Đồ án tốt nghiệp khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ 2KD FTV

Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL 1.1 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN ĐỘNG CƠ DIESEL Kỹ sư người Đức có tên Rodlf Diesel đăng ký sáng chế loại động phun dầu, sau mang tên ơng vào năm 1892 Từ đến loại động có nhiều cải tiến để đến hoàn thiện vào năm đầu thập niên 70 kỷ XX Từ ban đầu động đời, tất hệ thống điều khiển khí nên công suất động cơ, suất tiêu hao nhiên liệu, chế độ hoạt động động chưa hồn thiện q trình sử dụng gây nhiều khó khăn cho người sử dụng Do với cách mạng khoa học kỹ thuật đời vào năm 50, 60 kỷ XX có tác dụng tích cực làm thay đổi khả tự động điều khiển động cơ, với trợ giúp chủ yếu cảm biến, xử lý thừa hành làm cho trình điều khiển động thích ứng với điều kiện làm việc nhanh xác nhiều so với hệ thống điều khiển khí, thuỷ lực thường dùng trước Trước phát triển hệ thống nhiên liệu, loại trừ cấu điều khiển khí mà thay vào hệ thống điều khiển điện tử thuộc hệ góp phần cải tiến, điện tử hố cấu, nâng cao tính kinh tế, giảm nhiễm mơi trường đơn giản hố trình điều khiển 1.2 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL 1.2.1 Nhiệm vụ yêu cầu hệ thống nhiên liệu động diesel  Nhiệm vụ : - Dự trữ nhiên liệu: Đảm bảo cho động làm việc liên tục thời gian định ; lọc nước, tạp chất học lẫn nhiên liệu ; giúp nhiên liệu chuyển động thơng thống hệ thống - Cung cấp nhiên liệu cho động : đảm bảo tốt yêu cầu : + Lượng nhiên liệu cấp cho mổi chu trình phải phù hợp với chế độ làm việc động + Phun nhiên liệu vào thời điểm, quy luật mong muốn SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV + Lưu lượng nhiên liêu vào xylanh phải đồng Phải phun nhiên liệu vào xylanh qua lỗ phun nhỏ với chênh áp lớn phía trước lỗ phun, để nhiên liệu xé tơi tốt - Các tia nhiên liệu phun vào xylanh động phải đảm bảo kết hợp tốt số lượng phương hướng, hình dạng, kích thước tia phun với hình dạng buồng cháy với cường độ phương hướng chuyển động chất buồng cháy để hồ khí hình thành nhanh  Yêu cầu : Hệ thống nhiên liệu động diesel phải thoả mãn yêu cầu sau : - Hoạt động lâu bền, có độ tin cậy cao - Dể dàng thuận tiện sử dụng, bảo dưỡng sữa chữa - Dể chế tạo, giá thành hạ 1.2.2 Đặc điểm hệ thống nhiên liệu động diesel Đặc điểm khác biệt động diesel so với động xăng địa điểm thời gian hình thành hồ khí Trong động xăng, hồ khí bắt đầu hình thành từ xăng hút khỏi vòi phun vào đường nạp (động dùng chế hồ khí) phun vào đường ống nạp (động phun xăng) Q trình cịn tiếp diễn xy lanh, suốt trình nạp trình nén đốt cháy cưỡng tia lửa điện Ở động diesel gần cuối trình nén, nhiên liệu phun vào buồng cháy động để hình thành hồ khí tự bốc cháy Hệ thống nhiên liệu động diesel phận quan trọng động thực hình thành hồ khí kể Bơm chuyển nhiên liệu hút nhiên liệu từ thùng chứa 12, sau đẩy tới bầu lọc tinh Tại bầu lọc tinh nhiên liệu lọc tạp chất, sau nhiên liệu theo đường ống tới bơm cao áp Bơm cao áp tạo cho nhiên liệu áp suất đủ lớn theo đường ống cao áp đến vòi phun cung cấp cho xylanh động Nhiên liệu rò qua khe hở thân kim phun vòi phun tổ bơm cao áp theo đường ống dẫn 11 trở thùng chứa Nhiên liệu vào xylanh bơm cao áp khơng lẫn khơng khí khơng khí làm cho hệ số nạp tổ bơm không ổn định, chí làm SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV gián đoạn trình cấp nhiên liệu Khơng khí lẫn hệ thống nhiên liệu khơng khí hịa tan nhiên liệu tách áp suất thay đổi đột ngột, khí trời lọt vào đường ống khơng kín, đặc biệt khu vực mà áp suất nhiên liệu thấp áp suất khí trời Để xả khơng khí khỏi hệ thống nhiên liệu bầu lọc, vòi phun bơm cao áp có bulơng xả khí 13 10 11 12 Hình 1.1 : Sơ đồ hệ thống nhiên liệu diesel 1- Bulơng xả khí ; 2- Bầu lọc nhiên liệu ; 3, 5, 6, 10, 11- Ống dẫn nhiên liệu ; 4- Vòi phu ; 7- Van tràn ; 8- Bơm cao áp ; 9- Bơm chuyển ; 12- Thùng chưa