ĐỒ án hệ THỐNG CUNG cấp NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG cơ 4JK1 ISUZU

- Sử dụng hương há luân hồi khí xả EGR Hiện n y, các nhược điểm của hệ thống nhiên liệu Diesel đã được khắc phục b ng việc ứng dụng khoa học công nghệ nh m cải tiến các bộ phận như ơm c

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU

TRÊN ĐỘNG CƠ 4JK1 CỦA HÃNG ISUZU

SVTH: HOÀNG THỊ THÚY NGA 15145099

LÊ THANH TÂM 15145141

Khóa : 2015-2019

Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

GVHD: Th.S CHÂU QUANG HẢI

Tp.Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 7 năm 2019

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lậ – – Hạnh phúc

***

Tp Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 07 năm 2019

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Châu Quang Hải ĐT: 0993950395

internet

- Nghiên cứu tổng quát về hệ thống cung cấp nhiên liệu Common – rail

- Trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ 4JK1

- rình ày hương há kiểm tra và chẩn đ án sửa chữa hệ thống Common –

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lậ – – Hạnh phúc

***

PH NHẬN T CỦA G ÁO V ÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên sinh viên: Hoàng Thị Thúy Nga MSSV: 15145099 Họ và tên sinh viên: Lê Thanh Tâm MSSV: 15145141 Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô

ên đề tài Nghiên cứu hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ 4JK1/ISUZU Họ và tên Giá viên hướng dẫn: Th.S Châu Quang Hải NH N

1 Về nội ung đề tài khối lượng th c hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

4 Đề nghị ch ảo vệ hay không?

5 Đánh giá l ại:

6 Điểm: ng chữ: )

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2019

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lậ – – Hạnh phúc

***

PH NHẬN T CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên sinh viên: Hoàng Thị Thúy Nga MSSV: 15145099 Họ và tên sinh viên: Lê Thanh Tâm MSSV: 15145141 Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô

ên đề tài Nghiên cứu hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ 4JK1/ISUZU Họ và tên Giá viên hản biện: T.S Nguyễn Văn L ng Gi ng NH N

7 Về nội ung đề tài khối lượng th c hiện:

8 Ưu điểm:

9 Khuyết điểm:

10 Đề nghị ch ảo vệ hay không?

11 Đánh giá l ại:

12 Điểm ng chữ: )

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2019

LỜI CẢM ƠN

Trong xu thế hội nhập hiện nay, nền công nghiệp Việt N m đ ng đứng trước những

cơ hội đ y tiềm năng và ngành công nghiệp ô tô Việt N m cũng không ng ại lệ Ở nước ta số lượng ô tô hiện đại đ ng được lưu hành ngày một tăng Công nghệ ô tô là một ngành khoa học kỹ thuật phát triển rất nhanh trên phạm vi toàn thế giới, để đá ứng nhu c u trên đã làm ch tốc độ gi tăng số lượng ô tô trên thế giới rất nhanh Các loại ô tô này đều được cải tiến the hướng tăng công suất, tốc độ, giảm suất tiêu hao nhiên liệu, điện tử h á quá trình điều khiển và hạn chế mức thấp nhất thành ph n ô nhiễm trong khí xả động cơ Với s phát triển mạnh mẽ của tin học trong vai trò dẫn đường, quá trình t động hó đã đi sâu và các ngành sản xuất và các sản phẩm của chúng, một trong số đó là ô tô Nhờ s giúp đỡ củ máy tính để cải thiện quá trình làm việc nh m đạt hiệu quả cao và chống ô nhiễm môi trường, tối ưu h á quá trình điều khiển dẫn đến kết cấu củ động cơ và ô tô th y đổi rất phức tạ , làm ch người sử dụng và cán bộ công nhân kỹ thuật ngành ô tô ở nước ta còn nhiều lúng túng và sai sót nên c n có những nghiên cứu cụ thể về hệ thống điện tử trên động cơ ô tô

Vì vậy là một sinh viên của ngành cơ khí động l c sắ r trường, em chọn đề tài:

"Nghiên cứu hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ 4JK1/ISUZU" làm đề tài tốt nghiệp của mình Em rất mong với đề tài này em sẽ củng cố tốt hơn kiến thức của mình để khi r trường em có thể đóng gó và ngành công nghiệp ô tô củ nước t , để góp ph n vào s phát triển chung của ngành

Do kiến thức của bản thân còn hạn chế, kinh nghiệm chư nhiều và ít thời gian tiếp xúc về động cơ nên đề tài "Nghiên cứu hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ 4JK1/ISUZU" của em không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong th y giá hướng dẫn và các th y cô trong bộ môn tận tình chỉ bả thêm để đồ án củ em được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến giá viên hướng dẫn Th.s Châu Quang Hải đã chỉ bảo chúng em tận tình, giú chúng em vượt qua những khó khăn vướng mắc trong khi hoàn thành đồ án của mình Bên cạnh đó chúng em cảm ơn các th y tr ng kh đã tạo mọi điều kiện để em hoàn thành thật tốt đồ án tốt nghiệp này

TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài: Nghiên cứu hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ 4JK1/ISUZU

1 Lý do chọn đề tài

Trong xu thế hội nhập và phát triển, các hương tiện giao thông vận tải là một

ph n không thể thiếu trong cuộc sống c n người Động cơ iesel là một trong những động cơ được sử dụng trên ôtô Nó có những ưu điểm là nhiên liệu diesel rẻ hơn các loại nhiên liệu khác, sinh ra mômen xoắn lớn hơn, hiệu suất sử dụng nhiên liệu cao hơn uy nhiên trước kia nó lại chỉ thường được sử dụng trên xe tải do gây ra tiếng

ồn lớn và ô nhiễm môi trường Hiện nay, những lợi ích mà nó mang lại khi sử dụng như tiết kiệm nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường, công suất lớn, giảm tiếng ồn

tr ng động cơ.Vì vậy ngày n y động cơ sử dụng nhiện liệu diesel không những được

sử dụng trên xe tải mà còn được sử dụng trên các dòng xe cao cấp của Toyota, Merce es và ISUZU

2 Các vấn đề nghiên cứu

- Nghiên cứu tổng quát về hệ thống cung cấp nhiên liệu Common – rail

- Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống cung cấp nhiên liệu

- rình ày hương há kiểm tra và chẩn đ án sửa chữa hệ thống Comon – rail trên động cơ 4JK1

3 Quá trình thực hiện và kết quả nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp là một quá trình để cho chúng em :

- Rèn luyện kĩ năng tổng hợp, áp dụng các kiến thức về động cơ đã học vào nghiên cứu

- Rèn luyện kĩ năng tổ chức công việc, tinh th n nghiêm túc trong công việc

- Rèn luyện kỹ năng mềm khác như kỹ năng viết tài liệu, trình bày vấn đề kỹ

thuật một cách khoa học, kỹ năng làm việc nhóm

Quá trình thực hiện như sau:

- Tổng hợp, phân tích, chọn lọc những nguồn tài liệu sẵn có ( tiếng Anh và tiếng

Việt)

- Ghi chép lại các tài liệu tham khảo, website, ph n mềm để trích dẫn

- Ngiên cứu và tìm hiểu hương há chẩn đ án và kiểm tr hư hỏng cung cấp

nhiên liệu củ động cơ

- Khi gặp vấn đề khó khăn, chúng em sẽ đề xuất r hương án giải quyết và chứng

minh, lí giải lý do chọn hương án đó

- r đổi và tham khảo ý kiến của th y hướng dẫn về những vấn đề chư chắc chắn hoặc c n hỗ trợ thêm về kiến thức

