Thi công mô hình động cơ diesel common rail weichai động cơ

Các sản phẩm mô hình động cơ trong phân xưởng Động Cơ rất nhiều, tuy nhiên mô hình động cơ diesel của xe sử dụng hệ thống nhiên liệu common rail của BOSCH hiện tại đang đang được sử dụng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

GVHD: NGUYỄN TẤN LỘC SVTH: PHAN NGỌC TRIỀU

TRẦN THÁI AN

S K L 0 0 9 0 8 5

THI CÔNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ DIESEL COMMON

RAIL WEICHAI ĐỘNG CƠ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

SVTH : Võ Trần Thái Sơn MSSV : 18145223

SVTH : Trần Thái An MSSV : 18145081 Khoá : 2018

Ngành : Công nghệ kỹ thuật Ô tô

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2022

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

(E-mail: 18145081@student.hcmute.edu.vn Điện thoại: 0934096690)

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Ô tô

Khóa: 2018-2022 Lớp: 18145CL7A, 18145CL5B

I NỘI DUNG

1 Thi công mô hình

2 Biên soạn thuyết minh

3 Kết luận: Đề nghị

II TÀI LIỆU THAM KHẢO: Tài liệu tham khảo WEICHAI

III TRÌNH BÀY

IV THỜI GIAN THỰC HIỆN

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

***

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên hướng dẫn)

Họ tên sinh viên:

(E-mail: 18145081@student.hcmute.edu.vn Điện thoại: 0934096690)

Tên đề tài: Thi công Mô hình Động cơ Desel Common Rail Weichai động cơ

WP10.36E53

Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật Ô tô

Họ và tên Giảng viên hướng dẫn: KS Nguyễn Tấn Lộc

Ý KIẾN NHẬN XÉT

1 Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên:

2 Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN:

2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

2.2 Nội dung đồ án:

(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung

của các mục

10

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10

Tính cấp thiết của đề tài 10

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và

kỹ thuật, khoa học xã hội…

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần,

hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những

ràng buộc thực tế

15

Khả năng cải tiến và phát triển 15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

***

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ và tên sinh viên: Phan Ngọc Triều MSSV: 18145266 Hội đồng:…………

Họ và tên sinh viên: Võ Trần Thái Sơn MSSV: 18145223 Hội đồng:…………

Họ và tên sinh viên: Trần Thái An MSSV: 18145081 Hội đồng:…………

Tên đề tài: Thi công Mô hình Động cơ Desel Common Rail Weichai WP10.36E53 Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật Ô tô Họ và tên GV phản biện:………

Ý KIẾN NHẬN XÉT 1 Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)

3 Kết quả đạt được:

4 Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:

5 Câu hỏi:

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10

2 Nội dung ĐATN 50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần,

hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những

ràng buộc thực tế

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm

3 Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10

4 Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10

Tổng điểm 100

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

-

XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN

Tên đề tài: Thi công Mô hình Động cơ Desel Common Rail Weichai WP10.36E53

Họ tên sinh viên:

1 PHAN NGỌC TRIỀU MSSV: 18145266

2 VÕ TRẦN THÁI SƠN MSSV: 18145223

3 TRẦN THÁI AN MSSV: 18145081

Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật Ô tô

Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản biện và các thành viên trong hội đồng bảo vệ, Đồ án tốt nghiệp đã được điều chỉnh đúng theo yêu cầu về nội dung và hình thức

Chủ tịch Hội đồng: Giảng viên hướng dẫn: Giảng viên phản biện:

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv

XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN vi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ix

DANH MỤC CÁC HÌNH x

DANH MỤC CÁC BẢNG xvi

LỜI CẢM ƠN xvii

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Giới hạn đề tài 1

1.3 Mục tiêu đề tài 1

1.4 Nhiệm vụ đề tài 2

1.5 Phương pháp nghiên cứu 2

1.6 Các bước thực hiện 2

1.7 Kế hoạch nghiên cứu 2

1.8 Giới thiệu chung 3

1.8.1 Công ty WEICHAI và một số sản phẩm 3

1.8.2 Tổng quát về động cơ Weichai WP10.336.E53 7

CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 9

2.1 Hệ thống nhiên liệu Common Rail 9

2.1.1 Lộ trình phát triển của hệ thống phun nhiên liệu diesel 9

2.1.2 Giới thiệu hệ thống common rail 11

2.2 Các bộ phận trên hệ thống nhiên liệu 15

2.2.1 Bình chứa nhiên liệu 15

2.2.2 Bộ điều khiển EDC17 16

2.2.3 Bơm tiếp vận 22

2.2.4 Bơm cao áp CPN5-22/2 23

2.2.5 Ống phân phối 32

2.2.6 Lọc nhiên liệu 35

2.2.7 Kim phun 37

2.3 Một số cảm biến trên hệ thống nhiên liệu 41

2.3.1 Cảm biến vị trí trục khuỷu động cơ 42

2.3.2 Cảm biến bàn đạp ga 46

2.3.3 Cảm biến vị trí trục cam 48

2.3.4 Cảm biến nhiệt độ nước 51

2.3.5 Cảm biến áp suất nhiên liệu 55

2.3.6 Cảm biến nhiệt độ và áp suất khí nạp 60

2.3.7 Cảm biến áp suất và nhiệt độ nhớt 66

2.3.8 Cảm biến vị trí bướm ga 68

2.3.9 Cảm biến nước trong nhiên liệu 71

2.4 Sự ảnh hưởng của các cảm biến, tín hiệu trong hệ thống nhiên liệu 72

2.4.1 Xác định lượng phun: 73

2.4.2 Xác định thời điểm phun 76

2.4.3 Điều khiển áp suất nhiên liệu 77

2.4.4 Điều khiển tốc độ phun 77

2.4.5 Điều khiển khởi động 78

2.4.6 Tóm lại 79

2.5 Hệ thống xử lí khí thải trên động cơ Weichai 79

2.5.1 Tổng quan về tiêu chuẩn Euro và hoạt động của hệ thống xử lí khí thải 79 2.5.2 Hoạt động của các bộ phận trên hệ thống xử lý khí thải 81

2.5.3 Tổng quang bộ phận SCR ( Selective Catalyst Reduction) 83

CHƯƠNG 3: THI CÔNG ĐỘNG CƠ 106

3.1 Mục đích 106

3.2 Yêu cầu 106

3.2.1 Tính sư phạm 106

3.2.2 Tính thẩm mỹ 106

3.2.3 Hình thức 106

3.3 Quá trình thi công 106

3.3.1 Thiết kế sa bàn 106

3.3.2 Thi công sa bàn 107

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 122

4.1 Kết luận 122

4.2 Đề nghị 122

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 124

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Tiêu chuẩn EURO : Tiêu chuẩn khí thải của Liên Minh châu Âu

Nox : NO, NO2

SCR : Selective Catalyst Reduction

EDC : Electric diesel control

Rpm, r/min : Vòng/ Phút

EGR : Exhaust Gas Recirculation

SCV : Suction Control Valve (Van định lượng)

DPF : Diesel Particulate Filter (Bộ lọc hạt)

DEF : Diesel Exhaust Fluid (Dung dịch xử lý)

