Khí thải động cơ Diesel lă một trong những thủ phạm gđy nín ô nhiễm môi trường. Động cơ diesel hiệu quả kinh tế hơn động cơ xăng, tuy nhiín nó vẫn còn những hạn chế trong quâ trình sử dụng như: Thải khói đen khâ lớn khi tăng tốc, tiíu hao nhiín liệu còn cao vă tiếng ồn lớn,vv… Hiểu được điều năy, công ty ISUZU đê sử dụng hệ thống nhiín liệu (HTNL) Common Rail Diesel lắp cho câc loại xe tải Fseries. Hệ thống năy đê giải quyết được câc nhược điểm níu trín.
Trong động cơ Diesel hiện đại, âp suất phun được thực hiện cho mỗi vòi phun một câch riíng lẽ, nhiín liệu âp suất cao được chứa trong hộp chứa (Rail) hay còn gọi lă “Ắcquy thủy lực”vă được phđn phối đến từng vòi phun theo yíu cầu. Lợi ích của vòi phun Common Rail lă lăm giảm mức độ tiếng ồn, nhiín liệu được phun ra ở âp suất rất cao nhờ kết hợp điều khiển điện tử, kiểm soât lượng phun, thời điểm phun. Do đó lăm hiệu suất động cơ vă tính kinh tế nhiín liệu cao hơn.
So với hệ thống cũ dẫn động bằng cam, hệ thống Common Rail khâ linh hoạt trong việc đâp ứng thích nghi để điều khiển phun nhiín liệu cho động cơ diesel như:
- Phạm vi ứng dụng rộng rải (cho xe du lịch, khâch, tải nhẹ, tải nặng, xe lửa vă tău thủy).
- Âp suất phun đạt đến 1500 bar
- Thay đổi âp suất phun tùy theo chế độ hoạt động của động cơ. - Có thể thay đổi thời điểm phun.
Hình 4.1 Sơ đồ mạch điện của Hệ Thống Phun Dầu Điện Tử (Trín dòng xe FRR90N, FVR340).
Hình 4.2 Sơ đồ nguyín lý hoạt động hệ thống cung cấp nhiín liệu Common Rail
4.1.3 Nguyín lý hoạt động.
Tương tự như HTNL diesel thông thường, trín hình 4.2 nhiín liệu được bơm cung cấp đẩy đi từ thùng nhiín liệu trín đường ống thấp âp qua bầu lọc (3) đến Bơm cao âp (2), từ đđy nhiín liệu được bơm cao âp nĩn đẩy văo ống tích trữ nhiín liệu âp suất cao (7) hay còn gọi ắc quy thủy lực- vă được đưa đến vòi phun Common Rail (9) sẵn săng để phun văo xylanh động cơ. Việc tạo âp suất vă phun nhiín liệu hoăn toăn tâch biệt với nhau trong hệ thống Common Rail. Âp suất phun được tạo ra độc lập với tốc độ vă lượng nhiín liệu phun ra. Nhiín liệu được trữ với âp suất cao trong ắc quy thủy lực. Lượng phun ra được quyết định bởi điều khiển băn đạp ga, thời điểm phun cũng như âp suất phun được tính toân bằng ECM dựa trín câc biểu đồ dữ liệu đê lưu trín nó. Sau đó ECM sẽ điều khiển câc kim phun của câc vòi phun tại mỗi xylanh động cơ để phun nhiín liệu nhờ thông tin từ câc cảm biến (10) với âp suất phun có thể đến 1500 bar. Nhiín liệu thừa của vòi phun đi qua ắcquy thủy lực trở về bơm cao âp, van điều khiển âp suất tại bơm mở để nó trở về thùng nhiín liệu (1). Trín ắcquy thủy lực có gắn cảm biến âp suất vă đầu cuối có bố trí van an toăn (8), nếu âp suất tích trữ trong ắc quy thủy lực (7) lớn quâ giới hạn van an toăn sẽ mở để nhiín liệu thâo về thùng chứa (như hình). Sau đó tiếp tục cho ba mây còn lại.