Kết quả:

- Hoàn thành nhiệm vụ đồ án tốt nghiệ mà giá viên hướng dẫn đã đặt ra

- Trình bày và thuyết minh nội ung đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

TRANG BÌA PHỤ i

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii

HI U NH N CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iii

HI U NH N CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iv

TÓM TẮ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP vi

MỤC LỤC vii

DANH MỤC VI T TẮT x

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ xi

I LIỆU THAM KHẢO xiii

Chương 1 ỔNG QUAN 1

1.1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU .1

1.1.1 Hệ thống C mm n-rail .1

1.1.2 Lịch sử phát triển của hệ thống C mm n-rail .1

1.1.3 Lĩnh v c á ụng .3

1.2 TỔNG QUAN ĐỘNG CƠ 4JK1/ISUZU .3

Chương 2 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 5

2.1 NGUYÊN LÝ CHUNG .5

2.1.1 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ÁP SUẤT THẤP 6

2.1.2 Tổng quan 6

2.2.2 Các bộ phận chính của hệ thống .7

2.2.2.1 ơm nhiên liệu 7

2.2.2.1 Lọc nhiên liệu : 8

2.2.3 Van một chiều: 9

2.2.4 Bộ làm mát nhiên liệu 10

2.3 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ÁP SUẤT CAO : 11

2.3.1 Cụm ơm c á 13

2.3.1 ơm tiếp vận : 13

2.3.1 ơm c á 14

1.3.2 Ống phân phối 17

1.3.3 Ống cao áp 20

1.4 KIM PHUN 21

2.4.1 Cấu tạo kim phun: 21

2.4.2 Nguyên lý hoạt động: 22

Chương 3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 26

3.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 26

3.2 CÁC CHI TI T TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 27

3.2.1 Các hệ thống chính 27

3.2.1.1 Bộ xử lí trung tâm (ECM) 27

3.2.1.2 Hệ thống điều khiển bugi xông 34

3.2.1.3 Các chế độ của hệ thống xông máy : 35

3.3 CÁC CẢM BI N TÍN HIỆU 36

3.3.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF) 36

3.3.2 Cảm biến nhiệt độ không khí nạp (IAT) : 37

3.3.3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECT) : 39

3.3.4 Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu (FT) 41

3.3.5 Cảm biến áp suất môi trường (BARO) 42

3.3.6 Cảm biến vị trí àn đạp ga (APP) 43

3.3.7 Cảm biến vị trí trục cam (CMP) 45

3.3.8 Cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP) 46

3.3.9 Cảm biến tốc độ xe (VSS) 47

3.3.10 Cảm biến áp suất nhiên liệu ( FRP) 49

3.4 CÁC CƠ CẤU CHẤP HÀNH 50

3.4.1 Điều khiển lượng phun : 50

3.4.2 Hệ thống luân hồi khí thải ( EGR) 52

3.4.3 V n đường ống nạ V n điều khiển vị trí ướm ga ) 55

3.3.4 Hệ thống tăng á ur ) 57

3.5 CÁC CHỨC NĂNG ĐIỀU KHIỂN KHÁC 61

3.5.1 Điều khiển tốc độ c m chừng 61

3.5.2 Điều khiển giảm động khi tăng giảm tốc 61

3.5.3 Điều khiển động cơ vận hành êm ịu 62

3.5.4 ác động củ các yếu tố ên ng ài đến lượng hun 62

Chương 4 CHẨN ĐOÁN V KIỂM TRA CÁC CHI TI T TRONG HỆ THỐNG COMMON RAIL 63

4.1 CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG COMMON RAIL 63

4.1.1 Một số khái niệm : 63

4.1.2 Chẩn đ án hư hỏng và cách khắc phục 68

4.2 KIỂM TRA CÁC CẢM BI N CHÍNH TRONG HỆ THỐNG 71

4.2.1 Kiểm tra cảm biến vị trí trục khuỷu : 72

4.2.2 Kiểm tr cảm iến vị trí trục c m CM ) 74

4.2.3 Kiểm tr cảm iến á suất trên đường ống nạ st ressure sens r) 76

4.2.4 Kiểm tr cảm iến nhiệt độ khí nạ IA 78

4.2.5 Kiểm tr cảm iến lưu lượng không khí nạ MAF) 80

4.2.6 Kiểm tr cảm iến nhiệt độ nước làm mát EC ) 82

4.2.7 Kiểm tr cảm iến nhiệt độ nhiên liệu F ) 84

4.2.8 Kiểm tr cảm iến á suất nhiên liệu FR ) 85

4.2.9 Kiểm tr cảm iến vị trí àn đạ g A ) 87

Chương 5 K T LU N VÀ KI N NGHỊ 89

5.1 K T LU N 89

5.2 ĐỀ NGHỊ 89

DANH MỤC VI T TẮT

TỪ VI T

TẮT

module

Hộ điện tử điều khiển truyền động

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂ ĐỒ

Hình 2.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống nhiên liệu 6

Hình 2 2 Sơ đồ tổng qu n đường dẫn nhiên liệu 7

Hình 2 3 ơm nhiên liệu và một số bộ phận 8

Hình 2 4 Lọc nhiên liệu 9

Hình 2 5 Cấu tạo van một chiều 10

Hình 2 6 Bộ làm mát nhiên liệu 11

Hình 2 7 Vị trí bộ làm mát nhiên liệu trên xe 12

Hình 2 8 Sơ đồ tổng quan hệ thống nhiên liệu áp suất cao .12

Hình 2 9 Sơ đồ hoạt động của cụm ơm c á 14

Hình 2 10 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động củ ơm tiếp vận 15