nhiên liệu ; 13- Bulơng xả nước Khơng khí từ ngồi trời qua lọc khí vào ống nạp qua xupáp nạp vào động Trong trình nén xupáp hút xả đóng kín, piston lên khơng khí xylanh bị nén Piston tới sát điểm chết trên, khơng khí bên piston bị chèn chui vào phần khoét lõm đỉnh piston, tạo dịng xốy lốc hướng kính ngày mạnh Cuối trình nén, nhiên liệu phun vào SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV dịng xốy lốc này, xé nhỏ, sấy nóng, bay hồ trộn với khơng khí tạo hồ khí tự bốc cháy 1.2.2.1 Các dạng cấu tạo bơm cao áp hệ thống nhiên liệu động diesel 1.2.2.1.1 Bơm cao áp (Bosch) Hình 1.2 : Bơm cao áp 1- Bulơng xả khí ; 2- Vít hãm ; 3- Đầu nối ống nhiên liệu đến vòi phun ; 4- Đầu nối ống nhiên liệu vào bơm ; 5- Vỏ hạn chế nhiên liệu ; 6- Khớp nối trục cam ; 7- Đĩa chắn dầu ; 8- Trục bơm ; 9- Ổ bi ; 10- Vỏ điều tốc ; 11- Lò xo van cao áp ; 12Van cao áp; 13- Xilanh bơm cao áp ; 14- Lỗ xả ; 15- Piston bơm cao áp ; 16- Vít ; 17- Ống xoay ; 18- Đĩa ; 19- Lò xo bơm cao áp ; 20- Đĩa ; 21- Bulông điều chỉnh ; 22- Con đội ; 23- Con lăn ; 24- Cam Nguyên lý hoạt động : Piston xuống nhờ lực đẩy lị xo 19, van cao áp 12 đóng kín, nhờ độ chân khơng tạo khơng gian phía piston, SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV mở lỗ A, B nhiên liệu nạp đầy vào không gian piston nằm vị trí thấp Piston lên nhờ cam 24, lúc đầu nhiên liệu bị đẩy qua lỗ A, B ; đỉnh piston che kín hai lỗ A, B nhiên liệu khơng gian phía piston 15 tăng áp suất, đẩy mở van cao áp 12, nhiên liệu vào đường cao áp tới vịi phun Q trình cấp nhiên liệu tiếp diễn tới rãnh nghiêng đầu piston mở lỗ xả B thời điểm kết thúc cấp nhiên liệu, từ lúc nhiên liệu từ khơng gian phía piston qua rãnh dọc thoát qua lỗ B khiến áp suất xilanh giảm đột ngột, van cao áp đóng lại 1.2.2.1.2 Bơm phân phối B A Hình 1.3 : Bơm phân phối 1- Bạc xả ; 2- Thiết bị điều chỉnh thời gian phun ; 3- Vành cam ; 4- Con Hình 1.3 : Bơm phân phối lăn ; 5- Đĩa truyền động ; 6- Trục vào ; 7- Bánh bơm chuyển ; 8- Trục điều tốc ; 9- Bánh điều tốc ; 10- Quả văn ; 11- Đòn điều chỉnh ; 12- Lò xo điều tốc ; 13- Màng chân khơng ; 14- Ống nối đường nạp ; 15Lị xo màng điều chỉnh chân không ; 16- Đường ống hồi dầu ; 17- Vít điều chỉnh ; 18- Địn áp lực ; 19- Van điện từ ; 20- Piston ; 21- Van cao áp ; 22SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - 10 Đầu nối với vòi phun Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV Nguyên lý hoạt động : Dẫn động xoay piston 20 trục bơm dẫn động, dẫn động định tiến vành cam trục bơm dẫn động Trên sườn piston có lỗ B, piston xoay lỗ ăn thơng với lỗ khoan chéo A đầu bơm Trong hành trình công tác nhiên liệu nén phân phối qua lỗ khoan chéo A, áp suất nhiên liệu nén qua van cao áp 21 đến vòi phun nhiên liệu xylanh tương ứng Trên bơm cịn có bơm chuyển nhiên liệu kiểu phiến gạt nâng lên áp suất ổn định, văng 10 thơng qua quan hệ tay địn, văng tác động vào bạc xả qua làm thay đổi thời điểm mở lỗ xả thực việc điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp theo chế độ làm việc động Loại bơm có kết cấu đơn giản so với bơm cao áp thẳng hàng kiểu Bosh sử dụng rộng rải hơn, loại bơm cao áp sử dụng hệ thống nhiên liệu Common Rail kết cấu đơn giản ta khảo sát sau 1.2.2.2 Các dạng cấu tạo vòi phun hệ thống nhiên liệu động diesel Trên động Diesel sử dụng hai loại vòi phun : Vịi phun hở vịi phun kín Vịi phun kín tức loại vịi phun có van ngăn cách khơng gian vịi phun với khơng gian buồng cháy động Vịi phun kín chia làm loại : + Vịi phun kín tiêu chuẩn + Vịi phun kín loại van + Vịi phun kín có chốt kim phun + Vịi phun kín loại van lỗ phun Vịi phun hở : Là loại vịi phun khơng có van ngăn cách khơng gian vịi phun với khơng gian buồng cháy động có nhược điểm sau : - Trong khoảng thời gian lần phun, phần nhiên liệu vòi phun bị chèn ép nhỏ giọt vào xy lanh, đồng thời khí thể xy lanh vào chiếm đầy khơng gian bị