Chú Thích.
1. Thùng nhiín liệu; 2. Bơm cao âp Common rail; 3. Lọc nhiín liệu; 4. Đường cấp nhiín liệu cao âp; 5. Đường nối cảm biến âp suất đến ECM ; 6. Cảm biến âp suất; 7. Common Rail
9 1 3 2 6 7 5 4 8 ECM 13 12 10 11
tích trữ &điều âp nhiín liệu (hay còn gọi ắcquy thuỷ lực) ; 8. Van an toăn (giới hạn âp suất); 9. Vòi phun; 10. Câc cảm biến nối đến ECM ; 11.Đường về nhiín liệu (thấp âp) ; 12. Cảm biến trục khuỷu ;13. Cảm biến cam ; ECM : (Electronic Control Module).
Với phương phâp năy âp suất phun lín đến 1500 bar có thể thực hiện ở mọi thời điểm ngay cả động cơ lúc thấp tốc. Trong hệ thống Common Rail quâ trình phun được chia thănh câc câch phun: Phun mồi (hay phun sơ khởi- Pre-injection hoặc Pilotinjection), phun chính (Main injection) vă phun thứ cấp (Post-injection).
Một hệ thống Common Rail Diesel gồm có 4 thănh phần căn bản :
-Mạch âp suất thấp.
Hình 4.2 Mạch âp suất thấp.
+Bơm âp suất cao với van điều chỉnh âp suất vă van đo lường.
+Câc cảm biến ( tốc độ quay trục khuỷu, trục cam, băn đạp ra, lưu lượng không khí vă nước lăm mât, cảm biến âp suất Rail …)
+Câc cơ cấu chấp hănh (Vòi phun điều khiển bằng van solenoid, bộ tăng âp, bộ hồi lưu khí xả, câc đồng hồ đo âp suất…) như hình
- Mạch âp suất cao.
Hình 4.4 Mạch âp suất cao
Bộ điều khiển điện tử (ECM) kiểm soât lượng phun chính xâc, điều chỉnh âp suất vă giâm sât câc điều kiện hoạt động của động cơ.
- Mạch dầu hồi.
Hình 4.5 Mạch dầu hồi.
Van điều khiển âp suất mở cho phĩp nhiín liệu về lại thùng chứa (mũi tín chỉ cho thấy khi van mở nhiín liệu qua bơm cao âp về lại thùng chứa).
- Bố trí câc cảm biến trín ô tô.
ECM
4.1.4 Công dụng câc loại cảm biến. 4.1.4.1 cảm biến băn đạp ga. 4.1.4.1 cảm biến băn đạp ga.
Cảm biến vị trí băn đạp ga, nó tạo thănh một cụm cùng với băn đạp ga. Cảm biến năy lă loại có một phần tử Hall nó phât hiện góc mở của băn đạp ga. Khi băn đạp ga mở mtj điện âp tương ứng với góc mở của băn đạp ga có thể phât hiện tại cực tín hiệu vă tín hiệu năy sẽ được gửi tới ECU của đọng cơ.
Hình 4.7 cảm biến băn đạp ga 4.1.4.2 Cảm biến tốc độ động cơ.
Cảm biến tốc độ động cơ của hệ thống nhiín liệu common rail dùng cảm biến vị trí trục khuỷu để phât hiện tốc độ động cơ tương tự như động cơ phun xăng điện tử. Cảm biến vị trí trục khuỷu phât ra tín hiệu NE của động cở vă gửi đến ECU của động cơ.
Hình 4.8 Cảm biến tốc độ động cơ 4.1.4.3 cảm biến vị trí trục cảm.
Cảm biến vị trí trục cảm sẽ phât hiện vị trí trục cảm bằng việc phât ra tín hiệu với hai vòng quay của trục khuỷu ( tín hiệu G ).
4.1.4.4 Cảm biến âp suất tăng âp âp suất tua-bin.
Cảm biến âp suất tăng âp suất tua bin được nói với đường ống nạp qua một ống nĩn dẫn khí vă 1 VSV. Vă phât hiện âp suất đường ống nạp. cảm biến âp suất tăng âp suất tua bin hoạt động phù hợp với câc tín hiệu từ ECU vă đóng ngắt âp suất tâc động lín bộ chấp hănh giữ khí quyển vă chđn không.
