Cảm biến góc quay vă tốc độ trục khuỷu (TRS)

3. Thiết kế hệ thống nhiín liệu động cơ D6CA

3.2.3.2. Cảm biến góc quay vă tốc độ trục khuỷu (TRS)

Cảm biến TRS (Timing Reference Sensor) có nhiệm vụ truyền tín hiệu dạng xung đến ECM để bâo hiệu về góc quay vă tốc độ trục khuỷu, nhờ sự chuyển động quay tròn giữa câc vấu răng trín đĩa trục khuỷu khi đi ngang qua đầu của lõi nam chđm vĩnh cửu vă lăm xuất hiện trong cuộn dđy dòng xung điện. Trín đĩa trục khuỷu có 36 răng, như vậy khi một răng đi qua cảm biến sẽ tương ứng với 10o, trín một vấu răng người ta còn xẻ rẵnh để cảm biến xâc định số vòng quay của trục khuỷu động cơ. Những tín hiệu năy được ECM sử dụng để xâc định tốc độ bâo hiệu vă thời gian để cấp dòng điện đến cuộn dđy của cụm van đóng mở nhiín liệu cung cấp cho động cơ. Cuộn dđy của cảm biến TRS có điện trở R= (1200 ÷ 1450)

Hình 3 - 12 Sơ đồ cảm biến góc quay vă tốc độ trục khuỷu

1- Lõi nam chđm; 2- Cuộn dđy; 3- Thđn cảm biến; 4- Vành răng trín trục khuỷu động cơ; 5- Cảm biến; 6- Khối điều khiển.

110 109

56

45 3.2.3.3. Cảm biến vị trí trục khuỷu(SRS)

Cảm biến SRS (Synchrous Reference Sensor) có cấu tạo tương tự cảm biến TRS. Cảm biến SRS được đặt đối diện với bânh răng trung gian chuyển động. Trín bânh răng năy có lắp đặt một chốt bằng kim loại, khi chốt năy đi ngang qua đầu dò của cảm biến SRS, SRS sẽ phât tín hiệu ở dạng xung điện để bâo hiệu cho ECM nhằm xâc định vị trí piston của mây số 1 ở thời điểm câch 450 so với điểm chết trín. Thông tin năy sẽ được ECM sử dụng để xâc định thời điểm cung cấp nhiín liệu cho piston mây số 1. Cảm biến SRS liín kết với cảm biến TRS trong việc giâm sât vị tri vă tốc độ động cơ, xâc định xy-lanh năo đang ở điểm chết trín vă chuẩn bị chây. Thứ tự nổ của động cơ đê được lập trình sẵn trong ECM bắt đầu từ xy-lanh số 1. Cuộn dđy của cảm biến SRS có điện trở R = (900 ÷ 1100) 

Hình 3 – 13 Sơ đồ cảm biến vị trí trục khuỷu

1- Lõi nam chđm; 2- Cuộn dđy; 3- Thđn cảm biến; 4- Bânh răng trung gian truyền động; 5- Chốt chỉ thị; 6- Cảm biến; 7- Khối điều khiển.

3.2.3.4. Cảm biến nhiệt độ khí nạp (ATS)

Cảm biến ATS(Air Temperature Sensor) được đặt trín đường ống nạp của động cơ. ATS thông bâo bằng tín hiệu điện tử tới ECM về nhiệt độ của không khí nạp văo động cơ. ECM sử dụng những thông tin năy để điều chỉnh lượng nhiín liệu được đốt chây phù hợp với nhiệt độ của động cơ. ATS còn cung cấp thông tin để vòi phun cung cấp đủ lượng nhiín liệu khi động cơ khởi động lúc nguội vă giảm bớt khói trắng. Cảm biến năy được cấp dòng điện văo lă 5V-DC, dòng diện về ECM có điện thế từ 0  4,7 V-DC vă cường độ dòng điện lă từ 4  50 mA.

R1 Ur 111 112 33 1 2 3 4 5 6 7

46

1 2 3 4

452 132

Hình 3 – 14 Sơ đồ cảm biến nhiệt độ khí nạp.

1- Thđn cảm biến; 2- Đai ốc; 3- Sứ câch điện; 4- Giắc cắm.