chèn ép - Thời gian đầu thời gian cuối trình phun, chất lượng phun lúc áp suất nhiên liệu vòi phun thấp SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - 11 - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV - Sau lần phun cịn nhiên liệu tiếp tục nhỏ giọt qua lơ phun gây kết cốc đầu vịi phun - Do khơng có van ngăn khí thể từ xy lanh vào đường nhiên liệu cao áp nên nhiều phần khí thể gây trở ngại cho trình cấp nhiên liệu vào xy lanh động Hình 1.4 : Các dạng vịi phun a) Hở ; b) Kín tiêu chuẩn ; c) Kín có van ; d) Có chốt đầu kim ; e) Phần đầu vịi phun có chốt kim 1- Thân ; ,7- Ê cu tròng ; 3- Miệng phun ; 4- Lỗ phun ; 5- Đế kim ; 6, 22- Kim ; 8- Chốt ; 9- Đũa đẩy ; 10- Đĩa lò xo ; 11- Lị xo ; 12- Cốc ; 13- Vít điều chỉnh ; 14- Ê cu hãm ; 15- Đầu nối ; 16- Chụp ; 17- Lưới lọc ; 18- Thân vòi phun ; 19- Đường nhiên liệu ; 20, 21- Thân kim SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - 12 - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV Khắc phục nhược điểm trên, nên vòi phun kín làm cho chất lượng phun nhiên liệu tốt, tăng tiêu công suất hiệu suất động đồng thời làm giảm tượng kết muội than vòi phun xy lanh động Nguyên lý hoạt động vịi phun kín : Nhiên liệu cao áp bơm cao áp đưa qua lưới lọc 17, qua đường 19 thân kim phun tới không gian bên mặt côn tựa van kim Lực áp suất nhiên liệu cao áp tạo tác dụng lên diện tích hình vành khăn van kim chống lại lực ép lò xo Khi lực áp suất nhiên liệu lớn lực ép lị xo van kim bị đẩy bật lên mở đường thông cho nhiên liệu tới lỗ phun Áp suất nhiên liệu làm cho van kim bắt đầu mở gọi áp suất bắt đầu phun nhiên liệu 1.2.3 Đặc điểm hình thành hồ khí động diesel Hồ khí hình thành bên xilanh động với thời gian ngắn ; tính theo góc quay trục khuỷu, 1/10 đến 1/20 so với trường hợp máy xăng ; ngồi nhiên liệu diesel lại khó bay xăng nên phải phun thật tơi hồ trộn khơng gian buồng cháy Vì phải tạo điều kiện để nhiên liệu sấy nóng, bay nhanh hồ trộn với khơng khí buồng cháy nhằm tạo hồ khí ; mặt khác phải đảm bảo cho nhiệt độ khơng khí buồng cháy thời gian phun nhiên liệu phải đủ lớn để hồ khí tự bốc cháy Q trình hình thành hồ khí q trình bốc cháy nhiên liệu động diesel chồng chéo lên nhau, xảy liên tục Sau phun nhiên liệu buồng cháy diễn loạt thay đổi tính chất lý hố nhiên liệu, sau phần nhiên liệu phun vào trước tạo thành hoà khí tự bốc cháy nhiên liệu tiếp tục phun vào để cung cấp cho xy lanh động Chính đặc điểm q trình hình thành hồ khí q trình cháy nên phù hợp động diesel có nhiều loại buồng cháy khác tuỳ theo cấu tạo động mục đích sử dụng động Hiện buồng cháy động diesel phân loại theo hai cách - Dựa vào vị trí bay nhiên liệu chia thành : + Hình thành kiểu màng trực tiếp + Hình thành kiểu thể tích + Hình thành kiểu thể tích - màng SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - 13 - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV - Dựa vào nhân tố điều khiển hình hành hồ khí chia thành : + Phun trực tiếp + Phun gián tiếp Đối với động phun trực tiếp buồng cháy động chia thành : - Buồng cháy thống - Buồng cháy khoét lõm sâu đỉnh piston Còn động sử dụng hệ thống nhiên liệu phun gián tiếp buồng cháy động chia thành ba loại sau đây: + Buồng cháy xoáy lốc + Buồng cháy dự bị + Buồng cháy khơng khí Q trình hình thành hỗn hợp động diesel chiếm thời gian nhỏ đặc điểm kết cấu động hình thành hỗn hợp nhiên liệu hỗn hợp khơng đồng Vì q trình hình thành trình phức tạp diễn nhiều giai đoạn khác a b e d c f Hình 1.5 : Một số buồng cháy động Diesel a, d - Buồng cháy thống ; b,e,f - Buồng cháy khoét sâu ; c - Buồng cháy khơng khí SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - 14 - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV Q trình hình thành hồ khí tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố khác chủ yếu phụ thuộc vào kết cấu buồng cháy động 1.3 HỆ THỐNG ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN PHUN NHIÊN LIỆU Đối với động diesel có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến trình cháy động cơ, yếu tố có nhiều yếu tố thuộc khâu kết cấu, thiết kế buồng cháy, kết cấu đường ống nạp có nhiều yếu tố phụ thuộc vào chế độ hoạt động động : Số vòng quay, thời điểm phun, lượng phun Khả làm việc tối ưu động diessel phụ thuộc chủ yếu vào yếu tố điều chỉnh : Lượng nhiên liệu phun vào động thời điểm phun Cả hai thông số điều chỉnh điều chỉnh điều khiển điện tử sở xử lý thông tin đầu vào : Số vòng quay, chế độ tải trọng động cơ, nhiệt độ nước làm mát Nói chung có nhiều xử lý điều khiển nhiều hệ thống khác lắp ôtô Tuy nhiên xử lý hoạt động theo nguyên lý thu thập thông tin vào điều kiện làm việc hệ thống sở điều khiển cấu chấp hành theo cách mà người thiết kế mong muốn Như vậy, hệ thống điều khiển điện tử phun nhiên liệu động gồm ba phần chủ yếu sau : 1.3.1 Hệ thống thu thập thông tin điều kiện làm việc động Các cảm biến cung cấp cho xử lý số vịng quay, vị trí bàn đạp chân ga, nhiệt độ khơng khí nạp, nhiệt độ nước làm mát động cảm biến làm việc theo nguyên tắc khác Các thông tin từ cảm biến đưa xử lý dạng tín hiệu điện : tín hiệu dạng xung, tín hiệu điện áp biến đổi, tín hiệu tần số biến đổi, xử lý sơ trước vào hệ thống xử lý 1.3.2 Hệ thống xử lý Căn vào tín hiệu gởi từ cảm biến, hệ thống xử lý so sánh với thông tin cài đặt sẵn nhớ xác định thông số đầu để điều khiển phận thừa hành, đảm bảo điều kiện làm việc tối ưu cho động 1.3.3 Hệ thống thừa hành SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - 15 - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV thông tin góc chuẩn trục khuỷu đến ECU động cơ, kết hợp với tín hiệu NE từ cảm biến vị trí trục khuỷu để xác định TDC kỳ nén xylanh phát góc quay trục khuỷu Cứ vòng quay động cơ, cảm biến tạo xung có xung làm tín hiệu điều khiển Dùng để xác định thời điểm phun nhiên liệu.Sơ đồ mạch hình 5.25 2.5.3.5 Cảm biến nhiệt độ khí nạp THA Cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp dùng nhận biết nhiệt độ khơng khí nạp kết hợp với cảm biến áp suất để xác định lượng khơng khí nạp vào động Hinh 5.26 : Cảm biến nhiệt độ khí nạp 1- Điên trở nhiệt NTC ; 2- Thân cảm biến ; 3- Lớp cách điện ; 4- Ổ nối dây THA E2 v R1 E1 R1 Hình 5.27 : Sơ đồ điện cảm biến nhiệt độ khí nạp 1- Khối cảm biến ; 2- Điện trở nhiệt ; 3- Điện trở giới hạn dòng ; 4- Khối điều khiển PCM SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - 112 - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV Gồm điện trở nhiệt loại NTC đặt đầu cảm biến nối với đầu ghim (4), thông qua lớp cách điện (3) Giá trị điện trở thay đổi nhiệt độ mơi trường quanh (nhiệt độ khí nạp) thay đổi Điện trở tăng nhiệt độ giảm điện trở giảm nhiệt độ tăng Điện trở loại gọi điện trở có hệ số nhiệt âm Tuỳ theo nhiệt độ khí nạp mà PCM nhận tín hiệu điện thay đổi từ điện trở để tăng giảm lượng khí nạp phù hợp với tỉ lệ hồ trộn hỗn hợp khơng khí - nhiên liệu Nguồn điện cung cấp cho mạch VR =5V Ta có: VR = VR + VR Khi R2 thay đổi → VR1 thay đổi: KΩ 3 -30 -20 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 C Hình 5.28 : Đồ thị quan hệ nhiệt độ điện trở 1- Đường giá trị điện trở lý tưởng ; 2- Đường giá trị điện trở lớn ; 3- Đường giá trị điện trở thấp 2.5.3.6 Cảm biến áp suất đường ống nạp Hình 5.29 : Cảm biến áp suất đường ống nạp (khơng khí) SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - 113 - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV Hình 5.30 : Sơ đồ mạch điện Cảm biến gắn IC cảm nhận áp suất đuờng nạp tín hiệu PIM ECU dựa vào tính hiệu xác định thời gian phun Cấu tạo gồm chip silic kết hợp với buồng chân khơng trì độ chân khơng định mức, gắn vào cảm biến Một phía chip lộ với áp suất đường ống nạp phí bên thơng với buồng chân khơng bên Vì khơng cần phải hiệu chỉnh mức bù cho độ cao lớn áp suất