Hướng dẫn sử dụng thiết bị đào tạo tự làm Toàn quốc. Cẩm nang sử dụng Thiết bị : Mô hình hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử. Tài liệu hướng dẫn kèm theo thuyết minh tại hội thi thiết bị đào tạo tự làm
Trang 1Luôn để cuốn hướng dẫn này ở cạnh thiết bị
Bất cứ ai muốn sử dụng thiết bị này cần phải đọc qua cuốn hướng dẫn sử dụng này.
Khi có bất kỳ sự cố hoặc hiện tượng lạ nào của thiết bị thì phải dừng ngay thiết bị, tìm hiểunguyên nhân và sửa chữa
Trang 2A GIỚI THIỆU THIẾT BỊ
I Phạm vi áp dụng
Mô hình lắp đặt hệ thống nhiên liệu trên động cơ sử dụng hệ thống nhiên liệu Diesel commonrail
trên động cơ Santafe của hãng Hyundai.
II Thông số kỹ thuật của thiết bị:
Kích thước: DxRxC=1400x650x1700
Điện áp sử dụng: 12V, nguồn xoay chiều 3 pha 380V
III HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CRDI.
Hệ thống CRDI được điều khiển bởi bộ vi xử lý để tối ưu hóa về lượng, thời điểm và áp suấtphun nhiên liệu So với hệ thống nhiên liệu EDC, hệ thống CRDI có những ưu điểm sau:
· Tiêu hao nhiên liệu thấp
· Phát thải ô nhiễm thấp
· Động cơ làm việc êm dịu, giảm được tiếng ồn
· Cải thiện tính năng động cơ
1 Đặc điểm chính của hệ thống CRDI
Về cơ bản, kim phun được nối với ống tích nhiên liệu áp suất cao (rail), khi kim phun khôngđược cấp điện thì kim ngừng phun Nhờ áp suất phun không đổi, lượng nhiên liệu phun ra sẽ tỉ
lệ với độ dài của xung điều khiển solenoid
Yêu cầu mở nhanh solenoid được đáp ứng bằng việc sử dụng điện áp cao và dòng lớn Thờiđiểm phun và lượng phun được điều khiển một cách chính xác và phun thành nhiều giai
đoạn
+ Phun mồi ( pilot injection ).
Phun mồi diễn ra sớm đến 90độ trước điểm chết trên (ĐCT) (Nếu nhỏ hơn 40 độ, nhiên liệu có thể bám vào bề mặt của piston và xi lanh và làm loãng dầu bôi trơn.) Trong giai đoan phun mồi,
một lượng nhỏ nhiên liệu (1- 4 mm3) được phun vào xy lanh để „‟mồi‟‟
+ Giai đoạn phun chính main
injection).
Công suất đầu ra của động cơ phụ thuộc vào giai đoạn phun Before TDC After chính Với hệ
thống Common Rail, áp suất phun vẫn giữ không đổi trong suốt quá trình phun
+ Giai đoạn phun thứ cấp ( secondary injection ).
Xảy ra trong quá trình giãn nở hay kỳ thải Nhiên liệu phun vào không được đốt cháy mà để bốchơi nhờ vào sức nóng của
khí thải ở ống thải Lúc này bộ trung hòa khí xả tận dụng nhiên liệu trong khí thải như là mộtnhân tố hóa học để làm giảm nồng độ NOx * **trong khí thải
Trang 32 Cấu tạo hệ thống nhiên liệu của động cơ
Hệ thống này được thiế t kế theo Module: Có các cơ cấu chi tiết như sau: Cơ cấu cảm
biến, cơ cấu điều khiển, cơ cấu chấp hành Các thành phần chính của các cơ cấu :
- Kim Phun Injector (Cơ cấu chấp hành) điều khiển nhất kim lên xuống nhờ cuộn solenoi Nhận tín hiệu phun bằng tín hiệu XUNG từ hộp ECU or EDU or ECM tùy hãng
sản xuất
- Bộ tích Áp suất nhiên liệu ( Ống RAIL) có thể tích áp suất dầu lên tư 800 - 1750 bar.
- Bơm Cao Áp (High pressure Pump) Cơ cấu chấp hành
- Cơ cấu cảm biến
- Solenoi điều tiết áp suất áp suất nhiên liệu qua ống rail (Pressure control solenoid valve.)
