Áp suất bơm thấp áp từ 2÷3 bar.
3.5.3. Ống rail (ống phân phối).
Bình tích áp có kết cấu khá đơn giản, dạng hình ống. Bình tích áp có tác dụng dự chữ dầu có áp suất cao để chuẩn bị chia cho vịi phun. Đồng thời sự dao động của áp suất do bơm cao áp tạo ra sẽ được giảm trấn bởi thể tích của ống.
Khi áp śt trong bình tích áp lên quá cao thì van áp suất chung sẽ mở ra và
xả áp suất, nhiên liệu được hồi về bình nhiên liệu. Bình tích áp có thể chịu được áp śt lên tới 2000 Bar. Áp suất bình tích áp được duy trì ở 1500 Bar bởi van điều khiển áp suất.
Hình 25: Bình tích áp
1- Bình tích áp; 2- đường đầ đến vịi phun; 3- dầu vào ống rail; 4- van điều khiển áp suất đường cao áp chung; 5- cảm biến áp suất ống rail.
3.5.4. Vòi phun.
Cấu tạo.
1- lò xo phun
2- Van định lượng
3- Tiết lưu dầu hồi về
4- Lõi van điện từ
5- Van điện từ
6- Đường dầu hòi về
7- Đầu nối điện của van điện từ
8- Nhiên liệu có áp suất cao được cung cáp từ rail
9- Van bi
10-Tiết lưu cung cấp
Hình 26: cấu tạo kim phun 11-Van piston
12- Đườn dẫn nhiên liệu
13- Buồng chứa
14- Kim phun.
Vòi phun được thiết kế để phun nhiên liệu vào trong buồng cháy. Lượng nhiên liệu phun và thời điểm phn được tính tốn bởi ECU và tín hiệu điều khiển được gửi tới cuộn dây điện từ trong vịi phun. Thời điểm mở và đóng cửa van trong vịi phun được điều khiển bởi cuộn dây điện từ. Ban đầu là phun phụ sau đó là phun chính.
Việc phun sớm một lượng nhiên liệu vào trong xylanh đong cơ đã làm cho động cơ chạy êm hơn. Đó chính là chuẩn bị cho q trình đốt cháy trong động cơ. Lượng nhiên liệu phun chính được phun vào trong buống cháy ngay sau khi kết thúc quá trình phun sớm. Trong giai đoạn này nhiên liệ sẽ cháy nhanh và kiệt.
Các giai đoạn hoạt động là kết quả của sự phân phối lực tác dụng lên các thành phần của kim phun. Khi động cơ dừng lại và khơng có áp trong ống phân phối, lị xo đóng kim phun do van điện từ chưa được câp điện.
Khi lỗ xả đóng, lị xo đẩy van bi đóng lại. Áp suất cao của ống tăng lên trong buồng điều khiển và trong buồng thể tích của ty kim cũng có 1 áp suất tương tự. Áp của ống đặt vào phần đỉnh của piston, cùng với lực của lò xo ngược chiều với lực mở kim sẽ giữ được ty kim ở vị trí đóng
Khi khim phun mở (start of injection )
Hình 27: q trình cấp, đóng nhiên liệu.
Van điện từ được cung cấp điện với dịng kích lớn để đảm bảo nó mở nhanh. Lực tác dụng của van điện từ lớn hơn lực lò xo lỗ xả và làm mở lỗ xả ra. Gần như tức thời, dòng điện cao được giảm xuống thành đong nhỏ hơn chỉ đủ để tạo ra lực điện từ để giữ ty. Điều này thực hiện được là do khe hở mạch từ đó đã nhỏ hơn. Klhi lỗ xả mở ra, nhiên liệu có thể chảy vào buồng điều khiển van vào khoang bên trên nó và từ đó trở về bình chứa thơng qua đường dầu hồi. Lỗ xả làm mất cân bắng áp suất nên áp trong buồng điều khiển van giảm xuống. Điều này dẫn đến áp suất trong buồng điều khiển van thấp hơn áp suất trong buồng cháycủa ty kim ( vẫn còn bằng áp của ống rail ). Áp suất giảm đi trong buồng điều khiển van làm giảm lực tác dụng lên piston điều khiển lên ty kim mở ra và nhiên liệu bắt đầu phun.
