NGHIÊN cứu ẢNH HƯỞNG QUY LUẬT PHUN TRÊN hệ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL

MỤC LỤCMỤC LỤC1DANH MỤC BẢNG BIỂU4DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ5DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT7MỞ ĐẦU8CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ101.1.Tổng quan hệ thống nhiên liệu diesel điện tử101.2. Bơm VE điện tử điều khiển bằng van xả101.2.1.Bơm VE điện tử một piston hướng trục101.2.2. Bơm VE điện tử một piston hướng kính111.2.3. Van điều khiển lượng phun SPV121.2.4. Van điều khiển thời điểm phun TVC141.3. Hệ thống nhiên liệu với bơm vòi phun kết hợp điều khiển điện tử ( EUI và HEUI)161.3.1.Hệ thống nhiên liệu Diesel EUI161.4. Hệ thống nhiên liệu Diesel HEUI201.4.1. Khái quát về hệ thống nhiên liệu Diesel HEUI201.4.2. Vòi phun HEUI211.5.Hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail231.5.1.Sơ đồ cấu tạo chung231.5.2.Nguyên lý hoạt động của hệ thống231.5.3.Phân loại bơm cao áp của hệ thống24CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL282.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu Common rail282.1.1. Nguyên lý hoạt động282.1.2. Cấu tạo292.1.2.1. Bơm thấp áp292.1.2.2 Bơm cao áp.302.1.2.3.Ống phân phối Rail322.1.2.4. Bộ hạn chế áp suất332.1.2.5. Van xả áp (Bộ điều chỉnh áp suất)342.1.2.6.Van điều khiển hút (SCV)342.1.2.7. Vòi phun352.1.2.8. Van điều khiển áp suất nhiên liệu Rail392.1.3. Quy luật cháy trong động cơ Diesel402.1.3.1. Diễn biến và các thông số đặc trưng402.1.3.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy của động cơ diesel422.1.3.3. Cấu trúc của các tia nhiên liệu, quy luật phun nhiên liệu và quy luật tạo HHC432.1.3.4. Góc phun sớm nhiên liệu (φs)432.1.3.6. Tải của động cơ442.1.4. Quá trình phun và điều khiển phun nhiên liệu của hệ thống nhiên liệu Common Rail442.1.4.1. Quá trình phun nhiên liệu442.1.4.2.Quá trình điều khiển phun nhiên liệu của hệ thống nhiên liệu Common Rail462.1.4.3. Phun mồi492.1.4.4. Phun chính51CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM533.1. Các khả năng của băng thử động cơ một xy lanh533.2. Trang thiết bị băng thử533.3. Động cơ thí nghiệm AVL5402533.4. Phanh điện DYNO AMK543.5. Thiết bị đo khối lượng nhiên liệu AVL 733S553.6. Thiết bị đo độ khói Smoke Meter AVL 415S563.7. Thiết bị điều khiển tay ga Throttle actuator (THA100)563.8. Thiết bị đo đa năng AVL 620 INDIESET573.9. Thiết bị điều khiển nhiệt độ nước làm mát và dầu bôi trơn AVL577.573.10. Thiết bị chụp ảnh buồng cháy VISIOSCOPE 513D573.11. Tủ CEBII583.12. Hệ thống PUMA và EMCON593.13. Phần mềm INCA603.14. Phương pháp thực hiện61CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN644.1 Kết quả thử nghiệm đánh giá ảnh hưởng các thông số điều khiển tới tính năng công suất,tiêu thụ nhiên liệu và phát thải động cơ tại tốc độ 2000 vph644.1.1. Ảnh hưởng áp suất phun tới tính năng công suất, tiêu thụ nhiên liệu và phát thải của động cơ tại tốc độ 2000 vp644.1.2. Ảnh hưởng góc phun sớm tới tính năng công suất, tiêu thụ nhiên liệu và phát thải của động cơ tại tốc độ 2000 vph70KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI75

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 5

1.1.Tổng quan hệ thống nhiên liệu diesel điện tử 9

1.2 Bơm VE điện tử điều khiển bằng van xả 9

1.2.1.Bơm VE điện tử một piston hướng trục 9

1.2.2 Bơm VE điện tử một piston hướng kính 10

1.2.3 Van điều khiển lượng phun SPV 11

a) SPV loại thông thường 11

1.2.4 Van điều khiển thời điểm phun TVC 13

1.3 Hệ thống nhiên liệu với bơm- vòi phun kết hợp điều khiển điện tử ( EUI và HEUI) 15

1.3.1.Hệ thống nhiên liệu Diesel EUI 15

b) Hệ thống dẫn động phun 16

1.4 Hệ thống nhiên liệu Diesel HEUI 19

1.4.1 Khái quát về hệ thống nhiên liệu Diesel HEUI 19

1.4.2 Vòi phun HEUI 20

1.5.Hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail 22

1.5.1.Sơ đồ cấu tạo chung 22

1.5.2.Nguyên lý hoạt động của hệ thống 22

1.5.3.Phân loại bơm cao áp của hệ thống 23

2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu Common rail 27

2.1.1 Nguyên lý hoạt động 27

2.1.2 Cấu tạo 28

2.1.2.1 Bơm thấp áp 28

2.1.2.2 Bơm cao áp 29

2.1.2.3.Ống phân phối Rail 31

2.1.2.4 Bộ hạn chế áp suất 32

2.1.2.6.Van điều khiển hút (SCV) 33

2.1.2.8 Van điều khiển áp suất nhiên liệu Rail 38

2.1.3 Quy luật cháy trong động cơ Diesel 39

2.1.3.1 Diễn biến và các thông số đặc trưng 39

2.1.3.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy của động cơ diesel 41

2.1.3.3 Cấu trúc của các tia nhiên liệu, quy luật phun nhiên liệu và quy luật tạo HHC 42

2.1.3.4 Góc phun sớm nhiên liệu (φs) 42

2.1.3.6 Tải của động cơ 43

2.1.4 Quá trình phun và điều khiển phun nhiên liệu của hệ thống nhiên liệu Common Rail 44

2.1.4.1 Quá trình phun nhiên liệu 44

2.1.4.2.Quá trình điều khiển phun nhiên liệu của hệ thống nhiên liệu Common Rail .45 2.1.4.3 Phun mồi 48