Hình 2 11 Nguyên lý hoạt động ơm c á 16

Hình 2 12 Cấu tạo van FRP 17

Hình 2 13 Hoạt động của van FRP 18

Hình 2 14 Cấu tạo ống phân phối 19

Hình 2 15 Cấu tạo van giới hạn áp suất 20

Hình 2 16 Sơ đồ đặc tính cảm biến áp suất 21

Hình 2 17 Vị trí ống cao áp 22

Hình 2 18 Cấu tạo kim phun 23

Hình 2 19 Hoạt động của kim phun .24

Hình 2 20 Mã ID của kim phun 26

Hình 3 1 Vị trí ECM .. 30

Hình 3 2 Hình Bảng mã ECM 31

Hình 3 3 Bugi xông .36

Hình 3 4 Đặc tính nhiệt độ nước làm mát 37

Hình 3 5 Cảm biến MAF&IAT 38

Hình 3 6 Đặc tính của cảm biến MAF ( chế độ không tải ) 39

Hình 3 7 Cảm biến MAF& IAT ( th c tế) 39

Hình 3 8 Đặc tính cảm biến IAT 40

Hình 3 9 Chân cảm biến MAF&IAT (nhìn từ giắc cảm biến) 40

Hình 3 10 Vị trí cảm biến nhiệt độ nước làm mát .41

Hình 3 11 Biểu đồ đặc tính cảm biến ECT 42

Hình 3 12 Chân cảm biến ECT (nhìn từ giắc cảm biến) 42

Hình 3 13 Cảm biến FRP 43

Hình 3 14 Biểu đồ đặc tính cảm biến FRP 43

Hình 3 15 Cảm biến BARO 44

Hình 3 16 Biểu đồ đặc tính cảm biến BARO 45

Hình 3 17 Cảm biến vị trí àn đạp ga .45

Hình 3 18 Đặc tính cảm biến APP .45

Hình 3 19 Vị trí cảm biến chân g trên xe 46

Hình 3.20 Sơ đồ cảm biến trục c m . 47

Hình 3.21 Nguyên l í cảm biến trục khuỷu 48

Hình 3.22 Mối quan hệ cảm biến CKP và CMP 48

Hình 3.23 Chân cảm biến CKP ( nhìn từ giắc cảm biến) 49

Hình 3.24 Vị trí cảm biến VSS 49

Hình 3.25 Chân cảm biến VSS (nhìn từ giắc cảm biến) .50

Hình 3.26 Xung cảm biến VSS 50

Hình 3.27 Cảm biến VSS trên xe 51

Hình 3.28 Cảm biến FT .51

Hình 3.29 Sơ đồ điều khiển độ rung 54

Hình 3.30 Sơ đồ hệ thống luân hồi khí thải 55

Hình 3.21Van EGR 56

Hình 3.32 Sơ đồ đặc tính van EGR 57

Hình 3.33 V n đường ống nạp 58

Hình 3.34 Sơ đồ đặc tính v n đường ống nạp 59

Hình 3.35 Sơ đồ nguyên lí hệ thống TURBO 60

Hình 3.36 Hoạt động của các cánh van 62

Hình 3.37 Van an toàn .63

Hình 4 1 Sơ đồ mạch điện cảm biến CK 75

Hình 4 2 Sơ đồ đấu dây của cảm biến CMP 77

Hình 4 3 Sơ đồ đấu dây của cảm biến áp suất trên đường ống nạp .78

Hình 4 4 Sơ đồ đấu dây của cảm biến IAT ..80

Hình 4 5 Sơ đồ đấu dây của cảm biến MAF 82

Hình 4 6 Sơ đồ đấu dây của cảm biến ECT 84

Hình 4 7 Sơ đồ đấu dây của cảm biến FT 86

Hình 4 8 Sơ đồ đấu dây của cảm biến FRP 87

Hình 4 9 Sơ đồ đấu dây của cảm biến APP 89

TÀ L ỆU THAM KHẢO

1 ISUZU Workshop manual 2007MY TF Series - Engine 4JJ1/4JK1 Model - Section 6.

Chương 1: TỔNG QUAN.

1.1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

Từ trước đến nay, hệ thống cung cấp nhiên liệu được xem như là trái tim của toàn

bộ động cơ, ất cứ s th y đổi nào trong hệ thống nhiên liệu cũng sẽ tác động rất lớn đến suất tiêu hao nhiên liệu, công suất động cơ, tiếng ồn cũng như lượng khí thải Do

đó, ngày n y, hệ thống nhiên liệu trên động cơ Diesel ngày càng được cải tiến để đá ứng những nhu c u trên Các biện pháp tập trung vào việc giải quyết những vấn đề:

- ăng á suất hun để tăng chất lượng quá trình cháy

- ăng tốc độ phun nh m giảm thiểu lượng muội than sinh ra

- Điều chỉnh hương há hun nh m giảm thời gian phun từ đó nâng c tốc độ động

cơ

- Điều khiển thời điểm hun và lưu lượng phun chính xác theo từng chế độ hoạt động

củ động cơ

- Sử dụng hương há luân hồi khí xả (EGR)

Hiện n y, các nhược điểm của hệ thống nhiên liệu Diesel đã được khắc phục b ng việc ứng dụng khoa học công nghệ nh m cải tiến các bộ phận như ơm c á , kim phun, ống phân phối nhiên liệu áp suất cao, tối ưu việc điều khiển động cơ h àn t àn

b ng điện tử

Hệ thống nhiên liệu C mm n r il được gọi tắt CDI ( Common rail direct injection) là

hệ thống phun nhiên liệu iesel điều khiển điện tử, đây là công nghệ tiên tiến nhất trang bị ch động cơ iesel Động cơ Diesel được ùng ch xe u lịch ngày càng nhiều Hạn chế lớn nhất ch khả năng ứng ụng nó tr ng lĩnh v c này là tiếng ồn đặc iệt là

ở động cơ Diesel hun tr c tiế uồng cháy thống nhất) S ng với yêu c u ngày càng

c về giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu và khí xả thì động cơ Diesel hun tr c tiế , tăng

á c ngày càng được sử ụng rộng rãi tr ng lĩnh v c xe u lịch

1.1.2 Lịch sử phát triển của hệ thống Common-rail

S hình thành hỗn hợ cháy đặc iệt ở động cơ Diesel hun tr c tiế hụ thuộc h àn toàn vào quá trình phun nhiên liệu Hệ thống nhiên liệu ùng ch động cơ Diesel ch đến n y chủ yếu là kiểu sch gồm cặ ist n- xyl nh, đường ống ẫn u c á , vòi hun đã không th ả mãn được các yêu c u trên có những nhược điểm

+ Chất lượng quá trình hun hụ thuộc h n lớn và độ chính xác chế tạ và lắ

rá củ các ộ đôi

+ Ở tốc độ vòng qu y nhỏ á suất hun thấ

+ Khó khăn tr ng việc điều chỉnh lượng nhiên liệu hun, thời điểm ắt đ u hun và thời gi n hun hợ lý

+ hời gi n hun chính hụ thuộc và iên ạng c m củ ơm c á

Và giữ những năm 80 Fi t đã đi sâu nghiên cứu cải tiến hệ thống nhiên liệu ùng

ch động cơ Diesel nh m th ả mãn các yêu c u s u

+ iêu h nhiên liệu thấ

+ Cải thiện đặc tính công suất củ động cơ Diesel, để có mô-men lớn ở số vòng

qu y nhỏ

+ Cải thiện đặc tính khởi động lạnh

+ Giảm tiếng ồn cháy gây r

+ Đá ứng yêu c u ngày càng khắt khe về khí xả

Năm 1993 hệ thống nhiên liệu mới đã thành công tr ng thí nghiệm và nhờ kết hợ với hãng Robert Bosch năm 1997 hệ thống nhiên liệu mới ch động cơ Diesel được gọi là C mm n R il hệ thống nhiên liệu tích á ) được sản xuất hàng l ạt

Hệ thống C mm n R il là hệ thống hun kiểu tích á r ng hệ thống C mm n

R il thì việc tạ á suất và hun nhiên liệu là tách iệt nh u, một ơm c á riêng iệt được đặt tr ng thân máy tạ r á suất liên tục, á suất này chuyển tới và được tích lại tr ng R il cung cấ tới các vòi hun the thứ t làm việc củ các xyl nh

ECU điều khiển lượng nhiên liệu hun và thời điểm hun một cách chính xác ng cách sử ụng các v n điện từ S len i )

- háng 10 năm 1997 Hệ thống C mm n R il được sử dụng đ u tiên trên dòng xe chở khách với dòng Alfa Romeo và Mercedes- Benz với áp suất hun lên đến 1350 bar

- Năm 1998 Merce es giới thiệu công nghệ CDI

- Năm 1999 Động cơ iesel đ u tiên của Common Rail trên dòng xe tải của hãng Ren ul đạt tiêu chuẩn Euro 3 với áp suất hun lên đến 1400 bar

