KIỂM TRA và CHẨN đoán hệ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL điều KHIỂN điện tử

KIỂM TRA và CHẨN đoán, hệ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL, điều KHIỂN điện tử

MỤC LỤC

Trang

LỜI NÓI ĐẦU 4

1 Tổng quan hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử 5

1.1 Đặc điểm hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel 5

1.1.1 Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel 5

1.1.2 Đặc điểm của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel 5

1.2 Lịch sử phát triển của hệ thống nhiên liệu Diesel và Diesel điều khiển điện tử 7

1.3 Phân loại và đặc điểm hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử 8

1.3.1 Phân loại 8

1.3.2 Đặc điểm 8

2 Các hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử 10

2.1 Hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử dùng bơm cao áp 10

2.1.1 Bơm PE điều khiển điện tử có cơ cấu ga điện từ 10

2.1.2 Bơm VE điều khiển điện tử có cơ cấu ga điện từ 12

2.1.3 Bơm VE điều khiển điện tử có van xả áp 15

2.2 Hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử dùng ống phân phối (Common Rail System) 23

2.2.1 Khái quát hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử dùng ống phân phối 23

2.2.2 Chức năng của hệ thống Common Rail 24

2.2.3 Đặc tính phun của hệ thống Common Rail 26

2.3 Hệ thống nhiên liệu điều khiển điện tử dùng bơm – vòi phun kết hợp HEUI (Hydraulically Actuated Electronically Controlled Unit Ịnection) 28

2.3.1 Khái quát về hệ thống nhiên liệu Diesel HEUI 28

2.3.2 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Diesel HEUI 29

2.4 Hệ thống điều khiển và vị trí các cảm biến trong hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử 31

2.4.1 Sơ đồ hệ điều khiển trong hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử 31

2.4.2 Sơ đồ bố trí các cảm biến 33

2.4.3 Hệ điều khiển trong hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử 34

3 Kiểm tra và chẩn đoán hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử 38

3.1 Các triệu chứng hư hỏng của hệ thống 38

3.2 Kiểm tra hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử dùng bơm cao áp 40

3.2.1 Kiểm tra van điều khiển lượng phun SPV 41

3.2.2 Kiểm tra van điều khiển phun sớm TCV 41

3.3 Kiểm tra và chẩn đoán hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử dùng ống phân phối 41

3.3.1 Chẩn đoán kim phun cơ bản 42

3.3.2 Quy trình chẩn đoán kim phun theo biểu hiện trên xe 42

3.3.3 Quy trình kiểm tra bơm cao áp 46

3.3.4 Quy trình kiểm tra van PCV 48

3.3.5 Chẩn đoán bằng thiết bị Common Tester 49

4 Khảo sát hệ thống Common Rail trên động cơ 1KD – FTV 57

4.1 Các thông số kỹ thuật của động cơ 1KD – FTV 57

4.2 Giới thiệu về động cơ 1KD – FTV 58

4.2.1 Nhóm piston 58

4.2.2 Nhóm trục khuỷu 59

4.2.3 Thanh truyền 61

4.2.4 Thân máy và nắp xylanh 62

4.2.5 Cơ cấu phân phối khí 63

4.2.6 Hệ thống làm mát 64

4.2.7 Hệ thống bôi trơn 65

4.2.8 Hệ thống tăng áp 66

4.3 Tính toán nhiệt động cơ 1KD – FTV 68

4.3.1 Các thông số ban đầu 68

4.3.2 Các thông số chọn của động cơ 68

4.3.3 Tính toán các thông số của chu trình 69

4.4 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ 1KD – FTV 75

4.5 Kết cấu hệ thống nhiên liệu động cơ 1KD – FTV 75

4.5.1 Vùng áp suất thấp 75

4.5.2 Bình chứa nhiên liệu 76

4.5.3 Đường ống dẫn nhiên liệu áp suất thấp 76

4.5.4 Lọc nhiên liệu 76

4.5.5 Vùng áp suất cao 77

4.5.6 Bơm cao áp 78

4.5.7 Vòi phun 81

4.5.8 Đường ống dẫn nhiên liệu áp suất cao 87

4.6 Các cảm biến trong hệ điều khiển của thống nhiên liệu động cơ 1KD – FTV 88

4.6.1 Cảm biến vị trí van cắt đường nạp VTA (VLU) 88

4.6.2 Cảm biến vị trí bàn đạp ga VPA 89

4.6.3 Cảm biến vị trí trục khuỷu NE 90

4.6.4 Cảm biến vị trí trục cam G (TDC) 91

4.6.5 Cảm biến nhiệt độ khí nạp THA 92

4.6.6 Cảm biến áp suất đường ống nạp PIM 93

4.6.7 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát THW 94

4.6.8 Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu THF 95

4.6.9 Cảm biến áp suất nhiên liệu PCR1 96

5 Tính toán kiểm nghiệm các thông số chính của bơm cao áp, vòi phun 97

5.1 Tính toán bơm cao áp 97

5.1.1 Lượng nhiên liệu cung cấp cho xylanh trong một chu trình công tác 97

5.1.2 Đường kính piston bơm cao áp 97

5.1.3 Hành trình có ích của piston bơm cao áp 98

5.2 Tính vòi phun 98

5.2.1 Lượng phun nhiên liệu lớn nhất trong một chu trình Qmax 99

5.2.2 Tổng tiết diện lưu thông của lỗ phun 99

5.2.3 Tiết diện lưu thông của một lỗ phun 99

5.2.4 Đường kính lỗ phun tính toán 99

6 Tìm hiểu các dạng hư hỏng, cách khắc phục và chẩn đoán 100

6.1 Các dạng hư hỏng thường gặp ở hệ thống nhiên liệu 100

6.1.1 Các dạng hư hỏng bơm cao áp 100

6.1.2 Các dạng hư hỏng vòi phun 100

6.1.3 Các dạng hư hỏng bộ lọc nhiên liệu 100

6.1.4 Các dạng hư hỏng của đường ống dẫn nhiên liệu 100

6.1.5 Hư hỏng của hệ thống điện tử và các cảm biến 101

6.2 Khắc phục hư hỏng của hệ thống nhiên liệu 101

6.2.1 Bơm cao áp 101

6.2.2 Ống phân phối 101

6.2.3 Vòi phun 101

6.3 Phương pháp chẩn đoán 101

6.3.1 Động cơ không tải không êm, bị rung động 101

6.3.2 Động cơ có iến gõ, kêu lạch cạch 102

6.3.3 Động cơ bị yếu, bị ì 102

7 Kết luận chung 103

TÀI LIỆU THAM KHẢO 105

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay trong công cuộc đổi mới đất nước, công nghiệp hoá hiện đại hoá

là nhu cầu tất yếu của một nước phát triển Cùng với sự phát triển của các lĩnh vực,lĩnh vực giao thông cũng nắm vai trò chủ đạo, đặc biệt trong vấn đề vận chuyển và

đi lại Trong các phương tiện giao thông thì ô tô chiếm một số lượng lớn phục vụnhu các nhu cầu của con người trong công việc như vận tải hàng hoá, du lịch Do

đó đòi hỏi nghành ô tô luôn cần có sự đổi mới, tối ưu hoá về mặt kỹ thuật, hoànthiện hơn về mặt công nghệ, để nâng cao tính hiện đại, tính kinh tế, trong quá trìnhvận hành Để đạt được các yêu cầu đó các nhà sản xuất,các kỹ sư trong nghànhđộng lực cần phải có một kiến thức sâu rộng, tiếp cận nhiều trong thực tế để tìm racác biện pháp tối ưu trong quá trình nghiên cứu

Việc giảm tối ưu lượng nhiên liệu mà công suất động cơ vẫn đảm bảo đang

là vấn đề bức thiết và là nhu cầu hàng đầu trong mục đích sử dụng của khách hàng.Công nghệ phun nhiên liệu điện tử đã ra đời và đáp ứng được mục đích sử dụng.Cùng với công nghệ phun xăng điện tử, công nghệ phun Diesel điện tử cũng đãđược nghiên cứu và ứng dụng trong ngành ôtô vài năm trở lại đây

Sau 5 năm học tập và rèn luyện tại trường, em đã chọn cho mình đề tài :

“Kiểm tra và chẩn đoán hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử” Được

sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn, thầy giáo PGS.TS.Trần Thanh Hải Tùng và các thầy giáo trong bộ môn, sự góp ý thực tế của các bạn và sự cố

gắng của bản thân trong một thời gian ngắn đã giúp em hoàn thành đồ án này Tuyđây không phải là đồ án đầu tiên, nhưng do thời gian có hạn, kiến thức còn hạn chế,

sự tiếp xúc với thực tế còn ít nên đồ án không thể tránh khỏi những sai sót Rấtmong được sự chỉ dẫn của thầy Em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày 10 tháng 06 năm 2010

Sinh viên thực hiên

Phạm Văn Tâm

1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ 1.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL.

