Tập bài giảng Hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử

Tập bài giảng Hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử gồm có 2 chương với những nội dung chi tiết như sau: Chương 1 khái quát chung về hệ thống nhiên liệu diesel điều khiển điện tử; chương 2 các hệ thống nhiên liệu diesel điều khiển điện tử. Tập bài giảng này là tài liệu tham khảo tốt cho những ai quan tâm đến Hệ thống nhiên liệu diesel điều khiển điện tử trang bị trên động cơ đốt trong. Mời các bạn cùng tham khảo.

LỜI NÓI ĐẦU

Học phần “Hệ thống nhiên liệu diesel điều khiển điện tử” với thời lượng 2 tín chỉ là một trong các học phần quan trọng được bố trí học vào cuối khoá học, dùng để thay thế Khóa luận tốt nghiêp của sinh viên ngành “Công nghệ Kỹ thuật ôtô”, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định

Tập bài giảng “Hệ thống nhiên liệu diesel điều khiển điện tử” có mã số TB2015-01-09 được biên soạn trên cơ sở các bài giảng đã được sử dụng lâu nay cho học phần cùng tên, có bổ sung các kiến thức chuyên ngành mới để phù hợp với thực tiễn ở nước ta để làm tài liệu học tập chính cho sinh viên ngành “Công nghệ Kỹ thuật ôtô” khi học học phần này

Ngoài ra, Tập bài giảng cũng là tài liệu tham khảo tốt cho những ai quan tâm đến Hệ thống nhiên liệu diesel điều khiển điện tử trang bị trên động cơ đốt trong Chúng tôi xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp trong bộ môn “Cơ khí động lực”, khoa Cơ khí, Trung tâm Thực hành trường Đại học SPKT Nam Định đã đóng góp những ý kiến quí báu, bổ ích cho Tập bài giảng này

Các Tác giả

MỤC LỤC

Chương 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL 1

ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ 1

1.1 Hệ thống nhiên liệu diesel điều khiển điện tử (EFI-diesel) 1

1.1.1 Một số nhược điểm của hệ thống nhiên liệu diesel cơ khí 1

1.1.2 Hệ thống EFI-diesel 3

1.2 Phân loại EFI-diesel 4

1.3 Đặc điểm hệ thống nhiên liệu diesel điều khiển điện tử 4

1.3.1 Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm PE điện tử điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ 4

1.3.2 Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm VE điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ 5

1.3.3 Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm VE điện tử điều khiển bằng van xả áp loại 1 piston hướng trục 5

1.3.4 Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm VE điều khiển bằng van xả áp loại nhiều piston hướng kính 6

1.3.5 Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với ống phân phối (Common Rail System) 6

1.3.6 Hệ thống nhiên liệu diesel UI (Unit Injection) và UP (Unit Pump) 7

1.3.7 Hệ thống nhiên liệu diesel HEUI 9

Chương 2: CÁC HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ 11

2.1 Hệ thống EFI-diesel với bơm PE điều khiển bằng cơ cấu ga điện từ 11

2.1.1 Cấu tạo 11

2.1.2 Nguyên lý hoạt động của bơm cao áp và cơ cấu ga điện từ 11

2.2 Hệ thống EFI-diesel với bơm VE điều khiển bằng cơ cấu ga điện từ 12

2.2.1 Cấu tạo 12

2.2.2 Nguyên lý hoạt động 12

2.2.3 Một số cơ cấu và đặc điểm khác của bơm 14

2.3 Hệ thống EFI diesel dùng van xả áp 15

2.3.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống 15

2.3.2 Các bộ phận chính của hệ thống 17

2.4 EFI – diesel ống phân phối 25

2.4.1 Cấu tạo 26

2.4.2 Nguyên lý hoạt động 27

2.4.3 Các bộ phận chính của hệ thống 27

2.5 Hệ thống EFI-diesel UI 43

2.5.1 Cấu tạo 44

2.5.2 Nguyên lý hoạt động 44

2.5.3 Các bộ phận chính của hệ thống EFI-diesel UI 45

2.6 Hệ thống EFI-diesel UP 57

2.6.1 Sơ đồ hệ thống 57

2.6.2 Cấu tạo và hoạt động của bơm cao áp 58

2.7 Hệ thống nhiên liệu HEUI 60

2.7.1 Khái quát về hệ thống nhiên liệu HEUI 60

2.7.2 Cấu tạo hệ thống nhiên liệu HEUI 62

2.7.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống 63

2.7.4 Các bộ phận chính của hệ thống nhiên liệu HEUI 64

2.8 Hệ thống điều khiển và các cảm biến trong EFI-diesel 76

2.8.1 Sơ đồ hệ thống điều khiển EFI-diesel 76

2.8.2 Các cảm biến 77

2.8.3 Bộ điều khiển điện tử (Electric Control Unit -ECU) 84

2.8.4 EDU ( Electronic Driver Unit ) 98

2.9 Kiểm tra và chẩn đoán hệ thóng nhiên liệu diesel điều khiển điện tử 99

2.9.1 Các triệu chứng hƣ hỏng và nguyên nhân 99

2.9.2 Kiểm tra các bộ phận của hệ thống 103

2.9.3 Chẩn đoán và sửa lỗi hệ thống EFI-diesel kiểu phun ống 104

BẢNG CỤM TỪ VIẾT TẮT

2 ECT Electronically controlled

transmission

Hộp số điều khiển điện tử

3 ECU Electronic Control Unit Bộ điều khiển điện tử

4 ECM Electronic Control Module Mô đun điều khiển điện tử

4 EDU Electronic Driver Unit Bộ dẫn động bằng điện tử

5 EFI Electronic Fuel Injection Phun nhiên liệu bằng điện tử

7 EGR Exhaust gas recirculation Hệ thống tuần hoàn khí xả

8 IAPCV Injector Actuation Pressure Control

10 ISC Idle Speed Control Điều khiển tốc độ không tải

11 SCV Suction Control Valve Van điều khiển hút

13 TCV Timing control valve Van điều khiển thời điểm

phun

Chương 1

KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL

ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ 1.1 Hệ thống nhiên liệu diesel điều khiển điện tử (EFI-diesel)

1.1.1 Một số nhược điểm của hệ thống nhiên liệu diesel cơ khí

Động cơ Diesel được phát minh vào năm 1892 nhờ kỹ sư người Đức Rudolf Diesel, hoạt động theo nguyên lý tự cháy ở gần cuối quá trình nén, nhiên liệu được phun vào buồng cháy động cơ để hình thành hòa khí rồi tự bốc cháy Đến năm 1927 Robert Bosch mới phát triển bơm cao áp (bơm phun Bosch lắp cho động cơ diesel trên ôtô thương mại và ôtô khách vào năm 1936)