2.1.4.4 Phun chính 50

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 52

3.1 Các khả năng của băng thử động cơ một xy lanh 52

3.2 Trang thiết bị băng thử 52

3.3 Động cơ thí nghiệm AVL5402 52

3.4 Phanh điện DYNO AMK 54

3.5 Thiết bị đo khối lượng nhiên liệu AVL 733S 54

3.6 Thiết bị đo độ khói Smoke Meter AVL 415S 55

3.7 Thiết bị điều khiển tay ga Throttle actuator (THA100) 55

3.8 Thiết bị đo đa năng AVL 620 INDIESET 56

3.9 Thiết bị điều khiển nhiệt độ nước làm mát và dầu bôi trơn AVL577 56

3.10 Thiết bị chụp ảnh buồng cháy VISIOSCOPE 513D 56

3.11 Tủ CEB-II 57

3.12 Hệ thống PUMA và EMCON 58

3.13 Phần mềm INCA 59

3.14 Phương pháp thực hiện 60

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 63

4.1 Kết quả thử nghiệm đánh giá ảnh hưởng các thông số điều khiển tới tính năng công suất,tiêu thụ nhiên liệu và phát thải động cơ tại tốc độ 2000 v/ph 63

4.1.1 Ảnh hưởng áp suất phun tới tính năng công suất, tiêu thụ nhiên liệu và phát thải của động cơ tại tốc độ 2000 v/p 63 4.1.2 Ảnh hưởng góc phun sớm tới tính năng công suất, tiêu thụ nhiên liệu và phát thải của động cơ tại tốc độ 2000 v/ph 69

KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 74

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 4.1 Bảng kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của áp suất phun tại chế độ

Bảng 4.4 Bảng kết quả đo ảnh hưởng góc phun sớm tại tốc độ 2000(v/ph),

ncesourcenotfoundBảng 4.5 Bảng kết quả đo ảnh hưởng góc phun sớm tại tốc độ 2000(v/ph),

ncesourcenotfoundBảng4.6 Bảng kết quả đo ảnh hưởng góc phun sớm tại tốc độ 2000(v/ph),

75% tải

Error:Referencesourcenotfound

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1 ECU Bộ xử lý trung tâm

3 SPV Van điều khiển lượng phun

5 TCV Van điều khiển thời điểm phun

6 EUI Hệ thống nhiên liệu Diesel EUI

7 HEUI Hệ thống nhiên liệu Diesel HEUI

8 ADC Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số

9 COM Cổng nối tiếp để kết nối máy tính và vi xử lý

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

a Tính cấp thiêt của đề tài

Động cơ đốt trong hiện nay là một trong những nguồn động lực chủ yếu trong các ngành công nghiệp đặc biệt là trong lĩnh vực giao thông vận tải Một nhược điểm lớn nhất của động cơ đốt trong là trong khí xả có chứa nhiều chất độc hại đối với sức khỏe của con người và gây ô nhiễm môi trường Để hạn chế nhược điểm này, các nước trên thế giới đã đưa ra các tiêu chuẩn về khí thải.Muốn đáp ứng được các tiêu chuẩn về khí thải cần có các biện pháp kĩ thuật xử lý khí thải Các thông số kinh tế kĩ thuật của động

cơ diesel phụ thuộc nhiều vào quá trình hình thành hỗn hợp trong xylanh động cơ, trong đó quy luật cung cấp nhiên liệu có ảnh hưởng quyết định nhằm nâng cao chất lượng động cơ đặc biệt là chất lượng khí xả, hệ thống nhiên liệu Common Rail điều khiển điện tử hiện nay đã được xử dụng khá rộng rãi Hệ thống nhiên liệu Common Rail cung cấp nhiên liệu chính xác điều khiển áp suất phun, thời điểm phun hợp lý ở từng chế độ làm việc của động cơ

Đứng trước vấn đề ô nhiễm môi trường và tiếngồn đặc trưng của động cơ diesel ,

em đã chọn đề tài “Nghiên cứuảnh hưởng quy luật phun đến hệ thống nhiên liệu Common Rail” để có thể hiểu sâu hơn về vấn đề này

b Ý nghĩa của đề tài

- Đề tài giúp sinh viên củng cố, tổng hợp và nâng cao kiến thức chuyên ngành

- Thông qua thực nghiệm có thể tìm ra được thông số tốiưuđể nhập vào ECU điều khiển, góp phần cải thiện tính năng kinh tế,kĩ thuật và giảm phát thải độc hại của động

cơ Diesel

2 Mục tiêu nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu

a Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giáảnh hưởng các thông sốđiều khiển trong hệ thống Common Rail đến tính năng công suất, tiêu thụ nhiên liệu và phát thải động cơ Diesel

- Xác định các tham sốđiều khiển của hệ thống nhiên liệu Common Rail sử dụng trên động cơ AVL 5402 để:

+ Cải thiện đặc tính động cơ

+ Giảm lượng phát thải độc hại

b Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng: Ảnh hưởng quy luật phun trong hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail

- Khách thể nghiên cứu: Hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel điện tử

Thực nghiệm được tiến hành trên băng thử động cơ tại phòng thí nghiệm động cơ đốt trong - Viện cơ khí động lực- Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Quá trình thực nghiệm nhằm đánh giá ảnh hưởng các thông số điều khiển tới tính năng công suất, tiêu thụ nhiên liệu và phát thải động cơ

3 Những nội dung chính

Thuyết minh của đề tài được chia thành những phần như sau:

 Mở đầu

 Chương 1: Tổng quan hệ thống Diesel điện tử

 Chương 2: Hệ thống nhiên liệu Common Rail

 Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm

 Chương 4: Kết quả và thảo luận

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ1.1.Tổng quan hệ thống nhiên liệu diesel điện tử

ECU phát hiện tình trạng hoạt động của động cơ dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến Căn cứ vào các thông tin này, ECU sẽ điều khiển lượng phun nhiên liệu và thời điểm phun để đạt đến một mức tối ưu bằng cách dẫn đông động cơ bằng cơ cấu chấp hành

Hình 1.1 Sơ đồ tổng quan của hệ thống

Hệ thống EFI – Diesel điều khiển lượng phun, thời điểm phun thông qua ECU điều khiển đạt được những lợi ích tối ưu:

- Công suất động cơ cao

- Mức tiêu thụ nhiên liệu thấp

- Các khí thải thấp

- Tiếng ồn thấp

- Giảm lượng khí xả đen và trắng

1.2 Bơm VE điện tử điều khiển bằng van xả

1.2.1.Bơm VE điện tử một piston hướng trục

a) Cấu tạo:

Bơm VE loại này có:Bơm sơ cấp, khớp chữ thập dẫn động cam, vành con lăn, cơ cấu điều khiển phun sớm, van xả áp SPV,van điều khiển phun sớm TCV, cảm biếntốc độ… không có quả ga và piston không có lỗ ngang Vì vậy để điều chỉnh lượng nhiên liệu phun thì bơm sử dụng một van xả áp thông với khoang xylanh

