MỤC LỤC

MỤC LỤC……1

LỜI NÓI ĐẦU……2

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL......2

1.1 Lịch sử phát triển. 2

1.2 Phạm vi sử dụng. 3

1.3 Các chức năng đặc trưng. 3

1.3.1 Các chức năng cơ bản. 4

1.3.2 Các chức năng phụ. 5

1.4 Đặc tính phun. 5

1.4.1 Đặc tính phun của hệ thống phun dầu kiểu cũ. 5

1.4.2 Đặc tính phun của hệ thống common rail 6

1.5 Giới thiệu một số hệ thống common rail trên các dòng xe hiện nay. 8

1.5.1 Hệ thống I - teq super common rail trên xe isuzu D - max 2008. 8

1.5.2 Hệ thống common rail trên xe HIACE COMMUTER. 9

1.5.3 Hệ thống common rail sử dụng công nghệ TDCI trên xe FORD (turbocharge common rail injection) 10

CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ 4 XY LANH.. 12

2.1. Giới thiệu về Hệ thống Common rail trên động cơ Diesel trang bị cho xe Huyndai SantaFe. 12

2.2. Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu điện tử common rail – CDI trên động cơ diesel 4 xy lanh  14

2.3. Chi tiết các bộ phận của hệ thống cung cấp nhiên liệu điện tử Common rail – CDI trên xe huyndai santaFe. 15

2.3.1. Thùng nhiên liệu. 15

2.3.2. Bơm cung cấp nhiên liệu. 16

2.3.3. Lọc nhiên liệu. 17

2.3.4. Đường nhiên liệu áp suất thấp. 18

2.3.5. Bơm cao áp. 18

2.3.6. Van điều khiển áp suất (Pressure control valve). 22

2.3.7. Ống phân phối 23

2.3.8. Cảm biến áp suất nhiên liệu trên đường ống. 24

2.3.9. Van giới hạn áp suất nhiên liệu. 25

2.3.10. Van hạn chế dòng chảy (Flow limiter) 26

2.3.11. Kim phun. 27

2.3.12. Cảm biến vị trí trục khuỷu. 30

2.3.13. Cảm biến vị trị trục cam.. 32

2.3.14. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 32

2.3.15. Cảm biến đo khối lượng khí nạp. 33

2.3.16. Cảm biến nhiệt độ khí nạp. 34

2.3.17. Cảm biến vị trí bướm ga. 35

2.3.18. Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu. 36

2.3.19. Cảm biến áp suất tăng áp. 37

2.3.20. Cảm biến tốc độ xe. 37

2.3.21. ECM.. 38

2.3.22. ACV (van điều khiển khí nạp) 41

2.3.23. SCV (SWIRL CONTROL VALVE). 42

2.3.24. Hệ thống luân hồi khí thải EGR.. 42

2.3.25. Bộ lọc hạt rắn. 44

2.3.26. Hệ thống xông máy. 45

2.4. Sự điều khiển trong hệ thống common rail 46

2.4.1. Điều chỉnh lượng phun. 46

2.4.2. Tính toán lượng phun cơ bản. 47

2.4.3. Tính toán lượng phun theo các tín hiệu từ các cảm biến gửi về. 48

2.5. Các điều khiển khác. 56

2.5.1. Điều khiển hệ thống EGR.. 56

2.5.2. ACV (Van điều khiển khí nạp) 58

2.5.3. SCV (SWIRL CONTROL VALVE) 58

2.5.4. Cánh bướm gió. 60

2.5.5. TURBO tăng áp. 60

CHƯƠNG 3. KHAI THÁC, LẬP QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG – SỬA CHỮA HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU ĐIỆN TỬ COMMON RAIL. 62

3.1. Khai thác hệ thống cung cấp nhiên liệu điện tử Common rail 62

3.2. Bảo dưỡng hệ thống nhiên liệu. 66

3.2.1. Bảo dưỡng kỹ thuật cấp một 66

3.2.2. Bảo dưỡng kỹ thuật cấp hai 66

3.2.3. Các chú ý khi tháo lắp và kiểm tra của hệ thống cung cấp nhiên liệu điện tử Common rail – CDI 67

3.2.4. Bảo dưỡng kỹ thuật theo mùa. 71

3.2.5. Các hư hỏng đối với hệ thống điện tử. 71

KẾT LUẬN…..81

TÀI LIỆU THAM KHẢO…..82

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang bước vào thời kỳ quá độ đi lên chủ nghĩa xã hội, đẩy mạnh công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, phấn đấu tới năm 2025 đất nước ta cơ bản trở thành nước công nghiệp theo hướng hiện đại. Trong bối cảnh đó, Công nghệp ô tô là một ngành khoa học kỹ thuật được ưu tiên phát triển. Sự tiến bộ về thiết kế, vật liệu và kỹ thuật sản xuất đã góp phần tạo ra những chiếc xe ô tô hiện đại với đầy đủ tiện nghi, tính an toàn cao đáp ứng được các yêu cầu về tiêu chuẩn môi trường.