Ra đời sớm nhưng động cơ diesel không phát triển như động cơ xăng do gây ra nhiều tiếng ồn, khí thải bẩn Tuy nhiên cùng với sự phát triển của kỹ thuật công nghệ, các vấn đề được giải quyết và động cơ diesel ngày càng trở nên phổ biến và hữu dụng hơn Khí thải động cơ diesel là một trong những thủ phạm gây ô nhiễm môi trường Động cơ Diesel có tính hiệu quả và kinh tế hơn động cơ xăng, tuy nhiên vấn đề tiếng

ồn lớn và khí thải độc hại, gây ô nhiếm môi trường vẫn là những hạn chế trong sử dụng động cơ diesel

Ngày nay, một nhu cầu cấp thiết là chống ô nhiễm môi trường, trong đó, phải nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu của động cơ đốt trong, ngăn chặn sự ấm dần lên của trái đất và giảm bớt khí thải độc hại thoát ra làm ảnh hưởng sức khỏa con người và động thực vật

Những dòng xe được trang bị động cơ diesel rất được hoan nghênh do những tiện ích mà nhiên liệu diesel mang lại Mặt khác quy định về khí thải bắt buộc phải được giảm mạnh đối với khí Nitrô oxít (NOx) và hạt (PM) có trong khí thải ra

Ví dụ: châu Âu xây dựng một chương trình cắt giảm khí thải xe hơi vào năm

1970 Tuy nhiên, phải đến năm 1987, dự luật hoàn chỉnh quy định giá trị nồng độ giới hạn của các loại khí thải mới được thông qua và người ta vẫn thường gọi đó là Euro 0 Trải qua 18 năm, thêm 4 tiêu chuẩn nữa được ban hành bao gồm: Euro I năm 1992, Euro II năm 1996, Euro III năm 2000 và Euro IV năm 2005 Với mỗi tiêu chuẩn mới

ra đời, nồng độ giới hạn của khí thải lại thấp hơn tiêu chuẩn trước

Khí thải gây ô nhiễm là những hợp chất độc hại có ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người và môi trường trong thời gian dài bao gồm: cacbon oxít (CO), nitơ oxít (NOx), hydrocacbon nói chung (HC) và thành phần bụi bay theo (Particulate Matter-PM) Điển hình nhất trong số các khí trên là cacbon oxít (CO), sinh ra do quá trình cháy không hoàn toàn các hợp chất chứa cacbon Loại khí này có khả năng làm mất vai trò vận chuyển oxy của hemoglobin một cách nhanh chóng nhờ tạo liên kết bền với nguyên tố sắt (Fe) - thành phần quan trọng của hemoglobin- và là tác nhân chính gây

ra hiện tượng ngất ở con người Các tiêu chuẩn khí xả Châu Âu (Euro emissions standards) như sau:

Euro 1(July 1992) emission limits:

CO - 2.72 g/km (Petrol and diesel)

HC+ NOx - 0.97 g/km (Petrol and diesel)

Do các nguyên nhân này mà nhà sản xuất phải cố gắng cải tiến động cơ diesel

cơ khí, nghiên cứu và áp dụng những công nghệ mới có khả năng vừa chống phát xạ khí thải độc hại, vừa nâng cao các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ diesel, với yêu cầu:

- Giảm bớt phát xạ khí thải độc hại như HC, CO, NOx

- Giảm tiêu hao nhiên liệu

- Giảm tiếng ồn và rung động

- Nâng cao năng suất nhien liệu ra và hiệu suất truyền động

- Khởi động nhanh

Để đáp ứng các yêu cầu trên, động cơ diesel cơ khí cần được cải tiến, đặc biệt là

hệ thống phun nhiên liệu bởi vì nó có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình cháy và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ

1.1.2 Hệ thống EFI-diesel

Hệ thống nhiên liệu diesel cơ khí không ngừng được cải tiến với các giải pháp

kỹ thật tối ưu nhằm làm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm và suất tiêu hao nhiên liệu Các chuyên gia nghiên cứu động cơ diesel đã đề ra nhiều biện pháp khác nhau về kỹ thuật phun và điều khiển quá trình cháy nhằm hạn chế các chất ô nhiễm

Các biện pháp chủ yếu tập trung vào giải quyết các vấn đề:

- Tăng tốc độ phun để giảm nồng độ bồ hóng do tăng tốc độ hòa trộn nhiên liệu

và không khí

- Tăng áp suất

phun, đặc biệt là đối

với động cơ phun trực

Hệ thống EFI-diesel điều khiển lượng phun nhiên liệu và thời điểm phun bằng điện tử đó đạt đến mức tối ưu Làm như vậy, sẽ đạt được các ích lợi sau đây:

- Công suất của động cơ cao

Hình 1-1 Sơ đồ điều khiển EFI diesel

Cảm biến tốc độ động cơ Cảm biến vị trí chân ga Cảm biến vị trí trục khuỷu Các cảm biến và công tắc khác

Điều khiển lượng phun nhiên liệu

Điều khiển thời điểm phun nhiên liệu

Các điều khiển khác ECU

- Mức tiêu thụ nhiên liệu thấp

- Các khí thải thấp

- Tiếng ồn thấp

- Giảm lượng xả khói đen và trắng

- Tăng khả năng khởi động

1.2 Phân loại EFI-diesel

Có nhiều cách phân loại EFI-diesel, nếu căn cứ vào kết cấu của hệ thống nhiên liệu, có thể phân loại hệ thống EFI-diesel theo hình 1-2:

1.3 Đặc điểm hệ thống nhiên liệu diesel điều khiển điện tử

1.3.1 Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm PE điện tử điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ

Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm PE điện tử điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ thuộc loại EFI-diesel thông thường, sử dụng bơm cao áp dãy và có đặc điểm sau:

- Điều chỉnh lượng nhiên liệu phun bằng điều khiển hành trình thanh răng nhờ

cơ cấu điều ga điện từ

- Điều chỉnh góc phun sớm hay muộn bằng cảm biến tốc độ động cơ

Hình 1-2 Phân loại EFI-diesel

Bơm VE một piston hướng trục

Bơm VE nhiều piston hướng kính

Hệ thống nhiên liệu diesel điều khiển điện tử (EFI-diesel)

EFI-diesel thông

thường dùng bơm VE, PE

EFI-diesel dùng ống cao áp phân phối (common Rail System)

EFI-diesel dùng bơm riêng cho từng xi lanh

diesel dùng bơm–vòi phun kết hợp (UI, HEUI)

diesel dùng bơm tách rời vòi phun (UP)

diesel dùng bơm

EFI-VE có van xả

2 piston

Loại BCA

3 piston

Loại BCA

4 piston

1.3.2 Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm VE điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ

Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm VE điện tử điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ thuộc loại EFI-diesel thông thường, sử dụng bơm cao áp phân phối và

có đặc điểm sau:

- Áp suất phun đạt xấp xỉ là 80 MPa

- Cấu tạo gần giống với bơm VE thông thường

- Điều chỉnh lượng phun nhiên liệu bằng cơ cấu điều ga điện từ ( không dùng

bộ điều tốc như bơm VE thông thường)

- Điều khiển góc phun sớm hay muộn bằng van điều khiển thời điểm phun

1.3.3 Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm VE điện tử điều khiển bằng van xả áp loại 1 piston hướng trục

Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm VE điện tử điều khiển bằng van

xả áp loại 1 piston hướng trục thuộc loại EFI-diesel thông thường sử dụng bơm phân phối dùng van xả áp loại gián tiếp và có đặc điểm sau:

- Áp suất phun đạt xấp xỉ là 80 MPa

- Vẫn phải có bơm sơ cấp, khớp chữ thập dẫn động cam đĩa, vành con lăn,

cam đĩa, piston, van tắt máy, cơ cấu điều khiển phun sớm

- Không có quả ga, piston không có lỗ ngang

Hình 1-3 Bơm VE điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ

1.Cảm biến tốc độ bơm; 2 Bộ tác động điều khiển quả ga; 3 Van điều khiển

thời điểm phun với cảm biến vị trí thời điểm

(1)

(2)

(3)

- Điều chỉnh lượng phun nhiên liệu bằng van xả áp thông khoang xylanh với khoang bơm

- Điều khiển góc phun sớm hay muộn bằng van điều khiển thời điểm phun

1.3.4 Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm VE điều khiển bằng van xả

áp loại nhiều piston hướng kính

Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm VE điều khiển bằng van xả áp loại nhiều piston hướng kính thuộc loại EFI-diesel thông thường sử dụng bơm phân phối dùng van xả áp loại trực tiếp và có đặc điểm sau:

- Vẫn phải có một bơm sơ cấp để tạo ra áp suất sơ cấp hút vào trong khoang bơm

- Áp suất cao hơn với loại piston hướng trục (130 Mpa)

- Hệ thống tạo áp suất nhiên liệu và phân phối nhiên liệu khác so với loại hướng trục

- Điều khiển lượng phun bằng một van xả áp loại trực tiếp

- Thời gian phun cực ngắn, tốc độ phun cực nhanh ( 1,1 ms = 1 lần phun mồi +

Hình 1-4 EFI –diesel loại thông thường

1.ECU; 2 Các cảm biến; 3 Bình nhiên liệu; 4 Lọc nhiên liệu;

5 Bơm cao áp; 6 Vòi phun

chủ yếu sử dụng hệ thống điều khiển bơm cao áp bằng điện trong các hệ thống EDC (electronic diesel control) Hệ thống EDC vẫn sử dụng bơm cao áp kiểu cũ nhưng có thêm một số cảm biến và cơ cấu chấp hành, chủ yếu để chống ô nhiễm và điều tốc bằng điện tử Trong những năm gần đây, hệ thống điều khiển mới – hệ thống common rail với việc điều khiển kim phun bằng điện đã được phát triển và ứng dụng rộng rãi

Hệ thống này ra đời đã góp phần cải thiện nhiều cho tính năng động cơ và tính kinh tế nhiên liệu mà lâu nay người sử dụng cũng như các nhà bảo vệ môi trường mong đợi

Hệ thống Common Rail có đặc điểm sau:

- Các chi tiết trong hệ thống cao áp được chế tạo một cách rất chính xác

- Áp suất phun rất cao và độc lập với tốc độ của động cơ (khe hở giữa kim phun

và xylanh phun là: 0,5÷ 2 µm )

Hệ thống điều khiển của common rail bao gồm:

ECU, vòi phun, cảm biến tốc độ trục khuỷu, cảm biến tốc độ trục cam, Cảm biến bàn đạp ga, cảm biến áp suất tăng áp, cảm biến áp suất nhiên liệu trong ống phân phối, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến đo gió

1.3.6 Hệ thống nhiên liệu diesel UI (Unit Injection) và UP (Unit Pump)

Hệ thống nhiên liệu UI và UP là các hệ thống phun dầu diesel được điều khiển

Hình 1-5 Các bộ phận chính của hệ thống nhiên liệu Common Rail

1 Cảm biến đo gió; 2 ECU; 3 Bơm cao áp; 4 Ống phân phối; 5 Vòi

phun; 6 Cảm biến tốc độ trục khuỷu; 7 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát;

8 Bộ lọc nhiên liệu; 9 Cảm biến bàn đạp ga

bằng điện tử, nhiên liệu được phun vào buồng đốt của động cơ với một lượng chính xác Điều này cải tiến được quá trình cháy và giảm mức tiêu hao nhiên liệu

Hệ thống này có bơm cao áp riêng được điều khiển phun nhiên liệu bằng các van solenoid, được thiết kế theo từng đơn vị riêng nên đem lại tính linh hoạt cao thích hợp với các động cơ sẵn có và bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng

Hiện nay cả hai hệ thống nhiên liệu diesel UI , UP dược lắp đặt trên các ôtô tải, máy phát điện tỏ ra rất ưu việt về giảm mức tiêu hao nhiên liệu và lượng khí thải độc hại vào môi trường

Nó có đặc điểm sau:

- Vòi phun với áp suất cao, tạo ra áp suất phun lên tới 207 MPa, ở tốc độ định mức nó phun tới 19 lần/s Áp suất cao được tạo ra là do trục cam tác động vào vòi phun thông qua vấu cam hoặc có thêm cơ cấu đòn gánh

- Môđun điều khiển điện tử ECM xác định thời điểm và lượng nhiên liệu cần phun

Hình 1-6 Các bộ phận dẫn động trong hệ thống nhiên liệu UI

1.Cam; 2 Đòn quay con lăn; 3.Rãnh dầu; 4 Thanh đẩy; 5 Chụp giữ thanh đẩy; 6 Đòn gánh; 7 Bộ bơm vời phun điều khiển điện tử

(2) (1)

(3)

(4) (5) (6) (7)

1.3.7 Hệ thống nhiên liệu diesel HEUI

Hệ thống nhiên liệu HEUI là một trong những cải tiến lớn của động cơ diesel Ứng dụng hệ thống nhiên liệu HEUI vào động cơ cho phép nâng cao hiệu suất làm việc của động cơ, tiết kiệm nhiện liệu và giảm thiểu các tổn thất cũng như tiếng ồn của động cơ

- HEUI (Hydraulically Actuated Electronically Controlled Unit) có nghĩa là tác động thủy lực, điều khiển điện tử

- HEUI cũng được điều khiển bằng Môdun ECM Phun nhiên liệu bằng áp suất dầu từ 800 đến 3000 Psi được bơm cao áp đưa vào vòi phun Quá trình phun được điều khiển bằng van điện từ nhận tín hiệu điều khiển từ ECM

