Nghiên cứu hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel Trên xe FORD RANGE 2016

Sự ra đời của hệ thống nhiên liệu COMMON RAIL là điều rất cần thiết.Công nghệ này giúp giảm ô nhiễm môi trường, giảm tiêu hao nhiên liệu, tiếng ồn, …trên động cơ sử dụng nhiên liệu diese

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Nghiên cứu hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel

Trên xe FORD RANGE 2016

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

Mã sinh viên:

Hà Nội-2020

MỤC LỤC

MỤC LỤC I

DANH MỤC HÌNH i

MỞ ĐẦU 1-2 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL 1

1.1 Lịch sử hình thành 1

1.2 Mục tiêu của đề tài 3

1.3 Ý nghĩa của đề tài 3

1.4 Phương pháp nghiên cứu 4

1.5 Tổng quan về hệ thống common rail trên xe ford ranger 2016 4

CHƯƠNG 2 CẤU TẠO VÀ NGHUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU COMMON RAIL 5

2.1 Cấu tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail 5

2.1.1 Bơm cao áp 5

2.1.2 Kim phun 8

2.1.3 Van xả 10

2.1.4 Bơm thấp áp 13

2.1.5 Ống phân phối Rail 15

2.1.6 Bầu lọc 16

2.1.7 ECU 17

2.1.8 Cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT) 18

2.1.9 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECT) 19

2.1.10 Cảm biến vị trí bàn đạp ga 21

2.1.11 Cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP) 22

2.1.12 Cảm biến vị trí trục cam (CMP) 24

2.1.13.Cảm biến áp suất nhiên liệu 25

2.2 Nguyên lí làm việc của hệ thống Common Rail 26

CHƯƠNG 3 KIỂM TRA BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL 30

3.1 Một số yêu cầu khi kiemr tra sửa chữa hệ thống commom rail 30

3.2 Kiểm tra bảo dưỡng thùng nhiên liệu 30

3.2.1 Dụng cụ 30

3.2.2 Yêu cầu 30

3.2.3 Các bước tiến hành 30

3.3 Kiểm tra bảo dưỡng lọc nhiên liệu 30

3.3.1 Mục đích 30

3.3.2 Dụng cụ 31

3.3.3 Yêu cầu nhẹ nhàng để không làm lọc bị méo hay thủng, tránh những nguồn lửa 31

3.3.4 Các bước bảo dưỡng lọc nhiên liệu 31

3.4 Kiểm tra bảo dưỡng bơm tiếp vận nhiên liệu 31

3.4.1 Mục đích 31

3.4.2 Yêu cầu 31

3.4.3 Phương pháp kiểm tra 32

3.4.4 Quy trình và yêu cầu kỹ thuật tháo lắp bơm chuyển nhiên liệu 32

3.5 Quy trình: Thao lắp bơm cao áp và vòi phun kết hợp 33

3.6 Quy trình: Tháo lắp vòi phun cao áp 33

3.7 Quy trình kiểm tra vòi phun 34

3.7.1 Nghe âm thanh phát ra từ kim phun nhiên liệu 34

3.7.2 Kiểm tra nguồn cấp cho kim phun nhiên liệu 35

3.7.3 Kiểm tra tín hiệu điều khiển kim phun nhiên liệu 36

KẾT LUẬN 38

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo của hệ thống nhiên liệu Common Rail 5

