Đề tài Nghiên cứu khoa học: Nghiên cứu các hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử lắp trên máy xây dựng hiện đại. Đây là một trong những đề tài mới và đạt giải cấp khoa. Đề tài này giúp sinh viên hiểu thêm nhiều về hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử.
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
Trang 2Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên
Họ và tên sinh viên: Đặng Văn Thanh – Phạm Viết Thành
Lớp: 53M1
Khoa: Cơ Khí
1 Tên đề tài: : Nghiên cứu, các hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử lắp trên máy xây
dựng hiện đại.
2 Các tài liệu để làm căn cứ:
• Máy làm đất - PGS.TS Vũ Minh Khương chủ biên - 2013
• Máy Xây Dựng - TS.V.M.Khương & Ts.Nguyễn Đăng Cường, NXB XD,
• Giáo trình đào tạo kỹ thuật ôtô hiện đại - PGS.TS Đinh Ngọc Ân
• Tài liệu hướng dẫn giảng dạy hệ thống điều khiển động cơ Diesel điện tử PGS.TS Đỗ Văn Dũng biên soạn
-• Trang bị điện và điện tử trên ô tô hiện đại- Nhà xuất bản đại học quốc gia TP HồChí Minh năm 2004
• Các tài liệu liên quan khác
3 Nội dung các phần thuyết minh
Mở đầu
Chương 1 - TỔNG QUAN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ
• Đặc điểm làm việc của các động cơ diesel
• Lịch sử phát triển của các hệ thống nhiên liệu diesel và diesel điện tử
• Phân loại các đặc điểm hệ thống nhiên liệu diesel điện tử
Chương 2 - CÁC HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ
• Loại bơm PE điện tử
• Loại bơm VE điện tử điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện tử
• Loại bơm VE điện tử điều khiển bằng van xả áp
• Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với ống phân phối
1 Đặc điểm làm việc của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel.
Trang 31.1 Nhiệm vụ
- Dự trữ nhiên liệu: Đảm bảo cho động cơ có thể làm việc liên tục trong một thời gian
nhất định mà không cần cấp thêm nhiên liệu vào, lọc sạch nước, tạp chất cơ học lẫn trongnhiên liệu, giúp nhiên liệu luân chuyển dễ dàng trong hệ thống
- Cung cấp nhiên liệu cho động cơ, đảm bảo tốt các yêu cầu sau:
+ Lượng nhiên liệu cấp cho mỗi chu trình phải phù hợp với chế độ làm việc của động cơ.+ Phun nhiên liệu vào đúng xi - lanh, đúng thời điểm, đúng quy luật
+ Với động cơ nhiều xi - lanh thì lượng nhiên liêu phun vào các xi - lanh phải đồng đềutrong một chu trình công tác
- Các tia nhiên liệu phun vào xi - lanh động cơ phải đảm bảo kết hợp tốt giữa số lượng,phương hướng, hình dạng, kích thước của các tia phun với hình dạng buồng cháy, cường
độ và phương hướng chuyển động của mỗi chất trong buồng cháy để hoà khí được hìnhthành nhanh và đều
1.2 Yêu cầu
Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel phải thoả mãn các yêu cầu sau:
- Hoạt động ổn định, có độ tin cậy và tuổi thọ cao
- Dễ dàng và thuận tiện trong sử dụng, bảo dưỡng và sữa chữa
- Giá thành hạ
1.3 Lịch sử phát triển của các hệ thống nhiên liệu diesel và diesel điện tử
Ra đời sớm nhưng động cơ Diesel không phát triển như động cơ xăng do gây ra nhiềutiếng ồn, khí thải bẩn Tuy nhiên cùng với sự phát triển của kỹ thuật công nghệ, các vấn
