1. Bơm VE điện tử một piston hướng trục
a) Cấu tạo:
Hình 2-9. Sơ đồ bố trí các bộ phận của EFI-diesel thông thường
18 Loại bơm VE này gồm các bộ phận sau:
- Bơm sơ cấp, khớp chữ thập dẫn động cam, vành cam lăn, cơ cấu điều khiển
phun sớm.
- Không có quả ga và piston không có lỗ ngang.
- Có thêm van xả áp và van điều khiển phun sớm, cảm biến tốc độ, các điện trở
hiệu chỉnh
Bơm VE điện tử kiểu mới một piston hƣớng trục do không có quả ga nên để điều khiển lƣợng nhiên liệu phun (tức là muốn thay đổi tốc độ động cơ, công suất của động cơ) thì bơm sử dụng một van xả áp thông với khoang xylanh.
- Các bộ phận cơ bản của bơm hƣớng trục
b) Hoạt động:
Khi động cơ làm việc thì một bơm sơ cấp loại cánh gạt đƣợc bố trí ở trong bơm VE sẽ hút dầu từ thùng dầu qua lọc và nén căng vào trong khoang bơm đến áp suất 2÷7 (kg/cm2) và áp suất này gọi là áp suất sơ cấp. Dầu có áp suất đƣợc đƣa tới chờ sẵn tại cửa hút và khi phần xẻ rãnh của piston trùng với cửa hút thì dầu
đƣợc hút vào khoang xylanh.
Hình 2-11. Vành con lăn và con lăn của bơm VE điện tử một piston hướng trục
19 Tiếp đó khi piston quay lên phần không xẻ rãnh ở đầu piston sẽ che lấp cửa hút đồng thời lúc này phần lồi của cam đĩa trèo lên con lăn làm cho piston bị đẩy lên
để nén dầu trong khoang xylanh. Dầu trong khoang xylanh bị nén gần tới áp suất phun thì cửa chia dầu trên piston trùng với một đƣờng dẫn ra một vòi phun nào đó. Do vậy, khi dầu trong khoang xylanh đạt áp suất phun thì qua van triệt hồi, ống cao áp tới kim phun. Nó sẽ mở kim phun và phun vào trong buồng cháy động cơ. Lƣợng dầu phun vào động cơ nhiều hay ít phụ thuộc vào thời điểm mở van xả áp, tức là nếu vòi phun đang phun mà van xả áp đƣợc mở ra thì dầu trong khoang xylanh s ẽ thông qua van xả áp về khoang bơm làm mất áp suất phun.
Áp suất phun đối với từng kiểu máy bơm Máy bơm kiểu piston hƣớng trục
(Dùng cho 5L-E; 1KZ-TE, v.v…)
Xấp xỉ tối đa 80 MPa Máy bơm kiểu piston hƣớng kính
(Dùng cho động cơ phun trực tiếp nhƣ 1HD-FTE; 15B-FTE v.v…)
Xấp xỉ tối đa 130 MPa
2. Bơm VE điện tử nhiều piston hướng kính
a) Cấu tạo
Hình 2-13. Chế độ phun
20
Loại bơm VE nhiều piston hƣớng kính trƣớc hết vẫn phải có một bơm sơ cấp để tạo ra áp suất sơ cấp hút vào trong khoang bơm. Trụcbơm đƣợc nối với Roto chia và ở Roto chia bố trí 4 piston hƣớng kính chịu tác động của các con lăn thông qua đế
con lăn, ở giữa là một lỗ khoan dọc tâm, lỗ khoan này thông với cửa hút dầu và
cửa chia dầu. Phía ngoài Roto chia là một vành cam.
Các bộ phận của bơm VF điện tử nhiều piston hƣớng kính
b) Hoạt động:
Khi động cơ làm việc thì dầu áp suất sơ cấp sẽ đƣợc chờ sẵn ở cửa hút dầu và
đến khi một lỗ xẻ rãnh ở trên Roto chia trùng với cửa hút thì dầu sẽ đƣợc hút vào trong khoang xylanh (khoang giữa 4 piston và lỗ khoan dầu), tiếp sau đó thì lỗ xẻ
rãnh trên Roto chia sẽ che lấp cửa hút dầu đồng thời các con lăn trèo lên phần lồi của vành cam nên các piston có xu hƣớng chuyển động dập vào với nhau để nén dầu trong khoang xylanh. Khi áp suất dầu gần đạt tới áp suất phun thì một lỗ xẻ rãnh khác trên Roto chia lại trùng với cửa chia dầu ra một vòi phun nào đó. Nên khi dầu trong xylanh đạt áp suất phun thì vòi phun sẽphun dầu.
