Đồ án tốt nghiệp khảo sát hệ thống nhiên liệu commonrail động cơ ô tô

Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED TRƯỜNG CAO ĐẴNG GIAO THÔNG VẬN TẢI TRUNG ƯƠNG V KHOA CƠ KHÍ – ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL ĐỘNG CƠ Ô TÔ Sinh viên thực hiện: Lớp: Giáo viên hướng dẫn: Giáo viên duyệt: Đà Nẵng – 2019 Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED LỜI NÓI ĐẦU Trong xu hội nhập nay, công nghiệp Việt Nam đứng hội đầy tiềm ngành công nghiệp ô tô Việt Nam không ngoại lệ Ở nước ta số lượng ô tô đại lưu hành ngày tăng Các loại ô tô cải tiến theo hướng tăng công suất, tốc độ, giảm suất tiêu hao nhiên liệu, điện tử hoá trình điều khiển hạn chế mức thấp thành phần nhiễm khí xả động Với phát triển mạnh mẽ tin học vai trị dẫn đường, q trình tự động hóa sâu vào ngành sản xuất sản phẩm chúng, số tơ Nhờ giúp đỡ máy tính để cải thiện trình làm việc nhằm đạt hiệu cao chống nhiểm mơi trường, tối ưu hố q trình điều khiển dẫn đến kết cấu động ô tô thay đổi phức tạp, làm cho người sử dụng cán công nhân kỹ thuật ngành ô tơ nước ta cịn nhiều lúng túng sai sót nên cần có nghiên cứu cụ thể hệ thống điện tử động tơ Vì sinh viên nghành động lực trường, em chọn đề tài: "Khảo sát hệ thống nhiên liệu Common Rail động DW10 ATED" làm đề tài tốt nghiệp Em mong với đề tài em củng cố tốt kiến thức để trường em đóng góp vào ngành cơng nghiệp tơ nước ta, để góp phần vào phát triển chung ngành Cuối em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy hướng dẫn bảo em tận tình, giúp em vượt qua khó khăn vướng mắc hồn thành đồ án Bên cạnh em cảm ơn thầy khoa tạo điều kiện để em hoàn thành thật tốt đồ án tốt nghiệp Sinh viên thực Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED : Tổng quan hệ thống cung cấp nhiên liệu động diezel 1.1: Nhiệm vụ, yêu cầu phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu động diezel 1.1.1 : Nhiệm vụ : - Dự trữ nhiên liệu: Đảm bảo cho động làm việc liên tục thời gian định mà không cần cấp thêm nhiên liệu vào, lọc nước, tạp chất học lẫn nhiên liệu, giúp nhiên liệu luân chuyển dễ dàng hệ thống - Cung cấp nhiên liệu cho động : Đảm bảo tốt yêu cầu sau + Lượng nhiên liệu cấp cho chu trình phải phù hợp với chế độ làm việc động + Phun nhiên liệu vào xy lanh thời điểm, quy luật + Đối với động nhiều xylanh lượng nhiên liêu phun vào xylanh phải đồng chu trình cơng tác - 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, cường độ phương hướng chuyển động chất buồng cháy để hoà khí hình thành nhanh 1.1.2 : u cầu : Hệ thống cung cấp nhiên liệu động Diesel phải thoả mãn yêu cầu sau - Hoạt động ổn định, có độ tin cậy tuổi thọ cao - Dễ dàng thuận tiện sử dụng, bảo dưỡng sữa chữa - Dễ chế tạo, giá thành hạ 1.1.3 : Phân loại: Dựa vào loại bơm cao áp hệ thống nhiên liệu ta phân loại sơ hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel thành loại sau a : Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel sử dụng bơm cao áp loại bơm dãy Bơm cao áp loại bơm gồm nhiều tổ bơm ghép thành khối có vấu cam điều khiển nằm thân bơm điều khiển chung Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng bơm dãy 1: Thùng chứa nhiên liệu : Cốc lọc; : Bơm tay.4 : Bơm cao áp : Bầu lọc tinh : Ống dầu cao áp 7: Vòi phun 8: Buồng cháy * Nguyên lý hoạt động: Khi khởi động động cơ, trục cam dẫn động bơm chuyển vận (3) hút nhiên liệu từ thùng chứa (1) đẩy qua bầu lọc (5) để cấp nhiên liệu cho bơm cao áp (4) Số tổ bơm cao áp số xylanh động cơ, tổ bơm cung cấp nhiên liệu qua đường ống cao áp (6) tới vòi phun (7) để phun nhiên liệu vào buồng cháy (8) Nhiên liệu rò qua khe hở thân kim phun vòi phun tổ bơm theo đường ống thấp áp trở thùng chứa Để hệ số nạp tổ bơm ổn định, khơng gián đoạn q trình cấp nhiên liệu nhiên liệu vào xylanh bơm cao áp không lẫn khơng khí + Khơng khí lẫn hệ thống nhiên liệu nguyên nhân sau: − Không khí hịa tan nhiên liệu tách áp suất thay đổi đột ngột − Khơng khí trời lọt qua đoạn ống khơng kín, đặc biệt khu vực mà áp suất nhiên liệu thấp áp suất khí trời + Một số biện pháp để tách khơng khí khỏi nhiên liệu hệ thống: Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED − Nhiên liệu tuần hoàn liên tục từ thùng chứa, qua bầu lọc, qua bơm cao áp, qua van tràn đường ống tràn thùng chứa Sự tuần hồn khơng khí hệ thống đưa thùng