Có thể thấy rõ rệt trên thị trường Việt Nam hiện nay, khoảng 40% số lượng xe ô tô sử dụng động cơ diesel đang tham gia giao thông. Nguyên nhân nào đã dẫn đến việc ngày càng có nhiều người tiêu dùng chọn những dòng xe sử dụng động cơ diesel nếu tất cả những gì chúng ta còn nhớ về xe chạy nhiên liệu diesel trước đây là tiếng ồn, tăng tốc chậm, mùi khói không mấy dễ chịu và mức độ gây ô nhiễm môi trường của chúng? Câu trả lời chính là do các nỗ lực không ngừng của các nhà sản xuất trong việc cải tiến các hệ thống trên các động cơ sử dụng nhiên liệu này với khả năng gây ô nhiễm đã giảm thiểu. giúp động cơ diesel được sử dụng rộng rãi hơn để góp phần tiết kiệm tài nguyên và bảo vệ môi trường.

Bước tiến gần đây nhất chính là sự xuất hiện của hệ thống Common rail, một công nghệ tiên tiến đang được ứng dụng rộng rãi trên các dòng xe như Mercedes-Benz, Toyota, Ford, Isuzu… đem lại một cái nhìn mới về các động cơ sử dụng nhiên liệu diesel.

Với đề tài tài “Khai thác hệ thống cung cấp nhiên liệu điện tử Common rail - CDI trên động cơ diesel 4 xy lanh”, tôi xin trình bày những nghiên cứu về hệ thống common rail sử dụng trên động cơ cơ diesel 4 xy lanh của dòng xe Hyundai SantaFe đang có mặt tại thị trường Việt Nam hiện nay với mong muốn giúp người đọc hiểu rõ hơn về những ưu điểm mà công nghệ tiên tiến này mang lại.

Bên cạnh đó tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo: Thạc sỹ …………….., người đã trực tiếp hướng dẫn em tận tình chu đáo trong quá trình hoàn thiện đồ án này. Ngoài ra tôi xin cảm ơn tất cả các thầy giáo trong khoa Ô tô đã tạo điều kiện giúp tôi hoàn thành tốt nội dung đồ án này./.

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL

1.1 Lịch sử phát triển

Nguyên mẫu Hệ thống Common rail được phát triển vào cuối những năm 1960 bởi Robert Huber, người Thụy Sĩ.

Sau đó Tiến sĩ Marco Ganser (Tại Swiss Federal Institute of Technology) đã tiếp tục đưa công nghệ này đi xa hơn nữa.

1.2 Phạm vi sử dụng

Hệ thống Common rail là một hệ thống nhiên liệu được điều khiển bằng điện tử. Hệ thống có thể được sử dụng ở tất cả các loại động cơ diesel trên xe ôtô, động cơ diesel tĩnh tại, đầu máy xe lửa và trên các tàu thủy. Áp suất phun có thể lên đến 1350 bar, công suất phát ra tương ứng trên mỗi xy lanh lên đến 160 KW.

1.3 Các chức năng đặc trưng

Sự điều chỉnh áp suất và sự phun nhiên liệu được thực hiện riêng biệt trên hệ thống nhiên liệu Common rail hay nói cách khác, áp suất phun được điều khiển độc lập với lượng nhiên liệu được phun. Nhiêu liệu được tích trữ trong một đường ống phân phối với áp suất cao, luôn sẵn sàng để phun. Lượng nhiên liệu phun được xác định bởi những thông tin từ người tài xế, các cảm biến…

Một hệ thống Common rail bao gồm:

- ECM

- Kim phun (Injector)

- Cảm biến tốc độ trục khuỷu (Crankshaft speed sensor)

- Cảm biến tốc độ trục cam (Camshaft speed sensor)

- Cảm biến bàn đạp ga (Accelerator pedal sensor)

1.3.1  Các chức năng cơ bản.

Các chức năng cơ bản của hệ thống là điều khiển việc phun nhiên liệu đúng thời điểm, với lượng nhiên liệu và áp suất phun chính xác. Điều này sẽ đảm bảo động cơ diesel không những hoạt động êm dịu mà còn mang lại hiệu quả kinh tế cao.

