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 ) 1.2. Nguyên lý hoạt động Nhiên liệu được dẫn lên từ bơm tiếp dầu đặt trong bơm áp cao được nén tới áp suất cần thiết. Pittong 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 áp suất nhiên liệu, điều chỉnh lượng nhiên liệu đi vào bơm áp cao. ECU luôn theo dõi áp suất nhiên liệu trong ống phân phối bằng cảm biến áp suất nhiên liệu và thực hiện điều khiển phản hồi. 2. CÁC CHI TIẾT TRONG HỆ THỐNG 2.1. Bơm áp cao 2.1.1. Bơm áp cao loại 2 pittong ( HP3) a. Cấu tạo
Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Động Lực II : HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI ỐNG PHÂN PHỐI KHÁI QUÁT HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI ỐNG PHÂN PHỐI 1.1 Cấu tạo chung : Hình 27 : Cấu tạo hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử với ống phân phối Hệ thống Common Rail gồm khối chức : - Khối cấp dầu thấp áp : Thùng dầu, bơm tiếp dầu, lọc dầu, ống dẫn dầu đường dầu hồi - Khối cấp dầu cao áp : Bơm áp cao, Ống phân phối dầu cao áp đến vòi phun ( ống rail, ống chia chung), tyo cao áp, van an tồn van xả áp, vòi phun - Khối – điện tử : cảm biến tín hiệu, ECU EDU ( có), vòi phun, van điều khiển nạp ( gọi van điều khiển áp suất rail ) Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Động Lực 1.2 Nguyên lý hoạt động Nhiên liệu dẫn lên từ bơm tiếp dầu đặt bơm áp cao nén tới áp suất cần thiết Pittong bơm áp cao tạo áp suất phun cần thiết , áp suất thay đổi theo tốc độ động điều kiện tải từ 20 Mpa chế độ không tải đến 135 Mpa chế độ tải cao tốc độ vận hành cao ( hệ thống Diesel điện tử thơng thường áp suất từ 10 đến 80 Mpa ECU điều khiển SCV ( van điều khiển nạp ) để điều chỉnh áp suất nhiên liệu, điều chỉnh lượng nhiên liệu vào bơm áp cao ECU theo dõi áp suất nhiên liệu ống phân phối cảm biến áp suất nhiên liệu thực điều khiển phản hồi CÁC CHI TIẾT TRONG HỆ THỐNG 2.1 Bơm áp cao 2.1.1 Bơm áp cao loại pittong ( HP3) a Cấu tạo Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Động Lực Hình 28 : Cấu tạo bơm áp cao loại pitton Van hút Pittong Cam không đồng trục SCV ( Van điều khiển nạp ) Van phân phối Bơm cấp liệu b Nguyên lý vận hành Píttơng B dẫn nhiên liệu vào pittơng A bơm nhiên liệu Do đó, píttơng A B hút nhiên liệu từ bơm cấp liệu vào khoang cao áp bơm nhiên liệu ống phân phối Việc quay cam lệch tâm làm cho cam vòng quay với trục lệch Cam vòng quay đẩy hai pittơng lên đẩy pittông xuống ngược lại hướng xuống Piston B bị đẩy xuống để nén nhiên liệu chuyển vào ống phân phối píttơng A bị kéo xuống để hút nhiên liệu vào Ngược lại, pittông A đẩy lên để nén nhiên liệu dẫn đến ống phân phối pittơng B kéo lên để hút nhiên liệu lên Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Động Lực Hình 29: Ngun lý tạo áp suất bơm áp cao pitton c Bơm cấp liệu Hình 30 : Bơm cấp liệu kiểu bánh lồng vào Rơ to ngồi Rơ to Bộ phận hút Bộ phận xả Dầu từ thùng dầu vào Dầu đến bơm cao áp 2.1.2 Bơm áp cao loại pitton Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Động Lực a Cấu tạo Hình 31 : Cấu tạo bơm áp cao loại pitton Trục lệch tâm Bơm cấp liệu Cam lệch tâm PCV- Van ĐK nạp Piston bơm Đường dầu hồi Van nạp 9.Dầu hồi từ ống rail Lò xo hồi vị 10.