Bảng 3-1 Đặc tính của ATS

Nhiệt độ ( oC) Điện trở (Ôm)

25 9K ÷ 11K

50 3K ÷ 4K

75 1350 ÷ 1500

100 600 ÷ 750

3.2.3.5. Cảm biến nhiệt độ dầu bôi trơn (OTS )

Cảm biến nhiệt độ dầu bôi trơn OPS(Oil Temperature Sensor) được đặt trín đường dầu chính ở thđn mây. Cảm biến năy gởi tín hiệu điện tử bâo hiệu cho ECM về nhiệt độ của dầu bôi trơn. ECM sử dụng tín hiệu năy để thay đổi tốc độ động cơ hoạt động tốt hơn khi mới khởi động, khi thời tiết lạnh. Khi nhiệt độ dầu bôi trơn quâ thấp, trong vòng 2 giđy, sẽ có tín hiệu cảnh bâo để dừng sự hoạt động của động cơ.

1 2 3 4

452 120

Hình 3 – 15 Sơ đồ cảm biến nhiệt độ dầu bôi trơn.

47 3.2.3.6. Cảm biến nhiệt độ nước lăm mât (CTS)

Cảm biến CTS(Coolant Temperature Sensor) được đặt trín đường nước lăm mât của động cơ phía sau van hằng nhiệt. CTS truyền tín hiệu đến ECM, để thông bâo nhiệt độ của nước lăm mât. Thông qua tín hiệu năy ECM sẽ phđn tích, xử lý vă kích hoạt sự hoạt động của động cơ tốt hơn khi nhiệt độ chất lỏng lăm mât chưa đạt đến nhiệt độ qui định. Cảm biến năy được cấp dòng điện văo lă 5V-DC, dòng diện về ECM có điện thế từ 0  4,7 V-DC vă cường độ dòng điện lă từ 4  50 mA.

1 2 3 4

452 133

Hình 3 – 16 Sơ đồ cảm biến nhiệt độ nước lăm mât.

1- Thđn cảm biến; 2- Đai ốc; 3- Sứ câch điện; 4- Giắc cắm.

3.2.3.7. Cảm biến nhiệt độ nhiín liệu (FTS)

Cảm biến FTS( Fuel Temperature Sensor) được đặt ở bầu lọc thứ cấp(tinh) của hệ thống nhiín liệu. FTS truyền tín hiệu điện đến ECM để thông bâo nhiệt độ của nhiín liệu. ECM sử dụng câc thông tin năy để tính toân lượng nhiín liệu tiíu thụ. Điện thế cấp, điện thế về tương tự CTS

3.2.3.8. Cảm biến âp suất khí nạp (TBS)

Cảm biến TBS(Turbo Boost Pressure Sensor) được lắp đặt ở cổ hút động cơ phía sau quạt nhồi. Cảm biến năy có nhiệm vụ truyền tín hiệu điện đến ECM để thông bâo âp xuất của không khí đi văo động cơ. ECM sẽ phđn tích, tính toân vă căn cứ văo câc dữ liệu năy để kích hoạt sự cung cấp nhiín liệu cho động cơ.

48 3 4 2 1 416 432 452

Hình 3 – 17 Sơ đồ cảm biến biến âp suất khí nạp

1- Đường khí nạp; 2- Chíp Si-líc; 3- Giắc cắm; 4- IC khuyếch đại tín hiệu

Bảng 3-2 Thông số kỹ thuật của cảm biến âp xuất khí nạp Âpxuất( PSI ) Vol (VDC)

0 0,5 100 1,917 150 2,917 200 3,33 250 4,04 300 4,47  Nguyín lý lăm việc chung của câc cảm biến

Cảm biến góc quay, tốc độ, vị trí trục khuỷu vă câc cảm biến nhiệt độ, âp xuất khí nạp tiếp nhận thông tin chính xâc vă gởi câc tín hiệu năy về bộ điều khiển điện tử để có chế độ điều chỉnh thích hợp, đảm bảo phđn phối nhiín liệu đến câc xy lanh theo đúng thứ tự nổ của động cơ thông qua cảm biến đo vị trí trục khuỷu .Việc tạo ra âp suất, việc tạo ra phun nhiín liệu trong động cơ quyết định bởi người lâi xe thông qua cảm biến vị trí băn chđn ga được tính toân bằng ECM vă câc biểu đồ lưu trong bộ nhớ của nó, sau đó ECM sẽ điều khiển câc kim phun tại mỗi xy lanh của động cơ để phun nhiín liệu .

