GIỚI THIỆU THIẾT bị THỬ NGHIỆM hệ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG cơ COMMON RAIL CDI 3000 MULTI

Trong hệ thống nhiên liệu Common Rail, áp suất phun được điều khiển cho mỗikim phun một cách riêng lẻ, nhiên liệu áp suất cao được chứa trong ống Rail ống phânphối hay còn gọi là “Ắc qui

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ CÁC THÀNH VIÊN

1 Bùi Đức Quang 17145343 Thuyết trình + Powerpoint

2 Long Hoàng Vũ 17145389 Tiểu luận + Powerpoint

3 Huỳnh Tấn Đạt 17145275 Thuyết trình + Thiết kế tiểu luận

4 Phan Trần Trọng Hiếu 17145291 Tiểu luận + Powerpoint

5 Lê Hậu Đức 17145277 Thuyết trình + thiết kế Powerpoint

6 Đoàn Thanh Sơn 17145351 Tiểu luận + Powerpoint

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ BÁO CÁO 1

1.1 T ỔNG QUAN 1

1.2 L Ý DO CHỌN ĐỀ TÀI 1

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG BÁO CÁO 2

2.1 H Ệ THỐNG NHIÊN LIỆU C OMMON R AIL 2

2.1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống phun dầu điện tử Common Rail 2

2.1.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống Common Rail 2

2.1.2.1 Cấu tạo của hệ thống Common Rail 2

2.1.2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống Common Rail 3

2.2 B ĂNG THỬ CDI 3000 M ULTI 4

2.2.1 Cấu tạo của băng thử CDI 3000 Multi 4

2.2.2 Kiểm tra kim phun 8

2.2.2.1 Quy trình gá lắp kim phun 8

2.2.2.2 Kiểm tra kim phun tự động 11

2.2.2.3 Kiểm tra kim phun bằng phương pháp thủ công 15

2.2.3 Kiểm tra bơm cao áp 18

2.2.3.1 Quy trình chuẩn bị 18

2.2.3.2 Kiểm tra bơm tự động 19

2.2.3.3 Kiểm tra bơm thủ công 20

2.3 Đ ÁNH GIÁ ƯU , NHƯỢC ĐIỂM CỦA THIẾT BỊ 20

2.3.1 Ưu điểm 20 2.3.2 Nhược điểm 21

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2 1 Sơ đồ hệ thống nhiêu liệu Common Rail 2

Hình 2 2 Băng thử CDI 3000 Multi 4

Hình 2 3 Màn hình hiển thị 4

Hình 2 4 Bộ điều chỉnh kiểm tra kim phun thủ công 5

Hình 2 5 Bộ điều chỉnh kiểm tra bơm cao áp thủ công 5

Hình 2 6 Bộ điều chỉnh băng thử thủ công 6

Hình 2 7 Ống đo lượng dầu hồi về từ kim phun 6

Hình 2 8 Ống Common Rail, ống đo lượng dầu phun từ kim phun, giá đỡ và kim phun 7

