Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ 2KD FTV

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 ng

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

nghệ nhằm giảm lượng tiêu hao nhiên liệu, lượng khí thải, giảm tiếng ồn, đồng thời cải tiếng công suất và tự

diesel

nào giải quyết vấn đề trên Vì vậy em quyết định chọn

đề tài khảo sát hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ 2KD-FTV 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

Lớp : 02C4

ĐÀ NẴNG 2007

NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Diesel

2 Các dạng kết cấu bơm cao áp trong hệ thống nhiên liệu động cơ diesel.

3 Các dạng kết cấu vòi phun trong hệ thống nhiên liệu động cơ d iesel

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

5 Đồ thị động học, động lực học động cơ 2KD-FTV

6 Kết cấu bơm cao áp động cơ 2KD-FTV

7 Kết cấu vòi phun động cơ 2KD-FTV

8 Kết cấu ống phân phối, van giới hạn áp suất, lọc nhiên liệu

9 Sơ đồ chẩn đoán hư hỏng hệ thống nhiên liệu động cơ 2KD-FTV

THUYẾT MINH

ĐỘNG CƠ DIESEL

 Quá trình phát triển động cơ diesel

 Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel

 Hệ thống điện tử điều khiển phun nhiên liệu

Quá trình phát triển động cơ diesel

 Kỹ sư người Đức Rodlf Diesel là người sáng chế ra động

cơ phun dầu, động cơ được cải tiến và hoàn thiện vào

những năm đầu thập niên 70 của thế kỷ XX

 Ngày nay với sự phát triển cộng nghiệp điện tử, đã ứng dụng vào động cơ đốt trong, đã làm thay đổi khả năng tự động hoá của động cơ, đã thay đổi điều khiển cơ khí mà thay vào đó điều khiển điện tử, nhằm cải tiến các cơ cấu, nâng cao tính kinh tế, giảm ô nhiễm môi trường và đơn giản hoá trong quá trình điều khiển

Hệ thống nhiín liệu động cơ diesel

5

6 4

7

8 9 10

11 12

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

Nhiệm vụ và yêu cầu

 Dữ trữ 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

Bơm cao áp thẳng hàng

Bơm phân phối

7

6

9 10 11

1 13

3 2

4

5 8

12

Cấu tạo các dạng vòi phun

4

15

16

14 13 12

11

10 17

18 19 9

7

6 5

21 22

23

Hệ thống điện tử điều khiển phun nhiên liệu

Bộ sử lý

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 2KD-FTV.

Các thông số kỷ thuật của động cơ

Giới thiệu động cơ

Tính toán nhiệt, động học và động lực học c

ủa động cơ

Kết cấu hệ thống nhiên liệu

Các cảm biến sử dụng trong hệ thống nhiên l

iệu

CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ 2KD-FTV.

GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ 2KD-FTV.

Động cơ 2KD-FTV

 Là loại động cơ Diesel tua bin tăng áp TOYOTA D-4D

 Dung tích xy lanh 2.5 liter, 4 xy lanh thẳng hàng

 Hệ thống cam kép tác dụng trực tiếp DOHC16 xupáp

CÁC CƠ CẤU CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ

CÁC CƠ CẤU CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ

 Thân máy

 Được chế tạo bằng thép hợp kim thấp

 Bổ sung nhiều gân tăng cứng giúp giảm rung động

CÁC CƠ CẤU CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ

với việc phun nhiên liệu trực tiếp

Buồng cháy

Rãnh xéc măng bằng hợp kim Ni

Rãnh làm mát

2KD-FTV

CÁC CƠ CẤU CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ

 Thanh truyền và bạc thanh truyền

 Thanh truyền làm bằng thép có độ bền cao

 Giữa 2 nắp thanh truyền có chốt định vị để tăng tính ổn định khi lắp ráp

 Bạc thanh truyền làm bằng nhôm và có vấu định vị

Bạc lót

Chốt định vị

Bulông

CÁC CƠ CẤU CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ

 Trục khuỷu và bạc trục khuỷu

 Trục khuỷu có 5 cổ trục và 8 khối cân bằng

 Bạc trục khuỷu được doa tinh sẽ đạt được khe hở dầu

tối ưu Do đó cải thiện trạng thái khởi động lạnh và

giảm được rung động của động cơ

 Nửa bạc trên có rãnh dầu dọc theo lòng chu vi

Lỗ dầu

Rãnh dầu Nữa bạc trên

Nữa bạc dưới

CƠ CẤU XUPAP

 Mỗi xy lanh có 2 xu-páp nạp xả với các cửa nạp/xả rộng hơn sẽ tăng cường hiệu quả nạp và xả

 Các xu páp được mở/ đóng trực tiếp bằng trục cam

 Đai cam dẫn động trục cam nạp, sau đó trục cam xả được trục cam nạp dẫn động thông qua bánh răng.

