5. Thiết kế hệ thống nhiín liệu động cơ Duratorq 2.4l
5.1.5.Đặc tính phun của hệ thống Common Rail
- Lượng nhiín liệu vă âp suất nhiín liệu phun độc lập với nhau trong từng điều kiện hoạt động của động cơ (cho phĩp dễ đạt được tỉ lệ hỗn hợp A/F lí tưởng).
- Lúc bắt đầu phun, lượng nhiín liệu phun ra chỉ cần một lượng nhỏ.
Câc yíu cầu trín đê được thỏa mên bởi hệ thống Common Rail. Với đặc điểm phun hai lần: phun sơ khởi vă phun chính.
PR
(Pm)
Giai đoạn phun sơ khởi Giai đoạn phun chính.
Hình 5-2 Đường đặc tính phun của hệ thống Common Rail.
Hệ thống Common Rail lă hệ thống thiết kế theo module, có câc thănh phần
- Kim phun điều khiển bằng van điện từ (cuộn dđy solenoid) được gắn văo nắp mây.
- Ống tích trữ nhiín liệu (ống phđn phối âp lực cao ống Rail hay còn gọi lă ắc quy thủy lực ).
- Bơm cao âp (bơm tạo âp lực cao)
Câc thiết bị sau được sự hoạt động điều khiển của hệ thống: - PCM
- Cảm biến tốc độ trục khuỷu. - Cảm biến tốc độ trục cam. - Câc loại cảm biến khâc.
Về cơ bản, kim phun được nối với ống tích nhiín liệu âp suất cao (Rail) bằng một đường ống ngắn. Kết hợp với đầu phun vă van điện từ (solenoid) được cung cấp điện qua PCM. Khi van solenoid không được cấp điện thì kim ngừng phun. Nhờ âp suất phun không đổi, lượng nhiín liệu phun ra sẽ tỉ lệ với độ dăi của xung điều khiển solenoid. Yíu cầu mở nhanh solenoid được đâp ứng bằng việc sử dụng điện âp cao vă dòng lớn. Thời điểm phun được điều khiển bằng hệ thống điều khiển góc phun sớm. Hệ thống năy dùng một cảm biến trín trục khuỷu để nhận biết tốc độ động cơ, vă một cảm biến trín trục cam để nhận biết kỳ hoạt động.
Phun sơ khởi diễn ra sớm đến 90o trước điểm chết trín (ĐCT). Nếu thời điểm phun sơ khởi xuất hiện nhỏ hơn 400, nhiín liệu có thể bâm văo bề mặt của piston vă thănh xi lanh vă lăm loêng dầu bôi trơn.
Trong giai đoan phun sơ khởi, một lượng nhỏ nhiín liệu (1-4 mm3) được phun văo xy lanh để “mồi’’. Kết quả lă quâ trình chây được cải thiện vă đạt được một số hiệu quả sau:
Âp suất cuối quâ trình nĩn tăng một ít nhờ văo giai đoạn phun sơ khởi vă nhiín liệu chây một phần. Điều năy giúp giảm thời gian trễ chây, sự tăng đột ngột của âp suất khí chây vă âp suất cực đại (quâ trình chây ím dịu hơn). Kết quả lă giảm tiếng ồn của động cơ, giảm tiíu hao nhiín liệu vă trong nhiều trường hợp giảm được độ độc hại của khí thải. Quâ trình phun sơ khởi góp phần giân tiếp văo việc tăng công suất động cơ.
* Giai đoạn phun chính ( main injection ).
Công suất đầu ra của động cơ phụ thuộc văo giai đoạn phun chính tiếp theo giai đoạn phun sơ khởi. Điều năy có nghĩa lă giai đoạn phun chính giúp tăng lực kĩo của động cơ. Với hệ thống Common Rail, âp suất phun vẫn giữ không đổi trong suốt quâ trình phun.
* Giai đoạn phun thứ cấp ( secondary injection ).
Theo quan điểm xử lý khí thải, phun thứ cấp có thể được âp dụng để đốt chây NOx. Nó diễn ra sau ngay giai đoạn phun chính vă được xâc định để xảy ra trong quâ trình giên nở hay kỳ thải khoảng 200o sau ĐCT. Ngược lại so với quâ trình phun sơ khởi vă phun chính, nhiín liệu phun văo không được đốt chây mă để bốc hơi nhờ văo sức nóng của khí thải ở ống thải. Trong suốt kỳ thải hỗn hợp khí thải vă nhiín liệu được đẩy ra ngoăi hệ thống thoât khí thải thông qua xupap thải. Tuy nhiín một phần của nhiín liệu được đưa lại buồng đốt thông qua hệ thống luđn hồi khí thải EGR vă có tâc dụng tương tự như chính giai đoạn phun sơ khởi. Khi bộ hóa khử được lắp để lăm giảm NOx, chúng tận dụng nhiín liệu trong khí thải như lă một nhđn tố hóa học để lăm giảm nồng độ NOx trong khí thải.