đường ống nạp đo xác độ cao thay đổi Một thay đổi áp suất đường ống nạp làm cho hình dạng chip silic thay đổi, trị số điện trở chip dao động theo mức biến dạng tín hiệu điện áp mà IC biến đổi từ dao động giá trị điện trở gọi tín hiệu PIM 2.5.3.7 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cảm biến nhận biết nhiệt độ nước làm mát nhiệt điện trở bên Hình 5.29 : Cảm biến nhệt độ nước làm mát 1- Điện trở ; 2- Thân cảm biến ; 3- Chất cách điện ; 4- Giắc cắm ; 5- Đầu cắm điện SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - 114 - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV Nhiên liệu bay nhiệt thấp, cần có hỗn hợp đậm Vì nhiệt độ nước làm mát thấp, điện trở nhiệt điện trở tăng lên tín hiệu điện áp THW cao đưa tới ECU Dựa tín hiệu này, ECU tăng lượng nhiên liệu phun vào làm cải thiện khả tải trình hoạt động động lạnh Ngược lại, nhiệt độ nước làm mát cao, tín hiệu điện áp thấp THW gửi đến ECU làm giảm lượng phun nhiên liệu Hình.5.30 : Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát Do điện trở R ECU nhiệt điện trở cảm biến nhiệt độ nước làm mát nối tiếp nên điện áp tín hiệu THW thay đổi giá trị điện trở nhiệt điện trở thay đổi TÌM HIỂU CÁC DẠNG HƯ HỎNG, CÁCH KHẮC PHỤC VÀ CHẨN ĐOÁN CÁC DẠNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP Ở HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 1.1 Các hư hỏng bơm cao áp Cặp piston-xylanh bơm cao áp bị mịn : có lẫn tạp chất học có nhiên liệu tạo hạt mài, piston chuyển động xylanh hạt mài gây mịn piston-xylanh Trong q trình làm việc cặp piston-xylanh bơm cao áp thường bị mòn cào xước bề mặt khu vực cửa nạp, cửa xả xylanh, cạnh đỉnh piston Do điều kiện làm việc pittông-xylanh bơm cao áp chịu áp lực cao, mài mòn , nên hành trình nén áp lực dầu tác dụng lên phần đầu piston không cân gây va đập Điều làm cho phần đầu pittơng xylanh SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - 115 - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV mòn nhiều Khi pittơng-xylanh mịn làm áp suất nhiên liệu thời kỳ nén nhiên liệu giảm, áp suất nhiên liệu đưa đến vịi phun khơng giá trị qui định gây ảnh hưởng đến chất lượng phun nhiên liệu Lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình giảm, động không phát huy công suất, suất tiêu hao nhiên liệu tăng 3.1.2 Các hư hỏng vòi phun Lỗ phun bị tắc giảm tiết diện : q trình sử dụng muội than bám vào đầu vịi phun làm tắc lỗ phun Trong nhiên liệu trình cháy tạo axít ăn mịn đầu vịi phun làm ảnh hưởng đến chất lượng phun Kim phun mòn : tăng khe hở phần dẫn hướng làm giảm áp suất phun, lượng nhiên liệu hồi tăng lên giảm lượng nhiên liệu cung cấp vào buồng cháy Công suất động giảm Lò xo van điện từ bị giãn : Khi cần lực nhỏ nâng kim phun lên Do nhiên liệu phun vào buồng cháy không tơi, nhỏ giọt Động khơng khởi động được, động làm việc cơng suất khơng cao, động hoạt động có khói đen Kẹt kim phun : Do nhiệt độ từ buồng cháy truyền làm cho kim phun nóng lên giãn nở Do giãn nở không đồng làm tăng ma sát kim phun phần dẫn hướng làm kim phun khó di chuyển 3.1.3 Các hư hỏng lọc nhiên liệu Lõi lọc cũ, bẩn gây chức lọc dẫn đến tắc lọc Cặn bẩn, tạp chất nhiều cốc lọc gây tắc lọc giảm tính thơng qua lọc 3.1.4 Các hư hỏng đường ống dẫn nhiên liệu Các đường ống hở khơng khí lọt vào làm động khơng nổ Tại điểm nối bị hở, ống bị thủng Làm rò rỉ nhiên liệu, nhiên liệu không cung cấp đến bơm cao áp hay vịi phun, nhiên liệu cung cấp khơng đủ áp suất làm động không nổ Các đường ống bị va đập làm dẹp, chỗ uốn bị gãy gây trở lực lớn đường ống bị tắc ống dẫn Các van an toàn, van chiều lắp đường ống không điều chỉnh áp lực mở theo qui định 3.1.5 Hư hỏng hệ thống điện tử cảm biến SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - 116 - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV Đối với hư hỏng phải dùng pan mà nhà chế tạo cung cấp để phát triệu chứng Để