chứa, khơng khí tách khỏi nhiên liệu − Trước khởi động máy, dùng bơm tay bơm dầu thật căng giữ nguyên bơm tay sau nới lỏng ốc xả gió bầu lọc cho khơng khí tràn ngồi, siết chặt ốc xả gió lại, tiếp tục bơm lại xả đền hét khơng khí thơi Làm tương tự để xả khơng khí bơm cao áp ốc xả gió thân bơm Bơm tay lắp song song với bơm chuyển vận sử dụng để bơm nhiên liệu vào hệ thống máy ngừng hoạt động lâu ngày, nhiên liệu hệ thống đường ống bị rị qua chỗ khơng kín khít Sau phải khóa bơm tay lại khởi động động b : Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel sử dụng bơm cao áp loại bơm phân phối 10 B 11 12 A C Hình 1.2 : Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng bơm cao áp loại bơm phân phối 1- Thùng chứa nhiên liệu; 2,4- Bơm tiếp vận; 3- Bầu lọc tinh; 4- Van điều áp; 6- Vòi phun; 7- Buồng cháy; 8- Bơm cao áp phân phối; 9- Van cao áp; 10- Piston; 11- Lỗ đưa nhiên liệu đến vòi phun; 12- Vành điều lượng Bơm phân phối khác với bơm nhánh chỗ cần đôi piston-xylanh đảm bảo cung cấp nhiên liệu cho xylanh Piston vừa tịnh tiến, vừa Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED xoay Với động có i xylanh piston chuyển động tịnh tiến i lần chu kỳ động cơ, piston xoay đủ vòng − Lỗ nạp nhiên liệu: đưa nhiên liệu từ bơm tiếp vận vào xylanh bơm cao áp − Thân xylanh có rãnh dẫn nhiên liệu cao áp vào lỗ B − Piston gồm: + Phần hình trụ để tạo áp suất cao + Phần hình trụ có xẻ rãnh dọc, rãnh áp vào lỗ đến vòi phun nhiên liệu cao áp đưa đến vịi phun * Nguyên lý hoạt động: Khi piston chuyển động xuống dưới, nhiên liệu từ bơm tiếp vận qua lỗ A nạp vào xylanh Khi piston lên trên, phần nhiên liệu thoát qua lỗ A, đỉnh piston bắt đầu đóng lỗ A, áp suất nhiên liệu bắt đầu tăng, áp suất tăng cao mở van cao áp (9), nhiên liệu theo đường cao áp vào lỗ B, vào xylanh chứa phần hình trụ Chuyển động xoay tròn piston xảy đồng thời với chuyển động tịnh tiến, rãnh dọc áp vào lỗ đến vịi phun lỗ nhận nhiên liệu cao áp Để điều chỉnh lượng nhiên liệu chu kỳ, người ta thay đổi vị trí vành điều lượng (12), mặt vành điều lượng (12) che kín lỗ C khơng có nhiên liệu cao áp ngồi Khi piston chuyển động lên, đến lúc đó, mép làm hở lỗ C, lúc nhiên liệu cao áp từ đỉnh piston theo lỗ dọc, xuống lỗ C thoát ngồi Khi áp suất xylanh giảm đột ngột, trình phun nhiên liệu chấm dứt Khi nâng vành điều lượng (12) lên mép sớm mở lỗ C, nhờ giảm lượng nhiên liệu cung cấp Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED c : Hệ thống cung cấp nhiên liệu common rail 12 10 11 13 14 15 16 17 18 19 Hình 1.3 : Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu common rail 1- Thùng chứa; 2- Ống tản nhiệt: 3- Bộ lọc: 4- Van đóng mở(theo nhiệt độ): 5-Bơm chuyển nhiên liệu; 6- Van điều áp suất thấp: 7- Van điều áp suất cao: 8- Đường ống dự trữ: -Cảm biến áp suất nhiên liệu: 10-Bơm cao áp: 11- ECU: 12-Kim phum: 13- Bơm điện: 14- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát: 15- Cảm biến vị trí trục khuỷu: 16- Cảm biến áp suất: 17- Cảm biến vị trí trục cam: 18- Cảm biến vị trí bàn đạp ga: 19- Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu Nguyên lý: Nhiên liệu có áp suất cao bơm vào ống phân phối để từ cung cấp cho kim phun Nhiên liệu từ thùng chứa bơm qua bơm điện vào lọc qua bơm chuyển qua van điều áp vào bơm cao áp 10 nhiên liệu áp suất cao bơm vào ống dự trữ qua van điều chỉnh áp suất Tại đường ống phân phối có đường ống cao áp nối tới kim phun để phun nhiên liệu vào buồng đốt động trình phun nhiên liệu điều khiển ECU ECU nhận tín hiệu từ cảm biến (cảm biến tốc độ, cảm biến vị trí trục cam, cảm biến nhiệt độ nhiên liệu, cảm biến vị trí bàn đạp ga, cảm biến nhiệt độ Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED nước làm mát, cảm biến áp suất…) sau xử lý tín hiệu đầu vào ECU đưa tín hiệu điều khiển kim phun Hệ thống nhiên liệu động diesel không ngừng cải tiến với giải pháp kỹ thuật tối ưu nhằm làm giảm mức độ phát sinh ô nhiệm môi trường suất tiêu hao nhiên liệu Các nhà khoa học nghiên cứu đề nhiều biện pháp khác kỹ thuật phun tổ chức tốt trình cháy nhằm giới hạn chất ô nhiệm Các biện pháp đưa nhằm giải vấn đề sau: - Tăng tốc độ phun để làm giảm nồng độ bồ hóng tăng tốc hịa trộn nhiên liệu- khơng khí - Tăng áp suất phun, đặc biệt động phun trực tiếp - Điều chỉnh dạng quy luật phun theo khuynh