cơ 2KD-FTV)
Nhiên liệu được bơm cung cấp đẩy đi từ thùng nhiên liệu trên đường ống thấp áp qua bộ sấy nóng nhiên liệu và bầu lọc đến bơm cao áp , từ đây nhiên liệu được bơm cao áp nén đẩy vào ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao hay còn gọi là ống phân phối và được đưa đến kim phun Common Rail sẵn sàng để phun vào xylanh động cơ.
Việc tạo áp suất và phun nhiên liệu hoàn toàn tách biệt với nhau trong hệ thống Common Rail. Áp suất phun được tạo ra độc lập với tốc độ và lượng nhiên liệu phun ra. Nhiên liệu được trữ với áp suất cao trong ống phân phối. Lượng phun ra được quyết định bởi sự điều khiển bàn đạp ga, thời điểm phun cũng như áp suất phun được tính tốn bằng ECU dựa trên các biểu đồ dữ liệu đã lưu trên nó. Sau đó ECU sẽ điều khiển các kim phun tại mỗi xy lanh động cơ để phun nhiên liệu nhờ thơng tin từ các cảm biến, áp suất phun có thể đến 1500bar. Nhiên liệu thừa của kim phun và của bơm cao áp theo đường dầu hồi trở về thùng chứa nhiên liệu. Trên ống phân phối có gắn cảm biến áp suất, cảm biến nhiệt độ nhiên liệu và đầu cuối có bố trí van an tồn, nếu áp suất tích trữ trong ống tích trữ lớn quá giới hạn ( lớn hơn 2000bar) van an toàn sẽ mở để nhiên liệu được tháo trở về thùng chứa giúp giảm áp suất trong ống tích trữ.
Ở hệ thống nhiên liệu này sẽ có 3 mạch áp suất của nhiên liệu khác nhau:
• Đầu tiên đó là mạch nhiên liệu áp suất thấp:
Dòng nhiên liệu này sẽ đi từ thùng chứa nhiên liệu qua bầu lọc và qua bộ sấy nóng nhiên liệu để đưa lên bơm cao áp nhờ bơm chuyển nhiên liệu.
• Mạch áp suất nhiên liệu thứ 2 là mạch nhiên liệu áp suất cao:
Dòng nhiên liệu sau khi đến bơm cao áp, nhờ bơm cao áp nén nên nhiên liệu sẽ đạt đến 1 áp suất rất cao sau đó nhiên liệu sẽ qua ống phân phối và được tích trữ trong ống phân phối và đưa đến kim phun sẵn sàng phun vào xylanh động cơ. Nhiên liệu có áp suất cao được tạo ra độc lập với lượng nhiên liệu phun ra. Nhiên liệu có áp suất cao được tạo ra do sự hoạt động của bơm cao áp còn việc phun nhiên liệu thì do ECU điều khiển.
• Mạch áp suất nhiên liệu thứ 3 đó là mạch dầu hồi:
Nhiên liệu sau khi qua bộ lọc nếu nhiều quá thì sẽ về thùng chứa theo đường dầu hồi. Nhiên liệu sau khi đến bơm cao áp nếu lượng nhiên liệu nhiều quá thì một phần nhiên liệu sẽ trở về thùng chứa theo đường dầu hồi. Nhiên
liệu áp suất cao tích trữ trong ống phân phối và trong kim phun nếu quá nhiều thì một lượng nhiên liệu cũng theo đường dầu hồi về thùng chứa.
Khác với hệ thống phun nhiên liệu Diesel truyền thống trước đây đó là các kim phun đều được cung cấp nhiên liệu bởi các bơm cáo áp độc lập, một bơm phân phối dẫn động bởi động cơ sẽ cung cấp nhiên liệu theo các đường độc lập đến kim phun.