CƠ CẤU XUPAP

Trục cam và xupap

HỆ THỐNG BÔI TRƠN

Hệ thống bôi trơn áp suất cưỡng bức hoàn toàn, tất cả dầu được đưa qua lọc dầu và bộ làm mát dầu

HỆ THỐNG LÀM MÁT

Nước làm mát loại SLLC

Nút xả khí (Đường nước ra)

Nắp két nước

Vòi xả nước trên két

Nút xả nước

HỆ THỐNG TĂNG ÁP

 Tua bin tăng áp

 Là loại gọn nhẹ, được làm mát bằng áo nước tại ổ bạc giúp cải thiện tính năng nạp

 Van cửa xả sẽ điều khiển áp suất tăng áp của tua bin, vận hành bằng cơ cấu cơ khí tùy vào áp suất của tua bin

Van cửa xả

Cơ cấu chấp hành điều khiển van của xả

Tên thông số Kí hiệu Giá trị Thứ nguyên

Loại buồng cháy Thống nhất

Loại động cơ Tăng áp tuabin khí

TÍNH TOÁN NHIỆT, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC

 Thông số ban đầu

Thông số chọn

Tên thông số Kí hiệu Giá trị Thứ nguyên

Áp suất khí nạp Pk 0,14 MN/m 2

Hệ số dư lượng không khí a 1,56

Áp suất cuối quá trình nạp Pa 0,1239 MN/m 2

Áp suất khí sót Pr 0,17 MN/m 2

Độ sấy nóng khí nạp mới T 12 o K

Chỉ số giản nở đoạn nhiệt m 1,4

Hệ số lợi dụng nhiệt tại z z 0,78

Hệ số lợi dụng nhiệt tại b b 0,9

Đồ thị công, động học và động lực học động cơ 2KD-FTV

KHẢO SÁT HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ

1 2

3

ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 2KD-FTV

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

Hệ thống cảnh báo lọc nhiên liệu

Sơ đồ làm việc của hệ thống

Đồng hồ bảng táp lô

Công tắc cảnh

Đồng hồ táp lô

Phần tử lọc

Đèn cảnh báo NL Đến bơm cấp liệu

Cảm biến tốc

độ xe

Công tắc cảnh báo mức nước lắng đọng

Lọc NL

BƠM CAO ÁP

Bơm nạp

Bơm piston

Van SCV

1 2

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bơm cao áp

BƠM PISTON

Hoạt động hút và bơm khi SCV mở lớn

VAN SCV

Cảm biến vị trí bàn đạp chân ga

Cảm biến trục

khuỷu

ECU

Tính tóan áp suất phun

Tính tóan áp suất phun

Cảm biến áp suất

NL Van SCV

Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu

COMMON RAIL và VAN GIỚI HẠN ÁP SUẤT

5 4

Cảm biến áp suất nhiên liệu

1

2 3

4 5

13

11

10 9

14

15 16

Cấu tạo vòi phun động cơ 2KD-FTV

II

Cảm biến vị trí van cắt đường nạp

Mô tơ loại van quay điện từ

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

5V

IC Hall

Nam châm

Cảm biến bàn vị trí đạp ga

Accelerator Pedal Arm

Mạch IC

điện trở từ

Nam châm

VCP1 VPA1 EP1 VCP2 VPA2 EP2

VPA2

Cảm biến trục khuỷu, cam

Sơ đồ mạch điện

Cảm biến nhiệt độ khí nạp THA

v 2

Cảm biến áp suất khí nạp và nhiệt độ nước làm mát

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

Các hư hỏng bơm cao áp.

Cặp piston-xylanh bơm cao áp bị mòn

Các hư hỏng của vòi phun.

Lỗ phun bị tắc hoặc giảm tiết diện

Kim phun mòn

Kẹt kim phun

Lò xo van điện từ bị giãn

Các hư hỏng của bộ lọc nhiên liệu.

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 hư hỏng của đường ống dẫn nhiên liệu.

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

Hư hỏng hệ thống điện tử và các cảm biến Đối với các hư hỏng

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