- Áp suất phun đối với hệ thống nhiên liệu HEUI không phụ thuộc vào tốc độ động cơ, mà được điều khiển bằng điện tử Hệ thống HEUI cho phép nâng cao hiệu suất làm việc của động cơ, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu các tổn thất cũng như tiếng ồn của động cơ

Hình 1-7 Hệ thống nhiên liệu HEUI

1- Bơm cao áp; 2- Lọc dầu bôi trơn; 3- Van điều khiển áp suất tác động phun; 4- Bơm dầu bôi trơn; 5- Đường dầu cao áp; 6- Vòi phun; 7- Thùng nhiên liệu; 8- Bộ điều chỉnh áp suất nhiên liệu; 9- ECM; 10- Thiết bị tách nước; 11- Lọc thô; 12- Lọc tinh

CÂU HỎI ÔN TẬP

1 Phân tích các ưu điểm của hệ thống nhiên liệu diesel điều khiển điện tử

2 Trình bày cách phân loại hệ thống nhiên liệu diesel điều khiển điện tử

3 Trình bày đặc điểm của hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm PE và VE điện tử điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ

4 Trình bày đặc điểm của hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm VE điện tử điều khiển bằng van xả áp loại 1 piston hướng trục và nhiều piston hướng kính

5 Trình bày đặc điểm của các hệ thống nhiên liệu diesel điện tử: với ống phân phối,

UI, UP và HEUI

Chương 2

CÁC HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL

ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ 2.1 Hệ thống EFI-diesel với bơm PE điều khiển bằng cơ cấu ga điện từ

- Đối với với bơm PE điện tử, để điều chỉnh lượng nhiên liệu phun thì ECU

sẽ tiếp nhận các tín hiệu từ các cảm biến sau đó sẽ gửi tín hiệu điều khiển cho cơ cấu điều ga điện từ để thay đổi vị trí thanh răng (dể thay đổi tốc độ động cơ)

2.1.2 Nguyên lý hoạt động của bơm cao áp và cơ cấu ga điện từ

Khi ôtô máy

kéo làm việc, tải

trọng trên động cơ

luôn thay đổi Nếu

thanh răng của bơm

cao áp giữ nguyên

một chỗ thì khi tăng

tải trọng, số vòng

quay của động cơ sẽ

giảm xuống, còn khi

tải trọng giảm thì số

vòng quay tăng lên

Điều đó dẫn đến

trước tiên làm thay

đổi tốc độ của ôtô,

sau đó là động cơ buộc phải làm việc ở những chế độ không có lợi

Để giữ cho số vòng quay trục khuỷu động cơ không thay đổi khi chế độ tải trọng khác nhau thì đồng thời với sự tăng tải cần phải tăng lượng nhiên liệu cấp vào xylanh, còn khi giảm tải thì giảm lượng nhiên liệu cấp vào xylanh

Như vậy, khi có sự thay đổi tải trọng thì cần tự động điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp vào xylanh một cách phù hợp Công việc ấy được thực hiện tự động nhờ một thiết bị đặc biệt trên bơm cao áp gọi là cơ cấu điều ga điện từ

Cơ cấu điều ga làm nhiệm vụ :

Hình 2-1 Bơm cao áp PE có cơ cấu điều ga điện từ

- Điều hoà tốc độ động cơ dù có tải hay không tải (giữ vững một tốc độ hay trong phạm vi cho phép tuỳ theo loại) có nghĩa là lúc có tải hay không tải đều phải giữ một tốc độ động cơ

Cơ cấu điều ga của

bơm PE có cấu tạo như

hình 2-2

Hoạt động của cơ

cấu điều ga điện từ với

bơm PE như sau:

Khi ECU gửi xung

đến cuộn dây, trong cuộn dây sẽ sinh ra từ trường làm lõi thép di động (dịch chuyển sang trái hay phải), kéo theo thanh răng dịch chuyển làm thay đổi hành trình có ích của bơm và làm tốc độ động cơ thay đổi

ECU sẽ tiếp nhận các tín hiệu từ các cảm biến từ đó tính toán để đưa ra lượng phun phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ

2.2 Hệ thống EFI-diesel với bơm VE điều khiển bằng cơ cấu ga điện từ

2.2.1 Cấu tạo

Cấu tạo bơm VE điện tử điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ về cơ bản giống bơm VE hướng trục loại thường Ở đây thay cho hệ đòn dẫn ga và bộ điều tốc ly tâm, người ta bố trí 1 cơ cấu điều ga điện từ Bộ điều khiển phun sớm cũng giống như loại bơm thường nhưng có thêm van điện từ điều khiển phun sớm Các

bộ phận của bơm VE điều khiển bằng cơ cấu ga điện từ biểu thị trên hính 2-3

2.2.2 Nguyên lý hoạt động

Bơm sơ cấp hút nhiên liệu từ bình và nén trong thân bơm tới áp suất quy định Bơm cao áp sử dụng một piston để đưa nhiên liệu áp suất cao tới mỗi vòi phun bằng

Hình 2-2 Cơ cấu điều ga của bơm PE

1 Trục cam; 2 Cơ cấu điều ga điện từ;

3 Lò xo hồi vị; 4 ECU; 5 Cảm biến tốc độ; 6

Lõi thép di động (gắn với thanh răng); 7 Lõi thép cố định; 8 Cuộn dây

chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay

Cơ cấu điều ga điều khiển lượng phun và công suất động cơ Cơ cấu điều ga điện từ có chức năng kiểm soát tốc độ tối đa của động cơ để ngăn động cơ chạy quá tốc độ và giữ ổn định tốc độ chạy không tải Cơ cấu điều khiển phun sớm sử dụng một van TCV để thực hiện điều khiển phun sớm

Khi bật khóa điện ON, van điện từ cắt nhiên liệu mở đường dầu từ khoang bơm đến khoang xilanh Bơm sơ cấp quay hút nhiên liệu từ bình nhiên liệu, qua bô lắng đọng nước và bộ lọc nhiên liệu, đi vào khoang bơm tạo ra áp suất sơ cấp

Trong hành trình đi xuống (sang trái) của piston rãnh xẻ ở đầu piston trùng với cửa hút thì dầu có áp suất từ khoang bơm được đưa vào khoang xi lanh

Trong hành trình piston vừa quay vừa đi lên thì phần không có rãnh xẻ ở đầu piston che lấp cửa hút dầu Khi đ ó dầu trong khoang xilanh bị nén tạo áp suất tăng theo biến dang cam

Khi áp suất nén trong khoang xilanh đủ lớn thì van triệt hồi mở, dầu cao áp được đưa đến vòi phun qua ống cao áp, từ đó nhiên liệu được vòi phun phun vào buồng cháy

