện hoặc dù gió chân không Điều khiển bằng

mô tơ điện cho độ chính xác cao hơn, điều khiển nhạy hơn, ổn định hơn và chính xác hơn

Van ACV

Cơ cấu điều khiển

Mô tơ điện Van chân không

Van cửa nạp (Van điều khiển xoáy lốc cửa nạp) (SCV)

Khi tốc độ động cơ thấp, tốc độ dòng khí nạp đi vào buồng đốt thấp, hiệu ứng xoáy lốc thấp, khả năng xé tơi và hòa trộn nhiên liệu thấp dẫn đến cháy không hết, công suất thấp và lượng khí độc hại có trong khí thải cao Mỗi xi lanh có hai đường nạp, một trong hai đường nạp được lắp van SCV, tại tốc độ thấp, một đường nạp được van SCV đóng lại dẫn đến tăng tốc độ dòng khí nạp, tăng hiệu ứng xoáy lốc, tăng độ hòa trộn nhiên liệu do đó tăng công xuất và giảm khí thải Các van SCV được dẫn động bởi mô tơ điện (VSA) Để chống kẹt và làm sạch muội các bon tích tụ trên van, SCV mở và đóng hoàn toàn ba lần khi tắt chìa khóa điện

VSA

Bầu lọc khí xả

Kết quả sử dụng thiết bị

Bầu lọc khí xả có tác dụng làm giảm nồng độ HC và CO có trong khí xả, bộ chuyển đổi xúc tác không góp phần làm giảm lượng NOX vì động cơ diesel luôn sử dụng một lượng không khí nhiều hơn nhiều lần so với mức cần thiết để đốt cháy nhiên liệu do đó nồng độ ô xy trong khí thải rất cao nên bộ xúc tác không thể khử nguyên tử ô xy trong phần tử NOX Bầu lọc khí xả gồm một vỏ thép, bên trong chứa gốm có cấu trúc dạng tổ ong, trên bề mặt của cấu trúc này thường được phủ một lớp mỏng các kim loại hiếm như Platinum hoặc palladium Khi khí xả đi qua kết cấu này, dưới tác dụng xúc tác của các kim loại hiếm, phần lớn HC và CO

Bẫy muội (CPF)

Bầu lọc khí xả

Chúng ta đều biết một đặc tính của động cơ diesel là tạo thành muội than và các muội sulfat trong khí thải Để đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường (Euro 4-5-6) các xe lắp động cơ diesel thường lắp thêm một thiết nằm sau bầu lọc khí xả gọi là bẫy muội Bẫy muội có cấu trúc dạng

tổ ong có rất nhiều các lỗ nhỏ, một nửa số lỗ được bịt kín ở mặt trước, nửa còn lại bịt kín ở mặt sau Thành ngăn cách giữa các lỗ có kết cẫu rỗng gồm vô vàn các lỗ nhỏ li ti, khi khí xả đi qua, các hạt muội lớn sẽ được giữ lại Sau một thời gian sử dụng, các muội than sẽ làm tắc lọc và được cảm biến chênh áp suất phát hiện, khi đó ECM sẽ điều khiển động cơ chạy chế độ đốt muội, biến muội than này thành những chất ít độc hại nhất, thải ra ra ngoài và đồng thời cũng làm sạch toàn “bẫy muội” để chuản bị cho chu kỳ sau

Bơm chân không

Khác với động cơ xăng, áp suất tại cổ nạp của động cơ diesel là áp suất dương, do đó, với động cơ diesel phải sử dụng một bơm chân không để tạo nguồn áp suất chân không dùng

để vận hành các thiết bị như trợ lực phanh, các loại van chân không (VIS, EGR Bơm chân không có thể được lắp và dẫn động cùng với máy phát, nó cũng có thể được lắp và dẫn động bằng trục cam Bơm thường sử dụng cơ cấu cánh gạt lệch tâm hoặc bánh răng lệch tâm…….bơm được bôi trơn bằng chính dầu của động cơ trích từ hệ thống bôi trơn

