D. Cảm biến ỏp suất tuyệt đối trờn đường ống nạp (MAP Manifold Absolute Pressure sensor)
b. Đặc tớnh phun của hệ thống common rail
So với đặc điểm của hệ thống nhiờn liệu cũ thỡ cỏc yờu cầu sau đó được thực hiện dựa vào đường đặc tớnh phun lý tưởng:
- Lượng nhiờn liệu và ỏp suất nhiờn liệu phun độc lập với nhau trong từng điều kiện hoạt động của động cơ (cho phộp dễ đạt được tỉ lệ hỗn hợp A /F lý tưởng).
- Lỳc bắt đầu phun, lượng nhiờn liệu phun ra chỉ cần một lượng nhỏ.
Cỏc yờu cầu trờn đó được thoả món bởi hệ thống common rail, với đặc điểm phun 2 lần: phun sơ khởi và phun chớnh.
ThS.Tr ng M nh Hựng
Hỡnh 3.55: Đường đặc tớnh phun của hệ thống Common Rail.
Hệ thống common rail là một hệ thống thiết kế theo moduleH, cú cỏc thành phần: - Vũi phun điều khiển bằng van solenoid được gắn vào nắp mỏy
- Bộ tớch trữ nhiờn liệu (ống phõn phối ỏp lực cao) - Bơm cao ỏp (bơm tạo ỏp lực cao)
Cỏc thiết bị sau cũng cần cho sự hoạt động điều khiển của hệ thống: - ECU
- Cảm biến tốc độ trục khuỷu - Cảm biến tốc độ trục cam
Đối với xe du lịch, bơm cú piston hướng tõm (radial-piston pump) được sử dụng như là bơm cao ỏp để tạo ra ỏp suất. ỏp suất được tạo ra độc lập với quỏ trỡnh phun. Tốc độ của bơm cao ỏp phụ thuộc tốc độ động cơ và ta khụng thể thay đổi tỉ số truyền. So với hệ thống phun cũ, việc phõn phối nhiờn liệu trờn thực tế xảy ra đồng bộ, cú nghĩa là khụng những bơm cao ỏp trong hệ thống common rail nhỏ hơn mà cũn hệ thống truyền động cũng chịu tải trọng ớt hơn.
Về cơ bản, vũi phun được nối với ống tớch ỏp nhiờn liệu (rail) bằng một đường ống ngắn, kết hợp với đầu phun và solenoid được cung cấp điện qua ECỤ Khi van solenoid khụng được cấp điện thỡ kim ngưng phun. Nhờ ỏp suất phun khụng đổi, lượng nhiờn liệu phun ra sẽ tỷ lệ với độ dài của xung điều khiển solenoid. Yờu cầu mở nhanh van solenoid được đỏp ứng bằng việc sử dụng điện ỏp cao và dũng lớn. Thời điểm phun được điều khiển bằng hệ thống điều khiển gúc phun sớm. Hệ thống này dựng một cảm biến trờn trục khuỷu để nhận biết tốc độ động cơ, và cảm biến trờn trục cam để nhận biết kỳ hoạt động.
* Phun sơ khởi (pilot INJECTION)
Phun sơ khởi cú thể diễn ra sớm đến 90o trước tử điểm thượng (BTDC). Nếu thời điểm khởi phun xuất hiện nhỏ hơn 40o BTDC, nhiờn liệu cú thể bỏm vào bề mặt của piston và thành xylanh
và làm loóng dầu bụi trơn.
Trong giai đoạn phun sơ khởi, một lượng nhỏ nhiờn liệu (1 - 4 mm3) được phun vào xylanh để “mồi”. Kết quả là quỏ trỡnh chỏy được cải thiện và đạt được một số hiệu quả sau:
ỏp suất cuối quỏ trỡnh nộn tăng một ớt nhờ vào giai đoạn phun sơ khởi và nhiờn liệu chỏy một phần. Điều này giỳp giảm thời gian trễ chỏy, sự tăng đột ngột của ỏp suất khớ chỏy và ỏp suất cực đại (quỏ trỡnh chỏy ờm dịu hơn).
Kết quả là giảm tiếng ồn của động cơ, giảm tiờu hao nhiờn liệu và trong nhiều trường hợp giảm được độ độc hại của khớ thảị Quỏ trỡnh phun sơ khởi đúng vai trũ giỏn tiếp trong việc làm tăng cụng suất của động cơ.
* Giai đoạn phun chớnh (main INJECTION)
Cụng suất đầu ra của động cơ xuất phỏt từ giai đoạn phun chớnh tiếp theo giai đoạn phun sơ khởị Điều này cú nghĩa là giai đoạn phun chớnh giỳp tăng lực kộo của động cơ. Với hệ thống common rail, ỏp suất phun vẫn giữ khụng đổi trong suốt quỏ trỡnh phun.
* Giai đoạn phun thứ cấp (secondary INJECTION)
Theo quan điểm xử lý khớ thải, phun thứ cấp cú thể được ỏp dụng để đốt chỏy NOx. Nú diễn ra ngay sau giai đoạn phun chớnh và được định để xảy ra trong quỏ trỡnh gión nở hay ở kỳ thải khoảng 200o sau điểm chết trờn (ATDC). Ngược lại với quỏ trỡnh phun sơ khởi và phun chớnh, nhiờn liệu được phun vào khụng được đốt chỏy mà để bốc hơi nhờ vào sức núng của khớ thải ở ống pụ. Trong suốt kỳ thải, hỗn hợp khớ thải và nhiờn liệu được đẩy ra ngoài hệ thống thoỏt khớ thải thụng qua supap thảị Tuy nhiờn một phần của nhiờn liệu được đưa lại vào buồng đốt thụng qua hệ thống luõn hồi khớ thải EGR và cú tỏc dụng tương tự như chớnh giai đoạn phun sơ khởị
ThS.Tr ng M nh Hựng
Khi bộ hoỏ khử được lắp để làm giảm lượng NOx, chỳng tận dụng nhiờn liệu trong khớ thải như là một nhõn tố hoỏ học để làm giảm nồng độ NOx trong khớ thảị
3.2.3. Chức năng chống ụ nhiễm
ạ Thành phần hỗn hợp và tỏc động đến quỏ trỡnh chỏy
So với động cơ xăng, động cơ diesel đốt nhiờn liệu khú bay hơi hơn (nhiệt độ sụi cao), nờn việc hoà trộn hỗn hợp hoà khớ khụng chỉ diễn ra trong giai đoạn phun và bắt đầu chỏy, mà cũn trong suốt quỏ trỡnh chỏỵ Kết quả là hỗn hợp kộm đồng nhất. Động cơ diesel luụn luụn hoạt động ở chế độ nghốọ Mức tiờu hao nhiờn liệu, muội than, CO và HC sẽ tăng nếu khụng đốt chỏy ở chế độ nghốo hợp lý.
Tỉ lệ hũa khớ được quyết định dựa vào cỏc thụng số: - Áp suất phun;
- Thời gian phun; - Kết cấu lỗ tia; - Thời điểm phun; - Vận tốc dũng khớ nạp; - Khối lượng khụng khớ nạp.
Tất cả cỏc đại lượng trờn đều ảnh hưởng đến mức độ tiờu hao nhiờn liệu và nồng độ khớ thảị Nhiệt độ quỏ trỡnh chỏy quỏ cao và lượng oxy nhiều sẽ làm tăng lượng NOx. Muội than sinh ra khi hỗn hợp quỏ nghốọ