đề được giải quyết và Diesel ngày càng trở nên phổ biến và hữu dụng hơn
Khí thải động cơ Diesel là một trong những thủ phạm gây ô nhiễm môi trường Động
cơ Diesel với tình hiệu quả kinh tế hơn là động cơ xăng, tuy nhiên vấn đề về tiếng ồn vàkhí thải vẫn là những hạn chế trong sử dụng động cơ Diesel Động cơ Diesel được phátminh vào năm 1892 nhờ Rudolf Diesel hoạt động theo nguyên lý tự cháy Ở gần cuối quátrình nén, nhiên liệu được phun vào buồng cháy động cơ để hình thành hòa khí rồi tự bốc
cháy Đến năm 1927 Robert Bosh mới phát triển bơm cao áp (bơm phun Bosh lắp cho động cơ Diesel trên ôtô thương mại và ô tô khách vào năm 1936) Hệ thống nhiên liệu
Diesel không ngừng được cải tiến với các giải pháp kỹ thuật tối ưu nhằm làm giảm mức
độ phát sinh ô nhiễm và suất tiêu hao nhiên liệu Các nhà động cơ Diesel đã đề ra nhiềubiện pháp khác nhau về kỹ thuật phun và tổ chức quá trình cháy nhằm hạn chế các chất ônhiễm Các biện pháp chủ yếu tập chung vào giải quyết các vấn đề:
- Tăng tốc độ phun để giảm nồng độ bồ hóng khi tăng tốc
- Tăng áp suất phun, đặc biệt là đối với động cơ phun trực tiếp
- Điều chỉnh dạng quy luật phun theo khuynh hướng kết thúc nhanh quá trình phun đểlàm giảm nồng độ HC
Trang 4- Biện pháp hồi lưu một phần khí xả để đốt lại, tiết kiệm nhiên liệu.
Hiện nay các nhược điểm đó đã được khắc phục bằng cách cải tiến một số bộ phận của hệthống nhiên liệu Diesel điện tử như:
- Bơm cao áp điều khiển điện tử
- Vòi phun điện tử
- Ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao (ống Rail).
Với các ứng dụng mạnh mẽ về điều khiển tự động trong hệ thống nhiên liệu Dieselnhờ sự phát triển về công nghệ Năm 1986 Bosh đã đưa ra thị trường việc điều khiển điện
tử cho hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel được gọi là hệ thống nhiên liệu Common RailDiesel Cho đến ngày nay hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail Diesel đã đượchoàn thiện Trong động cơ Diesel hiện đại áp suất phun được thực hiện cho mỗi vòi phunmột cách riêng rẽ, nhiên liệu áp suất cao được chứa trong hộp chứa (Rail) và được phânphối đến từng vòi phun theo yêu cầu So với các hệ thống cung cấp nhiên liệu Dieselthông thường thì Common Rail Diesel đã đáp ứng và giải quyết được những vấn đề:
- Giảm tối đa mức độ tiếng ồn.
- Nhiên liệu được phun ra với áp suất rất cao nhờ kết hợp điều khiển điện tử, áp suất
phun có thể đạt tới 184 MPa Thời gian phun cực ngắn và tốc độ phun cực nhanh(khoảng 1,1 ms)
- Có thể thay đổi áp suất phun và thời điểm phun tùy theo chế độ làm việc của động cơ.
Do đó làm tăng hiệu suất động cơ và tính kinh tế nhiên liệu được nâng cao hơn
1.4 Phân loại các đặc điểm hệ thống nhiên liệu diesel điện tử.
Dựa vào các loại bơm cao áp của hệ thống nhiên liệu ta có thể phân loại sơ bộ hệ thốngcung cấp nhiên liệu Diesel thành 3 loại sau:
1.4.1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel sử dụng bơm cao áp.
a Loại bơm dãy (PE).
Bơm cao áp là 1 loại bơm gồm nhiều tổ bơm ghép thành 1 khối có vấu cam điềukhiển nằm trong thân bơm và điều khiển chung bằng 1 thanh răng
Trang 5Hình 1: Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng bơm dãy.