Hình 4.10: Cảm biến âp suất tăng âp âp suất tua-bin.
4.1.4.5 Cảm biến nhiệt độ nước lăm mât.
Cảm biến nhiệt độ nước lăm mât được nắp trín thđn mây dùng để phât hiện nhiệt độ
của nước lăm mât động cơ.
Hình 4.11 Cảm biến nhiệt độ nước lăm mât
4.1.4.6 Cảm biến nhiệt độ khí nạp. Cảm biến nhiệt độ khí nạp dược nắp trín
đường khí nạp của động cơ dùng để phât hiện nhiệt độ của khí nạp.
4.1.4.7 Cảm biến nhiệt độ nhiín liệu.
Cảm biến nhiệt độ nhiín liệu được nắp trín bơm âp suất cao vă phât hiện nhiệt độ của nhiín liệu .
Hình 4.13: Cảm biến nhiệt độ nhiín liệu.
4.1.4.8 Cảm biến lưu lương khí nạp.
Cảm biến lưu lương kiểu dđy sấy được sử dung được sử dung để phât hiện lương không khí nạp văo.
Hình 4.14 Cảm biến lưu lương khí nạp.
4.1.5 Thông số kỹ thuật.
Tín thiết bị. Đơn vị hiện thị.
Giâ trị hiện thị khi động cơ không
hoạt động.
Giâ trị hiện thị khi động cơ hoạt
động ở 1700RPM. Điều kiện vận hănh: Động cơ chạy không tải hoặc 1700 RPM /Động cơ lăm mât nhiệt độ từ 75-85 ° C (167 đến 185 ° F) / băn đạp tăng tốc lă không đổi / Phụ kiện OFF.
Tốc độ động cơ. RPM Gần 575 RPM Gần 1700 RPM
Nhiệt độ nước lăm
mât °C/ °F Từ 75 đến 85 °C/ từ 167 đến 185°F Từ 75 đến 85 °C/ từ 167 đến 185°F Bộ cảm biến nhiệt độ nước lăm
mât. Nhiệt độ không khí văo. °C/ °F Từ 20 đến 40 °C/ từ 68 đến 104 °F Từ 20 đến 40 °C/ từ 68 đến 104 °F Bộ cảm biến nhiệt độ không khí văo.
Volts Từ 1.4 đến 2.3 volts Từ 1.4 đến 2.3 volts
Nhiệt độ nhiín liệu. °C/ °F Từ 20 đến 60 °C/ từ
50 đến 140 °F
Từ 20 đến 60 °C/ từ 50 đến 140 °F Bộ cảm biến nhiệt
độ nhiín liệu. Volts Từ 0.8 đến 2.3 volts
Âp suất khí trời. kPa/ psi 2.3 volts
Gần 100 kPa hoặc 14.5 psi Bộ cảm biến âp suất
khí trời. Volts Gần 2.3 volts Gần 2.3 volts
Lượng không khí
văo xi lanh. % Từ 10 đến 20% Từ 25 đến 35%
Âp suất nĩn. kPa/ psi Gần 100 kPa hoặc
14.5 psi
Gần 115 kPa hoặc 16.7 psi
Cảm biến âp suất Volts Gần 1.0 volt Nhỏ hơn 1.3 volts
Âp suất nhiín liệu
trong ống Rail. MPa/ psi
Từ 28 đến 35 Mpa hoặc từ 4,000 đến 5,000 psi
Lớn hơn 90 Mpa hoặc 13,000 psi
Cảm biến âp suất nhiín liệu trong
ống Rail.