Hình 2.2 Sơ đồ cấu tạo bơm cao áp 6

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lí bơn cao áp 7

Hình 2.4 Sơ đồ cấu tạo kim phun 8

Hình 2.5 Sơ đồ các mảnh gốm kim phun 8

Hình 2.6 Sơ đồ mặt cắt dọc kim phun 9

Hình 2.7 Sơ đồ cấu tạo van xả 10

Hình 2.8 Sơ đồ điều khiển của ECU đối với van SCV 11

Hình 2.10 Van VCS mở ít 12

Hình 2.9 Van VCS mở nhiều 12

Hình 2.11 Sơ đồ cấu tạo bơm thấp áp 13

Hình 2.12 Sơ đồ nguyên lí làm việc bơm thấp áp 14

Hình 2.13 Sơ đồ cấu tạo ống Rail 15

Hình 2.14 Cấu tạo bầu lọc thô và bầu lọc tinh 16

Hình 2.15 Sơ đồ điều khiển phun của ECU 17

Hình 2.16 Cảm biến nhiệt độ khí nạp 18

Hình 2.17 Sơ đồ nối cảm biến nhiệt độ khí nạp với PCM 19

Hình 2.18 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 20

Hình 2.19 Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát 21

Hình 2.20 Sơ đồ mạch điện và đường đặc tính của cảm biến vị trí bàn đạp ga loại tuyến tính 21

Hình 2.21 Sơ đồ mạch điện và đường đặc tính của cảm biến vị trí bàn đạp ga loại phần tử Hall 22

Hình 2.22 Kết cấu cảm biến vị trí trục khuỷu 22

Hình 2.23 Sơ đồ mạch điện, dạng sóng tín hiệu 23

Hình 2.24 Kết cấu cảm biến vị trí trục cam 24

Hình 2.25 Cấu tạo cảm biến áp suất trên ống phân phối 25

Hình 2.26 Sơ đồ nguyên lí hoạt động hệ thống nhiên liệu Common Rail 26

Hình 2.27 Mạch áp suất thấp 27

Hình 2.28 Mạch áp suất cao 28

Hình 2.29 Mạch hồi dầu 28

Hình 2.30 ECU, các cảm biến và cơ cấu chấp hành 28

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1 Quy trình tháo lắp bơm chuyển nhiên liệu 32Bảng 3.2 Quy trình tháo lắp bơm cao áp 33Bảng 3.3 Quy trình tháo lắp voi phun 33

MỞ ĐẦU

Hiện nay, số lượng phương tiện giao thông đang gia tăng một cách chóngmặt, đặc biệt là các phương tiện cá nhân, kéo theo đó là tình trạng ô nhiễm môitrường, nguyên nhân do khói bụi từ các phương tiện giao thông Bên cạnh đónguồn nguyên nhiên liệu thì ngày càng cạn kiệt do sự khai thác quá mức của conngười Vì vậy, cần phải có các công nghệ mới để thay thế các công nghệ cũ vàgiải quyết các vấn đề như nhiễm môi trường, ô nhiễm tiếng ồn, giảm thiểu việckhai thác các nguồn tài nguyên thiên nhiên Sử dụng năng lượng sạch là nănglượng mặt trời, năng lượng điện, năng lượng sinh học, thay đổi công nghệ củacác loại động cơ truyền thống là xăng và diesel

Công nghệ ôtô trên thế giới phát triển dựa trên những tiêu chí: Tăng côngsuất động cơ, tốc độ, giảm suất tiêu hao nhiên liệu, điện tử hoá quá trình điềukhiển và hạn chế mức thấp nhất thành phần ô nhiễm trong khí xả động cơ, nhằmtạo ra một nền công nghiệp ôtô phát triển và thân thiện với môi trường

Sự ra đời của hệ thống nhiên liệu COMMON RAIL là điều rất cần thiết.Công nghệ này giúp giảm ô nhiễm môi trường, giảm tiêu hao nhiên liệu, tiếng

ồn, …trên động cơ sử dụng nhiên liệu diesel Hệ thống nhiên liệu diesel kiểuCOMMON RAIL hiện được sử dụng rộng rãi Nó đã mang lại một cuộc cáchmạng trong công nghệ động cơ diesel và làm thay đổi cách suy nghĩ của người

sử dụng động cơ diesel về tính hiệu quả của năng lượng này Trong cuốn thuyếtminh này sẽ giới thiệu một cách hệ thống những vấn đề về hệ thống nhiên liệuCommon Rail nói chung và hệ thống nhiên liệu trên xe Ford Ranger 2016 nóiriêng Mặc dù đã cố gắng nhưng em chắc chắn không tránh khỏi những khiếmkhuyết Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của thầy để phần kiến thức của

em được hoàn thiện hơn

Cuối cùng, em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy hướng dẫn

NGUYỄN VĂN TOÀN đã trực tiếp giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho em, và

tận tình giúp đỡ em để hoàn thành đồ án này Bên cạnh đó em cảm ơn các thầy

trong khoa đã tạo mọi điều kiện để em hoàn thành tốt học phần môn học “Đồ ántốt nghiệp” này.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà nội, ngày tháng năm 2020