Hình 1.2 Cấu trúc của bơm VE loại hướng trục

b) Hoạt động:

Khi động cơ làm việc thì một bơm sơ cấp loại cánh gạt được bố trí trong bơm VE

sẽ hút dầu từ thùng dầu qua lọc và nén trong khoang bơm đến áp suất 2 ÷ 7 (kg/cm2)

và gọi là áp suất sơ cấp.Sau đó dầu có áp suất này được đưa tới chờ sẵn tại cửa nạp và khi phần xẻ rãnh của piston trùng với cửa nạp thì dầu được nạp vào khoang xylanh Khi piston quay lên thì phần không xẻ rãnh ở đầu piston sẽ che lấp cửa nạp, đồng thời lúc này phần lồi của cam đĩa sẽ trèo lên con lăn làm cho piston bị đẩy lên để nén dầu trong khoang xylanh Dầu trong khoang xylanh bị nén tới gần áp suất phun thì cửa chia dầu trên piston trùng với một đường dẫn ra một vòi phun nào đó Do vậy, khi dầu trong khoang xylanh đạt tới áp suất phun thì van ngắt dầu mở, dầu theo đường cao áp tới kim phun Nó sẽ mở kim phun và phun dầu vào buồng cháy động cơ Lượng dầu phun vào động cơ nhiều hay ít phụ thuộc vào thời điểm mở van xả áp Nếu vòi phun đang phun mà van xả áp mở ra thì dầu trong khoang xylanh sẽ thông qua van xả áp về khoang bơm làm mất áp suất phun

1.2.2 Bơm VE điện tử một piston hướng kính

+ Cấu tạo:

Bơm VE loại này vẫn có một bơm sơ cấp để tạo ra áp suất sơ cấp nạp vào trong khoang bơm Trục bơm được nối với roto và ở roto bố trí 4 piston hướng kính chịu tác động của các con lăn thông qua đế con lăn, ở giữa là một lỗ khoang dọc tâm, lỗ khoang này thông với cửa nạp dầu và cửa chia dầu Phía ngoài roto là một vành cam

Hình 1.3 Cấu trúc bơm VE loại hướng kính +Hoạt động

Khi động cơ làm việc thì dầu có áp suất sơ cấp sẽ chờ sẵn ở của nạp dầu và đến khi một lỗ xẻ rãnh ở trên roto trùng với cửa nạp thì dầu sẽ được nạp vào trong khoang xylanh, tiếp sau đó thì lỗ xẻ rãnh trên roto sẽ che lấp lỗ nạp dầu đồng thời các con lăn

sẽ trèo lên phần lồi của vành cam nên các piston có xu hướng chuyển động dập vào với nhau để nén dầu trong khoang xylanh Và khi áp suất dầu gần đạt tới áp suất phun thì một lỗ xẻ rãnh khác trên roto lại trùng với cửa chia dầu ra một vòi phun nào đó Nên khi dầu trong khoang xylanh đạt tới áp suất phun thì vòi phun sẽ phun dầu vào buồng cháy động cơ, còn lượng phun nhiều hay ít thì phụ thuộc vào thời điểm mở van

xả áp

1.2.3 Van điều khiển lượng phun SPV

Van điều khiển lượng phun là một trong những bộ phận trong bộ chấp hành của

hệ thống nhiên liệu điều khiển điện tử.Nó có nhiệm vụ điều khiển lượng phun nhiên liệu vào buồng cháy động cơ thông qua các tín hiệu tác động từ ECU và xả áp suất về bơm khi kết thúc quá trình phun

+ Van điều khiển lượng phun hiện nay có hai loại:

- SPV thông thường: Được sử dụng trong máy bơm piston hướng trục

- SPV trực tiếp: Được sử dụng trong máy bơm piston hướng kính cho những ứng dụng áp suất cao

a) SPV loại thông thường

+ Cấu tạo

Hình 1.4 SPV loại thông thường

SPV loại thông thường bao gồm 2 van: Van chính và van điều khiển Ngoài ra còn có thêm một cuộn dây, lò xa chính và lò xo điều khiển

SPV áp dụng cho cả hai loại bơm khác nhau có cấu tạo và hoạt động khác nhau Loại van xả áp thông thường áp dụng cho bơm một piston hướng trục có cấu tạo thành hai phần: Van chính và van điều khiển Cuộn dây của van điều khiển được cấp dương

và điều khiển mát Nó điều khiển bằng điện áp nguồn cơ bản của xe Ở van chính có một tiết lưu nhỏ để thông áp suất từ khoang xylanh lên mặt trên của khoang chính tạo

ra sự cân bằng lực tác động vào van chính Như vậy van điều khiển chỉ đóng vai trò xả phần áp suất phía trên của van chính, tạo điều điện cho áp suất ở khoang xylanh đẩy van chính lên mở đường xả áp suất về khoang bơm và kết thức phun

+ Hoạt động

Khi khóa điện bật ON thì cuộn dây của van điều khiển cũng được cấp điện.Để nút (bịt) đường dầu hồi phía trên van chính và như vậy quá trình phun dầu xảy ra bình thường.Đến khi cần kết thúc phun thì ECU sẽ cắt điện ở cuộn dây van điều khiển, lò

xo điều khiển sẽ đẩy lõi thép của van điều khiển và mở thông khoang trên của van chính với khoang xylanh

b) SPV loại điều khiển trực tiếp

+ Cấu tạo

Hình 1.5 SPV loại điều khiển trực tiếp

SPV loại trược tiếp gồm có: Một cuộn dây, một van điện từ và một lò xo

Trái ngược với SPV loại thông thường, lọa SPV hoạt động trực tiếp thích hợp dùng cho máy bơm có áp suất cao, với các đực điểm là mức độ thích ứng và lưu lượng phun cao

Hơn nữa, các tín hiệu từ ECU được khuyếch đại bằng EDU để vận hành van ở mức điện áp cao khoảng 160 ÷ 190 (V) khi van đóng.Sau đó, van vẫn ở trạng thái đóng khi điện áp giảm thấp xuống

