Thi công mô hình động cơ hyundai diesel common rail D4CB

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬTTHÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN Tên đề tài: Thi công mô hình Động cơ Hyundai Diesel Common Rail D4CB Họ và tên Sinh v

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

SVTH: NGUYỄN TRỌNG TIỆP MSSV: 13145274

GVHD: NGUYỄN TẤN LỘC

Tp Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

SVTH: NGUYỄN TRỌNG TIỆP MSSV: 13145274

GVHD: NGUYỄN TẤN LỘC

Tp Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2018

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Mã ngành đào tạo: 52510205

Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ đào tạo:

Khóa: 2013 Lớp: 139450

1 Tên đề tài

Thi công mô hình Động cơ Hyundai Diesel Common Rail D4CB

2 Nhiệm vụ đề tài

- Thi công mô hình Động cơ Hyundai Diesel Common Rail D4CB

- Nghiên cứu hệ thống điện Động cơ Hyundai Diesel Common Rail D4CB

3 Sản phẩm của đề tài

- Mô hình Động cơ Hyundai Diesel Common Rail D4CB

- Tập thuyết minh hệ thống Động cơ Hyundai Diesel Common Rail D4CB

4 Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 16/10/2017

5 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 09/01/2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Bộ môn: Động cơ

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên hướng dẫn)

Họ và tên sinh viên: VÕ VĂN TRUNG MSSV:13145302 Hội đồng:………

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN TRỌNG TIỆP MSSV:13145274 Hội đồng:………

Tên đề tài: Thi công mô hình Động cơ Hyundai Diesel Common Rail D4CB Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tô Họ và tên GV hướng dẫn: NGUYỄN TẤN LỘC Ý KIẾN NHẬN XÉT 1 Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)

2 Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(không đánh máy) 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)

2.3.Kết quả đạt được:

2.4 Những tồn tại (nếu có):

3 Đánh giá: 4 Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không được phép bảo vệ TP.HCM, ngày……tháng……năm……

tối đa

Điểm đạt được

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa

học xã hội…

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình

đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… 5

3 Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10

Giảng viên hướng dẫn

(Ký, ghi rõ họ tên)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Bộ môn: Động cơ

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên phản biện)

Họ và tên sinh viên: VÕ VĂN TRUNG MSSV: 13145302 Hội đồng………

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN TRỌNG TIỆP MSSV: 13145274 Hội đồng………

Tên đề tài: Thi công mô hình Động cơ Hyundai Diesel Common Rail D4CB Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tô Họ và tên GV phản biện (Mã GV): ………

Ý KIẾN NHẬN XÉT 1 Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)

3 Kết quả đạt được:

4 Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:

5 Câu hỏi:

6 Đánh giá: 7 Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không được phép bảo vệ TP.HCM, ngày…… tháng…… năm……

Giảng viên phản biện

(Ký, ghi rõ họ tên)

tối đa

Điểm đạt được

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa

học xã hội…

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình

đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… 5

3 Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN

Tên đề tài: Thi công mô hình Động cơ Hyundai Diesel Common Rail D4CB

Họ và tên Sinh viên: VÕ VĂN TRUNG MSSV: 13145302

Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phảnbiện và các thành viên trong Hội đồng bảo vê Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn chỉnhđúng theo yêu cầu về nội dung và hình thức

Chủ tịch Hội đồng:

Giảng viên hướng dẫn:

Giảng viên phản biện:

Tp Hồ Chí Minh, ngày…… tháng…….năm……

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, em xin cảm ơn nhà trường và quý thầy cô đã xây dựng môi trường họctập tốt, truyền đạt kiến thức cũng như những kinh nghiệm để em có thể gặt hái đượcthành quả trong các năm qua

Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Tấn Lộc Thầy là

người hướng dẫn nhiệt tình, luôn đưa ra những nhận xét đúng đắn để em hoàn thànhđược đề tài tốt nghiệp kịp thời và hoàn thiện nhất có thể

Sau cùng, tuy có nhiều nỗ lực, nhưng do thời gian thực hiện đề tài không nhiều vàkiến thức, kinh nghiệm còn hạn chế nên đồ án tốt nghiệp còn nhiều thiếu sót Do đó,

em kính mong quý thầy cô, bạn bè thông cảm và rất mong nhận được ý kiến từ mọingười để hoàn thiện đề tài tốt hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Tp.Hồ Chí Minh, ngày … tháng…… năm……

Nhóm sinh viên thực hiện:

Võ Văn Trung Nguyễn Trọng Tiệp

i

TÓM TẮT

Trong xu thế hội nhập hiện nay, nền công nghiệp Việt Nam đang phát triển rấtmạnh và đặc biệt là ngành kỹ thuật ô tô Vấn đề đi lại, vận chuyển ngày càng tăng củacon người trên toàn thế giới Ô tô gần như là phương tiện chủ lực đáp ứng mọi nhu cầu