khắc phục hư hỏng thường phải thay 3.2 KHẮC PHỤC CÁC HƯ HỎNG HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 3.2.1 Bơm cao áp Bơm cao áp bị hư ta thay bơm mới, ta thiết lập giá trị ban đầu, cân lượng nhiên liệu cung cấp từ bơm cấp liệu Cài đặt giá trị lượng nhiên liệu cung cấp từ bơm cao áp vào ECU sau thay 3.2.2 Ống phân phối Nếu ống phân phối bị hỏng ta việc thay mới, khơng thao rã ống phân phối 3.2.3 Vịi phun Sau sữa chữa vòi phun thay phải cài đặt lại thơng số hiệu chỉnh lượng phun cho vịi phun 3.3 PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐỐN Ở ta chẩn đoán theo trạng thái hoạt động động 3.3.1 Động không tải, không êm, bị rung động Bảng 3.1 : Bảng chẩn đoán động không tải, không êm, bị rung động Trạng thái hư hỏng Khu vực chẩn đốn Khơng tải khơng êm Hư hỏng vòi phun Khu vực chẩn đốn có liên quan - Mã hiệu chỉnh vịi phun hay rung có - Chuyển động piston - Rị rỉ nhiên liệu trình cháy khơng bình vịi phun trục trặc - Gối đỡ động thường - Rị rỉ hệ thống nạp khí - Vịi phun kẹt đóng Rung xe khởi - Vịi phun kẹt mở - Tắc hệ thống nạp khí hành hư hỏng hệ - Muội vòi phun - Hệ thống EGR thống ly hợp - Hư hỏng mạch điện vịi - Hệ thống đóng đường phun nạp Hư hỏng hệ thống ly - Cảm biến lưu lượng khí hợp nạp - Hệ thống ly hợp (rung - Bơm cao áp SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - 117 - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV xe khởi động) - Van xả áp - EDU (Nếu P0200 thiết lập đồng thời) - Nhiên liệu chất lượng thấp - Sửa đổi xe - ECU 3.3.2 Động có tiếng gõ, kêu lạch cạch Bảng 3.2 : Bảng chẩn đốn động có tiếng gõ, kêu lạch cạch Trạng thái hư hỏng Khu vực chẩn đoán Tiếng gõ âm Hư hỏng vịi phun Khu vực chẩn đốn có liên quan - Mã hiệu chỉnh vịi phun khơng bình thường áp - Chuyển động piston - Rò rỉ nhiên liệu suất cháy đặc biệt cao vòi phun bị hỏng - Rị rỉ hệ thống nạp khí Âm khơng bình - Vịi phun kẹt đóng - Tắc hệ thống nạp khí thường ma sát - Vịi phun kẹt mở - Hệ thống EGR chi tiết - Muội vịi phun - Hệ thống đóng đường - Hỏng mạch vòi phun nạp Áp suất ống phân phối - Cảm biến áp suất nhiên khơng bình thường liệu - Bơm cao áp - Cảm biến áp suất tuyệt - Âm xung áp nhiên đối đường nạp liệu - Cảm biến lưu lượng khí - Khơng khí nhiên nạp liệu - Cảm biến áp suất khí Ma sát chi tiết (bên ECU) Áp suất nén - Sửa đổi xe SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - 118 - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV - Nhiên liệu chất lượng thấp - Thiếu nhiên liệu - ECU 3.3.3 Động yếu, bị ì Bảng 3.3 : Bảng chẩn đốn động yếu, bị ì Trạng thái hư hỏng SVTH : TRẦN HỒNG SANG Khu vực chẩn đốn - Lớp : 02C4 Khu vực chẩn đốn có liên quan Trang : - 119 - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV Động bị yếu Hư hỏng vòi phun - Van xả áp (P1271 lượng phun nhiêu liệu - Chuyển động píttơng thiết lập) khơng bình thường vịi phun bị hỏng (hỏng bơm cấp áp) - Vịi phun kẹt đóng - Cảm biến lưu lượng khí nạp Động bị yếu - Vòi phun kẹt mở - Rò rỉ hệ thống nạp khí lượng khí nạp vào thiếu - Muội vịi phun - Tắc hệ thống nạp khí (Hỏng tuabin tăng áp - Hỏng mạch vòi phun - Hệ thống EGR hay đoạn ống xả trước Áp suất ống phân phối - Hệ thống nhiêu liệu bị hay trung hịa khí xả khơng bình thường tắc bị tắc) - Hệ thống đóng đường - Bơm cao áp Lượng khí nạp khơng nạp bình thường - Áp suất nén - Tuabin tăng áp - Mã điều chỉnh vòi - Đoạn ống xả trước bị tắc phun - Bộ trung hịa khí xả bị - Rị rỉ nhiên liệu tắc - Bugi sấy - Cảm biến áp suất nhiên liệu - EDU (Nếu P0200 thiết lập) - Sửa đổi xe - Nhiên liệu chất lượng thấp - Nhiên liệu bị đơng cứng 3.4 CƠNG TÁC BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL LẮP TRÊN ĐỘNG CƠ 2KD-FTV Kế hoạch bảo dưỡng sửa chữa thường xuyên cần thiết để động ln ln có chất lượng tốt độ tin cậy tối đa Sự sẵn sàng hoạt động, an toàn SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - 120 - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV hoạt động chi phí vận hành, bảo dưỡng sửa chữa chăm sóc động thấp Hệ thống Common Rail sử dụng cấp bảo dưỡng sau : Bảo dưỡng sửa chữa thường xuyên (W1) : Bao gồm nội dung kiểm tra có tính chất thường xun nhằm khắc phục hư hỏng xảy vận dụng Công tác bảo dưỡng sửa chữa thường xuyên W1 thực hàng ngày (tương ứng với 25 h hoạt động động cơ) Bảo dưỡng sửa chữa định kỳ : Bảo dưỡng sửa chữa theo cấp qui định việc bảo dưỡng sửa chữa mang tính chất dự phịng Các cấp bảo dưỡng qui định cụ thể sau : + W2 : Tương ứng với 250 hoạt động động + W3 : Tương ứng với 1000 hoạt động động + W4 : Tương ứng với 2000 hoạt động động + W5 : Tương ứng với 8000 hoạt động động + W6 : Tương ứng với 24000 hoạt động động Hệ thống nhiên liệu động tuân theo qui định bảo dưỡng sửa chữa động Nội dung công việc kỳ bảo dưỡng cụ thể sau : Cấp bảo dưỡng sửa chữa W1: Bộ phận kiểm tra Bộ phận xả khí Két làm mát khí nạp Lọc khí nạp Nhiên liệu Cơng việc kiểm tra Kiểm tra màu khí xả Kiểm tra đường ống xả nước chổ nước Kiểm tra đồng hồ đo áp lực hút khí nạp Kiểm tra mức nhiên liệu  Các cấp bảo dưỡng sửa chữa W2,3,4: Không tháo động Bộ phận kiểm tra Công việc kiểm tra Cấp Đường dẫn khí nạp Kiểm tra hư hỏng, độ kín mặt hút W2,3,4 Hệ thống xả khí Lọc khí nạp Đường dẫn khí nạp Kiểm tra xả nước Vệ sinh Kiểm tra khóa đóng khí nạp W3,4 W3,4 W3,4 SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - 121 - Đồ án tốt nghiệp Hệ thống xả khí Bầu lọc thơ Bầu lọc kép Hệ thống khí nạp Lọc khí nạp Két làm mát khí nạp Vịi phun cao áp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV Kiểm tra liên kết bulông, ngăn cách ống W3,4 xả tăng áp Vệ sinh Xả nhiên liệu thay lõi lọc Kiểm tra áp lực khí nạp Thay lõi lọc W3,4 W3,4 W3,4 W4 W4 Vệ sinh đường ống xả nước W4 Tháo ra, kiểm tra, thay roăng làm kín, thay đầu vịi phun cần W4 Cấp bảo dưỡng sửa chữa W5 : Ngược lại với cấp W2,3,4 không tháo động cơ, cấp W5 số phận động tháo Những công việc sau thực kiểm tra Bộ phận kiểm tra Mặt quy lát Bộ phối khí Ống dẫn khí nạp Ống xả tiêu âm Két làm mát khí nạp Ống xả Bơm cao áp Cơng việc kiểm tra Giải thể mặt quy lát, cân chỉnh lại vòi phun Tháo gỡ cò mổ kiểm tra Giải thể, vệ sinh, thay roăng làm kín Vệ sinh thay roăng Tháo gỡ vệ sinh kiểm tra độ kín Tháo gỡ vệ sinh thay roăng làm kín lớp bảo vệ Tháo gỡ kiểm tra lưu lượng bơm độ kín, kiểm tra khớp nối, thời điểm phun Bộ lập máy Kiểm tra tính hoạt động  Cấp bảo dưỡng sửa chữa W6: Nhất thiết phải tháo toàn động kiểm tra toàn  Các công việc bảo dưỡng động động ngừng làm việc lâu : Nếu động phải ngừng làm việc lâu, đường hút khí nạp phải phun dầu bơi trơn Sau tác động lên tắc máy cho động quay hệ thống đề KẾT LUẬN Sau khảo sát hệ thống nhiên liệu Common Rail lắp động 2KDFTV sở lí thuyết ta thấy : Sử dụng hệ thống Common Rail cho động nói chung có lợi khơng kinh tế mà làm giảm rõ rệt mức độ ô nhiễm môi trường so với động Diesel nguyên thủy SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - 122 - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV Động sử dụng hệ thống nhiên liệu Common Rail có đặc điểm sau : Khả tạo nhiên liệu tốt phun nhiên liệu với áp suất cao khoảng 1800 bar, sản vật cháy độc hại nhiều lần so với hệ thống nhiên liệu Diesel bình thường, q trình cháy hồn thiện Ngồi ưu việt mặt mơi trường động sử dụng hệ thống nhiên liệu Common Rail cịn hồn loạt ưu điểm khác : Động sử dụng hệ thống nhiên liệu Common Rail có đặc điểm tồn trữ nhiên liệu áp suất cao sử dụng phun áp suất cao Nên nhiên liệu cháy hồn tồn, khơng tạo sản phẩm phụ khác, tạo khói, tạo muội than khói thấp động sử dụng hệ thống nhiên liệu Diesel bình thường nên cải thiện nhiều vấn đề nhiễm khơng khí Đối với hệ thống Common Rail lượng khí nạp cảm biến lưu lượng khí nạp nhận giá trị đưa ECU, ECU nhận giá trị với giá trị từ cảm biến khác gởi xử lí cho lượng