Lăm nhiệm vụ đóng mở câc đường nước thích hợp để cho nước lăm mât lưu thông theo một trong 2 vòng tuần hoăn (lớn hoặc nhỏ) tuỳ theo chế độ nhiệt của động cơ.
Khi động cơ còn lạnh thì van đóng, ngăn không cho nước từ thđn mây ra đi tới kĩt nước, lúc năy nước được dẫn thẳng tới bơm để tiếp tục được đẩy đi lăm mât, đđy chính lă vòng tuần hoăn nhỏ. Khi động cơ nóng lín thì van hĩ mở. Một phần nước bắt đầu được dẫn qua kĩt lăm mât. Mức độ mở của van tuỳ thuộc văo nhiệt độ nước, nhiệt độ căng cao thì van mở căng nhiều. Nói chung, van hằng nhiệt được thiết kế để bắt đầu mở ở nhiệt độ 82 ± 2o C vă mở hoăn toăn ở nhiệt độ >=95oC.
Hình2.15 Cấu tạo van hằng nhiệt
Chú thích: 1 – Van chính; 2 – Van chuyển dòng; 3 – Xylanh; 4 – Sâp giên nở; 5 – Van xả hơi.
2 .4 Hệ thống bôi trơn
Nhiệm vụ : hệ thống bôi trơn của động cơ đốt trong có nhiệm vụ đưa dầu đến câc mặt ma sât, đồng thời lọc sạch những tạp chất lẫn trong dầu nhờn khi dầu nhờn tẩy rửa câc mặt ma sât vă lăm mât dầu nhờn để đảm bảo tính năng hoâ lý của no.ù
Hệ thống bôi trơn của câc động cơ đốt trong đều dùng dầu nhờn để lăm giảm ma sât của ổ trục đưa nhiệt lượng do ma sât sinh ra ra khỏi ổ trục do đó lăm giảm lượng măi mòn của câc ổ trục. Ngòai ra dầu nhờn còn bảo vệ câc bề mặt của câc chi tiết trong động cơ không bị gỉ. Tóm lại hệ thống bôi trơn có câc nhiệm vụ sau :
- Bôi trơn câc bề mặt ma sât lăm giảm tổn thất ma sât
- Lăm mât ổ trục
- Tẩy rửa mặt ma sât
Câc chi tiết sau đđy được bôi trơn cưỡng bức: câc ổ đỡ (bạc hay ổ bi) của trục khuỷu, câc ổ ở đầu to của thanh truyền, cơ cấu phối khí, câc ổ đỡ trục của bộ phận tăng âp, ắc pittông cũng được bôi trơn cưỡng bức nhờ một đường dầu dẫn từ cổ trục khuỷu đi qua lỗ khoan trong thđn thanh truyền.
Câc chi tiết được bôi trơn bằng vung tóe dầu lă: thănh xylanh , Pittông, cò mổ, câc vấu cam của trục phđn phối, câc bânh răng vă nhiều chi tiết khâc.
Hình2.16 Sơ đồ nguyín lý hệ thống bôi trơn động cơ
Chú thích:
1. Dầu bôi trơn chứa trong Câcte 6.Đường ống chính
2. Lọc thô, phễu hút dầu 7.Đồng hồ bâo nhiệt độ âp suất
3. Bơm dầu 8.Nhânh bôi trơn bạc đở trục cam, cò mổ
4. Lọc tinh 9. Van an toăn
5. Kĩt lăm mât
Nguyín lý lăm việc của hệ thống: Đây câcte của động cơ cũng chính lă
nơi chứa dầu bôi trơn, mức dầu phải được đảm bảo đúng theo quy định của nhă thiết kế. Khi động cơ hoạt động, bơm dầu hút dầu từ đây câcte qua lưới lọc thô rồi đẩy văo bầu lọc. Ra khỏi bầu lọc dầu đi tiếp văo đường dầu chính (được khoan dọc theo thđn động cơ) rồi sau đó được phđn chia tới câc cổ trục theo câc lỗ khoan trín thđn mây. Từ câc cổ trục dầu đi theo câc lỗ khoan trong trục tới câc cổ biín (đầu to thanh truyền) vă theo lỗ trong thanh truyền tới bôi trơn cho bạc đầu nhỏ thanh truyền. Sau khi ra khỏi câc ổ (bạc đỡ) cần bôi trơn, dầu rơi tự do xuống phía dưới, một phần rơi xuống câcte, một phần vướng phải câc chi tiết đang quay vă bị văng đi do lực ly tđm. Chính nhờ lượng dầu văng năy mă câc chi tiết khâc của động cơ được bôi trơn: thănh xylanh, ắc Pittông, vấu cam của trục phđn phối...