- Hộp ECU (Electronic control unit.)
3 Bơm chuyển nhiên liệu 9 Kim phun nhiên liệu
6 Bơm cao áp
2.1 Bơm cao áp
Bơm cao áp được lắp đặt tại cùng một điểm trên các động cơ diesel như một bơm phân phốithông thường Nó được dẫn động bởi động cơ (bằng nửa tốc độ động cơ, nhưng tối đa 3000 v/p)thông qua một khớp nối, bánh răng, xích, hoặc đai có răng, và bôi trơn bằng nhiên liệu diesel.Tùy thuộc vào không gian có sẵn, một van kiểm soát áp suất được cài đặt trực tiếp trên bơm hoặc
từ xa Bên trong máy bơm áp suất cao, nhiên liệu được nén với 3 piston bơm hướng kính bố trí ởmột góc 120 với nhau
Trang 41 Trục bơm 4 Van nạp
Trang 52.2 Ống phân phối
* Nhiệm vụ
Ống phân phối (ống Rail Hình 10) lưu trữ nhiên liệu ở áp suất cao Đồng thời dập tắt các daođộng áp lực được tạo ra do việc cung cấp máy bơm cao áp và phun nhiên liệu Ngay cả khi sốlượng lớn nhiên liệu được phun ra, dàn chia luôn duy trì áp lực bên trong của nó thực tế khôngđổi Điều này đảm bảo rằng các áp lực phun vẫn không đổi khi vòi phun mở
* Chức năng
Dàn chia luôn đầy nhiên liệu áp suất cao Khi nhiên liệu rời khỏi dàn chia để phun, áp lực
trong dàn chia vẫn không đổi
2 Đường dầu cao áp từ bơm 5 Đường dầu hồi
3 Cảm biến áp suất ống phân phối 6 Đường dầu tới các kim phun
6 Van xả
7 Phớt làm kín
Trang 62.3 Cảm biến áp suất nhiên liệu
Trang 73 Hệ thống điều khiển điện tử
Diesel điều khiển điện tử (EDC) loại CRDI bao gồm ba khối hệ thống chính:
Trang 83.1.2 Cảm biến vị trí trục cam
Các cảm biến trục cam sử dụng hiệu ứng Hall, khi thành lập vị trí trục cam Một chiếc răng củavật liệu sắt từ được gắn liền với trục cam và quay với nó Khi răng này đi qua các tấm bán dẫnmỏng của bộ cảm biến trục cam, từ trường của nó chuyển hướng điện tử trong các tấm bán dẫnmỏng vuông góc với hướng của dòng chảy qua các tấm wafer Điều này dẫn đến một tín hiệuđiện áp nhỏ (điện áp Hall) thông báo cho ECU mà xi lanh 1 đã bước vào giai đoạn nén
3.1.3 Cảm biến nhiệt độ nước và nhiệt độ nhiên liệu
Cảm biến nhiệt độ được gắn nhiệt điện trở bên trong, mà nhiệt độ càng thấp, trị số điện trở
càng lớn, ngược lại, nhiệt độ càng cao, trị số điện càng thấp Và sự thay đổi về giá trị điện trởcủa nhiệt điện trở này được sử dụng để phát hiện các thay đổi về nhiệt độ của đối tượng
Như được thể hiện trong hình minh họa, điện trở được gắn trong ECU động cơ và nhiệt điệntrở trong cảm biến này được mắc nối tiếp trong mạch điện sao cho điện áp của tín hiệu đượcphát hiện bởi ECU động cơ sẽ thay đổi theo các thay đổi của nhiệt điện trở này Khi nhiệt độcủa đối tượng thấp, điện trở của nhiệt điện trở sẽ lớn, tạo nên một điện áp cao trong các tín hiệunhiệt độ nước và nhiệt độ nhiên liệu
Trang 93.1.4 Cảm biến đo gió kiểu màng nhiệt
Đặc biệt là trong hoạt động động lực, tỷ lệ A / F đúng là bắt buộc để thực hiện theo các giớihạn khí thải theo quy định của pháp luật Điều này đòi hỏi phải sử dụng bộ cảm biến có độchính xác cao để đo không khí có khối lượng thực sự được đưa vào động cơ tại một thời điểm