nhiên liệu chu trình thích hợp cho chế độ tốc độ đông Do lượng phun điều khiển xác ECU theo thay đổi tốc độ động tải trọng nên phân phối đến xylanh Mặt khác, tỷ lệ khí - nhiên liệu điều khiển tự (vô cấp) nhờ ECU việc thay đổi thời gian hoạt động vòi phun (khoảng thời gian phun nhiên liệu) Vì hỗn hợp khí - nhiên liệu phân phối đến tất xylanh tạo tỷ lệ tối ưu Chúng có ưu điểm việc kiểm xốt khí xả lẫn tính phát huy cơng suất Do cấp hỗn hợp khí - nhiên liệu đồng đến xylanh Xét mức độ phát ô nhiễm hệ thống có đặc tính khơng độc, đặc tính phun cải thiện với đặc điểm phun hai lần phun sơ khởi phun có tác dụng không ồn giảm độ độc hại khí thải Ngồi cịn có giai đoạn phun thứ cấp thực nhờ hệ thống luân hồi khí xả có tác dung làm giảm nồng độ NOx khí thải, sản phẩm cháy độc hại nhiều lần so với động Diesel cổ điển Về suất tiêu hao nhiên liệu động sử dụng hệ thông nhiên liệu Common Rail, việc phun nhiên liệu bị loại bỏ chân gas trạng thái tự làm giảm tiêu hao nhiên liệu so với động Diesel nguyên thủy SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - 123 - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV Như với hệ thống Common Rail trình cháy động cải thiện đáng kể, tăng tính kinh tế nhiên liệu, giảm nhiễm môi trường, tăng hiệu suất động Do việc áp dung hệ thống Common Rail động 2KD-FTV đề tài quan tâm nghiên cứu nhiễm mơi trường cạn kiệt nhiên liệu vấn đề cấp bách toàn cầu Cũng lần hãng xe TOYOTA đưa động vào thị trường Việt Nam Sau 15 tuần làm đồ án tốt nghiệp với nổ lực tìm hiểu nghiên cứu, với giúp đỡ tận tình thầy giáo, đặc biệt thầy giáo hướng dẫn TS Trần Thanh Hải Tùng, đến em hoàn thành nhiệm vụ khảo sát đề tài tốt nghiệp giao, đề tài giúp em hiểu thêm tính kết cấu hệ thống nhiên liệu Common Rail lắp động 2KD-FTV Tuy nhiên trình nghiên cứu, thời gian khả hiểu biết tài liệu hệ thống Common Rai hạn chế nên trình khảo sát khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong lượng thứ đóng góp ý kiến bổ sung thầy cô giáo Cuối em chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa khí giao thơng Trường ĐHBK Đà Nẵng, đặc biệt em chân thành cảm ơn thầy giáo TS Trần Thanh Hải Tùng, tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án Đà Nẵng, - 2007 Sinh viên thực TRẦN HỒNG SANG TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Bình, Nguyễn Tất Tiến NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Nhà xuất giáo dục, năm 1994 Nguyễn Bốn, Hoàng Ngọc Đồng NHIỆT KỸ THUẬT Nhà xuất giáo dục, năm 1999 Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến KẾT CẤU VÀ TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG,Tập 1, 2, Nhà xuất giáo dục, năm 1996 Bùi Văn Ga, Văn Thị Bông, Phạm Xuân Mai, Trần Văn Nam, Trần Thanh Hải Tùng ÔTÔ VÀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG Nhà xuất giáo dục, năm 1999 SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - 124 - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV Nguyễn Phước Hoàng, Phạm Đức Nhuận, Nguyễn Thạch Tân, Đinh Ngọc Ái, Đặng Huy Chí THUỶ LỰC VÀ MÁY THUỶ LỰC Nhà xuất giáo dục, năm 1996 Tài liệu động 2KD-FTV tài liệu liên quan TOYOTA SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - 125 - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV SVTH : TRẦN HỒNG SANG - Lớp : 02C4 Trang : - 126 - ... - Lớp : 02C4 Trang : - 26 - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 2KD- FTV 2.1 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ 2KD- FTV xy lanh thẳng hàng, Số xy... 39 - Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV Hình : Phương pháp bơi trơn piston 1- Piston ; - Van an toàn ; - Vòi phun 2.2.9 Hệ thống tăng áp Hệ thống tăng áp động 2KD- FTV. .. với vòi phun Đồ án tốt nghiệp Khảo sát hệ thống nhiên liệu động 2KD - FTV Nguyên lý hoạt động : Dẫn động xoay piston 20 trục bơm dẫn động, dẫn động định tiến vành cam trục bơm dẫn động Trên sườn