DOC : Diesel Oxidition Catalyst

OBD : On-Board Diagnostics (Hệ thống tự chẩn đoán)

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Động cơ diesel COMMON RAIL WEICHAI WP10.336E53 7

Hình 2.1 Hệ thống kim phun UIS 9

Hình 2.2 Hệ thống điều khiển bơm UPS 10

Hình 2.3 Hệ thống phun dầu điện tử Commmon Rail 10

Hình 2.4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu common rail 13

Hình 2.5 Mạch dầu trên động cơ WEICHAI WP10 13

Hình 2.6 Bình nhiên liệu diesel 16

Hình 2.7 Bộ điều khiển điện tử 17

Hình 2.8 Nguyên tắc đấu nối nguồn 18

Hình 2.9 Hình dạng giắc trên bộ điều khiển điện tử 19

Hình 2.10 Cấu tạo bơm tiếp vận 22

Hình 2.11 Cấu tạo bơm tiếp vận trong thực tế 22

Hình 2.12 Hình ảnh thực tế bơm tiếp vận trên động cơ WEICHAI 23

Hình 2.13 Nguyên lý bơm cao áp 24

Hình 2.14 Vị trí van điều áp trên động cơ WEICHAI 25

Hình 2.15 Cấu tạo van điều áp 26

Hình 2.16 Hình ảnh thực tế van định lượng 26

Hình 2.17 Cấu tạo van định lượng 27

Hình 2.18 Nguyên lý hoạt động của van định lượng 28

Hình 2.19 Đồ thị đặc tính lượng dầu cấp theo cường độ dòng điện 28

Hình 2.20 Xung điều khiển 29

Hình 2.21 Cường độ dòng điện hiệu dụng phụ thuộc thời gian ON trong chu kỳ 30 Hình 2.22 Dòng chảy nhiên liệu khi van mở nhỏ 30

Hình 2.23 Minh hoạ vị trí tương đối giữa thanh piston và của van khi van mở nhỏ 30

Hình 2.24 Dòng chảy nhiên liệu khi van mở lớn 31

Hình 2.25 Minh hoạ vị trí tương đối giữa thanh piston và của van khi van mở lớn 31

Hình 2.26 Sơ đồ đấu dây cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ WEICHAI 32

Hình 2.27 Cách kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước 32

Hình 2.28 Ảnh thực tế van giới hạn áp suất 33

Hình 2.29 Cấu tạo van giới hạn áp suất 33

Hình 2.30 Nguyên lý hoạt động van giói hạn áp suất 34

Hình 2.31 Bộ lọc nhiên liệu trong thực tế 35

Hình 2.32 Cấu tạo bộ lọc dầu 35

Hình 2.33 Hút nhiên liệu 36

Hình 2.34 Xã nhiên liệu 37

Hình 2.35 Kim phun thực tế 37

Hình 2.36 Cấu tạo kim phun 38

Hình 2.37 Nguyên lý hoạt động của kim phim 40

Hình 2.38 Sơ đồ đấu dây kim phun 41

Hình 2.39 Cảm biến vị trí trục khuỷu thực tế 42

Hình 2.40 Vị trí cảm biến vị trí trục khuỷu 42

Hình 2.41 Cấu tạo cảm biến vị trí trục khuỷu loại điện từ 43

Hình 2.42 Hình dạng xung cảm biến vị trí trục khuỷu loại điện từ trong thực tế 44 Hình 2.43 Sơ đồ đấu dây cảm biến trục khuỷu trên động cơ Weichai 44

Hình 2.44 Kiểm tra xung tín hiệu bằng led 45

Hình 2.45 Cảm biến vị trí bàn đạp ga 46

Hình 2.46 Tương quan giá trị điện áp giữa hai cảm biến trong cảm biến bàn đạp ga 47

Hình 2.47 Cảm biến vị trí trục cam trong thực tế 48

Hình 2.48 Cảm biến vị trí trục cam trên Weichai 48

Hình 2.49 Dạng xung cảm biến vị trí tục cam loại điện từ trong thực tế 49

Hình 2.50 Sơ đồ đấu dây cảm biến vị trí trục cam 50

Hình 2.51 Vị trí cảm biến nhiệt độ nước trên động cơ Weichai 51

Hình 2.52 Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát 52

Hình 2.53 Nguyên lý cầu phân áp 53

Hình 2.54 Sơ đồ đấu dây cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ Weichai 54