- Năm 2001 Hệ thống Common Rail thế hệ thứ 2 cho xe ô tô chở khách được sử dụng

và đạt hiệu quả kinh kế hơn, sạch hơn, êm hơn và mạnh hơn, áp suất phun lên đến

1600 r và được sử dụng l n đ u tiên trên dòng xe Volvo và BMW

- Năm 2002 Hệ thống Common Rail thế hệ thứ 2 cho xe tải được nâng cấp với lượng khí thải thấ hơn, tiêu thụ nhiên liệu được cải thiện và tăng công suất hơn, á suất phun lên đến 1600 r, được sử dụng l n đ u tiên trên dòng xe của Man Cũng tr ng năm này, Dens tung r hệ thống Common Rail với áp suất phun lên đến 1800 bar, với

số l n hun lên đến 5 l n giúp hệ thống đá ứng được yêu c u khí thải Euro 4 mà không c n bộ lọc diesel

- Năm 2003 Hệ thống Common Rail thế hệ thứ 3 được sử dụng chung cho các loại xe,

ưu điểm của nó là giảm đến 20% lượng khí thải, tăng 5% công suất, giảm 3% nhiên liệu và tiếng ồn giảm đến 3 dB Áp suất hun 1600 r và được sử dụng đ u tiên trên dòng xe Audi Ở thế hệ thứ 3 thì hệ thống Common Rail sử dụng vòi phun Piezo giúp cho hệ thống hun đạt độ chính xác c hơn lên đến 1800 r/ 26000 si r ng động

cơ xăng nó được sử dụng trong công nghệ hun xăng tr c tiếp Kim phun Piezo có thể đạt khoảng thời gian phun mồi (pilot injections ) là 0,1 ph n nghìn giây

- Năm 2004 Ở Tây Âu, tỷ lệ ô tô chở khách với động cơ iesel vượt quá 50% Hệ thống chọn lọc xúc tác - SCR trên dòng xe Mercedes, Euro 4 với hệ thống h àn lưu khí thải (EGR) và hạt phân tử lọc của Man, công nghệ á điện kim phun của Bosch

- Năm 2008 Hơn một nửa số xe mới đăng ký ở ây Âu được d kiến sẽ là động

cơ diesel Common Rail thế hệ thứ 3 từ hãng sch, đặc trưng ởi s chuyển đổi nhanh chóng, nhỏ gọn, điện áp- nội tuyến- vòi phun Các hệ thống phun sáng tạo làm lượng khí thải thấ tr ng động cơ iesel V6 mới của Audi A8 Đối với thế hệ Common Rail thứ tư củ hãng sch được thiết kế thì áp suất hun c lên đến 2000 bar, những kim phun với những dạng hình học th y đổi

1.1.3 Lĩnh vực áp dụng

Các ưu điểm củ hệ thống C mm n R il:

- Kh ảng làm việc củ á suất hun rất rộng được lấy tr ng vùng đặc tính

- Á suất hun c ở mọi chế độ tốc độ

- Chi lượng nhiên liệu hun làm h i h y nhiều l n), l n một gọi là hun mồi l n h i là hun chính vì vậy mà nhờ có l n hun mồi nên động cơ cháy êm hơn

- h y đổi ễ àng thời điểm ắt đ u hun, thời gi n hun và lượng nhiên liệu hun

- Có nhiều tiềm năng ch xu hướng hát triển động cơ Diesel tr ng tương l i trên tính linh h ạt củ việc hun nhiên liệu

Với các ưu điểm nổi trội này hệ thống nhiên liệu C mm n R il hiện n y đã được ùng ch động cơ Diesel không những ch động cơ xe u lịch mà còn sử ụng ch động cơ xe tải và cả động cơ cỡ lớn củ tàu h ả, tàu thủy

Hiện nay, hệ thống nhiên liệu C mm n r il được nhiều hãng trên thế giới sản xuất, như sch, C rte ill r, F r , Dens , v.v Đối với hãng Denso, hệ thống Common

r il đã được phát triển từ những năm 1995 với thế hệ I ùng ơm c á H 0 và vòi

suất hun đạt 135M Đến năm 2001 hệ thống Common rail thế hệ II r đời dùng

ôtô y t H ice 2005; động cơ 4JK1-TC, 4JJ1-TC, v.v của ISUZU

Và năm 2007 ở model xe TFR/TFS dành cho xe bán tải, động cơ 4 xy l nh thẳng hàng I4 4JK1-TC và 4JJ1-TC thay thế ch động cơ 4JA1-TC và 4JH1-TC với hệ thống ơm hun nhiên liệu của Bosch VP44 Riêng ở thị trường Thái Lan thì cả loại 2 động cơ 4JK1-Tc và 4JJ1- C đều được đư và sử dụng và năm 2005 H i loại động cơ 4JK1-TC và 4JJ1-TC được cải tiến the hướng hiện đại và là thế hệ tiếp theo dành cho dòng xe bán tải nhẹ, b ng việc thêm và các đặc tính riêng bao

gồm nhiệm vụ, việc làm của 4 van trên một xy l nh đã được vận hành bởi hệ thống trục cam kép DOHC, hệ thống phun nhiên liệu Common rail, hệ thống tu n hoàn khí thải EGR) được làm mát b ng nước

EGR b ng điện

Chương 2: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU.

2.1 NGUYÊN LÝ CHUNG

Nhiên liệu được hút từ bình chứa qua bộ lọc b ng ơm tiếp vận, ơm này được lắp

tr c tiế trên ơm c á thông qu một mặt bích, nhiên liệu được tạo áp l c trong

ơm c á và được đư đến ống phân phối thông qu các đường ống cao áp

Tại ống phân phối, nhiên liệu sẽ luôn được duy trì ở áp l c c D đó, luôn có một lượng nhiên liệu ở tr ng điều kiện áp suất tối ưu sẵn sàng cung cấp tới các kim phun trong suốt các quá trình phun

Thời điểm và lưu lượng hun được tính toán một cách chính xác thông qua ECM

D a trên các tín hiệu đ u và khác nh u được gửi từ các cảm biến và các hệ thống định lượng, ECM sẽ đư r các tín hiệu điều khiển đến các van solenoid trong kim phun Khi nhận được tín hiệu này, các van solenoid sẽ th c hiện việc nhấc kim và cho một lượng nhiên liệu đã được tính toán chính xác trên lý thuyết vào trong từng xy lanh tương ứng Lượng nhiên liệu thừ thông qu đường nhiên liệu hồi từ kim phun về ống góp nhiên liệu hồi và s u đó trở về thùng chứa chuẩn bị cho chu kỳ tiếp theo

Cảm biến áp suất nhiên liệu được lắp trên ống phân phối có chức năng thu thập dữ liệu áp suất của nhiên liệu hiện tại trong ống phân phối và chuyển tín hiệu áp suất này thành tín hiệu điện áp và gửi về ECM Một tham số khác cũng rất quan trọng góp ph n quyết định tới việc gửi các tín hiệu điều khiển là nhiệt độ nhiên liệu

Thông qua các tham số nhận được này, ECM sẽ gửi tín hiệu điều khiển đến các van định lượng nhiên liệu nh m điều chỉnh lượng nhiên liệu cấ ch ơm c á ng cách th y đổi tiết diện ngang của rãnh dẫn nhiên liệu và ơm c áp), với mục đích đảm bảo áp suất nhiên liệu tối ưu hù hợp với mọi điều kiện hoạt động củ động cơ