đó Công nghệ ô tô là một ngành khoa học kỹ thuật phát triển rất nhanh trên phạm vitoàn thế giới, để đáp ứng nhu cầu trên đã làm cho tốc độ gia tăng số lượng ô tô trên thếgiới rất nhanh Do đó, tình hình giao thông ngày càng phức tạp và nảy sinh ra các vấn

đề cấp bách cần phải giải quyết như tai nạn giao thông, ô nhiễm môi trường, khủnghoảng nhiên liệu… Để giải quyết các vấn đề đó, đòi hỏi ngành công nghệ ô tô phải ápdụng khoa học kỹ thuật tiên tiến trong thiết kế, ứng dụng các nguyên vật liệu và côngnghệ hiện đại để cho ra đời những chiếc xe ngày càng hoàn hảo với tính năng vận hành

và tính an toàn vượt trội Một trong những hệ thống liên quan đến điều khiển động cơ

đó là hệ thống nhiên liệu Common Rail Hệ thống nhiên liệu Common Rail là một cảitiến trong động cơ diesel và là một trong số những hệ thống được khách hàng quantâm hiện nay khi mua xe ô tô vì những lợi ích mà nó mang lại khi sử dụng như: tiếtkiệm nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường, công suất lớn, giảm tiếng ồn trong động

cơ Và trong quá trình học tập, em đã được tiếp xúc, tìm hiểu về hệ thống nhiên liệunày và nhận thấy đây là đề tài liên quan đến chuyên ngành cơ khí động lực của mình.Chính vì vậy chúng em đã chọn đề tài tốt nghiệp: Thi công mô hình động cơ HyundaiDiesel Common Rail D4CB

Đề tài “Thi công mô hình động cơ Hyundai Diesel Common Rail D4CB ” cũnggiúp cho em hiểu thêm về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các chi tiết gắn liền vớiđộng cơ Bằng hình thức tháo lắp, tân trang mô hình thực tế, đề tài đã tìm hiểu đượccác nội dung sau:

 Lý thuyết hệ thống Common Rail

 Chi tiết các bộ phân trên mô hình động cơ D4CB

 Quá trình điều khiển hệ thống động cơ

 Hệ thống chẩn đoán

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC HÌNH vii

DANH MỤC BẢNG x

Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1 Lý do chọn đề tài 2

1.2 Khách thể và đối tượng nghiên cứu của đề tài 2

1.2.1 Khách thể nghiên cứu 2

1.2.2 Đối tượng nghiên cứu 3

1.3 Phạm vi ứng dụng 3

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG COMMOMRAIL 4

2.1 Sơ lược về hệ thống 5

2.1.1 Lĩnh vực áp dụng 5

2.1.2 Hoạt động và chức năng 5

2.2 Đặc tính phun 7

2.2.1 Đặc tính phun của hệ thống phun dầu kiểu cũ 7

2.2.2 Đặc tính phun của hệ thống Common Rail 8

Chương 3 MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ HYUNDAI DIESEL COMMON RAIL D4CB 12

3.1 Quá trình hình thành và phát triển của hãng xe Hyundai 13

3.2 Động cơ Hyundai Diesel Common Rail D4CB 13

3.2.1 Thi công mô hình động cơ 13

iii

3.2.2 Vị trí các chi tiết trên động cơ 20

3.2.3 Sơ đồ mạch điện của động cơ 22

3.3 Hệ thống khởi động, cung cấp điện và điều khiển quạt làm mát 26

3.3.1 Hệ thống khởi động 26

3.3.2 Hệ thống cung cấp điện 26

3.3.3 Hệ thống điều khiển quạt làm mát động cơ 26

3.4 Các cực ECU 28

3.5 Các cảm biến 31

3.5.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp 31

3.5.2 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 34

3.5.3 Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 36

3.5.4 Cảm biến áp suất nhiên liệu 38

3.5.5 Cảm biến vị trí bàn đạp ga 40

3.5.6 Cảm biến vị trí trục khuỷu và vị trí trục cam 42

3.6 Các bộ phận của hệ thống nhiên liệu 45

3.6.1 Tổng quan về hệ thống nhiên liệu 45

3.6.2 Vùng áp suất thấp 46

3.6.3 Vùng áp suất cao 47

Chương 4 QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ HYUNDAI DIESEL COMMON RAIL D4CB 58