Việc xâc định thời gian phun nhiín liệu được thực hiện dựa trín thông tin về lưu lượng khí, tốc độ động cơ vă hệ số hiệu chỉnh tuỳ theo chế độ của động cơ .Từ câc thông tin năy bộ xử lý tham chiếu đến câc giâ trị lưu sẵn trong bộ nhớ dưới dạng câc bảng số liệu thu được từ thực nghiệm để xâc định thời gian phun tối ưu.

49 Như vậy câc giâ trị góc phun sớm, lượng phun nhiín liệu vă kiểm soât ô nhiểm được xâc định nhờ bộ xử lý không phải hoạt động riíng lẻ, mă chúng kết hợp với nhau nhờ câc chương trình căi đặt sẵn, để phối hợp với nhau nhằm đảm bảo đồng thời câc của động cơ về công suất, về tiíu hao nhiín liệu vă hạn chế ô nhiễm.

3.3. Đặc điểm kết cấu hệ thống nhiín liệu động cơ D6CA

Câc bộ phận chính trong hệ thống nhiín liệu động cơ D6CA gồm:

 Lọc nhiín liệu.

 Bơm chuyển nhiín liệu

 Cụm kim phun liín hợp.

 Ống dẫn vă thùng chứa nhiín liệu

3.3.1. Lọc nhiín liệu

3.3.1.1. Bầu lọc thô

a. Nhiệm vụ

Bầu lọc thô nhiệm vụ lọc sơ bộ nhiín liệu, tâch những tạp chất có kích thước lớn vă nước lẫn trong nhiín liệu trước khi đi văo bơm chuyển vận.

b. Kết cấu

Hình 3 – 18 Kết cấu bầu lọc thô

1- Nút xả; 2- Thđn bầu lọc; 3- Mặt bích; 4- Nhiín liệu ra; 5- Đai ốc xả không khí; 6- Nhiín liệu văo; 7- lõi lọc.

1 2 3 4 5 6 7

50 1 2 3 4 5 6 7 M22 170 Ø 94

c. Nguyín lý lăm việc

Khi bơm vận chuyển hoạt động nhiín liệu bắt đầu đi văo bầu lọc thô bằng đường (6). Nhờ có lực ly tđm vă sự khâc nhau giữa trọng lượng riíng của chúng. Do câc chất cặn bẩn lớn vă nước có trọng lượng riíng lớn hơn nín được giữ lại nơi đấy bầu lọc. Còn nhiín liệu tương đối sạch được chuyển đến qua bơm chuyển nhiín liệu bằng đường dầu ra (4).

3.3.1.2. Bầu lọc tinh

Trín động cơ D6CA sử dụng 2 bầu lọc tinh ghĩp đôi với nhau nhằm nđng cao chức năng lọc sạch cặn bẩn trong nhiín liệu cung cấp đến cụm vòi phun.

Bầu lọc tinh của hệ thống nhiín liệu động cơ lă loại bầu lọc có phần tử lọc bằng giấy thấm(chií̀u dài: 170 mm; đường kính: 94 mm). Bầu lọc tinh được lắp trín đường dẫn nhiín liệu từ bơm chuyển nhiín liệu đến bơm cao âp vòi phun. Bầu lọc tinh được chế tạo với độ chính xâc rất cao dùng để tâch câc tạp chất cơ học có kích thước từ(0,03

 0,07)mm ra khỏi nhiín liệu.

Hình 3 – 19 Kí́t cđ́u bđ̀u lọc tinh

1- Đường dầu đi; 2- vít xả gió; 3- Cảm biến đo nhiệt độ; 4- Đường dầu văo; 5- Lõi lọc; 6- Vỏ bầu lọc; 7- Lò xo giảm rung động

Câc bộ phận chính của bầu lọc tinh nhiín liệu gồm có thđn vỏ bầu (6), lõi lọc (5) vă nắp. Trín bầu lọc người ta lăm ren bắt trực tiếp với nắp bầu lọc vă được lăm kín bởi vòng đệm.