1.3.2 Các chức năng phụ.

Đó là chức năng điều khiển hở và điều khiển kín giúp cải thiện sự ô nhiễm từ khí thải động cơ và giảm tiêu hao nhiên liệu, hay được dùng để tăng tính năng an toàn, thoải mái và tiện nghi của ôtô như: chức năng điều khiển hệ thống luân hồi khí thải, điều khiển tăng áp, điều khiển tốc độ xe…

1.4 Đặc tính phun

1.4.1 Đặc tính phun của hệ thống phun dầu kiểu cũ

Với hệ thống phun 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.

- Áp suất phun tăng đồng thời với tốc độ và lượng nhiên liệu được phun.

- Suốt quá trình phun, áp suất phun tăng lên và lại giảm xuống theo áp lực đóng của ty 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 phun trung bình.

1.4.2 Đặc tính phun của hệ thống common rail

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

- Lượng nhiên liệu và áp suất nhiên liệu phun độc lập với nhau trong từng điều kiện 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.

1.4.2.1 Phun sơ khởi ( pilot INJECTION)

Phun sơ khởi có thể diễn ra sớm đến 90^o trước Điểm chết trên (BTDC). Nếu thời điểm khởi phun xuất hiện nhỏ hơn 40^o BTDC, nhiên liệu có thể bám vào bề mặt của pít tông và thành xy lanh và làm loãng dầu bôi trơn. Trong giai đoạn phun sơ khởi, một lượng nhỏ nhiên liệu (1 - 4 mm³) được phun vào xy lanh để “mồi”.

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 đoạn phun sơ khởi. Điều này có nghĩa là giai đoạn phun chính giúp tăng lực kéo của động cơ. Với hệ thống common rail, áp suất phun vẫn giữ không đổi trong suốt quá trình phun.

1.5 Giới thiệu một số hệ thống common rail trên các dòng xe hiện nay

1.5.1 Hệ thống I - teq super common rail trên xe isuzu D - max 2008.

D-Max 2008 là loại động cơ dầu 4 xy lanh, dung tích 3.0L ứng dụng công nghệ i-TEQ super Common rail tiên tiến của ISUZU. Khi vận hành, động cơ được điều khiển bởi bộ vi xử lý để tối ưu hóa về lượng, thời điểm và áp suất phun nhiên liệu.

1.5.2 Hệ thống common rail trên xe HIACE COMMUTER.

Động cơ diesel của Hiace mới được trang bị công nghệ hàng đầu của Toyota. Dung tích xy lanh 2.51, 4 xy lanh thẳng hàng. Hệ thống cam kép tác dụng trực tiếp DOHC 16 xu páp luôn vận hành mạnh mẽ, tăng tốc nhanh, đảm bảo khả năng leo dốc dù đang trở đầy hàng hoá và hành khách. Đồng thời, tính năng tiết kiệm nhiên liệu nổi tiếng của xe Toyota giúp giảm chi phí đáng kể, đem lại lợi nhuận cao hơn.

1.5.3 Hệ thống common rail sử dụng công nghệ TDCI trên xe FORD (turbocharge common rail injection)

Công nghệ TDCi của Ford khắc phục những nhược điểm cơ bản của động cơ diesel. Với Ford, tương lai của công nghệ động cơ diesel thuộc về 4 từ: TDCi.

Một bơm nhiên liệu cao áp sẽ cung cấp nhiên liệu cho đường ống chung này, nó còn gồm cả đường cao áp dầu hồi về với bộ giới hạn áp suất. Nhiên liệu được phân phối từ các đường ống chung đến từng vòi phun, các vòi phun này sẽ nhận được tín nhiệu phun từ bộ điều khiển trung tâm ECU và EDU.

CHƯƠNG 2

PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ 4 XY LANH

2.1 Giới thiệu về Hệ thống Common rail trên động cơ Diesel trang bị cho xe Huyndai SantaFe

Bảng thông số động cơ Diesel lắp trên xe Hyundai SantaFe như bảng 2.a.