Sinh viên thực hiện

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL

1.1 Lịch sử hình thành

Khí thải động cơ Diesel là một trong những thủ phạm gây nên ô nhiễm môitrường Động cơ diesel hiệu quả kinh tế hơn động cơ xăng, tuy nhiên nó vẫn cònnhững hạn chế trong quá trình sử dụng như: Thải khói đen khá lớn khi tăng tốc,tiêu hao nhiên liệu còn cao và tiếng ồn lớn, vận hành không êm dịu…

Động cơ Diesel phát triển vào năm 1897 nhờ Rudolf Diesel hoạt động theonguyên lý tự cháy ở gần cuối quá trình nến, nhiên liệu được phun vào buồngcháy động co để hình thành hòa khí rồi tự bốc cháy Đến năm 1927 RobertBosch phát triển bơn cao áp (Bơm phun Bosch lắp cho động cơ Diesel ôtôthương mại và ôtô khách vào năm 1936)

Năm 1943- 1946: Hệ thống Common rail được phát triển trên động cơ xe

và Dessre Lyle Cummins nhận được bằng sáng chế, người sáng lập ra hãng chếtạo ddoognj cơ diesel nổi tiếng thế giới Cummin Engine (USA)

Cuối nhứng năm 1960, hệ thống Common rail được phát triển bởi RobertHuber, người Thụy Sĩ, sau đó được phát triển bởi Maro Ganser tại viện côngnghệ Thụy Sĩ

Tháng 2/ 1976: Thử nghiệm một động cơ cho diesel cho kháchVolkswagen golf

Từ 1976- 1992: Hệ thống vòi phun Cummins Common Rail được phát triểnbởi ETH Zurich

Năm 1985: Động cơ diesel với bộ phận làm nguội trung gian ATI từ DAS,

xe tải sử dụng Common Rail ở Châu Âu với các loại IFA W50 được giới thiệu.Những năm 1990: Hệ thống Common Rail được sử dụng trên các loại xenghiên cứu lần đầu tiên ở Nhật Bản bởi tiến sĩ Shoket Itol và Masahiki của công

ty Denso

Năm 1993: Hệ thống Common Rail được phát triển bởi một công ty nghiêncứu của tập đoàn Fiat có tên là Elasis ở Naples và được Bosch mua lại bằng sángchế.

Năm 1995: Thành công đầu tiên của việc sử dụng hệ thống Common Railtrong việc sản xuất xe là dòng xe Denso ở Nhật Bản, dòng xe Hino với RisingRanger với hệ thống Common ECU-U2 Sử dụng bơm cao áp lên đến 1579 atmcung cấp nhiên liệu sơ cấp tới các đầu phun

Tháng 10/1997: Hệ thống Common Rail được sử dụng đầu tiên trên dòng

xe chở khách Alfa Romeo và Mercedes-Benz với áp suất phun 1350 bar

Năm 1999: Động cơ diesel đầu tiên của Common Rail trên dòng xe tải củahãng Reaul đạt tiêu chuẩn Euro 3 với áp suất phun lên tới 1400 bar

Năm 2001: Hệ thống Common Rail thế hệ 2 cho xe chở khách được sửdụng và đạt hiệu quả kinh tế hơn, sạch hơn, êm hơn, mạnh hơn, áp suất phun

1600 bar

Năm 2002: Hệ thống Common Rail thế hệ thứ 2 cho xe tải được năng cấpvới lượng khí thải thấp hơn, tiêu thụ nhiên liệu được cải tiến, tăng công suấthơn, áp suất phun 1600 bar được sử dụng trên dòng xe Man Cũng trong nămnày, Denso tung ra Common Rail với áp suất phun lên đến 1800 bar với số lầnphun 5 lần giúp hệ thống đáp ứng yêu cầu khí thải Euro 4