Volts Từ 1.4 đến 1.6 volts Lớn hơn 24 volts
Vị trí băn đạp gia
Cảm biến băn đạp
gia tốc 1. Volts Từ 0.3 đến 0.7 volts Từ 1.2 đến 1.6 volts
Cảm biến băn đạp
gia tốc 2. Volts Từ 4.1 đến 4.5 volts Từ 3.4 đến 3.8 volts
Tình trạng bơm cung cấp nhiín liệu Bình thường hoặc không bình thường
Bình thường Binh thường
Công tắc khỏi động ON/OFF OFF OFF
Công tắc đânh lửa ON/OFF ON ON
Điện âp đânh lửa Volts Từ 22.0 đến 30.0 V. Từ 22.0 đến 30.0 V.
Điện âp ắc quy Volts Từ 22.0 đến 30.0 V. Từ 22.0 đến 30.0 V.
Công tắc phanh khí
xả. ON/OFF OFF OFF
Công tắc mây lạnh ON/OFF OFF OFF
Mức nhiín liệu Bình Thường/Thấp Bình thường Bình thường
Đỉn bâo sự cố ON/OFF OFF OFF
Lượng năng lượng
tiíu hao 1. mm
3
/ stk -5.0 to 5.0 mm3/ stk 0.0 mm3/ stk
Lượng năng lượng
tiíu hao 2. mm
3
/ stk -5.0 to 5.0 mm3/ stk 0.0 mm3/ stk
Lượng năng lượng
tiíu hao 3. mm
3
/ stk -5.0 to 5.0 mm3/ stk 0.0 mm3/ stk
Lượng năng lượng
tiíu hao 4. mm
3
4.1.6 Câc phần hư hỏng vă phương phâp sửa chữa.
4.1.6.1 Không quay khi khởi động. Ta kiểm tra câc phần sau: -Mây khởi động.
-Rơle mây khởi động. -Cảm biến nhiệt độ nước.
4.1.6.2 Khó khởi động ở động cơ lạnh. Ta kiểm tra câc phần sau:
-Mạch tín hiệu STA. -Vòi phun.
-Bộ lọc nhiín liệu. -ECM động cơ. -Bơm cung cấp.
-Cảm biến âp suất nhiín liệu. -Van tiết lưu Diesel.
4.1.6.3 Khó khởi động ở động cơ khởi động. Ta kiểm tra câc phần sau:
-Mạch tín hiệu STA. -Vòi phun.
-Bộ lọc nhiín liệu. -Âp suất nĩn. -ECU của động cơ. -Bơm cung cấp.
-Cảm biến âp suất nhiín liệu. -Van tiết lưu Diesel.
-Bộ lọc nhiín liệu. -Vòi phun.
-Mạch nguồn điện của ECM. -ECM của động cơ.
-Bơm cung cấp.
-Cảm biến âp suất nhiín liệu. -Van tiết lưu Diesel.
4.1.6.5 Câc phần hư hỏng khâc khi động cơ chết mây. Ta kiểm tra câc phần sau:
-Vòi phun.
-Mạch nguồn điện của ECM. -ECM của động cơ.
-Bơm cung cấp.
-Cảm biến âp suất nhiín liệu. -Van tiết lưu Diesel.
4.1.6.6 Chạy không tải đầu tiín không chính xâc (chạy không tải yếu). Ta kiểm tra câc phần sau:
-Bộ lọc nhiín liệu. -Vòi phun.
-ECU của động cơ. -Bơm cung cấp.
-Cảm biến âp suất nhiín liíu. 4.1.6.7 Tốc độ không tải của động cơ cao.
Ta kiểm tra câc phần sau: -Mạch tín hiệu A/C.
-Vòi phun.
- ECM động cơ.
- Bơm cung cấp.
- Cảm biến âp suất nhiín liệu. 4.1.6.8 Tốc độ của động cơ thấp.
Ta kiểm tra câc phần sau:
- Mạch tín hiệu A/C.
- Vòi phun.
- Mạch điều khiển EGR.
- Âp suất nĩn.
- Khe hở xu pâp.
- Đường ống nhiín liệu.
- ECM động cơ.
- Bơm cung cấp cảm biến âp suất nhiín liệu. - Van tiết lưu Diesel.
4.1.6.9 Chạy không tải không ím. Ta kiểm tra câc phần sau:
- Vòi phun.