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

 Nhiệm vụ :

- Dự trữ nhiên liệu: Đảm bảo cho động cơ có thể làm việc liên tục trong một

thời gian nhất định ; lọc sạch nước, tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu ; giúp nhiênliệu chuyển động thông thoáng trong hệ thống

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

+ Lượng nhiên liệu cấp cho mổi 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 liêu vào các xylanh phải đồng đều Phải phun nhiênliệu vào xylanh qua lỗ phun nhỏ với chênh áp lớn phía trước và lỗ phun, để nhiênliệu được xé tơi tốt

- Các tia nhiên liệu phun vào xylanh động cơ phải đảm bảo kết hợp tốt giữa

số lượng và phương hướng, hình dạng, kích thước của các tia phun với hình dạngbuồng cháy và với cường độ và phương hướng chuyển động của mỗi chất trongbuồng cháy để hoà khí được hình thành nhanh và đều

 Yêu cầu :

Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel phải thoả mãn các yêu cầu sau :

- Hoạt động lâu bền, có độ tin cậy cao

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

- Dễ chế tạo, giá thành hạ

1.1.2 Đặc điểm của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel.

Đặc điểm khác biệt của động cơ diesel so với động cơ xăng là địa điểm vàthời gian hình thành hoà khí Trong động cơ xăng, hoà khí bắt đầu hình thành ngay

từ khi xăng được hút khỏi vòi phun vào đường nạp (động cơ dùng bộ chế hoà khí)hoặc được phun vào đường ống nạp (động cơ phun xăng) Quá trình trên được còntiếp diễn trong xy lanh, suốt quá trình nạp và quá trình nén cho đến khi được đốtcháy cưỡng bức bằng tia lửa điện Ở động cơ diesel gần cuối quá trình nén, nhiênliệu mới được phun vào buồng cháy động cơ để hình thành hoà khí rồi tự bốc cháy

Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel là bộ phận quan trọng nhất của động cơ thựchiện sự hình thành hoà khí kể trên

Bơm chuyển nhiên liệu 9 hút nhiên liệu từ thùng chứa 12, sau đó đẩy tới bầulọc tinh 2 Tại bầu lọc tinh nhiên liệu được lọc sạch tạp chất, sau đó nhiên liệu theođường ống 3 tới bơm cao áp 8 Bơm cao áp tạo cho nhiên liệu một áp suất đủ lớntheo đường ống cao áp 6 đến vòi phun 4 cung cấp cho xylanh động cơ.

Nhiên liệu rò qua khe hở trong thân kim phun của vòi phun và trong các tổbơm cao áp được theo đường ống dẫn 5 và 11 trở về thùng chứa

Nhiên liệu đi vào trong xylanh bơm cao áp không được lẫn không khí vìkhông khí sẽ làm cho hệ số nạp của các tổ bơm không ổn định, thậm chí có thể làmgián đoạn quá trình cấp nhiên liệu Không khí lẫn trong hệ thống nhiên liệu có thể là

do không khí hòa tan trong nhiên liệu tách ra khi áp suất thay đổi đột ngột, cũng cóthể do khí trời lọt vào do đường ống không kín, đặc biệt là ở những khu vực mà ápsuất nhiên liệu thấp hơn áp suất khí trời Để xả không khí ra khỏi hệ thống nhiênliệu trên bầu lọc, trên vòi phun và trên bơm cao áp có bulông xả khí

6 7

8 9

1- Bulông xả khí ; 2- Bầu lọc nhiên liệu ; 3, 5, 6,

10, 11- Ống dẫn nhiên liệu ; 4- Vòi phun ; 7- Van tràn ; 8- Bơm cao áp ; 9- Bơm chuyển ; 12- Thùng chứa nhiên liệu ; 13- Bulông xả nước.

trên piston bị chèn chui vào phần khoét lõm ở đỉnh piston, tạo ra ở đây dòng xoáylốc hướng kính ngày càng mạnh Cuối quá trình nén, nhiên liệu được phun vào dòngxoáy lốc này, được xé nhỏ, sấy nóng, bay hơi và hoà trộn đều với không khí tạo rahoà khí rồi tự bốc cháy.

1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL VÀ DIESEL ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ.

Động cơ Diesel được phát minh vào năm 1892 nhờ kỹ sư người Đức RudolfDiesel, hoạt động theo nguyên lý tự cháy Ở gần cuối quá trình nén, nhiên liệu đượcphun vào buồng cháy động cơ để hình thành hòa khí rồi tự bốc cháy Đến năm 1927Robert Bosch mới phát triển bơm cao áp (bơm phun Bosch lắp cho động cơ Dieseltrên ôtô thương mại và ôtô khách vào năm 1936)

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 côngnghệ, các vấn đề được giải quyết và động cơ Diesel ngày càng trở nên phổ biến vàhữu dụng hơn

Khí thải động cơ Diesel là một trong những thủ phạm gây ô nhiễm môitrường Động cơ Diesel có tính hiệu quả và kinh tế hơn động cơ xăng, tuy nhiên vấn

đề tiếng ồn và khí thải vẫn là những hạn chế trong sử dụng động cơ Diesel

Hệ thống nhiên liệu Diesel không ngừng được cải tiến với các giải pháp kỹthật tối ưu nhằm làm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm và suất tiêu hao nhiên liệu.Các chuyên gia nghiên cứu động cơ Diesel đã đề ra nhiều biện pháp khác nhau về

kỹ thuật phun và điều khiển quá trình cháy nhằm hạn chế các chất ô nhiễm Cácbiện pháp chủ yếu tập trung vào giải quyết các vấn đề:

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

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

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

- 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 bộphận của hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiên điện tử như:

- Bơm cao áp điều khiển điện tử

- Vòi phun điện tử

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

Năm 1986 Bosch đã đưa ra thị trường việc điều khiển điện tử cho hệ thốngcung cấp nhiên liệu Diesel được gọi là hệ thống nhiên liệu Common Rail Cho đếnnay hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail đã được hoàn thiện Trong động cơDiesel hiện đại, áp suất phun được thực hiện cho mỗi vòi phun một cách riêng rẽ,

nhiín liệu âp suất cao được chứa trong ống Rail vă được phđn phối đến từng vòiphun theo yíu cầu So với câc hệ thống cung cấp nhiín liệu Diesel thông thường thìCommon Rail Diesel đê đâp ứng vă giải quyết được những vấn đề:

- Giảm tối đa mức độ tiếng ồn

- Nhiín liệu được phun ra với âp suất rất cao nhờ kết hợp điều khiển điện tử,

âp suất phun có thể đạt tới 184 MPa Thời gian phun cực ngắn vă tốc độ phun cựcnhanh (khoảng 1,1 m/s)

- Có thể thay đổi âp suất phun vă thời điểm phun tùy theo chế độ lăm việccủa động cơ

- Tiết kiệm nhiín liệu

- Giảm mức độ ô nhiễm môi trường

Loại HEUI Loại EUI Loại 4 Piston Loại 3 Piston Bơm

VE điều khiển điện tử có van xả áp

Bơm

VE điều khiển điện tử có

cơ cấu

ga điện từ

Hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử dùng Bơm - Vòi phun kết hợp

Hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử

Bơm VE một piston hướng trục

Loại 2 Piston Bơm

PE điều khiển điện tử có

cơ cấu

ga điện từ

Hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử dùng ống phân phối - Common Rail System

Hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử dùng bơm cao áp

Hình 1.2: Sơ đồ phđn loại hệ thống nhiín liệu Diesel điều khiển điện tử

1.3.2 Đặc điểm

Các hệ thống phun nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử cho phép giảm bớtđáng kể kết cấu cơ khí của bơm cao áp, chẳng hạn như rãnh cắt nhiên liệu, bộ điềutốc, cơ cấu kiểm soát thời điểm phun…Do vậy chức năng của bơm cao áp chỉ thựchiện tạo nên áp suất nhiên liệu cao, cho phép tối ưu hóa kết cấu theo hướng tạo nên

áp suất cao, thực hiện phun tơi nhiên liệu

Hơn nữa, khả năng điều chỉnh được thực hiện theo nhiều tín hiệu cấp choECU, do vậy tính chất tinh chỉnh sẽ cao hơn, đáp ứng chính xác nhiều chế độ làmviệc của động cơ, thực hiện thỏa mãn nhu cầu làm việc của động cơ trong nhiềutrạng thái làm việc mà không gây nên hiện tượng thừa thiếu nhiên liệu, phát huy tối

đa công suất và cải thiện chất lượng khí xả

Tuy nhiên nhược điểm duy nhất của hệ thống là giá thành cao, độ tin cậy phụthuộc vào công nghệ của các nhà sản xuất

Các hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử hiện nay bao gồm:

a Hệ thống nhiên liệu Diesel điều kiển điện tử dùng bơm PE có cơ cấu ga điện từ:

- Điều chỉnh lượng nhiên liệu phun bằng cách điều chỉnh thanh răng nhờ cần

ga điện từ (không dùng bộ điều tốc)

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

b Hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử dùng bơm phân phối

VE có cơ cấu ga điện từ:

- Cấu tạo gần giống với bơm VE thông thường

- Áp suất phun đạt xấp xỉ 80 MPa

- Điều chỉnh lượng phun nhiên liệu bằng cần ga điện từ (không dùng bộ điềutốc như bơm VE thông thường)

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

c Hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử dùng bơm VE có van xả

áp loại một piston hướng trục:

- Cấu tạo gồm có các bộ phân chính: bơm sơ cấp, khớp chữ thập dẫn độngcam đĩa, vành con lăn, cam đĩa, piston, van tắt máy, cơ cấu điều khiển phun sớm

- Áp suất phun đạt xấp xỉ là 130 MPa

- Điều chỉnh lượng phun nhiên liệu bằng van xả áp

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

d Hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử dùng bơm VE có van xả

áp loại nhiều piston hướng kính:

- Dùng một bơm sơ cấp để tạo ra áp suất sơ cấp nạp vào trong khoang bơm

- Áp suất phun cao hơn loại piston hướng trục

- Hệ thống tạo áp suất nhiên liệu và phân phối nhiên liệu khác so với loạihướng trục.

