Phân tích hệ thống nhiên liệu động cơ Toyota 1KZ TE dựa trên hộp PLD

Heọ thoỏng PLD

Hộp FMR nhận tín hiệu đầu vào: Từ người lái (bàn đạp ga, thắng động cơ), từ các hệ thống khác hay các tín hiệu lưu trữ trong hệ thống điều khiển (chạy không tải, chạy đầy tải) và đưa ra một mômen được gọi là mômen tính toán, mômen đó được đưa về hộp PLD. Hộp PLD nhận tín hiệu từ các cảm biến: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ không khí nạp, áp suất không khí nạp, cảm biến tốc độ động cơ, cảm biến vị trí trục khuỷu,… Hộp PLD tiến hành phân tích một cách liên tục các thông tin từ các cảm biến của động cơ, mômen tính toán được gửi đến từ hộp FMR và các dữ liệu của hệ thống điện tử. Tất cả các dữ liệu này được so sánh với bộ nhớ bên trong hộp PLD. Bên trong bộ nhớ, thời gian phun tốt nhất và lưu lượng phun được tính toán kỹ lưỡng vì thế mỗi bơm của xi lanh riêng biệt được cung cấp nhiên liệu tùy theo dữ liệu được tính toán. Kỳ nạp: Do tác dụng của sức căng lò xo van điện từ mở, khi piston bơm di chuyển xuống phía dưới nhiên liệu được hút vào xylanh bơm. Quá trình hút nhiên liệu bắt đầu khi piston bơm bắt đầu đi xuống từ điểm chết trên và kết thúc khi piston bơm tới điểm chết dưới. Kỳ khởi phun: Sau khi kết thúc quá trình hút, piston đi lên. Khi có tín hiệu điện từ ECU gửi đến cuộn dây, lực từ tác dụng hút van điện từ đóng lại, áp suất nhiên liệu tăng cao đột ngột, truyền đến kim phun. Khi áp lực dầu đủ lớn thắng sức căng lò xo van kim bị đẩy lên mở lỗ tia, quá trình phun bắt đầu. Van từ đóng. b.3) Kyứ phun nhieõn lieọu. Kỳ phun: Piston bơm tiếp tục đi lên, van điện từ vẫn đóng, nhiên liệu được phun vào buồng đốt với áp suất cao.Tùy theo chế độ làm việc của động cơ, ECU tính toán rồi gửi tín hiệu điều khiển đến van điện từ, làm thay đổi thời điểm khởi phun và dứt phun để thay đổi lượng nhiên liệu phun vào xylanh động cơ.

Heọ thoỏng VE-EDC

Ngày nay người ta thường sử dụng bơm VE-EDC vì bơm có kết cấu gọn nhẹ, làm việc với độ chính xác cao.Hệ thống VE-EDC được dùng trên động cơ nhỏ, tốc độ cao, tự động điều chỉnh thời điểm phun, định lượng nhiên liệu tùy thuộc vào trạng thái hoạt động của động cơ giúp cho động cơ hoạt động êm, đỡ tốn nhiên liệu, và điều quan trọng là hàm lượng khí thải độc hại được hạn chế đến mức tối thiểu.  Van điều khiển lưu lượng phun (SPV) chia làm hai loại:. Van SPV thông thường được trang bị trên động cơ sử dụng kiểu bơm piston hướng trục. Cấu tạo và nguyên lý sẽ được trình bày ở phần sau. điện áp này lên đến khoảng 150V. Vì vậy thường đi kèm với nó có thêm thiết bị tăng áp EDU. Hình 1-23: Cấu tạo của van SPV họat động trực tiếp. EDU là một thiết bị khuyếch đại điện áp, được lắp giữa ECU và cơ cấu chấp hành SPV. EDU khuyếch đại điện áp thấp từ ECU gửi đến, biến thành điện áp cao truyền đến van SPV. SPV tiếp nhận điện áp thực hiện việc điều khiển lưu lượng phun, SPV hoạt động trực tiếp dưới điện áp cao làm cho quá trình đóng mở diễn ra rất nhanh, nhạy. Quá trình hoạt động của van. Khi đến thời điểm phun: ECU đưa ra tín hiệu điều khiển, qua bộ khuyếch đại EDU dòng điện đi đến cuộn dây của van SPV, làm xuất hiện lực từ hút van SPV đóng đường dầu cao áp hồi về thân bơm, nhiên liệu được đưa đến kim phun qua ống cao áp. Khi tín hiệu từ ECU vừa cung cấp đến EDU, ngay lập tức EDU khuyếch đại điện áp lên khoảng 150V đưa đến cuộn dây van SPV, tạo lực từ ban đầu mạnh hút van điều. Van SPV đóng. khiển đóng nhanh, nhưng sau đó EDU điều chỉnh điện áp giảm dần trong suốt chu kỳ làm việc, điện áp này chỉ đủ để duy trì giữ van đóng nhằm tiết kiệm năng lượng. Khi dứt phun: ECU ngắt tín hiệu điều khiển, lực từ trong cuộn dây bị mất, do tác dụng của áp lực dầu van mở cho dầu hồi về thân bơm. Áp lực nhiên liệu trong buồng bơm cao áp giảm xuống, quá trình phun kết thúc. Van SPV mở. Heọ thoỏng Common-rail. Sơ đồ của hệ thống Common-rail. Hệ thống Common-rail là một trong những hệ thống nhiên liệu được điều khiển bằng điện tử. Trong hệ thống Common-rail bộ chấp hành là kim phun, ECU sẽ gởi tín hiệu để điều khiển trực tiếp kim phun. Ưu điểm nổi bật của hệ thống này đó là sự phân phối nhiên liệu đến mỗi kim phun rất đồng đều. Nhiên liệu được dự trữ ở ống phân phối nên sự dao động áp suất nhiên liệu trong hệ thống Common-rail coi như không đáng kể. Đó là lý do để giải thích cho sự họat động linh hoạt, vận hành êm, giảm tiếng ồn, tiết kiệm nhiên liệu của động cơ Diesel sử dụng hệ thống Common-rail. Hiện nay hệ thống Common-rail đã trở nên phổ biến,tuy từng hãng có thể có một vài yếu tố khác nhau về cấu tạo, nhưng đó chỉ là sự khác nhau về kiểu dáng, cách thức vận hành của các bộ phận còn về công dụng của các bộ phận thì không thay đổi. Có thể một số hãng sử dụng thêm một vài thiết bị để tăng thêm sự linh hoạt trong việc điều khieồn. Sơ đồ bố trí của các chi tiết hệ thống Common-rail của hãng xe Toyota. Hệ thống này cũng bao gồm 3 bộ phận chính: Các cảm biến, ECU điều khiển, Cơ cấu chấp hành. Nguyên lý hoạt động. Hình 1-29: Nguyên lý hoạt động của hệ thống Common rail. Nhiên liệu từ thùng chứa được đưa đến bơm qua lọc. Sau khi nén, nhiên liệu chuyển đến ống common-rail qua ống cao áp, rồi đến các kim phun chờ ở đó, khi đến thời điểm phun ECU sẽ điều khiển nhấc kim, nhiên liệu sẽ được phun vào buồng đốt động cơ. ECU dựa trên các tín hiệu của cảm biến, tính toán gửi tín hiệu điều khiển phun nhiên liệu đến các kim phun thông qua bộ EDU. d.) Điều khiển áp suất phun nhiên liệu.