Bầu lọc dầu kiểu toăn phần, lõi lọc giấy. Lọc gồm một vỏ bằng kim
loại mỏng bao bọc phần tử lọc, có cấu tạo từ giấy lọc hình trụ rỗng. Đầu văo của lọc có hai cửa, một cửa của dòng dầu văo vă một cửa của dòng dầu đê
được lọc. Dầu đi qua van một chiều văo phần chung quanh của phần tử lọc. Ở đđy dầu được lọc, sau đó dầu đi văo phần trung tđm của phần tử lọc vă chảy ra ngoăi.
Van một chiều có tâc dụng ngăn không cho chất bẩn tích tụ ở phần
ngoại vi của phần tử lọc quay về động cơ khi động có ngừng hoạt động. Nếu phần tử lọc bị câu bẩn, chính lệch âp suất giữa bín trong vă bín ngoăi phần tử lọc tăng lín. Khi sự chính lệch âp suất đạt đến một mức xâc định, van an toăn sẽ mở ra, dầu không đi qua phần tử lọc mă đi tắt đến bôi trơn câc bộ phận của động cơ.
Hình2.17 Cấu tạo lọc dầu bôi trơn
Bơm dầu bôi trơn lă bơm rôto kiểu trôkhôit, gồm 2 rôto tiếp xúc
trong: rôto trong vă rôto ngoăi, có trang bị van an toăn để trânh quâ tải cho hệ thống khi âp suất tăng vượt quâ định mức. khi âp suất ra quâ cao lăm thắng lực lò xo van, mở cửa van, xả bớt dầu về cacte.
Hình2.18 Bơm dầu bôi trơn kiểu Rôto
Âp suất dầu tiíu chuẩn tại n = 3000 v/ph lă 2,5 kG/cm. Rôto trong được dẫn động bởi trục cam quay lăm xoay rôto ngoăi trong vỏ bơm.
Trong quâ trình lăm việc dầu nóng lín nhanh chóng do hấp thụ một phần nhiệt của câc chi tiết được bôi trơn, do vậy cần phải có bộ phận lăm mât dầu. Trong cacte của 2KD - FTV đây câcte có bề mặt tiếp xúc với không khí bín ngoăi lớn nín nó đảm nhận luôn vai trò của bộ trao đổi nhiệt để lăm mât dầu. Ngoăi ra, trín động cơ còn được bố trí kĩt lăm mât dầu.
Để có thể thường xuyín kiểm tra nhiệt độ vă âp suất dầu bôi trơn người ta bố trí câc đồng hồ nhiệt độ vă đồng hồ âp suất. Để trânh lăm đen dầu bởi khí chây vă khói lọt từ xylanh xuống câcte, để không cho câc chất độc ô nhiễm lọt ra ngoăi, trín động cơ có lắp đường ống hút khi chây văo cụm ống nạp (van hệ thống tuần hoăn khí xả EGR).
Hình2.19 Đường dầu bôi trơn
Hệ thống bôi trơn âp suất cưỡng bức hoăn toăn, tất cả dầu được đưa qua lọc dầu vă bộ lăm mât dầu. Lổ phun dầu của pittông nằm dưới đây quả pittông. Mổi vòi phun dầu đều có van một chiều để ngăn chặn việc bơm dầu khi âp suất dầu động cơ lă thấp.