Hình 2.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống nhiên liệu

4 ơm cung cấp 5.Ống phân phối 6.Van giới hạn áp suất

7.Cảm biến FRP 8.Kim phun 9.ECM 10.Cảm biến CMP 11.Cảm biến CKP 12.Tín hiệu vào

7 Thùng nhiên liệu 14 Công tắc áp suất

2.2.2 Các bộ phận chính của hệ thống

 Thùng nhiên liệu

 ơm nhiên liệu

 Ống dẫn tới ơm tiếp vận

 Ống d u hồi

 Lọc nhiên liệu

 Bộ làm mát nhiên liệu

 Van một chiều

2.2.2.1 Bơm nhiên liệu

Thùng chứa nhiên liệu được trang bị một ơm nhiên liệu và một cảm biến mức nhiên liệu bên trong Cấu tạo và chức năng củ ơm u tương t như ơm trên động

cơ xăng ơm nhiên liệu ơm r hơn 100cc tr ng kh ảng 10s Khi công tắc đánh lửa

“ON” động cơ “OFF”) thì ơm h ạt động khoảng 12s S u đó ơm vẫn tiếp tục “ON” khi động cơ chạy

Hình 2.3 ơm nhiên liệu và một số bộ phận

3

2.2.2.1 Lọc nhiên liệu :

 Chức năng :

Trong hệ thống common rail, cụm ơm c á được ôi trơn ng nhiên liệu và

rồi nhiên liệu này lại được cung cấp cho toàn bộ hệ thống common rail Chính vì vậy

mà nó phải đảm bảo hoàn toàn sạch, không có các tạp chất Vì vậy sẽ có một cái lọc

nhiên liệu được gắn trên đường d u cung cấ , ên tr ng được tích hợp bộ tách nước

Nó có nhiêm vụ tách những hạt bụi nước nhỏ nhất và lọc các tạp chất lạ khác trước khi

đư đến ơm c á

Bộ tách nước được gắn một cái h , khi h đạt đến một mức độ nà đó

( khoảng 125cc ) đèn á trên tắp lô sẽ sáng lên thúc giục tài xế phải xả nước trong bộ

tách nước ra b ng cách nới đ i ốc được gắn ên ưới lọc nhiên liệu Lọc nhiên liệu

được gắn cố định ở ưới khung xe thông qu giá đỡ

Hình 2.4: Lọc nhiên liệu

Đèn báo

1

2

2.Đường d u ra 3.Phao

4.Giắc cảm biến

 Công tắc áp suất :

Khi tr ng đường dẫn nhiên liệu có không khí ( áp suất chân không cao, khoảng

-32 kPa hoặc -5 psi ) biểu hiện lọc nhiên liệu bị rò rĩ h ặc khi lọc bị nghẹt do tạp chất thì lúc này công tắc áp suất sẽ “On” và đèn á trên tá lô sáng lên, á hiệu c n phải thay lọc

 Cấu tạo :

rên đường dẫn nhiên liệu được gắn van một chiều duy nhất, van một chiều được đặt g n vỏ hộp số Van một chiều gồm các bộ phận : Bi một chiều, lò xo nén, các đường dẫn d u

Hình 2.5: Cấu tạo van một chiều

 Chức năng

 Chức năng củ đường y ss đường đi tắt ):

Chức năng củ đường bypass làm giảm áp suất ưới mọi điều kiện khi áp suất trên đường áp thấ tăng quá mức

Khi ơm nhiên liệu ơm với số lượng quá nhiều so với tốc độ động cơ và tải trọng động cơ, làm á suất tr ng đường áp thấ tăng quá mức và thắng l c lò x đẩy bi một chiều đi xuống Lúc này, d u hồi thông qu đường bypass trở về thùng chứa và áp suất giảm xuống ch đến khi phù hợp

 Chức năng của van một chiều:

Chức năng của van một chiều không cho nhiên liệu hồi về qu đường bypass

r ng trường hợ ơm nhiên liệu trong thùng chứa d u không hoạt động, lúc này nhiên liệu chỉ được hút bởi ơm tiếp vận n m tr ng ơm c á b ng đường hồi về, làm nhiên liệu đi từ ống số 4 qua van về ống số 2 Tuy nhiên, nhiên liệu hồi về qua đường này có nhiệt độ cao ảnh hưởng đến s điều khiển động cơ Khi đó, nhiệm vụ van một chiều sẽ ngăn không ch u hồi trở lại ơm tiếp vận

Hình 2.7: Vị trí bộ làm mát nhiên liệu trên xe

2.3 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ÁP SUẤT CAO :

Hình 2.8: Sơ đồ tổng quan hệ thống nhiên liệu áp suất cao

Bộ làm mát

 Chức năng hệ thống :

Hệ thống Common rail là một hệ thống tích năng ng áp suất để cung cấp nhiên liệu cao áp tại các quá trình phun Điều đó có nghĩ là tr ng hệ thống này nhiên liệu luôn được duy trì ở áp suất c và được tích trữ trong ống phân phối (common rail) và

đư đến từng kim hun tr ng quá trình hun r ng khi đó thì ở các hệ thống thông thường (ví dụ như trên động cơ sử dụng ơm hun nhiên liệu kiểu ơm hân hối VP44), áp suất nhiên liệu được tạo ra bởi ơm lên tới hơn 98M ngay trong quá trình phun

Trên hệ thống phun Common Rail, quá trình tạo áp suất phun và quá trình phun nhiên liệu vào buồng đốt được chia làm hai quá trình riêng biệt :

 Áp suất hun sinh r đạt giá trị cao, không phụ thuộc vào tốc độ động cơ và lượng nhiên liệu được phun; áp suất này luôn được được tích trữ trong ống phân phối và sẵn sàng đư đến kim phun ở tất cả các gi i đ ạn phun

 Quá trình phun nhiên liệu vào buồng đốt : áp suất phun, tỉ lệ phun và thời điểm hun được ECM điều khiển tùy thuộc vào tốc độ động cơ và tải trọng, điều này đảm bảo áp suất hun được ổn định ở mọi thời điểm Vì vậy, nó làm khí xả sạch hơn và làm giảm lượng khí xả cũng như công suất hát r c hơn r ng khi đó, ở các hệ thống thông thường áp suất nhiên liệu được tạo ra ngay trong quá trình phun ngay tại thời điểm mở kim

 Lưu ý:

Các bộ phận trong hệ thống nhiên liệu cao áp là các chi tiết cơ khí được gia công

và chế tạo với độ chuẩn xác c D đó, khi tiến hành bả ưỡng hay sửa chữa hệ thống c n hết sức tậ trung qu n sát, đồng thời tiến hành các hoạt động c n thiết một cách hết sức tỉ mỉ, chú ý từng chi tiêt

Nh m bả đảm tính an toàn và chuyên nghiệp và tránh mọi hư hỏng c n tham khảo một cách kỹ lưỡng các chỉ dẫn về trình t các ước tiến hành và yêu c u kỹ thuật trước khi th c hiện bất cứ công việc gì liên quan tới hệ thống nhiên liệu áp suất cao này