2.2 Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu điện tử common rail - CDI trên động cơ diesel 4 xy lanh

Hệ thống Common rail có thể được phân ra làm 3 phần:

a. Mạch áp suất thấp gồm:

+ Thùng chứa nhiên liệu

+ Bơm cung cấp  

b. Mạch áp suất cao gồm:

+ Bơm cao áp với van điều khiển áp suất

+ Các đường ống áp suất cao

+ Ống phân phối với cảm biến áp suất trên đường ống

c. ECM và các cảm biến

2.3. Chi tiết các bộ phận của hệ thống cung cấp nhiên liệu điện tử Common rail - CDI trên xe huyndai santaFe

2.3.1 Thùng nhiên liệu

Dùng để chứa và dự trữ nhiên liệu đủ để cho động cơ hoạt động trong thời gian nhất định. Thùng nhiên liệu được làm từ vật liệu chống ăn mòn, không bị rò rỉ ở áp suất gấp đôi ở áp suất hoạt động bình thường và khi xe bị rung xóc nhỏ, cũng như khi xe vào cua hoặc dừng hay chạy trên đường dốc.

Dung tích thùng nhiên liệu: 65 lít

2.3.2 Bơm cung cấp nhiên liệu

Bơm cung cấp được đặt trong thùng nhiên liệu hoặc đặt giữa thùng nhiên liệu và lọc nhiên liệu, dẫn động bằng motor điện. Bơm cung cấp hút nhiên liệu từ thùng chứa, đưa qua lọc thô rồi chuyển đến bơm cao áp một cách liên tục, không phụ thuộc tốc độ động cơ. Phần nhiên liệu thừa sẽ được hồi về thùng chứa.

2.3.4 Đường nhiên liệu áp suất thấp

Đường ống nhiên liệu mềm được bọc thép thay thế cho đường ống bằng thép và được dùng trong ống áp suất thấp. Tất cả các bộ phận mang nhiên liệu được bảo vệ khỏi tác động của nhiệt độ.

2.3.6  Van điều khiển áp suất (Pressure control valve).

Van điều khiển áp suất giữ cho nhiên liệu trong ống phân phối có áp suất thích hợp tùy theo tải của động cơ, và duy trì ở mức này.

Nếu áp suất trong ống quá cao thì van điều khiển áp suất sẽ mở ra và một phần nhiên liệu sẽ trở về bình chứa thông qua đường ống dầu về.

Nếu áp suất trong ống quá thấp thì van điều khiển áp suất sẽ đóng lại và ngăn khu vực áp suất cao (high pressure stage) với khu vực áp suất thấp (low pressure stage).

Van điều khiển áp suất được gá lên bơm cao áp hay ống phân phối.

2.3.8 Cảm biến áp suất nhiên liệu trên đường ống

Cảm biến áp suất nhiên liệu được gắn trên ống phân phối để ghi nhận tình trạng áp suất nhiên liệu trong ống phân phối, gởi thông tin về tình trạng áp suất nhiên liệu trong ống phân phối về ECM bằng tín hiệu điện để ECM vận hành van điều khiển áp suất nhằm làm cho áp suất nhiên liệu trong ống phân phối nằm trong giới hạn.

2.3.9 Van giới hạn áp suất nhiên liệu

Nhằm mục đích đảm bảo tính an toàn cho hệ thống Common rail lúc van điều khiển áp suất nhiên liệu hoạt động không tốt hoặc hư hỏng. Nếu có sự trục trặc trong việc điều khiển áp suất nhiên liệu thì áp suất nhiên liệu có thể tăng cao quá giới hạn cho phép. Do đó trên ống phân phối còn được trang bị van giới hạn áp suất

2.3.10 Van hạn chế dòng chảy (Flow limiter)

Nhiệm vụ của bộ hạn chế dòng chảy là ngăn cho kim không phun liên tục ví dụ trong trường hợp kim không đóng lại được. Để thực hiện điều này, khi lượng nhiên liệu rời khỏi ống vượt quá mức đã được định sẵn thì van giới hạn dòng chảy sẽ đóng đường dầu nối với kim lại.

2.3.12 Cảm biến vị trí trục khuỷu     

Cảm biến vị trí trục khuỷu ghi nhận vị trí góc quay của trục khuỷu đồng thời ghi nhận tốc độ (Số vòng quay) của động cơ. Thông tin ghi nhận được gởi tới ECM bằng tín hiệu điện áp. ECM dựa vào thông tin đó và các tín hiệu khác để điều khiển thời điểm phun nhiên liệu hợp lý.

Bánh răng bộ tạo xung với xung khoảng cách 6 độ, gồm 60 răng trong đó có 2 răng thiếu (Cho 2 xung ). Cứ mỗi 360° góc quay trục khuỷu thì cảm biến sẽ tạo ra 58 xung.

2.3.14 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ghi nhận nhiệt độ của nước làm mát (nhiệt độ động cơ) gởi thông tin nhiệt độ nước làm mát về ECM bằng tín hiệu điện. Dựa vào thông tin này kết hợp với tín hiệu khác, ECM sẽ tính toán và điều chỉnh lượng phun nhiên liệu phù hợp với điều kiện làm việc của động cơ.