Trong hành trình tiếp theo quá trình hút, nén và phun nhiên liệu cũng được thực hiện tương tự như ở một xilanh khác của động cơ Việc này được thực hiện nhờ một

lỗ trích giữa piston bơm ( gọi là cửa chia dầu) và đầu chia của bơm

Hình 2-3 Bơm cao áp VE có cơ cấu điều khiển bằng ga điện từ

Cơ cấu điều ga điện từ với bơm VE:

Các bộ phận của cơ cấu điều ga điện từ với bơm VE được biểu thị trên hình 2-4 Khi ECU gửi xung đến cuộn

dây, trong cuộn dây sinh ra từ

trường làm trống lớn xoay dẫn tới

trống nhỏ xoay Chốt lệch tâm trên

trống nhỏ gạt quả ga trên piston làm

thay đổi hành trình hữu ích của bơm

Lực từ trường do cuộn dây

sinh ra sẽ tác động lên một trống

lớn và để cân bằng với lực từ trường

thì lò xo hồi vị được lắp đối diện ở

phía kia của trống lớn Trống lớn có

một trục được lắp lệch tâm và trục

này được lắp với một trống nhỏ, trên

trống nhỏ lại có một chốt lệch tâm

được cắm vào lỗ trên quả ga

Khi người lái xe muốn thay

đổi công suất và tốc độ của động cơ

thì người lái xe tác động lên bàn đạp

ga và thông qua cảm biến chân ga

gửi tín hiệu về ECU và E CU nhận thêm một số tín hiệu khác như: Ne, THW, VG…

Để xuất ra những chuỗi xung có tỷ lệ thường trực thay đổi cấp cho cuộn điều khiển của cơ cấu điều ga tạo nên từ trường có lực từ trường biến thiên tác động vào trống lớn Từ trường sẽ tác động vào trống lớn làm cho trống lớn xoay một góc, kéo theo trống nhỏ cũng bị xoay đi một góc Khi đó chố t lệch tâm trên trống nhỏ sẽ gạt quả ga tiến lên hay lùi lại để điều chỉnh lượng nhiên liệu phun

2.2.3 Một số cơ cấu và đặc điểm khác của bơm

Hình 2-4 Cơ cấu điều ga của bơm VE

1.Trống lớn; 2.Lũ xo hồi vị của trống lớn; 3.Trống nhỏ; 4.Cuộn hút; 5.Quả ga; 6.Piston bơm cao áp

2 Đặc điểm của piston bơm và cách chia dầu (phân phối dầu)

Piston có 4 rãnh hút, một cửa phân phối, một cửa tràn và một rãnh cân bằng áp suất Cửa tràn và cửa phân phối đặt thẳng hàng với lỗ vào ở tâm piston Nhiên liệu được đẩy từ khoang bơm qua rãnh của piston vào khoang bơm

2.3 Hệ thống EFI diesel dùng van xả áp

2.3.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống

Lượng và thời điểm phun nhiên liệu được điều khiển bằng điện tử Cơ cấu điều khiển dùng trong các quá trình bơm, phân phối và phun dựa trên những cơ cấu sử dụng trong hệ thống diesel kiểu cơ khí

Điều chỉnh lượng phun: SPV

Điều chỉnh thời điểm phun: TCV

Trong hệ thống này sử dụng một trong 2 kiểu bơm cao áp là: bơm kiểu piston hướng trục và bơm kiểu piston hướng tâm

Hình 2-6 Bơm cao áp Hình 2-5 Bơm sơ cấp và van điều khiển

Hình 2-8 Sơ đồ điều khiển của EFI-diesel thông thường

Các cảm biến-ECU-Bộ chấp hành

Hình 2-7 Hệ thống cung cấp nhiên liệu của EFI-diesel thông thường

lƣợng phun (khoảng thời gian phun) và TCV điều khiển thời điểm phun nhiên liệu (thời gian bắt đầu phun)

2.3.2 Các bộ phận chính của hệ thống

1 Bơm VE điện tử một piston hướng trục

a) Cấu tạo:

Hình 2-9 Sơ đồ bố trí các bộ phận của EFI-diesel thông thường

Hình 2-10 Bơm VE điện tử một piston hướng trục

Loại bơm VE này gồm các bộ phận sau:

- Bơm sơ cấp, khớp chữ thập dẫn động cam, vành cam lăn, cơ cấu điều khiển phun sớm

- Không có quả ga và piston không có lỗ ngang

- Có thêm van xả áp và van điều khiển phun sớm, cảm biến tốc độ, các điện trở hiệu chỉnh

Bơm VE điện tử kiểu mới một piston hướng trục do không có quả ga nên để điều khiển lượng nhiên liệu phun (tức là muốn thay đổi tốc độ động cơ, công suất của động cơ) thì bơm sử dụng một van xả áp thông với khoang xylanh

- Các bộ phận cơ bản của bơm hướng trục

b) Hoạt động:

Khi động cơ làm việc thì một bơm sơ cấp loại cánh gạt được bố trí ở trong bơm VE sẽ hút dầu từ thùng dầu qua lọc và nén căng vào trong khoang bơm đến áp suất 2÷7 (kg/cm2) và áp suất này gọi là áp suất sơ cấp Dầu có áp suất được đưa tới chờ sẵn tại cửa hút và khi phần xẻ rãnh của piston trùng với cửa hút thì dầu được hút vào khoang xylanh

Hình 2-11 Vành con lăn và con lăn của bơm VE điện tử một piston hướng trục

Hình 2-12 Đĩa cam và piston của bơm VE điện tử một piston hướng trục

Tiếp đó khi piston quay lên phần không xẻ rãnh ở đầu piston sẽ che lấp cửa hút đồng thời lúc này phần lồi của cam đĩa trèo lên con lăn làm cho piston bị đẩy lên

để nén dầu trong khoang xylanh Dầu trong khoang xylanh bị nén gần tới áp suất phun thì cửa chia dầu trên piston trùng với một đường dẫn ra một vòi phun nào đó Do vậy, khi dầu trong khoang xylanh đạt áp suất phun thì qua van triệt hồi, ống cao áp tới kim phun Nó sẽ mở kim phun và phun vào trong buồng cháy động cơ Lượng dầu phun vào động cơ nhiều hay ít phụ thuộc vào thời điểm mở van xả áp, tức là nếu vòi phun đang phun mà van xả áp được mở ra thì dầu trong khoang xylanh s ẽ thông qua van xả áp về khoang bơm làm mất áp suất phun

Áp suất phun đối với từng kiểu máy bơm

Máy bơm kiểu piston hướng trục

(Dùng cho 5L-E; 1KZ-TE, v.v…)