Việc phun dầu nhiều hay ít phụ thuộc vào thời lƣợng mở van xả áp.
3. Van điều khiển lượng phun (SPV)
Cả hai loại SPV (Van điều khiển) để điều khiển lƣợng phun. SPV thông thƣờng: dùng trong bơm hƣớng trục
SPV điều khiển trực tiếp: dùng trong bơm hƣớng kính áp suất cao
a) SPV thông thường
Cấu tạo
SPV loại thông thƣờng (hình 2-16) bao gồm 2 van: Van chính và van điều
khiển. Ngoài ra còn có thêm một cuộn dây, lò xo chính và lò xo điều khiển.
SPV áp dụng cho cả hai loại bơm khác nhau có cấu tạo và hoạt động khác nhau. Loại van xả áp thông thƣờng áp dụng cho bơm một piston hƣớng trục. Cuộn
21 dây của van điều khiển đƣợc cấp dƣơng và điều khiển mát. Nó điều khiển bằng điện áp nguồn cơ bản của xe. Ở van chính có một tiết lƣu nhỏ để thông áp suất từ
khoang xylanh lên khoang trên của van chính tạo ra sự cân bằng lực tác động vào van chính. Nhƣ vậy van điều khiển chỉ đóng vai trò xả phần áp suất phía trên của van chính, tạo điều điện cho áp suất ở khoang xylanh đảy van chính lên mở đƣờng xả áp
suất về khoang bơmđể xả áp suất và kết thức phun.
Hoạt động:
Bình thƣờng van điều khiển phun trƣớc của SPV đóng khi cuộn dây có điện. áp suất nhiên liệu và lực của lò xo làm cho van chính đóng lại vì lúc đó áp suất ở bên trong van cao hơn áp suất bên ngoài van.
Khi tín hiệu từ ECU tắt, dòng điện sẽ bị ngắt khỏi cuộn dây, van điều khiển chuyển động lên trên do lực của lò xo điều khiển để mở ra
Khi đó, áp suất dầu bên trong tác dụng lên van chính giảm xuống. Do đó, van chính đi lên để mở ra.
Hình 2-16. Sơ đồ cấu tạo của SPV thông thường
22 b) SPV hoạt động trực tiếp (hình 2-18) Cấu tạo SPV loại trực tiếp gồm có: Một cuộn dây, một van điện từ và một lò xo. Trái ngƣợc với SPV loại thông thƣờng, loại SPV hoạt động trực tiếp, thích hợp dùng cho máy bơm có áp suất cao,
với các đặc điểm là mức độ thích ứng và lƣu lƣợng
phun cao
Hơn nữa, các tín hiệu từ ECU đƣợc khuyếch đại bằng EDU để vận hành van ở mức điện áp cao xấp xỉ 150 V khi đóng van. Sau đó, van vẫn ở trạng thái đóng khi điện áp giảm thấp xuống.