Hình 2 9 Vị trí gá lắp bơm cao áp 7

Hình 2 10 Bộ phận dẫn động bơm 8

Hình 2 11 Các nút điều khiển 8

Hình 2 12 Lắp kim phun vào giá đỡ 9

Hình 2 13 Lắp đường ống dầu tới kim phun 9

Hình 2 14 Lắp các đường dầu hồi về bình chứa 10

Hình 2 15 Lắp các giắc điện cho kim phun 10

Hình 2 16 Siết chặt đai ốc giữ đường ống dầu đến kim phun 11

Hình 2 17 Mô hình thử nghiệm sau khi lắp ráp xong 11

Hình 2 18 Ấn INJECTOR SELECTION để vào phần chọn kim phun của Bosch 12

Hình 2 19 Chọn mã của kim phun vầ test và ấn APPLY 12

Hình 2 20 Ấn START để khởi động quá trình kim tra kim phun 13

Hình 2 21 Hoạt động ở chế độ Worm-Up 13

Hình 2 22 Kết quả sau khi quá trình kiểm tra kết thúc 14

Hình 2 23 Kiểm tra cùng lúc các loại kim phun khác nhau 15

Hình 2 24 Lưu lại kết quả đo 15

Hình 2 25 Bộ điều khiển kiểm tra kim phun thủ công 16

Hình 2 26 Ấn START để khởi động 16

Hình 2 27 Ống chứa nhiên liệu phun từ kim phun có vạch chia 17

Hình 2 28 Lắp bơm vào băng thử 18

Hình 2 29 Lắp Pulley vào trục của bơm 18

Hình 2 30 Lắp các đường ống nhiên liệu vào bơm 19

Hình 2 31 Lắp đai dẫn động bơm và đóng nắp bảo vệ lại 19

Hình 2 32 Chọn thông số và ấn START 20

Hình 2 33 Bộ điều khiển kiểm tra bơm cao áp thủ công 20

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ BÁO CÁO

Ngày nay, khoa học kĩ thuật phát triển mạnh và hệ thống nhiên liệu Diesel cũng nhưthế Hệ thống nhiên liệu Common Rail được phát minh vào cuối những năm 60 bởiRobert Huber và được sử dụng rộng rãi vào năm 1995

Trong hệ thống nhiên liệu Common Rail, áp suất phun được điều khiển cho mỗikim phun một cách riêng lẻ, nhiên liệu áp suất cao được chứa trong ống Rail (ống phânphối) hay còn gọi là “Ắc qui thủy lực” và được phân phối đến từng kim phun Lợi ích của

hệ thống nhiên liệu Common Rail là giảm mức độ tiếng ồn, nhiên liệu phun ra với áp suấtcao và được điều khiển bằng điện tử nên khả năng cháy gần như hoàn toàn, có thể kiểmsoát chính xác lưu lượng phun và thời điểm phun Do đó làm hiệu suất động cơ và tínhkinh tế động cơ cao hơn Với ưu điểm như vậy nên có rất nhiều hãng xe đã đưa hệ thốngnày vào sử dụng

1.2 Lý do chọn đề tài

Hệ thống nhiên liệu Common Rail có cơ cấu khá phức tạp và cần có độ chính xáccao Việc bảo dưỡng, chẩn đoán và sửa chữa hệ thống nhiên liệu Common Rail là mộtvấn đề cấp thiết Để thực hiện được yêu cầu, người thợ sửa chữa cần hiểu rõ về hệ thống

và đặc biệt là không thể thiếu các thiết bị hỗ trợ chẩn đoán Và băng thử CDI 3000 Multi

là một thiết bị thích hợp trong việc chẩn đoán, đo đạc và kiểm tra chất lượng hệ thốngnhiên liệu Common Rail

1

Chương 2 NỘI DUNG BÁO CÁO

2.1 Hệ thống nhiên liệu Common Rail

2.1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống phun dầu điện tử Common Rail

- Năm 1960: Hệ thống nhiên liệu Common Rail được phát triển bởi Robert Huber (người Thụy Sĩ)

- Sau đó được tiếp tục nghiên cứu bởi Dr.Marco Ganser tại Viện Công Nghệ Liên Bang Thụy Sĩ tại Zurich (Thụy Sĩ)

- Giữa những năm 1990: Được tiếp tục bởi Dr Shohei và Masahiko Miyaki thuộc tập đoàn Denso Corporation

- Năm 1992: Chương trình này được phát triển, xây dựng và kiểm soát bởi trung tâm nghiên cứu Bari của FIAT

- Năm 1994: Được chuyển nhượng lại cho tập đoàn Bosch

- Năm 1997: Chiếc ô tô lắp đặt hệ thống Common Rail đầu tiên được sản xuất – lắp ráp và giới thiệu ra thị trường

2

2.1.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống Common Rail

2.1.2.1 Cấu tạo của hệ thống Common Rail

Hình 2 1 Sơ đồ hệ thống nhiêu liệu Common Rail

3

1 Thùng nhiên liệu

2 Bơm cao áp Common Rail

3 Lọc nhiên liệu

4 Đường cấp nhiên liệu cao áp

5 Đường nối cảm biến áp suất đến ECU

6 Cảm biến áp suất

7 Common Rail tích trữ & điều áp nhiên liệu (hay còn gọi ắc quy thuỷ lực)

8 Van an toàn (giới hạn áp suất)

9 Vòi phun

10 Các cảm biến nối đến ECU và bộ điều khiển thiết bị (EDU)

11 Đường về nhiên liệu (thấp áp); EDU (Electronic Driver Unit) và ECU

(Electronic Control Unit)