2.3.1 Cụm bơm cao áp :

Hình 2.9 Sơ đồ hoạt động của cụm ơm c á

2.3.1.a Bơm tiếp vận :

Hình 2.10: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động củ ơm tiếp vận

3 Tới buồng chứa củ ơm 8 Lượng nhiên liệu giảm

 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động :

Bản chất củ ơm tiếp vận là một ơm ánh răng có tác ụng đư lượng nhiên liệu

c n thiết từ thùng chứa qua lọc đến cung cấ ch ơm c á

ơm có cấu tạ cơ ản gồm một ánh răng chủ động bên trong ( 5 ) quay xung quanh vỏ ơm 6 ) để quét nhiên liệu từ cử hút 1 ) đư r cửa xả ( 3 ) Nhiên liệu sẽ được vận chuyển thông qua khe hở giữa biên dạng răng và vỏ ơm

ơm ánh răng có ưu điểm như kết cấu đơn giản, dễ chế tạ , có độ tin cậy cao, kích thước nhỏ gọn, số vòng quay và công suất trên một đơn vị trọng lượng lớn, có khả năng chịu quá tải trong một thời gian ngắn Nhưng đây là l ại ơm không điều chỉnh được lưu lượng và áp suất khi số vòng quay cố định D đó lưu lượng nhiên liệu

mà ơm cung cấp sẽ tỷ lệ với tốc độ động cơ

Vì lý này, trên ơm tiếp vận được gắn v n điều chỉnh áp suất ( van FRP) và cảm biến nhiệt độ nhiên liệu, chúng có nhiêm vụ điều chỉnh lượng nhiên liệu trước khi cấp tới ơm c á thông qu tín hiệu ECM gửi tới

2.3.1.b Bơm cao áp :

 Chức năng:

ơm c á là chi tiết trung gian giữa hệ thống nhiên liệu áp suất thấp và hệ thống nhiên liệu áp suất cao Nó có tác dụng tạo ra và duy trì áp suất cao cho nhiên liệu trong suốt quá trình làm việc của hệ thống Lượng nhiên liệu này sẽ được đư đến và tích trữ trong ống phân phối, sẵn sàng cung cấ đến các kim phun ở mọi chế độ làm việc của động cơ

Nhiệm vụ chủ yếu củ ơm c á là luôn tạo và duy trì một áp suất cao cho nhiên liệu trong ống phân phối D đó, tr ng hệ thống Common rail, áp suất của nhiên liệu không phải được sinh ra trong từng quá trình phun riêng lẻ, khác với các hệ thống nhiên liệu sử dụng ơm hân hối trước đây

Nhờ vào quá trình tạo áp suất cho nhiên liệu được th c hiện thông qu ơm c á

đó nhiên liệu luôn được duy trì ở áp suất cao mà chất lượng của quá trình phun luôn tối ưu trên mọi phạm vi tốc độ và chế độ tải khi động cơ vận hành

Nguyên lý tạo cao áp :

Hình 2.11 Nguyên lý hoạt động ơm c á

ơm c á được dẫn động thông qua trục dẫn động và đĩ c m lệch tâm được gắn

cố định trên trục dẫn động này, khi trục dẫn động quay thì cam lệch tâm này cũng quay theo và thông qua biên dạng c m này làm 2 itông ơm chuyển động lên và xuống

n đ u, khi ittông ơm đ ng ở điểm chết trên (TDC), nhiên liệu có áp suất do

ơm tiếp vận đư đến của nạp lớn hơn á suất tr ng xyl nh ơm, á suất này thắng l c

lò xo của van nạp (2) (có cấu tạ như v n một chiều) đó đẩy van nạp mở Lúc này nhiên liệu được ơm tiếp vận nén và xyl nh ơm, đồng thời lò xo sẽ luôn đẩy pittông

13.Pitông B bắt đ u kì hút

ơm xuống đến điểm chết ưới DC) Đây là thời kỳ nhiên liệu được hút vào trong xyl nh ơm

Khi ittông ơm i chuyển từ DC lên DC c m đội), do áp suất nhiên liệu trong xylanh ơm tăng nên v n nạ được đóng lại Lúc này nhiên liệu ở trong một không

gi n h àn t àn kín được giới hạn bởi xyl nh, đỉnh ittông ơm và v n nạ đó nhiên liệu không thể qu y ngược trở lại cửa nạ khi ittông đi lên để th c hiện quá trình nén Khi pittông đi từ BDC lên TDC, áp suất của nhiên liệu trong xylanh d n d n tăng lên Đến một lúc nà đó, á suất nhiên liệu ên tr ng xyl nh ơm lớn hơn á suất

tr ng đường ống phân phối (common rail), nó sẽ đẩy cửa xả 3) cũng có cấu tạ như van một chiều) mở Khi đó nhiên liệu tr ng xyl nh ơm sẽ được nén vào trong ống phân phối thông qu đường ống c á ittông ơm tiếp tục nén nhiên liệu ch đến khi nó đến điểm chết trên S u đó, đĩ c m không còn đội pittông nên nhiên liệu áp suất cao trong ống phân phối sẽ đẩy cửa xả đóng lại kết thúc quá trình nén

Khi áp suất nhiên liệu trong xylanh nhỏ hơn á suất nhiên liệu tr ng ơm tiếp vận thì van nạp mở, l c đẩy của lò xo lên pittông làm itt ng đi xuống, nhiên liệu sẽ tràn vào lấ đ y trong xylanh và di chuyển xuống BDC để chuẩn bị cho quá trình nén tiếp theo khi đĩ c m đội l n nữa

Vai trò của van FRP :

Hình 2.12 :Cấu tạo van FRP

1 Xylanh van

2 Cuộn dây

ECM điều chỉnh t n số làm việc là 250Hz tới van FRP ( khoảng thời gian cấp òng đến van ) để điều chỉnh lượng nhiên liệu tới cung cấp tới xyl nh ơm c á Khi cấp dòng đến van FRP, sinh ra suất điện động đẩy ph n ứng về bên trái, ph n ứng đẩy xylanh về ên trái làm th y đổi tiết diện đường dẫn nhiên liệu, đó điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp tới ơm c á

Khi v n FR “Off” l c lò x đẩy đẩy xylanh về bên phải, mở đường dẫn nhiên liệu

và cung cấp nhiên liệu tới ơm c á lượng nhiên liệu vào và ra b ng nhau )

2

1

Khi v n FR “On”, có dòng cấ đến v n, đẩy xylanh về ên trái đóng đường dẫn nhiên liệu ình thường mở ) B ng cách điều chỉnh v n FR On/Off, lượng nhiên liệu cung cấp tới ơm c á được điều chỉnh phù hợp với điều kiện hoạt động

Ống phân phối được làm b ng thé đã qu nhiệt luyện để có thể chịu được áp suất cao của nhiên liệu, đồng thời th c hiện các chức năng s u

 D trữ nhiên liệu áp suất cao

 Giảm thiểu s động của áp suất nhiên liệu

Trong quá trình hệ thống nhiên liệu cao áp làm việc, nhiên liệu được đư tới ống phân phối có độ động rất lớn Điều này là do nhiên liệu bị nén và đẩy từ xylanh

ơm lên ống phân phối không phải liên tục, mà chia thành từng đợt như các cơn sóng Bên cạnh đó, tr ng quá trình phun, trong ống phân phối sẽ xảy r độ sụt áp nhất định