1: Thùng chứa nhiên liệu; 2 : Cốc lọc; 3: Bơm tay; 4 : Bơm cao áp
5 : Bầu lọc tinh; 6 : Ống dầu cao áp; 7: Vòi phun; 8: Buồng cháy
b Loại bơm phân phối (VE).
Hình 2: Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng bơm cao áp loại bơm phân phối
1 - Thùng chứa nhiên liệu; 2,4 - Bơm tiếp vận; 3 - Bầu lọc tinh; 4 - Van điều áp;
6 - Vòi phun; 7 - Buồng cháy; 8 - Bơm cao áp phân phối; 9 - Van cao áp;
10 - Piston; 11 - Lỗ đưa nhiên liệu đến các vòi phun; 12 - Vành điều lượng
1.4.2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel sử dụng ống phân phối (common rail).
Hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail, bơm cao áp cung cấp nhiên liệu áp suất cao(80-180Mpa) cho một dường chung (Comon Rail) sau đó nhiên liệu được đưa tới các vòiphun, loại này viết tắt là TDCi (Turbocharge Comon Rail inejction) Hệ thống TDCiđược sử dụng bắt đầu từ năm 1995 trên các động cơ diesel, cho đến nay hệ thống nàykhông ngừng được hoàn thiện và phổ biến rộng rãi tên tất cả các ô tô đời mới
Trang 6Hình 3 : Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu common rail
1 - Thùng chứa; 2 - Ống tản nhiệt; 3 - Bộ lọc; 4 - Van đóng mở(theo nhiệt độ);
5 - Bơm chuyển nhiên liệu; 6 - Van điều áp suất thấp; 7 - Van điều áp suất cao;
8 - Đường ống dự trữ; 9 - Cảm biến áp suất nhiên liệu; 10 - Bơm cao áp;
11 - ECU; 12-Kim phum; 13 - Bơm điện; 14 - Cảm biến nhiệt độ nước làm mát;
15 - Cảm biến vị trí trục khuỷu; 16 - Cảm biến áp suất; 17 - Cảm biến vị trí trụccam; 18 - Cảm biến vị trí bàn đạp ga; 19 - Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu
1.4.3 Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử với bơm và vòi phun kết hợp
- Hệ thống nhiên liệu điện tử EUI
Hình 4: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu EUI
1 Thùng dầu; 2 Bầu lọc thô; 3 Bơm chuyển nhiên liệu
4 Bầu lọc tinh; 5 Các vòi phun; 6 ECM; 7 Các cảm biến
Trang 7- Hệ thống nhiên liệu điện tử HEUI
Hình 5: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu HEUI
1 Bơm áp cao; 2 Van điều khiển áp suất tác động phun
3 Cụm vòi phun; 4 Các cảm biến; 5 ECM
Trang 8Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử
Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử BơmVòi phun kết hợp
tử bằng van xả áp
Loại 2 Piston
Loại 3 Piston
Loại 4 Piston
Loại EUI
Loại HEUI
Bơm VE nhiều Piston hướng kính
Trang 9CHƯƠNG 2: CÁC HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ
1 Hệ thống diesel điện tử với bơm cao áp
1 1 Loại bơm PE điều khiển điện tử