Năm 2003: Hệ thống Common Rail thế hệ thứ 3 được sử dụng chung chocác loại xe, ưu điểm giảm 20% lượng khí thải, tăng 5% công suất, giảm 3%nhiên liệu và tiếng ồn giảm 3db Sử dụng vòi phun Piezo đạt chính xác cao 1800bar Kim phun piezo có thể đạt được khoảng thời gian mồi (pilot injection) là0,1/nghìn s

Năm 2004, ở Tây Âu, tỷ lệ ô tô chở khách với động cơ disel vượt quá 50%,

hệ thống hoàn lưu khí xả EGR Công nghệ áp điện kim phun Bosch

Hệ thống nhiên liệu Diesel không ngừng cải tiến, với các giải pháp kỹ thuậttối ưu làm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm và suất tiêu hao nhiên liệu Các nhà

sản suất động cơ Diesel đã đề ra biện pháp khác nhau về kỹ thuật phun và tổchức quá trình cháy nhằm giới hạn các chất ô nhiễm Tập trung và giải quyết cácvấn đề:

Tăng tốc độ phun để làm giảm độ bồ hóng do tăng tốc hòa trộn liên liệukhông khí

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 quátrình phun để làm giảm HC

Biện pháp hồi lưu một bộ phận khí xả (EGR: Exhaust Gas Recirculation)Hiện nay, các nhược điểm của hệ thống nhiên liệu diesel đã được khácphục bằng cải tiến các bộ phận như: Bơm cao áp, vòi phun, ống tích trữ nhiênliệu áp suất cao, các ứng dụng điều khiển tự động nhờ sự phát triển của côngnghệ Đó là hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel

Đáp ứng được những yêu cầu đó các hệ thống, cơ cấu điều khiển ô tô nóichung và “Hệ thống cung cấp nhiên liệu DIESEL” nói riêng phải có sự hoạtđộng chính xác Chúng phải có độ bền cao và giá thành rẻ, giảm ô nhiễm môitrường và nâng cao công suất động cơ Dựa trên hệ thống cung cấp DIESELđiều khiển cơ khí thông thường các hãng xe đã phát triển lên Vì những lí do

trên em cọn đề tài “Nghiên cứu hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel dựa trên

ô tô tham khảo FORD RANGE 2016”.

1.2 Mục tiêu của đề tài

Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lí làm việc chung của hệ thống Những ưuđiểm của hệ thống mang lại so với những cơ hệ thống truyền thống khác

1.3 Ý nghĩa của đề tài

Đề tài mang lại những kiến thức về hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel,làm tăng tính tự giác trong giải quyết công việc

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Em nghiên cứu dựa trên những nguồn tài liệu từ sách vở kết hợp với tìmkiếm được trên internet từ những nguồn đáng tin cậy Cuối cùng, là tổng kết lạinhững phần tìm hiểu của em để hoàn thiện bản báo cáo

1.5 Tổng quan về hệ thống common rail trên xe ford ranger 2016

Hệ thống phun nhiên liệu Diesel của BOSCH

Hệ thống COMMON RAIL với áp suất phun tối đa 1800 Bar (5 lần phuntrong một chu kỳ) giúp giảm mạnh mẽ khí oxit Nitơ (NOx) và phần tử hạt (PM).Phiên bản mới nhất của hệ thống COMMON RAIL của BOSCH đạt tiêuchuẩn khí thải EURO 4 mà không cần sử dụng bộ lọc phần tử Diesel đắt đỏ

Hệ thống COMMON RAIL có cấu tạo nhỏ gọn nhất

Cam kết nâng cao chất lượng, độ tin cậy lớn hơn và hệ thống được thiết kế

để đáp ứng những luật về khí thải ngày càng khắt khe

Hệ thống phun dầu điện tử Common Rail có khá nhiều ưu điểm so với hệthống phun dầu EFI thông thường như:

+ Công suất động cơ cao+ Suất tiêu hao nhiên liệu thấp+ Giảm ô nhiễm

+ Giảm tiếng ồn+ Giảm lượng khói đen thải ra ở hệ thống thải+ Động cơ làm việc ổn định

CHƯƠNG 2 CẤU TẠO VÀ NGHUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA

HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU COMMON RAIL.