2.3.16 Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Cảm biến nhiệt độ khí nạp dùng để ghi nhận nhiệt độ của không khí nạp đi vào đường ống nạp. Những thông tin về nhiệt độ khí nạp này được gởi tới ECM bằng tín hiệu điện. ECM dựa trên giá trị của tín hiệu đó, kết hợp với một số tín hiệu khác tính toán và điều khiển phun nhiên liệu cho phù hợp với từng chế độ hoạt động của động cơ.

Ứng với mỗi giá trị nhiệt độ của khí nạp thì cảm biến sẽ có mỗi giá trị điện trở tương ứng. Mỗi giá trị điện trở được chuyển đổi sang giá trị điện áp tương ứng để gởi tới ECM.

2.3.19 Cảm biến áp suất tăng áp

Cảm biến áp suất tăng áp được lắp trên đường ống nạp để xác định áp suất tuyệt đối của đường ống nạp trong khoảng 0,5 – 3 bar

2.3.20 Cảm biến tốc độ xe

Cảm biến tốc độ xe nhận biết tốc độ thực tế mà xe đang chạy. VSS là một nam châm được quay nhờ trục thứ cấp của hộp số. VSS là loại  ứng dụng phần tử hall. Nó tác động lẫn nhau với từ trường sinh ra bởi nam châm quay và tạo ra tín hiệu xung.

2.3.22 ACV (van điều khiển khí nạp)

Các chức năng của ACV:

ACV là bộ phận điều khiển lượng khí nạp nhằm mục đích giảm thiểu ô nhiễm. ACV có các chức năng sau:

Bướm ga: dừng động cơ khi quá trình cháy kết thúc hẳn.

Hỗ trợ quá trình luân hồi khí thải (EGR): ACV điều khiển dòng khí bằng cách sử dụng van để đưa lượng khí thải luân hồi vào đường ống nạp với tỉ lệ hợp lý.

2.3.23 SCV (SWIRL CONTROL VALVE).

Khi số vòng quay thấp quá trình nạp khí sẽ trở nên khó khăn. Để khắc phục vấn đề này, SCV được thiết kế và lắp đặt trên động cơ.

Tốc độ trung bình-thấp: Van đóng => tăng độ xoáy lốc => tăng  cường lượng khí thải luân hồi.

Tốc độ cao: Van mở => tăng lượng khí nạp mới => tăng lực xoắn

2.3.25 Bộ lọc hạt rắn

Cải tiến hình dạng buồng cháy, thay đổi thành phần nhiên liệu, pha các chất phụ gia...có ít nhiều tác dụng làm giảm nồng độ bồ hóng trong khí xả. Giảm công suất động cơ cũng là cách giảm nồng độ bồ hóng nhưng công suất động cơ Diesel càng lớn thì hiệu quả kinh tế càng cao.

'2.4 Sự điều khiển trong hệ thống common rail

Hệ thống điều khiển Common rail có thể chia riêng biệt ra làm 3 phần chính:

- Các bộ phận gởi tín hiệu gồm có các cảm biến và các bộ gởi tín hiệu xác nhận tình trạng hoạt động của động cơ. Các cảm biến bao gồm: Cảm biến tốc độ động cơ, cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến vị trí trục cam, cảm biến vị trí bàn đạp ga, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến nhiệt độ khí nạp, cảm biến áp suất tăng áp, cảm biến lưu lượng khí nạp, cảm biến nhiệt độ nhiên liệu, cảm biến áp suất nhiên liệu,…

- Các bộ phận điều khiển: ECM để phát tín hiệu điện để xử lý thông tin

- Các cơ cấu chấp hành: Kim phun, van ACV, van SCV, van EGR,…chuyển tín hiệu điện của ECM thành các hoạt động cơ học.

1.4.1 Điều chỉnh lượng phun

Lưu lượng phun nhiên liệu được ECM tính toán dựa vào các tín hiệu: Tốc độ động cơ, tín hiệu tăng tốc, lưu lượng không khí nạp, tín hiệu nhiệt độ khí nạp, tín hiệu nhiệt độ nước làm mát, tín hiệu nhiệt độ nhiên liệu, tín hiệu áp suất nhiên liệu, vị trí bàn đạp ga,tín hiệu khởi động

2.4.2 Tính toán lượng phun cơ bản

ECM tính toán lượng nhiên liệu cơ bản dựa vào tốc độ động cơ và tín hiệu vị trí bàn đạp ga. Giá trị tín hiệu bàn đạp ga gởi về ECM để tính toán lượng phun còn phụ thuộc vào công tắc điều hòa nhiệt độ, nhiệt độ nước làm mát

2.4.3 Tính toán lượng phun theo các tín hiệu từ các cảm biến gửi về

2.4.3.1 Điều chỉnh lượng phun theo áp suất tăng áp

ECM nhận thông tin áp suất khí nạp từ tín hiệu cảm biến áp suất tăng áp, ECM tính toán hiệu chỉnh lượng phun để hỗn hợp không khí và nhiên liệu được phù hợp với chế độ đang làm việc của động cơ.