+ Hoạt động

Khi khóa điện được bật ON thì EDU sẽ cấp cho cuộn dây của van điện một điện

áp khoảng 160 ÷190 (V) và ngay sau đó nó duy trì điện áp trên cuộn dây khoảng 60 ÷ 80(V) Khi đó, lõi thép của van sẽ bị từ trường của cuộn dây hút mạnh và làm cho van đóng chặt cửa hồi dầu.Đảm bảo quá trình phun nhiên liệu xảy ra bình thường Khi muốn kết thúc phun thì tín hiệu từ ECU thông qua EDU điều khiển cắt điện ở cuộn dây van xả áp, lò xo sẽ đẩy lõi thép đi lên, đồng thời áp lực dầu ở khoang xylanh đẩy phần van để mở đường dầu xả về khoang bơm làm mất áp suất phun

1.2.4 Van điều khiển thời điểm phun TVC

+ Cấu tạo

Cấu tạo chính của TCV gồm: Lõi Stator, lò xo hồi vị và lõi chuyển động Điện trở cuộn dây ở 200 là 10÷ Ω 14

Hình 1.6 Cấu tạo van TCV

+ Hoạt động

Van TCV được điều khiển bằng tỷ lệ hiệu dụng (tỷ lệ theo chu kỳ làm việc) thời gian tắt/ bật của dòng điện chạy qua cuộn dây Khi điện bật, độ dài thời gian mở van sẽ điều khiển áp suất nhiên liệu trong piston của bộ định thời

1.3 Hệ thống nhiên liệu với bơm- vòi phun kết hợp điều khiển điện tử ( EUI

Các vòi phun; 6- ECM; 7- Các cảm biến

Mặc dù được giới thiệu vào cuối những năm 80, nhưng hệ thống nhiên liệu EUI

đã đạt được những thành tựu nhất định về mặt cấu tạo, nâng cao tính năng làm việc và

độ tin cậy EUI còn là tiền đề cho hệ thống nhiên liệu HEUI (Tác động thủy lực, điều khiển điện tử )sau này

+ Hệ thống nhiên liệu EUI có 5 bộ phận cấu thành:

- Các vòi phun EUI: Tạo ra áp suất phun tới 207000kPa (30.000 psi) và ở tốc độđịnh mức nó phun tới 19 lần/s;

- Bơm chuyển nhiên liệu: Cung cấp nhiên liệu cho các vòi phun bằng cách hút nhiên liệu từ thùng chứa và tạo ra một áp suất từ 60-125 psi;

- Mô-đun điều khiển điện tử (ECM – Electronic Control Module): Là một máy vi tính công suất lớn điều khiển các hoạt động chính của động cơ;

- Các cảm biến: Là những thiết bị điện tử kiểm soát các thông số của các động cơ: như nhiệt độ, áp suất, tốc độ… và cung cấp các thông tin cho ECM bằng một điện thế tín hiệu

- Các thiết bị tác động: Là những thiết bị điện tử sử dụng các cường độ dòng điện từ ECM để làm việc hoặc thay đổi hoạt động của động cơ Ví dụ thiết bị tác động vòi phun là công tắc điện từ

c) Vòi phun

+ cấu tạo

Hình 1.10: Các bộ phận chính của vòi phun 1- Cụm van điều khiển phun; 2- Xi lanh ép; 3- Pittong bơm; 4- Xi lanh;

5- Cụm vòi phun;

+ Hoạt động của vòi phun

Hoạt động của vòi phun điện tử EUI bao gồm 4 giai đoạn sau: Trước khi phun, Phun, Kết thúc phun và nạp nhiên liệu Các vòi phun dùng Piston bơm và xi lanh để bơm nhiên liệu áp suất cao vào buồng đốt.Các bộ phận của vòi phun bao gồm công tắc điện từ, xi lanh ép, Piston bơm, xi lanh và cụm đầu vòi phun Các chi tiết của cụm đầu phun gồm lò xo, kim phun và một đầu phun Van ống bao gồm các bộ phận: Công tắc điện từ, phần ứng, van đĩa và lò xo van đĩa

Vòi phun được lắp vào lỗ vòi phun trên mặt quy lát có đường cấp liệu thống nhất.Ống lót vòi phun cách ly nó với chất làm mát động cơ và áo nước Một số động

cơ sử dụng ống lót làm bằng thép không rỉ được ép nhẹ vào mặt quy lát

Trước khi phun:Việc tạo sương mù trước khi phun bắt đầu với Piston bơm và xi

lanh ép của vòi phun ở trên đỉnh của hành trình phun nhiên liệu Khi rãnh của Piston bơm đầy nhiên liệu, van trụ và van kim ở vị trí mở Nhiên liệu ra khỏi rãnh của Piston bơm khi cơ cấu đòn gánh đẩy xi lanh ép và Piston bơm đi xuống Dòng nhiên liệu bị van kim đóng chặn lại sẽ chảy qua van trụ mở về đường cấp nhiên liệu trong mặt quy lát Nếu công tắc điện từ có điện, van trụ tiếp tục mở và nhiên liệu từ pít tông lông giơ tiếp tục chảy vào đường cấp nhiên liệu

Nạp nhiên liệu Phun nhiên liệu Hình 1.11: Các giai đoạn hoạt động của vòi phun

Phun: Để bắt đầu phun, ECM gửi một dòng điện tới công tắc điện từ trên van

ống Công tắc điện từ tạo ra từ trường để hút phần ứng Khi công tắc điện từ hoạt động, bộ phần ứng sẽ nâng van trụ do đó van trụ tiếp xúc với đế van Đây là vị trí đóng.Ngay khi van trụ đóng, đường dẫn nhiên liệu đi vào trong rãnh Piston bơmbị đóng Piston bơm tiếp tục nén nhiên liệu từ rãnh Piston bơm và làm áp suất nhiên liệu tăng lên Khi áp suất nhiên liệu đạt khoảng 34.500kPa (5000 psi), lực của nhiên liệu áp suất cao thắng được lực căng của lò xo.Lực căng này giữ vòi phun ở vị trí đóng.Kim phun di chuyển cùng đế van lên trên và nhiên liệu được phun ra ngoài.Đây là sự bắt đầu phun

Kết thúc phun:Sự phun vẫn tiếp tục khi Piston bơmdi chuyển xuống dưới và van

trụ ở vị đóng Khi áp suất không đạt tới mức quy định, ECM dừng dòng điện tới công tắc điện từ khi dòng điện tới công tắc điện từ bị ngắt, van trụ mở Van trụ được mở bởi

lò xo và áp suất nhiên liệu.Khi đó, nhiên liệu áp suất cao có thể chảy qua van trụ mở

và trở lại nguồn cung cấp nhiên liệu.Đó là kết quả sự giảm nhanh chóng áp suất trong vòi phun.Khi áp suất vòi phun giảm tới khoảng 24.000 kPa (3500 pis), vòi phun đóng

và sự phun dừng lại.Đây là kết thúc phun

Nạp: Khi Piston bơm đi xuống tới dưới của xi lanh, nhiên liệu không bị ép từ

rãnh Pít tông long-giơ nữa Piston bơmbị đẩy bởi bộ phận truyền động và lò xo hồi vị