- Điều khiển lượng phun bằng van xả áp trực tiếp

e Hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử dùng 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 (1,1m/s bao gồm một lầnphun mồi và một lần phun chính thức )

- Các chi tiết trong hệ thống cao áp được chế tạo rất chính xác ( khe hở giữakim phun và xi lanh phun là 0,5 ÷ 2 µm )

f Hệ thống nhiên liệu Diesel HEUI (Hydraulically Electronically Controlled Unit Injector – Tác động thủy lực, điều khiển điện tử):

- Hệ thống HEUI được điều khiển bằng ECM Phun nhiên liệu bằng áp suấtdầu từ 800 ÷ 3000 Psi, được bơm cao áp đưa vào vòi phun Quá trình phun đượcđiều khiển bằng van điện từ nhận tín hiệu điều khiển từ ECM

- Áp suất phun đối với hệ thống nhiên HEUI không phụ thuộc vào tốc độđộng cơ mà được điều khiển điện tử

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

Công nghệ phun nhiên liệu cho động cơ Diesel trước đây được coi là khóbiến đổi vì các chi tiết điên tử thay thế rất liên kết cơ khí ở động cơ truyền thống rấtphức tạp, đòi hỏi các nhà sản xuất cần có kỹ thuật công nghệ cao Ngày nay vớinhững bước tiến mới của khoa học kỹ thuật cùng với sức ép về tiêu chuẩn khí xả,công nghệ này đã có những bước tiến vượt bậc Sau đây ta sẽ đi vào cụ thể từng hệthống

2 CÁC HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ.

2.1 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ DÙNG BƠM CAO ÁP 2.1.1 Bơm PE điều kiển điện tử có cơ cấu ga điện từ.

Hình 2.1: Bơm cao áp PE điều khiển điện tử

b Hoạt động của bơm:

Khi ôtô máy kéo làm việc, tải trọng trên động cơ luôn thay đổi Nếu thanhrăng của bơm cao áp giữ nguyên một chỗ thì khi tăng tải trọng, số vòng quay củađộng cơ sẽ giảm xuống, còn khi tải trọng giảm thì số vòng quay sẽ tăng lên Điều đódẫn đến trước tiên làm thay đổi tốc độ của ôtô máy kéo, thứ hai là động cơ làm việc

ở những chế độ không có lợi

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

Khi luôn luôn có sự thay đổi tải trọng thì không thể dùng tay mà điều chỉnhlượng nhiên liệu cấp vào xylanh, công việc ấy được thực hiên tự động nhờ một thiết

bị đặc biệt trên bơm cao áp gọi là cơ cấu ga điện từ

 Cơ cấu ga điện từ làm nhiệm vụ:

- Điều hòa tốc độ động cơ dù có tải hay không tải

- Đáp ứng được mọi tốc độ 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 quy định

Hình 2.2: Cơ cấu ga điện từ bơm PE

Khi ECU gửi xung đến cuộn dây 8, từ trường do cuộn dây sinh ra tác độnglên lõi thép di động 6 làm nó dịch chuyển sang trái hay sang phải kéo theo thanhrăng dịch chuyển làm thay đổi hành trình bơm (hành trình có ích)

Tùy theo các tín hiêu nhận được từ các cảm biến khác nhau (cảm biến tốc độ,cảm biến vị trí bàn đạp ga…) mà ECU sẽ tính toán để gửi những xung có tần sốkhác nhau đến cuộn dây, từ đó kéo thanh răng dịch chuyển đến từng vị trí cấp nhiênliệu phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ

Động cơ đang làm việc ở chế độ ổn định, nếu ta tăng tải như khi xe đang lêndốc hay máy cung cấp điện nhiều, vì tăng tải nên tốc độ động cơ giảm, thông quacảm biến tốc độ và một số cảm biến khác, ECU sẽ xuất ra những chuỗi xung có tỷ

lệ biến thiên cao và gửi đến cuộn dây → sinh ra từ trường có giá trị lớn tác độnglên lõi thép làm nó kéo thanh răng về chiều tăng dầu.Ngược lại, nếu ta giảm tải khi

xe đang xuống dốc hay xe cung cấp điện dùng ít, tốc độ động cơ có khuynh hướngtăng lên, thanh răng sẽ được kéo về chiều giảm dầu để tốc độ giảm lại về vị trí banđầu

Như vậy cần ga ở một vị trí mà thanh răng tự động thêm hay bớt dầu khi tảităng hay giảm

2.1.2 Bơm VE điều khiển điện tử có cơ cấu ga điện từ:

4-có cấu ga điện từ Bộ điều khiển phun sớm cũng giống như loại bơm thường nhưng

có thêm van điều khiển phun sớm

Hình 2.3: Bơm cao áp VE

b Hoạt động của bơm:

Bơm sơ cấp hút nhiên liệu từ bình, nén trong thân bơm tới áp suất p1 và sửdụng một piston để đưa nhiên liệu áp suất cao tới mỗi vòi phun bằng chuyển độngtịnh tiến và quay Cơ cấu ga điện từ điều khiển lượng nhiên liệu phun và kiểm soáttốc độ của động cơ để ngăn động cơ chạy quá tốc độ và ổn định tốc độ chạy khôngtải Cơ cấu điều khiển phun sớm sử dụng một van TCV để thực hiện điều khiểnphun sớm

Khi bật khóa điện ON, van điện từ cắt nhiên liệu mở đường dầu từ khoangbơm đến khoang xylanh Bơm sơ cấp quay hút nhiên liệu từ bình nhiên liệu, qua bộlắng đọng nước và bộ lọc nhiên liệu, đi vào khoang bơm tạo ra áp suất p1

Trong hành trình sang trái của piston 9, rãnh xẻ ở đầu piston trùng với cửanạp thì dầu có áp suất p1 từ khoang bơm được đưa vào khoang xylanh 10

Trong hành trình piston 9 vừa quay vừa sang phải thì phần không có rãnh xẻ

ở đầu piston che lấp cửa nạp dầu Khi đó dầu trong khoang xylanh bị nén tạo ápsuất tăng lên Khi áp suất nén trong khoang xylanh đủ lớn thì van ngắt dầu mở, dầucao áp được đưa đến vòi phun qua ống cao áp, từ đó nhiên liệu được vòi phun phunvào buồng cháy

1- Trục bơm; 2- Bơm sơ cấp; 3- Vành con lăn;

4- Bộ điều khiển phun sớm; 5- Cam đĩa;

6- Quả ga; 7-Van điện từ điều khiển phun sớm;

8- Van triệt hồi; 9- Piston bơm; 10- Xylanh bơm;

11- Van điện từ cắt nhiên liệu; 12- Cơ cấu điều ga;

13- Cảm biến mức ga; 14- Chốt điều khiển quả ga.

Trong hành trình tiếp theo, quá trình nạp, nén và phun nhiên liệu cũng đượcthực hiện tương tự đối với các xylanh khác của động cơ Việc này được thực hiệnnhờ một lỗ trích giữa piston bơm (gọi là cửa chia dầu) và đầu chia của bơm.

c Một số chi tiết khác của bơm:

 Bơm sơ cấp:

Bơm sơ cấp kiểu cánh gạt bao gồm 4 cánh gạt và một roto Trục dẫnđộng quay roto và nhờ có lực ly tâm mà các cánh gạt ép nhiên liệu lên thành trongcủa buồng áp suất Do trọng tâm của roto lệch so với tâm của buồng nén nên nhiênliệu giữa các cánh gạt bị nén và đẩy ra ngoài

Hình 2.4: Bơm sơ cấp và van  Piston bơm:

Piston có 4 rãnh hút, một cửa phân phối, một cửa tràn và một cửa cânbằng áp suất Cửa tràn và cửa phân phối đặt thẳng hàng với lỗ vào ở tâmpiston.Nhiên liệu được hút từ rãnh hút của piston, sau đó được nén mạnh qua vanphân phối từ cửa van phân phối và bơm vào vòi phun

Hình 2.5: Piston bơm cao áp

 Cơ cấu ga điện từ:

Hình 2.6: Cơ cấu ga điện từ bơm VE

Hoạt động:

Khi ECU gửi xung đến cuộn dây, cuộn dây sinh ra từ trường làm trống lớnxoay kéo theo trống nhỏ xoay chốt lệch tâm gạt quả ga trên piston làm thay đổihành trình bơm (hành trình có ích)

Lực từ trường do cuộn dây sinh ra tác động lên trống lớn và để cân bằng vớilực từ trường đó thì lò xo hồi vị được lắp đối diện với trống lớn Trống lớn có mộttrục được lắp lệch tâm và trục này được lắp với một trống nhỏ, trên trống nhỏ lại cómột chốt lệch tâm được cắm vào lỗ trên quả ga

Khi muốn thay đổi công suất và tốc độ của động cơ thì người lái tác động lênbàn đạp ga và thông qua cảm biến chân ga, tín hiệu được gửi về ECU và ECU nhậnthêm một số tín hiệu khác như: NE, THW, VG…để xuất ra những chuỗi xung nhằmthay đổi cấp cho cuộn điều khiển của cơ cấu điều ga điện từ tạo nên từ trường cólực từ trường biến thiên tác động vào trống lớn Từ trường tác động vào trống lớnlàm trống lớn xoay một góc, kéo theo trống nhỏ cũng xoay đi một góc Khi đó chốtlệch tâm trên trống nhỏ sẽ gạt quả ga tiến lên hay lùi lại để điều chỉnh lượng nhiênliệu phun

2.1.3 Bơm VE điều khiển điện tử có van xả áp.

a Bơm VE điều khiển điện tử có một piston hướng trục.