Ở động cơ 2KD- FTV thì hệ thống cung cấp nhiên liệu được sử dụng công nghệ CDI (Common rail Direct Injection). Với hệ thống nhiên liệu này nhiên liệu được tích trữ trong ống phân phối chung hay ống (Common rail) tại đó áp suất duy trì ở một cấp độ cao bằng một bơm cao áp riêng. Từ ống phân phối này, nhiên liệu sẽ được phân phối tới các kim phun cao áp. Với cải tiến mới này, so với các động cơ diesel thế hệ cũ hơn, hệ thống Common rail khi đó đã tạo ra một áp suất phun tới 1500 bar ngay cả khi số vòng tua máy thấp. Việc tạo ra nhiên liệu có áp suất cao và duy trì áp suất đó ngay cả khi tốc độ động cơ thay đổi đồng thời cung cấp một lượng nhiên liệu rất đều vào tất cả các kim phun là một quá trình phức tạp. Đó là quá trình kết hợp làm việc nhịp nhàng của các bộ phận sau, bơm cao áp, van điều chỉnh áp suất, ống phân phối, cảm biến áp suất nhiên liệu, van hạn chế áp suất, ECU.
CHƯƠNG 3. HƯ HỎNG, NGUYÊN NHÂN VÀ BIỆN PHÁP BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG COMMON RAIL TRÊN ĐỘNG CƠ 2KD-FTV CỦA XE
TOYOTA FORTUNER 2012 3.1. Những hư hỏng và biện pháp khắc phục
Khắc phục hư hỏng có nghĩa là sửa chữa các hư hỏng bằng cách loại trừ lần lượt từng nguyên nhân khơng thể. Sau đó xem xét những ngun nhân cịn lại để đi đến kết luận chính xác. Phương pháp này nhanh và chính xác hơn rất nhiều so với việc phỏng đoán hay điều chỉnh sửa chữa ngẫu nhiên. Động cơ 2KD- FTV dùng thiết bị chuẩn đoán là máy chuẩn đoán WDS, IDS kết nối qua cổng DLC.
Phương pháp lập trình Module Trung Tâm dựa trên cơ sở: Tất cả các dữ liệu của các bộ điều khiển đều được nạp vào bộ điều khiển GEM tất cả dữ liệu đều có thể truyền đến các bộ điều khiển khác thơng qua đường truyền CAN. Phương pháp lập trình Module Trung Tâm khác với phương pháp lập trình truyền thống là:Tất cả các dữ liệu khơng lấy ra từ WDS mà nó được lấy ra từ bộ điều khiển GEM truyền đến bộ điều khiển PCM. Máy ch̉n đốn chỉ đóng vai trò như một thành viên giám sát cho quá trình lập trình Module Trung Tâm được thực hiện. Các hư hỏng hay gặp trong hệ thống nhiên liệu nói chung.
3.1.1. Khói đen
Khói đen là do chứa cacbon trong nhiên liệu không cháy, kết quả của sự cháy khơng hồn tồn do hệ số 𝜆 quá nhỏ (tức hỗn hợp quá đậm), từ bản chất của hiện tượng này có thể do các nguyên nhân sau:
3.1.1.1. Phun nhiên liệu quá nhiều
Đây là kết quả của việc cháy khơng hồn tồn, tức là có q nhiều nhiên liệu được phun vào xylanh, khơng có đủ khí để cháy hết, nên nhiên liệu cịn lại thải ra cùng khí xả làm khí có màu đen. Khắc phục: Cảm biến trục phân phối bị sai, lò xo điều khiển trục phân phối bị yếu.
3.1.1.2. Thời gian phun quá sớm
Nếu thời điểm phun quá sớm, nhiên liệu sẽ được phun trước khi áp suất và nhiệt độ của khí trong buồng cháy tăng đủ cao để bốc cháy. Nhiên liệu được phun vào trong giai đoạn này làm hỗn hợp khí nhiên liệu quá đậm ở một vài vùng của buồng cháy. Kết quả là, hỗn hợp khí- nhiên liệu ở vùng đậm này cháy khơng hồn tồn và khí xả có mụi than. Khi hiện tượng này nảy ra, nó thường kèm với tiếng gõ động cơ.
