L ỜI GIỚI THIỆU
6. Ống phân phối (ống Rail)
Hình 6.8: Cấu tạo ống phân phối. Cụm chi tiết và chức năng của các cụm chi tiết:
Cụm chi tiết Chức năng
Ống phân phối Chứa nhiên liệu được nén từ bơm cao áp và đưađến các vòi phun của xy lanh.
Bộ hạn chế áp suất Mở một van để xả áp suất nếu áp suất trong ống cao bất thường.
Cảm biến áp suất nhiên liệu Kiểm tra áp suất nhiên liệu trong ống. Van xả áp suất Điều khiển áp suất nhiên liệu trong ống.
Áp suất cao trong ống phân phối được tạo ra bởi bơm cao áp. Ống phân phối chứa nhiên liệu áp suất cao (tối đa 200 MPa) do bơm cấp đến đồng thời sự dao động của áp suất do bơm cao áp tạo ra do giảm chấn bởi thể tích của ống. Ống phân phối này dùng chung cho tất cả các xy lanh do đó tên nó là “ đường ống chung” còn gọi là common rail.
Ngay cả khi một lượng nhiên liệu bị mấtđi khi phun, ống vẫn duy trì áp suất thực tế bên trong vẫn không đổi. Điều này đảm bảo áp suất phun của kim phun không đổi ngay từ khi kim mở.Để thích hợp với các điều kiện lắp đặt khác nhau trên động cơ, ống phải được thiết kế với nhiều kiểu để phù hợp với bộ hạn chế dòng chảy và dự phòng chỗ để gắn cảm biến, van điều khiển áp suất, van hạn chế áp suất.
Thể tích bên trong ống thường xuyên được điềnđầy bằng nhiên liệu có áp suất cao. Khả năng nén của nhiên liệu dưới áp suất cao được tận dụng để tạo hiệu quả tích trữ. Khi nhiên liệu rời khỏi ống để phun ra thì áp suất thực tế trong bộ tích trữ nhiên liệu áp suất cao vẫn được duy trì không đổi. Sự
thay đổi áp suất là do bơm cao áp thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp để bù vào lượng nhiên liệu vừa phun.
Ngay cả khi kim phun lấy nhiên liệu từ ống phân phối để phun thì áp suất nhiên liệu trong ống vẫn không đổi. Điều này thực hiện được nhờ vào áp suất nhiên liệu được đo bởi cảm biến áp suất trên ống phân phối và được duy trì bởi van điều khiển áp suất SCV nhằm giới hạn áp suất trong ống tối đa là 200 MPa.
6.1.Van giới hạn áp suất ống phân phối.
Hình 6.9: Cấu tạo van giới hạn áp suất.
Bộ giới hạn áp suất được lắp ở một đầu của ống phân phối có tác dụng tự động xả nhiên liệu có áp suất cao về thùng chứa khi áp suất nhiên liệu trong ống phân phối tăng cao vượt giới hạn cho phép. Van giới hạn áp suất đóng khi áp suất giảm xuống khoảng 50MPa. Mở hoàn toàn khi áp suất trong đường ống khoảng 200MPa. Nhiên liệu có áp suất cao được thoát ra thông qua van và đi vào đường hồi dầu về trở lại bình chứa. Khi van mở nhiên liệu sẽ rời khỏi ống, áp suất trong ống giảm xuống.
Nhờ vậy áp suất nhiên liệu trong ống phân phối được giới hạn ở một mức ổn định, tránh được sự hỏng hóc của một số bộ phận do áp suất nhiên liệu quá cao gây ra.
Một đầu của van kim chịu tác dụng của nhiên liệu có áp suất cao, đầu còn lại chịu lực ép của lò xo. Hai lực này tác động vào van kim ngược chiều nhau.
Hình 6.11: Mô tảhoạt động của van giới hạn áp suất
Bình thường khi áp suất nhiên liệu trong ống phân phối ở mức cho phép thì áp lực nhiên liệu tác dụng vào một đầu của van kim không đủ lực để thắng lực đẩy của lò xo, van bị lò xo ép sang trái đóng đường thông giữa ống phân phối chứa nhiên liệu có áp suất cao vớiđai ốc xả nhiên liệu về thùng chứa.
Khi nhiên liệu trong ống phân phối tăng cao vượt quá giới hạn áp suất cho phép thì áp lực của nhiên liệu có áp suất cao tác dụng lên van thắng được lực đẩy của lò xo, đẩy van dịch chuyển sang phải mở, đường thông giữa buồng có áp suất cao và đai ốc xả dầu về, nhiên liệu trong ống phân phối được xả về thùng chứa. Do đó áp suất nhiên liệu được giảm xuống tới mức cho phép. Lúc áp suất nhiên liệu đã giảm xuống thấp, qua mức giới hạn thì áp lực của nhiên liệu tác dụng lên van trở nên yếu hơn lực tác dụng của lò xo. Vì vậy thân van bị lò xo đẩy sang trái đóng đường thông giữa ống phân phối và đường nhiên liệu hồi về thùng chứa.
6.2.Van xả áp suất ống phân phối.
Hình 6.12: Van xả áp suất
Khi áp suất nhiên liệu của ống phân phối trở nên cao hơn áp suất phun mong muốn thì van xả áp suất nhận được một tín hiệu từ
ECU động cơ để mở van và hồi nhiên liệu ngược về bình nhiên liệu để cho áp suất nhiên liệu có thể trở lại áp suất phun mong muốn.
Van xả áp suất giữ cho áp suất nạp nhiên liệu (áp suất xả) thấp hơn một mức nhất định. Nếu tốc độ bơm tăng và áp suất bơm cao hơn mức van điều khiển cho phép, van sẽ sử dụng lực lò xo để mở và đưa nhiên liệu về phía hút.
Van xả áp suất giữ cho nhiên liệu trong ống phân phối có áp suất thích hợp theo tải của động cơ và duy trì ở mức độ ổn định.
Nếu áp suất trong ống quá cao thì van xả áp suất trong ống sẽ mở ra và một phần nhiên liệu sẽ trở về bình chứa thông qua đường ống dầu hồi về.
Nếu áp suất trong ống quá thấp thì van xả áp suất sẽ đóng lại và ngăn khu vực áp suất cao với khu vực áp suất thấp.
Khi van xả áp suất chưa được cung cấp điện, áp suất cao ở ống hay tại đầu ra của bơm cao áp được đặt lên van xả áp suất một áp suất cao. Khi chưa có lực điện từ, lực của nhiên liệu áp suất cao tác dụng lên lò xo làm cho van mở và duy trì độ mở tùy thuộc vào lượng nhiên liệu phân phối.
Khi van xả áp suất được cấpđiện:
Nếu áp suất trong mạch áp suất cao tăng lên, lực điện từ sẽ được tạo ra để cộng thêm vào lực của lò xo. Khi đó van sẽ đóng lại và được giữ ở trạng thái đóng cho đến khi lực do áp suất dầu ở một phía cân bằng với lực của lò xo và lực điện từ ở phía còn lại. Sau đó, van sẽ ở trạng thái mở và duy trì một áp suất không đổi. Khi bơm thay đổi lượng nhiên liệu phân phối hay lượng nhiên liệu bị mất đi trong mạch áp suất cao thì được bù lại bằng cách điều chỉnh van đến một độ mở khác. Lực điện từ tỉ lệ với dòng điện cung cấp trung bình được điều chỉnh bằng cách thay đổi độ rộng xung. Tần số xung điện khoảng 1 Khz sẽ đủ để ngăn chuyển động ngoài ý muốn của lõi thép và sự thay đổi áp suất trong ống.