 Cấu tạo:

Bơm VE loại này có:

- Bơm sơ cấp, khớp chữ thập dẫn động cam, vành con lăn, cơ cấu điềukhiển phun sớm, van xả áp SPV, van điều khiển phun sớm TCV, cảm biến tốc độ…

1- Trống lớn; 2- Lò xo hồi vị trống lớn; 3- Trống nhỏ;

4- Cuộn hút; 5- Quả ga; 6- Piston bơm cao áp

- Không có quả ga và piston không có lỗ ngang Vì vậy để điều chỉnh lượngnhiên liệu phun thì bơm sử dụng một van xả áp thông với khoang xylanh.

Hình 2.7: Cấu trúc của bơm VE loại hướng trục

 Hoạt động:

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

VE sẽ hút dầu từ thùng dầu qua lọc và nén trong khoang bơm đến áp suất 2 ÷ 7 (kg/

cm2) và gọi là áp suất sơ cấp Sau đó dầu có áp suất này được đưa tới chờ sẵn tạicửa nạp và khi phần xẻ rãnh của piston trùng với cửa nạp thì dầu được nạp vàokhoang xylanh Khi piston quay lên thì phần không xẻ rãnh ở đầu piston sẽ che lấpcửa nạp, đồng thời lúc này phần lồi của cam đĩa sẽ trèo lên con lăn làm cho piston

bị đẩy lên để nén dầu trong khoang xylanh Dầu trong khoang xylanh bị nén tới gần

áp suất phun thì cửa chia dầu trên piston trùng với một đường dẫn ra một vòi phunnào đó Do vậy, khi dầu trong khoang xylanh đạt tới áp suất phun thì van ngắt dầu

mở, dầu theo đường cao áp tới kim phun Nó sẽ mở kim phun và phun dầu vàobuồng cháy động cơ Lượng dầu phun vào động cơ nhiều hay ít phụ thuộc vào thờiđiểm mở van xả áp Nếu vòi phun đang phun mà van xả áp mở ra thì dầu trongkhoang xylanh sẽ thông qua van xả áp về khoang bơm làm mất áp suất phun

b Bơm VE điều khiển điện tử loại nhiều piston hướng kính:

4

8

1- Cảm biến tốc độ; 2- Bơm nạp; 3- Vành con lăn; 4- Roto; 5- Đĩa cam; 6- Van điều khiển thời điểm phun TCV; 7- Piston cao áp; 8- Van điều khiển lượng phun SPV

chịu tác động của các con lăn thông qua đế con lăn, ở giữa là một lỗ khoang dọctâm, lỗ khoang này thông với cửa nạp dầu và cửa chia dầu Phía ngoài roto là mộtvành cam.

Hình 2.8: Cấu trúc bơm VE loại hướng kính

 Hoạt động:

Khi động cơ làm việc thì dầu có áp suất sơ cấp sẽ chờ sẵn ở của nạp dầu vàđến khi một lỗ xẻ rãnh ở trên roto trùng với cửa nạp thì dầu sẽ được nạp vào trongkhoang xylanh, tiếp sau đó thì lỗ xẻ rãnh trên roto sẽ che lấp lỗ nạp dầu đồng thờicác con lăn sẽ trèo lên phần lồi của vành cam nên các piston có xu hướng chuyểnđộng dập vào với nhau để nén dầu trong khoang xylanh Và khi áp suất dầu gần đạttới áp suất phun thì một lỗ xẻ rãnh khác trên roto lại trùng với cửa chia dầu ra mộtvòi phun nào đó Nên khi dầu trong khoang xylanh đạt tới áp suất phun thì vòi phun

sẽ phun dầu vào buồng cháy động cơ, còn lượng phun nhiều hay ít thì phụ thuộcvào thời điểm mở van xả áp

c Van điều khiển lượng phun (SPV).

Van điều khiển lượng phun là một trong những bộ phận trong bộ chấp hànhcủa hệ thống nhiên liệu điều khiển điện tử Nó có nhiệm vụ điều khiển lượng phunnhiên liệu vào buồng cháy động cơ thông qua các tín hiệu tác động từ ECU và xả ápsuất về bơm khi kết thúc quá trình phun.Van điều khiển lượng phun hiện nay có hailoại:

- SPV thông thường : Được sử dụng trong máy bơm piston hướng trục

- SPV trực tiếp: Được sử dụng trong máy bơm piston hướng kính chonhững ứng dụng áp suất cao

1- Van điều khiển lượng phun SPV; 2- Roto;

3- Van điều khiển thời điểm phun TCV; 4- Vành cam ; 5- Piston cao áp; 6- Con lăn; 7- Bơm nạp;

8- Cảm biến tốc độ

Sau đây ta sẽ lần lượt tìm hiểu về kết cấu và nguyên lý làm việc của từng loại.

 SPV loại thông thường:

1

2

5

Hình 2.9: Cấu tạo SPV loại thông thường

1- Cuộn dây; 2- Lò xo điều khiển;

3- Lò xo chính; 4- Van chính; 5- Van điều khiển

SPV loại thông thường bao gồm hai van: van chính 4 và van điều khiển 5.

Ngoài ra còn có thêm một cuộn dây, lò xo chính và lò xo điều khiển

Loại này dùng cho bơm một piston hướng trục Cuộn dây của van được điềukhiển bởi ECU qua điện áp nguồn của xe Ở van chính có một lỗ tiết lưu nhỏ đểthông áp suất từ khoang xylanh của bơm cao áp lên khoang trên của khoang chínhtạo ra sự cân bằng lực tác động vào van chính.Van điều khiển được gắn một lò xo

để có thể đóng mở đường dầu hồi về khoang bơm cao áp ở phía trên van chính tùytheo từ trường biến thiên của cuôn dây

 Hoạt động của van : Hoạt động của SPV loại thông thường được chia

làm ba giai đoạn: Hành trình nạp, hành trình phun và hành trình kết thúc phun Mỗigiai đoạn SPV được điều khiển khác nhau tạo nên áp suất nhiên tăng giảm khácnhau làm thay đổi lượng nhiên liệu phun

* Hành trình nạp:

Khi khóa điện bật ON thì cuộn dây của van điều khiển được cấp điện và xuấthiện từ trường trong cuộn dây Khi đó van điều khiển sẽ bị từ trường của cuộn dâyhút mạnh và làm cho van đóng chặt đường hồi dầu phía trên van chính, đồng thờipiston bơm cao áp chuyển động sang trái, nhiên liệu được cấp vào buồng bơm nhờbơm nạp

1

3 4

5

6 2

Hình 2.10: Hành trình nạp nhiên liệu

1- Van điều khiển; 2- Van chính; 3- Buồng bơm;

4- Piston; 5- Van phân phối; 6- Vòi phun.

* Hành trình phun:

Van điều khiển vẫn đóng đường dầu hồi về buồng bơm cao áp, piston chuyểnđộng sang phải làm cho nhiên liệu bị nén và áp suất tăng lên, áp lực do nhiên liệutạo ra thắng được lò xo đóng van phân phối, van phân phối mở ra, nhiên liệu đượcbơm qua van phân phối và theo đường dẫn tới các vòi phun Tùy theo khoảng thờigian tín hiệu xung từ ECU đến van điều khiển mà lưu lượng đến các vòi phun đượcđiều chỉnh phù hợp

ECU

1

3 4

5

6 2

Hình 2.11: Hành trình nén và phun nhiên liệu

1- Van điều khiển; 2- Van chính; 3- Buồng bơm;

4- Piston; 5- Van phân phối; 6- Vòi phun.

* Kết thúc quâ trình phun:

Đến khi cần kết thúc quâ trình phun thì tín hiệu từ ECU sẽ điều khiển cắt điện

ở cuộn dđy của van điều khiển, từ trường trín cuộn dđy bị mất đi, lò xo sẽ đẩy vanđiều khiển đi lín, âp suất bín trong buồng van chính giảm, van chính bị đẩy lín do

âp lực dầu từ bơm nạp, dầu được xả về khoang bơm vă quâ trình phun kết thúc

ECU

1

3 4

5

6 2

Hình 2.12: Kết thúc quâ trình phun

1- Van điều khiển; 2- Van chính; 3- Buồng bơm;

4- Piston; 5- Van phđn phối; 6- Vòi phun.