Khắc phục: Kiểm tra các van điện từ điều khiển thời điểm phun, cảm biến vị trí vành cam.
3.1.1.3. Áp suất phun thấp (do vòi phun)
Khi làm việc nếu áp suất phun nhiên liệu thấp thì không thể hình thành tia phun tốt và chất lượng hóa sương của nhiên liệu cũng xấu khơng tơi làm cho hỗn hợp hịa trộn khơng đồng đều dẫn đến cháy khơng triệt để, khí thải có màu đen, khi đó cơng suất của động cơ giảm và động cơ làm việc rất xấu ở số vòng quay thấp.
Khắc phục thực hiện theo các bước sau: - Kiểm tra điều chỉnh vòi phun nhiên liệu - Kiểm tra tình trạng phun nhiên liệu:
Sử dụng thiết bị chuyên dùng là máy chuẩn đoán IDS để kiểm tra áp suất phun và lượng phun đồng đều giữa các xilanh. Hơn nữa mỗi khi lập trình bộ điều khiển PCM bằng IDS, đồng thời cũng phải định dạng luôn các vịi phun. Cơng việc hiệu chỉnh vòi phun bằng cách sử dụng WDS để nhập 16 ký tự của các vòi phun vào bộ điều khiển PCM theo thứ tự các xylanh.
3.1.1.4. Có khơng khí trong hệ thống nhiên liệu của động cơ
Nếu có khơng khí bị hút vào hệ thống nhiên liệu thì động cơ bắt đầu chạy không ổn định, đứt đoạn, cơng suất giảm sút. Khi đó khí thải có màu đen đục và động cơ rất khó khởi động. Dấu hiệu đặc trưng của việc lọt khơng khí vào hệ thống nhiên liệu là dịng nguyên liệu từ đường ống đi vào không liên tục.
Muốn xác định xem có khơng khí bị hút vào hệ thống nhiên liệu hay không cần mở nới nút xả khơng khí trên bình lọc nhiên liệu, khi ấy nếu có khơng khí trong hệ thống nhiên liệu lúc kiểm tra sẽ có nhiên liệu hịa lẫn với bọt khí chảy ra ngồi. Muốn xác định chỗ khơng khí lọt vào hệ thống nhiên liệu, phải quan sát ống nhiên liệu và chỗ nối ống. Nếu phát hiện nhiên liệu chảy ở đường ống ở phía trước bơm nhiên liệu lúc tắt máy, thì có thể khẳng định chính nó là chỗ hút khơng khí vào hệ thống nhiên liệu khi máy chạy. Sau khi kiểm tra, cần vặn chặt tất cả các khớp nối ống dẫn nhiên liệu vào các chỗ bắt dụng cụ kiểm tra trên hệ thống đường ống. Nếu sau khi kiểm tra và vặn chặt, vẫn cịn khơng khí lọt vào thì phải thử độ kín của hệ thống nhiên liệu.
Lúc thử độ kín của hệ thống nhiên liệu, phải làm theo trình tự sau: - Phải tháo ống nhiên liệu ra khỏi thùng chứa và nút kín đường ống đó lại.
- Tháo đường nhiên liệu sau bầu lọc và tra vào đó dụng cụ thử qua ống mềm.
- Kiểm tra, nếu nơi nào có nhiên liệu chảy rị chính đó là nơi bị hỏng trên đường ống nhiên liệu.
- Cần sửa chữa chỗ hở đã phát hiện bằng cách hàn vảy, rà lại chỗ tiếp xúc của khớp nối hoặc thay chi tiết mới khác.