Sự dịch chuyển lên phía trên của Piston bơm là do áp suất trong rãnh Piston bơm hạ thấp hơn áp suất nguồn cung cấp nhiên liệu Nhiên liệu chảy từ nguồn cung cấp nhiên liệu qua van trụ mở và đi vào rãnh Piston bơmvà làm Piston bơmdi chuyển lên

trên.Khi Piston bơm đi đến đỉnh của hành trình khoang Piston bơm chứa đầy nhiên liệu và nhiên liệu chảy vào khoang Piston bơm dừng lại.Đây là quá trình bắt đầu chuẩn

bị phun

1.4 Hệ thống nhiên liệu Diesel HEUI

1.4.1 Khái quát về hệ thống nhiên liệu Diesel HEUI

Hình 1.12: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu HEUI 1- Bơm cao áp; 2- Lọc dầu bôi trơn; 3- Van điều khiển áp suất tác động phun; 4- Bơm dầu bôi trơn; 5- Đường dầu cao áp; 6- Vòi phun; 7- Thùng nhiên liệu; 8- Bộ điều chỉnh áp suất nhiên liệu; 9- ECM; 10- Thiết bị tách nước; 11- Lọc thô; 12- Lọc tinh

Hệ thống nhiên liệu HEUI (Hydraulically Actuated Electronically Controlled Unit Injector- Tác động thủy lực, điều khiển điện tử) là một trong những cải tiến lớn của động cơ điezen.Nó cũng là một bộ phận trong công nghệ ACERT của hãng Carterpillar Sự ra đời của HEUI đã thiết lập những tiêu chuẩn mới đối với động cơ về tiêu hao nhiên liệu, độ bền cũng như các tiêu chuẩn về khí thải

Công nghệ phun nhiên liệu HEUI đang thay đổi cách nghĩ của cả nhà kỹ thuật lẫn người vận hành về hiệu suất của động cơ diezen.Vượt trội hơn hẳn công nghệ phun nhiên liệu truyền thống trước đây, HEUI cho phép điều chỉnh chính xác nhiên liệu phun vào buồng cháy cả về thời gian, áp suất và lượng nhiên liệu phun mang lại hiệu suất cao cho động cơ

Công nghệ phun nhiên liệu truyền thống trước đây phụ thuộc vào tốc độ động cơ, khi tốc độ động cơ tăng thì áp suất phun cũng tăng lên, gây ảnh hưởng đến độ bền của động cơ và làm tăng suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ Áp suất phun đối với hệ thống nhiên liệu HEUI không phụ thuộc vào tốc độ động cơmà được điều khiển bằng điện.Vì vậy, động cơ trang bị hệ thống HEUI sẽ tiết kiệm nhiên liệu hơn và khí xả

sạch hơn.Như vậy ứng dụng hệ thống nhiên liệu HEUI vào động cơ cho phép nâng cao hiệu suất làm việc của động cơ, tiết kiệm nhiện liệu và giảm thiểu các tổn thất cũng như tiếng ồn của động cơ.

Tuy nhiên, các thiết bị trong hệ thống nhiêu liệu HEUI có độ chính xác rất cao, nhiên liệu bẩn có thể gây mòn, thậm chí phá hỏng các chi tiết trong hệ thống Hạt bẩn

có đường kính chỉ bằng 1/5 đường kính sợi tóc đã có thể gây nguy hiểm cho hệ thống.Chính vì vậy bộ lọc giữ một vai trò rất lớn trong việc nâng cao độ bền của hệ thống

1.4.2 Vòi phun HEUI

+ Cấu tạo

Hình 1.13: Cấu tạo vòi phun HEUI

Vòi phun là một thiết bị độc lập được điều khiển trực tiếp bởi mô dun điều khiển điện tử ECM (2) Dầu có áp suất từ 800 đến 3000 psi được bơm cao áp (3) chuyển đến vòi phun Bộ phận pít tông lông-giơ trong vòi phun hoạt động tương tự như xi lanh thuỷ lực có tác dụng nâng áp suất dầu vào vòi phun lên đến áp suất phun Van điện từ

ở phía trên vòi phun nhận tín hiệu điều khiển từ ECM, qua đó điều khiển dầu bôi trơn tác động tác động vào pít tông lông-giơ để điều khiển thời điểm và lượng nhiên liệu phun

Hình1.14: Quá trình phun của vòi phun HEUI

+ Nguyên lý làm việc

Bơm áp cao của hệ thống cấp một lượng dầu thủy lựctới van điện từ củavòi phun HEUI.Tại đây van điện từ sẽ được điều khiển mở cho dầu có áp suất cao này vào trong khoang phía dưới van hình nấm để tác động phun

Một bơm cấp liệu (bơm dầu Diesel) nằm trong bơm áp cao đồng thời cấp một lượng nhiên liệu có áp suất nhất định vào đường biên của cụm kim phun Tại đây nhiên liệucó áp suất nhất định sẽ chờ sẵn ở khoang của cụm phun nằm phía dưới cần đẩy.Một phần nhiên liệu cũng được đưa xuống cụm piston tăng cường áp suất

Khi van điện từ mở, dầu áp cao sẽ được đưa vào trong khoang của van hình nấm, tạo nên một áp suất đẩy cần đẩy đi xuống Cần đẩy đi xuống sẽ đồng thời tạo ra một áp suất thắng được sức căng của lò xo trong cụm tăng cường áp suất, đẩy nhiên liệu chờ sẵn dưới khoang cảu cần đẩy ra ngoài buồng đốt của động cơ Khi van điện từ đóng lại, dầu cao áp ngừng cấp vào khoang van hình nấm, áp suất trên khoang van bị mất, đồng thời áp suất khoang bên dưới cần đẩy cũng giảm đột ngột, áp suất khoang phía dưới cần đẩy ko đủ để thắng sức căng của lò xo cụm tăng áp nữa, ngắt quá trình phun nhiên liệu

Ở vòi phun HEUI thì quá trình phun có cả phun mồi

Vòi phun là một thiết bị độc lập được điều khiển trực tiếp bởi mô dun điều khiển điện tử ECM Dầu có áp suất từ 800 đến 3000 psi được bơm cao áp chuyển đến vòi phun.Bộ phận pít tông lông-giơ trong vòi phun hoạt động tương tự như xi lanh thuỷ lực có tác dụng nâng áp suất dầu vào vòi phun lên đến áp suất phun (từ 3000 đến

21000 psi).Van điện từ ở phía trên vòi phun nhận tín hiệu điều khiển từ ECM, qua đó

điều khiển dầu bôi trơn tác động tác động vào pít tông lông-giơ để điều khiển thời điểm và lượng nhiên liệu phun.