Về cơ bản các chi tiết của bơm PE điện tử có cấu tạo và hoạt động giống như bơm PEthông thường Cấu tạo chung của bơm kiểu dãy dùng trên động cơ 6 xi - lanh trình bàytrên hình Bơm bao gồm 3 phần chính: phần nén nhiên liệu tạo áp suất cao, phần khớpnối, phần điều tốc động cơ
Hình 6: Cấu tạo chung của bơm PE
- Phần nén nhiên liệu tạo áp suất cao: được thực hiện bởi các bơm đơn Cấu trúc các bơmđơn trong một bộ bơm giống nhau Trên hình là mặt cắt trích một nhánh bơm
Chi tiết quan trọng nhất của bơm đơn là pit - tông 8 và xi - lanh 5, chúng tạo thành cặpchi tiết siêu chính xác không lắp lẫn Pit - tông 8 chuyển động lên xuống nhờ cam 15, quacon đội 13 và lò xo 11 Pit - tông 8 còn được xoay nhờ cơ cấu thanh răng – vành răng (6
và 7) để điều chỉnh lượng phun nhiên liệu Phía trên pit - tông là van một chiều 3 để dẫnnhiên liệu đến vòi phun cao áp Kết cấu của pit - tông 8 rất đặc biệt: đầu trên có rãnh vátnghiêng và rãnh dọc nối thông với không gian trên đỉnh pit - tông, nhằm tạo đường hồinhiên liệu Trên xi - lanh có lỗ cấp và hồi nhiên liệu 19
Trục bơm 14 được dẫn động từ trục khuỷu của động cơ thông qua bộ truyền bánh răng(hoặc bộ truyền đai răng ) Vị trí tương đối của chúng được thiết đặt hợp lý để thay đổithời điểm phun nhiên liệu khi lắp ráp
Nguyên lý làm việc của phần nén nhiên liệu được trình bày ở hình 7
Khi trên cam 15 quay pit - tông 8 dịch chuyển lên, ban đầu nhiên liệu được cấp vàokhoang trên đỉnh pit - tông, tiếp sau pit - tông che lỗ 19, nhiên liệu bị nén tới áp suất cao,van cao áp 3 được mở ra và cấp nhiên liệu đến vòi phun Pit - tông 8 tiếp tục đi lên, đếnlúc mặt vát nghiêng trên pit - tông mở lỗ 19, hồi thoát nhiên liệu, áp suất lập tức giảm,van một chiều đóng lại cắt quá trình cấp nhiên liệu áp suất cao cho vòi phun Khi pit -tông đi xuống đến vị trí mở lỗ nạp 19, nhiên liệu lại được nạp vào thực hiện lần nén tiếp
Trang 10theo Lượng nhiên liệu cấp cho vòi phun được điều chỉnh bằng cách xoay pit - tông 8 nhờvành răng 7, trên thanh răng 6 Thanh răng 6 được điều khiển bởi bàn đạp ga trong buồnglái Khi xoay pit - tông 8, làm thay đổi vị trí của rãnh 18 trên thân pit - tông với lỗ 19,hành trình làm việc hữu ích của pit – tông, xi - lanh thay đổi, lượng nhiên liệu cấp đến vồiphun thay đổi Sự dịch chuyển của thanh răng 6 cần đảm bảo ảnh hưởng như nhau vớicác bơm đơn khác nhau trong cùng một động cơ Để đảm bảo cung cấp lượng nhiên liệuđồng đều giữa các nhánh bơm, con đội 13 cho phép vi chỉnh chiều cao hành trình làmviệc pit - tông 8.Cặp pit - tông, xi - lanh được bôi trơn bằng chính nhiên liệu Buồng trụccam, và các cơ cấu khác của bơm được bôi trơn bằng dầu nhờn động cơ.