hướng kết thúc nhanh trình phun để làm giảm HC - Biện pháp hồi lưu phận khí xả ( ERG: Exhaust Gas Recirculation) Hiện nay, nhược điểm HTNL diesel khắc phục dần cách cải tiến phận hệ thống nhiên liệu như: Bơm cao áp, vịi phun, ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao, ứng dụng điều khiển tự động nhờ phát triển công nghệ Trong động diesel đại, áp suất phun thực cho vòi phun cách riêng lẽ, nhiên liệu áp suất cao chứa ống tích trữ hay cịn gọi “ ống phân phối ” phân phối đến vịi phun theo u cầu Đó HTNL common rail diesel Hệ thống Common Rail bao gồm thành phần sau: − Kim phun điều khiển van điện từ (solenoid) gắn vào nắp máy − Ống tích trữ nhiên liệu (ống phân phối áp lực cao) − Bơm cao áp (bơm tạo áp suất cao) Các thiết bị sau cần cho hoạt động điều khiển hệ thống : − ECU : − Cảm biến tốc độ trục khuỷu : − Cảm biến tốc độ trục cam − Cảm biến bàn đạp ga Kim phun nối với ống tích nhiên liệu áp suất cao (rail) đường ống ngắn Kết hợp với đầu phun van điện từ cung cấp điện qua ECU Khi van solenoid không cấp điện kim ngừng phun Nhờ áp suất phun khơng đổi, lượng nhiên liệu phun tỷ lệ với độ dài xung điều Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED khiển solenoid Yêu cầu mở nhanh solenoid đáp ứng việc sử dụng điện áp cao dòng lớn Thời điểm phun điều khiển hệ thống điều khiển góc phun sớm Hệ thống dùng cảm biến trục khuỷu để nhận biết tốc độ động cơ, cảm biến trục cam để nhận biết kỳ hoạt động Lợi ích vịi phun common rail làm giảm mức độ tiếng ồn, nhiên liệu phun với áp suất cao đồng thời kết hợp hệ thống điều khiển điện tử để kiểm soát lượng phun, thời điểm phun cách xác Do làm hiệu suất động tính kinh tế nhiên liệu cao + So với hệ thống cũ dẫn động trục cam hệ thống nhiên liệu Common Rail linh hoạt việc đáp ứng thích nghi để điều khiển phun nhiên liệu cho động diesel như: - Phạm vi ứng dụng rộng rãi (cho xe du lịch, khách,tải nhẹ, tải nặng, xe lửa tàu thủy) - Áp suất phun đạt đến 1350 bar - Thay đổi áp suất phun tùy theo chế độ hoạt động động - Có thể thay đổi thời điểm phun Phun nhiên liệu chia làm ba giai đoạn: Phun sơ khởi, phun phun kết thúc Các giai đoạn phun sơ khởi làm giảm thời gian cháy trễ phun thứ cấp tạo cho q trình cháy hồn thiện Với phương pháp áp suất phun lên đến 1350 bar thực thời điểm lúc động tốc độ thấp Qua ta thấy hệ thống nhiên liệu common rail có ưu điểm sau · Tiêu hao nhiên liệu thấp · Phát thải ô nhiễm thấp · Động làm việc êm dịu, giảm tiếng ồn · Cải thiện tính động Thiết kế phù hợp để thay cho động Diesel sử dụng Tức việc bố trí thành phần lắp đặt chúng động phù hợp với động tồn Động Diesel hệ “cũ”, trình làm việc hệ thống cung cấp nhiên liệu tạo tiếng ồn lớn Khi khởi động tăng tốc đột ngột lượng khói đen thải lớn Vì làm tiêu hao nhiên liệu nhiễm cao Ở HTNL common rail áp suất phun lên đến 1350 bar, phun thời điểm, chế độ làm việc Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED động lúc thấp tốc mà áp suất phun không thay đổi Với áp suất cao, nhiên liệu phun tơi nên trình cháy Ngoài ưu điểm trội nêu hệ thống nhiên liệu common rail cịn tồn số nhược điểm sau: · Thiết kế chế tạo phức tạp địi hỏi có ngành cơng nghệ cao · Khó xác định lắp đặt chi tiết common rail động cũ 1.2 Sự hình thành hỗn hợp khơng khí nhiên liệu buồng cháy động Diezel Tính kinh tế động Diesel, tiếng ồn ứng suất cấu trục khuỷu truyền phụ thuộc nhiều vào tốc độ biến thiên hóa nhiên liệu thành nhiệt Diễn biến thời gian cấp nhiên liệu, tính chất nhiên liệu có ý nghĩa định tới tốc độ phản ứng hóa học, q trình tạo hỗn hợp nhiên liệu khơng khí Vì để q trình cháy diễn cách hiệu ta cần điều chỉnh thật tốt chùm tia nhiên liệu buồng cháy Diễn biến thời gian tạo hỗn hợp điều khiển kết cấu buồng cháy cách phân chia nhiên liệu thành hạt nhỏ mịn kết hợp với xốy lốc khơng khí để tạo tối ưu trình cháy nhiên liệu buồng cháy động Ở động Diesel hỗn hợp nhiên liệu khơng khí hình thành bên xy lanh động khoảng thời gian ngắn Tính theo góc quay trục khuỷu, 1/10 đến 1/20 so với trường hợp động xăng Ngoài nhiên liệu động Diesel lại khó bay động xăng nên nhiên liệu phải phun thật tơi hoà trộn thật khơng gian buồng cháy q trình cháy thạt hiệu Vì phải tạo điều kiện để nhiên liệu sấy nóng, bay nhanh hồ trộn với khơng khí buồng cháy nhằm tạo hỗn hợp tốt Mặt khác phải đảm bảo cho nhiệt