ơm c á không thể ngay lập tức ù được s sụt á này nên cũng sẽ sinh ra các đợt động

Nếu s động trong ống phân phối trên không được dập tắt thì sẽ ảnh hưởng rất lớn tới quá trình phun Nó sẽ gây ra các hậu quả sau:

 Áp suất phun không ổn định

 Lượng nhiên liệu phun không chính xác

 Hình dạng chùm ti hun không đúng như tính t án

Để đá ứng được những yêu c u trên, ống phân phối phải được tính toán và thiết kế hợp lý và chính xác theo các nguyên lý thủy l c Các yêu c u cụ thể là:

 Có thể tích đủ lớn để làm giảm thiểu s động của nhiên liệu

 Có thể tích đủ nhỏ để cho phép áp suất nhiên liệu tăng nh nh tr ng một khoảng thời gian tối thiểu để đảm bảo cung cấ đủ áp suất cho hệ thống ở tốc độ cao

 Ở các vị trí nối với ống tới kim phun phải được thiết kế có tiết diện lớn để giảm dao động và kịp thời cung cấ lượng nhiên liệu c n thiết trong các quá trình phun

Trên ống phân phối được gắn một cảm biến áp suất nhiên liệu (1) và van giới hạn

áp suất nhiên liệu (2) :

 Cảm biến áp suất nhận biết áp suất bên trong ống phân phối và gửi tín hiệu này tới ECM, d a vào tín hiệu này, ECM sẽ điều chỉnh áp suất bên trong ống thông qua van

FR được gắn trên ơm tiếp vận

liệu trong ống phân phối vượt quá mức khoảng 220 MPA (32000 psi)

 Van giới hạn áp suất

Hình 2.15 Cấu tạo van giới hạn áp suất

Van giới hạn áp suất có nhiệm vụ giảm áp suất trong ống phân phối b ng cách mở van bi (2) nếu áp suất trong ống cao quá mức

Van bi mở khi áp suất trong ống khoảng 220 M A 32000 si), và đóng khi á suất giảm xuống khoảng 50 MPA (7250 psi) Nhiên liệu sẽ th át r qu đường hồi về của van giới hạn áp suất và trở về thùng chứa

Chú ý:

Nếu van giới hạn áp suất mở quá lâu làm áp suất giảm trong ống phân phối quá giới hạn cho phép thì phải dùng thiết bị chẩn đ án D Cs Di gn tic r u le C es ) kiểm tra lại

 Cảm biến áp suất trong ống phân phối

Hình 2.16 Sơ đồ đặc tính cảm biến áp suất

Fuel Rail Pressure (Mpa)

FRP Sensor Characteristic -Reference-

Cảm biến áp suất nhiên liệu được gắn trên ống phân phối để nhận biết áp suất nhiên liệu trong ống, tín hiệu từ cảm biến này được biến đổi thành tín hiệu điện áp và gửi tới ECM ECM nhận và kiểm tra tín hiệu điện á này để xác định áp suất trong ống phân phối

Khi áp suất trong ống phân phối cao tín hiệu điện áp gửi về ECM sẽ cao, khi áp suất thấp sẽ gửi tín hiệu điện áp thấp ECM tính toán ra áp suất th c tế từ tín hiệu điện

áp này và sử dụng kết quả đó để điều khiển lượng phun nhiên liệu một cách chính xác

Các đường ống cao áp này phải đạt được các yêu c u sau:

 Vật liệu chế tạo phải bả đảm không có các lỗ mọt để tránh rò rỉ nhiên liệu

 Có độ bền cơ khí và độ bền nhiệt cao

 Các đ u nối phải được gi công chính xác và đảm bảo kín khít

 Do các ống cao áp có vị trí tương qu n khác nh u đối với ống phân phối đó chúng

có hình dạng khác nh u nhưng hải đảm bảo trở l c trên các đường ống như nh u

Hình 2.18:Cấu tạo kim phun

Để đạt được s tối ưu tr ng việc điều chỉnh thời điểm khởi hun và lượng nhiên liệu phun chính xác, hệ thống C mm n R il đã sử dụng các kim hun đặc biệt có trang

bị hệ thống trợ l c b ng thủy l c và bộ chấ hành điều khiển kim phun hoàn toàn b ng điện (van điện từ)

6

 Các bộ phân chính của kim phun :

Hình 2.19: Hoạt động của kim phun

Đối với loại kim phun này vị trí cũng như độ dịch chuyển củ ittông điều khiển phụ thuộc độ chênh lệch giữa l c đẩy ittông đi lên gồm l c đẩy Pbuồng kim phun của nhiên liệu trong buồng kim phun) và l c đẩy ittông đi xuống (bao gồm l c đẩy

Pbuồng điều khiển của nhiên liệu trong buồng điều khiển và l c đàn hồi P đàn hồi của lò xo của

lò xo)

Giai đoạn kết phun

Drive current

Pressure in control chamber

Injection rate

Pressure in control chamber

Injection rate

Giai đoạn phun

Quá trình hoạt động của kim phun:

 Kim phun đóng (không phun):

Ở trạng thái này cuộn dây củ v n điện từ không được cấp tín hiệu điều khiển từ ECM nên van hai chiều đóng, đó lỗ tiết lưu u hồi bị bịt kín, nhiên liệu từ đường ống nạp qua lỗ tiết lưu nạ điền đ y trong buồng điều khiển Đồng thời nhiên liệu cũng điền kín buồng kim phun

Lúc này, áp suất trong buồng điều khiển và buồng kim hun là như nh u đẳng áp), tuy nhiên do l c đẩy hướng xuống của lò xo và diện tích của mặt trên pittông (chịu l c hướng xuống do áp suất nhiên liệu trong buồng điều khiển) lớn hơn iện tích mặt ưới pittông (chịu l c hướng lên do áp suất của nhiên liệu trong buồng kim phun) nên ittông điều khiển bị đẩy xuống ưới Khi đó kim hun ị đóng h àn t àn nên không cho nhiên liệu phun vào buồng đốt

P buồng điều khiển + P đàn hồi của lò xo > P buồng kim phun

 pittông điều khiển bị đẩy xuống BDC  kim hun đóng

 Kim phun mở (khởi phun):

Ở trạng thái này cuộn dây củ v n đện từ nhận tín hiệu điều khiển từ ECM điện áp điều khiển khoảng 130V ) hút van hai chiều mở r , đó lỗ tiết lưu u hồi mở, lượng nhiên liệu trong buồng điều khiển đi qu lỗ tiết lưu u hồi đi và ống d u hồi gây ra hiện tượng sụt áp trong buồng này Hiện tượng sụt áp xảy ra là do lỗ tiết lưu u hồi được chế tạ có đường kính lớn hơn nhiều so với lỗ tiết lưu nạp Khi van bi mở, nhiên liệu trong buồng điều khiển sẽ sụt áp nhanh, do nhiên liệu vào buồng thông qua lỗ là rất nhỏ so với lượng nhiên liệu hồi qua lỗ

Tỉ lệ giữ đường kính giữa lỗ tiết lưu u hồi với lỗ tiết lưu nạp càng lớn thì tốc độ

mở van kim sẽ càng nh nh độ sụt áp trong buồng lớn) Tuy nhiên, nếu tỉ lệ này quá lớn sẽ dẫn đến kéo dài thời gi n đóng kim nhiên liệu vào buồng điều khiển chậm) Chính vì vậy, tỉ lệ này sẽ được tính toán một cách hợp lý và chính xác nhất để kim phun hoạt động tối ưu