 SPV loại điều khiển trực tiếp:

SPV loại trực tiếp gồm có: một cuộn dđy, một van điện từ vă một lò xo.Khâc với SPV loại thông thường, loại SPV hoạt động trực tiếp thích hợp dùng chobơm cao âp có âp suất cao, với câc đặc điểm lă mức độ thích ứng vă lưu lượng phuncao

Hơn nữa, câc tín hiệu từ ECU được khếch đại bằng EDU để vận hănh van

ở mức điện âp cao, khoảng 160 ÷ 190 (V) khi van đóng, sau đó van vẫn ở trạng thâiđóng khi điện âp giảm thấp xuống

Đường dầ u hồ i về khoang bơm

1 2 3

Hình 2.13: Cấu tạo SPV loại điều khiển trực tiếp

1- Cuộn dđy; 2- Van điện từ; 3- Lò xo

Khi khóa điện bật ON thì EDU sẽ cấp cho cuộn dây của van điện từ 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 van điện từ sẽ bị từ trường hút mạnh và làm cho van đóng chặt cửahồi dầu về khoang bơm cao áp,nhiên liệu áp suất cao được cấp đến các vòi phun,đảm bảo quá trình phun xảy ra bình thường

Khi muốn kết thúc quá trình phun thì tín hiệu từ ECU thông qua EDU điềukhiển cắt điện ở cuộn dây của van điện từ, từ trường của cuộn dây bị mất đi, lò xo

sẽ đẩy van điện từ đi lên, đồng thời áp lực dầu cũng đẩy van lên ở trạng thái mở để

xả dầu về khoang bơm làm mất áp suất phun, quá trình phun kết thúc Tùy theokhoảng thời gian tín hiệu xung từ ECU đến van điện từ mà lưu lượng đến các vòiphun được điều chỉnh phù hợp

Như vậy, SPV dùng cho hai loại bơm khác nhau có cấu tao khác nhau nhưnghoạt động lại tương tự như nhau.Cả hai đều loại đều dựa trên từ trường của cuộndây để điều khiển van đóng mở đường dầu hồi về khoang bơm nhằm điều chỉnh ápsuất phun và lượng phun vào từng thời điểm.Tuy nhiên, SPV loại điều khiển trựctiếp chỉ dùng một van điện từ để xả áp suất Còn ở SPV loại thông thường van điềukhiển đóng vai trò xả phần áp suất phía trên của van chính, tạo điều kiên cho áp suất

ở trong khoang xylanh bơm cao áp đẩy van chính lên mở đường xả áp suất vềkhoang bơm và kết thúc quá trình phun

d Van điều khiển thời điểm phun TCV:

Cấu tạo chính của van TCV gồm: lõi stator, lò xo hồi vị và lõi chuyển động

Hình 2.14: Van TCV

Hình 2.15: Cấu trúc bộ định thời điểm phun

Van TCV được điều khiển bằng tỷ lệ thường trực xung Khi điện bật, độ dàithời gian mở van sẽ điều khiển áp suất nhiên liệu trong piston của bộ định thời.

Hình 2.16: Nguyên lý hoạt động của TCV

Khi ECU cấp điện cho cuộn dây bằng chuỗi xung, dưới tác dụng của lực từlõi 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 mộtlượng dầu áp suất p1 qua van TCV sẽ có áp suất p’1 tác động vào hai phía của pistonđịnh thời Sự cân bằng lực giữa lực do áp suất p1 và lực lò xo do lực p’1 sinh ra sẽgiữ cho bộ định thời ở vị trí nhất định Do đó vành con lăn cũng ở một vị trí nhấtđịnh nào đó tạo ra góc phun sớm Khi ECU ngừng cấp điện, dưới tác dụng của lực

lò xo, lõi chuyển động dịch chuyển về bên trái đóng đường dầu thông giữa haibuồng áp lực

Khi xung điều khiển có tỷ lệ thường trực cao thì áp suất p’1 lớn Do đó pistoncủa bộ định thời chuyển động sang trái làm xoay vành con lăn theo chiều ngược lạivới chiều quay của đĩa cam làm sớm thời điểm phun

Hình 2.17: Làm sớm thời điểm phun

Khi xung điều khiển có tỷ lệ thường trực giảm thì áp suất p’1 thấp Do đópiston của bộ định thời chuyển sang phải làm quay vành con lăn theo hướng làmmuộn thời điểm phun

Hình 2.18: Làm muộn thời điểm phun

Hình 2.19: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử dùng ống phân phối

Hệ thống Common Rail gồm các khối chức năng:

1- Lọc nhiên liệu; 2- Bơm cao áp; 3- Thùng nhiên liệu; 4- Vòi phun; 5- Bộ giới hạn áp suất;

6- Common rail; 7- Cảm biến áp suất nhiên liệu

- Khối dầu thấp áp: gồm thùng dầu, bơm tiếp dầu, bộ lọc dầu, ống dẫn dầu

và đường hồi dầu

- Khối dầu cao áp: gồm bơm cao áp, ống phân phối dầu cao áp đến các vòiphun, các đường ống cao áp, van an toàn, van xả áp và vòi phun

- Khối cơ – điện tử: gồm các cảm biến và tín hiệu, ECU, EDU (nếu có), vòiphun, các van điều khiển nạp

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

- Áp suất nhiên liệu, lượng phun, và thời điểm phun được điều khiển bằngđiện tử vì vậy điều khiển tốc độ động cơ đạt độ chính xác cao

- Áp suất nhiên liệu cao cho nên việc hoà trộn nhiên liệu – hoà khí trongbuồng cháy tốt hơn

- Tích trữ nhiên liệu áp suất cao, nhiên liệu được phun vào áp suất cao ở mõidãi tốc độ động cơ

Với những đặc tính như trên thì những động cơ sử dụng Common RailSystem có tính hiệu năng, tính kinh tế nhiên liệu tăng cao, tiếng ồn nhỏ ít rung động

và khí thải sạch

b Nguyên lý hoạt động:

Nhiên liệu được dẫn lên từ bơm nạp đặt trong bơm cao áp, sau đó qua vanđiều khiển lượng phun tới khoang bơm cao áp và được nén tới áp suất cần thiết.Piston trong bơm cap áp tạo ra áp suất phun trong ống Rail, áp suất này thay đổitheo tốc độ động cơ và chế độ tải từ 20MPa ở chế độ không tải đến 135MPa ở chế

độ tải cao và tốc độ vận hành cao

ECU điều khiển van điều khiển lượng phun để điều chỉnh lượng nhiên liệu cấpvào khoang bơm cao áp và nhờ đó điều chỉnh được áp suất nhiên liệu

ECU luôn theo dõi sát áp suất nhiên liệu trong ống phân phối bằng cảm biến

áp suất nhiên liệu và thực hiện điều khiển phản hồi

2.2.2 Chức năng của hệ thống Common Rail.

Việc tạo ra áp suất và việc phun nhiên liệu hoàn toàn tách biệt với nhau trong

hệ thống Common Rail Áp suất phun được tạo ra độc lập với tốc độ động cơ vàlượng nhiên liệu phun ra Nhiên liệu được trữ với áp suất cao trong bộ tích áp suấtcao (high-pressure accumulator) và sẵn sàng để phun Lượng nhiên liệu phun rađược quyết định bởi người lái xe, và thời điểm phun cũng như áp lực phun đượctính toán bằng ECU và các biểu đồ đã lưu trong bộ nhớ của nó Sau đó ECU sẽ điềukhiển các kim phun phun tại mỗi xy lanh động cơ để phun nhiên liệu

Hệ thống nhiên liệu Common Rail có các chức năng sau:

a 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 êmdiu mà còn tiết kiệm nhiên liệu.

b Chức năng phụ.

Chức năng phụ của hệ thống là điều khiển vòng kín và vòng hở, khôngnhững giảm độ độc hại của khí thải và lượng nhiên liệu tiêu thụ mà còn làm tăngtính 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

CO, HC sẽ tăng lên nếu không đốt cháy ở chế độ nghèo hợp lý

Tỉ lệ hòa khí được quyết định bởi các thông số :

- Khối lượng không khí nạp

Tất cả các đại lượng trên đều ảnh hưởng đến mức tiêu hao nhiên liệu và nồng

độ khí thải Nhiệt độ quá trình cháy quá cao và lượng ôxy nhiều sẽ làm tăng lượng

NOx Muội than sinh ra khi hỗn hợp quá nghèo

 Hệ thống hồi lưu khí thải ( EGR ).

Khi không có EGR, khí NOx sinh ra vượt mức quy định về khí thái, ngượclại muội than sinh ra sẽ nằm trong giới hạn EGR là một phương pháp để giảmlượng NOx sinh ra mà không làm tăng nhanh lượng khói đen Điều này có thể thựchiên rất hiệu quả với hệ thống Common rail với tỉ lệ hòa khí mong muốn đạt đượcnhờ vào áp suất phun cao Với EGR, một phần của khí thải được đưa vào ống nạp ởchế độ tải nhỏ của động cơ Điều này không chỉ làm giảm lượng Oxy mà còn làmgiảm hiệu quả của quá trình cháy và nhiệt độ cực đại Kết quả là làm giảm lượng

NOx Nếu có quá nhiều khí thải được nạp lại (quá 40% thể tích khí nạp), thì khóiđen, CO và HC sẽ sinh ra nhiều cũng như tiêu hao nhiên liệu sẽ tăng vì thiếu Oxy

 Ảnh hưởng của việc phun nhiên liệu.

Thời điểm phun, đường đặc tính phun, sự phun sương tơi của nhiên liệu cũngảnh hưởng đến tiêu hao nhiên liệu và nồng độ khí thải.