độ khơng khí buồng cháy thời gian phun nhiên liệu phải đủ lớn để hỗn hợp khơng khí nhiên liệu tự bốc cháy Quy luật cháy tỏa nhiệt động có ý nghĩa định tới thông số áp suất cháy, hiệu suất nhiệt, công suất, thành phần chất độc khí thải động Trong quy luật phun nhiên liệu có ý nghĩa định tới chất lượng phun sương mù khả bốc nhiên liệu buồng cháy 10 Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED CAN Tất liệu không lấy từ máy chuẩn đốn WDS mà lấy từ điều khiển GEM để truyền đến điều khiển liên quan Máy chuẩn đốn đóng vai trị thành viên giám sát cho trình lập trình Modul Trung Tâm thực Bộ điều khiển GEM kiểm tra lại tất liệu cài đặt vào lưu lại lỗi (mã báo hư hỏng DTC S ) có 16 Bộ nhớ đầu Sau xử lý thực xong phép tính, kết lưu trữ phần nhớ dành riêng để ghi liệu đầu ra, phần nhớ đặt vùng với nhớ đầu vào nhớ RAM Cũng nhớ đầu vào, nhớ đầu lưu trữ số nhị phân để chuyển cho xử lý tín hiệu đầu nhằm tạo nên tín hiệu điều khiển 17 Các chức đầu Bộ xử lý không trực tiếp điều khển thiết bị đầu ra, thực phép tính ghi giá trị vào nhớ Kết xử lý tín hiệu đầu sử dụng để tạo nên tín hiệu điều khiển Các dạng tín hiệu điều khiển tạo theo yêu cầu thiết bị đầu Cũng xử lý đầu vào, xử lý đầu gồm có nhiều khối hoạt động riêng rẽ phối hợp với để tạo tín hiệu đầu Điều khiển phun nhiên liệu ECU EDU Quá trình điều khiển ECU EDU điều khiển thời gian lượng nhiên liệu Cảm biến vị trí bàn đạp ga phun xác vào động ECU thực tính tốn cần thiết dựa vào tín hiệuCảm nhận biến tốc từ độ độngcảm biến Sau ECU điều khiển khoảng thời gian dòng tác dụngcơlên vòi phun để đạt thời gian lượng phun nhiên liệu tối ưu Cảm biến vị trí trục cam Cảm biến áp suất nhiên liệu Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Tín hiệu tốc độ động E C U Kim phun Ta có sơ đồ điều khiển phun nhiên liệu sau Cảm biến áp suất nhiên liệu Cảm biến áp suất, lưu lượng khí nạp Tín hiệu tốc độ xe Tín hiệu khởi động 62 Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED Hình 3.28 : Sơ đồ hệ thống điều khiển phun phun nhiên liệu ECU nhận tín hiệu từ cảm biến gửi tiến hành xử lí tín hiệu Sau xử lý tín hiệu cách xác ECU điều khiển cho cấu chấp hành làm việc để cung cấp lượng nhiên liệu phù hợp vào buồng cháy động  Các tín hiệu dùng để tính tốn lượng phun : Tín hiệu tốc độ động Tín hiệu vị trí bướm ga Công tắc máy lạnh, nhiệt độ nước làm mát ECU tính tốn lượng phun Hình 3.29 : Các tín hiệu dùng tính tốn lượng phun ECU tính tốn lượng phun nhiên liệu dựa vào tốc độ động tín hiệu vị trí bàn đạp ga giá trị tín hiệu bàn đạp ga gửi ECU để tính tốn lượng phun cịn phụ thuộc vào tín hiệu từ cơng tắc điều hịa nhiệt độ, nhiệt độ nước làm mát tính tốn dựa phép tính chương trình lưu nhớ 63 Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED Lượng phun khác chế độ tải khác Chế độ tải đánh giá thơng qua vị trí bàn đạp ga Chế độ tải lớn lượng phun nhiên liệu nhiều ngược lại Các loại điều khiển phun nhiên liệu sau : + Điều khiển lượng phun nhiên liệu : Hiệu chỉnh tín hiệu tốc độ động (NE) vị trí bàn đạp ga (VPA) + Điều khiển thời gian phun nhiên liệu : Hiệu chỉnh tín hiệu tốc độ động (NE) vị trí bàn đạp ga (VPA) + Điều khiển tỉ lệ phun nhiên liệu : Hiệu chỉnh tỉ lệ phun nhiên liệu từ cảm biến van đường nạp (VLU) thời gian + Điều khiển áp suất phun : Sử dụng cảm biến áp suất ống phân phối đo áp suất nhiên liệu, truyền liệu đến ECU động để điều khiển lượng nhiên liệu bơm + Điều khiển thời điểm phun : Hiệu chỉnh từ tín hiệu vị trí cam G, NE VPA  Điều khiển lượng phun nhiên liệu : ECU tính tốn lượng phun dựa vào điều kiện động cách điều chỉnh lượng phun cho phù hợp với nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ nhiên liệu, nhiệt độ khơng khí vào áp suất khơng khí vào + Điều chỉnh lượng phun theo áp suất khí nạp ECU nhận thơng tin áp suất khí nạp từ tín hiệu gửi cảm biến áp suất khí nạp, ECU tính tốn hiệu chỉnh lượng phun để hỗn hợp khơng khí nhiên liệu phù hợp với chế độ làm việc động cơ.Thơng tin áp suất khí nạp gửi ECU dạng tín hiệu điện áp Áp suất tăng lên mức điện áp tăng theo Lượng phun hiệu chỉnh theo áp suất khí nạp đặc trưng hệ số hiệu chỉnh Khi tín hiệu điện áp tăng lên hệ số hiệu chỉnh lượng phun tăng theo lượng phun tăng theo + Điều chỉnh lượng phun theo nhiệt độ khí nạp ECU nhận thơng tin nhiệt độ khơng khí nạp từ cảm biến