2.1 Cấu tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail.

Hệ thống cung cấp nhiên liệu gồm các bộ phận chính: thùng nhiên liệu, lọcnhiên liệu, bơm cao áp, ống phân phối, kim phun, ECU điều khiển, các đườngống cao áp và đi kèm với đó là các cảm biến để thu thập trình trạng hoạt độngcủa động cơ Hệ thống cung cấp nhiên liệu có công dụng hút nhiên liệu từ thùngchứa sau đó nén nhiên liệu lên áp suất cao và chờ tín hiệu điều khiển từ ECM sẽphun nhiên liệu vào buồng đốt Sau đây, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về cấu tạo vànguyên lí làm việc của các chi tiết chính của hệ thống kể trên

2.1.1 Bơm cao áp

 Cấu tạo:

Bơm cao áp được sử dụng là loại bơm 3 piston được bố trí hình sao lệchnhau 1 góc 120O Hoạt động nhẹ nhàng, linh hoạt và năng suất cao, giảm đượctải trọng động trên động cơ Nhiên liệu sẽ được cấp từ bơm bánh răng đến bơm

áp suất cao và cấp vào phía trên đỉnh piston thông qua van nạp Tại đây, nhiên

Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo của hệ thống nhiên liệu Common Rail

liệu sẽ bị nén và đạt áp suất cao, sau đó được đưa lên ống phân phối (Rail) vàđến các kim phun.

Bơm cao áp được lắp ở phía bên trái nắp máy thông qua một khớp nối, nốivới khớp nối của trục cam hút và được dẫn động bởi trục cam hút Tốc độ quaybằng 1/2 tốc độ động cơ thông qua khớp nối và được dẫn động bởi trục cam hút,được bôi trơn bằng chính nhiên liệu đi qua bơm Bơm cao áp phân phối lượngnhiên liệu tỷ lệ thuận với vận tốc quay của nó là một hàm của tốc độ động cơ.Trong quá trình phun, tỷ số truyền phụ thuộc vào góc tốc độ trục khuỷu, lượngnhiên liệu mà bơm cung cấp sao cho đáp ứng được chế độ hoạt động Thường tỷ

số truyền hợp lý là 1:2 hoặc 1:3

1 Đường nhiên liệu từ bơm tiếp vận; 2 Trục dẫn động; 3 Van hút; 4 Nhiên liệu áp suất cao đến ống phân phối; 5 Piston; 6 Cam lệch tâm; 7 Buồng chứa của bơm piston; 8 Van điều khiển áp suất; 9 Đường dầu hồi; 10 Lò xo;

11 Van bơm.

Bên trong bơm cao áp, nhiên liệu được nén bằng 3 piston bơm được bố tríhướng kính và các piston cách nhau 120 độ Do 3 piston bơm hoạt động luânphiên trong một vòng quay nên chỉ làm tăng nhẹ lực cản của bơm Do đó, ứngsuất trên hệ thống dẫn động vẫn giữ đồng bộ Điều này có nghĩa là hệ thốngCommon Rail đặt ít tải trọng lên hệ thống truyền động hơn so với hệ thống cũ.Công suất yêu cầu dẫn động để dẫn động bơm rất nhỏ và tỉ lệ với áp suất trongống phân phối và tốc độ bơm

Hình 2.2 Sơ đồ cấu tạo bơm cao áp

7 4

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lí bơn cao áp

1.Đường dầu cao áp; 2 Đường dầu hồi 3 Bơm bánh răng; 4 Đường dầu cung cấp; 5 Van an toàn; 6 Van điện từ; 7 Cam lệch tâm; 8.

9 Van một chiều.

Do bơm cao áp được thiết kế để có thể phân phối lượng nhiên liệu lớn nênlượng nhiên liệu có áp suất cao sẽ bị thừa trong giai đoạn chạy cầm chừng và tảitrung bình Lượng nhiên liệu thừa này sẽ được trở lại bình chứa thông qua vanđiều chỉnh áp suất.