Trên kết cấu của bơm còn có:
- Phần tự động điều khiển góc phun sớm nhiên liệu
- Phần điều tốc động cơ
Hình 7: Cấu tạo của một nhánh bơm và nguyên lý làm việc
Chỉ khác ở chỗ là:
- Đối với bơm PE thông thường cơ cấu điều chỉnh lượng phun nhiên liệu là : Bộ điều tốc
- Còn với bơm PE điện tử, để điều chỉnh lượng phun nhiên liệu thì ECU sẽ tiếp nhận cáctín hiệu từ các cảm biến sau đó sẽ gửi tín hiệu điều khiển cho cơ cấu điều ga điện từ đểthay đổi vị trí thanh răng ( hay tốc độ động cơ)
Trang 11Hình 8: Bơm cao áp PE điều khiển điện tử 1- Thanh răng; 2- Nhánh bơm; 3- Cơ cấu ga điện từ; 4- Cảm biến tốc độ; 5- Trục Bơm
b Hoạt động của bơm:
Khi ôtô máy kéo làm việc, tải trọng trên động cơ luôn thay đổi Nếu thanh răng củabơm cao áp giữ nguyên một chỗ thì khi tăng tải trọng, số vòng quay của động cơ sẽ giảmxuống, còn khi tải trọng giảm thì số vòng quay sẽ tăng lên Điều đó dẫn đến trước tiênlàm thay đổi tốc độ của ôtô máy kéo, thứ hai là động cơ làm việc ở những chế độ không
có lợi Để giữ số vòng quay của trục khuỷu động cơ không thay đổi khi chế độ tải trọngkhác nhau thì đồng thời với sự tăng tải cần phải tăng lượng nhiên liệu cấp vào xi - lanh,còn khi giảm tải thì giảm lượng nhiên liệu cấp vào xi - lanh Khi luôn luôn có sự thay đổitải trọng thì không thể dùng tay mà điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp vào xi - lanh, côngviệc ấy được thực hiên tự động nhờ một thiết bị đặc biệt trên bơm cao áp gọi là cơ cấu gađiện từ
c Cấu tạo của cơ cấu điều ga điện từ
Hình 9 : Cơ cấu điều ga của bơm PE điện tử
1 Trục cam; 2 Cơ cấu điều ga điện từ; 3 Lò xo hồi vị; 4 ECU; 5 Cảm biến tốc độ
Trang 12Cấu tạo của cơ cấu điều ga gồm 1 cuộn dây được ECU điều khiển cấp điện từ theomức độ bàn đạp chân ga ( hoặc theo tín hiệu của cảm biến chân ga)
d Công dụng
Khi ôtô, máy kéo làm việc tải trọng trên động cơ luôn thay đổi Nếu thanh răng củabơm cao áp hoặc bướm tiết lưu giữ nguyên một chỗ thì khi tăng tải trọng, số vòng quaycủa động cơ sẽ giảm xuống, còn khi tải trọng giảm thì số vòng quay tăng lên Điều đó dẫnđến trước tiên làm thay đổi tốc độ tiến của ôtô máy kéo, thứ hai là động cơ buộc phải làmviệc ở những chế độ không có lợi Để giữ cho số vòng quay trục khuỷu động cơ khôngthay đổi khi chế độ tải trọng khác nhau thì đồng thời với sự tăng tải cần phải tăng lượngnhiên liệu cấp vào xi - lanh, còn khi giảm tải thì giảm lượng nhiên liệu cấp vào xi -lanh.Khi luôn luôn có sự thay đổi tải trọng thì không thể dùng tay mà điều điều chỉnhlượng nhiên liệu cấp vào xi - lanh Công việc ấy được thực hiện tự động nhờ một thiết bịđặc biệt trên bơm cao áp gọi là cơ cấu điều ga điện từ
f Nhiệm vụ :
- Điều hoà tốc độ động cơ dù có tải hay không tải (giữ vững một tốc độ hay trong phạm
vi cho phép tuỳ theo loại) có nghĩa là lúc có tải hay không tải đều phải giữ một tốc độđộng cơ trong lúc cần ga đứng yên
- Đáp ứng được mọi vận tốc theo yêu cầu của động cơ
- Phải giới hạn được mức tải để tránh gây hư hỏng máy
- Phải tự động cúp dầu để tắt máy khi số vòng quay vượt quá mức ấn định
g Hoạt động bộ điều ga điện tử
Khi muốn thay đổi công suất và tốc độ của động cơ thì người lái xe tác động lên bànđạp ga và thông qua cảm biến chân ga gửi tín hiệu (hay ý nguyện của người lái) gửi vềECU và ECU nhận thêm một số tín hiệu khác như: Ne, THW, VG… Để xuất ra nhữngchuỗi xung có tỷ lệ thường trực thay đổi cấp cho cuộn điều khiển của cơ cấu điều ga tạonên từ trường lớn hay nhỏ tác động vào thanh răng làm cho thang răng tiến về chiều giảmhay tăng kéo theo tốc độ động cơ thay đổi
2 Loại bơm VE điện tử điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện tử
2.1 Bơm cao áp
Bơm phun nhiên liệu đẩy nhiên liệu đến từng vòi phun Bơm phun có chức năng kiểmsoát lượng phun và thời điểm phun nhiên liệu
Trang 13Hình 10 : Bơm cao áp VE với cơ cấu điều ga điện từ
1 Van điện từ điều ga; 2 Van điện từ cắt nhiên liệu;
3 Bộ điều khiển phun sớm( van TCV); 4 Xi - lanh bơm; 5 Piston; 6 Cơ cấu điều ga
Mô tả
Hút nhiên liệu :Bơm cấp nhiên liệu hút nhiên liệu từ bình và nén trong thân bơm.