Hình 2.55 Cách kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước 55

Hình 2.56 Vị trí cảm biến áp suất ống phân phối trên động cơ WEICHAI 56

Hình 2.57 Cấu tạo cảm biến áp suất ống phân phối 56

Hình 2.58 Sơ đồ đấu dây cảm biến áp suất ống phân phối trên động cơ WEICHAI 58

Hình 2.59 Liên hệ giữa áp suất và điện áp tín hiệu cảm biến áp suất ống Rail 59

Hình 2.60 Vị trí cảm biến nhiệt độ và áp suất khí nạp 60

Hình 2.61 Cấu tạo cảm biến áp suất khí nạp 61

Hình 2.62 Nguyên lý cảm biến nhiệt độ 62

Hình 2.63 Nguyên lý cảm biến áp suất khí nạp 63

Hình 2.64 Ví dụ mối liên hệ giữa tín hiệu điện áp và áp suất 63

Hình 2.65 Sơ đồ đầu dây cảm biến 64

Hình 2.66 Ví dụ về bảng thông số kiểm tra cảm biến áp suất khí nạp 65

Hình 2.67 Vị trí cảm biến nhiệt độ và áp suất dầu 66

Hình 2.68 Sơ đồ đấu dây cảm biến áp suất và nhiệt độ dầu 67

Hình 2.69 Cảm biến vị trí bướm ga 68

Hình 2.70 Cấu tạo bướm ga 69

Hình 2.71 Sơ đồ đấu dây cảm biến bướm ga và motor 70

Hình 2.72 Đèn báo nước trong nhiên liệu trên taplo 71

Hình 2.73 Sơ đồ mạch 72

Hình 2.74 Tính toán lượng phun cơ bản 73

Hình 2.75 Tính toán lượng phun tối đa 74

Hình 2.76 Điều chỉnh áp suất không khí nạp 74

Hình 2.77 Điều chỉnh nhiệt độ không khí nạp vào 75

Hình 2.78 Điều chỉnh nhiệt độ nhiên liệu 75

Hình 2.79 Điều chỉnh động cơ lạnh 75

Hình 2.80 Thời điểm phun mong muốn 76

Hình 2.81 thêm giá trị điều chỉnh 76

Hình 2.82 Hiệu chỉnh để góc phun lý thuyết trùng với góc phun thực tế 77

Hình 2.83 Điều khiển áp suất nhiên liệu 77

Hình 2.84 Điều khiển khởi động 78

Hình 2.85 Khi nhiệt độ nước thấp, nếu tốc độ động cơ cao 79

Hình 2.86 Tổng quan hệ thống xử lý khí thải 80

Hình 2.87 hệ thống DOC 81

Hình 2.88 Lõi lọc DOC 81

Hình 2.89 Bộ xúc tác DOC và bộ lọc DPF 82

Hình 2.90 Cảm biến áp suất DPF 83

Hình 2.91 Sơ đồ tổng quát hệ thống xử lý khí thải SCR 84

Hình 2.92 Quá trình tác dụng hoá học 84

Hình 2.93 Vị trí bình SCR trên hệ thống 86

Hình 2.94 Cấu tạo thùng URE 86

Hình 2.95 Thùng URE trong thực tế 87

Hình 2.96 Dung dịch URE 87

Hình 2.97 Ống nối bình URÊ 88

Hình 2.98 Van điện từ 89

Hình 2.99 Van điều khiển gia nhiệt URE 90

Hình 2.100 Vị trí bơm URE trên hệ thống 91

Hình 2.101 Cấu tạo bơm URE 91

Hình 2.102 Cấu trúc bên trong bơm URE 92

Hình 2.103 Sơ đồ giắc cắm bơm 92

Hình 2.104 Chống nước phích cắm 93

Hình 2.105 Vị trí kim phun URE 94

Hình 2.106 Cấu tạo kim phun 95

Hình 2.107 Sơ đồ mạch điện kim phun URE 95

Hình 2.108 Chống nước giắc kim phun URE 96

Hình 2.109 Vị trí bình SCR 96

Hình 2.110 Lõi lọc 97

Hình 2.111 Cấu trúc bình SCR thực tế 97

Hình 2.112 Cấu trúc bên trong bình SCR 98

Hình 2.113 Bình SCR tích hợp 99

Hình 2.114 Yêu cầu lắp đặt bình SCR 99

Hình 2.115 Lắp đặt bình SCR 100

Hình 2.116 Vị trí hệ thống sấy 100

Hình 2.117 Các chi tiết trên hệ thống sấy 101

Hình 2.118 Mô tả quy trình sấy 101

Hình 2.119 Sơ đồ chân giắc điều khiển hệ thống sấy URE 102

Hình 2.120 Sơ đồ chân cảm biến nhiệt độ khí xả 102

Hình 2.121 Sơ đồ chân cảm biến nhiệt độ môi trường 102

Hình 2.122 Sơ đồ chân cảm biến NOx 103

Hình 2.123 Cảm biến nhiệt độ gắn trên cụm ống gia nhiệt 104

Hình 2.124 Vị trí cảm biến mức chất lỏng 104

Hình 2.125 Sơ đồ chân cảm biến mức URE trong thùng và nhiệt độ URE 104

Hình 2.126 Sơ đồ chân giắc chẩn đoán OBD 105

Hình 3.1 Thiết kế khung 107

Hình 3.2 Khung cơ bản sao khi cắt và hàn 110

Hình 3.3 Mài phẳng các mặt đã hàn 111

Hình 3.4 Bắt 4 bánh xe vào khung 112

Hình 3.5 Sơn lót xám cho khung 113

Hình 3.6 Sơn màu và sơn bóng cho khung 113

Hình 3.7 Lắp động cơ lên khung 114

Hình 3.8 Động cơ sau khi được cố định lên khung 115

Hình 3.9 Khoang lỗ để bắt ống vào trong bình 115

Hình 3.10 Bình sau khi khoang lỗ 116

Hình 3.11 Bình sau khi hàn 117

Hình 3.12 Sơn bình 118

Hình 3.13 Bắt bình vào khung 119

Hình 3.14 Lọc dầu bôi trơn trước khi chăm vào bình dầu 120

Hình 3.15 Kết quả mô hình hiện tại 121

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1 1 Thông số động cơ 8

Bảng 2 1 So sánh cách vận hành của ba hệ thống 11

Bảng 2 2 Sơ đồ đo được trên thực tế động cơ tại trường 19

Bảng 2 3 Số vấu cam tương ứng với số xilanh 25

Bảng 2 4 Điều khiển lượng phun 79

Bảng 2 5 Điều khiển thời điểm phun 79

Bảng 2 6 Tiêu chuẩn EURO 80

Bảng 2 7 hệ thống xử lý khí thải SCR 84

Bảng 2 8 Chân giắc bơm URE 93

Bảng 3 1 Một số dụng cụ để thi công khung đỡ động cơ 108

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học tại trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, chúng em đã được học hỏi và lĩnh hội nhiều kiến thức quý báu từ quý thầy cô, để làm nền tảng cho việc nghiên cứu và tiếp cận thêm nhiều tài liệu mới một cách có hiệu quả Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, nhóm xin gửi đến các thầy cô trong Khoa Cơ Khí Động Lực – Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh đã cùng với những tri thức tâm huyết của mình đã truyền dạy cho nhóm trong suốt khoảng thời gian học tập vừa qua

Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Tấn Lộc đã luôn đồng hành giúp đỡ, chỉ dạy cho chúng em trong thời gian thực hiện đồ án

Thời gian làm đề tài tốt nghiệp vừa qua thực sự là khoảng thời gian giúp chúng

em ôn tập và củng cố lại các kiến thức các kiến thức đã được các thầy cô truyền đạt, bên cạnh đó tích lũy thêm các kiến thức mới

Trong quá trình làm đề tài, do hạn chế trong kinh nghiệm và trình độ chuyên môn, thời gian thực hiện có thể có những sai sót là không thể tránh khỏi nên nhóm rất mong sẽ nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy và các bạn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Nhóm sinh viên thực hiện

Phan Ngọc Triều

Võ Trần Thái Sơn Trần Thái An

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Xuất phát từ chủ trương mới của Nhà nước về nâng cao chất lượng giáo dục, đổi mới phương pháp dạy và học Việc giảng dạy cần có những mô hình minh họa, vật thật để tăng khả năng truyền đạt và kích thích tính tự học của sinh viên Trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM luôn chú trọng đến việc trang bị đồ dùng dạy học, đặc biệt là những đồ dùng tự thiết kế Việc thiết kế chế tạo đồ dùng dạy học ngoài mục đích tiết kiệm kinh phí cho nhà trường còn giúp phát huy tính sáng tạo, sự đam mê nghiên cứu khoa học của giáo viên và sinh viên trong trường

Việc chế tạo mô hình khung đỡ động cơ phục vụ cho việc giảng dạy được sự quan tâm rất lớn của khoa Cơ Khí Động Lực đặc biệt là bộ mô Động Cơ Các sản phẩm mô hình động cơ trong phân xưởng Động Cơ rất nhiều, tuy nhiên mô hình động

cơ diesel của xe sử dụng hệ thống nhiên liệu common rail của BOSCH hiện tại đang đang được sử dụng rộng rãi cho các xe tải có công suất lớn sẽ là một mô hình hoàn toàn mới cho các bạn học sinh có thể tiếp cận và tìm hiểu thêm được các kiến thức mới từ mô hình này Xuất phát từ những yêu cầu đó, đề tài “THI CÔNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ DIESEL COMMON RAIL WEICHAI WP10.336E53” đã được thực hiện Đề tài không những cung cấp cho sinh viên điều kiện tiếp xúc với thực tế ĐỘNG