2.1.2 Kim phun

Kim phun Piezo được hãng Bosch nghiên cứu, phát triển và sản xuất, được

sử dụng trên các dòng xe chạy diesel với những ưu điểm đáng kể so với các kimphun thông thường, như giảm được 20% lượng khí thải độc hại, tăng được 5%công suất động cơ, giảm 3dB tiếng ồn phát sinh, tiết kiệm 3%lượng nhiên liệutiêu thụ

Hình 2.4 Sơ đồ cấu tạo kim phun

 Cấu tạo:

 Các Piezo mảnh gốm:

+ Kim phun Piezo sử dụng áp điện, được tạo ra bởi hàng trăm cácmảnh gốm áp điện, ghép song song và chồng lên nhau Các mảnhgốm này có thể giãn nở thay đổi theo điện áp đặt vào hai đầu

+ Mỗi mảnh gốm cung cấp 0.004 inch chuyển động, đủ để di chuyểncho quá trình bơm nhiên liệu

 Piston và van Piston: Piston và van piston có tác dụng di chuyển tịnhtiến lên xuống, đẩy van đóng mở đường dầu cao áp Tạo áp xuất mởđầu kim phun

 Van điều áp: Van điều áp là một hình trụ, có phình to ở đầu, làmchốt chặn lò xo, di chuyển lên xuống có tác dụng đóng mở đườngdầu cao áp

 Kim phun: Là một thanh hình trụ có các đường kính khác nhau,nhằm làm kín, ở đầu kim phun tiện côn để bao kín tốt hơn

Hình 2.5 Sơ đồ các mảnh gốm kim phun

 Các vòng lo xo: Các vòng lò xo có tác dụng tạo lực đàn hồi khi bịngoại lực tác dụng lên, giúp các chi tiết trở về trạng thái ban đầu

 Nguyên lý hoạt động của kim phun Piezo:

Kim phun Piezo sử dụng nguyên lý áp điện nên cơ chế hoạt động khác vớicác loại kim phun thông thường Khi nhận tín hiệu điện, hàng trăm tấm Piezogiãn ra, làm chuyển động tịnh tiến piston Piston nhận lực đẩy của các tấmPiezo, do lực lớn hơn lực lò xo, nên bị ép xuống, đẩy van piston đi xuống Vanpiston đi xuống, đẩy van cao áp đi xuống, đóng lại, làm cho đường dầu đóng lại,đường dầu hồi bị đóng lại Áp suất dầu tăng lên cao, đẩy kim phun tịnh tiến lêntrên, kim phun mở ra đẩy dầu ra, dầu với áp suất cao được phun tơi, phun 1điểm tùy theo thời kì phun Khi dầu được phun ra ngoài, áp xuất dầu giảm đi,ngưng tín hiệu điện, các tấm Piezo co lại, piston và van piston dịch chuyển lêntrên, làm cho van cao áp mở ra, đường dầu hồi cũng được mở lại áp suất dầu lúcnày giảm sâu làm cho kim phun đóng lại, kết thúc phun

Hình 2.6 Sơ đồ mặt cắt dọc kim phun

2.1.3 Van xả

*Cấu tạo:

Chức năng: Van SCV (suction control valve) của động cơ COMMON RAIL có

tác dụng là định lượng lượng nhiên liệu đưa vào bơm piston của bơm cao áp từbơm nạp dưới sự điều khiển của ECU đồng thời làm nhiệm vụ điều khiển ápsuất trong ống phân phối

3 2 1

6 5 4

Hình 2.7 Sơ đồ cấu tạo van xả

1.Đầu giắc cắm điện; 2 Lò xo mở 3 Lõi sắt từ; 4 Nam châm điện; 5 Thân van; 6 Van bi

ECU nhận tín hiệu từ cảm biến áp suất nhiên liệu từ ống phân phối, cảmbiến trục khuỷu và cảm biến vị trí bàn đạp ga, ECU tính toán áp suất phun lýtưởng rồi gửi tín hiệu đến van SCV để điều khiển độ mở của van Lượng nhiênliệu tăng hay giảm đi phụ thuộc vào áp suất phun lý tưởng của động cơ.