Hoạt động:
Khi khóa điện đƣợc bật ON thì EDU sẽ cấp cho cuộn dây của van điện một
điện áp khoảng 160 ÷190 (V) và ngay sau đó nó duy trì điện áp trên cuộn dây khoảng 60 ÷ 80(V). Khi đó, lõi thép của van sẽ bị từ trƣờng của cuộn dây hút mạnh và làm cho van đóng chặt cửa hồi dầu. Đảm bảo quá trình phun nhiên liệu xảy ra bình thƣờng. Khi muốn kết thúc
phun thì tín hiệu từ ECU thông qua EDU điều khiển cắt điện ở
cuộn dây van xả áp, lò xo sẽ đẩy lõi thép đi lên, đồng thời áp lực dầu ở khoang xylanh đẩy phần van để mở đƣờng dầu xả về khoang bơm làm mất áp suất phun. c) Hoạt động của bơm hướng trục và SPV (hình 2-19a) - Hành trình hút: SPV
đóng lại, piston chuyển động
sang trái và nhiên liệu đƣợc hút Hình 2-19. Sơ đồ hoạt động của bơm và SPV a)
b)
23
vào buồng bơm
- Phun: SPV đóng lại, piston chuyển động sang phải, áp suất nhiên liệu tăng và nhiên liệu đƣợc bơm đi
- Kết thúc phun: SPV mở ra, áp suất nhiên liệu giảm, quá trình phun kết thúc. Khi các điều kiện để ngắt nhiên liệu đƣợc thực hiện, áp suất không tăng lên do SPV vẫn đang trong trạng thái mở
d) Hoạt động của bơm hướng kính và SPV (hình 2-19b)
- Hành trình hút: SPV mở ra, các con lăn và piston bung ra, hút nhiên liệu vào trong buồng bơm.
- áp suất tăng: SPV đóng lại, các con lăn và piston thu lại làm cho áp suất nhiên liệu tăng
- Phun: SPV đóng lại, rôto quay và nối với cổng bơm và cổng phân phối của
rôto đó bơm nhiên liệu đi
- Kết thúc phun: SPV mở ra, Do lƣợng nhiên liệu giảm nên áp suất cũng giảm xuống, Quá trình phun kết thúc
Khi các điều kiện đã thoả mãn để cắt nhiên liệu, áp suất không tăng lên do SPV vẫn đang ở trong trạng thái mở.
4. Điều chỉnh lượng phun
Lƣợng phun đƣợc điều chỉnh bằng việc vận hành SPV, tƣơng ứng với các tín hiệu từ ECU để thay đổi thời điểm kết thúc phun
24
5. Van điều khiển thời điểm phun (TCV) và bộđịnh thời
a) Bơm hướng trục
Van TCV đƣợc điều khiển bằng tỷ lệ hiệu dụng (tỷ lệ theo chu kỳ làm việc) thời gian tắt/bật của dòng điện chạy qua cuộn dây. Khi điện bật, dộ dài thời gian mở van sẽ điều khiển áp suất nhiên liệu trong piston của bộ định thời
Làm sớm thời điểm phun Khi độ dài thời gian mở van
rút ngắn lại (tỷ lệ của dòng điện đang sử dụng thấp), thì lƣợng nhiên liệu đi tắt giảm xuống. Do đó, piston của bộ định thời chuyển động sang trái làm xoay vành con lăn theo chiều làm sớm thời điểm phun
Hình 2-22. Sơ đồ van TCV và bộ định thời
Hình 2-21. Sơ đồ van điều khiển thời điểm phun
25
Làm muộn thời điểm phun Khi độ dài thời gian mở van dài (tỷ lệ của dòng điện đang đƣợc sử dụng cao), thì lƣợng nhiên liệu đi tắt tăng lên. Do đó, piston của bộ định thời chuyển động sang phải do lực của lò xo để làm quay vành lăn theo hƣớng làm muộn thời điểm phun.
b) Bơm hướng kính
Van TCV đƣợc điều khiển bằng tỷ lệ hiệu dụng (tỷ lệ theo chu kỳ làm
việc) thời gian tắt/bật của dòng điện chạy qua cuộn dây. Khi điện bật, dộ dài thời gian mở van sẽ điều khiển áp suất nhiên liệu trong piston của bộ định thời.
Làm sớm thời điểm phun
Khi độ dài thời gian mở van rút ngắn lại (tỷ lệ của dòng điện đang đƣợc sử dụng thấp), thì lƣợng nhiên liệu đi tăt giảm xuống. Do đó, piston của bộ định thời chuyển động sang trái làm quay vành con lăn theo chiều làm sớm thời điểm phun
Làm muộn thời điểm phun
Khi độ dài thời gian mở van dài (tỷ lệ của dòng điện đang đƣợc sử dụng cao), thì lƣợng nhiên liệu đi tắt tăng lên. Do đó, Piston của bộ định thời chuyển động sang phải do lực của lò xo làm quay vành con lăn theo chiều làm muộn thời điểm phun