51 * Lõi lọc: Lă một bộ những tấm phiến bằng giấy xếp dạng hình rẻ quạt được lồng văo

bín trong của tấm kim loại hình trụ có chiều dăy khoảng 1mm trín tấm kim loại có câc lỗ nhỏ để nhiín liệu đi văo phía bín trong, bầu lọc năy khi thay phải thay cả cụm.

* Nguyín lý lăm việc của bầu lọc tinh: Nhiín liệu được bơm tiếp vận đẩy văo từ đường dầu văo (4) rồi chuyển động dọc theo lõi lọc rồi thấm qua câc tấm lọc giấy (5). Những tạp chất cơ học có kích cỡ từ 0,03  0,07(mm) bị giữ lại trín bề mặt ngoăi lõi lọc sau đó lắng xuống đây của bầu lọc, nhiín liệu sạch đi văo phần không gian phía trong của lỏi lọc sau đó theo ống dẫn dầu (1) ra khỏi bầu lọc theo đường ống dẫn đi đến câc vòi phun.

Sự lăm việc lđu dăi lăm cho hiệu quả của bơm cung cấp nhiín liệu cũng như vòi phun vă bơm phđn phối phụ thuộc văo chất lượng lọc của nhiín liệu.

Đối với bầu lọc tinh nhiín liệu, khi xe hoạt động được khoảng 10.000km phải thay cả cụm. Một bộ lọc nhiín liệu không thích hợp có thể dẫn đến hư hỏng cho câc thănh phần của bơm vă kim phun. Bộ lọc nhiín liệu lăm sạch nhiín liệu trước khi đưa đến bơm vă do đó ngăn ngừa sự măi mòn nhanh của câc chi tiết bơm

3.3.2. Bơm chuyển nhiín liệu

Bơm tiếp vận nhiín liệu của động cơ D6CA được lắp phía sau mây nĩn khí vă được dẫn động bởi trục của mây nĩn khí. Bơm gồm có hai bânh răng ăn khớp trong với nhau, bânh răng ngoài có số răng là 9 còn bânh răng trong có số răng là 8. Cả hai đều được đặt trong vỏ của bơm. Hai Bánh răng được đă ̣t lí ̣ch tđm nhau . Khoảng trống giữa vỏ bơm, đường nhiín liệu văo vă hai bânh răng gọi lă bọng hút; khoảng trống giữa vỏ bơm, hai bânh răng vă đường nhiín liệu ra gọi lă bọng đẩy.

52

* Nguyín lý lăm việc: Khi bơm lăm việc, bânh răng chủ động là bánh răng trong đươ ̣c dđ̃n đô ̣ng nhờ tru ̣c bơm , kĩo theo bânh răng bị động quay, đỉnh của bánh răng trong luôn tỳ sát vào bánh rang ngoài ta ̣o thành hai bo ̣ng hút và bo ̣ng đđ̉y , chất lỏng chứa trong câc rênh giữa câc răng cùng ăn khớp được chuyển từ bọng hút qua bọng đẩy .Vì chất lỏng trong bọng đẩy giảm khi câc răng của hai bânh răng văo khớp nín chất lỏng bị chỉn ĩp vă dồn văo ống đẩy với âp suất cao quâ trình năy gọi lă quâ trình đẩy của bơm đồng thời với quâ trình đẩy ở bọng hút xảy ra quâ trình hút như sau: Thể tích chứa chất lỏng tăng (Khi câc răng ăn khớp) âp suất giảm xuống thấp hơn âp suất trín mặt thoâng của bể hút lăm cho chất lỏng chảy qua ống hút văo bơm. Bơm hút nhiín liệu từ bình chứa vă tiếp tục đưa đủ lượng nhiín liệu đến vòi phun.