Vỏ bơm

Cánh gạt Gioăng

Lỗ dầu

Cổng xả

Kết cấu

Bơm cao áp kiểu phân phối

Trục dẫn động

Cơ cấu điều chỉnh

Đầu phân phối

Bơm sơ cấp

(Vòng lệch tâm)

Đĩa cam

Thiết bị ĐK thời điểm phun

Bơm cao áp

Bơm cap áp dùng để bơm nhiên liệu đến áp suất đủ cao để cung cấp cho hệ thống phun nhiên liệu Nhiên liệu dưới áp suất cao từ bơm cao áp đi qua các ống dẫn đến các vòi phun và phun nhiên liệu vào buồng đốt

Cùng với sự phát triển của hệ thống phung nhiên liệu, đã có các loại bơm cao áp sau đây được

sử dụng cho các dòng xe của Hyundai:

 Bơm cao áp có cơ cấu điều chỉnh cơ khí (Lucas/Doowan)

 Bơm cáo áp có cơ cấu điều chỉnh điện tử và thiết bị định thời điểm phun (Zexel Covec-F)

Với loại bơm phân phối, trục dẫn động bơm cao áp dẫn động bơm sơ cấp nhiên liệu là bơm cánh gạt để cấp nhiên liệu vào trong bơm Chuyển động quay của trục dẫn động bơm cao áp biến thành chuyển động tịnh tiến của piston bơm cao áp thông qua đĩa cam và con lăn Diesel cao áp được chia tới các vòi phun qua cơ cấu chia ở đầu bơm theo thứ tự nổ Loại bơm này được liên kết chính xác với HT cam vì nó liên quan đến thời điểm phun và tốc độ của bơm bằng ½ tốc độ động

ga, điều khiển thời điểm phun được máy tính điều khiển Phần điều khiển ga, cơ cấu chấp hành được thiết kế kiểu motor GE, do ECU điều khiển, phần điều chỉnh thời điểm phun (sớm/muộn) được máy tính điều khiển thông qua van điện từ để điều khiển áp lực dầu (dầu sơ cấp) tác động lên bộ xy-lanh thủy lực

Loại bơm này có cảm biến tốc độ bơm, cảm biến góc phun sớm và bộ điện trở phun bù

Piston

Vòi phun

Đai ốc nối đường nhiên liệu áp cao Lọc

Đầu nối đường hồi

Đệm điều chỉnh áp suất Đường nhiên liệu cao áp

Lò xo áp suất Chốt áp suất Chốt định vị

Lỗ phun hình côn Lỗ phun hình trụ Lỗ phun tại mặt tì

Trong động cơ diesel, nhiệm vụ của chúng là chuẩn bị và điều khiển quá trình phun và bịt kín đường phun khi quá trình phun kết thúc Để tránh hiện tượng khí xả đẩy vào bên trong vòi phun trong chu kỳ nổ, áp suất nhiên liệu trong vòi phun phải luôn cao hơn áp suất trong buồng đốt tại bất cứ thời điểm nào, vì vậy nhà SX phải tính toán kỹ lưỡng và kết hợp hài hòa giữa bơm cao áp, vòi phun

và lò xo hồi bên trong vòi phun

Bơm cao áp điều khiển điện (COVEC-F)

Điều khiển bơm

 Lượng nhiên liệu được phun

 Thời điểm phun

Điều khiển các cơ cấu khác

 Điều khiển EGR, bugi sấy

Mô tơ GE

Mô tơ GE được đặt trong khoang điều khiển ở phía trên của bơm và được ngâm trong nhiên liệu sơ cấp, nhiên liệu từ khoang bơm đi qua lọc sẽ làm mát cuộn dây và lọc từ trường sẽ giữ lại các mạt sắt để không làm hỏng mô tơ Trục điều khiển được gắn vào mô tơ và đầu còn lại có một chố cầu lệch tâm, chốt này nằm trong rãnh trên vòng điều khiển Mô tơ GE quay để thay đổi vị trí của vòng điều khiển Vị trí của vòng điều khiển được kiểm soát bởi cảm biến và gửi thông tin phản hồi về ECM Khi cuộn dây được cấp nguồn, từ trường trong cuộn dây sinh ra sẽ làm quay mô tơ, cường độ từ trường tỉ lệ với dòng điện được cấp Mô tơ