4.1 Điều khiển phun nhiên liệu 59

4.1.1 Khái quát điều khiển phun nhiên liệu 59

4.1.2 Sơ đồ tổng quát hệ thống điều khiển phun nhiên liệu 59

4.1.3 Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển phun nhiên liệu 60

4.1.4 Các chức năng điều khiển phun nhiên liệu 60

4.2 Điều khiển xông máy 61

4.3 Điều khiển hệ thống tuần hoàn khí thải 63

4.4 Điều khiền turbo tăng áp 65

Chương 5 HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN 67

5.1 Tổng quan hệ thống chẩn đoán 68

5.2 Hệ thống chẩn đoán OBDII 68

5.2.1 Kiểm tra mã lỗi 69

5.2.2 Chế độ kiểm tra 70

Chương 6 KẾT LUẬN 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

v

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Common Rail 6

Hình 2.2: Đặc tính phun của hệ thống thường 7

Hình 2.3: Đường đặc tính phun của hệ thống common Rail 9

Hình 3.1: Chân trụ đặt động cơ 14

Hình 3.2: Hộp cầu chì và bảng tableau 14

Hình 3.3: Vị trí bàn đạp ga trên mô hình 15

Hình 3.4: Bảng mica trên mô hình 15

Hình 3.5: Vị trí ECU vào trong thùng mô hình 15

Hình 3.6: Vị trí két nước và quạt làm mát trên khung mô hình 16

Hình 3.7: Đường ống nước làm mát động cơ 16

Hình 3.8: Vị trí ống giảm thanh trên động cơ 17

Hình 3.9: Vị trí đặt bình nhiên liệu 17

Hình 3.10: Vị trí đặt lọc nhiên liệu 18

Hình 3.11: Mô hình nhìn từ phía trước 19

Hình 3.12: Mô hình nhìn từ phía sau 19

Hình 3.13: Mô hình nhìn từ bên trái 19

Hình 3.14: Mô hình nhìn từ bên phải 20

Hình 3.15: Mô hình nhìn từ phía trên 20

Hình 3.16: Vị trí các chi tiết trên động cơ 20

Hình 3.17: Vị trí các chi tiết trên động cơ 21

Hình 3.18: Sơ đồ mạch điện relay chính 22

Hình 3.19: Sơ đồ mạch điện kim phun 23

Hình 3.20: Sơ đồ mạch điện các cảm biến 24

Hình 3.21: Sơ đồ mạch điện các cảm biến và xông máy 25

Hình 3.22: Sơ đồ mạch điện điều khiển quạt làm mát 27

Hình 3.23: Các chân của ECU động cơ 28

Hình 3.24: Cảm biến đo lưu lượng khí nạp 31

Hình 3.25: Cấu tạo cảm biến đo lưu lượng khí nạp 31

Hình 3.26: Đường đặc tính cảm biến không khí nạp 32

Hình 3.27: Sơ đồ mạch điện cảm biến lưu lượng khí nạp 33

Hình 3.28: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 34

Hình 3.29: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát 34

Hình 3.30: Đường đặc tính của cảm biến nhiệt độ nước làm mát 35

Hình 3.31: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát 35

Hình 3.32: Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 36

Hình 3.33: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 37

Hình 3.34: Đường đặc tính của cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 37

Hình 3.35: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 37

Hình 3.36: Cảm biến áp suất nhiên liệu 38

Hình 3.37: Đường đặc tính của cảm biến áp suất nhiên liệu 39

Hình 3.38: Sơ đồ mạch điện cảm biến áp suất nhiên liệu 39

Hình 3.39: Cảm biến vị trí bàn đạp ga 40

Hình 3.40: Đường đặc tính của cảm biến bàn đạp ga 41

Hình 3.41: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga 41

Hình 3.42: Cảm biến vị trí trục khuỷu 42

Hình 3.43: Cảm biến vị trí trục cam 43

Hình 3.44: Cấu tạo cảm biến vị trí trục khuỷu (a) và cảm biến vị trí trục cam (b) 43

Hình 3.45: Cảm biến vị trí trục khuỷu 44

Hình 3.46: Sơ đồ mạch điện cảm biến trục cam và trục khuỷu 44

Hình 3.47: Sơ đồ cơ bản hệ thống nhiên liệu Common Rail 46

Hình 3.48: Bơm cao áp 48

Hình 3.49: Bơm cao áp 48

Hình 3.50: Cấu tạo van điều áp 50

Hình 3.51: Cấu tạo ống phân phối 52

Hình 3.52: Cấu tạo kim phun 53

Hình 3.53: Cảm biến áp suất trên ống phân phối 54

Hình 3.54: Van giới hạn áp suất 56

Hình 3.55: Van giới hạn dòng chảy 57

Hình 4.1: Vị trí kim phun nhiên liệu 59

Hình 4.2: Sơ đồ khối hệ thống nhiên liệu 59

Hình 4.3: Sơ đồ mạch điện hệ thống nhiên liệu 60

Hình 4.4: Đặc tính điều khiển lượng phun nhiên liệu 61

Hình 4.5: Vị trí bugi xông 62

Hình 4.6: Sơ đồ mạch điện xông máy 62

Hình 4.7: Nguyên lý làm việc của hệ thống tuần hoàn khí thải EGR 63

Hình 4.8: Nguyên lý hoạt động EGR 64

Hình 4.9: Turbo tăng áp 65

Hình 4.10: Nguyên lý hoạt động của Turbo 66

Hình 5.1: Giắc chẩn đoán DLC3 69

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Ký hiệu các cực C230-1 của ECU 29

Bảng 3.2: Ký hiệu các cực C230-2 của ECU 30

Bảng 3.3: Thông số kiểm tra cảm biến lưu lượng khí nạp 33

Bảng 3.4: Thông số kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát 36

Bảng 3.5: Thông số kiểm tra cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 38