SCV là loại van thường mở, khi SCV ở trạng thái OFF thì lực lò xo mở lốithoát qua hoàn toàn, khi SCV ở trạng thái ON thì lực ép lò xo đóng lối thoátnhiên liệu Khi van SCV chưa hoạt động, lực lò xo mở van trượt hoàn toàn, khivan SCV hoạt động (động cơ hoạt động), ECU tính toán áp suất phun lý tưởngsau đó kích hoạt cho một dòng điện đến nam châm điện 3 của van SCV sinh ra

từ trường đẩy lõi sắt từ 5 ép lò xo làm van trượt dịch chuyển về phía trước điềuchỉnh lượng nhiên liệu cấp vào bơm piston Lượng nhiên liệu hút vào tăng haygiảm tùy thuộc vào cường độ dòng điện đi qua van, nếu dòng đến SCV trongmột thời gian dài thì cường độ trung bình của dòng điện chạy đến cuộn dây tăngkhi đó van 2 đóng lại lượng nhiên liệu đi qua ít, còn nếu dòng điện đến SCVtrong một thời gian ngắn, cường độ trung bình của dòng điện chạy đến cuộn dâygiảm khi đó van mở lớn, do đó lượng nhiên liệu hút tăng

Tính toán áp suất phun lý thuyết

Van SCV

Điều khiển

độ mở của

van SCV

Cảm biến áp suất NL

Cảm biến vị trí bàn đạp chân ga

Cảm biến trục khuỷu

Engine ECUHình 2.8 Sơ đồ điều khiển của ECU đối với van SCV

Khi van SCV mở nhỏ lượng nhiên liệu đi vào khoảng trống phía trên piston

ít vì vậy khi piston đi lên thực hiện hành trình nén, khi đó áp suất nhiên liệukhông đủ lớn để mở van bơm và van nạp vẫn còn mở nên hành trình hút kéo dàiđến khi piston lên gần đến điểm chết trên, nhiên liệu mới được nén và thực hiệnquá trình bơm như trên hình Khi đó, áp suất khí nhiên liệu trong ống phân phối

có phần giảm xuống phù hợp với áp suất phun lý thuyết ECU đã tính

Khi van SCV mở lớn lượng nhiên liệu hút vào khoảng trống phía trênpiston tăng vì vậy hành trình hút kết thúc khi piston đi lên, thực hiện hành trìnhnén, bơm nhiên liệu vào đường ống cao áp đến ống phân phối với áp suất caonhư sơ đồ hình vẽ

Khi van SCV đóng lại hoàn toàn, nhiên liệu không được hút vào, piston chỉnén dưới dạng bọt khí, khi piston đi lên đến gần điểm chết trên van 4 mở raHình 2.10 Van VCS mở nhiều

Hình 2.9 Van VCS mở ít

nhiên liệu ống cao áp chảy ngược lại khoảng chống phía trên piston khi ấy làmcho áp suất ống phân phối giảm xuống đáng kể, phù hợp chế độ làm việc củađộng cơ mà ECU tính toán.

2.1.4 Bơm thấp áp

 Nhiệm vụ bơm thấp áp:

Bơm thấp áp có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu từ thùng nhiên liệu đến bìnhlọc và bơm cao áp với áp suất ổn định

 Yêu cầu bơm thấp áp:

Lượng nhiên liệu do bơm thấp áp cung cấp phải nhiều hơn mức cần thiếttheo yêu cầu làm việc của động cơ, ngay cả khi động cơ làm việc với phụ tải lớnnhất

 Cấu tạo:

Bơm thấp áp được lắp trên vỏ bơm cao áp và được dẫn động nhờ bánh camlệch tâm trên trục cam bơm cao áp Cấu tạo của bơm thấp áp kiểu piston gồm có

vỏ bơm, con đội kiểu con lăn, lò xo, ty đẩy, xy lanh, van nạp, van xả được làm

Hình 2.11 Sơ đồ cấu tạo bơm thấp áp

bằng chất dẻo tổng hợp Các van được đóng kín vào đế van trong vỏ bơm nhờ lò

xo, van bi và tay nắm

 Nguyên lý làm việc:

Khi cam quay về vị trí không tác dụng vào con đội, lò xo giãn ra đẩy piston

đi xuống, thể tích khoang A tăng lên, áp suất giảm, van nạp mở, nhiên liệu đượcnạp đầy vào khoang A, đồng thời thể tích khoang B giảm, nhiên liệu có sẵn ởkhoang B được đẩy lên bầu lọc và bơm cao áp, lúc này van xả đóng

Khi cam lệch tâm quay về vị trí tác dụng đẩy con đội đi lên piston cũng đilên, thể tích khoang A giảm, đồng thời thể tích khoang B tăng, lúc này van xả

mở, van nạp đóng, nhiên liệu ở khoang A bị đẩy qua van xả vào khoang B Camlệch tâm tiếp tục quay, piston đi xuống quá trình bơm nhiên liệu lại tiếp diễn.Khi trên bình lọc và bơm cao áp đã đủ mức nhiên liệu cần thiết, áp suất nhiênliệu trên đường ống dầu ra lớn, áp suất ở khoang B cũng lớn đẩy piston đi lên éplò xo lại, do đó trục cam vẫn quay nhưng bơm thấp áp không cung cấp nhiênliệu lên bình lọc và bơm cao áp

Hình 2.12 Sơ đồ nguyên lí làm việc bơm thấp áp

Bơm tay dùng để bơm nhiên liệu lên bình lọc và bơm cao áp khi động cơngừng làm việc, trước khi khởi động động cơ hoặc xả không khí trong hệ thốngnhiên liệu Sau khi bơm nhiên liệu bằng tay phải vặn chặt tay nắm của bơm lại.

2.1.5 Ống phân phối Rail

Hình 2.7 Sơ đồ cấu tạo ống Rail

Ống phân phối nhiên liệu dùng để chứa nhiên liệu áp suất cao và giảm chấn

do sự giao động áp suất của bơm cao áp tạo ra trong thể tích của ống Khi vòiphun lấy nhiên liệu từ ống phân phối để phun thì áp suất nhiên liệu trong ốngphân phối không đổi Điều này thực hiện được nhờ vào sự co giãn của nhiênliệu.Ở trên ống phân phối nhiên liệu có lắp một cảm biến áp suất nhiên liệu(FRP), một cảm biến nhiệt độ nhiên liệu và một van an toàn Cảm biến áp suấtnhiên liệu đo áp suất trong ống và được duy trì bởi van lưu lượng nhằm duy trì

áp suất khoảng 2000 bar Ống này dùng chung cho các xy lanh nên có tên là(đường ống chung - Common Rail) Ngay cả khi một lượng nhiên liệu mất đikhi phun, ống vẫn duy trì một áp suất thực tế bên trong không đổi đảm bảo cho

áp suất phun của vòi phun không đổi ngay từ khi vòi phun mở Khi áp suất làmviệc của hệ thống cao quá 2000 bar, van an toàn 1 sẽ mở ra và nhiên liệu đượchồi về thùng, mục đích của van an toàn nhằm đảm bảo an toàn cho hệ thống,ngăn ngừa sự hư hỏng xảy ra do áp suất nhiên liệu gây nên Van an toàn chỉđược phép mở có một lần, điều này có nghĩa nó phải thay thế nếu như nó đã mởmột lần

Thể tích bên trong của ống thường xuyên được điền đầy bằng nhiên liệu có

áp suất cao Khả năng nén của nhiên liệu dưới áp suất cao được tận dụng để tạohiệu quả tích trữ Khi nhiên liệu rời khỏi ống để phun ra thì áp suất thực tế trong

bộ tích trữ nhiên liệu áp suất cao vẫn được duy trì không đổi Sự thay đổi áp suất

là do bơm cao áp thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp để bù vào phần nhiên liệuvừa phun Ưu điểm lớn nhất của ống phân phối là luôn giữ cho áp suất nhiênliệu khi phân phối đến các kim phun luôn bằng nhau