2 .5 Hệ thống nạp
Trong động cơ đốt trong hệ thống nạp vă xả thực hiện chức năng nạp đẩy không khí sạch vă thải sạch khí chây với hiệu suất cao vă phải đảm bảo câc chỉ tiíu về môi trường của câc nước đặt ra đồng thời phải đạt được tiếng nhỏ khi thải câc sản phảm chây.
Cấu tạo của hệ thống nạp gồm bộ lọc không khí, tuabin tăng âp, câc cổ góp nạp vă van EGR .
Cổ ghóp nạp : có 2 cổng nạp với hình dạng khâc nhau cho mỗi xylanh
trín phía nắp quy lât với mục đích nhằm tối ưu hoâ luồng xoây khí nạp
Hình2.21 Câc cổ góp nạp
Van cắt cửa nạp ( bướm ga) : loại van hoạt động bằng cuộn dđy quay
có tâc dụng cải thiện tính năng của hệ thống được điều khiển hoăn toăn bằng điện tử thông qua cảm biến vị trí của van cắt cửa nạp cùng với một số tín hiệu khâc ECM tính toân ra lượng nhiín liệu phun cơ bản cho động cơ. Một số trạng thâi hoạt động của van
Trạng thâi động cơ Vị trí của van Mục đích
Khởi động Mở hoăn toăn Giảm khói diesel
Chạy đều Mở từ nhỏ đến hoăn toăn
Điều khiển lượng khí xả tuần hoăn
Dừng Đóng hoăn toăn Giảm rung động vă
Hình2.22 Cấu tạo cụm cổ họng gió
Tua bin tăng âp : lă loại gọn nhẹ được lăm mât bằng âo nước tại ổ bạc
giúp cải thiện tính năng nạp. Van cửa xả sẽ điều khiển âp suất tăng âp của tua bin vận hănh bằng cơ cấu cơ khí tuỳ văo âp suất của tua bin.
Tăng âp lă lăm tăng âp suất khí nạp văo xylanh với mục đích lă tăng âp suất khí nạp từ đó nđng cao năng suất của động cơ Diesel, hệ số nạp căng cao khả năng đốt chây sạch nhiín liệu căng nhiều từ đó lăm tăng công suất của động cơ.
Ưu điểm của động cơ có trang bị hệ thống tăng âp :
- Luồng gió thổi văo xylanh khi xupắp hút mở có vận tốc cao tạo được xoây lốc giúp nhiín liệu xâo trộn đều vă chây nhanh hơn - Tiíu hao nhiín liệu ít hơn loại động cơ không có hệ thống tăng âp - Nhờ lượng không khí dồi dăo nín có thể tăng lượng nhiín liệu
phun văo xylanh do đó công suất động cơ tăng thím được khoảng 40%
Hình2.23 Tuabin tăng âp
Van EGR : van năy được lắp trín đường xả do được lăm mât nín cho
phĩp lượng khí xả lớn hơn đi qua. Một cảm biến vị trí van EGR sẽ đo trực tiếp vị trí của van, giâ trị đo năy được ECM trực tiếp theo dõi để hiệu chỉnh
chính xâc độ mở của van. Van tuần hoăn khí xả (EGR) đưa khí xả văo lại đường ống nạp lăm giảm nhiệt độ chây động cơ, giảm nồng độ NO. tuỳ theo lệnh từ hộp ECM, van tuần hoăn khí xả điều chỉnh lượng khí xả văo lại đường ống nạp. Đường ống dẫn khí xả đi vòng phía sau thđn mây
Hình2.24 Van EGR
Bộ lọc khí có chức năng lọc sạch khí ngăn không cho bụi bẩn lọt văo
động cơ trong thì nạp phần tử lọc được lăm bằng giấy
2 .6 Hệ thống nhiín liệu của động cơ 2KD – FTV
2.6.1 Khâi quât hệ thống nhiín liệu của 2KD-FTV
Trín động cơ 2KD – FTV sử dụng hệ thống nhiín liệu Diesel Common Rail nhiín liệu được nĩn dưới âp suất cao để nđng cao tính kinh tế nhiín liệu vă cung cấp công suất động cơ mạnh mẽ đồng thời triệt tiíu rung động vă tiếng ồn động cơ.