sẽ quay cho đến khi lực quay cân bằng với lực lò xo thì dừng lại CPS sẽ cảm biến vị trí của vòng điều khiển và gửi thông tin về ECM để hiệu chỉnh nếu cần

Hệ thống nhiên liệu CRDi

Hệ thống nhiên liệu CRDi bao gồm các hệ thống chính sau: ECM, bơm cao áp, rail nhiên liệu

và vòi phun Khác với các loại HT nhiên liệu truyền thống, HT nhiên liệu CRDi dùng bơm cao

áp bơm nhiên liệu vào rail chung và chờ sẵn ở các vòi phun Để mở vòi phun, ECU sẽ ra lệnh thông qua cơ cấu chấp hành nằm trong vòi phun, do vậy trong một chu kỳ, vòi phun có thể phun nhiều lần

Các xe Hyundai sử dụng hệ thống CRDi của hai hãng chính là Bosch và Delphi từ năm 2006, Hyundai chỉ dùng HT này từ hãng Bosch Để điều khiển áp suất nhiên liệu, Bosch sử dụng van điều áp trên rail hoặc kết hợp van điều khiển lưu lượng sơ cấp còn Delphi chỉ sử dụng van điều khiển lưu lượng sơ cấp (IMV)

Ray chứa chung

ECM

Mô đun điều khiển động cơ (ECM)

Hệ thống nhiên liệu CRDi được điều khiển bởi Mô đun điều khiển động cơ (ECM) ECM thực chất là một máy tính, các cảm biến, cơ cấu chấp hành, nguồn điện được nối tới ECM bằng những giắc cắm có rất nhiều chân Các mạch điều khiển bên trong ECM được bố trí sao cho

nó có đủ không gian để thoát nhiệt khi hoạt động ECM nhận các tín hiệu từ các cảm biến, sau đó, các thông tin này được bộ vi xử lý xử lý và tính toán thời gian, thời điểm, số lần phun và lượng phun nhiên liệu Sau đó, ECM sẽ cấp tín hiệu điều khiển đến các cơ cấu chấp hành (Vòi phun) để thực hiện việc phun nhiên liệu theo đúng yêu cầu

ECM

Cảm biến/

Công tắc

Cơ cấu chấp hành

Hệ thống cấp nhiên liệu đường thấp áp

Hệ thống cấp nhiên liệu đường thấp áp

Bánh răng dẫn động

Cửa

hút

Cửa xả

Bơm bánh răng

Loại bơm thứ 2 ít được sử dụng hơn là bơm bánh răng được chế tạo tích hợp trong bơm cao

áp và được dẫn động cùng bơm cao áp Do đó, nó chỉ hoạt động khi khởi động động cơ Đây là loại bơm không cần bảo dưỡng Do nó chỉ hoạt động khi động cơ hoạt động nên trong trường hợp hết nhiên liệu trong thùng hoặc sửa chữa đường nhiên liệu, phải sử dụng bơm tay (đặt ngay cạnh bơm cao áp) để bơm mồi nhiên liệu lên bơm cao áp và xả air