Bảng 3.6: Thông số kiểm tra cảm biến áp suất nhiên liệu 40

Bảng 3.7: Thông số kiểm tra cảm biến vị trí bàn đạp ga 42

Bảng 3.8: Thông số kiểm tra cảm biến vị trí trục khuỷu 45

Bảng 3.9: Thông số kiểm tra cảm biến vị trí trục cam 45

Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

CHƯƠNG 1:

ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Lý do chọn đề tài

Nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá - hiện đại hoá nhằm đưa ViệtNam trở thành một nước công nghiệp văn minh hiện đại Trong sự nghiệp cách mạng

to lớn đó, phát triển giáo dục đào tạo là một trong những động lực vô cùng quan trọng,

là điều kiện để phát triển nguồn lực con người - yếu tố cơ bản để phát triển xã hội, tăngtrưởng kinh tế và bền vững Đó cũng chính là nhiệm vụ to lớn đối với ngành giáo dục,phải đào tạo ra nguồn nhân lực có trình độ và phẩm chất nhằm đáp ứng được nhu cầungày càng cao của xã hội

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.Hồ Chí Minh là nơi đào tạo ra những kỹ sư,giáo viên kỹ thuật và đội ngũ lao động lành nghề đáp ứng được nhu cầu xã hội hiệnnay Để có được kết quả đó, nhà trường không ngừng nâng cao và cải tiến phươngpháp dạy và học Không chỉ được học lý thuyết mà còn được trực tiếp thực hành trênnhững mô hình rất trực quan và sinh động Được sự cho phép của nhà trường, chúng

em là sinh viên năm cuối của Khoa Cơ khí Động lực nhận thấy để phục vụ tốt hơn chocông tác giảng dạy, và tìm hiểu rõ hơn về các hệ thống trên ô tô, chúng ta cần phải cóthêm nhiều mô hình để học tập và nghiên cứu Qua thiết kế mô hình chúng ta sẽ thấyđược mối quan hệ giữa lý thuyết và thực tế, từ đó tổng hợp các kiến thức làm nền tảng

cho công việc sau này Do đó chúng em đã chọn đề tài: Thi công mô hình động cơ

Hyundai Diesel Common Rail D4CB, do thầy Nguyễn Tấn Lộc hướng dẫn làm đề tài

tốt nghiệp

Mô hình sẽ được sử dụng làm tài liệu giảng dạy, giúp cho người học trực quan vàsinh động hơn trong quá trình học tập, nhằm nâng cao hiệu quả học tập và góp phầnvào sự nghiệp phát triển chung của đất nước

1.2 Khách thể và đối tượng nghiên cứu của đề tài

1.2.1 Khách thể nghiên cứu

Để tạo ra một nguồn nhân lực chất lượng nhằm đáp ứng được nhu cầu của xã hộihiện nay Trong nhiều năm qua, ngành Giáo dục Đào tạo không ngừng cải tiến và thayđổi phương pháp dạy và học

Hiện nay, ở các trường đào tạo khối kỹ thuật thì việc học lý thuyết kết hợp ngayvới thực hành là hết sức quan trọng, được thực hành trực tiếp trên những vật thật sẽgiúp cho người học hiểu rõ vấn đề một cách tường tận và nắm vững kiến thức sâu hơn.Riêng đối với ngành công nghệ ô tô thì việc đưa vật thật vào một lớp học là một vấn

đề hết sức khó khăn vì nó rất to lớn và cồng kềnh Chính vì vậy mà rất cần những môhình mô phỏng.

Những mô hình mô phỏng như thế, sẽ giúp cho người học trực quan sinh động vàhứng thú trong học tập, mang lại hiệu quả học tập cao hơn

1.2.2 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng của đề tài này là: Động cơ Hyundai Diesel Common Rail D4CB.Trong quá trình thực hiện đề tài, người nghiên cứu sẽ tìm hiểu về công dụng, yêu cầu,cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mô hình Đồng thời xây dựng quy trình vận hành,kiểm tra, bảo dưỡng mô hình

Cụ thể đối tượng nghiên cứu như sau:

 Động cơ Hyundai Diesel Common Rail D4CB

 Kiểm tra và chẩn doán động cơ

1.3 Phạm vi ứng dụng

Mô hình sẽ được phục vụ trong quá trình giảng dạy ngành công nghệ ô tô tạiTrường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.Hồ Chí Minh và các trường khác trên cả nước.Đồng thời cũng là tài liệu dùng để tham khảo

Đối tượng phục vụ cho mô hình là giáo viên, sinh viên, học sinh ở các trường Đạihọc, Cao đẳng, Trung học chuyên nghiệp, dạy nghề trong cả nước và những cán bộ,công nhân làm việc trong lĩnh vực bảo dưỡng và sửa chữa ô tô

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG COMMOMRAIL

CHƯƠNG 2:

CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG

COMMOMRAIL

2.1 Sơ lược về hệ thống

Hệ thống điều khiển động cơ diesel bằng điện tử trong một thời gian dài chậm pháttriển so với động cơ xăng Do độ êm dịu không cao nên động cơ diesel ít được sử dụngtrên các xe du lịch Trong thời gian đầu, các hãng chủ yếu sử dụng hệ thống điều khiểnbơm cao áp bằng điện trong các hệ thống EDC (electronic diesel control) Trongnhững năm gần đây, hệ thống Common Rail được phát triển mạnh mẽ

1.3.1 Lĩnh vực áp dụng

Thế hệ bơm cao áp thẳng hàng đầu tiên được giới thiệu vào năm 1927 đã đánh dấu

sự khởi đầu của hệ thống nhiên liệu diesel của hãng Bosch Lĩnh vực áp dụng chínhcủa các loại bơm thẳng hàng là: trong các loại xe tải sử dụng dầu diesel, xe lửa, và tàuthủy Áp suất phun đạt đến khoảng 1350 bar và có thể sinh ra công suất khoảng 160

kW mỗi xylanh

Qua nhiều năm, với các yêu cầu khác nhau, chẳng hạn như việc lắp đặt động cơphun nhiên liệu trực tiếp trong các xe tải nhỏ và xe du lịch đã dẫn đến sự phát triển củacác hệ thống nhiên liệu diesel khác nhau để đáp ứng các đòi hỏi ứng dụng đặc biệt.Điều quan trọng nhất của những sự phát triển này không chỉ là việc tăng công suất màcòn là nhu cầu giảm tiêu thụ nhiên liệu, giảm tiếng ồn và khí thải So với hệ thống cũdẫn động bằng cam, hệ thống Common Rail khá linh hoạt trong việc đáp ứng thíchnghi để điều khiển phun nhiên liệu cho động cơ diesel, như:

 Phạm vi ứng dụng rộng rãi: cho xe du lịch và xe tải nhỏ có công suất đạt đến 30kW/xylanh, cũng như xe tải nặng, xe lửa, và tàu thủy có công suất đạt đến 200kW/xylanh

 Áp suất phun đạt đến khoảng 1400 bar

 Có thể thay đổi thời điểm phun nhiên liệu

 Có thể phun làm 3 giai đoạn: phun sơ khởi (pilot injection), phun chính (maininjection), phun sau (post injection)

1.3.2 Hoạt động và chức năng

Việc tạo ra áp suất và việc phun nhiên liệu hoàn toàn tách biệt với nhau trong hệthống Common Rail Áp suất phun được tạo ra độc lập với tốc độ động cơ và lượngnhiên liệu phun ra Nhiên liệu được trữ với áp suất cao trong bộ tích áp (high-pressureaccumulator) và sẵn sàng để phun Lượng nhiên liệu phun ra, thời điểm phun cũng như

áp lực phun được tính toán bằng ECU dựa trên biểu đồ đã lưu trong bộ nhớ của nó.Sau đó, ECU sẽ điều khiển các kim phun tại mỗi xylanh động cơ để phun nhiên liệu

Chức năng chính là điều khiển việc phun nhiên liệu đúng thời điểm, đúng lượng,đúng áp suất, đảm bảo động cơ diesel không chỉ hoạt động êm dịu mà còn tiết kiệmnhiên liệu

Chức năng phụ của hệ thống là điều khiển vòng kín và vòng hở, không những làmgiảm độ độc hại của khí thải và lượng nhiên liệu tiêu thụ mà còn làm tăng tính an toàn,

sự thoải mái và tiện nghi

Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Common Rail

Nhiên liệu từ thùng chứa được bơm chuyển vào trong bơm cao áp Tại đây áp suấtnhiên liệu được tạo ra và được bơm liên tục vào trong ống phân phối Bơm cao áp chỉ

có nhiệm vụ duy nhất là tạo cho nhiên liệu có một áp suất cao và đưa nhiên liệu vàoống phân phối Tại ống phân phối có các đường ống cao áp nối các kim phun Các kimphun này được lắp trên nắp máy, nó có nhiệm vụ là phun nhiên liệu vào trong buồngđốt động cơ và được điều khiển bởi ECU.

ECU sau khi nhận các tín hiệu từ các cảm biến (cảm biến vị trí trục khuỷu, cảmbiến vị trí cốt cam, cảm biến vị trí bàn đạp ga, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảmbiến lưu lượng khí nạp, …) sẽ xử lý các tín hiệu này và sau đó đưa ra các xung vuôngđể điều khiển kim phun

Khi ECU phát ra xung OFF (hiệu điện thế bằng không), lúc này dòng điện khôngcòn chạy trong cuộn dây của kim phun Lực điện từ của cuộn dây không còn nữa, vankim sẽ bị lò xo đóng lại, nhiên liệu không còn phun vào động cơ nữa, quá trình phunchấm dứt Nếu chiều dài của xung ON càng dài thì van kim mở càng lâu, do đó lượngnhiên liệu phun vào buồng đốt càng nhiều Nếu xung ON từ ECU gửi đến kim phuncàng sớm thì kim sẽ phun càng sớm

