Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Trang: Lớp: 08LTĐL TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL 1.1 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN ĐỘNG CƠ DIESEL Kỹ sư người Đức có tên Rodlf Diesel đăng ký sáng chế loại động phun dầu, sau mang tên ông vào năm 1892 Từ đến loại động có nhiều cải tiến để đến hồn thiện vào năm đầu thập niên 70 kỷ XX Từ ban đầu động đời, tất hệ thống điều khiển khí nên cơng suất động cơ, tiêu hao nhiên liệu, chế độ hoạt động động chưa hồn thiện q trình sử dụng gây nhiều khó khăn cho người sử dụng Do với cách mạng khoa học kỹ thuật đời vào năm 50, 60 kỷ XX có tác dụng tích cực làm thay đổi khả tự động điều khiển động cơ, với trợ giúp chủ yếu cảm biến, xử lý thừa hành làm cho q trình điều khiển động thích ứng với điều kiện làm việc nhanh xác nhiều so với hệ thống điều khiển khí, thuỷ lực thường dùng trước Trước phát triển hệ thống nhiên liệu, loại trừ cấu điều khiển khí mà thay vào hệ thống điều khiển điện tử thuộc hệ góp phần cải tiến, điện tử hoá cấu, nâng cao tính kinh tế, giảm nhiễm mơi trường đơn giản hố q trình điều khiển 1.2 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL 1.2.1 Nhiệm vụ yêu cầu hệ thống nhiên liệu động diesel  Nhiệm vụ : - Dự trữ nhiên liệu: Đảm bảo cho động làm việc liên tục thời gian định, giúp nhiên liệu chuyển động thơng thống hệ thống - Cung cấp nhiên liệu cho động : đảm bảo tốt yêu cầu : + Lượng nhiên liệu cấp cho chu trình phải phù hợp với chế độ làm việc động + Phun nhiên liệu vào thời điểm, quy luật mong muốn Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Trang: Lớp: 08LTĐL + Lưu lượng nhiên liêu vào xylanh phải đồng Phải phun nhiên liệu vào xylanh qua lỗ phun nhỏ với chênh áp lớn phía trước lỗ phun, để nhiên liệu xé tơi tốt - Các tia nhiên liệu phun vào xylanh động phải đảm bảo kết hợp tốt số lượng phương hướng, hình dạng, kích thước tia phun với hình dạng buồng cháy với cường độ phương hướng chuyển động chất buồng cháy để hồ khí hình thành nhanh  Yêu cầu : Hệ thống nhiên liệu động diesel phải thoả mãn yêu cầu sau : - Hoạt động lâu bền, có độ tin cậy cao - Dễ dàng thuận tiện sử dụng, bảo dưỡng sửa chữa - Dễ chế tạo, giá thành hạ - Nhiên liệu diesel phải không chứa tạp chất nước - Nhiên liệu phải có trị số Cetanne cao (40 – 55) đốt cháy phun vào buống đốt, không tồn đọng nhiên liệu kết động chạy êm 1.2.2 Đặc điểm hệ thống nhiên liệu động diesel Đặc điểm khác biệt động diesel so với động xăng địa điểm thời gian hình thành hỗn hợp nổ Trong động xăng, hồ khí bắt đầu hình thành từ xăng hút khỏi vòi phun vào đường nạp (động dùng chế hồ khí) phun vào đường ống nạp (động phun xăng) Quá trình cịn tiếp diễn xy lanh, suốt trình nạp trình nén đốt cháy cưỡng tia lửa điện Ở động diesel gần cuối trình nén, nhiên liệu phun vào buồng cháy động để hình thành hỗn hợp tự bốc cháy Dầu diesel có tính đặc biệt độ bốc hơi, độ nhớt chi số cetane * Hoạt động hệ thống nhiên liệu: Bơm chuyển nhiên liệu hút nhiên liệu từ thùng chứa 12, sau đẩy tới bầu lọc tinh Tại bầu lọc tinh nhiên liệu lọc tạp chất, sau nhiên liệu theo đường ống tới bơm cao áp Bơm cao áp tạo cho nhiên liệu áp suất đủ lớn theo đường ống cao áp đến vòi phun cung cấp cho xylanh động Nhiên liệu rò qua khe hở thân kim phun vòi phun tổ bơm cao áp theo đường ống dẫn 11 trở thùng chứa Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Lớp: 08LTĐL Trang: Nhiên liệu vào xylanh bơm cao áp không lẫn khơng khí khơng khí làm cho hệ số nạp tổ bơm không ổn định, chí làm