1.5.Hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail

1.5.1.Sơ đồ cấu tạo chung

Hình 1.15 : Sơ đồ cấu tạo động cơ Diesel điện tử với ống phân phối

+ Hệ thống Common Rail gồm các khối chức năng :

- Khối cấp dầu thấp áp: Thùng dầu, bơm tiếp dầu, bộ lọc dầu, ống dẫn dầu và đường dầu hồi

- Khối cấp dầu cao áp: Bơm áp cao, Ống phân phối dầu cao áp đến các vòi phun (ống rail, ống chia chung), các tyo cao áp, van an toàn và van xả áp, vòi phun

- Khối cơ – điện tử: các cảm biến và tín hiệu, ECU và EDU ( nếu có), vòi phun, các van điều khiển nạp (còn gọi là van điều khiển áp suất rail)

1.5.2.Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Nhiên liệu được dẫn lên từ bơm tiếp dầu đặt trong bơm áp cao được nén tới áp suất cần thiết Pittong trong bơm áp cao tạo ra áp suất phun cần thiết, áp suất này thay đổi theo tốc độ động cơ và điều kiện tải từ 20 Mpa ở chế độ không tải đến 135 Mpa ở chế độ tải cao và tốc độ vận hành cao (trong các hệ thống Diesel điện tử thông thường thì áp suất này từ 10 đến 80 Mpa)

ECU điều khiển SCV (van điều khiển nạp) để điều chỉnh áp suất nhiên liệu, điều chỉnh lượng nhiên liệu đi vào bơm áp cao

ECU luôn theo dõi áp suất nhiên liệu trong ống phân phối bằng cảm biến áp suất nhiên liệu và thực hiện điều khiển phản hồi

1.5.3.Phân loại bơm cao áp của hệ thống

+ Bơm cao áp của hệ thống Common Rail gồm 3 loại chính

- Loại bơm 2 piston

- Loại bơm 3 piston

- Loại bơm 4 piston

a Bơm cao áp loại 2 piston

Hình 1.16: Cấu tạo bơm áp cao loại 2 pitton 1- Van hút; 2- Pittong; 3- Cam không đồng trục; 4- SCV (Van điều khiển nạp);

5- Van phân phối; 6- Bơm cấp liệu + Nguyên lý vận hành

Píttông B dẫn nhiên liệu vào trong khi pittông A bơm nhiên liệu ra Do đó, píttông A và B lần lượt hút nhiên liệu từ bơm cấp liệu vào khoang cao áp và bơm nhiên liệu ra ống phân phối

Việc quay của cam lệch tâm làm cho cam vòng quay với một trục lệch Cam vòng quay và đẩy một trong hai pittông đi lên trong khi đẩy pittông kia đi xuống hoặc ngược lại đối với hướng đi xuống

Hình 1.16: Nguyên lý tạo áp suất trong bơm áp cao 2 pitton

Piston B bị đẩy xuống để nén nhiên liệu và chuyển nó vào ống phân phối khi píttông A bị kéo xuống để hút nhiên liệu vào Ngược lại, khi pittông A được đẩy lên để nén nhiên liệu và dẫn nó đến ống phân phối thì pittông B được kéo lên để hút nhiên liệu lên

b Bơm áp cao loại 3 pitton

Loại này gồm các chi tiết: Cam lệch tâm 3 vấu và 3 cụm piston – xylanh được đặt cách nhau 1200

Hình 1.17 : Cấu tạo bơm áp cao loại 3 pitton

1 - Trục lệch tâm; 2- Cam lệch tâm; 3- Piston bơm; 4-Van nạp; 5- Lò xo hồi vị; 6- Bơm cấp liệu; 7- PCV( Van điều khiển nạp); 8- Đường dầu hồi; 9- Dầu hồi về từ

ống rail; 10- Đường dầu đến ống rail

Khi áp suất phân phối vượt quá mức thì van an toàn sẽ xả bớt áp suất Bơm bánh răng sẽ đẩy nhiên liệu qua van nạp làm cho piston đi xuống, khi vượt qua điểm chết dưới thì van nạp đóng lại làm cho áp suất không tăng nữa, nhiên liệu trong thân bơm

bị nén lại do piston đi lên điểm chết trên và làm van cấp mở, nhiên liệu tới ống Rail.Van định lượng có nhiệm vụ điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho bơm cao áp Ngoài ra để giảm bớt khả năng tiêu thụ công suất của bơm cao áp và tránh việc làm nóng nhiên liệu một cách không cần thiết, nhiên liệu được hồi trở lại qua vòng làm mát tuần hoàn bởi van điện từ

Hình 1.18: Nguyên lý tạo áp suất trong bơm áp cao 3 pittong

c Bơm cao áp loại 4 piston

Bơm cao áp loại 4 piston gồm: 1 cam vòng, 4 piston đặt đối đỉnh với nhau từng đôi một Cấp dầu vào khoang bơm cao áp được điều khiển qua van điều khiển nạp (SCV) và truyền dầu từ bơm sơ cấp

Hình 1.19 : Cấu tạo bơm áp cao loại 4 pitton 1- SCV; 2- Van một chiều; 3- Pittong; 4- Cam lệch tâm; 5- Van phân phối

Nhiên liệu được nạp bởi bơm cấp liệu sẽ di chuyển qua SCV và van một chiều,

và được nén bởi pítttông và được bơm qua van phân phối đến ống phân phối

SCV hoạt động dưới sự điều khiển theo chu kỳ làm việc của ECU

Đồng thời, việc điều khiển dòng điện được thực hiện để hạn chế dòng điện truyền trong quá trình bật lên “ON”, vì vậy ngăn ngừa cho cuộn dây trong SCV không bị hư hỏng

Để điều chỉnh việc tạo áp ra suất nhiên liệu, thì lượng nhiên liệu đi vào bơm cao