1.4 Đặc tính phun

1.4.1 Đặc tính phun của hệ thống phun dầu kiểu cũ

Với hệ thống phun dầu kiểu cũ dùng bơm phân phối hay bơm thẳng hàng(distributor or in – line injection pumps), việc phun nhiên liệu chỉ có một giai đoạn gọi

là giai đoạn phun chính (main injection phase), không có khởi phun và phun kết thúc

Hình 2.2: Đặc tính phun của hệ thống thường

Trong đó :

P : áp suất phun

t : thời gian phun

Pm : áp suất phun trung bình

Ps : áp suất phun cực đại1: điểm bắt đầu cung cấp nhiên liệu 2: điểm bắt đầu phun nhiên liệu

Dựa vào ý tưởng của bơm phân phối sử dụng kim phun điện, các cải tiến đã đượcthực hiện theo hướng đưa vào giai đoạn phun kết thúc Trong hệ thống cũ, việc tạo ra

áp suất và cung cấp lượng nhiên liệu diễn ra song song với nhau bởi cam và pistonbơm cao áp Điều này tạo ra các tác động xấu đến đường đặc tính phun như sau:

 Áp suất phun tăng đồng thời với tốc độ và lượng nhiên liệu phun

 Suốt quá trình phun, áp suất phun tăng lên và lại giảm xuống theo áp lực đóngcủa ti kim ở cuối quá trình phun

Hậu quả là:

 Khi phun với lượng dầu ít thì áp suất phun cũng nhỏ và ngược lại

 Áp suất đỉnh cao gấp đôi áp suất trung bình

Áp suất đỉnh quyết định tải trọng đặt lên các thành phần của bơm và các thiết bịdẫn động Ở hệ thống nhiên liệu cũ, nó còn ảnh hưởng đến tỉ lệ hỗn hợp A/F trongbuồng cháy

1.4.2 Đặc tính phun của hệ thống Common Rail

So với đặc điểm của hệ thống phun nhiên liệu cũ thì các yêu cầu sau đã được thựchiện dựa vào đường đặc tính phun lý tưởng:

 Lượng nhiên liệu và áp suất nhiên liệu phun độc lập với nhau theo từng điềukiện hoạt động của động cơ (cho phép dễ đạt được tỉ lệ hỗn hợp A/F lý tưởng)

 Lúc bắt đầu phun, lượng nhiên liệu phun ra chỉ cần một lượng nhỏ

Các yêu cầu trên được thỏa mãn bởi hệ thống Common Rail, với đặc điểm phun 2lần: phun sơ khởi và phun chính

Hình 2.3: Đường đặc tính phun của hệ thống common Rail

Trong đó :

Pr : áp suất ống trữ

Pm : áp suất phun trung bình

Hệ thống common Rail có các thành phần:

 Kim phun điều

 Ống phân phối áp lực cao

 Bơm cao áp (bơm tạo áp lực)

Các thiết bị sau cũng cần cho sự điều khiển của hệ thống:

số truyền So với hệ thống phun cũ, việc phân phối nhiên liệu trên thực tế xảy ra đồng

bộ, có nghĩa là không những bơm cao áp trong hệ thống Common Rail nhỏ hơn màcòn hệ thống truyền động cũng chịu trải trọng ít hơn

Về cơ bản kim phun được nối với ống tích áp nhiên liệu (Rail) bằng một đườngống ngắn, kết hợp với đầu phun và solenoid được cung cấp điện qua ECU Khi vansolenoid không được cấp điện thì kim ngưng phun Nhờ áp suất phun không đổi, lượngnhiên liệu phun ra sẽ tỉ lệ với độ dài cùa xung điều khiển solenoid Yêu cầu mở nhanhvan solenoid được đáp ứng bằng việc sử dụng điện áp cao và dòng lớn Thời điểmphun được điều khiền bằng hệ thống điều khiển phun sớm Hệ thống này dùng mộtcảm biến trên trục khuỷu để nhận biết tốc độ động cơ và cảm biến trên trục cam đểnhận biết kỳ hoạt động

Phun sơ khởi có thể diễn ra sớm đến 900 trước điểm chết trên (BTDC) Nếu thờiđiểm phun xuất hiện nhỏ hơn 400 BTDC, nhiên liệu có thể bám vào bề mặt của piston,thành xylanh và làm loãng dầu bôi trơn

Trong giai đoạn phun sơ khởi một lượng nhiên liệu (1-4mm3) được phun vàoxylanh để mồi Kết quả là quá trình cháy được cải thiện và đạt được một số hiệu quảsau:

 Áp suất cuối quá trình nén tăng một ít nhờ vào giai đoạn phun sơ khởi và nhiênliệu cháy một phần Điều này giúp giảm thời gian cháy trễ, sự tăng đột ngột ápsuất khí cháy và áp suất cực đại (quá trình cháy êm dịu hơn)