2.1.2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống Common Rail

Nhiên liệu được bơm cung cấp đẩy đi từ thùng nhiên liệu trên đường ống thấp ápqua bầu lọc (3) đến bơm cao áp (2) Từ đây nhiên liệu được bơm cao áp nén đẩy vào ốngtích trữ nhiên liệu áp suất cao (7) (ắc quy thủy lực) và được đưa đến vòi phun CommonRail (9) sẵn sàng để phun vào xy lanh động cơ

Việc tạo áp suất và phun nhiên liệu hoàn toàn tách biệt với nhau trong hệ thốngCommon Rail Áp suất phun được tạo ra độc lập với tốc độ và lượng nhiên liệu phun ra.Nhiên liệu được trữ với áp suất cao trong ắc quy thủy lực Lượng phun ra được quyếtđịnh bởi điều khiển bàn đạp ga, thời điểm phun cũng như áp suất phun được tính toánbằng ECU dựa trên các biểu đồ dữ liệu đã lưu trên nó

- Sau đó ECU và EDU sẽ điều khiển các kim phun của các vòi phun tại mỗi xy lanhđộng cơ để phun nhiên liệu nhờ thông tin từ các cảm biến (10) với áp suất phun có thểđến 1500-2000 bar

- Nhiên liệu thừa của vòi phun đi qua đường về nhiên liệu thấp áp (11) trở về thùngnhiên liệu (1)

- Trên ắc quy thủy lực có gắn cảm biến áp suất và đầu cuối có bố trí van an toàn (8),nếu áp suất tích trữ trong ắc quy thủy lực (7) lớn quá giới hạn van an toàn sẽ mở để nhiênliệu tháo về thùng chứa

4

Hình 2 3 Màn hình hiển thị

2.2 Băng thử CDI 3000 Multi

2.2.1 Cấu tạo của băng thử CDI 3000 Multi

Hình 2 2 Băng thử CDI 3000 Multi

1 Màn hình hiển thị

Màn hình cảm ứng dùng để hiển thị kết quả và thao tác trực tiếp khi thiết lập chế độ thử kim phun tự động

5

2 Bộ điều chỉnh kiểm tra kim phun thủ công

Bộ này có thể điều chỉnh được thời gian nhấc kim, tần số kim phun và chọn được loại kim cần thử

3 Bộ điều chỉnh kiểm tra cơm cao áp thủ công

Hình 2 5 Bộ điều chỉnh kiểm tra bơm cao áp thủ công

6

Hình 2 4 Bộ điều chỉnh kiểm tra kim phun thủ công

Bộ nay có thể điều chỉnh tần số của van điện từ trong bơm và điều chỉnh được ápsuất bơm.

4 Bộ điều chỉnh băng thử thủ công

Hình 2 6 Bộ điều chỉnh băng thử thủ công

Bộ này cho ta thấy được áp suất và nhiệt độ của nhiên liệu trong hệ thống, khi thử bằng phương pháp thủ công thì chỉ cần sử đụng bộ điều chỉnh kim phun và bơm