2.4.3.2 Điều chỉnh lượng phun theo nhiệt độ khí nạp

ECM nhận thông tin nhiệt độ của không khí nạp từ cảm biến nhiệt độ khí nạp gửi về để tính toán lượng phun theo từng điều kiện nhiệt độ của không khí nạp.

2.4.3.3 Điều chỉnh lượng phun theo nhiệt độ nước làm mát

ECM nhận thông tin nhiệt độ động cơ từ tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát gửi về.

2.4.3.6. Điều chỉnh lượng phun trong lúc động cơ khởi động

Khi khởi động ECM tính toán lượng phun bằng cách tổng hợp lượng phun cơ bản và  lượng phun hiệu chỉnh. Lượng phun hiệu chỉnh được tính toán dựa vào tín hiệu từ máy khởi động và tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

Động cơ dễ khởi động hay khó khởi động phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ lúc nó khởi động. Lượng phun sẽ thay đổi theo từng điều kiện nhiệt độ mà động cơ khởi động.

2.4.3.8 Điều chỉnh thời điểm phun

Thời điểm phun của nhiên liệu có ảnh hưởng rất lớn đến công suất và hiệu suất của động cơ. Nhiên liệu được phun vào thời điểm thích hợp sẽ tạo sự cháy nhiên liệu đạt mức tối đa. Nhiên liệu được đốt cháy sạch sẽ làm tăng công suất và sự tiêu hao nhiên liệu của động cơ được giảm xuống mức thấp nhất.

Ở từng tốc độ động cơ ứng với từng vị trí của bàn đạp ga thì sẽ có từng giá trị thời điểm phun cơ bản xác định.

Các tín hiệu nhiệt độ nước làm mát, tín hiệu áp suất hoặc lưu lượng khí nạp sẽ cho biết động cơ đang làm việc trong điều kiện nào.

2.4.3.9 Quá trình phun nhiên liệu

Trong hệ thống Common-rail quá trình phun nhiên liệu được chia ra làm hai giai đoạn: Giai đoạn phun sơ khởi, giai đoạn phun chính thức.

- Giai đoạn phun sơ khởi (Pilot Injection)

Trong giai đoạn phun sơ khởi một lượng nhỏ nhiên liệu được phun vào xi lanh và lượng nhiên liệu này cháy trước và còn gọi là cháy mồi.

- Giai đoạn phun chính (Main Injection)

Trong giai đoạn phun chính lượng nhiên liệu còn lại phun tiếp vào xi lanh ngay sau giai đoạn phun sơ khởi. Vì trước đó đã có giai đoạn cháy mồi nên trong giai đoạn này nhiên liệu dễ dàng bốc cháy hơn.

2.5. Các điều khiển khác

2.5.1 Điều khiển hệ thống EGR

Hệ thống EGR nhằm mục đích giảm khí thải và tận dụng triệt để năng lượng dầu diesel khi vận hành máy. Nó có tên gọi là EGR = Exhaust Gas Recirculation (Tuần hoàn khí thải)

Khi động cơ không trang bị hệ thống EGR, khí NO^­­­_x tạo ra có thể vượt mức quy định trong khí thải hoặc sẽ tạo ra nhiều muôi than do khói đen gây ra. Để khắc phục được những vấn đề đó nên động cơ được trang bị hệ thống EGR.

Hệ thống EGR là hệ thống luân hồi lại một phần khí thải vào đường nạp để giảm không khí nạp vào buồng đốt và đồng thời làm giảm khí NO_x trong lượng khí thải.

Hoạt động:

Bình thường khi không có chân không vào buồng màng của van EGR thì xò xo đẩy màng, màng đẩy van đóng đường dẫn khí thải vào đường ống nạp.

Bơm chân không tạo ra một khoảng chân không, khi ECM gởi tín hiệu điều khiển van điện điều khiển chân không, van này sẽ điểu khiển lượng chân không và dẫn nó vào buồng màng của van EGR.

- Khi động cơ lạnh.