 Thời điểm phun.

Nhờ vào nhiệt độ quá trình thấp hơn, phun nhiên liệu trễ làm giảm lượng

NOx Nhưng nếu phun quá trễ thì lượng HC sẽ tăng và tiêu hao nhiên liệu sẽ nhiềuhơn, và khói đen sinh ra ở chế độ tải lớn Nếu thời điểm phun chỉ lệch đi 1o khỏi giátrị lí tưởng thì lượng NOx có thể tăng lên 5% Ngược lại thời điểm phun sai lệch hơn

2o thì có thể làm cho áp suất đỉnh tăng lên 10 bar, trễ đi 2o có thể làm tăng nhiệt độkhí thải thêm 20oC Với các yếu tố cực kì nhạy cảm nêu trên, ECU cần phải điềuchỉnh thời điểm phun chính xác tối đa

 Đường đặc tính phun.

Đường đặc tính phun quy định sự thay đổi lượng nhiên liệu được phun vàotrong suốt một chu kỳ phun (từ lúc bắt đầu phun cho đến lúc kết thúc phun ) Đườngđặc tính phun quyết định lượng nhiên liệu phun ra trong suốt giai đoạn cháy trễ(giữa thời điểm bắt đầu phun và bắt đầu cháy) Hơn nữa nó cũng ảnh hưởng đến sựphân phối của nhiên liệu trong buồng đốt và có tác dụng tận dụng hiệu quả củadòng khí nạp Đường đặc tính phun phải có độ dốc từ từ để nhiên liệu phun ra trongquá trình cháy trễ được giữ thấp nhất, nhiên liệu diesel bốc cháy tức thì, ngay khiquá trình cháy bắt đầu gây ra tiếng ồn và sự tạo thành NOx Đường đặc tính phunphải có đỉnh không quá nhọn để đề phòng hiện tượng nhiên liệu không được phunsương tơi - yếu tố dẫn đến lượng HC cao, khói đen và tăng tiêu hao nhiên liệu suốtgiai đoạn cuối cùng của quá trình cháy

 Sự phun sương tơi nhiên liệu.

Nhiên liệu được phun sương tơi tốt thúc đẩy hiệu quả hòa trộn giữa khôngkhí và nhiên liệu Nó đóng góp vào việc giảm HC và khói đen trong khí thải Với ápsuất phun cao và hình dạng hình học tối ưu của lỗ tia kim phun giúp cho sự phunsương tơi nhiên liệu tốt hơn Để ngăn ngừa muội than, lượng nhiên liệu phun raphải được tính dựa vào lượng khí nạp Điều này đòi hỏi lượng khí nạp phải nhiềuhơn từ 10 - 40 %

2.2.3 Đặc tính phun của hệ thống Common Rail.

So với đặc điểm của hệ thống nhiên liệu cũ thì các yêu cầu sau đã được thựchiện dựa vào đường đặc tính phun lý tưởng :

- Lượng nhiên liệu và áp suất nhiên liệu phun độc lập với nhau trong từngđiều kiện hoạt động của động cơ (cho phép dễ đạt được tỉ lệ hỗn hợp A/F lí tưởng)

- Lúc bắt đầu phun, lượng nhiên liệu phun ra chỉ cần một lượng nhỏ

Các yêu cầu trên đã được thỏa mãn bởi hệ thống Common Rail Với đặc điểmphun hai lần : phun mồi và phun chính

P R

(Pm)

Giai đoạ n phun sơ khởi

Giai đoạ n phun chính.

Hình 2.20: Đường đặc tính phun của hệ thống Common Rail

Hệ thống Common Rail lă hệ thống thiết kế theo module, có câc thănh phần

- Kim phun điều khiển bằng van điện từ (solenoid) được gắn văo nắp mây

- Ống tích trữ nhiín liệu (ống phđn phối âp lực cao)

- Bơm cao âp (bơm tạo âp lực cao)

Câc thiết bị sau được sự hoạt động điều khiển của hệ thống :

âp suất phun không đổi, lượng nhiín liệu phun ra sẽ tỉ lệ với độ dăi của xung điềukhiển solenoid Yíu cầu mở nhanh solenoid được đâp ứng bằng việc sử dụng điện

âp cao vă dòng lớn Thời điểm phun được điều khiển bằng hệ thống điều khiển gócphun sớm Hệ thống năy dùng một cảm biến trín trục khuỷu để nhận biết tốc độđộng cơ, vă một cảm biến trín trục cam để nhận biết kỳ hoạt động

 Phun mồi ( pilot injection ).

Phun mồi diễn ra sớm đến 90o trước điểm chết trín (ĐCT) Nếu thời điểmphun mồi xuất hiện nhỏ hơn 400, nhiín liệu có thể bâm văo bề mặt của piston văthănh xi lanh vă lăm loêng dầu bôi trơn

Trong giai đoan phun mồi, một lượng nhỏ nhiín liệu (1- 4 mm3) được phunvăo xy lanh để ‘’mồi’’ Kết quả lă quâ trình chây được cải thiện vă đạt được một sốhiệu quả sau :

Âp suất cuối quâ trình nĩn tăng một ít nhờ văo giai đoạn phun mồi vă nhiínliệu chây một phần Điều năy giúp giảm thời gian trễ chây, sự tăng đột ngột của âpsuất khí chây vă âp suất cực đại (quâ trình chây ím dịu hơn) Kết quả lă giảm tiếng

ồn của động cơ, giảm tiíu hao nhiín liệu vă trong nhiều trường hợp giảm được độđộc hại của khí thải Quâ trình phun mồi góp phần giân tiếp văo việc tăng công suấtđộng cơ

 Giai đoạn phun chính ( main injection ).

Công suất đầu ra của động cơ phụ thuộc vào giai đoạn phun chính tiếp theogiai đoạn phun mồi Điều này có nghĩa là giai đoạn phun chính giúp tăng lực kéocủa động cơ Với hệ thống Common Rail, áp suất phun vẫn giữ không đổi trongsuốt quá trình phun

 Giai đoạn phun thứ cấp ( secondary injection ).

Theo quan điểm xử lý khí thải, phun thứ cấp có thể được áp dụng để đốtcháy NOx Nó diễn ra sau ngay giai đoạn phun chính và được xác định để xảy ratrong quá trình giãn nở hay kỳ thải khoảng 200o sau ĐCT Ngược lại so với quátrình phun mồi và phun chính, nhiên liệu phun vào không được đốt cháy mà để bốchơi nhờ vào sức nóng của khí thải ở ống thải Trong suốt kỳ thải hỗn hợp khí thải vànhiên liệu được đẩy ra ngoài hệ thống thoát khí thải thông qua xupap thải Tuynhiên một phần của nhiên liệu được đưa lại buồng đốt thông qua hệ thống luân hồikhí thải EGR và có tác dụng tương tự như chính giai đoạn phun mồi Khi bộ hóakhử được lắp để làm giảm NOx, chúng tận dụng nhiên liệu trong khí thải như là mộtnhân tố hóa học để làm giảm nồng độ NOx trong khí thải

2.3 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ DÙNG BƠM – VÒI PHUN KẾT HỢP HEUI (Hydraulically Actuated Electronically Controlled Unit Injector).

2.3.1 Khái quát về hệ thống nhiên liệu Diesel HEUI:

Hệ thống nhiên liệu HEUI (Hydraulically Actuated Electronically ControlledUnit Injector – Tác động thủy lực, điều khiển điện tử ) là một trong những cải tiếnlớn của động cơ Diesel Nó cũng là một bộ phận trong công nghệ ACERT của hãngCarterpillar Sự ra của 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 nhiên liệu HEUI đang thay đổi cách nghĩ của nhà kỹ thuật lẫnngười vận hành về hiệu suất động cơ Diesel Vượt trội hơn hẳn công nghệ phunnhiên liệu truyền thống trước đây, HEUI cho phép điều chỉnh chính xác nhiên liệuphun vào buồng cháy cả về thời gian, áp suất và lượng nhiên liệu phun, mang lạihiệu 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 độbền của động cơ và làm tăng suất tiêu hao nhiên liệu Áp suất phun đối với hệ thốngnhiên liệu HEUI không phụ thuộc vào tốc độ động cơ mà phụ được điều khiển bằngđiện Vì vậy, động cơ trang bị hệ thống HEUI sẽ tiết kiệm nhiên liệu hơn và khí xảsạch hơn

Hệ thống nhiên liệu thông thường HEUI

Các công tắ c

9

10 11

1- Bơm cao âp; 2- Lọc dầu bôi trơn; 3- Van điều khiển âp suất

tâc động phun; 4- Bơm dầu bôi trơn; 5- Đường dầu cao âp;

6-Vòi phun; 7- Thùng nhiín liệu; 8- Bộ điều chỉnh âp suất nhiín

liệu; 9- ECM; 10- Thiết bị tâch nước; 11- Lọc thô; 12- Lọc tinh

Mô- đun điều khiển điện tử ECM 9 ( Electronic Control Module ) hoạt độngnhư một máy tính điều khiển toàn bộ động cơ ECM nhận tín hiệu điều khiển từ cáccảm biến và công tắc khác nhau, phân tích xử lý nhờ phầm mềm đã cài đặt trong bộnhớ và đưa tín hiệu điều khiển đến van điện từ của vòi phun để điều khiển thời điểm

và lượng nhiên liệu phun Đồng thời ECM cũng gửi tín hiệu đến van điều khiển ápsuất tác động phun để điều khiển áp suất dầu chuyển đến vòi phun Do đó áp suấtnày tỷ lệ với áp suất phun, nên qua đó ECM sẽ điều khiển được áp suất phun Nhưvậy ECM sẽ điều khiển được toàn bộ quá trình phun nhiên liệu phù hợp với các tínhiệu do các cảm biến gởi về