- Đường ống nhiín liệu.
- Mạch điều khiển EGR.
- Âp suất nĩn.
- Khe hở xu pâp.
- ECU của động cơ.
- Bơm cung cấp.
- Cảm biến âp suất nhiín liệu. - Van tiết lưu Diesel.
- Vòi phun.
- Mạch nguồn điện của ECM.
- Âp suất nĩn.
- Đường ống nhiín liệu.
- Khe hở xu pâp.
- ECM động cơ.
- Bơm cung cấp.
- Cảm biến âp suất nhiín liệu. - Van tiết lưu Diesel.
4.1.6.11 Ngẹt ga tăng tốc yếu. Ta kiểm tra câc phần sau:
- Vòi phun.
- Bộ lọc nhiín liệu.
- Mạch điều khiển EGR.
- Âp suất nĩn.
- ECM của động cơ.
- Bơm cung cấp.
- Cảm biến âp suất nhiín liệu. - Van tiết lưu Diesel.
4.1.6.12 Có tiếng gõ.
Ta kiểm ta câc phần sau:
- Vòi phun.
- Mạch điều khiển EGR.
- ECM động cơ.
- Bơm cung cấp.
- Cảm biến âp suất nhiín liệu. 4.1.6.13 Có khói đen.
Ta kiểm tra câc phần sau:
- Vòi phun.
- Mạch điều khiển EGR.
- ECM của động cơ.
- Bơm cung cấp.
- Cảm biến âp suất nhiín liệu. - Van tiết lưu Diesel.
4.1.6.14 Có khói trắng.
Ta kiểm tra câc phần sau:
- Mạch điều khiển EGR.
- Vòi phun.
- Bộ lọc nhiín liệu.
- ECM của động cơ.
- Bơm cung cấp.
- Cảm biến âp suất nhiín liệu. - Van tiết lưu Diesel.
4.1.6.15 Dao động / Rung động. Ta kiểm tra câc phần sau:
- Vòi phun.
- ECM của động cơ.
- Bơm phun.
- Cảm biến âp suất nhiín liệu.
4.1.7 Kiểm tra bằng mây chuẩn đoân Tech 2.
Thông qua việc sử dụng một mây chuẩn đoân, câc tình trạng của ECM vă cảm biến được giâm sât qua mây chuẩn đoân năy. Trong chế độ kiểm tra mây chuẩn đoân có thể kích hoạt câc bộ phđn chấp hănh để có thể kích hoạt câc bộ phđn chấp hănh để mo phỏng câc điều kiện vận hănh của xe.
Hình 4.15 Câch nối mây Tech với xe.
Kiểm tra sự rò rỉ nhiín liệu sau khi đê thiết chặt đầu nối. Hêy sử dụng chế độ kích hoạt của mây chuẩn đoân để tăng âp suất nhiín liệu vă kiểm tra sự rò rỉ nhiín liệu trước khi khởi động động cơ trước hết cần kiểm tra tình trạng lắp râp.
Hình 4.16 Câch kích hoạt mây.
Sau đó vận hănh động cơ ở chế độ không tải. Để kiểm tra sự rò rỉ của nhiín liệu. Cuối cùng thử kích hoạt. Để thực hiện thử kích hoạt hêy chọn thử “Fuel leak test” (kiểm tra rò rỉ nhiín liệu). Trong chế độ thử kích hoạt trong mây chuẩn đoân. Nếu không có sẳn mây chuẩn đoân thì ấn nhanh băn đạp ga hết mức để tăng tốc độ cực đại của động cơ vă giữ tốc độ đó khoảng 2 giđy, lặp đi lặp lại hoạt động năy nhiều lần.
Kiểm tra ECM: tiến hănh kiểm tra ECM bằng câch đo điện âp vă điện trở. Tiến hănh kiểm tra đối với mỗi mê chuẩn đoân hư hỏng như đói với động cơ phun xăng điện tử.
Hình 4.17 Câch kiểm tra ECU
Kiểm tra van điều khiển hút: ta tiến hănh như sau: