2. KHẢO SÁT HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ CUMMINS N14-330E
2.2 KHẢO SÁT HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRONG ĐỘNG CƠ CUMMINS
2.2.3. Sơ đồ điều khiển phun nhiên liệu bằng điện tử
Cảm biến vị trí vành cam ,vị trí vành trục khuỷu và các cảm biến nhiệt độ ,tiếp nhận thông tin chính xác và gởi các tín hiệu này về bộ điều khiển điện tử để có chế độ điều chỉnh thích hợp đảm bảo phân phối nhiên liệu đến các xy lanh theo đúng thứ tự nổ của động cơ thông qua cảm biến đo vị trí trục khuỷu .Việc tạo ra áp suất và việc tạo ra phun nhiên liệu trong động cơ quyết định bởi người lái xe thông qua cảm biến vị trí bàn chân ga được tính toán bằng ECM và các biểu đồ lưu trong bộ nhớ của nó sau đó ECM sẽ điều khiển các kim phun tại mỗi xy lanh của động cơ để phun nhiên liệu .
Việc xác định thời gian phun nhiên liệu được thực hiện dựa trên thông tin về lưu lượng khí ,tốc độ động cơ và hệ số hiệu chỉnh tuỳ theo chế độ của động cơ .Từ các thông tin này bộ xử lý tham chiếu đến các giá trị lưu sẵn trong bộ nhớ dưới dạng các bảng số liệu thu được từ thực nghiệm để xác định thời gian phun tối ưu.
Như vậy các giá trị góc phun sớm ,lượng phun nhiên liệu và kiểm soát ô nhiểm được xác định nhờ bộ xử lý không phải hoạt động riêng lẻ mà chúng kết hợp với nhau nhờ các chương trình cài đặt sẵn để phối hợp với nhau nhằm đảm bảo đồng thời các của động cơ về công suất ,về tiêu hao nhiên liệu, và hạn chế ô nhiểm
* Điều khiển chế độ không tải:
Trong bộ nhớ của bộ xử lý hệ thống giá trị vòng quay không tải tiêu chuẩn cài sẵn là 720vòng /phút .Khi số vòng quay không tải lệch khỏi giá trị này chúng sẽ tự động điều chỉnh trở về với biên độ điều chỉnh la 50vòng /phút
Giảm lượng phun
Điều khiển không tải Tăng lượng phun
t s vp
n
* Điều khiển chế độ mang tải:
Kim phun điều khiển bằng van điện từ (solenoid) được gắn vào nắp máy kết hợp với đầu phun và van điện từ được cung cấp điện qua ECM .Khi van điện từ không được cấp điện thì kim ngừng phun , khi van điện từ được cấp điện ở chế độ mang tải ECM sử dụng những giá trị được đo bởi các cảm biến (ví dụ: tốc độ động cơ, vị trí bàn đạp ga, ...) gởi về ECM để tính toán ra lượng nhiên liệu phun chính xác và thời điểm phun tối ưu.Trong ECM có lập trình sẵn những giữ liệu phun thích hợp cho mỗi giá trị đo.
Điều này có ý nghĩa là nó có thể thực hiện được đóng mở lượng nhiên liệu đi vào piston bơm cao áp nhiều hay ít lượng nhiên liệu phun ra sẻ tỉ lệ với độ dài của xung điều khiển van điện từ .Yêu cầu mở nhanh được ứng dụng bằng việc sử dụng điện áp cao , và dòng lớn .Thời điểm phun được điều khiển bằng hệ thống điều
khiển góc phun sớm .Hệ thống này dùng một cảm biến trên trục khuỷu để nhận biết tốc độ động cơ và một cảm biến trên trục cam để nhận biết chu kỳ hoạt động.
Hoạt động của kim phun có thể chia làm 3 giai đoạn chính khi động cơ làm việc và bơm cao áp tạo ra áp suất cao:
- Kim phun đóng (ở trạng thái nghỉ) - Kim phun mở (bắt đầu phun).
- Kim phun đóng (kết thúc phun).
Các giai đoạn hoạt động của sự phân phối lực tác dụng lên các thành phần của kim phun. Khi động cơ dừng lại và không có áp suất trong ống phân phối, lò xo kim đóng kim phun.
- Kim phun đóng (ở trạng thái nghĩ).
Ở trạng thái nghĩ, van solernoid chưa được cấp điện và do đó kim phun đóng.
Đối với động cơ cummins vòi phun chưa nhận được tín hiệu từ ECM nghĩa là chưa có dòng điện đi qua vòi phun van điện từ chưa mở nhiên liệu được bơm hút từ thùng chứa qua lọc thô ,tinh ,đến vòi phun theo đường dẫn dầu vào trong thân bơm và đi theo đường dầu hồi trở về thùng chứa
khi lỗ xả đóng, lò xo đẩy van đóng lại. Ap suất cao của ống tăng lên trong buồng điều khiển và trong buồng thể tích của ty kim cũng có một áp suất tương tự.
Ap suất của ống đặt vào phần đỉnh của pittông, cùng với lực của lò xo ngược chiều với lực mở kim sẽ giữ được ty kim ở vị trí đóng.
* Khi kim phun mở (bắt đầu phun):
Van điện từ được cung cấp điện với dòng kích thích lớn để đảm bảo nó mở nhanh. Lực tác dụng bởi van điện từ lớn hơn lực lò xo và làm mở lỗ xả ra gần như tức thời, dòng điện cao để tạo ra lực điện tử để giữ ty van. Điều này thực hiện được là nhờ khe hở mạch từ bây giờ đã nhỏ hơn. Khi lỗ mở ra, nhiên liệu có thể chạy vào buồng piston bơm cao áp và từ đó đi vào đỉnh piston nạp vào cốc hỗn hợp với khí nóng trong cốc hành trình đi xuống của kim(nhờ vấu cam)nhiên liệu và khí nóng trong cốc bị nén và được phun qua lỗ phun vào xy lanh động cơ dưới dạng nhũ tương(bọt nhiên liệu )do độ dốc mặt cam tăng liên tục khi phun nên càng về cuối tốc độ phun càng lớn làm cho bọt nhiên liệu được xé rất tơi và được hoà trộn đều
với không khí trong buồng cháy lúc đũa đẩy ở vị trí cao nhất thì mũi kim vừa tỳ sát lên mặt côn của cốc ,kết thúc phun.
* Kim phun đóng (kết thúc phun).
Khi dòng điện qua điện từ bị ngắt, lò xo đi xuống và van điện từ bị đóng lại.
lượng nhiên liệu do bơm cung cấp sẻ đi trở về thùng chứa