Đường dầu đến ống rail b Nguyên lý vận hành Nguyên lý bơm cao áp dùng có ba píttơng mơ tả gửi nhiên liệu vào ống phân phối cách hút vào bơm Bơm áp cao điều khiển lượng nhiên liệu dẫn vào pittông PCV (van nam châm tỉ lệ), có chức giống SCV (van điều khiển hút) Trường Đại Học SPKT Hưng n Khoa Cơ Khí Động Lực Hình 32 : Ngun lý tạo áp suất bơm áp cao pittong c Bơm cấp liệu Hình 33 : Bơm cấp liệu kiểu bánh ăn khớp Đường dầu vào từ bình nhiên liệu 2.Đường dầu khoang cao áp 2.1.3 Bơm áp cao loại pitton a Cấu tạo Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Động Lực Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Động Lực Hình 34 : Cấu tạo bơm áp cao loại pitton( Dùng cho động 2KD-FTV) SCV Cam lệch tâm Van chiều Van phân phối Pittong Nhiên liệu nạp bơm cấp liệu di chuyển qua SCV van chiều, nén pítttơng bơm qua van phân phối đến ống phân phối 2.2 Ống phân phối Ống phân phối chứa nhiên liệu sáp suất cao tạo bơm cao áp, phân phối nhiên liệu qua ống phun tới vòi phun xi lanh Cảm biến áp suất nhiên liệu phát áp suất ống phân phối truyền tín hiệu tới ECU Trong trường hợp hệ thống bị trục trặc, áp suất ống phân phối lên cao tới mức khơng bình thường van mở xả áp suất Nhiên liệu hồi bình nhiên liệu Hình 35 : Cấu tạo ống phân phối 2.2.1 Bộ hạn chế áp suất Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Động Lực Bộ hạn chế áp suất không hoạt động Bộ hạn chế áp suất hoạt động Hình 36 : Hoạt động hạn chế áp suất Bộ hạn chế áp suất vận hành khí thơng thường để xả áp suất trường hợp áp suất ống phân phối lên cao tới mức khơng bình thường 2.2.2 Van xả áp ( Bộ điều chỉnh áp suất ) Hình 37 : Hoạt động điều chỉnh áp suất Khi áp suất nhiên liệu ống phân phối cao áp suất phun mong muốn van xả áp suất nhận tín từ ECU động để mở van hồi nhiên Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Động Lực liệu ngược bình nhiên liệu áp suất nhiên liệu trở lại áp suất phun mong muốn 2.3 Van điều khiển hút (SCV) Có nhiều cách gọi van điều khiển hút tùy thuộc vào hãng : Toyota : SCV ( ) Bosch : PCV ( Pressure control vale ) Delphi : IMV ( Inlet Metering Vale ) Nhiên liệu nạp bơm cấp liệu di chuyển qua SCV van chiều, nén pítttơng bơm qua van phân phối đến ống phân phối SCV hoạt động điều khiển theo chu kỳ làm việc ECU Đồng thời, việc điều khiển dòng điện thực để hạn chế dòng điện truyền q trình bật lên “ON”, ngăn ngừa cho cuộn dây SCV khơng bị hư hỏng Để điều chỉnh việc tạo áp suất nhiên liệu, lượng nhiên liệu vào bơm cao áp điều chỉnh cách thay đổi thời gian mở /đóng SCV Hình 38 : Hoạt động SCV 10 Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Động Lực 2.4 Vòi phun Các tín từ ECU khuếch đại EDU để vận hành vòi phun Điện áp cao sử dụng đặc biệt van mở để mở vòi phun Lượng