CƠ DIESEL COMMON RAIL của hãng WEICHAI WP10.336.E53 mà còn giúp sinh viên trang bị thêm kiến thức về những hệ thống điều khiển điện tử mới đang được sử dụng trên ô tô như: hệ thống nhiên liệu common rail, hệ thống SCR- kim phun URE,

hệ thống SCR- bình URE, hệ thống điều khiển xe điện tử EDC17,

1.2 Giới hạn đề tài

Đề tài chỉ giới hạn ở việc thiết kế, hoàn thiện mô hình khung đỡ động cơ DIESEL COMMON RAIL của hãng WEICHAI WP10.336.E53 và biên soạn thuyết minh các hệ thống trên động cơ WECHAI WP10.336.E53

- Sinh viên có điều kiện quan sát mô hình một cách trực quan, dễ cảm nhân được hình dạng và vị trí các chi tiết lắp đặt trên động cơ WEICHAI WP10336E53

- Giúp sinh viên kiểm tra và đo đạc các thông số của hệ thống mới của BOSCH

- Góp phần hiện đại hóa phương tiện và phương pháp dạy thực hành trong giáo dục và đào tạo

1.4 Nhiệm vụ đề tài

- Thi công mô hình động cơ WECHAI WP10.336.E53

- Nghiên cứu các hệ thống trên động cơ

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Để đề tài được hoàn thành chúng em đã kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu Trong đó đặc biệt là phương pháp tham khảo tài liệu, thu thập các thông tin liên quan, học hỏi kinh nghiệm của thầy cô, bạn bè, nghiên cứu các mô hình giảng dạy cũ,… từ

đó tìm ra những ý tưởng mới để hình thành đề cương của đề tài, cũng như cách thiết

kế mô hình

Song song với nó, chúng em còn kết hợp cả phương pháp quan sát và thực nghiệm để có thể hoàng thiện được mô hình

1.6 Các bước thực hiện

- Tham khảo tài liệu

- Tính toán và thiết kế khung đỡ động cơ và gá đặt động cơ

- Thiết kế các chi tiết phụ

- Tiến hành đo đạc, kiểm tra, thu thập các thông số

- Nghiệm thu các thông số kiểm tra

- Viết báo cáo

1.7 Kế hoạch nghiên cứu

Đề tài được thực hiện trong vòng 20 tuần, các công việc được bố trí như sau:

Giai đoạn 2:

- Viết thuyết minh

- Hoàn thiện đề tài

1.8 Giới thiệu chung

1.8.1 Công ty WEICHAI và một số sản phẩm

Lịch sử phát triển và thành tựu của công ty WEICHAI:

Weichai Power Co., Ltd được thành lập năm 2002 với cổ đông chính là tập đoàn Weichai Holding Group Co., Ltd Weichai Power là một trong những công ty đầu tiên trong ngành động cơ của Trung Quốc niêm yết trên sàn chứng khoán Hong Kong,

và cũng là công ty đầu tiên tham gia đầu tư trở lại phát triển kinh tế tại thị trường nội địa Trung Quốc Năm 2019, nhân sự toàn cầu đạt hơn 90 ngàn người, doanh thu đạt

260 tỷ NDT

Công ty luôn tuân thủ chiến lược vận hành quản lý sản phẩm và hoạt động vốn hiệu quả làm động lực; không ngừng tăng cường khả năng cạnh tranh cốt lõi để xây dựng thành công mô hình phát triển chung bao gồm 4 lĩnh vực chính là: Hệ thống truyền động (động cơ, hệ truyền dẫn, và trục, ), động cơ xe, bộ phận điều khiển thủy lực, bộ phận tự động Là một trong những công ty sản xuất ôtô và thiết bị toàn diện nhất tại Trung Quốc, sở hữu công nghệ và sản phẩm cốt lõi trong ngành công nghiệp máy móc công trình, đã hình thành nên chuỗi công nghiệp hoàn thiện và cạnh tranh nhất trong ngành công nghiệp ô tô Trung Quốc

Công ty đã thành lập Trung tâm công nghiệp Weifang - tập trung nghiên cứu sản xuất tất cả các mẫu trên cơ sở ứng dụng ngành công nghiệp động lực, trung tâm Tây An - tập trung vào nghiên cứu sản xuất xe hạng nặng, trung tâm Trùng Khánh - tập trung nghiên cứu phát triển sẩn xuất động cơ có công suất lớn, phương tiện hạng nhẹ Trung tâm Yangzhou - tập trung sản xuất các phụ tùng và thiết bị điện dành cho

xe Với phối bộ Vàng - Động cơ Weichai, Hộp số Fast, Cầu Hande, Xe tải hạng nặng Shacman đã giành được danh hiệu thương hiệu nổi tiếng Trung Quốc và Thương hiệu được bảo hộ nổi tiếng Trung Quốc Ngày 3 tháng 9 năm 2012, công ty đã ký thoả thuận hợp tác chiến lược với một trong những nhà sản xuất xe nâng hàng hàng đầu thế giới về công nghệ thủy lực - KION Group Germany, đánh dấu trực tiếp bước tiến công nghệ lõi của doanh nghiệp tiến lên đẳng cấp hàng đầu thế giới, cách mạng hóa

tình trạng trong dài hạn phụ thuộc việc nhập khẩu hoàn toàn các sản phẩm thủy lực cao cấp của Trung Quốc

Weichai có trung tâm Công nghệ đạt chuẩn Quốc gia hiện đại, là trung tâm thử nghiệm sản phẩm cấp cao hàng đầu tại Trung Quốc, và trạm làm việc sau tiến sĩ, công

ty đã triển khai các trung tâm R&D tại nhiều quốc gia và khu vực trên thế giới như

Mỹ, Châu Âu và Duy Phương, Thượng Hải, Trùng Khánh, Hàng Châu, Dương Châu, Tây An ở Trung Quốc Trên cơ sở nghiên cứu và phát triển hàng đầu thế giới, công

ty đã tham gia vào 18 dự án quốc gia 863 dự án , kế hoạch hỗ trợ khoa học, kế hoạch hợp tác quốc tế và các đề tài nghiên cứu khoa học, đạt 626 bằng sáng chế về sản phẩm

và công nghệ, chủ trì và tham gia thành lập hơn 40 tiêu chuẩn ngành công nghiệp và quốc gia Trong số đó, động cơ cao tốc Landking và dòng động cơ WP7 đã đạt tiêu chuẩn khí thải EURO V, đạt mức hàng đầu về tính kinh tế, tiết kiệm, độ tin cậy và bảo vệ môi trường

Công ty đã giành được nhiều giải thưởng quan trọng tại Trung Quốc Trong năm

2007, công ty đã giành giải thưởng chất lượng quốc gia Năm 2011, Dòng máy WP10/ WP12, động cơ cao tốc công suất cao và công nghệ trọng điểm đã được trao giải thưởng đặc biệt về khoa học và công nghệ của ngành công nghiệp máy, điều này đã làm thay đổi lịch sử ngành - không có giải đặc biệt nào dành cho ngành công nghiệp động cơ đốt trong của Trung Quốc từ trước đến nay Trong năm 2013, Công nghệ trọng điểm và công nghiệp hóa động cơ diesel và động cơ cao tốc" đã giành được giải nhì của Giải thưởng Tiến bộ Khoa học và Công nghệ Quốc gia, phá vỡ độc quyền công nghệ của các công ty nước ngoài trong lĩnh vực động cơ Diesel hạng nặng và động cơ cao tốc