3.1.2. Khói trắng
Khói trắng thường xảy ra khi động cơ khởi động. Do nhiệt độ bên ngoài thấp, nhiên liệu phun ra trong điều kiện này sẽ cháy ở nhiệt độ tương đối thấp, nhiệt độ buồng cháy không tăng cao đủ để cháy hoàn toàn. Vì vậy, nhiên liệu khơng cháy (hidrocacbon) được xả ra ngồi dưới dạng hơi, gây ra khói trắng hay xanh da trời. Hiện tượng này có thể do nguyên nhân sau:
3.1.2.1. Thời điểm phun quá trễ
Nếu thời điểm phun quá trễ, nhiên liệu sẽ được phun sau khi piston qua điểm chết trên: Kết quả là áp suất trong buồng cháy sẽ giảm và một phần nhiên
liệu khơng cháy sẽ được xã ra ngồi, sinh ra khói trắng. Hiện tượng này đồng thời xảy ra với công suất động cơ giảm.
3.1.2.2. Hệ thống sấy nhiên liệu liệu hỏng
Nếu như hệ thống sấy nhiên liệu hỏng, nhiệt độ trong buồng cháy sẽ không thể tăng đủ cao để cháy nhiên liệu. Vì vậy, một phần nhiên liệu phun vào sẽ khơng cháy mà thải ra ngồi, sinh ra khói trắng. Hiện tượng này xẩy ra kèm với động cơ khó khởi động.
3.1.3. Bơm cao áp bị hỏng
3.1.3.1. Piston - xylanh bơm bị mòn
Động cơ sử dụng lâu ngày thì các tính năng của bơm cao áp dần dần bị sai lệch. Điều đó làm giảm cơng suất, giảm chỉ tiêu kinh tế của động cơ, ngoài ra cịn làm cho máy khó khởi động vì lượng nguyên liệu do bơm cung cấp cho động cơ trong một chu trình bị giảm và thời điểm cung cấp nhiên liệu cũng thay đổi.
3.1.3.2. Van điều áp suất của bơm cao áp bị hỏng
Van điều tiết áp suất của bơm cao áp dùng để điều tiết áp suất nhiên liệu vào bơm chuyển nhiên liệu, do vậy không điều khiển được áp suất đến van lưu lượng được, dẫn đến động cơ mất công suất.
3.1.4. Bộ lọc bị tắc, hoặc có nước trong nhiên liệu
Bộ lọc dùng để khử tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu vào bơm chuyển nhiên liệu, bộ lọc bị tắc sẽ làm nhiên liệu đi vào bơm cao áp không đủ, công suất của động cơ giảm và động cơ bắt đầu nổ không đều, đứt quãng. Lượng nước có trong nhiên liệu thì cảm biến sẽ báo cho bộ PCM biết
Khắc phục: Kiểm tra tình trạng lọc thông qua bộ cảnh báo lọc, nếu cần thì thay lọc mới.
3.1.5. Nhiên liệu rò ra lỗ vòi phun
Nếu vòi phun làm việc bình thường thì mỗi lần phun, lỗ phun phải khô ráo. Nếu vòi phun phun sương mù khơng tốt và sau khi phun có giọt nhiên liệu
đọng lại ở lỗ phun, như thế chứng tỏ nhiên liệu rò qua lỗ vịi phun. Trường hợp này cơng suất động cơ giảm, tốn nhiều nhiên liệu, máy nóng quá và trong khí thải có nhiều khói đen.Nhiên liệu rị qua lỗ vịi phun là do van vịi khơng tì khít lên đế van, cần phải khử bỏ những vết gỉ trên mặt tì hình cơn của van vịi và đế van.
3.1.6. Máy lì
- Nguyên nhân là do áp suất dầu trong ống phân phối không đủ lớn. Cần kiểm tra lọc dầu. Kiểm tra bơm điện. Kiểm tra đường ống. Kiểm tra van điều áp. Kiểm tra cảm biến áp suất nhiên liệu.
- Áp suất khí nạp khơng đủ lớn.
Kiểm tra đường ống nạp.Kiểm tra turbo tăng áp.Kiểm tra bộ đo gió.