nhiệt độ khí nạp gửi để tính tốn lượng phun theo điều kiện nhiệt độ khơng khí nạp Hiệu chỉnh lượng phun theo nhiệt độ khí nạp đặc trưng hệ số hiệu chỉnh Khi nhiệt độ khí nạp tăng lên hệ số hiệu chỉnh có xu hướng giảm xuống Do lương phun nhiên liệu giảm xuống 64 Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED + Điều chỉnh lượng phun theo nhiệt độ nước làm mát ECU nhận thông tin nhiệt độ động từ tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát gửi Hiệu chỉnh lượng phun theo nhiệt độ nước làm mát đặc trưng hệ số hiệu chỉnh Khi nhiệt độ nước làm mát tăng lên hệ số hiệu chỉnh có xu hướng giảm xuống Do lượng phun hiệu chỉnh giảm xuống + Điều chỉnh lượng phun lúc động khởi động Khi khởi động ECU tính toán lượng phun cách tổng hợp lượng phun lượng phun hiệu chỉnh Lượng phun hiệu chỉnh tính tốn dựa vào tín hiệu từ máy khởi động tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát Động dễ hay khó khởi động phụ thuộc rá lớn vào nhiệt độ lúc động khởi động Khi khởi động điều kiện khởi động lạnh, nhiệt độ nước làm mát thấp lượng nhiên liệu cung cấp tăng cường để dễ khởi động + Điều chỉnh lượng phun theo nhiệt độ nhiên liệu ECU nhận thơng tin nhiệt độ nhiên liệu tín hiệu cảm biến nhiệt độ nhiên liệu gửi Hiệu chỉnh lượng phun theo nhiệt độ nhiên liệu đặc trương hệ số hieuj chỉnh Khi nhiệt độ nhiên liệu tăng hệ số hiệu chỉnh có xu hướng giảm xuống lượng phun hiệu chỉnh giảm xuống Cách tính lượng phun : Khi tính cần so sánh hai giá trị sau : + Lượng phun nhiên liệu theo mẫu điều tốc, tính theo vị trí chân ga tốc độ động + Lượng phun nhiên liệu điều chỉnh từ lượng phun tối đa dựa vào tốc độ động Trong hai trường hợp này, lượng nhỏ làm sỡ cho lượng phun nhiên liệu cuối Lượng phun : Lượng phun nhiên liệu tốc độ động NE góc chân ga định Khi tốc độ động khơng đổi, tăng góc chân ga làm tăng lượng nhiên liệu phun Lượng phun nhiên liệu tối đa : Lượng phun nhiên liệu tối đa tính cách cộng lượng điều chỉnh từ lượng phun tối đa tốc độ động định Các lượng điều chỉnh : Điều chỉnh áp suất khơng khí vào, điều chỉnh nhiệt độ khơng khí vào, điều chỉnh áp suất khơng khí, điều chỉnh lượng phun nhiên liệu tối đa động nguội 65 Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED Lượng phun ban đầu : Lượng phun ban đầu tính từ bật khởi động dựa lượng phun ban đầu thời gian khởi động bật Lượng phun nhiên liệu giảm, lượng tăng, giảm thay đổi theo nhiệt độ chất làm mát tốc độ động  Điều khiển thời gian phun : Thời gian phun điều khiển theo thời gian dòng tác dụng lên vịi phun Điều khiển thời gian phun thức thời gian phun thử nghiệm + Thời gian phun thức : Thời gian phun tính từ tốc độ động lượng phun cuối (đã điều chỉnh) để định thời gian phun tối ưu + Thời gian phun thử nghiêm : Thời gian phun thử nghiệm tính cách cộng quãng thử nghiệm vào thời gian phun thức Quãng thử nghiệm tính từ lượng phun cuối cùng, tốc độ động cơ, nhiệt độ chất làm mát, nhiệt độ khơng khí áp suất khơng khí nạp Khi động khởi động, quãng thử nghiệm tính từ nhiệt độ chất làm mát tốc độ động  Điều khiển áp suất phun ECU tính tốn áp suất phun nhiên liệu lượng phun cuối tốc độ động định Áp suất phun khởi động tính từ nhiệt độ chất làm mát tốc độ động Hình 3.30 : Mối quan hệ tốc độ, áp suất lượng phun Đồ thị quan hệ áp suất ống phân phối (1), tốc độ động (2), lượng phun cuối (3) Như đồ thị ta thấy tốc độ động tăng lượng phun tăng theo 66 Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED làm áp suất phun tăng Áp suất ống phân phối điều khiển bỡi van SCV phụ thuộc vào tốc độ động  Điều khiển tỉ lệ phun nhiên liệu Việc điều khiển tỉ lệ phun nhiên liệu dựa vào cảm biến vị trí van cắt đường nạp khoảng thời gian định Bỡi động diesel khác so với động xăng Động xăng khơng khí nạp phu thuộc hồn tồn vào vị trí bướm ga, ngược lại động diesel lại khơng phụ thuộc hồn tồn vào vị trí van cắt đường nạp mà phụ thuộc khoảng định động diesel tự tạo dịng khí buồng đốt để hoà trộn nhiên liệu Những hư hỏng biện pháp kiểm tra bảo dưởng , sửa chữa hệ thống nhiên liệu động DW10 ATED Khắc phục hư hỏng có nghĩa sửa chữa hư hỏng cách loại trừ nguyên nhân Sau xem xét ngun nhân cịn lại để đến kết luận xác Phương pháp nhanh xác nhiều so với việc đoán hay điều chỉnh sửa chữa ngẫu nhiên Động DW10 ATED dùng thiết bị chuẩn đoán máy chuẩn đoán WDS, IDS