Weichai Power đi đầu trong việc đạt chứng nhận hệ thống quản lý chất lượng GJB9001B và ISO / TS16949 trong ngành công nghiệp chế tạo , thiết lập một mạng lưới dịch vụ nhất quán bao gồm hơn 5000 trung tâm dịch vụ bảo trì đặc biệt tại Trung Quốc, với hơn 200 trạm dịch vụ ở nước ngoài, sản phẩm được tin dùng có doanh số cao ở Nga, Iran, Ả-rập Xê-út, Việt Nam, Indonesia và Brazil, hơn 80 quốc gia khác Weichai Power với khẩu hiệu "Green Power, International Weichai" làm sứ mệnh, và sự hài lòng của khách hàng là mục đích, đã hình thành văn hoá doanh nghiệp

về trách nhiệm, giao tế, toàn diện Weichai công bố chiến lược 2020-2030, đến năm

2020 kinh doanh truyền thống sẽ vượt qua trình độ thế giới, đến năm 2030 lĩnh vực kinh doanh năng lượng mới sẽ phát triển đi đầu trong toàn ngành; năm 2025 doanh thu đạt 100 tỷ USD, năm 2030 doanh thu đạt 1000 tỷ Nhân dân tệ, trở thành một doanh nghiệp quốc tế hóa có thực lực trên toàn thế giới, lọt Top 3 doanh nghiệp trong cùng ngành

Các sản phẩm chính của WEICHAI:

Weichai Power được thế giới biết đến và công nhận là nhà cung cấp động cơ hàng đầu thế giới trong thị trường xe tải nặng, xe buýt bao gồm động cơ xe tải hạng nặng, hạng trung và hạng nhẹ với hai dòng sản phẩm phẩm chính là động cơ xe tải và động cơ xe buýt

+ Đối với động cơ xe buýt: Cùng với mối quan tâm ngày càng tăng của toàn xã hội đối với sự an toàn của xe, ngành công nghiệp xe buýt chở khách ngày càng đòi hỏi cao đối với sự an toàn Trong khi đó, sự gia tăng giá dầu phải dẫn đến tăng thêm chi phí sử dụng xe buýt Vì vậy, Weichai Power đã nghiêm cứu và mang đến các sản phẩm động cơ xe buýt chở khách đảm bảo an toàn, đáng tin cậy, tiết kiệm và tiện nghi hơn, cung cấp đa dạng chủng loại và kích thước máy, đảm bảo cho việc ứng dụng sản phẩm vào các dòng xe khác nhau tùy theo nhu cầu vận tải khách hàng và tuân thủ theo tiêu chuẩn EURO gồm các loại: động

cơ diesel xe bus WP2.3/WP2.3N, động cơ diesel xe bus WP3N, động cơ diesel

xe bus WP4.1, động cơ diesel xe bus RA428, động cơ diesel xe bus WP4.1/WP4.6N, động cơ diesel xe bus WP6, động cơ diesel xe bus WP5/WP7, động cơ diesel xe bus WP9/WP10H, động cơ diesel xe bus WP10, động cơ diesel xe bus WP12 đều đạt tiêu chuẩn EURO IV

+ Đối với động cơ xe tải: Đây là dòng sản phẩm đã mang về rất nhiều giải thưởng

và giúp WEICHAI khẳng định vị thế là nhà sản suất động cơ hàng đầu thế giới Với sự hợp tác toàn diện với công ty hàng đầu như BOSCH và trung tâm R&D của WEICHAI đã tạo ra các dòng sản phẩm đảm bảo an toàn, tiết kiệm và đáng tin cậy và đạt chuẩn EURO bao gồm các sản phẩm: động cơ diesel xe tải WP2.3/WP2.3N, động cơ diesel xe tải WP3N, động cơ diesel xe tải WP2.3/WP2.3N, động cơ diesel xe tải WP3.7/WP4.1, động cơ diesel xe tải WP4.1/WP4.6N, động cơ diesel xe tải WP4/WP6, động cơ diesel xe tải WP7,

động cơ diesel xe tải WP9H/WP10H, động cơ diesel xe tải WP10, động cơ diesel xe tải WP12/WP13

+ Động cơ thủy: Động cơ cao tốc WP4, WP6, WD10, WD12, WP12 và M26 được ứng dụng cho tàu cao tốc, du thuyền, tàu khách, tàu cá và thuyền công vụ làm động cơ chính hoặc động cơ phụ Động cơ trung tốc mẫu 160 và 170 được ứng dụng trên tàu sân bay, tàu kỹ thuật, tàu chở khách Các động cơ trung tốc như CW200 và 250 được sử dụng là động cơ chính hoặc động cơ phụ trên các tàu kỹ thuật, tàu khách, tàu cá và tàu hàng rời Động cơ MAN, L16 / 24, L21/31, L27/38, L32/40 và V32/40 được ứng dụng làm động cơ chính, hoặc phụ trên tàu hàng rời, tàu kỹ thuật và tàu đa nhiệm, tàu cảnh sát biển

+ Động cơ BAUDOUIN: Động cơ Baudouin được công nhận trên toàn thế giới

về chất lượng, độ bền và độ tin cậy, được thiết kế dành riêng cho các ứng dụng hàng hải, tối ưu hóa để bảo trì dễ dàng và tiết kiệm chi phí, theo tiêu chuẩn môi trường hàng hải mới nhất

+ Máy phát điện: Máy phát điện bộ Weichai tiêu chuẩn với động cơ diesel được phát triển độc lập với công suất tương ứng Ngoài ra, nó được trang bị máy phát điện bởi các thương hiệu uy tín hàng đầu thế giới vơi hệ thống điều khiển hiệu suất cao Các sản phẩm máy phát điện bộ của Weichai đầu được sản xuất và thử nghiệm theo tiêu chuẩn ISO 8528 và GB / T2820 với dải công suất từ 10kW đến 4,300kW Hoàn toàn đáp ứng và tuân thủ theo Hệ thống Quản lý Chất lượng ISO9001 và Tiêu chuẩn Chứng nhận An toàn CE của Châu Âu, dòng sản phẩm này của Weichai đã đạt chứng chỉ TLC

+ Xe chuyên dụng: Xe mỏ Weichai Senta 95- một sản phẩm của Yangzhou Shengda Special Vehicle thuộc tập đoàn Weichai- với phối bộ vàng : Động cơ Weichai chuyên dụng + Hộp số Fast dành cho xe công trình + Cầu Hande tải trọng nặng đảm bảo hoạt động tốt trong mọi môi trường khắc nghiệt, độ ổn định cao Đồng thời là phương tiện vận tải hàng hóa kinh tế, là sự lựa chọn lý tưởng cho các doanh nghiệp đầu ngành

+ Weichai ADBLUE: Sản phẩm này là chất khử NOx, tương thích với mọi loại động cơ, xe tiêu chuẩn khí thải Euro IV/V/VI sử dụng công nghệ SCR