- Khi động cơ hoạt động ở chế độ tải lớn.

- Khi động cơ đang giảm tốc độ.

2.5.2 ACV (Van điều khiển khí nạp)

ACV điều khiển lượng khí nạp nhằm mục đích giảm thiểu ô nhiễm.

- Các chức năng của ACV

+ Dừng động cơ khi quá trình cháy kết thúc hẳn.

+ ACV điều khiển dòng khí bằng cách sử dụng van để đưa lượng khí thải luân hồi vào đường ống nạp với tỉ lệ hợp lý.

- Hoạt động

+ Trong trường hợp động cơ dừng: Ngắt khóa => bướm ga đóng => gia tăng sự cản trở dòng khí nạp => bơm dừng => động cơ dừng một cách êm dịu.

+ Trường hợp van EGR đang hoạt động: Điều khiển đưa lượng khí thải luân hồi trở lại đường nạp với tỉ lệ hợp lý bằng cách điều khiển hoạt động motor DC.

2.5.4 Cánh bướm gió

Cánh bướm gió trên động cơ diesel có chức năng hoàn toàn khác với các loại động cơ xăng. Nó được sử dụng để làm tăng tỉ lệ tuần hoàn khí thải bằng cách giảm áp suất trên đường ống nạp. Bướm gió chỉ hoạt động ở dãy tốc độ thấp.

2.5.5 TURBO tăng áp

Với động cơ không tăng áp, trực tiếp hút không khí từ ngoài trời, do bị hạn chế về số lượng không khí hút vào xy lanh nên tiềm lực nâng cao công suất động cơ không lớn.

CHƯƠNG 3

KHAI THÁC, LẬP QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG - SỬA CHỮA HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU ĐIỆN TỬ COMMON RAIL

3.1 Khai thác hệ thống cung cấp nhiên liệu điện tử Common rail

Trong quá trình khai thác sử dụng, động cơ phun dầu điện tử có thể gặp một số trường hợp hư hỏng như sau:

- Động cơ không khởi động được hoặc khởi động khó khăn.

- Khi tăng vòng quay động cơ, áp suất dầu bôi trơn giảm.

- Động cơ điện của bơm dầu điện không làm việc.

- Động cơ bị rồ ga.

- Nhiệt độ nước làm mát tăng cao.

Sau đây là một số nguyên nhân và phương pháp khắc phục các hư hỏng trên trong quá trình sử dụng:

Nguyên nhân và phương pháp khắc phục một số hư hỏng của động cơ như bảng 3.a.

1.2 Bảo dưỡng hệ thống nhiên liệu

3.2.1. Bảo dưỡng kỹ thuật cấp một

Dùng mắt kiểm tra tình trạng các bộ phận thuộc hệ thống cung cấp nhiên liệu, độ kín khít các mối nối, và nếu cần thì khắc phục những hư hỏng.

3.2.2. Bảo dưỡng kỹ thuật cấp hai

Kiểm tra độ kẹp chặt và độ kín khít của thùng chứa nhiên liệu, ống dẫn nhiên liệu, bơm cao áp, vòi phun, bầu lọc và cơ cấu dẫn động bơm.

3.2.3. Các chú ý khi tháo lắp và kiểm tra của hệ thống cung cấp nhiên liệu điện tử Common rail - CDI

- Làm sạch và rửa kỹ khu vực làm việc để loại bỏ bụi bẩn bên trong của hệ thống nhiên liệu khỏi bị nhiễm bẩn trong quá trình tháo.

- Việc điều chỉnh mã vòi phun không thể thực hiện được khi động cơ đang làm việc.

- Nghiêm cấm không được ăn hoặc hút thuốc trong khi đang làm việc với hệ thống phun nhiên liệu common rail. Việc dầu tiên cần làm trước khi tiến hành bất kỳ một công việc gì trên hệ thống phun nhiên liệu common rail là ngắt bình ắc quy.

- Không được tháo rời vòi phun và kim phun, nếu không sẽ làm hỏng nó.

- Khi lắp đặt các ống phun cần tuân thủ các biện pháp phòng ngừa sau.

+ Không sử dụng lại các ống tuy ô cao áp, khi tháo tuy ô cao áp ra cần phải thay bằng một cái mới.

+ Lắp lại các chi tiết đã tháo vào vị trí ban đầu, rửa sạch các ống phun và đảm bảo bề mặt làm kín của chúng khỏi các dị vật hoặc bị cào xước trước khi lắp các ống.