 Kết quả là giảm tiếng ồn của động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu và trong nhiềutrường hợp giảm được độ độc hại của khí thải Quá trình phun sơ khởi đóng vaitrò gián tiếp trong việc làm tăng công suất động cơ

1.4.2.2.Giai đoạn phun chính (Main injection)

Công suất đầu ra của động cơ xuất phát từ giai đoạn phun chính tiếp theo giai đoạnphun sơ khởi Điều này có nghĩa là giai đoạn phun chính giúp tăng sức kéo động cơ.Với hệ thống Common Rail, áp suất phun vẫn giữ không đổi trong suốt quá trình phun

Theo quan điểm xử lý khí thải, phun thứ cấp có thể được áp dụng để đốt cháy

NOx Nó diễn ra ngay sau giai đoạn phun chính và được định để xảy ra trong quá trìnhgiãn nở hay ở kỳ thải khoảng 200 sau điểm chết trên Ngược lại với quá trình phun sơkhởi và phun chính, nhiên liệu được phun vào không được đốt cháy mà để bốc hơi nhờvào sức nóng của khí thải ở ống pô Trong suốt kỳ thải, hỗn hợp khí thải và nhiên liệuđược đẩy ra ngoài hệ thống thoát khí thải thông qua xupap thải Tuy nhiên một phầncủa nhiên liệu được đưa lại buồng đốt thông qua hệ thống luân hồi khí thải EGR và cótác dụng tương tự như chính giai đoạn phun sơ khởi

Khi bộ hóa khử được lắp để làm giảm lượng NOx, chúng tận dụng nhiên liệu trongkhí thải như là một nhân tố hóa học để giảm nồng độ NOx trong khí thải

Đường đặc tính phun quy định sự thay đổi lượng nhiên liệu được phun vào trongsuốt một chu kỳ phun (từ lúc bắt đầu phun đến lúc dứt phun) Đường đặc tính phunquyết định lượng nhiên liệu phun ra trong suốt giai đoạn cháy trễ (giữa thời điểm bắtđầu phun và bắt đầu cháy) Hơn nữa nó cũng ảnh hưởng đến sự phân phối của nhiênliệu trong buồng đốt và có tác dụng tận dụng hiệu quả của dòng khí nạp Đường đặctính phun phải có độ dốc tăng từ từ để nhiên liệu phun ra trong quá trình cháy trễ đượcgiữ ở mức thấp nhất Nhiên liệu diesel bốc cháy tức thì, ngay khi quá trình cháy bắtđầu gây ra tiếng ồn và sự tạo thành NOx Đường đặc tính phun phải có đỉnh không quánhọn để ngăn ngừa hiện tượng nhiên liệu không được tán nhuyễn – yếu tố dẫn đếnlượng HC cao khói đen, và tăng tiêu hao nhiên liệu suốt giai đoạn cháy cuối cùng củaquá trình cháy

Chương 3 MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ HYUNDAI DIESEL

COMMON RAIL D4CB

CHƯƠNG 3:

MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ HYUNDAI DIESEL

COMMON RAIL D4CB

3.1 Quá trình hình thành và phát triển của hãng xe Hyundai

Năm 1947, Chung Ju-Yung đã sáng lập ra công ty xây dựng và thiết bị kỹ thuậtHyundai Sau đó 20 năm, công ty Hyundai Motor được thành lập Năm 1968 mẫu xeđầu tiên của công ty đã ra đời có tên là CORTINA, đây là kết quả của sự hợp tác giữaHyundai Motor và Ford Motor Vào năm 1975 chiếc xe đầu tiên do chính người HànQuốc sản xuất đã ra đời có tên là PONY với kiểu dáng được thiết kế bởi GiorgioGiugiaro một nhà thiết kế nổi tiếng người Ý và kỹ thuật truyền động được cung cấpbởi công ty Mitsubishi Motors Nhật Bản Năm 1991 công ty đã thành công trong việcphát triển động cơ xăng đầu tiên với 4 xylanh và tiến dần đến độc lập về công nghệ.Năm 1996, Hyundai Motors Ấn Độ được thành lập

Năm 1998 Hyundai bắt đầu chú trọng đầu tư cho thương hiệu với mục đích là đưathương hiệu Hyundai vươn ra toàn cầu Năm 1999, Chung Ju Yung nhường lại quyềnlãnh đạo tập đoàn Hyundai cho con trai ông ấy là Chung Mong Koo Cũng vào thờigian này Hyundai tiến hành đầu tư rất nhiều cho việc nghiên cứu, thiết kế, sản xuất đểcho ra đời những mẫu xe ngày càng đạt chất lượng cao hơn, kiểu dáng đẹp hơn, đồngthời Hyundai cũng tiến hành các chiến dịch marketing mạnh mẽ nhằm phát triểnthương hiệu của mình