5 Ống đo lượng dầu hồi từ kim phun về

Hình 2 7 Ống đo lượng dầu hồi về từ kim phun

7

6 Giá gỡ, kim phun, ống đo lượng nhiên liệu phun từ kim, ống Common Rail

Hình 2 8 Ống Common Rail, ống đo lượng dầu phun từ kim phun, giá đỡ và kim

phun

7 Vị trí gá lắp bơm cao áp

Hình 2 9 Vị trí gá lắp bơm cao áp

8

8 Bộ phận dẫn động bơm

Hình 2 10 Bộ phận dẫn động bơm

9 Nút khởi động, dừng và núm điều chỉnh số vòng quay

Hình 2 11 Các nút điều khiển

2.2.2 Kiểm tra kim phun

2.2.2.1 Quy trình gá lắp kim phun

Bước 1: Lắp kim phun vào giá đỡ, sau đó siết chặt bằng núm xoay để giữ cho kim

phun được cố định trên giá đỡ

9

Hình 2 12 Lắp kim phun vào giá đỡ

Bước 2: Lắp các đường ống dầu tới kim phun

Hình 2 13 Lắp đường ống dầu tới kim phun

Bước 3: Lắp các đường ống dầu hồi về từ kim phun

10

Hình 2 14 Lắp các đường dầu hồi về bình chứa

Bước 4: Lắp giắc điện cho cuộn dây của kim phun

Hình 2 15 Lắp các giắc điện cho kim phun

Bước 5: Dùng cờ lê siết chặt đai ốc của đường ống dẫn dầu đến kim phun để tránh

rò rỉ

11

Hình 2 16 Siết chặt đai ốc giữ đường ống dầu đến kim phun

Hình 2 17 Mô hình thử nghiệm sau khi lắp ráp xong 2.2.2.2 Kiểm tra kim phun tự động

Trên màn hình điều khiển hiện ra đầy đủ các loại kim (Electromagnetic,Piezoelectric) của các hãng (Bosch, Delphi, Siemens, Denso) và các lựa chọn khác(Optional test)

Đầu tiên, ta chọn INJECTOR SELECTION để chọn kim phun của Bosch, trên mànhình ta chọn kim phun cần kiểm tra (mã của kim), cơ sở dữ liệu có khoảng 230 mẫu kimphun khác nhau

12

Hình 2 18 Ấn INJECTOR SELECTION để vào phần chọn kim phun của Bosch

Sau đó ấn APPLY để hệ thống bước vào quá trình kiểm tra kim phun tự động

Hình 2 19 Chọn mã của kim phun vầ test và ấn APPLY

Cuối cùng là ấn START để khởi động quá trình kiểm tra kim phun tự động

13

Hình 2 20 Ấn START để khởi động quá trình kim tra kim phun

Quá trình kiểm tra kim phun tự động bao gồm 4 giai đoạn sau:

- Giai đoạn 1: Là giai đoạn không nhấc kim phun

- 3 giai đoạn sau: Là giai đoạn phun ở từng chế độ tải khác nhau

Trước khi bước vào giai đoạn 1 thì các kim sẽ được hệ thống cho hoạt động ở chế

độ Worm-Up (chế độ làm nóng kim phun) Sau đó mới chuyển sang các giai đoạn tiếptheo

Hình 2 21 Hoạt động ở chế độ Worm-Up

14

Sau khi quá trình kiểm tra kết thúc, ta được một bảng thông số kết quả của từngkim.

Hình 2 22 Kết quả sau khi quá trình kiểm tra kết thúc

* Ý nghĩa của các thông số trên bảng

Time: Thời gian nhấc kim phun tính bằng micro giây (µs)

Frequency: Tần số phun (số lần nhấc kim trong 1 giây) (Hz)

Pressure: Áp suất phun (kg/cm2)

Inj no: Số vòng quay động cơ (vòng/phút)

Dose: Lượng nhiên liệu phun vào buồng đốt (cm3)

Return: Lượng nhiên liệu hồi về (cm3)

Lượng nhiên liệu được đo và gửi về thông qua cảm biến siêu âm

Ở từng giai đoạn kiểm tra, lượng dầu đến và lượng dầu hồi về nằm trong giới hạnnhất định Kim phun nào có lượng dầu đến và lượng dầu hồi về nằm ngoài giới hạn chophép thì kim phun đó không đạt yêu cầu, tương ứng là các vùng màu đỏ trên hình

Ngoài ra, chế độ kiểm tra tự động còn cho phép kiểm tra nhiều loại kim phun củacác hãng khác nhau cùng một lúc

15

Hình 2 23 Kiểm tra cùng lúc các loại kim phun khác nhau

Kết quả sau khi kiểm tra có thể được lưu lại hoặc in ra bằng cách ấn vào nútREPORT trên màn hình hiển thị thông số kết quả đo

Hình 2 24 Lưu lại kết quả đo 2.2.2.3 Kiểm tra kim phun bằng phương pháp thủ công

Với máy test thủ công, các thông số cũng tương tự như ở chế độ kiểm tra tự động:

16

Time: Thời gian nhấc kim phun tính bằng micro giây (µs)

Frequency: Tần số phun (số lần nhấc kim trong 1 giây) (Hz)

Pressure: Áp suất phun (kg/cm2)

Inj no: Số vòng quay động cơ (vòng/phút)

Tuy nhiên, với chế độ này, ta có thể điều chỉnh được các thông số trên thông quanúm xoay

Hình 2 25 Bộ điều khiển kiểm tra kim phun thủ công

Ấn nút START để máy

Hình 2 26 Ấn START để khởi động

17

Sau đó ấn nút START STOP trên bộ điều khiển để bắt đầu các quá trình kiểm trakim phun.

Ta có thể cho từng kim phun độc lập từ 1 đến 4 hoặc chọn cả 4 kim phun đồng loạt.Bên cạnh đó, ta cũng có thể chọn loại kim phun điện từ (Magnetic) hay phần tử áp điện(Piezo) để kiểm tra

Kết thúc quá trình kiểm tra, quan sát bằng mắt lượng nhiên liệu tới buồng đốt,lượng nhiên liệu hồi về trên các bình chứa thông qua các vạch chia trên đó So sánh, đốichiếu với thông số nhà sản xuất để đánh giá tình trạng kim phun

Hình 2 27 Ống chứa nhiên liệu phun từ kim phun có vạch chia

18

2.2.3 Kiểm tra bơm cao áp

2.2.3.1 Quy trình chuẩn bị

Hình 2 28 Lắp bơm vào băng thử

Hình 2 29 Lắp Pulley vào trục của bơm

19

Hình 2 30 Lắp các đường ống nhiên liệu vào bơm

Hình 2 31 Lắp đai dẫn động bơm và đóng nắp bảo vệ lại

2.2.3.2 Kiểm tra bơm tự động

Chọn các thông số của bơm và bấm START tương tự như kim phun, sau đókiểm tra kết quả sau khi kiểm tra:

20

Hình 2 32 Chọn thông số và ấn START 2.2.3.3 Kiểm tra bơm thủ công

Ấn nút START trên thân máy để khởi động quá trình kiểm tra thủ công Dựa vàomodule để chọn các thông số bao gồm tần số nhấc van solenoid, điều chỉnh áp suất

Hình 2 33 Bộ điều khiển kiểm tra bơm cao áp thủ công

2.3 Đánh giá ưu, nhược điểm của thiết bị

- Biến tần điều khiển biến tần chung bơm BOSCH để tạo áp suất tối đa 180 MPa.

- Bơm dầu và hoàn dầu được tự động phát hiện và hiển thị rõ ràng trên màn hình

lớn

- Cơ sở dữ liệu tiêu chuẩn tích hợp của kim phun đường ống Rail thông thường, dữ

liệu có thể được cập nhật và thêm tự do bởi người dùng

- Cơ sở dữ liệu tiêu chuẩn chứa dữ liệu điều khiển dạng sóng của tất cả các loại kim phun và nó có thể xuất tín hiệu điều khiển dạng sóng tiêu chuẩn đến kim phun.

- Bo mạch chủ máy tính công nghiệp và hệ điều hành Windows XP Màn hình của

nó hiển thị trạng thái cơ bản như áp suất đường ống Rail, nhiệt độ, vận hành động cơ, tốc

độ, sưởi ấm, làm mát, cũng có một số cửa sổ để kiểm tra bơm phun nhiên liệu, kiểm tra đường ống Rail thông thường, đo nhiên liệu, cài đặt thông số, dạng sóng phun, phân tích

vấn đề và báo cáo dữ liệu

2.3.2 Nhược điểm

- Chỉ kiểm tra thử nghiệm chất lượng của bơm và kim phun

- Các bộ phận khác của hệ thống nhiên liệu Diesel còn chưa kiểm tra được

- Khó sửa chữa khi bị hư hỏng nếu không có kĩ sư lành nghề

- Chi phí mua máy, bảo dưỡng và sửa chữa cao

22