áp được điều chỉnh bằng cách thay đổi thời gian mở /đóng của SCV

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu Common rail

2.1.1 Nguyên lý hoạt động

1: Bơm cao áp, 2 - đường dầu hồi, 3- bơm thấp áp, 4- van một chiều, 5- cảm biến tốc độ động cơ, 6- ống Rail, 7- cảm biến áp suất dầu diesel, 8- cảm biến nhiệt độ dầu diesel, 9- van giảm áp, 10- kim phun, 11- ECU, 12- tín hiệu phun; 13 - tín hiệu đầu

vào; 14 - bộ lọc; 15 - thùng nhiên liệu Hình 2.1.Sơ đồ nguyên lý của hệ thống cung cấp nhiên liệu

Common Rail

+ Nguyên lý hoạt động

Hệ thống Common Rail là hệ thống phun kiểu tích áp.Một bơm cao áp riêng biệt được đặt trong thân máy tạo ra áp suất liên tục Áp suất này chuyển tới và tích lại trong Rail cung cấp tới các vòi phun theo thứ tự làm việc của từng xylanh ECU điều khiển lượng nhiên liệu phun và thời điểm phun một cách chính xác bằng cách sử dụng các van điện từ

Khi bật khoá điện nhiên liệu được một bơm điện đặt trong thùng nhiên liệu được ECU điều khiển đẩy nhiên liệu qua bầu lọc nhiên liệu cung cấp cho bơm áp thấp kiểu bánh răng nằm trong bơm áp cao Khi khởi động động cơ bơm bánh răng làm việc sẽ cung cấp nhiên liệu cho bơm áp cao làm việc Khi động cơ làm việc ECU sẽ điều khiển cho bơm điện ngừng hoạt động Nhiên liệu có áp suất cao được tạo ra từ bơm áp cao đưa đến ống Rail Từ Rail nhiên liệu được phân phối thường trực tại các vòi phun

của động cơ.ECU nhân tín hiệu từ các cảm biến và phát tín hiệu đến các vòi phun.ECU tính toán và quyết định lượng nhiên liệu và cung cấp và thời điểm phun cho động cơ Lượng dầu hồi từ ống Rail và các vòi phun sẽ theo hai đường dầu hồi một đường quay trở lại bơm bánh răng, còn một đường quay trở lại thùng nhiên liệu

2.1.2 Cấu tạo

2.1.2.1 Bơm thấp áp

a Bơm con lăn.

.

Hình 2 2 Cấu tạo bơm con lăn

Bơm con lăn được dẫn động bằng điện được gắn bên trong thùng nhiên liệu Khi bất khóa điện ECU sẽ điều khiển cho bơm hoạt động đẩy nhiên liệu cung cấp cho bơm

áp cao hoạt động để xả e ban đầu trong hệ thống Khi động cơ làm việc ECU sẽ điều khiển sẽ điều khiển bơm áp thấp kiểu con lăn trong thùng nhiên liệu ngừng hoạt động Nhiên liệu lúc này được bơm bánh răng hút trực tiếp từ thùng nhiên liệu cung cấp cho bơm áp cao hoạt động Nhiệm vụ của bơm áp thấp là cấp nhiên liệu với một áp suất xấp xỉ 3 bar cho bơm bánh răng mỗi khi động cơ bắt đầu khởi động Điều này cho phép động cơ hoạt động ở mọi nhiệt độ của nhiên liệu

b Bơm bánh răng.

Hình 2.3 Cấu tạo bơm bánh răng.

Đây là một loại bơm cơ khí được dẫn động trực tiếp từ trục cam hút nhiên liệu từ thùng chứa qua bầu lọc nhiên liệu cung cấp cho bơm áp cao hoạt động với áp suất từ 2 – 7 bar

- Ưu điểm của bơm bánh răng cơ khí

+ Kém nhạy cảm với cặn bẩn

+ Làm việc với độ tin cậy cao

+ Tuổi thọ cao

+ Làm việc không gây ra rung động

+ Công suất của bơm 40 lít/giờ ở số vòng quay 300 vòng/phút hoặc 120 lít/giờ ở số vòng quay 2500 vòng/phút

2.1.2.2 Bơm cao áp.

Trên hình 2.4 nhiên liệu từ bơm thấp áp được chuyển tới van điều khiển nạp.ECU

sẽ điều khiển van đóng mở để cung cấp lượng nhiên liệu cho bơm áp cao làm việc.ECU nhận tín hiệu từ cảm biến áp suất nhiên liệu trên ống Rail để điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp cho bơm áp cao.Khi áp suất nhiên liệu trên ống Rail cao ECU sẽ gửi tín hiệu cho van điều khiển nạp để đóng bớt lại, khi áp suất nhiên liệu thấp ECU sẽ gửi tín hiệu đến van điều khiển nạp để mở rộng cửa nạp tăng lượng nhiên liệu cung cấp cho bơm áp cao.Quá trình hoạt động của bơm cứ diễn ra liên tục như vậy trong suốt quá trình hoạt động của động cơ.Với loại bơm 3 piston hướng kính này trong một vòng quay của trục cam dẫn động cả 3 piston đều hoạt động nhiên liệu có áp suất cao được bơm tạo ra chuyển tới ống Rail của hệ thống Loại bơm này có thể tạo ra

áp suất cực đại là 1350 bar

Thân bơm

Đường nhiênliệu thấp áp

Bánh răng chủđộng

Đường tới bơm cao áp

Hình 2.4 Nguyên lý hoạt động của bơm áp cao

loại 3 piston hướng kính.

Dưới đây giới thiệu một chu trình hoạt động của bơm cao áp ứng với 1 vòng quay của cam lệch tâm

4

1

7

9 8

2

5

3

1 Đường dầu cao áp.

2 Đường dầu hồi.

Hình 2.5 Chu kỳ hoạt động của bơm cao áp

Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bơm cao áp

Nguyên lý hoạt động:

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bơm cao áp được biểu diễn trên hình 2.6.Cam lệch tâm dẫn động piston lên xuống dạng sóng hình sin Bơm bánh răng chuyển nhiên liệu vào miệng khoang của bơm cao áp đồng thời đưa dầu đi bôi trơn và làm mát vòng tuần hoàn của bơm cao áp thông qua lỗ tiết lưu nhờ van điện từ Nếu áp suất do bơm bánh răng cung cấp vượt quá áp suất mở của van nạp từ 0,5 ÷1,5 bar thì van này sẽ

mở, bơm bánh răng sẽ đẩy nhiên liệu đi qua van nạp và làm cho piston đi xuống cho đến khi vượt quá điểm chết dưới thì van nạp sẽ đóng làm cho áp suất không tăng nữa, nhiên liệu trong thân bơm bị nén lại do piston chuyển động lên điểm chết trên và vượt

xa áp xuất của bơm bánh răng Áp suất giờ đây tăng lên làm cho van cấp mở và làm cho áp suất hiện có trong Rail tăng, bơm cung cấp nhiên liệu cho đến khi đến điểm chết trên