Xấp xỉ tối đa 80 MPa

Máy bơm kiểu piston hướng kính

(Dùng cho động cơ phun trực tiếp như 1HD-FTE; 15B-FTE v.v…)

Xấp xỉ tối đa 130 MPa

2 Bơm VE điện tử nhiều piston hướng kính

a) Cấu tạo

Hình 2-13 Chế độ phun

Hình 2-14 Bơm VE điện tử nhiều piston hướng kính

Loại bơm VE nhiều piston hướng kính trước hết vẫn phải có một bơm sơ cấp

để tạo ra áp suất sơ cấp hút vào trong khoang bơm Trục bơm được nối với Roto chia

và ở Roto chia bố trí 4 piston hướng kính chịu tác động của các con lăn thông qua đế con lăn, ở giữa là một lỗ khoan dọc tâm, lỗ khoan này thông với cửa hút dầu và cửa chia dầu Phía ngoài Roto chia là một vành cam

Các bộ phận của bơm VF điện tử nhiều piston hướng kính

b) Hoạt động:

Khi động cơ làm việc thì dầu áp suất sơ cấp sẽ được chờ sẵn ở cửa hút dầu và đến khi một lỗ xẻ rãnh ở trên Roto chia trùng với cửa hút thì dầu sẽ được hút vào trong khoang xylanh (khoang giữa 4 piston và lỗ khoan dầu), tiếp sau đó thì lỗ xẻ rãnh trên Roto chia sẽ che lấp cửa hút dầu đồng thời các con lăn trèo lên phần lồi của vành cam nên các piston có xu hướng chuyển động dập vào với nhau để nén dầu trong khoang xylanh Khi áp suất dầu gần đạt tới áp suất phun thì một lỗ xẻ rãnh khác trên Roto chia lại trùng với cửa chia dầu ra một vòi phun nào đó Nên khi dầu trong xylanh đạt áp suất phun thì vòi phun sẽ phun dầu

Việc phun dầu nhiều hay ít phụ thuộc vào thời lượng mở van xả áp

3 Van điều khiển lượng phun (SPV)

Cả hai loại SPV (Van điều khiển) để điều khiển lượng phun

SPV thông thường: dùng trong bơm hướng trục

SPV điều khiển trực tiếp: dùng trong bơm hướng kính áp suất cao

dây của van điều khiển được cấp dương và điều khiển mát Nó điều khiển bằng điện

áp nguồn cơ bản của xe Ở van chính có một tiết lưu nhỏ để thông áp suất từ khoang xylanh lên khoang trên của van chính tạo ra sự cân bằng lực tác động vào van chính Như vậy van điều khiển chỉ đóng vai trò xả phần áp suất phía trên của van chính, tạo điều điện cho áp suất ở khoang xylanh đảy van chính lên mở đường xả áp suất về khoang bơm để xả áp suất và kết thức phun

Hoạt động:

Bình thường van điều khiển phun trước của SPV đóng khi cuộn dây có điện áp suất nhiên liệu và lực của lò xo làm cho van chính đóng lại vì lúc đó áp suất ở bên trong van cao hơn áp suất bên ngoài van

Khi tín hiệu từ ECU tắt, dòng điện sẽ bị ngắt khỏi cuộn dây, van điều khiển chuyển động lên trên do lực của lò xo điều khiển để mở ra

Khi đó, áp suất dầu bên trong tác dụng lên van chính giảm xuống Do đó, van chính đi lên để mở ra

Hình 2-16 Sơ đồ cấu tạo của SPV thông thường

Hình 2-17 Sơ đồ hoạt động của SPV thông thường

phun thì tín hiệu từ ECU thông

qua EDU điều khiển cắt điện ở

cuộn dây van xả áp, lò xo sẽ đẩy

lõi thép đi lên, đồng thời áp lực

dầu ở khoang xylanh đẩy phần

đóng lại, piston chuyển động

sang trái và nhiên liệu đƣợc hút Hình 2-19 Sơ đồ hoạt động của bơm và SPV

a)

b)

Hình 2-18 Sơ đồ cấu tạo của SPV loại trực tiếp

vào buồng bơm

- Phun: SPV đóng lại, piston chuyển động sang phải, áp suất nhiên liệu tăng và nhiên liệu được bơm đi

- Kết thúc phun: SPV mở ra, áp suất nhiên liệu giảm, quá trình phun kết thúc Khi các điều kiện để ngắt nhiên liệu được thực hiện, áp suất không tăng lên do SPV vẫn đang trong trạng thái mở

d) Hoạt động của bơm hướng kính và SPV (hình 2-19b)

- Hành trình hút: SPV mở ra, các con lăn và piston bung ra, hút nhiên liệu vào trong buồng bơm

- áp suất tăng: SPV đóng lại, các con lăn và piston thu lại làm cho áp suất nhiên liệu tăng

- Phun: SPV đóng lại, rôto quay và nối với cổng bơm và cổng phân phối của rôto đó bơm nhiên liệu đi

- Kết thúc phun: SPV mở ra, Do lượng nhiên liệu giảm nên áp suất cũng giảm xuống, Quá trình phun kết thúc

Khi các điều kiện đã thoả mãn để cắt nhiên liệu, áp suất không tăng lên do SPV vẫn đang ở trong trạng thái mở

4 Điều chỉnh lượng phun

Lượng phun được điều chỉnh bằng việc vận hành SPV, tương ứng với các tín hiệu từ ECU để thay đổi thời điểm kết thúc phun

Hình 2-20 Sơ đồ điều chỉnh lượng phun

5 Van điều khiển thời điểm phun (TCV) và bộ định thời

a) Bơm hướng trục

Van TCV đƣợc điều khiển

bằng tỷ lệ hiệu dụng (tỷ lệ theo chu

kỳ làm việc) thời gian tắt/bật của

dòng điện chạy qua cuộn dây Khi

điện bật, dộ dài thời gian mở van sẽ

điều khiển áp suất nhiên liệu trong

piston của bộ định thời

Làm sớm thời điểm phun

Khi độ dài thời gian mở van

rút ngắn lại (tỷ lệ của dòng điện đang sử dụng thấp), thì lƣợng nhiên liệu đi tắt giảm xuống Do đó, piston của bộ định thời chuyển động sang trái làm xoay vành con lăn theo chiều làm sớm thời điểm phun

