3.1. Bơm cao áp. Nhận nhiên liệu từ bơm cung cấp chuyển đến, bơm cao áp
nén nhiên liệu để tạo ra nhiên liệu cĩ áp suất cao, chuyển nhiên liệu cĩ áp suất cao đĩ đến kim phun thơng qua hệ thống ống cao áp và ống phân phối chung. Bơm cao áp hiện nay cĩ nhiều kiểu : kiểu bơm piston hướng tâm, kiểu bơm hướng trục.
Hình 6.2. Cấu tạo bơm cao áp loại 3 piston hướng tâm.
1 – van nạp; 2 – xilanh bơm; 3 – piston bơm; 4 – trục dẫn động; 5 – cam; 6 – khoang ép nhiên liệu; 7 – đường nhiên liệu cao áp ra; 8 – van an tồn; 9 – van điều khiển áp suất. liệu; 7 – đường nhiên liệu cao áp ra; 8 – van an tồn; 9 – van điều khiển áp suất.
Bơm cao áp cĩ 3 piston bố trí cách đều 1200, trục cam bơm cĩ các mấu cam lệch tâm, vận tốc quay bằng ½ vận tốc quay trục khuỷu động cơ. Mỗi lần bơm cam chỉ tác động một piston bơm nên tải trọng tác động lên hệ thống dẫn động bơm cao áp nhẹ hơn so với các bơm cao áp kiểu cũ.
Khi trục dẫn động quay làm cho cam gắn trên nĩ quay theo, làm cho các piston bơm di chuyển lên xuống nhịp nhàng cĩ thứ tự thơng qua vịng cam. Khi piston bơm đi xuống thì nhiên liệu được hút vào buồng ép thơng qua van nạp. Khi piston đi lên nhiên liệu trong buồng ép bị piston bơm nén ép tạo ra nhiên liệu cĩ áp suất cao, nhiên liệu cĩ áp suất cao này được đẩy đến ống cao áp.
Việc bố trí 3 piston giúp cho dịng nhiên liệu cĩ áp suất cao được tạo ra liên tục, ổn định.
Hình 6.3. Kiểu bơm cao áp hướng tâm sử dụng 2 piston
1 – SCV; 2 – van bi một chiều; 3 – cam; 4 – vịng cam
Khi cam quay nĩ lần lượt đội và khơng đội các piston bơm. Khi piston bơm khơng được cam đội, nĩ bị lị xo ép xuống, nhiên liệu được hút vào trong bơm. Khi piston được cam đội, nĩ đi lên và ép nhiên liệu đẩy đến ống cap áp.
Việc sử dụng cơ cấu cam để vận hành các piston rất đa dạng, sử dụng nhiều cách khác nhau. Ngồi cách sử dụng cam cĩ vấu cam bên ngồi cịn cĩ cách sử dụng cam bên trong.
Hình 6.4. Cấu tạo bơm cao áp dùng cam trong
1 – van chấp hành; 2 – bơm nạp; 3 – SCV; 4 – van kiểm tra; 5 – piston; 6 – cam trong; 7 – van phân phối. phân phối.
Ơû kiểu thiết kế này hai piston được đặt đối đỉnh nhau và được điều khiển bởi cam trong. Khi cam quay làm cho piston dịch chuyển tịnh tiến, do đĩ nhiên liệu được hút và nén tạo áp suất cao chuyển đến ống phân phối thơng qua van phân phối.
Hình 6.5. Mơ tả hoạt động của bơm cĩ cam trong.
1 – SCV; 2 – van nạp; 3 – piston bơm; 4 – cam trong; 5 – van phân phối.
3.2. Oáng phân phối.
Hình 6.6. Cấu tạo ống phân phối.
1 – cảm biến áp suất nhiên liệu; 2 – các đường phân phối đến từng kim phun; 3 – đường nhiên liệu từ bơm cao áp đến; 4 – van giới hạn áp suất. liệu từ bơm cao áp đến; 4 – van giới hạn áp suất.
Nhiên liệu cĩ áp suất cao từ bơm cao áp được dẫn tới ống phân phối thơng qua đường ống cao áp. Oáng phân phối sẽ giữ nhiên liệu cĩ áp suất cao đĩ một cách ổn định để phân phối đến các kim phun bằng các đường ống riêng biệt.