Bơm nhiên liệu cao áp : Sử dụng một piston để đưa nhiên liệu áp suất cao tới mỗi vòi
phun bằng chuyển động tịnh tiến và quay
Trang 14Điều khiển lượng phun : Cơ cấu điều ga điều khiển lượng phun và công suất động cơ.
Cơ cấu điều ga điện từ có chức năng kiểm soát tốc độ tối đa của động cơ để ngăn động cơchạy quá tốc độ và giữ ổn định tốc độ chạy không tải
Điều khiển thời điểm phun : Bộ định thời điểm phun theo tỷ lệ thuận với tốc độ động cơ.
Van TCV sẽ thực hiện chức năng này
Tóm tắt hoạt động: Khi bật khóa điện ON, van điện từ cắt nhiên liệu được kéo vào
trong, đường thông giữa thân bơm và piston mở Khi bơm cấp nhiên liệu quay, hút nhiênliệu từ bình nhiên liệu, qua bộ lắng đọng nước và bộ lọc nhiên liệu, đi vào thân bơm theo
áp suất được điều chỉnh bởi van điều chỉnh Piston hút nhiên liệu từ thân bơm vào buồng
áp suất trong hành trình hút (dịch chuyển sang trái) và nén nhiên liệu ở mức cao để dẫnđến từng van phân phối trong hành trình nén (di chuyển sang phải) Sau khi qua van phânphối, nhiên liệu được đưa vào các vòi phun qua các ống dẫn cao áp, từ đó nhiên liệu đượcphun vào các xi - lanh Cùng lúc, các bộ phận bên trong bơm được nhiên liệu làm mát vàbôi trơn Một phần nhiên liệu quay trở về bình nhiên liệu từ vít tràn để kiểm soát mức độtăng nhiệt độ của nhiên liệu trong bơm
2.2 Cơ cấu điều ga điện từ
2.2.1 Cấu tạo
Hình 11 : Cơ cấu điều ga điện từ của bơm VE
Cơ cấu điều ga điện từ gồm 1 cuộn điều khiển được cấp điện từ ECU động cơ theo mứcđạp chân ga (thông qua cảm biến chân ga)
2.2.2 Nguyên lý hoạt động
Lực từ trường do cuộn dây sinh ra sẽ tác động lên một trống lớn và để cân bằng vớilực từ trường thì lò xo hồi vị được lắp đối diện ở phía kia của trống lớn Trống lớn có mộttrục được lắp lệch tâm và trục này được lắp với một trống nhỏ, trên trống nhỏ lại có mộtchốt lệch tâm được cắm vào lỗ trên quả ga
Khi người lái xe muốn thay đổi công suất và tốc độ của động cơ thì người lái xe tácđộng lên bàn đạp ga và thông qua cảm biến chân ga gửi tín hiệu ( hay ý nguyện của người
Trang 15lái ) gửi về ECU và ECU nhận thêm một số tín hiệu khác như: Ne, THW, VG… Để xuất
ra những chuỗi xung có tỷ lệ thường trực thay đổi cấp cho cuộn điều khiển của cơ cấuđiều ga tạo nên từ trường tác động vào trống lớn làm cho trống lớn xoay một góc, kéotheo trống nhỏ cũng bị xoay đi một góc Khi đó chốt lệch tâm trên trống nhỏ sẽ gạt quả
ga tiến lên hay lùi lại để điều chỉnh lượng nhiên liệu phun
ECU sẽ tiếp nhận các tín hiệu từ các cảm biến từ đó tính toán để đưa ra lượng phunphù hợp với các chế độ làm việc của động cơ và tạo thời điểm phun sớm thích hợp nhất