Hình 2-22 Sơ đồ van TCV và bộ định thời

Hình 2-21 Sơ đồ van điều khiển thời điểm phun

Hình 2-23 Sơ đồ điều chỉnh thời điểm phun

Làm muộn thời điểm phun

Khi độ dài thời gian mở van dài

(tỷ lệ của dòng điện đang được sử

dụng cao), thì lượng nhiên liệu đi tắt

tăng lên Do đó, piston của bộ định

thời chuyển động sang phải do lực của

lò xo để làm quay vành lăn theo

hướng làm muộn thời điểm phun

b) Bơm hướng kính

Van TCV được điều khiển bằng

tỷ lệ hiệu dụng (tỷ lệ theo chu kỳ làm

việc) thời gian tắt/bật của dòng điện chạy qua cuộn dây Khi điện bật, dộ dài thời gian

mở van sẽ điều khiển áp suất nhiên liệu trong piston của bộ định thời

Làm sớm thời điểm phun

Khi độ dài thời gian mở van rút ngắn lại (tỷ lệ của dòng điện đang được sử dụng thấp), thì lượng nhiên liệu đi tăt giảm xuống Do đó, piston của bộ định thời chuyển động sang trái làm quay vành con lăn theo chiều làm sớm thời điểm phun

Làm muộn thời điểm phun

Khi độ dài thời gian mở van dài (tỷ lệ của dòng điện đang được sử dụng cao), thì lượng nhiên liệu đi tắt tăng lên Do đó, Piston của bộ định thời chuyển động sang phải do lực của lò xo làm quay vành con lăn theo chiều làm muộn thời điểm phun

2.4 EFI – diesel ống phân phối

Việc tạo ra áp suất và việc phun nhiên liệu hoàn toàn tách biệt với nhau trong

hệ thống Common Rail Áp suất phun được tạo ra độc lập với tốc độ động cơ và lượng nhiên liệu phun ra

Nhiên liệu được trữ với áp suất cao trong bộ tích áp suất cao (high-pressure accumulator) và sẵn sàng để phun Lượng nhiên liệu phun ra được quyết định bởi người lái xe, và thời điểm phun cũng như áp lực phun được tính toán bằng ECU và các biểu đồ đã lưu trong bộ nhớ của nó Sau đó ECU sẽ điều khiển các kim phun phun tại mỗi xy lanh động cơ để phun nhiên liệu

Chức năng chính của hệ thống Common Rail là điều khiển phun nhiên liệu đúng thời điểm, đúng lưu lượng, đúng áp suất, đảm bảo cho động cơ diesel không chỉ hoạt động êm diu mà còn tiết kiệm nhiên liệu

So với hệ thống cũ dẫn động bằng cam, hệ thống Common Rail khá linh hoạt trong việc đáp ứng thích nghi để điều khiển phun nhiên liệu cho động cơ diesel như:

- Phạm vi ứng dụng rộng rãi (cho xe du lịch, khách,tải nhẹ, tải nặng, xe lửa và tàu thủy)

Hình 2-24 Sự vận hành bộ định thời bơm hướng

kính

- Áp suất phun đạt đến (1350-2000) bar

- Thay đổi áp suất phun tùy theo chế độ hoạt động của động cơ

- Có thể thay đổi thời điểm phun

- Phun chia làm ba giai đoạn: Phun mồi, phun chính và phun kết thúc

Hệ thống Common Rail Diesel có các ưu điểm sau:

- Tính năng động cơ và hiệu suất phun nhiên liệu cao

+ Nhiên liệu được điều khiển bằng điện tử + Hệ thống phun tạo sự cháy tối ưu

- Tiếng ồn và ô nhiếm môi trường thấp

+ Thân thiện môi trường và phù hợp với các quy định về ô nhiễm khí xả trên toàn thế giới

+ Vòi phun đặt thẳng đứng ở trung tâm + Có giai đoạn phun mồi góp phần tăng công suất đông cơ

2.4.1 Cấu tạo

Hệ thống Common Rail (hình 2-25) gồm các khối sau:

- Khối cấp dầu thấp áp: Thùng dầu, bơm tiếp dầu, bộ lọc dầu, ống dẫn dầu

Van điều khiển định lượng nhiên liệu

Van điều khiển áp suất nhiên liệu

Cảm biến áp suất nhiên liệu

Vòi phun nhiên liệu

Áp suất thấp

Áp suất cao Hồi nhiên liệu

Hình 25 Các khối của Common Rail Bosch

2.4.2 Nguyên lý hoạt động

Nhiên liệu được dẫn lên từ bơm cấp liệu đặt trong bơm cao áp được nén tới áp suất cần thiết Piston trong bơm tạo ra áp suất phun cần thiết áp suất này thay đổi theo tôc độ động cơ và điều kiện tải từ 20 Mpa ở chế độ không tải đến 135 Mpa ở chế độ tải cao và tốc độ vận hành cao (trong EFI-diesel thông thường thì áp suất này từ 10 đến 80 Mpa) ECU điều khiển SCV (Van điều khiển hút) để điều chỉnh áp suất nhiên liệu, điều chỉnh lượng nhiên liệu đi vào bơm cao áp

ECU luôn luôn theo dõi áp suất nhiên liệu trong ống phân phối bằng cảm biến

áp suất nhiên liệu và thực hiện điều khiển phản hồi

Nhiên liệu từ ống phân phối được dẫn tới các vòi phun, sẵn sàng phun vào xy lanh động cơ theo lệnh của ECU qua EDU

Nhiên liệu thừa từ vòi phun, bơm cao áp và ống phân phối theo đường dầu hồi trở về thùng nhiên liệu

Hình 2-26 Cấu tạo hệ thống Comon rail Denso

1.Thùng nhiên liệu; 2 Bầu lọc nhiên liệu; 3 Bơm cao áp; 4 Cảm biến áp suất; 5 Ống phân phối; 6 Bộ giới hạn áp suất; 7 Các tín hiệu từ cảm biến; 8 Các vòi phun

cung cấp tại áp suất cần thiết phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ

Bơm áp cao của hê thống Common rail đƣợc chia ra làm 3 loại chính: loại bơm

2 piston, loại bơm 3 piston và loại bơm 4 piston

a) Bơm cao áp loại 2 piston (hình 2-27)

Cấu tạo:

Cấu tạo bơm áp cao loại 2 piston gồm các chi tiết chính: vỏ bơm, trục bơm,

Hình 2-27 Bơm cao áp loại 2 piston

Hình 2-28 Sơ đồ dòng nhiên liệu trong bơm cao áp

EFI-diesel kiểu phun ống

cam lệch tâm, piston, van điều khiển hút (SCV)

Hoạt động

Piston B dẫn nhiên liệu vào trong khi piston A bơm nhiên liệu ra Do đó, piston A và B lần lượt hút nhiên liệu từ bơm cấp liệu vào khoang cao áp và bơm nhiên liệu ra ống phân phối (hình 2-28)

Việc quay của cam lệch tâm làm cho cam vòng quay với một trục lệch Cam vòng quay và đẩy một trong hai piston đi lên trong khi đẩy piston kia đi xuống hoặc ngược lại đối với hướng đi xuống