Khi nhiên liệu vào trong ống qua van tiết lưu một phần sẽ qua van định lượng còn một phần sẽ qua bộ phận hạn chế hành trình của piston để điều chỉnh độ mở của van cung cấp cho bơm Van định lượng nhiên liệu N290 có nhiệm vụ điều chỉnh nhiên liệu cung cấp cho bơm cao áp ngoài ra để giảm bớt khả năng tiêu thụ công của bơm cao áp và tránh việc làm nóng nhiên liệu một cánh không cần thiết nhiên liệu được hồi trở lại qua vòng làm mát tuần hoàn bởi van điện từ

2.1.2.3.Ống phân phối Rail

Ống phân phối chứa nhiên liệu sáp suất cao được tạo ra bởi bơm cao áp, và phân phối nhiên liệu đó qua các ống phun tới các vòi phun của xi lanh

Cảm biến áp suất nhiên liệu phát hiện áp suất trong ống phân phối và truyền tín hiệu tới ECU.

Trong trường hợp hệ thống bị trục trặc, trong đó áp suất trong ống phân phối lên cao tới mức không bình thường thì van này mở và xả áp suất.Nhiên liệu được hồi về bình nhiên liệu

Hình 2.7 Cấu tạo ống phân phối

2.1.2.4 Bộ hạn chế áp suất

Bộ hạn chế áp suất được vận hành cơ khí thông thường để xả áp suất trong trường hợp áp suất trong ống phân phối lên cao tới mức không bình thường

Bộ hạn chế áp suất không hoạt động Bộ hạn chế áp suất hoạt động

Hình 2.8 Hoạt động của bộ hạn chế áp suất

2.1.2.5 Van xả áp (Bộ điều chỉnh áp suất)

Hình 2.9 Hoạt động của bộ điều chỉnh áp suất.

Khi áp suất nhiên liệu của ống phân phối cao hơn áp suất phun mong muốn thì van xả áp suất nhận được một tín hiện từ ECU động cơ để mở van và hồi nhiên liệu ngược về bình nhiên liệu để cho áp suất nhiên liệu có thể trở lại áp suất phun mong muốn

2.1.2.6.Van điều khiển hút (SCV)

+ Có nhiều cách gọi van điều khiển hút tùy thuộc vào từng hãng:

- Toyota: SCV

- Bosch: PCV (Pressure control vale)

- Delphi: IMV (Inlet Metering Vale)

Nhiên liệu được nạp bởi bơm cấp liệu sẽ di chuyển qua SCV và van một chiều,

và được nén bởi pítttông và được bơm qua van phân phối đến ống phân phối

SCV hoạt động dưới sự điều khiển theo chu kỳ làm việc của ECU Đồng thời, việc điều khiển dòng điện được thực hiện để hạn chế dòng điện truyền trong quá trình bật lên “ON”, vì vậy ngăn ngừa cho cuộn dây trong SCV không bị hư hỏng

Để điều chỉnh việc tạo áp ra suất nhiên liệu, thì lượng nhiên liệu đi vào bơm cao

áp được điều chỉnh bằng cách thay đổi thời gian mở /đóng của SCV

- Đường thứ nhất nhiên liệu được đưa tới khoang chứa dầu áp suất cao ở kim phun và đẩy kim phun lên.

- Đường thứ hai nhiên liệu được đưa tới khoang áp suất cao phía trên chốt tỳ Khi van xả áp đóng áp suất ở buồng phía trên chứa phía trên của chốt tỳ tạo ra một lực lớn hơn lực đẩy kim phun ở khoang áp suất phía dưới giữ kim phun ở vị trí đóng

Khi ECU gửi tín hiệu đến vòi phun, van xả áp bị hút lên nén lò xo lại dầu ở khoang chứa áp suất cao phía trên chốt tỳ đi qua van xả áp ra đường dầu hồi làm cho

áp suất ở đây giảm xuống lúc này áp suất khoang phía dưới kim phun được giữ nguyên, thắng sức căng căng của lò xo 1 đẩy kim phun đi lên và phun nhiên liệu với

áp suất cao vào trong buồng cháy của động cơ

Hình 2.11 Cấu tạo vòi phun

Hình 2.12 Khi vòi phun đóng.

Hình 2.13 Khi vòi phun mở.

- Kết thúc qua trình phun

Khi ECU ngắt tín hiệu điều khiển vòi phun van xả áp đóng lại lúc này áp suất ở khoang phía trên của chốt tỳ lại tạo ra một lực tác động lên chốt tỳ đẩy kim phun đóng lại, kết thúc quá trình phun

+ Lượng nhiên liệu phun vào trong xylanh được xác định bởi:

- Thời gian hoạt động của van điện từ

- Vận tốc đóng mở kim phun

1,1 ms

0,35 ms

- Độ nâng cao của kim phun.

- Áp suất trong Rail

+ Ưu điểm

- Thời gian cho quá trình chuẩn bị cháy của giai đoạn cháy chính sẽ rút ngắn lại

- Hệ thống dùng phương pháp mới này sẽ ít gây tiếng ồn hơn hệ thống nhiên liệu Diesel kiểu cũ

- Sự đốt cháy tối ưu nhất là nhiên liệu phải được hoà trộn tốt, điều khiển chu kì phun sớm sao cho phù hợp để đến giai đoạn cháy chính thì giai đoạn cháy này sẽ diễn

ra tại điểm chết trên

- Lượng nhiên liệu phun sớm là nhỏ nó sẽ tạo ra áp suất và nhiệt độ trong buồng cháy cao làm cho quá trình cháy diễn ra nhanh hơn và động cơ chạy êm không có tiếng

Điện trở vòi phun

Hình 2.14 Điện trở vòi phun

Với cùng một khoảng thời gian phun, sự không khớp cơ khí vẫn đang gây ra sự khác biệt về lượng phun của mỗi vòi phun

Để đảm bảo cho ECU hiệu chỉnh những sự không khớp đó các vòi phun được bố trí một điện trở điều chỉnh đối với từng vòi phun

Trên cơ sở thông tin nhận được từ mỗi điện trở điều chỉnh ECU sẽ hiệu chỉnh sự không khớp về lượng phun giữa các vòi phun.Những điện trở điều chỉnh đó được cung cấp để tạo cho ECU khả năng nhận biết các vòi phun, và chúng không được nối vào mạch vòi phun