Hệ thống năy tích nhiín liệu đê được nĩn lại vă cung cấp bởi bơm cao âp trong đường ống phđn phối. Bằng câch tích nhiín liệu ở âp suất cao hệ thống CR có thể cung cấp nhiín liệu ở âp suất cao ổn định không phụ thuộc văo tốc độ động cơ hay tải ECM cung cấp một dòng điện đến van điện từ bín trong vời phun bằng EDU để điều khiển thời điểm phun vă lượng phun đồng thời theo dõi âp suất bín trong ống phđn phối bằng cảm biến âp suất nhiín liệu. ECM sẽ điều khiển bơm cao âp để cung cấp đầy đủ nhiín liệu nhằm duy trì âp suất đến giâ trị cần thiết. Ngoăi ra hệ thống năy sử dụng van hai chiều bín trong vòi phun để đóng mở nhiín liệu do đó ECM có khả năng điều khiển chính xâc thời điểm phun kể cả lượng phun.
Hệ thống CR cung cấp phun nhiín liệu 2 giai đoạn tâch rời. Để lăm giảm chấn động của quâ trình chây hệ thống năy thực hiện phun trước dưới dạng phun nhiín liệu phụ trước khi phun nhiín liệu chính. Điều năy giúp giảm rung động vă tiềng ồn động cơ
- Tăng công suất động cơ - Giảm bớt tiếng ồn - Tiết kiệm nhiín liệu
- Giảm được khí thải độc hại
- Có thể ứng dụng cho tất cả câc loại ô to du lịch vă xe tải
- Aùp suất nhiín liệu đạt tới 1350 bar (bơm cao âp kiể u củ âp suất 500 bar )
Hình2.25 Sơ đồ của hệ thống nhiín liệu Common Rail trín 2KD – FTV Nguyín lý hoạt động : bơm cao âp HP3 hút nhiín liệu ra khỏi bình qua
lọc nhiín liệu, SCV (van điều khiển hút ) sẽ điều khiển lượng nhiín liệu đến bơm cao âp dẫn đến đầu câc piston. Câc piston nĩn nhiín liệu chảy qua van phđn phối đến ống phđn phối dưới âp suất cao 1350 bar. Nhiín liệu sau đó sẽ được đưa đến câc vòi phun để phun văo câc xylanh, lượng nhiín liệu dư từ bơm cao âp vòi phun ống phđn phối sẽ theo đường ống hồi trở về thùng chứa.
2.6.2 Thùng chứa nhiín liệu :
Dùng để chứa dầu đủ cho động cơ hoạt động trong một thời gia gian dăi. Thùng được dập bằng câc lâ thĩp bín trong có câc tấm ngăn để nhiín liệu, bớt dao động. nắp thùng có lổ thông hơi ống hút nhiín liệu bố trí cao hơn đây thùng khoảng 3 cm. Phần lõm lắng cặn vă nước nơi đây thùng có nút xả.
2.6.3 Lọc nhiín liệu
Ttrong dầu có lẫn nhiều tạp chất cứng vă nước. Mặc dù câc tạp chất năy rất bĩ nhưng có thể phâ hỏng bơm cao âp vă kim phu. Nứơc lẫn trong
nhiín liệu sẽ lăm cho nhiín liệu không chây đựơc lúc phun văo buồng đốt. Do đó nhiín liệu phải được lọc trước khi đưa văo bơm cao âp. Trong hệ thống nhiín liệu được lọc ba lần trước khi văo buồng đốt : lọc sơ cấp, lọc thứ cấp, vă lọc lần cuối nơi kim phun . Trong động cơ 2KD – FTV lọc nhiín liệu còn trang bị thím công tắc cảnh bâo tắt nhiín liệu.