3.1.7. Máy bị tắt đột ngột
Kiểm tra vòi phun. Kiểm tra van điều áp. Kiểm tra cảm biến áp suất nhiên liệu trên ống phân phối.
3.2. Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diesel
3.2.1. Bảo dưỡng kỹ thuật cấp một
Dùng mắt kiểm tra tình trạng các bộ phận thuộc hệ thống cung cấp nhiên liệu, độ kín khít các mối nối, và nếu cần thì khắc phục những hư hỏng. Kiểm tra sự làm việc của van tắt máy bằng điện mà dẫn động cơ cấu dẫn động bàn đạp ga điều chỉnh lưu lượng nhiên liệu bằng máy chuẩn đoán WDS.
3.2.2. Bảo dưỡng kỹ thuật cấp hai
Kiểm tra độ kẹp chặt và độ kín khít của thùng chứa nhiên liệu, ống dẫn nhiên liệu, bơm cao áp, vòi phun, bầu lọc và cơ cấu dẫn động bơm.
Kiểm tra dòng chảy nhiên liệu nếu cần thì xả nhiên liệu cho khơng khí lẫn trong hệ thống ra ngoài. Khởi động cho động cơ làm việc và điều chỉnh số vòng quay nhỏ nhất của trục khuỷu ở chế độ chạy không tải. Kiểm tra sự làm việc của động cơ, bơm cao áp, xem khí xả có hợp lý khơng. Tháo bầu lọc ra và thay lọc.
3.2.3. Bảo dưỡng kỹ thuật theo mùa
Cần xả hết cặn trong thùng chứa dầu, rồi làm vệ sinh thùng. Tháo vòi phun và hiệu chỉnh áp suất nâng vòi phun và sự đồng đều trên các xilanh, trên máy chuẩn đoán WDS.
3.2.4. Các hư hỏng đối với hệ thống điện tử
Các tín hiệu cảm biến nhiệt độ khí nạp, nhiệt độ nước làm mát quá thấp hoặc quá cao. Các cảm biến vị trí trục khuỷu, trục cam, lưu lượng khí nạp...
Hỏng mạch điều khiển trục bơm làm cho trục bơm ln ln ở vị trí cấp nhiên liệu quá thấp hoặc quá cao. Các van điện từ ngưng làm việc, rơ-le không làm việc, đường truyền bị ngắt mạch, điện áp cung cấp khơng chính xác bộ ổn áp không làm việc. Trong mạch điều khiển này, hư hỏng chủ yếu là các cảm biến các đường truyền do đó để khắc phục hư hỏng này ta dùng máy chuẩn đoán WDF kết nối vào cổng giao tiếp.
3.3. Các chú ý khi tháo lắp và kiểm tra của hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel Common Rail Diesel Common Rail
- Làm sạch và rửa kỹ khu vực làm việc để loại bỏ bụi bẩn bên trong của hệ thống nhiên liệu khỏi bị nhiễm bẩn trong quá trình tháo.
- Việc điều chỉnh mã vịi phun khơng thể thực hiện được khi động cơ đang làm việc.
- Nghiêm cấm không được ăn hoặc hút thuốc trong khi đang làm việc với hệ thống phun nhiên liệu Common Rail. Việc dầu tiên cần làm trước khi tiến hành bất kỳ một công việc gì trên hệ thống phun nhiên liệu Common Rail là ngắt bình ắc quy.
- Tuyệt đối không được làm việc với hệ thống Common Rail khi động cơ đang hoạt động. Cần đọc các giá trị về áp suất và nhiệt độ của nhiên liệu khi động cơ đang làm việc. Cần đọc các giá trị về áp suất và nhiệt độ của ống phân phối nhiên liệu bằng sự hỗ trợ của thiết bị chuẩn đoán trước khi làm việc với mạch nhiên liệu. Chỉ có thể bắt đầu thực hiện công việc việc mở mạch nhiên liệu khi nhiệt độ của dầu diesel thấp hơn 500C và áp suất trên ống phân phối là