HEÄ THOÁNG CUNG CAÁP NHIEÂN LIEÄU 1KZ-TE

CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM VE-EDC A. Cấu tạo

Điều khiển phun muộn: ECU sẽ điều khiển thời gian mở van dài hơn so với thời gian đóng, làm lượng nhiên liệu đi qua buồng bên trái tăng, làm áp suất dầu ở buồng bên trái của bộ định tăng. Nhiên liệu từ thùng chứa qua bộ lọc nhiên liệu đến bơm tiếp vận và đi vào thân bơm cao áp, với một áp suất được giới hạn bởi van điều khiển (khoảng 1.5 – 2.0 Mpa). cảm biến gửi về. Trên động cơ 1KZ-TE bơm cao áp tạo ra áp suất nhiên liệu tối đa khoảng 80Mpa. Quá trình hoạt động của bơm cao áp VE-EDC trên động cơ 1KZ-TE được thực hiện qua ba giai đoạn: Giai đoạn nạp, giai đoạn phun, kết thúc phun. a.) Giai đoạn nạp. Cơ cấu đĩa cam và vành con lăn biến chuyển động quay của trục bơm thành chuyển động xoay và tịnh tiến của piston. Khi cam không đội piston đi xuống nhờ lực của lò xo, lúc này ECU điều khiển van SPV đóng , đồng thời piston bơm dịch chuyển về phía trái áp suất trong xylanh bơm giảm, cửa nạp mở và nhiên liệu từ trong thân bơm được hút vào trong xylanh bơm thông qua cửa nạp. b.) Giai đoạn phun. Khi cam chuẩn bị đội piston bơm, thì ECU vẫn điều khiển van SPV đóng, đồng thời cửa nạp cũng đóng, cửa phân phối đã mở. Khi cam bắt đầu đội piston thì áp suất dầu trong xy-lanh bơm sẽ tăng lên, khi áp suất nhiên liệu đủ lớn thì dầu sẽ được phun vào buồng đốt động cơ qua kim phun. c.) Keát thuùc phun.

CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG CỦA HỆ THỐNG

Có hai chế độ kiểm tra đó là: chế độ bình thường và chế độ kiểm tra, chế độ bình thường dùng cho việc chẩn đoán chung, còn chế độ kiểm tra dùng cho việc phát hiện ra các nguyên nhân gây hư hỏng của một tín hiệu nào đó. b.)Dữ liệu tức thời. ECU lưu lại trong bộ nhớ các tình trạng của động cơ vào thời điểm xảy ra sự cố. Các tình trạng tồn tại ở thời điểm đó có thể tìm lại được thông qua máy chẩn đoán. Nếu các tín hiệu từ các cảm biến gửi về ECU không bình thường, ECU sẽ lấy các giá trị chuẩn được lưu trong bộ nhớ để tạm thời duy trì sự hoạt động của động cơ. Cho đến khi hệ thống được sửa chữa động cơ sẽ làm việc bình thường. d.) Hiển thị mã chẩn đoán hư hỏng DTC. Máy chẩn đoán còn có thể được sử dụng để hiển thị các tình trạng làm việc của động cơ hoặc các tín hiệu của cảm biến (trị số tham chiếu) ngoài việc biểu thị con số DTC.