phun thời điểm phun điều khiển cách điều chỉnh thời điểm đóng mở vòi phun tương tự hệ thống EFI động xăng 2.4.1 Cấu tạo Vòi phun Common rail khác với vòi phun hệ thống nhiên liệu Diesel thông thường chỗ gồm phần : + Phần van điện tử điều khiển từ ECU EDU + Phần phần vòi phun khí khác vơí vòi phun thơng thường: Đó lò xo cứng vòi phun thơng thường thay chốt tỳ dài ( dài vòi phun) Để đóng chặt kim phun phải cấp áp suất rail vào khoang chốt tỳ Khoang chốt tỳ có van tiết lưu : + Tiết lưu số : Thông với reco tyo cao áp từ ống phân phối đến + Tiết lưu số : Thông với khoang van điện ( để van điện mở áp suất khoang chốt tỳ xả đường dầu hồi ) 11 Trường Đại Học SPKT Hưng n Khoa Cơ Khí Động Lực Hình 39 : Cấu tạo vòi phun Van ngồi Van 2.Tiết lưu Đường dầu hồi Tiết lưu Khoang chốt tỳ Đường dầu từ ống phân 9.Lò xo hồi vị phối Chốt tỳ 10.Kim phun 2.4.2 Hoạt động Khi động khởi động bơm áp cao nén dầu đến áp suất rail cấp vào ống phân phối từ ống phân phối thông qua tyo cao áp cấp điện đến vòi phun chờ sẵn Ở đường vào vòi phun dầu cao áp chia thành hướng: + Hướng : Cấp xuống khoang kim phun 12 Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Động Lực + Hướng : Thông qua van tiết lưu cấp vào khoang chốt tỳ Trường hợp không phun : Nếu lúc ECU chưa cấp xung điều khiển vào van điện vòi phun lò xo van điện đẩy van ngồi xuống đóng kín đường dầu hồi khoang chốt tỳ Do áp suất rail phía chốt tỳ tạo áp lực đè chặt kim phun khơng cho vòi phun dầu Trường hợp phun : Nếu ECU cấp xung điều khiển vào van điện tạo từ trường hút van mở đường hồi dầu làm áp suất đè chốt tỳ Khi áp suất rail khoang kim phun đẩy kim phun chốt tỳ lên để phun dầu vào buồng cháy động Khi kết thúc xung điều khiển phun lò xo van điện đẩy van ngồi đóng đường dầu hồi Lúc dầu áp suất rail lại thông qua tiết lưu để cấp vào khoang chốt tỳ tạo áp lực đè chặt kim phun kết thúc hành trình phun 2.4.4 Điện trở vòi phun 13 Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Động Lực Hình 40 : Điện trở vòi phun Với khoảng thời gian phun, không khớp khí gây khác biệt lượng phun vòi phun Để đảm bảo cho ECU hiệu chỉnh khơng khớp vòi phun bố trí điện trở điều chỉnh vòi phun Trên sở thơng tin nhận từ điện trở điều chỉnh ECU hiệu chỉnh khơng khớp lượng phun vòi phun Những điện trở điều chỉnh cung cấp để tạo cho ECU khả nhận biết vòi phun, chúng khơng nối vào mạch vòi phun 14 ... tâm Van chiều Van phân phối Pittong Nhiên liệu nạp bơm cấp liệu di chuyển qua SCV van chiều, nén pítttơng bơm qua van phân phối đến ống phân phối 2.2 Ống phân phối Ống phân phối chứa nhiên liệu... áp, phân phối nhiên liệu qua ống phun tới vòi phun xi lanh Cảm biến áp suất nhiên liệu phát áp suất ống phân phối truyền tín hiệu tới ECU Trong trường hợp hệ thống bị trục trặc, áp suất ống phân. .. tự hệ thống EFI động xăng 2.4.1 Cấu tạo Vòi phun Common rail khác với vòi phun hệ thống nhiên liệu Diesel thơng thường chỗ gồm phần : + Phần van điện tử điều khiển từ ECU EDU + Phần phần vòi phun