1.8.2 Tổng quát về động cơ Weichai WP10.336.E53

Giới thiệu chung động cơ WEICHAI WP10.336E53

Hình 1.1 Động cơ diesel COMMON RAIL WEICHAI WP10.336E53 Động cơ WP10 có sự vững chắc, độ bền và sức mạnh với khối động cơ i6 sản sinh công suất 336 mã lực tại vòng tua 2200 kết hợp với hệ thống phun nhiên liệu Common Rail đến từ BOSCH giúp cho động cơ hoạt động mạnh mẽ với tổng tải trọng lên đến 34000kg nhưng vẫn tiết kiệm nhiên liệu cho xe Đây có thể ví là động lực vàng dành cho xe ben, xe tải và máy kéo

Lượng tiêu thụ nhiên liệu tối thiểu thấp hơn 3g-10g so với các đối thủ cạnh tranh Phạm vi tiết kiệm tiêu thụ nhiên liệu trải dài Mức tiết kiệm nhiên liệu của xe

có thể tăng lên 3-5%

Dung tích và mô-men xoắn lớn giúp giảm tần suất chuyển động của hộp số tới 22% so với các xe cạnh tranh có cùng cấu hình theo các điều kiện đường tương tự,

và cho phép leo dốc ở một cấp số cao hơn so với các đối thủ cạnh tranh

Điều này giúp giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu cung cấp cho xe vận hành thuận tiện Dự trữ thêm mô men xoắn giúp dễ dàng vượt chướng ngại vật và nâng cao hiệu quả vận chuyển

Thông số cơ bản của động cơ diesel WEICHAI WP10.336.E53

Động cơ WEICHAI WP10.336.E53 là động cơ 6 xy lanh thẳng hàng Động

cơ được thiết kế với nhiều hệ thống hiện đại : Hệ thống SCR, hệ thống phun nhiên liệu Common Rail

Hệ thống điều khiển động cơ WEICHAI WP10.336.E53 bao gồm các cảm biến: Cảm biến vị trí trục cam và cảm biến vị trí trục khuỷu kiểu điện từ, cảm biến vị trí bướm ga kiểu tuyến tính không có tiếp điểm cầm chừng, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến nhiệt độ và áp suất tăng áp, cảm biến áp suất đường ống phân phối,cảm biến áp suất dầu …

Các cảm biến được bố trí xung quanh để xác định tình trạng làm việc của động cơ Tín hiệu từ các cảm biến được EDC tiếp nhận và nó sẽ tính toán để điều khiển các bộ chấp hành hệ thống phun nhiên liệu, hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng, điều khiển bơm nhiên liệu và hệ thống chẩn đoán

Bảng 1 1 Thông số động cơ Dung tích xy-lanh 9.7L

Số xy-lanh 6

Công suất 247KW ở tốc độ 2200rpm

Momen xoắn 1500Nm ở tốc độ 1200-1500rpm

Tỉ số nén 17:1

CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Hệ thống nhiên liệu Common Rail

2.1.1 Lộ trình phát triển của hệ thống phun nhiên liệu diesel

Hệ thống phun điện tử bao gồm 3 bộ phận chính: cảm biến, EDC và các bộ chấp hành Nhiệm vụ chính là kiểm soát hệ thống phun nhiện liệu, thực hiện công việc khống chế lượng phun, thời điểm phun nhiên liệu thực tế Dựa vào cảm biến bàn đạp

ga, cảm biến tốc độ, nhiệt độ, áp suất … và một số cảm biến khác, để thống kê số liệu trên thời gian thực rồi đồng bộ tín hiệu chuyển tới EDC, đối chiếu với số liệu được thiết lập trên EDC, qua tính toán để cho ra số liệu hợp lý để bơm hoạt động được tốt nhất, các cơ cấu điều chỉnh tiến hành khống chế và vận hành hệ thống bơm nhiên liệu, giúp cho động cơ diesel vận hành hiệu quả

Trên thị trường hiện nay có ba loại hệ thống phun nhiên liệu diesel khác nhau:

Hệ thống Unit Injector System (UIS)

Hình 2 1 Hệ thống kim phun UIS Bơm và kim phun là một tổ hợp liên kết với nhau tạo thành bộ, phụ trách phun nhiên liệu Trên mỗi nắp xilanh của động cơ đều được lắp một bộ như vậy Nó có thể hoạt động trực tiếp thông qua cò mổ hoặc gián tiếp do trục cam thông qua que van đẩy

Hệ thống bơm Unit Pump System (UPS)

Hình 2 2 Hệ thống điều khiển bơm UPS

Hệ thống bơm đơn làm việc giống với kim phun, là một loại hệ thống phun cao

áp của kết cấu mô đun Khác nhau ở chỗ, kim phun và máy bơm nối với nhau bằng một ống cap áp ngắn, còn đối với hệ thống bơm đơn thì mỗi xilanh đều được thiết kế một piston bơm PF, được vận hành bới trục cam động cơ

Hệ thống nhiên liệu common rail (CRS)

Hình 2 3 Hệ thống phun dầu điện tử Commmon Rail

Trong hệ thống phun tích áp Common rail, EDC thông qua việc nhận tín hiệu

từ nhiều cảm biến khác nhau, để theo dõi tình trạng hoạt động của động cơ, từ đó điều khiển sao cho nhiên liệu được phun với áp suất hợp lý, vị trí chính xác và lưu lượng thích hợp, đảm bảo tỷ lệ đốt tốt nhất cho động cơ, thời gian phun và thời điểm phun luôn tối ưu, và đảm bảo tính kinh tế cũng như lượng khí thải ra môi trường ít nhất

Nhận xét: Qua bảng so sánh trên ta thấy được hệ thống nhiên common rail là hệ

thống tối ưu nhất cho việc tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ môi trường, đây cũng là loại phổ biến nhất trên các xe ô tô tải hiện nay

2.1.2 Giới thiệu hệ thống common rail

Tổng quát:

Hệ thống điều khiển động cơ diesel bằng điện tử trong một thời gian dài chậm phát triển so với động cơ xăng Sở dĩ như vậy là vì bản thân động cơ diesel thải ra nhiều chất độc hơn nên áp lực về vấn đề môi trường lên các nhà sản xuất ô tô rất lớn Hơn nữa, do độ êm dịu không cao nên động cơ diesel ít được sử dụng trên xe du lịch Trong thời gian đầu, các hãng chủ yếu sử dụng bơm cao áp bằng điện trong các hệ thống EDC( Electronic Diesel Control) Hệ thống EDC vẫn sử dụng bơm cao áp kiểu

cũ nhưng có thêm một số cảm biến và cơ cấu chấp hành , chủ yếu để chống ô nhiễm

và điều tốc bằng điện tử như UI( unit injector) hoặc UP( unit pump) Trong nhưng năm gần đây, hệ thống điều khiển mới- hệ thống Common Rail với việc điều khiển kim phun bằng điện tử đã được phát triển và ứng dụng rộng rãi

Công nghệ phun nhiên liệu điều khiển điện tử qua thanh Common-rail là công nghệ

hoàn toàn mới, không những đạt được áp suất phun cao, mà còn tối ưu hóa trạng thái phun nhiên liệu, giảm tiếng ồn và làm giảm đáng kể lượng khí thải trên động cơ diesel