cụ thể Độ chính xác của cảm biến phải được hoàn toàn độc lập với dòng chảy đập ngược lại,tuần hoàn khí thải, kiểm soát trục cam, nhiệt độ lượng không khí
Cảm biến lưu lượng khí nạp gọn và nhẹ như được thể hiện trong hình minh họa ở bên trái làloại cắm phích được đặt vào đường không khí, và làm cho phần không khí nạp chạy qua khuvực phát hiện Như trình bày trong hình minh họa, một dây nóng và nhiệt điện trở, được sửdụng như một cảm biến, được lắp vào khu vực phát hiện Bằng cách trực tiếp đo khối lượngkhông khí nạp, độ chính xác phát hiện được tăng lên và hầu như không có sức cản của khôngkhí nạp Ngoài ra, vì không có các cơ cấu đặc biệt, loại CB này có độ bền rất cao Cảm biếnlưu lượng khí nạp được thể hiện trong hình minh hoạ cũng có một cảm biến nhiệt độ khôngkhí nạp gắn vào
3.1.5 Cảm biến vị trí bàn đạp ga
Cảm biến vị trí của bàn đạp ga biến đổi mức đạp xuống của bàn đạp ga (góc) thành một tín hiệuđiện được chuyển đến ECU động cơ Ngoài ra, để đảm bảo độ tin cậy, cảm biến này truyền cáctín hiệu từ hai hệ thống có các đặc điểm đầu ra khác nhau
Có hai loại cảm biến vị trí bàn đạp ga, loại tuyến tính và loại phần tử Hall
Cấu tạo và hoạt động của cảm biến này cơ bản giống như cảm biến vị trí bướm ga loại tuyềntính Trong các tín hiệu từ hai hệ thống này, một là tín hiệu VPA truyền điện áp theo đườngthẳng trong toàn bộ phạm vi bàn đạp ga Tín hiệu khác là tín hiệu VPA2, truyền điện áp bù
từ tín hiệu VPA
Không được tháo cảm biến này Việc điều chỉnh vị trí yêu cầu độ chính xác rất cao khi lắp đặtcảm biến Vì vậy, phải thay thế cả cụm bàn đạp ga khi cảm biến này bị hỏng
Trang 103.2 Hộp điều khiển ECU
Để máy tính làm việc được thích hợp, cần có một hệ thống toàn diện bao gồm các thiết bị đầuvào và đầu ra
Trên một ô tô, các cảm biến như cảm biến nhiệt độ nước hoặc cảm biến lưu lượng khí nạptương ứng với thiết bị đầu vào Và các bộ chấp hành như các vòi phun hoặc van điều khiển ápsuất dàn chia, máy tính điều khiển hệ thống được gọi là ECU (Bộ điều khiển bằng điện tử).Máy tính điều khiển động cơ được gọi là ECU động cơ (hoặc ECM*: Môđun điều khiển độngcơ)
Các cảm biến, các bộ chấp hành và ECU động cơ gắn liền với các dây dẫn điện Chỉ sau khiECU động cơ xử lý các tín hiệu vào từ các cảm biến và truyền các tín hiệu điều khiển đến các
bộ chấp hành mới có thể điều khiển được toàn bộ hệ thống như là một hệ thống điều khiểnbằng máy tính
*ECM là thuật ngữ của SAE (Hội các kỹ sư ô tô) ECU động cơ có một hệ thống chẩn đoán.ECU luôn luôn giám sát các tín hiệu đang được chuyển vào từ các cảm biến khác nhau Nếu
nó phát hiện một sự cố với một tín hiệu vào, ECU sẽ ghi sự cố đó dưới dạng của những DTC(Mã chẩn đoán hư hỏng) và làm sáng MIL (Đèn báo hư hỏng) Nếu cần ECU có thể truyềntín hiệu của các DTC này bằng cách nhấp nháy đèn MIL hoặc hiển thị các DTC hoặc các dữliệu khác trên màn hình của máy chẩn đoán cầm tay
Các chức năng chẩn đoán phát ra các DTC và các dữ liệu về một sự cố trên một máy chẩnđoán có dạng tiên tiến và hoàn chỉnh cao của hệ thống điện tử Vì hệ thống chẩn đoánphải tuân theo các quy định của mỗi nước