kết nối qua cổng DLC Phương pháp lập trình Module Trung Tâm dựa sở: Tất liệu điều khiển nạp vào điều khiển GEM tất liệu truyền đến điều khiển khác thông qua đường truyền CAN Phương pháp lập trình Module Trung Tâm khác với phương pháp lập trình truyền thống là:Tất liệu không lấy từ WDS mà lấy từ điều khiển GEM truyền đến điều khiển PCM Máy chuẩn đốn đóng vai trị thành viên giám sát cho trình lập trình Module Trung Tâm thực Các hư hỏng hay gặp hệ thống nhiên liệu nói chung 5.1 Khói đen Khói đen chứa cacbon nhiên liệu không cháy, kết cháy khơng hồn tồn hệ số α nhỏ (tức hỗn hợp đậm), từ chất tượng nguyên nhân sau (1) Phun nhiên liệu nhiều 67 Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED Đây kết việc cháy khơng hồn tồn, tức có nhiều nhiên liệu phun vào xylanh, khơng có đủ khí để cháy hết, nên nhiên liệu cịn lại thải khí xả làm khí có màu đen Khắc phục: Cảm biến trục phân phối bị sai, lò xo điều khiển trục phân phối bị yếu (2) Thời gian phun sớm Nếu thời điểm phun sớm, nhiên liệu phun trước áp suất nhiệt độ khí buồng cháy tăng đủ cao để bốc cháy Nhiên liệu phun vào giai đoạn làm hỗn hợp khí nhiên liệu đậm vài vùng buồng cháy Kết là, hỗn hợp khí- nhiên liệu vùng đậm cháy khơng hồn tồn khí xả có mụi than Khi tượng nảy ra, thường kèm với tiếng gõ động Khắc phục: Kiểm tra van điện từ điều khiển thời điểm phun, cảm biến vị trí vành cam (3) Áp suất phun thấp (do vòi phun) Khi làm việc áp suất phun nhiên liệu thấp khơng thể hình thành tia phun tốt chất lượng hóa sương nhiên liệu xấu khơng tơi làm cho hỗn hợp hịa trộn khơng đồng dẫn đến cháy khơng triệt để, khí thải có màu đen, cơng suất động giảm động làm việc xấu số vòng quay thấp + Khắc phục thực theo bước sau: - Kiểm tra điều chỉnh kim phun nhiên liệu - Kiểm tra tình trạng phun nhiên liệu: Sử dụng thiết bị chuyên dùng máy chuẩn đoán IDS để kiểm tra áp suất phun lượng phun đồng xilanh Hơn lập trình điều khiển PCM IDS, đồng thời phải định dạng ln vịi phun Cơng việc hiệu chỉnh vòi phun cách sử dụng WDS để nhập 16 ký tự vòi phun vào điều khiển PCM theo thứ tự xilanh (4) Có khơng khí hệ thống nhiên liệu động Nếu có khơng khí bị hút vào hệ thống nhiên liệu động bắt đầu chạy khơng ổn định, đứt đoạn, cơng suất giảm sút Khi khí thải có màu đen đục động khó khởi động Dấu hiệu đặc trưng việc lọt khơng khí vào hệ thống nhiên liệu dòng nguyên liệu từ đường ống vào không liên tục Muốn xác định xem có 68 Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED khơng khí bị hút vào hệ thống nhiên liệu hay không cần mở nới nút xả khơng khí bình lọc nhiên liệu, có khơng khí hệ thống nhiên liệu lúc kiểm tra có nhiên liệu hịa lẫn với bọt khí chảy ngồi Muốn xác định chỗ khơng khí lọt vào hệ thống nhiên liệu, phải quan sát ống nhiên liệu chỗ nối ống Nếu phát nhiên liệu chảy đường ống phía trước bơm nhiên liệu lúc tắt máy, khẳng định chỗ hút khơng khí vào hệ thống nhiên liệu máy chạy Sau kiểm tra, cần vặn chặt tất khớp nối ống dẫn nhiên liệu vào chỗ bắt dụng cụ kiểm tra hệ thống đường ống Nếu sau kiểm tra vặn chặt, cịn khơng khí lọt vào phải thử độ kín hệ thống nhiên liệu Lúc thử độ kín hệ thống nhiên liệu, phải làm theo trình tự sau: - Phải tháo ống nhiên liệu khỏi thùng chứa nút kín đường ống lại - Tháo đường nhiên liệu sau bầu lọc tra vào dụng cụ thử qua ống mềm - Kiểm tra, nơi có nhiên liệu chảy rị nơi bị hỏng đường ống nhiên liệu - Cần sửa chữa chỗ hở phát cách hàn vảy, rà lại chỗ tiếp xúc khớp nối thay chi tiết khác 5.2 Khói trắng Khói trắng thường xảy động khởi động Do nhiệt độ bên thấp, nhiên liệu phun điều kiện cháy nhiệt độ tương đối thấp, nhiệt độ buồng cháy không tăng cao đủ để cháy hồn tồn Vì vậy, nhiên liệu khơng cháy (hiđrocacbon) xã ngồi dạng hơi, gây khói trắng hay xanh da trời Hiện tượng nguyên nhân sau: (1) Thời điểm phun trễ Nếu thời điểm phun trễ, nhiên liệu phun sau piston qua điểm chết trên: Kết áp suất buồng cháy giảm phần nhiên liệu khơng cháy xã ngồi, sinh khói trắng Hiện tượng đồng thời xảy với công suất động giảm (2) Hệ thống sấy nhiên liệu liệu hỏng Nếu hệ thống sấy nhiên liệu hỏng, nhiệt độ buồng cháy tăng đủ cao để cháy nhiên liệu Vì vậy, phần nhiên liệu phun vào không cháy 69 Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED mà thải ngồi, sinh khói trắng Hiện tượng xẩy kèm với động khó khởi động 5.3 