Đặc điểm:

Việc sử dụng các bộ điều khiển điện tử tiên tiến và được trang bị van công tắc điện từ tốc độ cao, tối ưu hóa quá trình đốt cháy nhiên liệu của động cơ diesel Động cơ sử dụng ống phân phối, có áp suất biến động rất thấp, các kim phun gần như không ảnh hưởng lẫn nhau, áp suất phun được khống chế với độ chính xác cao, lượng phun nhiên liệu được kiểm soát chính xác

Van công tắc điện từ tốc độ cao có tần số đáp ứng cao, kiểm soát linh hoạt, không những phạm vi có thể điều chỉnh của áp suất phun lớn, mà còn thuận tiện hơn cho việc phun mồi, phun thứ cấp … nhằm tối ưu hóa quy luật và cải thiện hiệu suất của việc phun nhiên liệu, giảm lượng khí thải ra môi trường

Tính đồng bộ cao, lắp đặt dễ dàng, phạm vi phù hợp lớn Không như một số hệ thống phun nhiên liệu điều khiển điện tử khác, đều có những yêu cầu đặc biệt đối với kết cấu động cơ Hệ thống cấp dầu cao áp Common-rail phù hợp với mọi loại động

cơ diesel từ tải nhẹ, tải trung cho đến tải nặn

+ Mạch áp suất thấp: cung cấp nhiên liệu cho bơm cao áp và hồi hiên liệu về

thùng nhiên liệu

+ Mạch áp suất cao: lưu trữ và vận chuyện nhiên liệu áp suất cao từ bơm cao áp

phân phối đến các kim phun

+ EDC và các cảm biến: lấy tín hiệu từ các cảm biến để EDC tính toán các thông

số và điều khiển các cơ cấu chấp hành một cách phù hợp để động cơ làm việc hiệu quả

Tóm lại:

Chức năng chính: căn chỉnh phun nhiên liệu đúng lượng, đúng thời điểm và áp

suất phù hợp với các chế độ vận hành để đảm bảo động cơ hoạt động êm dịu và tiết kiệm nhiên liệu

Chức năng phụ: Điều chỉnh vòng hở và vòng kín như hệ điều khiển hệ thống

hồi lưu khí thải, ga tự động, tăng áp,… làm giảm lượng khí thải độc hại và mức độ tiêu hao của nhiên liệu, tăng tính an toàn, sự thoải mái, tiện nghi

Nguyên lý hoạt động hệ thống nhiên liệu common rail:

Hình 2 4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu common rail

Hình 2 4 Mạch dầu trên động cơ WEICHAI WP10

Trên lọc nhiên liệu có bơm tay, dùng để bơm nhiên liệu khi xả không khí trong nhiên liệu Khi trục bơm cao áp quay, kéo bơm tiếp vận quay, nhiên liệu được bơm tiếp vận hút từ thùng nhiên liệu qua lọc, bộ làm mát EDC,và đến bơm tiếp vận, bơm tiếp vận bơm nhiên liệu thấp áp qua lọc tinh và đến bơm cao áp, một van điều khiển điện dùng để điều khiển lưu lương nhiên liệu vào bơm cao áp và một van chảy tràn dùng để hồi nhiên liệu về thùng khi nhiên liệu do bơm tiếp vận cung cấp quá mức cần thiết Nhiên liệu từ bơm cao áp phân phối qua các ống cao áp và nhiên liệu được lưu trữ với áp suất cao ở ống phân phối Khi kim phun có tín hiệu điều khiển từ EDC điều khiển kim phun mở, nhiên liệu áp suất cao được phun vào buồng đốt, một lượng nhỏ nhiên liệu trên kim phun theo đường ống thấp áp về thùng nhiên liệu Khi áp suất trên ống phân phối quá mức cho phép, van giới hạn áp suất sẽ mở giúp giảm áp về mức

an toàn, nhiên liệu được hồi về thùng

Đặc tính phun của hệ thống common rail

Lượng nhiên liệu và áp suất phun độc lập với nhau trong từng điều kiện hoạt động của động cơ Đối với hệ thống common rail Gồm 3 giai đoạn phun:

Phun sơ khởi (pilot injector):diễn ra sớm hơn 90 độ từ điểm chết trên Lượng nhiên liệu được phun vào xylanh để mồi, kết quả là quá trình cháy được cải thiện, giảm tiếng ồn động cơ, gián tiếp làm tăng công suất động cơ Lúc bắt đầu phun, lượng nhiên liệu phun ra chỉ cần một lượng nhỏ(1-4 mm3)

Phun chính (main injector): diễn ra sau giai đoạn phun sơ khởi Công suất đầu

ra của động cơ xuất phát từ giai đoạn phun chính , giúp tăng lực kéo của động cơ(áp suất phun không đổi suốt quá trình phun)

Phun thứ cấp ( secondary injector): diễn ra sau giai đoạn phun chính Nhiên liệu phun ra không được đốt cháy mà bốc hơi Hỗn hợp khí thải và nhiên liệu được đưa ra ngoài, một phần được đưa vào hệ thống luân hồi khí thải EGR nhằm làm giảm lượng NOx trong khí thải

Ảnh hưởng của việc phun nhiên liệu

Thời điểm phun nhiên liệu phải chính xác, nếu lệch 1 độ có thể làm tăng 5% lượng NOx sinh ra, nếu trễ 2 độ có thể làm tăng nhiệt độ khí thải thêm 20oC

Đường đặc tính phun quy định sự thay đổi lượng nhiên liệu được phun vào trong suốt một chu kỳ phun Đường đặc tính phun phải có độ dốc từ từ, nếu đỉnh quá nhọn

thì lượng nhiên liệu không được tán nhuyễn sẽ dẫn đến khói đen tăng tiêu hao nhiên liệu

Những ưu nhược điểm của hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel

Hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel có những ưu điểm gồm:

- Tiết kiệm nhiên liệu

- Động cơ hoạt động êm dịu, giảm tiếng ồn

- Khí thải thoát ra môi trường ít

- Thích hợp với nhiều động cơ Diesel

- Áp suất phun sản sinh trong quá trình phun nhiên liệu và quá trình phun nhiên liệu đều độc lập

- Thời điểm bắt đầu phun và lượng phun nhiên liệu cũng độc lập với nhau nên có thể điều chỉnh chính xác từng hạng mục

- Lượng phun nhiên liệu tối thiểu ổn định ở mức cực kỳ thấp, có thể đạt đến 1mm3/lần

- Hệ thống phun linh hoạt, có thể dễ dàng thực hiện phun mồi, phun sơ khởi hay phun thứ cấp

- Hệ thống phun cao áp đã được cải thiện hỗn hợp nạp khí và nhiên liệu, cũng như cải thiện quá trình đốt, làm giảm đáng kể lượng khí thải từ động cơ

- Mô-men cực đại của bơm cao áp có vòng tua thấp, nên tiếng ồn phát ra từ động

cơ rất nhỏ

Hệ thống vẫn còn tồn tại một vài bất cập như: Thiết kế phức tạp khó khăn trong việc sửa chữa sữa chữa và thay thế khi gặp hư hỏng nhất là đối với các dòng xe cũ