Trang 11B HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ BẢO QUẢN MÔ HÌNH
1 Kiểm tra mô hình trước khi cho hoạt động
Với hệ thống điện:
+ Sử dụng tài liệu hướng dẫn;
+ Luôn đầy đủ trang phục bảo hộ khi làm việc;
+ Cấp nguồn điện cho thiết bị: nguồn một chiều 12V(ắc quy) và nguồn xoay chiều ba pha.Khi cấp nguồn điện cho mô hình cần chú ý:
- Tắt các công tắc phụ tải;
- Chìa khóa điện ở vị trí AM;
- Với nguồn một chiều: Kiểm tra cực tính của ắc quy, các đầu tiếp xúc, hộp rơ le, cầu chì.Dây màu đỏ nối với cực dương, dây màu đen nối với cực âm ắc quy;
- Với nguồn xoay chiều: Kiểm tra nguồn điện vào, nối dây tiếp đất;
- Khi thực hiện các bài tập đấu nối, các chốt cắm phải đúng vị trí, độ dài dây hợp lý, sắp xếpgọn gàng Trước khi cho mạch hoạt động phải kiểm tra lần cuối;
- Thử mạch điện: Dùng đồng hồ vạn năng
+ Học viên không được sử dụng phần mềm tạo lỗi
Với hệ thống nhiên liệu:
+ Chuẩn bị bình cứu hỏa trước khi làm việc với hệ thống nhiên liệu;
+ Thực hiện ở nơi thoáng mát, không hút thuốc, không ở gần các thiết bị phát tia lửa nhưmáy mài, máy cắt kim loại, máy hàn,
* Vận hành mô hình
- Cấp nguồn một chiều 12V từ ắc quy và nguồn xoay chiều ba pha cho mô hình;
- Bật chìa khóa điện sang vị trí IG lúc này điện nguồn một chiều 12V cung cấp cho môhình, khi đó đèn MIL và một số đèn báo trên bảng đồng hồ táp lô sáng
- Khi vận hành, nếu xảy ra sự cố nguy hiểm như chập nguồn điện, rò rỷ nhiên liệu, cótiếng kêu do va đập phải lập tức nhấn công tắc dừng khẩn cấp và ngắt ngay các nguồn điện rồimới xem xét xử lý
2 Bảo dưỡng định kỳ
Mô hình được cấu tạo từ những cụm chi tiết thật trên ô tô, khi bảo quản phải đảm bảo các yêucầu sau:
- Khi hoạt động phải kiểm tra sự rò rỉ của nhiên liệu
- Thường xuyên lau mô hình sạch sẽ
- Che đậy mô hình khi kết thúc thực tập
- Chú ý khi vận chuyển mô hình
3 Bảo quản mô hình
- Bảo quản nơi khô ráo, sạch sẽ và thoáng mát;
- Thường xuyên kiểm tra thiết bị theo định kỳ;
- Kiểm tra và nạp điện ắc quy đúng yêu cầu kỹ thuật;
- Nếu đứt cầu chì bảo vệ phải kiểm tra nguyên nhân và khắc phục sau đó thay cầu chì đúngthông số;
- Nếu xảy ra sự cố nguy hiểm như chập nguồn điện, rò rỷ nhiên liệu, có tiếng kêu do va đậpphải lập tức nhấn công tắc dừng khẩn cấp và ngắt ngay các nguồn điện rồi mới xem xét xử lý;
Trang 12- Các linh kiện khi thay thế phải đúng chủng loại;
- Khi vận chuyển xa, tháo rời thiết bị thành hai khối riêng biệt, đặt theo chiều đứng, quátrình vận chuyển phải nhẹ nhàng, nếu đựng trong hộp kín phải chèn chặt bằng vật liệu mềm
C SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN
a Mạch điện điều khiển
Trang 17b) Các giắc điện
Trang 20c Tên các thiết bị trên sơ đồ mạch điện
Trang 21d Danh mục các lỗi tự tạo trên mô hình (Dành cho giáo viên)
ST
4 Pan 4 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ
11 Pan 11 Cảm biến vị trí trục khuỷu 1
12 Pan 12 Cảm biến vị trí trục khuỷu 2
13 Pan 13 Cảm biến vị trí trục cam