Tốc độ mở ty kim được quyết định bởi sự khác biệt tốc độ dòng chảy giữa lỗ nạp và lỗ xả. Piston điều khiển tiến đến vi trí dừng phía trên nơi mà nó vẫn cịn chịu tác dụng của đệm dầu được tạo ra bởi dòng chảy của nhiên liệu giữa lỗ nạp và lỗ xả Kim phun núc này đã mở hoàn toàn, và nhiên liệu được phun vào buồng đốt với áp gần bằng áp trong ống.
Khi dòng qua van điện tư bị ngắt, lò xo đẩy van bi xuống và van bi đóng lỗ xả lại. Lỗ xả đóng đã làm cho áp trong buồng điều khiển van tăng lên thông qua lỗ nạp, Áp suất này tương dương với áp trong ống và làm tăng lực tác dụng lên đỉnh piston điều khiển. Lực này cùng với lực lò xo bây giờ cao hơn lực tác dụng của buồn chứa và ty kim đóng lại. Tốc độ đóng của ty kim phụ thuộc vào dòng chảy của nhiên liệu qua lỗ nạp.
Đầu kim phun. 1- đầu kim
2- Thân kim 3- Trục kim 4- Buồng áp suất 5- Trục định hướng 6- Đường dầu vào 7- Bề mặt chịu áp lực 8- Đầu ghim áp suất 9- Bề mặt công tắc áp suất 10-Lỗ định vị
11-Vành kim
Hình 28: đầu kim lỡ tia hở
Ty kim mở khi van điện từ được kích hoạt để nhiên liệu chảy qua. Chúng phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng cháy. Lượng nhiên liệu dư cần để mở ty kim sẽ được đưa trở lại bình chứa thơng qua đường dầu về.
Nhiên liệu hồi về từ van điều áp và từ vùng áp suất thấp cũng được dẫn qua đường dầu về ùng với nhiên liệu cũng như để bôi trơn bơm cao áp.
Thiết kế của đầu vòi phun được quyết định bởi: Việc kiểm soát nhiên liệu phun ra ( thời điểm và lượng nhiên liệu phun theo góc độ trục cam ). Việc điều khiển nhiên liệu (số lõ tia và hình dạng nhiên liệu phun ra và sự tán nhuyễn nhiên liệu, sự phân phối nhiên liệu trong buồng cháy). Đầu phun có đường kính 4mm được dùng trong động cơ phun nhiên liệu trực tiếp common rail.
Những đầu phun này gồm 2 loại: Đầu phun lỗ tia hở và đầu phun lỗ tia kín. Những tia phun được định vị bằng hình nón phun. Số lượng lỗ tia và đường kính của chúng dựa vào: Lượng nhiên liệu phun ra, hình dạng buồng cháy, sự xốy lốc trong buồng cháy.
Đối với cả hai loại lỗ tia hở và lỗ tia kín thì phần cạnh của lỗ tia có thể được gia cơng bằng phương pháp ăn mịn hydro nhằm mục đích ngăn ngừa sự mài mịn sớm của cạnh lỗ tia gây ra bởi các phần tử mài mòn và giảm sai lệch dung lượng phun. Để làm
giảm lượng hydrocacbon thải ra, thể tích nhiên liệu được điền đầy ở đầu của ty kim cần thiêt phải giữ ở mức nhỏ nhất. Việc này được thực hiện tôt nhất ở loại đầu phun lỗ tia kín. Lỗ tia của loại này được sắp xếp quanh một lỗ bao. Trong trường hợp đỉnh của đầu phun hình trịn hay tùy thuộc vào thiết kế, lỗ tia được khoan bằng cơ khí hoặc bằng máy phóng điện. Lỗ tia với đỉnh của đầu phun hình nón thì ln được khoan bằng phương pháp EDM.