Với HT nhiên liệu của Delphi thì bơm này là loại bơm cánh gạt

Hệ thống cấp nhiên liệu đường cao áp

Hệ thống cấp nhiên liệu đường cao áp bao gồm bơm cao áp, common rail và các đường ống dẫn Bơm cao áp liên tục cấp nhiên liệu dưới áp suất cao chứa trong rail chứa Bơm cao áp được dẫn động bởi động cơ, có tốc độ bằng ½ hoặc bằng tốc độ của động cơ và được bôi trơn bằng chính nhiên liệu được bơm Bên trong bơm, 3 piston nén nhiên liệu được bố trí đặt lệch nhau một góc 1200 với loại bơm hình sao Trục dẫn động là một cam lệch tâm để dẫn động bơm và piston

sẽ chuyển động tịnh tiến để đẩy nhiên liệu vào đường ống và dẫn đến common rail

Hệ thống điều khiển áp suất nhiên liệu trên common rail

1

2

3

Tùy theo điều kiện hoạt động thực tế của động cơ và của xe,

ECM sẽ điều khiển tăng, giảm hay duy trì áp suất nhiên liệu

trong ray chứa ở một mức độ nào đó Thông thường, ECM

nhận tín hiệu áp suất ray từ cảm biêm RPS (2) sau đó so

sánh với áp suất cần thiết (target) và đưa ra tín hiệu điều

khiển Để điều khiển áp suất ray, có nhiều phương án khác

nhau được sử dụng cho từng model động cơ cụ thể

Loại điều khiển áp suất đầu ra, thế hệ 1: Bơm sơ cấp (loại bơm điện thả thùng) cấp nhiên liệu cho bơm cao áp, bơm cao áp nén nhiên liệu lên đến áp suất tối đa khoảng 1350 bar Hệ thống điều khiển áp suất đầu ra được điều khiển bằng cách tăng hay giảm lượng nhiên liệu hồi từ common rail về thùng nhiên liệu ECM điều khiển Van điều khiển áp suất rail (1) (RPCV), khi áp suất cao, van RPCV mở để hồi nhiên liệu từ rail về thùng, khi áp suất thấp, van RPCV đóng để tăng áp suất trong rail do đó duy trì áp suất trong rail ở mức yêu cầu Để điều khiển bù do nhiệt độ nhiên liệu tăng cao, cảm biến nhiệt độ nhiên liệu (FTS) 3 được lắp ở đường dầu sơ cấp để cấp thông tin cho ECM

Van điều áp trên rail (RPCV) được ECU điều khiển kiểu duty Kiểu điều áp này được lắp trên xe SANTAFE SM và các loại xe khác dùng chung kiểu động cơ

Loại điều khiển áp suất đầu vào, thế hệ 2: Bơm sơ cấp là

bơm bánh răng tích hợp trong bơm cao áp Áp suất nhiên

liệu được nén lên đến 1350 bar Điều khiển lưu lượng đầu

vào bơm là điều khiển lượng nhiên liệu từ bơm bánh răng

được cấp cho bơm cao áp ECM điều khiển Van (1)

(MPROP), trong điều kiện bình thường, van MPROP mở để

duy trì áp suất bình thường trong ray, khi áp suất nhiên liệu

trong ray tăng cao, van MPROP đóng một phần và lượng

nhiên liệu được đưa đến bơm cao áp ít hơn, áp suất rail sẽ

giảm Van này là kiểu van thường mở

Để đảm bảo an toàn, trên rail được trang bị thêm một van an toàn (3) (PLV) Khi Van MPROP hỏng, áp suất nhiên liệu trên rail quá cao thì van PLV mở để giảm áp trong rail, van này là loại van cơ khí hoàn toàn, không được điều khiển bởi ECU

HT điều khiển áp suất này được dùng cho các mẫu xe Starex, Porter, Terracan và các mẫu dùng động cơ “A”