Khi van bi mở, áp suất trong buồng điều khiển giảm xuống một cách nhanh chóng Ngay tại thời điểm l c đẩy ittông đi lên á suất nhiên liệu trong buồng kim phun lớn hơn l c đẩy ittông đi xuống bởi áp l c nhiên liệu trong buồng điều khiển và l c đẩy của lò xo thì van kim sẽ được nhấc lên Lúc này, nhiên liệu được phun thông qua các lổ ở đ u kim thành dạng sương và uồng đốt củ động cơ

P buồng điều khiển + P đàn hồi của lò xo < P buồng kim phun

 ittông điều khiển bị đẩy lên TDC  kim phun mở

 Kim phun đóng (ngắt phun):

ECM sẽ quyết định lượng nhiên liệu phun thông qua thời gian mở kim hun Điều này có nghĩ là, ECM sẽ tính toán chính xác khoảng thời gian cấ điện tới cuộn dây

củ v n điện từ để điều chỉnh lượng hun D đó s u một khoảng thời gian nhất định

từ khi kim phun mở, ECM sẽ ngắt đột ngột òng điện tới cuộn dây củ v n điện từ làm cho van hai chiều đóng lại Điều này dẫn đến lỗ hạn chế d u hồi bị đóng kín, khi đó

nhiên liệu sẽ đi và uồng điều khiển thông qua lỗ tiết lưu nạp

Khi l c đẩy ittông đi lên á suất nhiên liệu trong buồng kim phun nhỏ hơn l c đẩy ittông đi xuống bởi áp l c nhiên liệu trong buồng điều khiển và l c đẩy của lò xo thì van kim sẽ đóng lại D đó không có nhiên liệu phun vào buồng đốt, kết thúc quá trình phun

P buồng điều khiển + P đàn hồi của lò xo > P buồng kim phun

 ittông điều khiển bị đẩy xuống BDC  kim hun đóng

 Sự điều khiển gián tiếp trong kim phun

Theo nguyên lý hoạt động của kim phun, ECM không tr c tiế điều khiển s đóng

mở của kim phun mà phải thông qu quá trình điều khiển v n điện từ để đóng mở van

bi S đóng mở của van bi sẽ tạo nên s chênh lệch áp suất giữa các buồng trong kim hun được trình bày ở ph n trên) và chính độ chênh lệch áp suất này sẽ làm đóng mở kim một cách nhanh chóng

 Lượng nhiên liệu rò

Trong suốt quá trình kim phun làm việc, sẽ luôn có một lượng nhỏ nhiên rò qua

v n i, v n kim cũng như qu khe hở củ ittông và lượng nhiên liệu rò này sẽ được

đư trở lại thùng chứ qu các đường ống nhiên liệu hồi để tiếp tục một chu kỳ mới

 Mã ID của kim phun:

Hình 2.21: Mã ID của kim phun

1 Mã ID ( 24 kí t )

D a trên nguyên tắc hoạt động của kim hun, đường kính của các lỗ tiết lưu nạp, lỗ tiết lưu nhiên liệu hồi và lỗ ti có kích thước rất nhỏ nhưng lại ảnh hưởng rất lớn đến lượng nhiên liệu phun của mỗi kim D đó, ất cứ s khác biệt dù là nhỏ nhất của các đường kính này cũng sẽ làm lượng nhiên liệu phun của mỗi kim là khác nhau S khác biệt này là do dung sai trong quá trình chế tạo

Để đảm bả xác định được lượng phun tối ưu, ECM hải nhận r được s khác nhau

củ các kim hun D đó, s u khi được chế tạo, kim phun phải được kiểm tra s hoạt động, từ đó kim hun sẽ được phân loại theo dung sai và thể hiện trong mã số ID in trên kim phun

Mã ID này là các dấu quang hiển thị trên kim phun, gồm 24 kí t Những thông tin này (mã ID) sẽ điều khiển lượng phun nhiên liệu của mỗi kim phun

Khi thay thế kim phun mới trên xe c n phải cập nhật mã ID của kim sử dụng tới ECM Mã ID được áp dụng nh m nâng c độ chính xác lượng nhiên liệu phun ra ở mỗi kim phun và làm nhiên liệu được hân tán đều hơn gó h n cải thiện năng suất cháy,giảm lượng khí xả phát ra

 Các biểu hiện khi hư hỏng kim phun (lỗi cơ khí)

 ăng lượng khói đen tr ng khí xả

 Rò rỉ trong kim phun

 ăng tiếng ồn tr ng quá trình cháy cũng như đót kim ị bám muội than

 C m chừng không ổn định

Chương 3: HỆ THỐNG Đ ỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ.

3.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG Đ ỀU KHIỂN

Nhìn chung hệ thống điều khiển động cơ Isuzu 4JK1 gồm có 3 cụm chi tiết chính sau :

 Các cảm biến:

Các cảm biến và các bộ chuyển đổi tín hiệu định sẵn trong hệ thống có chức năng xác định tình trạng làm việc củ động cơ ECM sẽ nhận biết được tình trạng vận hành cũng như các nhân tố khác ảnh hưởng tới quá trình làm việc củ động cơ thông qua các tín hiệu gửi về từ các bộ phận này

 Bộ xử lý trung tâm ECM:

Bộ xử lý trung tâm ECM là bộ tổ hợp vi mạch và các bộ phận ùng để nhận biết các tín hiệu gửi về (input signal), thông qua quá trình th c hiện các hé t án được lập trình sẵn trong bộ nhớ để xử lý, cuối cùng đư r tín hiệu điều khiển (output signal) Các tín hiệu điều khiển này sẽ được đư đến các cơ cấu chấ hành để ECM điều khiển động cơ the như các chương trình đã được lập trình nh m giú động cơ h ạt động tối

ưu tr ng mọi điều kiện làm việc Một đ u ghim đ chấu dùng nối ECM với hệ thống điện trên xe, với các cơ cấu chấp hành và các cảm biến

 Các cơ cấu chấp hành:

Các cơ cấu chấp hành trong hệ thống có chức năng nhận các tín hiệu điều khiển từ ECM s u đó chuyển hóa các tín hiệu này thành các hoạt động cơ khí, s u đây là sơ đồ khối hệ thống :

3.2 CÁC CHI TI T TRONG HỆ THỐNG Đ ỀU KHIỂN

3.2.1 Các hệ thống chính

3.2.1.1 Bộ xử lí trung tâm (ECM)

ECM được đặt tr ng kh ng động cơ g n lọc khí, được chế tạo bởi Delphi ECM

có các chức năng chính

Các cảm biến

 Cảm biến nhiệ độ khí nạp (IAT)

 Cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF)

 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

(ECT)

 Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu (FT)

 Cảm biến áp suất môi trường

 Công tắc chính Cruise control

 Công tắc hủy Cruise control

 Cruise resume/ accel switch

 Cruise set/ coast switch

 Công tắc lọc nhiên liệu

 Công tắc máy nén

 Công tắc chẩn đoán

Điều khiển kim phun nhiên liệu

 Điều chỉnh áp suất nhiên liệu (FRP)

 Van điều khiển xoáy

 Van tăng áp (High output engine)

Điều khiển relay

Điều khiện đèn tín hiệu

 Đèn báo lỗi (MIL)