Ưu điểm lớn khi sử dụng ống phân phối là nĩ đảm bảo áp suất của nhiên liệu khi phân phối đến các kim phun là bằng nhau.
3.3. Kim phun.
Hình 6.7. Cấu tạo kim phun.
1 – điện trở điều chỉnh; 2 – cuộn dây solenoi; 3 – đường dầu về; 4 – lỗ tiết lưu; 5 – buồng điều khiển; 6 – đĩt kim. khiển; 6 – đĩt kim.
Hình 6.8. Mơ tả hoạt động của kim phun.
A – lúc chưa phun; B – lúc chuẩn bị phun; C – lúc bắt đầu phun; D – lúc chuẩn bị dứt phun.
Nhiên liệu được chuyển vào trong kim phun từ ống phân phối thơng qua đường nối với ống cao áp. Khi vào trong kim phun thì đường dẫn nhiên liệu chia ra làm hai lối: một lối đi vào mặt dưới của đĩt kim, lối cịn lại đi vào buồng điều khiển van thơng qua lỗ tiết lưu.
Khi chưa cĩ tín hiệu gửi đến cuộn dây solenoi, lị xo van solenoi ép van đĩng lỗ thơng giữa buồng điều khiển và đường dầu về. Lúc này áp suất nhiên liệu trong buồng điều khiển bằng với áp suất ở mặt dưới của đĩt kim. Do tiết diện của mặt trên của thân kim lớn hơn mặt dưới của đĩt kim nên áp lực tác dụng lên mặt trên của thân kim sẽ lớn hơn áp lực tácdụng lên mặt dưới của đĩt kim, do đĩ thân kim ép đĩt kim đĩng lỗ phun lại.
Khi cĩ tín hiệu gửi tới cuộn dây solenoi, cuộn dây xuất hiện lực từ hút lõi van mở lỗ thơng buồng chứa và đường dầu về. Do lỗ tiết lưu dẫn nhiên liệu vào buồng điều khiển nhỏ hơn rất nhiều so với lỗ thơng giữa buồng điều khiển và đường dầu về nên áp suất nhiên liệu trong buồng điều khiển giảm nhanh chĩng. Khi đĩ nhiên liệu cĩ áp suất cao tác dụng lên mặt dưới đĩt kim nhấc nĩ lên, nhiên liệu được phun vào trong buồng đốt thơng qua lỗ phun.
Khi tín hiệu điện thơi khơng gửi đến cuộn dây solenoi của kim phun, lực từ biến mất, lị xo van đẩy van solenoi đĩng lỗ thơng giữa buồng điều khiển và đường dầu về. Do đĩ áp suất nhiên liệu trong buồng điều khiển tăng lên ép thân kim đi xuống, áp lực của nhiên liệu tác dụng lên thân kim cộng với áp lực của lị xo đẩy đĩt kim đĩng lỗ phun lại. Quá trình phun kết thúc.
Do cĩ sự sai lệch về cơ khí trong kim phun nên lưu lượng nhiên liệu được phun vào buồng đốt ở mỗi kim khơng giống nhau. Do vậy trên kim phun cịn cĩ trang bị thêm một điện trở điều chỉnh. Nhận thơng tin từ điện trở điều chỉnh này ECU sẽ xác nhận tình trạng phun nhiên liệu của mỗi kim phun. Từ đĩ ECU phát hiện sự chênh lệch về lưu lượng phun giữa các kim để điều chỉnh lại lượng phun ở các kim cho đồng đều.
Điện trở điều chỉnh được kết nối với ECU bằng đường dẫn riêng khơng kết nối với mạch phun.
Hình 6.9. Mạch điện của điện trở điều chỉnh.
3.4. Van điều khiển áp suất nhiên liệu.
Thơng tin áp suất nhiên liệu trong ống phân phối được ghi nhận bởi cảm biến áp suất nhiên liệu. Thơng tin này sẽ gửi đến ECU, ECU xác định tình trạng áp suất trong ống phân phối để tính tốn và gửi tín hiệu đến vận hành van điều áp để điều hịa lại áp suất nhiên liệu nằm trong giới hạn. Van điều khiển áp suất nhiên liệu được sử dụng loại SCV để thay đổi lượng nhiên liệu nạp vào bơm cao áp hoặc dùng loại DRV xả bớt lượng nhiên liệu cao áp về thùng chứa.