2.2 Các bộ phận trên hệ thống nhiên liệu

2.2.1 Bình chứa nhiên liệu

Phải làm từ vật liệu chống ăn mòn, phải được đặt cách xa động cơ( tránh nguy

cơ cháy nổ khi tai nạn )

Hình 2 5 Bình nhiên liệu diesel

2.2.2 Bộ điều khiển EDC17

EDC nhận tín hiệu từ các cảm biến, sau khi phân tích, tính toán Sẽ cho ra kết quả và truyền lệnh đến các bộ phận chấp hành Ngoài ra EDC còn có thêm chức năng chẩn đoán lỗi

Hình 2 6 Bộ điều khiển điện tử

Bộ điều khiển điện tử EDC17 là một EDC thuộc nền tảng phần cứng EDC của Bosch Nó là một thành phần điện tử trong hệ thống quản lý động cơ để điều khiển động cơ diesel Nó nhận tín hiệu từ các cảm biến và điều khiển các bộ chấp hành trên động cơ

Bộ điều khiển EDC là bộ điều khiển trung tâm, là trái tim của hệ thống quản lý động cơ Nó kiểm soát việc cung cấp nhiên liệu, quản lý không khí, phun nhiên liệu

Do khả năng mở rộng hiệu suất của nó, EDC17 có thể kiểm soát khí thải động cơ diesel để đáp ứng các yêu cầu khí thải

Bộ điều khiển quản lý tất cả các yêu cầu của động cơ, sắp xếp thứ tự ưu tiên và thực hiện chúng như: điều khiển tỷ lệ không khí- nhiên liệu sao cho đảm bảo momen xoắn…

Bộ điều khiển điện tử EDC17 (EDC) có hai khe cắm dây điện, mỗi khe cắm có

96 chân Có hai hệ thống xử lý khí thải của BOSCH phù hợp với bộ điều khiển này, một là hệ thống DeNOx2.2, hệ thống còn lại là hệ thống DeNOx6.5

Bó dây động cơ có chứa các cảm biến động cơ, kim phun nhiên liệu và chân quạt điện Bó dây điện hoàn chỉnh bao gồm các chức năng của xe hoàn chỉnh và các chân của hệ thống xử lý khí thải Nhà sản xuất xe sản xuất bó dây theo yêu cầu của

- Dòng điện khi ngủ: T15 OFF, EDC Standby <100μA

- Công suất tối đa: 30W

Chú ý:

Có một mạch bảo vệ kết nối ngược nguồn điện bên trong EDC và cầu chì sẽ bị

nổ khi các điện cực âm và dương được đảo ngược Để bảo vệ EDC, cần phải:

Thêm cầu chì 30A trên đường dây điện chính;

Cực dương của nguồn điện EDC phải được nối trực tiếp với cực dương của ắc quy;

Cực âm của EDC được nối trực tiếp với cực âm của ắc quy

Cực dương của nguồn điện EDC phải được kết nối trực tiếp với cực dương của pin, và không được điều khiển bởi công tắc nguồn chính Phải mất 1- 2 phút để máy bơm urê hút urê trong đường ống trở lại bể chứa urê để tránh tinh thể urê làm tắc đường ống Nếu được điều khiển bởi công tắc nguồn chính, hãy đảm bảo rằng có độ trễ ít nhất 1- 2 phút

Hình dưới đây trình bày các yêu cầu đối với nối đất hệ thống khi lắp đặt EDC trên động cơ Việc bảo vệ thiết bị điều khiển điện tử cần thực hiện những việc sau: Khi hàn toàn bộ khung xe, tháo đầu nối dây điện EDC và cắt đầu nối giữa toàn

bộ mạch xe và EDC để tránh dòng điện cao làm hỏng bảng mạch EDC

Khi cắm và rút phích cắm EDC, nhớ cắt nguồn điện của EDC để tránh làm cháy

bộ phận điều khiển điện tử hoặc các bộ phận khác;

Khi kết nối bộ nguồn EDC, hãy đảm bảo xác nhận các cực dương và cực âm của bộ nguồn để tránh làm cháy bộ điều khiển điện tử;

Đối với những xe có quạt ly hợp điện từ, quạt ly hợp điện từ sẽ tạo ra suất điện động ngược cao hơn tại thời điểm mất điện Do đó, để bảo vệ EDC và các bộ phận điện khác của xe, nên lắp thêm một diode tự do vào mạch điện ( bản thân ly hợp điện

từ được thêm vào mà không có Diode) và đường dây điện mạch chính của quạt ly hợp điện từ được kết nối với vị trí công tắc nguồn chính

Dây nối của EDC cần phải chống thấm nước, tất cả các chân không sử dụng phải được cắm mù, và các chân đã sử dụng cần được bịt kín bằng phích cắm keo

Hình 2 8 Nguyên tắc đấu nối nguồn

Sơ đồ chân EDC

Hình 2 7 Hình dạng giắc trên bộ điều khiển điện tử Bảng 2 2 Sơ đồ đo được trên thực tế động cơ tại trường

X917-01 Cylinder 5 injector Cylinder 5 injector X917-02 Cylinder 6 injector Cylinder 6 injector X917-03 Cylinder 4 injector Cylinder 4 injector

Chân Tham khảo tài liệu Đo kiểm thực tế

X917-25 Cylinder 5 injector Cylinder 5 injector

X917-26 Cylinder 6 injector Cylinder 6 injector

X917-27 Cylinder 4 injector Cylinder 4 injector

Chân Tham khảo tài liệu Đo kiểm thực tế

X917-36 Rail pressure sensor signal Rail pressure sensor signal

X917-37 Air pressure temperature sensor signal Air pressure temperature

sensor signal X917-38 -

X917-39 Coolant temperature sensor signal Coolant temperature sensor

Chân Tham khảo tài liệu Đo kiểm thực tế

X917-47 -

X917-49 Cylinder 1 injector Cylinder 1 injector

X917-50 Cylinder 3 injector Cylinder 3 injector

X917-51 Cylinder 2 injector Cylinder 2 injector

X917-58 ZME Fuel metering unit power supply

X917-59 Common ground (fuel temperature

sensor, coolant temperature sensor)

X917-60 Rail pressure sensor ground Rail pressure sensor ground X917-61 Crankshaft pressure sensor signal

X917-65 Crankshaft sensor signal (-) Crankshaft sensor signal (-)

X917-66 Crankshaft sensor signal (+) Crankshaft sensor signal

(+) X917-67 Camshaft sensor signal (+) Camshaft sensor signal (+) X917-68 Camshaft sensor signal (-) Camshaft sensor signal (-) X917-69 Common ground (input 7)

X917-73 Cylinder 1 injector Cylinder 1 injector

Chân Tham khảo tài liệu Đo kiểm thực tế

X917-74 Cylinder 3 injector Cylinder 3 injector

X917-75 Cylinder 2 injector Cylinder 2 injector

X917-83 ZME Fuel metering unit Van định lượng SCV

X917-85 - Áp suất dầu

X917-86 Air pressure temperature sensor signal Air pressure temperature

sensor signal X917-89 -