Van điều khiển áp suất tác động phun 3: Thông thường, áp suất do bơm cao

áp tạo ra sẽ cao hơn áp suất phun, van điều khiển áp suất tác động phun sẽ xả mộtphần dầu trở về thùng để ổn định áp suất dầu bằng áp suất yêu cầu do tín hiệu ECMquy định

Hình 2.23: Cấu tạo vòi phun HEUI

1- Van hình nấm; 2- Cụm piston tăng cường áp suất;

3- Đót kim; 4- Kim phun; 5- Ti bơm; 6- Van điện từ

Vòi phun HEUI là một thiết bị độc lập được điều khiển trực tiếp bởi ECM.Dầu Diesel có áp suất từ 800 đến 3000 psi được bơm cấp chuyển đến vòi phun Bộphận piston trong vòi phun hoạt động tương tự như xylanh thủy lực có tác dụngnâng áp suất dầu vào phun lên đến áp suất phun ( từ 3000 đến 21000 psi) Van điện

từ ở phía trên vòi phun nhận tín hiệu điều khiển từ ECM, qua đó điều khiển dầu bôitrơn tác đông vào piston để điều khiển thời điểm và lượng nhiên liệu phun

2

1

6

53

4

 Nguyên lý làm việc:

Bơm cao áp của hệ thống cấp một lượng dầu thủy lực tới van điện từ của vòiphun HEUI Tại đây van điện từ sẽ được điều khiển mở cho dầu có áp suất cao nàyvào trong khoang phía dưới van hình nấm để tác động phun

Một bơm cấp nhiên liệu ( bơm dầu Diesel ) nằm trong bơm cao áp đồng thờicấp một lượng dầu nhất định vào đường biên của cụm kim phun Tại đây nhiên liệu

có áp suất nhất định sẽ chờ sẵn ở khoang của cụm kim phun nằm phía dưới ti bơm

Một phần nhiên liệu cũng được đưa xuống cụm piston tăng cường áp suất.

Khi van điện từ mở, dầu cao áp sẽ được đưa vào trong khoang của van hìnhnấm, tạo nên một áp suất đẩy ti bơm đi xuống Ti bơm đi xuống sẽ đồng thời tạo ramột áp suất thắng được sức căng của lò xo trong cụm piston tăng cường áp suất,đẩy nhiên liệu chờ sẵn dưới khoang của cần đẩy ra ngoài buồng đốt của động cơ.Khi van điện từ đóng lại, dầu cao áp ngừng cấp vào khoang van hình nấm, áp suấttrên khoang van bị mất, đồng thời áp suất khoang bên dưới cần đẩy cũng giảm độtngột, áp suất khoang phía dưới ti bơm không đủ để thắng sức căng lò xo cụm pistontăng áp nữa, ngắt quá trình phun nhiên liệu.Ở vòi phun HEUI thì quá trình phun có

cả phun mồi.(Pilot Injection)

Như vậy, ứng dụng hệ thống nhiên liệu HEUI vào động cơ cho phép nâng caohiệu suất làm việc, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu các tổn thất cũng như tiếng ồncủa động cơ

Tuy nhiên, các thiết bị trong hệ thống HEUI có độ chính xác rất cao, nhiênliệu bẩn có thể gây mòn, thậm chí phá hỏng các chi tiết trong hệ thống Hạt bẩn cóđường kính chỉ bằng 1/5 đường kính sợi tóc đã có thể gây nguy hiểm cho hệ thống.Chính vì vậy bộ lọc giữ vai trò rất quan trọng trong việc nâng cao độ bền của hệthống

2.4 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ VỊ TRÍ CÁC CẢM BIẾN TRONG HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ.

2.4.1 Sơ đồ hệ thống điều khiển trong hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử:

Trên (hình 35) và (hình 36) là sơ đồ hệ thống điều khiển điện tử EFI – Diesel.

ECU sẽ nhận các tín hiệu đầu vào từ các cảm biến và các công tắc, sau đó các tínhiệu sẽ được xử lý và ECU đưa tín hiệu đầu ra đến EDU tới bộ chấp hành Đồngthời cũng đưa ra các tín hiệu chẩn đoán độ an toàn hoạt động của các cảm biến vàcác công tắc

Các cảm biế n

Cảm biến tốc độ động cơ Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cảm biến vị trí bàn đạp ga Cảm biến nhiệt độ khí nạp Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu Cảm biến áp suất nhiên liệu Cảm biến áp suất đường ống nạp

ECU

Công tắc A/C Khóa điện Công tắc bàn đạp ga Công tắc quạt gió v.v

TCV

Các điều khiển khác EGR Điều khiển bugi sấy

v.v

Hình 2.24: Sơ đồ hệ thống điều khiển điện tử EFI – Diesel dùng bơm cao âp

Các cảm biế n

Cảm biến tốc độ động cơ Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cảm biến vị trí bàn đạp ga

Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu Cảm biến áp suất nhiên liệu Cảm biến áp suất đường ống nạp v.v

Các công tắc

Chẩn đoán

an toàn

Bộ chấ p hành

Điều khiển lượng phun nhiên liệu

Điều khiển thời điểm phun nhiên liệu Vòi phun EDU

ECU

Công tắc A/C Khóa điện Công tắc bàn đạp ga Công tắc quạt gió v.v

Các điều khiển khác EGR Điều khiển bugi sấy

v.v

Điều khiển thời điểm phun nhiên liệu SCV

Điều khiển phát điện

Hình 2.25: Sơ đồ hệ thống điều khiển điện tử EFI – Diesel dùng ống phđn phối

Qua hai sơ đồ, ta thấy câc tín hiệu đầu văo, chức năng của bộ điều khiểntrung tđm lă như nhau Tuy nhiín có sự khâc nhau ở bộ phận chấp hănh: Ở hệ thốngdùng bơm cao âp, EDU sẽ điều khiển van SPV nhằm điều chỉnh lượng nhiín liệuphun văo buồng chây động cơ vă thời điểm phun nhiín liệu được điều khiển bởi vanđiều khiển thời điểm phun TCV Còn ở hệ thống Common Rail, EDU sẽ điều khiểnvòi phun điện tử, qua đó sẽ điều khiển lượng phun nhiín liệu vă thời điểm phun, âp

suất nhiên liệu sẽ được điều khiển bởi van SCV Như vậy, ở hai hệ thống trên, chứcnăng của SPV – vòi phun, chức năng của các van TCV – SCV là như nhau.

Từ sự khác nhau trên sẽ dẫn đến vị trí của một cảm biến, công tắc và công tácchẩn đoán, kiểm tra hư hỏng của hai hệ thống sẽ khác nhau

5

7

6 9

Hình 2.26: Vị trí các cảm biến trong hệ thống nhiên liệu EFI–Diesel bơm cao áp

9 5

10

12

Hình 2.27:Vị trí các cảm biến trong hệ thống nhiên liệu EFI–Diesel ống phân phối

1- Cảm biến tốc độ; 2- Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu; 3- Cảm biến vị trí bàn đạp ga; 4- Cảm biến nhiệt độ khí nạp; 5- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 6- Cảm biến áp suất đường ống nạp; 7- Cảm biến vị trí trục khuỷu; 8-Vòi phun; 9- Bơm cao áp.

1- Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu; 2- Cảm biến áp suất nhiên liệu; 3- Cảm biến lưu lượng không khí nạp; 4- Cảm biến vị trí bàn đạp ga; 5- Cảm biến nhiệt độ khí nạp; 6- Cảm biến vị trí trục cam; 7- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 8- Cảm biến áp suất đường ống nạp; 9- Cảm biến vị trí trục khuỷu; 10- Vòi phun; 11- Ống phân phối; 12- Bơm cao áp.

Vị trí các cảm biến ở hai hệ thống cơ bản là giống nhau Hệ thống EFI –Diesel dùng ống phân phối có thêm cảm biến áp suất nhiên liệu gắn ở ống phânphối để đo áp suất dầu Ngoài ra, ở hệ thống EFI- Diesel van SPV và TCV được gắntrực tiếp trên bơm cao áp để thực hiện việc điều chỉnh lượng phun, còn ở hệ thốngdùng ống phân phối, EDU điều khiển trực tiếp vòi phun để phun nhiên liệu Ở cảhai hệ thống này, bơm cao áp chỉ có nhiệm vụ duy nhất là tạo ra áp suất nhiên liệucao và được điều khiển bởi ECU.

2.4.3 Hệ điều khiển trong hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử.

a Bộ xử lý trung tâm ECU (Electric Control Unit).

