THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 2KD-FTV TRÊN XE TOYOTA HIACE

THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 2KD-FTV TRÊN XE TOYOTA HIACE Mục đích ý nghĩa đề tài -Hệ thống nhiên liệu common rail nó mang lại những lợi ích khi sử dụng như: tiết kiệm nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường, công suất lớn, giảm tiếng ồn trong động cơ... -Việc nghiên cứu hệ thống nhiên liệu Common Rail sẽ giúp chúng ta nắm bắt những kiến thức cơ bản để nâng cao hiệu quả khi sử dụng, khai thác, sửa chữa và cải tiến chúng. Ngoài ra nó còn góp phần xây dựng các nguồn tài liệu tham khảo phục vụ nghiên cứu trong quá trình học tập và công tác.

ĐẶT VẤN ĐỀ

 Hiện nay trên thế giới nhiên liệu diesel rất được ưa chuộng do những ưu điểm của nó mặt khác qui định về khí thải phải giảm và cần giảm tiếng ồn ôtô

sử dụng động cơ diesel

 Do vậy các nhà sản xuất đã nổ lực phát triển công nghệ nhằm giảm lượng tiêu hao nhiên liệu, lượng khí thải, giảm tiếng ồn, đồng thời cải tiến công suất

và tự động hoá trong điều khiển đối với ôtô sử dụng động cơ diesel

 Hệ thống nhiên liệu Common Rail ra đời một phần nào giải quyết vấn đề trên Vì vậy em quyết định chọn đề tài “thiết kế hệ thống nhiên liệu động cơ 2KD-FTV trên xe Toyota Hiace” để nghiên cứu tìm hiểu sâu hơn tính năng hệ thống nhiên liệu này

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

TRÊN XE TOYOTA HIACE

Giáo viên hướng dẫn : PGS-TS TRẦN VĂN NAM Giáo viên duyệt : TS DƯƠNG VIỆT DŨNG

Sinh viên thực hiện : HOÀNG VĂN TUẤN

Lớp : 05C4

ĐÀ NẴNG 2010

NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

4 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ 2KD-FTV

5 Kết cấu bơm cao áp động

MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA ĐỀ TÀI

Mục đích ý nghĩa đề tài

-Hệ thống nhiên liệu common rail nó mang lại những lợi ích khi sử dụng như: tiết kiệm nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường, công suất lớn, giảm tiếng ồn trong động cơ

-Việc nghiên cứu hệ thống nhiên liệu Common Rail

sẽ giúp chúng ta nắm bắt những kiến thức cơ bản

để nâng cao hiệu quả khi sử dụng, khai thác, sửa chữa và cải tiến chúng Ngoài ra nó còn góp phần xây dựng các nguồn tài liệu tham khảo phục vụ nghiên cứu trong quá trình học tập và công tác

GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ

Giới thiệu động cơ 2KD-FTV

với hệ thống hồi lưu khí xả, hệ thống

tăng áp tuabin và hệ thống phối khí

của các xupáp được dẫn động trực

tiếp từ trục cam thông qua con đội

thuỷ lực, hệ thống cam kép tác dụng

trực tiếp DOHC16 xupáp.

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL

Tổng quan về hệ thống nhiên liệu động cơ diesel

-Kỹ sư người Đức Rodlf Diesel là người sáng chế ra động cơ phun dầu năm 1892.

-Và vào năm 1936 Mercedes-Benz của Đức đã cho ra mắt chiếc ô tô lắp động cơ diesel đầu tiên trên thế giới.

-Ngày nay với sự phát triển rất nhanh của cộng nghệ điện tử, công nghệ này đã được ứng dụng vào động cơ đốt trong.

 Nhiệm vụ

 Dữ trữ nhiên liệu

* Lọc sạch nhiên liệu

 Cung cấp nhiên liệu cho động cơ

 Các tia phun nhiên liệu vào xy lanh động cơ phải

đảm bảo kết hợp tốt giữa số lượng và phương hướng,

hình dạng kích thước của các tia phun với hình dạng

buồng cháy để hoà khí hình thành nhanh và đều

 Yêu cấu

 Hoạt động lâu bền có độ tin cậy cao

 Dễ dàng và thuận tiện trong sử dụng, bảo dưỡng

và sữa chữa

 Dễ chế tạo, giá thành hạ

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL

1Bulông xả khí Bầu lọc nhiên liệu2

Đường ống dẫn nhiên liệu đến bơm cao áp3

Vòi phun 4

Đường ống dẫn nhiên liệu về thùng chứa5

Đường ống cao áp6

Van tràn 7

Bơm cao áp 8

Bơm chuyển nhiên liệu9

Ống dẫn nhiên liệu từ thùng chứa

10

Ống dẫn nhiên liệu rò rỉ về thùng chứa

11 Thùng chứa nhiên liệu12

13 Bulông xả nước

5

6 4

7

8 9

10

11

12 13

HỆ THỐNG NHIÍN LIỆU DIESEL

NHƯỢC ĐIỂM ĐỘNG CƠ DIESEL

Nhược điểm của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel cổ điển đó là các bộ phận, cụm chi tiết của hệ thống được dẫn động bằng cơ khí nên có độ trễ nhất định vì vậy làm việc không thích hợp với sự thay đổi tải của động cơ Làm thải khói đen khá lớn khi tăng tốc, tiêu hao nhiên liệu còn cao

và tiếng ồn lớn…

Hiện nay, các nhược điểm của hệ thống nhiên liệu Diesel

đã được khắc phục bằng cải tiến các bộ phận như: Bơm cao áp, vòi phun, ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao, các ứng dụng điều khiển tự động nhờ sự phát triển của công nghệ Đó là hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel

THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 2KD-FTV

Loại buồng cháy Thống nhất

Loại động cơ Tăng áp tuabin khí

Bảng thông số cho trước

Tín thông số Kí hiệu Giâ trị Thứ nguyín

Âp suất khí nạp Pk 0,15 MN/m 2

Nhiệt độ khí nạp Tk 298 o K

Hệ số dư lượng không khí α 1,75

Âp suất cuối quâ trình

nạp Pa 0,144 MN/m 2

Âp suất khí sót Pr 0,13 MN/m 2

Nhiệt độ khí sót Tr 800 o K

Độ sấy nóng khí nạp mới T 26 o K

Chỉ số giản nở đoạn nhiệt m 1,45

Hệ số lợi dụng nhiệt tại z z 0,85

Hệ số lợi dụng nhiệt tại b b 0,9

c

y z

c'' z''

b''

µ p = 0.0356[MN/m2.mm]

ĐỒ THỊ CÔNG GIẢN ĐỒ BRICK

7 8 9 10 11

12 13 14 15 16 17 18

µ s = 0.536

b' a'

Vc

Bảng thông số chọn

SƠ ĐỒ HỆ THỐNG COMMON RAIL

ECU EDU

NE G Cảm biế n khác

8

13 14

Ống dẫn NL

Ống NL đầu vào

Vị trí các chi tiết trên động cơ

ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG COMMON RAIL

Áp suất nhiên liệu cao

Tích trữ áp suất nhiên liệu

cao

Tích trữ áp suất nhiên liệu

cao

Áp suất nhiên liệu, lượng

phun và thời điểm phun

được điều khiển điện tử

Áp suất nhiên liệu, lượng

phun và thời điểm phun

được điều khiển điện tử

• Hiệu năng và tính kinh tế nhiên liệu tăng cao

• Tiếng ồn nhỏ và ít rung động

• Khí thải sạch

Nhiên liệu được phun với

áp suất cao ở mọi dải tốc

độ của động cơ

Nhiên liệu được phun với

áp suất cao ở mọi dải tốc

độ của động cơ

Nhiên liệu hòa trộn tốt hơn

Điều khiển động cơ với

độ chính xác cao

Điều khiển động cơ với

độ chính xác cao

3 2

6

8 7

9 1

BƠM CAO ÁP

Bơm cấp liệu

Van phân phối

SCV (Van điều khiển hút)

Cảm biến

áp suất nhiên liệu

Van 1

chiều

Cơ cấu lệch tâm và vành cam

Pitton

VAN SCV

3 2

6 5

4

1

ỐNG PHÂN PHỐI

5 4

6

3

10 12

11

VÒI PHUN COMMON RAIL

1-Lỗ phun; 2-Mặt côn; 3-Kim phun; 4-Buồng nhiên liệu áp suất cao; 5-Lò so kim phun; 6-Đũa đẩy; 7-Đường hồi nhiên liệu; 8-Đầu nối nhiên liệu hồi; 9-Buồng điều khiển; 10-Van từ; 11-Cuộn dây từ; 12-Đầu cắm điện đến ECU; 13-Lỗ tiết lưu; 14-Lỗ tiết lưu; 15-Mạch điện; 16-lò

xo xả; 17-Đầu nối nhiên liệu vào; 18- Thân vòi phun; 19- Êcu; 20-Đường dầu cao áp tới kim phun.

Mô tơ loại van quay điện từ Van cắt cửa nạp

Dòng khí nạp

Phần tử Hall IC

Phần tử Hall IC

Nam châm

Nam châm

Nam châm

Nam châm

Các lá thép

Các lá thép

Nam châm

Nam châm

Cảm biến vị trí của van cắt cửa nạp

Cảm biến vị trí của van cắt cửa nạp

Mô tơ loại điện

Accelerator Pedal Arm

Mạch IC

điện trở từ

Nam châm

CẢM BIẾN BÀN ĐẠP GA

NE

1

2 ECU

Sơ đồ mạch điện

CẢM BIẾN TRỤC KHUỶU

CẢM BIẾN VỊ TRÍ TRỤC CAM

Cảm biến vị trí trục cam sử dụng loại cuộn dây điện từ, được lắp phía đầu động cơ, gần bơm cao áp, roto cảm biến

có 5 răng Cảm biến này phát hiện vị trí TDC của xylanh để gửi tín hiệu về ECU,

cứ 2 vòng quay trục khuỷu động cơ sẽ có

5 xung tín hiệu xoay chiều phát ra và gửi

CÂC CẢM BIẾN

độ khí nạ p

Cảm biế n nhiệ t độ nước làm mát độ ng cơ

83 92

Tìm hiểu các dạng hư hỏng, chẩn đoán cách khắc phục

Cặp piston-xylanh bơm cao áp bị mòn

Lỗ phun bị tắc hoặc giảm tiết diện

Kim phun mòn

Kẹt kim phun

Lò xo van điện từ bị giãn

Lõi lọc quá cũ, bẩn gây mất chức năng lọc dẫn đến tắc lọc Cặn bẩn,

tạp chất nhiều trong cốc lọc gây tắc lọc giảm tính thông qua của lọc.

Các đường ống hở không khí lọt vào làm động cơ không nổ

này phải dùng các pan mà nhà chế tạo cung cấp để phát hiện các triệu chứng

KẾT LUẬN

Như vậy với hệ thống Common Rail quá trình cháy của động cơ được cải thiện đáng kể, tăng tính kinh tế nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường, giảm tiếng ồn, tăng hiệu suất của động

cơ Do đó việc áp dung hệ thống Common Rail trên động cơ 2KD-FTV là đề tài đang được quan tâm nghiên cứu bởi vì ô nhiễm môi trường

và sự cạn kiệt nhiên liệu đang là vấn đề cấp bách trên toàn cầu.