Piston B bị đẩy xuống để nén nhiên liệu và chuyển nó vào ống phân phối khi piston A bị kéo xuống để hút nhiên liệu vào Ngược lại, khi piston A được đẩy lên để nén nhiên liệu và dẫn nó đến ống phân phối thì piston B được kéo lên để hút nhiên liệu lên

b) Bơm áp cao loại 3 piston

Cấu tạo:

Bơm áp cao loại 3 piston gồm : 1 cam lệch tâm 3 vấu và 3 cụm xilanh piston đặt cách nhau 120 Cấp dầu vào khoang bơm cao áp được điều khiển qua van điều khiển hút (SCV) và truyền dầu từ bơm sơ cấp (hình 2-29)

Hình 2-29 Sơ đồ dòng nhiên liệu trong bơm cao áp

EFI-diesel kiểu phun ống

1 Trục lệch tâm; 2 Cam lệch tâm; 3 Piston bơm; 4 Van nạp; 5 Lò xo hồi vị; 6 Bơm cấp liệu; 7 PCV- Van ĐK nạp;

8 Đường dầu hồi; 9 Đường dầu vào; 10.Đường dầu đến ống rail

Nguyên lý hoạt động:

Hoạt động của bơm cao áp có ba piston đƣợc mô tả trên hình (2-30) Bơm cấp nhiên liệu vào ống phân phối bằng cách: các piston lần lƣợt hút nhiên liệu vào qua van PCV và bơm nhiên liệu ra ống phân phối

ECU điều khiển lƣợng nhiên liệu dẫn vào piston bằng PCV (van nam châm tỉ lệ), nó có các chức năng giống nhƣ của SCV (van điều khiển hút)

Khi cam trong quay sẽ làm cam ngoài quay và dẫn động các piston dịch chuyển tạo nên sự hút và đẩy nhiên liệu qua các van một chiếu

Trên hình 2-30, nếu piston C ở trạng thái hút nhiên liệu vào bơm qua van PCV thì piston A và B ở trạng thái nén nhiên liệu lên ống phân phối Hoạt động hút và nén nhiên liệu của các piston do cam trong và ngoài quyết định

c) Bơm áp cao loại 4 piston

Cấu tạo

Bơm áp cao loại 4 piston gồm : 1 cam vòng 4 piston đặt đối đỉnh với nhau từng đôi một Cấp dầu vào khoang bơm cao áp được điều khiển qua van điều khiển hút (SCV) và truyền dầu từ bơm sơ cấp ( hình 2-33)

Hoạt động

Nhiên liệu được nạp bởi bơm cấp liệu sẽ di chuyển qua SCV và van một chiều, và được nén bởi piston và được bơm qua van phân phối đến ống phân phối

Hình 2-32 Bơm cấp liệu

1 Đường dầu vào từ bình nhiên liệu; 2.Đường dầu ra khoang cao áp;

3 Thân bơm; 4 Bánh răng bơm

Hình 2-33 Cấu tạo bơm áp cao loại 4 piston( Dùng cho động cơ 2KD-FTV-Toyota)

1 SCV; 2 Van một chiều; 3 Pittong; 4 Cam lệch tâm; 5 Van phân phối

Điều khiển van hút (SCV)

Có nhiều cách gọi van điều khiển hút tùy thuộc vào từng hãng :

Toyota : SCV ( Suction control vale )

Bosch : PCV ( Pressure control vale )

Delphi : IMV ( Inlet Metering Vale )

Nhiên liệu được nạp bởi bơm cấp liệu sẽ di chuyển qua SCV và van một chiều, và được nén bởi píston và được bơm qua van phân phối đến ống phân phối SCV hoạt động dưới sự điều khiển theo chu kỳ xung của ECU Bằng cách thay đổi

tỷ lệ ON/OFF của xung sẽ làm cho lượng dầu cấp nạp vào khoang bơm áp cao thay đổi, từ đó dẫn tới thay đổi áp suất rail ( xem hình 2-34)

Van điều khiển lượng nhiên liệu Bosch CP3

Cửa dầu vào

Cửa dầu ra Hình 2-35 Van điều khiển lượng nhiên liệu Bosch CP3

Hình 2-34 Hoạt động của SCV

Van điều khiển nhiên liệu Bosch CP3 lắp đằng sau bơm cao áp để điều khiển dung lượng nhiên liệu vào bơm cao áp Nó hoạt động theo sự điều khiển của ECM Van mở khi không được ECM kích hoạt dẫn tới dung lượng nhiên liệu cung cấp cho bơm cao áp nhỏ Ngược lại, khi được ECM kích hoạt, van đóng làm cho dung lượng nhiên liệu cấp cho bơm cao áp lớn

Lợi ích của việc điều khiển lượng nhiên liệu cấp cho bơm cao áp:

- Giảm công vận hành bơm cao áp vì lượng cấp liệu vừa đủ theo yêu cầu

- Giảm lượng nhiên liệu hồi nên giảm được nhiệt độ nhiên liệu

2 Ống phân phối

Ống phân phối (hình 2-37) chứa nhiên liệu áp suất cao được tạo ra bởi bơm cao

áp, và phân phối nhiên liệu đó qua các ống phun tới các vòi phun của xi lanh Do nhiên liệu có áp suất rất cao nên cần chú ý đặc biệt để ngăn ngừa sự rò rỉ

Hình 36 Hoạt động của van điều khiển lượng nhiên liệu

1 Bơm cao áp; 2 Van áp suất; 3 Đường nhiên liệu đến ống phân

phối; 4 Van nhiên liệu vào; 5 Đường hồi; 6 Van an toàn; 7 Từ

thùng nhiên liệu; 8 Bơm cấp liệu; 9 Van điều khiển lượng nhiên

liệu; 10 Tiết lưu; 11 Piston điều khiển; 12 Đường dẫn dầu bôi trơn

Trên ống phân phối bố trí cảm biến áp suất nhiên liệu Cảm biến áp suất nhiên liệu phát hiện áp suất trong ống phân phối và truyền tín hiệu tới ECU

Ngoài cảm biến áp suất, trên ống phân phối còn có van an toàn ( bộ hạn chế áp suất) Trong trường hợp hệ thống bị trục trặc, trong đó áp suất trong ống phân phối lên cao tới mức không bình thường thì van này mở và xả áp suất, nhiên liệu được hồi về bình nhiên liệu

a) Bộ hạn chế áp suất (hình 2-39)

Trong trường hợp hệ thống bị trục trặc, trong đó áp suất trong ống phân phối lên cao tới mức không bình thường thì van này sẽ mở và xả áp suất, nhiên liệu trở về bình nhiên liệu

Bộ hạn chế áp suất được vận hành cơ khí thông thường để xả áp suất trong trường hợp áp suất trong ống phân phối lên cao tới mức không bình thường

Hình 2-37 Cấu tạo ống phân phối

Hình 2-38 Dòng nhiên liệu trong ống phân phối