Hình 2.28: ECU

Về mặt điều khiển điện tử, vai trò của ECU là xác định lượng phun nhiên liệu,định thời điểm phun nhiên liệu dựa trên các tín hiệu nhận được từ các cảm biến vàcác công tắc khác nhau Ngoài ra, ECU chuyển các tín hiệu để vận hành các bộchấp hành

Các loại điều khiển phun nhiên liệu như sau :

+ Điều khiển lượng phun nhiên liệu : Hiệu chỉnh tín hiệu tốc độ động cơ(NE) và vị trí bàn đạp ga (VPA)

+ Điều khiển thời gian phun nhiên liệu : Hiệu chỉnh tín hiệu tốc độ động cơ(NE) và vị trí bàn đạp ga (VPA)

+ Điều khiển tỉ lệ phun nhiên liệu : Hiệu chỉnh tỉ lệ phun nhiên liệu từ cảmbiến van đường nạp (VLU) trong một thời gian nào đó

+ Điều khiển áp suất phun : Sử dụng cảm biến áp suất ống phân phối đo ápsuất nhiên liệu, rồi truyền dữ liệu này đến ECU động cơ để điều khiển lượng nhiênliệu bơm

+ Điều khiển thời điểm phun : Hiệu chỉnh từ tín hiệu vị trí cam G, NE và VPA  Điều khiển lượng phun nhiên liệu :

ECU thực hiện các chức năng để xác dịnh lượng phun:

- Tính toán lượng phun cơ bản

- Tính toán lượng phun tối đa

- Điều chỉnh lượng phun

- So sánh lượng phun cơ bản và lượng phun tối đa

ECU tính toán lượng phun cơ bản dựa vào điều kiện của động cơ bằng cách điềuchỉnh lượng phun cơ bản cho phù hợp với nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ nhiên liệu,nhiệt độ không khí vào và áp suất không khí vào

Cách tính lượng phun : Khi tính cần so sánh hai giá trị sau :

+ Lượng phun nhiên liệu cơ bản theo mẫu của bộ điều tốc, tính theo vị tríchân ga và tốc độ động cơ

+ Lượng phun nhiên liệu điều chỉnh từ lượng phun tối đa dựa vào tốc độđộng cơ Trong hai trường hợp này, lượng nhỏ hơn làm cơ sỡ cho lượng phun nhiênliệu cuối cùng

Lượng phun cơ bản : Lượng phun nhiên liệu cơ bản do tốc độ động cơ NE vàgóc chân ga quyết định Khi tốc độ động cơ không đổi, tăng góc chân ga sẽ làmtăng lượng nhiên liệu phun

Lượng phun nhiên liệu tối đa : Lượng phun nhiên liệu tối đa được tính bằngcách cộng các lượng điều chỉnh từ lượng phun tối đa cơ bản do tốc độ động cơquyết định Các lượng điều chỉnh đó là : Điều chỉnh áp suất không khí vào, điềuchỉnh nhiệt độ không khí vào, điều chỉnh áp suất không khí, và điều chỉnh lượngphun nhiên liệu tối đa khi động cơ nguội

Lượng phun ban đầu : Lượng phun ban đầu được tính từ khi bật bộ khởiđộng dựa trên lượng phun ban đầu cơ bản và thời gian bộ khởi động bật Lượngphun nhiên liệu cơ bản giảm, lượng tăng, và giảm sẽ thay đổi theo nhiệt độ chất làmmát và tốc độ động cơ

 Điều khiển thời gian phun : Thời gian phun được điều khiển theo thời

gian dòng tác dụng lên vòi phun

Điều khiển thời gian phun chính thức và thời gian phun thử nghiệm

EDU tính chọn lượng phun

Hiệu chỉnh lượng phun cho1xylanhHiệu chỉnh tốc độ động cơ

HIệu chỉnh áp suất phun

+ Thời gian phun chính thức : Thời gian phun cơ bản được tính từ tốc độđộng cơ và lượng phun cuối cùng (đã điều chỉnh) để quyết định thời gian phunchính tối ưu.

+ Thời gian phun thử nghiêm : Thời gian phun thử nghiệm được tính bằngcách cộng quãng thử nghiệm vào thời gian phun chính thức Quãng thử nghiệmđược tính từ lượng phun cuối cùng, tốc độ động cơ, nhiệt độ chất làm mát, nhiệt độkhông khí và áp suất không khí nạp Khi động cơ khởi động, quãng thử nghiệmđược tính từ nhiệt độ chất làm mát và tốc độ động cơ

 Điều khiển áp suất phun.

ECU tính toán áp suất phun nhiên liệu do lượng phun cuối cùng và tốc độđộng cơ quyết định Áp suất phun khi khởi động được tính từ nhiệt độ chất làm mát

Thời gian phun chính

Thời gian phun thử nghiệm

NE

Lượng phun

Hiệu chỉnh điện ápHiệu chỉnh áp suất không khí vào

Hiệu chỉnh nhiệt độ không khí vào

Hiệu chỉnh nhiệt độ nước làm mát

theo làm áp suất phun tăng Áp suất trong ống phân phối điều khiển bỡi van SCVphụ thuộc vào tốc độ động cơ.

 Điều khiển tỉ lệ phun nhiên liệu

Việc điều khiển tỉ lệ phun nhiên liệu dựa vào cảm biến vị trí van cắt đường nạptrong một khoảng thời gian nhất định Bỡi vì động cơ diesel khác so với động cơxăng Động cơ xăng không khí nạp phu thuộc hoàn toàn vào vị trí bướm ga, ngượclại động cơ diesel lại không phụ thuộc hoàn toàn vào vị trí van cắt đường nạp màchỉ phụ thuộc một khoảng nhất định vì động cơ diesel tự tạo ra dòng khí trong

buồng đốt để hoà trộn nhiên liệu

b Khái quát về EDU (Electronic Driver Unit).

EDU là một thiết bị phát điện cao áp được lắp giữa ECU và bộ chấphành.EDU khuếch đại điện áp của ắcquy và trên cơ sở các tín hiệu từ ECU sẽ kíchhoạt SPV kiểu tác động trực tiếp trong hệ thống EFI- Diesel thông thường, hoặc vòiphun trong hệ thống EFI – Diesel dùng ống phân phối

EDU dùng điện thế cao bộ đôi DC/DC để mở các van từ với tốc độ cao

Các tín hiệu điều khiển :

+ IJt#1 đến 4 : Đầu vào cho các tín hiệu khởi động vòi phun từ ECU động cơ+ IJf : Đầu ra cho các tín hiệu kiểm tra khởi động vòi phun (đến ECU động cơ)+ COM : Đầu ra cao áp để tạo ra dòng không đổi đến các vòi phun

+ IJ #1 đến 4 : Đầu ra để khởi động các vòi phun

+ 1 Mạch cao thế

+ 2 Mạch điều khiển

B C D E F

K J I H

L A

IJt#1 IJt#1 IJt#1 IJt#1

Hình 2.29: Sơ đồ mạch điều khiển phun nhiên liệu

Thiết bị phát điện áp cao sẽ chuyển điện áp ắc quy thành điện áp cao cho rađầu COM ổn định và không đổi đến vòi phun ECU nhận các tín hiệu từ các cảmbiến truyền đến xử lý rồi truyền tín hiệu đến đầu nối B thông qua E của EDU, mạchđiều khiển EDU nhận tín hiệu này và xử lý truyền tín hiệu đến vòi phun từ đầu nối

H thông qua K, khởi động vòi phun Khi vòi phun khởi động EDU sẽ truyền tínhiệu xác định phun IJf đến ECU thông qua F, ECU nhận tín hiệu này sẽ kết thúcquá trình phun

3 KIỂM TRA VÀ CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ.

3.1 CÁC TRIỆU CHỨNG HƯ HỎNG CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ.

Bảng 3: Bảng triệu chứng hư hỏng và khoanh vùng sửa chữa:

STT Triệu chứng hư

hỏng

Khu vực nghi ngờ ( EFI -Diesel thông thường)

Khu vực nghi ngờ (EFI - Diesel dùng ống phân phối)

- Van tiết lưu Diesel

5 Chạy không tải

không êm, động

cơ rung

- Vòi phun

- Đường ống nhiên liệu

- Mạch điều khiển bộ sấynóng không khí nạp

- Mạch điều khiển EGR

- Mạch điều khiển EGR

- Đường ống nhiên liệu

- Đường ống nhiên liệu

=> thiếu không khí

9 Động cơ khi nổ

có khói trắng

- Mạch điều khiển EGR

- Mạch điều khiển bộ sấynóng không khí nạp

- Vòi phun

- Bộ lọc nhiên liệu

- ECU

- Bơm cao áp

- Có nước trong nhiên liệu

- Mạch điều khiển EGR

- Van tiết lưu Diesel

- Có nước trong nhiên liệu

3.2 KIỂM TRA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN

TỬ DÙNG BƠM CAO ÁP.

Trong hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử dùng bơm cao áp, vanđiều khiển lượng phun SPV và van điều khiển thời điểm phun TCV là hai bộ chấphành có vai trò rất quan trọng vì chúng quyết định trực tiếp đến công suất của động

cơ và chất lượng khí xả Vì vậy, khi động cơ có những dấu hiệu hư hỏng liên quanđến bơm cao áp, trước tiên cần kiểm tra hai van này và thay thế nếu cần thiết

Thông số cần kiểm tra là điện trở của cuộn dây trong hai van này, vì khi điệntrở không đúng theo tiêu chuẩn qui định, van sẽ ngừng hoạt động Chẳng hạn khiđiện trở cuộn dây quá nhỏ, cường độ dòng điện cấp vào sẽ lớn làm cháy cuộn dây

và gây hỏng van