Bơm cao áp bị hỏng (1) piston - xylanh bơm bị mòn Động sử dụng lâu ngày tính bơm cao áp bị sai lệch Điều làm giảm cơng suất, giảm tiêu kinh tế động cơ, cịn làm cho máy khó khởi động lượng ngun liệu bơm cung cấp cho động chu trình bị giảm thời điểm cung cấp nhiên liệu thay đổi (2) Van điều áp suất bơm cao áp bị hỏng Van điều tiết áp suất bơm cao áp dùng để điều tiết áp suất nhiên liệu vào bơm chuyển nhiên liệu, không điều khiển áp suất đến van lưu lượng được, dẫn đến động công suất 5.4 Bộ lọc bị tắc, có nước nhiên liệu Bộ lọc dùng để khử tạp chất học lẫn nhiên liệu vào bơm chuyển nhiên liệu, lọc bị tắc làm nhiên liệu vào bơm cao áp không đủ, công suất động giảm động bắt đầu nổ khơng đều, đứt qng Lượng nước có nhiên liệu cảm biến báo cho PCM biết Khắc phục: Kiểm tra tình trạng lọc thơng qua cảnh báo lọc, cần thay lọc 5.5 Nhiên liệu rò lỗ vòi phun Nếu vịi phun làm việc bình thường lần phun, lỗ phun phải khơ Nếu vịi phun phun sương mù khơng tốt sau phun có giọt nhiên liệu đọng lại lỗ phun, chứng tỏ nhiên liệu rò qua lỗ vòi phun Trường hợp công suất động giảm, tốn nhiều nhiên liệu, máy nóng q khí thải có nhiều khói đen.Nhiên liệu rò qua lỗ vòi phun van kim khơng tì khít lên đế van, cần phải khử bỏ vết gỉ mặt tì hình van kim đế van 5.6 Máy lì + Nguyên nhân áp suất dầu ống phân phối không đủ lớn Cần kiểm tra lọc dầu Kiểm tra bơm điện Kiểm tra đường ống Kiểm tra van điều áp Kiểm tra cảm biến áp suất nhiên liệu + áp suất khí nạp khơng đủ lớn 70 Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED Kiểm tra đường ống nạp.Kiểm tra turbo tăng áp.Kiểm tra đo gió 5.7 Máy bị tắt đột ngột : Kiểm tra kim phun Kiểm tra van điều áp Kiểm tra cảm biến áp suất nhiên liệu ống phân phối 5.8 Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống cung cấp nhiên liệu động diesel 5.8.1 Bảo dưỡng kỹ thuật cấp Dùng mắt kiểm tra tình trạng phận thuộc hệ thống cung cấp nhiên liệu, độ kín khít mối nối, cần khắc phục hư hỏng Kiểm tra làm việc van tắt máy điện mà dẫn động cấu dẫn động bàn đạp ga điều chỉnh lưu lượng nhiên liệu máy chuẩn đoán WDS 5.8.2 Bảo dưỡng kỹ thuật cấp hai Kiểm tra độ kẹp chặt độ kín khít thùng chứa nhiên liệu, ống dẫn nhiên liệu, bơm cao áp, vòi phun, bầu lọc cấu dẫn động bơm Kiểm tra dòng chảy nhiên liệu cần xả nhiên liệu cho khơng khí lẫn hệ thống Khởi động cho động làm việc điều chỉnh số vòng quay nhỏ trục khuỷu chế độ chạy không tải Kiểm tra làm việc động cơ, bơm cao áp, xem khí xả có hợp lý khơng Tháo bầu lọc thay lọc 5.8.3 Bảo dưỡng kỹ thuật theo mùa Cần xả hết cặn thùng chứa dầu, làm vệ sinh thùng Tháo vòi phun hiệu chỉnh áp suất nâng kim phun đồng xilanh, máy chuẩn đoán WDS 5.8.4 Các hư hỏng hệ thống điện tử Các tín hiệu cảm biến nhiệt độ khí nạp, nhiệt độ nước làm mát thấp cao Các cảm biến vị trí trục khuỷu, trục cam, lưu lượng khí nạp Hỏng mạch điều khiển trục bơm làm cho trục bơm ln ln vị trí cấp nhiên liệu q thấp cao Các van điện từ ngưng làm việc, rơ-le không làm việc, đường truyền bị ngắt mạch, điện áp cung cấp khơng xác ổn áp khơng làm việc Trong mạch điều khiển này, hư hỏng chủ yếu cảm biến đường truyền để khắc phục hư hỏng ta dùng máy chuẩn đoán WDF kết nối vào cổng giao tiếp 71 Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED DLC chế độ chuẩn đốn hình (EOBD) chuẩn đoán theo tiêu chuẩn châu âu Các mã lỗi mô tả mã lỗi thể bảng phần phụ lục Kết luận Hệ thống nhiên liệu Diesel Common Rail ngày dùng rộng phương tiện giao thơng, góp phần tạo nên bước ngoặt cho ngành ôtô động nhiệt Hệ thống nhiên liệu Common Rail có khả tạo nhiên liệu tốt phun nhiên liệu với áp suất cao khoảng 1600 bar Nhiên liệu cháy hồn tồn, khơng tạo sản phẩm phụ khác, tạo khói, tạo muội than nên vấn đề ô nhiễm khơng khí cải thiện nhiều Lượng khí nạp cảm biến lưu lượng khí nạp nhận giá trị đưa PCM, với giá trị từ cảm biến khác gởi PCM xử lí cho lượng nhiên liệu thích hợp cho chế độ tốc độ động Do lượng phun điều khiển xác PCM nên phân phối đến xy lanh nhiên liệu điều khiển nhờ PCM việc thay đổi thời gian hoạt động việc phun, tạo tỷ lệ tối ưu Về mức độ gây ô nhiễm, với đặc điểm phun hai lần phun sơ khởi phun chính, đặc tính hệ thống phun cải thiện có tác dụng khơng ồn giảm độ độc hại khí thải Ngồi cịn có giai đoạn phun thứ cấp thực nhờ hệ thống luân hồi khí thải có tác dụng làm giảm nồng độ NOx khí thải Về suất tiêu hao nhiên liệu chân ga trạng thái tự việc phun nhiên liệu bị loại bỏ động sử dụng hệ thống nhiên liệu Common Rail nên làm giảm tiêu hao nhiên liệu so với động diesel nguyên thủy Tóm lại, q trình cháy hệ thống Common Rail cải thiện đáng kể, tăng tính kinh tế nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường, tăng hiệu suất động Ở tốc độ chế độ tải trọng động cơ, lượng nhiên liệu cung cấp xác liên tục nhờ việc kiểm sốt khí thải PCM 72 Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU 1 : Tổng quan hệ thống cung cấp nhiên liệu động diezel 1.1: Nhiệm vụ, yêu cầu phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu động diezel 1.1.1 : Nhiệm vụ 1.1.2 : Yêu cầu 1.1.3 : Phân loại 1.2 Sự hình thành hỗn hợp khơng khí nhiên liệu buồng cháy động Diezel .9 Giới thiệu chung động DW10 ATED 13 2.1 Đặc điểm chung 13 2.2 Đặc điểm nhóm chi tiết cấu động DW10 ATED 14 2.2.1 Thân máy nắp xy lanh 14 2.2.2 Nắp đậy, nắp trục cam 15 73 Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED 2.2.3 Vòng gioăng bao kín 15 2.2.4 Nhóm pít tơng .16 2.2.5 Trục khuỷu 18 2.2.6 Bánh đà : .19 2.2.7 Cơ cấu phân phối khí 19 2.2.8 Dây đai 21 2.2.9 Hệ thống hồi lưu xả 22 2.2.10 : Hệ thống tăng áp 27 2.2.10 : Hệ thống xông máy .30 2.2.11: Khởi động dừng động 31 Khảo sát hệ thống cung cấp nhiên liệu common rai động DW10 ATED 31 3.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED .31 3.1.1 Sơ đồ hệ thống 31 3.1.2 Nguyên lý hoạt động: 32 3.2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu động DW10 ATED 35 3.2.1 Bơm cao áp 35 3.2.2 Van điều chỉnh áp suất 38 3.2.3 Van ngắt .39 3.2.4 : Bầu lọc 40 3.2.5 : ống phân phối 42 3.2.6 : Van giới hạn áp suất: 43 3.2.6 : Bơm chuyển nhiên liệu 44 3.2.7 : Vòi phun 44 3.3 : Hệ thống điều khiển phun nhiên liệu 47 3.3.1 Sơ đồ tín hiệu điều khiển .47 3.3.2 : Các loại cảm biến 48 Cảm biến áp suất đường ống nạp (MAP) 48 Cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT) 49 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECT) 40 Cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP) .51 Cảm biến vị trí trục cam (CMP) 53 74 Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED Cảm biến áp suất nhiên liệu .54 Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu .55 Cảm biến lưu lượng khí nạp 56 Cảm biến vị trí bàn đạp chân ga 57 10 ECU 58 11 EDU 58 12 Bộ xử lý 58 13 Xử lý tín hiệu vào 59 14 Bộ vi xử lý 59 15 Bộ kiểm tra hệ thống 60 16 Bộ nhớ đầu .61 17 Các chức đầu 61 : Tính tốn thơng số hệ thống cung cấp nhiên liệu động DW10 ATED 67 4.1 Tính tốn nhiệt 67 4.1.1 Tính tốn thơng số chu trình: 68 4.1.2 Tính Các thơng số thị : 73 4.1.3 : Tính thơng số có ích : 74 4.2 Tính tốn thông số bơm cao áp 75 4.3 Tính tốn thơng số vòi phun .77 Những hư hỏng biện pháp kiểm tra bảo dưởng , sửa chữa hệ thống nhiên liệu động DW10 ATED 79 5.1 Khói đen 79 (1) Phun nhiên liệu nhiều .79 (2) Thời gian phun sớm 79 (3) Áp suất phun thấp (do vòi phun) 80 (4) Có khơng khí hệ thống nhiên liệu động 80 5.2 Khói trắng 81 (1 Thời điểm phun trễ .81 (2) Hệ thống sấy nhiên liệu liệu hỏng 81 5.3 Bơm cao áp bị hỏng .81 75 Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED (1) piston - xylanh bơm bị mòn 81 (2) Van điều áp suất bơm cao áp bị hỏng 82 5.4 Bộ lọc bị tắc, có nước nhiên liệu 82 5.5 Nhiên liệu rò lỗ vòi phun 82 5.6 Máy lì .82 5.7 Máy bị tắt đột ngột 82 5.8 Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống cung cấp nhiên liệu động diesel 83 5.8.1 Bảo dưỡng kỹ thuật cấp 83 5.8.2 Bảo dưỡng kỹ thuật cấp hai 83 5.8.3 Bảo dưỡng kỹ thuật theo mùa 83 5.8.4 Các hư hỏng hệ thống điện tử 83 Kết luận 84 Tài liệu tham khảo 85 76 ... thật tốt đồ án tốt nghiệp Sinh viên thực Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED : Tổng quan hệ thống cung cấp nhiên liệu động diezel 1.1: Nhiệm vụ, yêu cầu phân loại hệ thống. .. lượng nhiên liệu cung cấp Khảo sát hệ thống nhiên liệu common rail động DW10 ATED c : Hệ thống cung cấp nhiên liệu common rail 12 10 11 13 14 15 16 17 18 19 Hình 1.3 : Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên. .. Sơ đồ hệ thống e d c b a 14 10 11 13 12 ECU Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu động DW10 ATED : Bơm chuyển nhiên liệu : Thùng chứa nhiên liệu : Bộ sấy nóng nhiên liệu : Lọc nhiên liệu