3 Loại bơm VE điều khiển điện tử bằng van xả áp.
Loại bơm VE điều khiển điện tử bằng van xả áp gồm 2 loại:
• Loại máy bơm pit - tông hướng trục
• Loại máy bơm pit - tông hướng kính
3.1 Loại máy bơm pit - tông hướng trục
3.1.1 Cấu trúc
Loại máy bơm này gồm các bộ phận sau:
Hình 12: Cấu tạo bơm pit - tông hướng trục
Trang 16Các chi tiết của máy bơm hướng trục:
Hình 13: Các chi tiết của máy bơm hướng trục
3.1.2 Hoạt động
Khi động cơ làm việc thì một bơm sơ cấp loại cánh gạt được bố trí ở trong bơm VE
sẽ hút dầu từ thùng dầu qua lọc và nén căng vào trong khoang bơm đến áp suất2÷7(kg/cm2 ) và áp suất này gọi là áp suất sơ cấp P1 Dầu có áp suất P1 được đưa tới chờsẵn tại cửa nạp và khi phần xẻ rãnh của piston trùng với cửa nạp thì dầu được nạp vàokhoang xi - lanh Tiếp đó khi piston quay lên phần không xẻ rãnh ở đầu piston sẽ che lấpcửa nạp đồng thời lúc này phần lồi của cam đĩa chèo lên con lăn làm cho piston bị đẩy lên
để nén dầu trong khoang xi - lanh Dầu trong khoang xi - lanh bị nén gần tới áp suất phunthì cửa chia dầu trên piston trùng với một đường dẫn ra một vòi phun nào đó Do vậy, khidầu trong khoang xi - lanh đạt áp suất phun thì nó sẽ mở kim phun và phun vào trongbuồng cháy động cơ lượng dầu phun vào động cơ nhiều hay ít phụ thuộc vào thời điểm
Trang 17mở van xả áp, tức là nếu vòi phun đang phun mà van xả áp được mở ra thì dầu trongkhoang xi - lanh sẽ thông qua van xả áp về khoang bơm làm mất áp suất phun.
3.2 Loại máy bơm pit - tông hướng kính
3.2.1 Cấu trúc
Cấu trúc bên trong của loại máy bơm này là:
Hình 14: Cấu tạo bơm pit - tông hướng kính
Các chi tiết của máy bơm hướng kính:
Hình 15: Các chi tiết của máy bơm hướng kính
3.2.2 Hoạt động
Khi động cơ làm việc thì dầu áp suất sơ cấp P1 sẽ được chờ sẵn ở cửa nạp dầu vàđến khi một lỗ xẻ rãnh ở trên Roto chia trùng với cửa nạp thì dầu sẽ được nạp vào trongkhoang xi - lanh ( khoang giữa 4 piston và lỗ khoan dầu ), tiếp sau đó thì lỗ xẻ rãnh trênRoto chia sẽ che lấp cửa nạp dầu đồng thời các con lăn tròe lên phần lồi của vành camnên các piston dập vào với nhau để nén dầu trong khoang xi - lanh.Và khi áp suất dầu gần
Trang 18đạt tới áp suất phun thì một lỗ xẻ rãnh khác trên Roto chia lại trùng với cửa chia dầu ramột vòi phun nào đó Nên khi dầu trong xi - lanh đạt áp suất phun thì vòi phun sẽ phundầu, còn muốn phun nhiều hay ít thì phụ thuộc vào việc mở van xả áp khi nào.