3.2.5 Các hư hỏng đối với hệ thống điện tử

Các tín hiệu cảm biến nhiệt độ khí nạp, nhiệt độ nước làm mát quá thấp hoặc quá cao. Các cảm biến vị trí trục khuỷu, trục cam, lưu lượng khí nạp... hoặc do bụi bặm bám trên các bo mạch khiến chúng trở nên tiếp xúc truyền dẫn kém hoặc oxy hóa các đầu giắc kết nối…

KẾT LUẬN

Với những đặc tính ưu việt, tính kinh tế cao và khả năng thích nghi lớn trong các điều kiện sử dụng, động cơ sử dụng Hệ thống nhiên liệu Common rail hứa hẹn sẽ tạo ra bước ngoặt lớn cho ngành công nghệ ô tô

Hệ thống nhiên liệu Common rail có khả năng tạo hơi nhiên liệu tốt vì phun nhiên liệu với áp suất cao khoảng 1600 bar. Nhiên liệu cháy hoàn toàn, không tạo ra các sản phẩm phụ khác, ít tạo khói, ít tạo ra muội than nên vấn đề ô nhiễm không khí được cải thiện rất nhiều.

Lượng khí nạp được cảm biến lưu lượng khí nạp nhận giá trị và đưa về ECM, cùng với các giá trị từ các cảm biến khác gởi về ECM xử lí và cho ra một lượng nhiên liệu thích hợp cho từng chế độ tốc độ của động cơ. do lượng phun được điều khiển chính xác bằng ECM nên có thể phân phối đều đến từng xy lanh. nhiên liệu được điều khiển nhờ ECM bằng việc thay đổi thời gian hoạt động của việc phun, tạo ra được tỷ lệ tối ưu.

Về mức độ gây ô nhiễm, với đặc điểm phun hai lần là phun sơ khởi và phun chính, đặc tính của hệ thống phun được cải thiện có tác dụng không ồn và giảm được độ độc hại của khí thải. Ngoài ra còn có giai đoạn phun thứ cấp được thực hiện nhờ hệ thống luân hồi khí thải có tác dụng làm giảm nồng độ NOx trong khí thải.

Về suất tiêu hao nhiên liệu thì khi chân ga ở trạng thái tự do việc phun nhiên liệu bị loại bỏ trong động cơ sử dụng hệ thống nhiên liệu Common rail nên làm giảm tiêu hao nhiên liệu so với động cơ diesel nguyên thủy.

Tóm lại, quá trình cháy trong hệ thống Common rail được cải thiện đáng kể, tăng tính kinh tế nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường, tăng hiệu suất của động cơ. Ở từng tốc độ và tại mỗi chế độ tải trọng của động cơ, lượng nhiên liệu có thể được cung cấp chính xác và liên tục nhờ việc kiểm soát khí thải của ECM.

Dưới sự hướng dẫn tận tình của Thầy giáo: Thạc sỹ.................... trong suốt thời gian thực hiện đề tài, tôi thực hiện đã bổ sung và tích lũy thêm rất nhiều kiến thức bổ ích. Và đó cũng chính là những hành trang vô cùng quý giá giúp tôi thực hiện có thêm tự tin để tiếp nhận những nhiệm vụ mới trong công việc thời gian sắp tới.

Do kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn nhiều hạn chế nên trong quá trình thực hiện, chắc chắn đề tài sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến, truyền đạt kinh nghiệm từ quý Thầy và các đồng chí để ngày càng có nhiều đề tài hoàn thiện hơn.

Bên cạnh đó, với cùng mong muốn nâng cao kiến thức và hiểu biết về công nghệ hiện đại như các đồng chí khác, tôi thực hiện đồ án hy vọng Nhà trường, Khoa Ô tô bổ sung thêm vào chương trình giảng dạy những môn học mới, cập nhật những công nghệ tiên tiến; đồng thời trang bị thêm nhiều mô hình giảng dạy cùng các máy móc, chi tiết thực tế để học viên dễ tiếp thu, nâng cao hiệu quả trong công tác giảng dạy và học tập.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Văn Trạng, “ Động cơ đốt trong 1 ”, ĐHSPKT.TPHCM - 2005

2. Nguyễn Tấn Lộc, “ Thực tập động cơ 1 ” , ĐHSPKT.TPHCM - 2007

3. Lê Xuân Tới, “ Thực tập động cơ diesel ” , ĐHSPKT.TPHCM - 2007

4. Mô hình và số liệu thực tế tại garage.

5. PGS.TS. Đỗ Văn Dũng - Hệ thống điện động cơ trên ô tô hiện đại

6. GS.TS. Nguyễn Tất Tiến - Nguyên lý động cơ đốt trong

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"