Hình2.26 Cấu tạo lọc nhiín liệu động cơ 2KD - FTV
Hình2.28 Hai trạng thâi lăm việc của hệ thống cảnh bâo nhiín liệu
2.6.4 Bơm nạp
Bơm nạp loại rôto của bơm cấp sẽ hút nhiín liệu từ bình chứa đến 2 piston thông qua phin lọc vă van SCV ( van điều khiển hút ) Trục điều khiển quay rôto trong vă ngoăi của bơm nạp. Khi rôto quay tạo ra khoảng trống tăng vă giảm bơm nạp sẽ hút nhiín liệu văo bô phận hút vă bơm nhiín liệu ra ngoăi bộ phận xả.
Hình2.29 Cấu tạo bơm nạp
2.6.5 Bơm cao âp
Có chức năng nđng cao âp suất của nhiín liệu rồi đẩy văo ống tích năng. Bơm cao âp sử dụng trín động cơ lă loại bơm HP3 của hêng DENSO chế tạo có 2 pittông bố trí lệch nhau 180 độ vận tốc quay bằng một nửa vận tốc trục khuỷu động cơ. Cấu tạo của bơm gồm có : cơ cấu cam vòng, cam lệch tđm vă 2 piston đặt đối diện nhau phía ngoăi cam vòng, SCV van điều khiển hút điều khiển lượng nhiín liệu đến piston, cảm biến nhiệt độ nhiín liệu vă một bơm nạp
Hình2.30 Cấu tạo bơm cao âp
Rơ to ngồi Rơ to trong Bộ phận hút Bộ phận xả
Hình2.31 Sơ đồ nguyín lý của bơm cao âp
Nguyín lý lăm việc của bơm : bơm nạp hút nhiín liệu từ bình qua lọc
nhiín liệu đến van điều khiển điều kiển âp suất nhiín liệu trong bơm cao âp. Lượng nhiín liệu đến piston bơm nhiều hay ít tuỳ thuộc văo độ mở của van SCV. Cam không đồng trục đựơc dẫn động bởi trục quay, quay cam vòng cam vòng quay lăm piston chuyển động tịnh tiến thực hiện chu kì hút vă nĩn nhiín liệu. Van hút có tâc dụng ngăn không cho nhiín liệu bị nĩn trở lại van SCV . Van phđn phối đóng không cho nhiín liệu trở lại pttông khi pttông thực hiện chu kì hút vă mở để nhiín liệu đến ống phđn phối, cảm biến nhiệt độ nhiín liệu kiểm tra nhiệt độ nhiín liệu ở trong bơm.
2.6.6 Van điều khiển
Giử cho âp suất nạp nhiín liệu (âp suất xả) thấp hơn một mức nhất định. Nếu tốc độ bơm tăng vă âp suất bơm tăng cao hơn mức van điều khiển cho phĩp van sẽ sử dụng lò xo để mở cho nhiín liệu về phía hút.
1 Chổi 2 Piston 3 Lò xo 4 Nút chặn 5 Bơm nạp 6 SCV
2.6.7 Van SCV
Nếu dòng đến van SCV trong một thời gian dăi vì cường độ trung bình của dòng chạy đến cuộn dđy tăng van kim sẽ mơ û SCV sẽ mở lớn hơn nín nhiín liệu văo nhiều hơn. Nếu dòng đến van SCV trong một thời gian ngắn vì cường độ trung bình của dòng chạy đến cuộn dđy giảm, lực lò xo sẽ hút van kim văo, SCV sẽ mở hẹp hơn nín nhiín liệu văo ít hơn .
SCV : mở nhiều SCV : mở ít
Hình2.33 Trạng thâi lăm việc của SCV
Lưu ý : mối tương quan giữa độ mở của van vă lượng nhiín liệu có thể ngược với mô tả trín tuỳ thuộc văo động cơ.
2.6.8 Van phđn phối của bơm HP3
Được hợp nhất thănh một khối. Do đó nó gồm một bóng kiểm tra lò xo