Trong năm 2004, Hyundai đã được xếp hạng thứ hai về "chất lượng hàng đầu"trong một cuộc khảo sát, nghiên cứu của JD Power và Associates Sức mạnh thươnghiệu của Hyundai ngày càng lớn khi đứng thứ 72 trong danh sách Các thương hiệu tốtnhất thế giới năm 2007 theo khảo sát của Interbrand and BusinessWeek với trị giáthương hiệu ước tính là 4,5 tỉ USD Cho đến hiện tại thì sức mạnh thương hiệu củaHyundai ngày càng lớn, nằm trong top 100 danh sách "Các thương hiệu tốt nhất thếgiới" với giá trị lên tới hàng chục tỉ USD

3.2 Động cơ Hyundai Diesel Common Rail D4CB

3.2.1 Thi công mô hình động cơ

Các bước thực hiện phần mô hình động cơ Hyundai Diesel Common Rail D4CB:

Bước 1: Dựa vào kích thước động cơ nên kích thước của khung lắp đặt (bao gồm

phần thùng) là 210 x 100 x 92 (cm) (dài x rộng x cao) Phần trên phía sau được baophủ bởi tấm thép dạng lưới, phần trên phía trước là thùng hình chữ nhật

Bước 2: Thi công khung mô hình:

 Hàn khung mô hình theo đúng kích thước đã chọn

 Đo vị trí chính xác để hàn các chân trụ của động cơ

Yêu cầu:

 Các chân trụ động cơ phải có độ cứng vững cao

 Chân trụ phải được làm bằng sắt dày

 Gá tableau vào khung mô hình

Hình 3.5: Hộp cầu chì và bảng tableau

 Bố trí cảm biến bàn đạp ga và bàn đạp ga vào khung mô hình.

Hình 3.6: Vị trí bàn đạp ga trên mô hình

 Thiết kế bảng mica, lắp đặt contact máy, giắc chẩn đoán OBD-II, các giắc đođiện vào bảng mica

Hình 3.7: Bảng mica trên mô hình

 Gá ECU vào bên trong thùng của mô hình

Hình 3.8: Vị trí ECU vào trong thùng mô hình

Bước 3: Bố trí hệ thống làm mát:

 Lắp két nước vào phía sau khung mô hình

Hình 3.9: Vị trí két nước và quạt làm mát trên khung mô hình

 Sử dụng ống tròn bằng sắt đen có độ dày thích hợp để việc hàn ống không bịcháy

 Đo khoảng cách ống cho phù hợp và đạt tính thẩm mỹ cho mô hình

 Hàn kín các mối nối

 Cố định đường ống nước vào động cơ

Hình 3.10: Đường ống nước làm mát động cơ

Bước 4: Vệ sinh động cơ, sơn động cơ theo yêu cầu:

 Làm sạch động cơ

 Sơn động cơ: sơn bạc, sơn đen và phủ bóng 2K theo từng phần của động cơ

Bước 5: Sử dụng cầu nâng để lắp động cơ lên khung.

Cần phải sử dụng đệm cao su ở phần tiếp xúc giữa chân động cơ và chân trụ đểgiảm chấn tránh hư hỏng mô hình

Bước 6:

 Bố trí lại ống giảm thanh cho phù hợp

Hình 3.11: Vị trí ống giảm thanh trên động cơ

 Bố trí bình nhiên liệu phía trong thùng mô hình

Hình 3.12: Vị trí đặt bình nhiên liệu

 Bố trí lọc nhiên liệu và đường ống nhiên liệu.

Hình 3.13: Vị trí đặt lọc nhiên liệu

Bước 7: Sửa chữa, khắc phục các giắc nối bị hư hỏng.

Bước 8: Đấu dây mạch điện điều khiển động cơ đúng kỹ thuật và có tính thẫm mỹ

cao:

 Phân tích sơ đồ mạch điện

 Đấu dây các cảm biến

 Đấu dây các mạch bộ chấp hành

 Kiểm tra hộp cầu chì – rơ le và đấu dây mạch điện nguồn cung cấp cho hệthống

 Đấu dây điện cho tableau, contact máy và giắc OBD-II

Bước 9: Kiểm tra lại mạch điện điều khiển động cơ.

Bước 10: Vận hành động cơ và khắc phục một số sự cố

Bước 11: Hoàn chỉnh hệ thống điện, kẹp dây chắc chắn

Bước 12: Sau khi hoàn thiện, mô hình có hình dáng như sau:

Hình 3.14: Mô hình nhìn từ phía trước

Hình 3.15: Mô hình nhìn từ phía sau

Hình 3.16: Mô hình nhìn từ bên trái

Hình 3.17: Mô hình nhìn từ bên phải

Hình 3.18: Mô hình nhìn từ phía trên

3.2.2 Vị trí các chi tiết trên động cơ

Hình 3.19: Vị trí các chi tiết trên động cơ

1: Kim phun 6: Relay xông

2: Cảm biến áp suất nhiên liệu 7: Máy nén A/C

5: Máy khởi động

Hình 3.20: Vị trí các chi tiết trên động cơ

11: Cảm biến đo gió 14: Két nước

12: Turbo tăng áp