Hệ thống điều khiển áp suất nhiên liệu trên common rail

Loại điều khiển cả áp suất đầu vào và đầu ra, thế hệ 3: Ở loại

điều áp này, bơm sơ cấp là bơm điện được lắp trong thùng

chứa để cấp nhiên liệu cho bơm cao áp, áp suất sơ cấp

khoảng 3~4 bar Áp suất cao áp tối đa có thể lên đến 1800

bar Áp suất common rail được ECM điều khiển bằng cả

MPROP và RPCV Hệ thống cũng lắp thêm cảm biến FTS để

điều khiển bù Loại ĐK này loại trừ được cả hai nhược điểm

của thế hệ 1

Một biến thể của loại điều áp này là dùng bơm sơ cấp kiểu

bánh răng như ở thê hệ 1, tuy nhiên trên thực tế rất ít loại

động cơ dùng công nghệ này

RPCV

MPROP

RPS

ECM

Khi khởi động: Bơm cao áp cần đưa nhiên liệu lên

common rail càng nhanh càng tốt do vậy van

MPROP mở để đưa nhiên liệu đến bơm cao áp càng

nhiều càng tốt, RPCV đóng để ngăn không cho

nhiên liệu hồi

Tại tốc độ không tải và tốc độ thấp: ECM điều khiển

cả hai van MPROP và RPCV để bơm cao áp hoạt

động tốt hơn và tránh tạo thành xung áp suất bên

trong common rail do hiện tượng tạo chân không

trong bơm cao áp khi piston đi xuống

Tại tốc độ cao hơn: Điều khiển chủ yếu bằng van

MPROP để bơm cao áp không tiêu tốn quá nhiều

năng lượng Van RPCV chỉ dùng để điều khiển khi

cần hạ nhanh áp suất trên common rail

Hệ thống điều khiển áp suất nhiên liệu trên common rail

Van điều khiển áp suất trên rail:

Van điều áp trên rail loại nam châm điện được

lắp chủ yếu trên động cơ “D”, đây là loại van

thường đóng, chỉ với với lực nén của lò xo, áp

suất trên rail có thể đạt 100 bar

Van điều áp trên rail loại “PIEZO” được lắp chủ yếu trên động cơ “R”, đây là loại van thường mở, do vậy, khi IG OFF, diesel sẽ hồi hết khỏi hệ thống cao áp, nhằm khắc phục hiện tượng khó nổ khi thời tiết lạnh do nhiên liệu trong hệ thống không được làm nóng

Van điều khiển áp suất trên bơm cao áp:

Van điều áp trên bơm là loại van kiểu cửa sập với cửa sập dạng ống trụ tròn và rỗng lòng

Vòi phun

Khác với các loại động cơ khác, trong động cơ CRDi, thời điểm phun và lượng nhiên liệu được phun được điều khiển bằng chính vòi phun ECM điều khiển vòi phun bằng cách cấp nguồn cho vòi phun Vòi phun trong hệ thống CRDi và một chi tiết có độ chính xác rất cao,

nó có thể phun được lượng nhiên liệu trong khoảng từ 0,5mg đến 100mg trong một lần phun với áp suất từ 150 bar đến 1800 bar Tuy nhiên, do có sự khác biệt nhỏ về dung sai,

ma sát, tụt áp suất là lực điện từ giữa các vòi phun nên sự khác biệt giữa các vòi phun có thể lên đến 0.5mg nhiên liệu trong một lần phun Nếu không có sự căn chỉnh thì không thể đảm bảo hoạt động tốt của động cơ Nêu sau khi chế tạo, các vòi phun đều được thử nghiệm và phân loại Do vậy cùng là vòi phun nhưng có rất nhiều loại khác nhau được sử dụng cho từng động cơ khác nhau và cấp độ khí thải khác nhau (Euro 2, Euro 3 Euro 4) Khi thay thế vòi phun, căn cứ vào từng loại vòi phun cũ mà lựa chọn loại vòi phun thay thế mới phù hợp

Đối với các vòi phun được phân loại bằng các chữ số C1, C2, C3: khi thay thế, phải sử dụng vòi phun có ký hiệu như nhau, 4 vòi phun của động cơ cũng phải cùng một loại

Vòi phun

Đối với các vòi phun được phân loại bằng các chữ số X, Y, Z: khi thay thế, tốt nhất sử dụng các vòi phun có cùng ký hiệu, nếu không thể lắp 4 vòi phun cùng loại bạn có thể kết hợp như sơ đồ sau:

phun loại Y được

Vòi phun