3.3 Van điều khiển lượng phun (SPV)
Van xả áp (SPV) gồm 2 loại:
- SPV thông thường: sử dụng trong loại máy bơm pit - tông hướng trục
- SPV hoạt động trực tiếp: sử dụng trong loại máy bơm pit - tông hướng kính cho nhữngứng dụng áp suất cao
Hình 16: Hai loại van xả áp SPV
3.3.1 Loại SPV thông thường
a Cấu tạo:
Hình17: SPV Loại thông thường
Cấu tạo gồm 2 van: van chính và van điều khiển Ngoài ra còn có cuộn dây, lò xo điềukhiển và lò xo chính van điều khiển chỉ đóng vai trò xả phần áp suất phía trên của vanchính, tạo điều điện cho áp suất ở khoang xi - lanh đẩy van chính lên mở đường xả ápsuất về khoang bơm và kết thức phun
Trang 19b Hoạt động: Khi cuộn dây có điện van điều khiển của SPV đóng để bịt đường dầu hồi
phía trên van chính khi tín hiệu từ ECU tắt, van điều khiển bị đẩy lên bởi lực đẩy của lò
xo, khi đó áp suất lên van chính bị giảm xuống do đó van chính dốc lên để mở ra
3.3.2 Loại SPV hoạt động trực tiếp
a Cấu tạo:
Hình 18: SPV hoạt động trực tiếp
Loại SPV hoạt động trực tiếp gồm có: cuộn dây van điện từ và lò xo Khác với SPV loạithông thường, loại SPV hoạt động trực tiếp thích hợp dùng cho bơm cao áp có áp suấtcao, với các đặc điểm là mức độ thích ứng và lưu lượng phun cao Hơn nữa, các tín hiệu
từ ECU được khếch đại bằng EDU để vận hành van ở mức điện áp cao, khoảng 160 ÷
190 (V) khi van đúng, sau đó van vẫn ở trạng thái đúng khi điện áp giảm thấp xuống
b Hoạt động :
Trong điều kiện bình thường van điện từ được kéo xuống dưới ở trạng thái đóng bởi cuộndây được cấp điện Khi cuộn dây bị ngắt điện, áp suất đẩy van điện từ lên phía trên đểchuyển sang trạng thái mở
3.4 Sự vận hành của máy bơm và (SPV)
Có 2 loại pit - tông cao áp:
• Loại 1: Máy bơm pit - tông hướng trục
Trang 20• Loại 2: Máy bơm pit - tông hướng kính
3.4.1 Máy bơm pit - tông hướng trục và SPV
Hình 19: van SPV ở máy bơm pit - tông hướng trục
Hoạt động:
- Hành trình nạp: SPV đóng lại, piston chuyển động sang trái Khí đó nhiên liệu được hútvào buồng bơm
- Phun: SPV đóng lại Piston chuyển động sang phải, áp suất nhiên liệu tăng lên và nhiên
liệu được bơm đi
- Kết thúc phun: SPV mở ra, do nhiên liệu giảm nên áp suất cũng giảm xuống Quá trình
phun kết thúc Khi các điều kiện ngắt nhiên liệu được thực hiên, áp suất không tăng lên
do SPV vẫn đang trong trạng thái mở
3.4.2 Máy bơm hướng kính và (SPV)
Hình 20: van SPV ở máy bơm pit - tông hướng kính
Hoạt động:
-Hành trình nạp: SPV mở ra, các con lăn và piston mở rộng, hút nhiên liệu vào trong
buồng bơm
- Áp suất tăng: SPV đóng lại, các con lăn và piston thu lại làm cho áp suất tăng.
- Phun: SPV đóng lại, Roto quay và nối với cổng bơm và cổng phân phối cổng Roto để
bơm nhiên liệu đi