Hình 3 - 21 Sơ đồ kết cấu bơm chuyển nhiín liệu

1- Đường nhiín liệu ra; 2- Đường nhiín nhiín liệu vào ; 3- Bânh răng ngoài; 4-Van an toăn; 5- Bânh răng trong ; 6- Nơi gắn vít của nắp bơm; 7-Nơi gắn vít văo mây nĩn; 8- Trục dđ̃n động bơm; 9- Phốt lăm kín; 10- Nắp bơm

Khi hệ thống nhiín liệu gặp sự cố lăm cho âp suất sau đường ống nhiín liệu ra cao quâ, âp suất cao tâc dụng lín bề mặt của van an toăn lăm mở cửa van dẫn nhiín

1 8 H 7/ s6 Ø 60 8 50 40 20,5 34 12 R 26 R 23 R18 R15,2 Ø6 Ø94 2 3 4 5 8 10 7 1 6 9 A A A- A

53 liệu trở lại bọng hút, kết quả lăm cho âp suất nhiín liệu sau bọng đẩy giảm xuống để đảm bảo an toăn cho hệ thống nhiín liệu không bị quâ tải.

Hình 3 – 22 Kết cấu van an toăn

1-Bọng hút nhiín liệu; 2- Van an toăn; 3- Viín bi của van an toàn; 4-Bọng đẩy nhiín liệu

* Câc thông số kỹ thuật của bơm chuyí̉n nhiín liị́u

+ Chiều dày bânh răng trong: 17 [ mm]

+ Đường kính vòng đỉnh bânh răng trong: 40 [ mm] + Đường kính vòng đây bânh răng trong: 30,4 [ mm] + Đường kính trong bânh răng trong: 18,2 [ mm]

+ Đường kính vòng đỉnh bánh răng ngoài: 36 [ mm] + Đường kính vòng đây bánh răng ngoài: 45,6 [ mm] + Độ lệch tđm của 2 bânh răng: 2 [ mm]

3.3.3. Cụm kim bơm liín hợp. ( Cụm bơm vòi phun )

3.3.3.1. Công dụng

Cụm kim bơm liín hợp có công dụng tạo ra một lượng nhiín liệu có âp xuất cao dưới dạng sương mù (nhũ tương) văo buồng đốt theo đúng thời điểm lăm việc để cung cấp nhiín liệu cho động cơ hoạt động.

2

4 3

54 3.3.3.2. Sơ đồ kết cấu

Hình 3 – 23 Kết cấu cụm kim bơm liín hợp

1- Cụm van điện từ đóng, mở đường nhiín liệu cung cấp; 2- Cuộn dđy điện từ; 3- Vít nối dòng điện từ ECM văo cuộn dđy; 4- Ty con đội; 5- Lò xo; 6- Thđn vă xy-lanh

bơm cao âp;7- Piston bơm cao âp; 8- Đường dầu hồi; 9- Vỏ vòi phun; 10- Lò xo tăng âp; 11- Kim phun; 12- Đường nhiín liệu cung cấp.

Ø13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

55 3.3.3.3. Kết cấu của câc chi tiết trong cụm bơm vòi phun

Cụm bơm vòi phun điều khiển bằng điện tử có câc bộ phận chính như sau.

a. Cụm van đóng mở đường nhiín liệu cung cấp

Bộ phận năy gồm có rơ-le điện từ vă cụm van đóng mở đường nhiín liệu cung cấp. Rơ-le điện từ sử dụng từ trường nam chđm điện để dẫn động van đóng mở đường nhiín liệu cung cấp khi có tín hiệu điện từ ECM truyền đến.

Hình 3 – 24 Kết cấu cụm van đóng mở đường nhiín liệu cung cấp

1- Đường dầu chính; 2- Đường cấp dầu cho vòi phun; 3- Đường dầu hồi; 4- Cuộn dđy điện từ; 5-Lò xo hoăn vị van điện từ; 6- Đí́ van; 7- Van đií ̣n từ

Câc chi tiết trong cụm van đóng mở đường nhiín liệu cung cấp có độ dung sai lắp ghĩp với độ chính xâc rất cao vă được tạo thănh bộ đôi để tạo sự kín khít trong việc đóng mở đường nhiín liệu cung cấp.

b. Bộ đôi piston vă xy-lanh

Đđy lă bộ phận quan trọng với nhiệm vụ chủ yếu lăđể tạo âp xuất phun cho cụm