gián đoạn q trình cấp nhiên liệu Khơng khí lẫn hệ thống nhiên liệu khơng khí hịa tan nhiên liệu tách áp suất thay đổi đột ngột, khí trời lọt vào đường ống khơng kín, đặc biệt khu vực mà áp suất nhiên liệu thấp áp suất khí trời Để xả khơng khí khỏi hệ thống nhiên liệu bầu lọc, vòi phun bơm cao áp có bulơng xả khí 13 10 11 12 Hình 1.1 : Sơ đồ hệ thống nhiên liệu diesel 1- Bulông xả khí ; 2- Bầu lọc nhiên liệu ; 3, 5, 6, 10, 11- Ống dẫn nhiên liệu ; 4Vòi phu ; 7- Van tràn ; 8- Bơm cao áp ; 9- Bơm chuyển ; 12- Thùng chưa nhiên liệu ; 13- Bulơng xả nước Khơng khí từ ngồi trời qua lọc khí vào ống nạp qua xupáp nạp vào động Trong trình nén xupáp hút xả đóng kín, piston lên khơng khí xylanh bị nén Piston tới sát điểm chết trên, khơng khí bên piston bị chèn chui vào phần khoét lõm đỉnh piston, tạo dịng xốy lốc hướng kính Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Trang: Lớp: 08LTĐL ngày mạnh Cuối trình nén, nhiên liệu phun vào dịng xốy lốc này, xé nhỏ, sấy nóng, bay hồ trộn với khơng khí tạo hồ khí tự bốc cháy 1.2.3 Các dạng cấu tạo bơm cao áp hệ thống nhiên liệu động diesel 1.2.3.1 Bơm cao áp (Bosch) Hình 1.2 : Bơm cao áp 1- Bulơng xả khí ; 2- Vít hãm ; 3- Đầu nối ống nhiên liệu đến vòi phun ; 4- Đầu nối ống nhiên liệu vào bơm ; 5- Vỏ hạn chế nhiên liệu ; 6- Khớp nối trục cam ; 7- Đĩa chắn dầu ; 8- Trục bơm ; 9- Ổ bi ; 10- Vỏ điều tốc ; 11- Lò xo van cao áp ; 12- Van cao áp; 13- Xilanh bơm cao áp ; 14- Lỗ xả ; 15- Piston bơm cao áp ; 16Vít ; 17- Ống xoay ; 18- Đĩa ; 19- Lò xo bơm cao áp ; 20- Đĩa ; 21Bulông điều chỉnh ; 22- Con đội ; 23- Con lăn ; 24- Cam Nguyên lý hoạt động : Piston xuống nhờ lực đẩy lị xo 19, van cao áp 12 đóng kín, nhờ độ chân khơng tạo khơng gian phía piston, mở Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Trang: Lớp: 08LTĐL lỗ A, B nhiên liệu nạp đầy vào không gian piston nằm vị trí thấp Piston lên nhờ cam 24, lúc đầu nhiên liệu bị đẩy qua lỗ A, B ; đỉnh piston che kín hai lỗ A, B nhiên liệu khơng gian phía piston 15 tăng áp suất, đẩy mở van cao áp 12, nhiên liệu vào đường cao áp tới vòi phun Quá trình cấp nhiên liệu tiếp diễn tới rãnh nghiêng đầu piston mở lỗ xả B thời điểm kết thúc cấp nhiên liệu, từ lúc nhiên liệu từ khơng gian phía piston qua rãnh dọc qua lỗ B khiến áp suất xilanh giảm đột ngột, van cao áp đóng lại 1.2.3.2 Bơm phân phối B A Hình 1.3 : Bơm phân phối Hìnhthời 1.3gian : Bơm phân 1- Bạc xả ; 2- Thiết bị điều chỉnh phun ; 3-phối Vành cam ; 4- Con lăn ; 5Đĩa truyền động ; 6- Trục vào ; 7- Bánh bơm chuyển ; 8- Trục điều tốc ; 9- Bánh điều tốc ; 10- Quả văn ; 11- Đòn điều chỉnh ; 12- Lò xo điều tốc ; 13- Màng chân khơng ; 14- Ống nối đường nạp ; 15- Lị xo màng điều chỉnh chân không ; 16- Đường ống hồi dầu ; 17- Vít điều chỉnh ; 18- Địn áp lực ; 19Van điện từ ; 20- Piston ; 21- Van cao áp ; 22- Đầu nối với vòi phun Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Trang: Lớp: 08LTĐL Nguyên lý hoạt động: Dẫn động xoay piston 20 trục bơm dẫn động, dẫn động định tiến vành cam trục bơm dẫn động Trên sườn piston có lỗ thoát B, piston xoay lỗ thoát ăn thông với lỗ khoan chéo A đầu bơm Trong hành trình cơng tác nhiên liệu nén phân phối qua lỗ khoan chéo A, áp suất nhiên liệu nén qua van cao áp 21 đến vòi phun nhiên liệu xylanh tương ứng Trên bơm cịn có bơm chuyển nhiên liệu kiểu phiến gạt nâng lên áp suất ổn định, văng 10 thông qua quan hệ tay đòn, văng tác động vào bạc xả qua làm thay đổi thời điểm mở lỗ xả thực việc điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp theo chế độ làm việc động Loại bơm có kết cấu đơn giản so với bơm cao áp thẳng hàng kiểu Bosch sử dụng rộng rãi hơn, loại bơm cao áp sử dụng hệ thống nhiên liệu Common Rail kết cấu đơn giản ta khảo sát sau 1.2.4 Đặc điểm hình thành hỗn hợp động diesel Nhiên liệu phun vào buồng đốt từ 150 - 300 trước ĐCT/ kỳ nén, dấu phun nhiên liệu “ INJ” bánh đà chi thị mà lăng vạch ống dẫn hướng dấu thị cử sổ thời điểm khơi phun Hỗn hợp hình thành bên xilanh động với thời gian ngắn tính theo góc quay trục khuỷu, 1/10 đến 1/20 so với trường hợp máy xăng, ngồi nhiên liệu diesel lại khó bay xăng nên phải phun thật tơi hồ trộn khơng gian buồng cháy Vì phải tạo điều kiện để nhiên liệu sấy nóng, bay nhanh hồ trộn với khơng khí buồng cháy nhằm tạo hồ khí ; mặt khác phải đảm bảo cho nhiệt độ khơng khí buồng cháy thời gian phun nhiên liệu phải đủ lớn để hồ khí tự bốc cháy Q trình hình thành hỗn hợp trình bốc cháy nhiên liệu động diesel chồng chéo lên nhau, xảy liên tục Sau phun nhiên liệu buồng cháy diễn loạt thay đổi tính chất lý hố nhiên liệu, sau phần nhiên liệu phun vào trước tạo thành hỗn hợp tự bốc cháy nhiên liệu tiếp tục phun vào để cung cấp cho xy lanh động Chính đặc điểm q trình hình thành hỗn hợp trình cháy nên phù hợp động Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Trang: Lớp: 08LTĐL diesel có nhiều loại buồng cháy khác tuỳ theo cấu tạo động mục đích sử dụng động 1.3 HỆ THỐNG ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN PHUN NHIÊN LIỆU Đối với động diesel có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến trình cháy động cơ, yếu tố có nhiều yếu tố thuộc khâu kết cấu, thiết kế buồng cháy, kết cấu đường ống nạp có nhiều yếu tố phụ thuộc vào chế độ hoạt động động : Số vòng quay, thời điểm phun, lượng phun Khả làm việc tối ưu động phụ thuộc chủ yếu vào yếu tố điều chỉnh : Lượng nhiên liệu phun vào động thời điểm phun Cả hai thông số điều chỉnh điều chỉnh điều khiển điện tử sở xử lý thông tin đầu vào : Số vòng quay, chế độ tải trọng động cơ, nhiệt độ nước làm mát Nói chung có nhiều xử lý điều khiển nhiều hệ thống khác lắp ôtô Tuy nhiên xử lý hoạt động theo nguyên lý thu thập thông tin vào điều kiện làm việc hệ thống sở điều khiển cấu chấp hành theo cách mà người thiết kế mong muốn Như vậy, hệ thống điều khiển điện tử phun nhiên liệu động gồm ba phần chủ yếu sau : 1.3.1 Hệ thống thu thập thông tin điều kiện làm việc động Các cảm biến cung cấp cho xử lý số vịng quay, vị trí bàn đạp chân ga, nhiệt độ khơng khí nạp, nhiệt độ nước làm mát động cảm biến làm việc theo nguyên tắc khác Các thông tin từ cảm biến đưa xử lý dạng tín hiệu điện : tín hiệu dạng xung, tín hiệu điện áp biến đổi, tín hiệu tần số biến đổi, xử lý sơ trước vào hệ thống xử lý 1.3.2 Hệ thống xử lý Căn vào tín hiệu gởi từ cảm biến, hệ thống xử lý so sánh với thông tin cài đặt sẵn nhớ xác định thông số đầu để điều khiển phận thừa hành, đảm bảo điều kiện làm việc tối ưu cho động 1.3.3 Hệ thống thừa hành Các cấu chấp hành điều khiển tín hiệu đầu xử lý Các cấu chấp hành : vòi phun, bơm cao áp hệ thống thừa hành điều khiển cho động làm việc phù hợp với tín hiệu đầu vào Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Trang: Lớp: 08LTĐL 1.3.4 Định lượng hỗn hợp nhiên liệu, khơng khí Lượng O2, dùng để đốt cháy nhiên liệu buồng cháy động cơ, lượng O2 khơng khí Như ta biết khơng khí gồm hai thành phần : O N2 Tính theo thành phần thể tích (thành phần mol) O2 chiếm 21% cịn N2 chiếm 79% Do với thể tích định, khối lượng khí phụ thuộc vào thơng số trạng thái : áp suất, nhiệt độ Vì với dung tích xilanh định, khối lượng khơng khí nạp vào khác điều kiện áp suất nhiệt độ khác Khi động hoạt động, lượng nhiên liệu phun vào xi lanh thay đổi tùy theo điều kiện làm việc Để đảm bảo lượng nhiên liệu phù hợp, điều khiển cần biết thơng tin trạng thái lượng khí nạp Để xác định xác lượng khí nạp, động lắp thêm cảm biến đo áp suất ( cảm biến MAF) nhiệt độ khí nạp (IAT), xác cảm biến lưu lượng khí nạp, thể tích khí nạp xác định thơng qua thể tích cơng tác hiệu suất thể tích động Thể tích cơng tác phụ thuộc đường kính xi lanh hành trình piston, cịn hiệu suất thể tích phụ thuộc kết cấu động đường ống nạp Vì loại động có kích thước kết cấu khác nên để đảm bảo cho điều kiện phun nhiên liệu xác, thơng số kết cấu hiệu suất thể tích nạp sẵn vào nhớ ROM điều khiển điện tử Lượng nhiên liệu phun khơng phụ thuộc vào lượng khí nạp, buồng cháy động mà phụ thuộc nhiều yếu tố đặc trưng cho tình trạng làm việc động cơ, ví dụ số vịng quay động cơ, nhiệt độ nước làm mát Bộ xử lý sử dụng tín hiệu nhận từ cảm biến đo yếu tố đặc trưng cho tình trạng làm việc động để điều chỉnh lượng phun cho đạt tỉ lệ hỗn hợp thích ứng với điều kiện làm việc động 1.3.5 Xác định góc phun sớm Cũng tương tự nguyên tắc điều khiển lượng phun, xử lý điều khiển góc phun sớm sở tín hiệu thu từ cảm biến đo số vòng quay động cảm biến xác định trạng thái động Để lựa chọn góc phun sớm tốt xác định nhờ thực nghiệm cách xây dựng đặc tính điều chỉnh góc phun sớm động Đặc tính điều chỉnh góc Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Trang: Lớp: 08LTĐL phun sớm thực điều kiện không thay đổi tốc độ n lượng nhiên liệu cấp cho chu trình Từ thực nghiệm người ta đưa dãy góc phun sớm tuỳ thuộc vào tốc độ động tải trọng, góc phun sớm nằm giới hạn từ 15 ÷ 350 Từ người ta đưa bảng giá trị góc phun sớm ứng với tốc độ tải trọng động gọi góc phun sớm sở Như động hoạt động, xử lý nhận tín hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến vị trí bàn đạp ga, áp suất đường ống nạp để xác định số vòng quay tải trọng, động thời điểm Với hai thơng số này, xử lý đối chiếu vào bảng góc phun sớm sở để lấy giá trị góc phun sớm, sau xử lý vào giá trị thu từ cảm biến khác : cảm biến nước làm mát, cảm biến nhiệt độ khí nạp để hiệu chỉnh có giá trị góc phun sớm thích hợp Giá trị xử lý dùng để điều khiển phận thừa hành đầu : bơm, vòi phun 1.3.6 Bộ xử lý Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Trang: 10 Lớp: 08LTĐL Hình 1.4: Sơ đồ khối điều khiển điện tử phun nhiên liệu Như trình bày trên, vào tín hiệu gởi từ cảm biến, hệ thống xử lý so sánh với thơng tin lập trình sẵn nhớ xác định thông số đầu để điều khiển phận thừa hành, đảm bảo điều kiện làm việc tối ưu cho động 1.3.6.1 Bộ ổn áp bên Vì xử lý cảm biến đòi hỏi điện áp làm việc ổn định, nên điều khiển có lắp ổn áp Bộ ổn áp điện cung cấp cho xử lý điện áp có giá trị xác định ổn định 1.3.6.2 Xử lý tín hiệu vào Bộ xử lý tín hiệu đầu vào thu nhập tín hiệu từ cảm biến, dạng tín hiệu xung, tín hiệu điện áp biến đổi, tín hiệu tần số… Để đưa vào xử lý, biến đổi chúng thành tín hiệu số Tín hiệu kết hợp mức điện áp có khơng, Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Lớp: 08LTĐL Trang: 42 3.2 Cảm biến vị trí trục khuỷu NE Hình 3.3 Cảm biến vị trí trục khuỷu 1- Lõi sắt ; 2- Cuộn dây ; 3- Bộ tạo từ trường ; 4- Nam châm Đĩa tạo tín hiệu NE làm liền với puly trục khuỷu có 34 răng, khuyết (khu vực khuyết dùng để phát tín hiệu tạo chuyển động quay ta xác định 100 góc quay trục khuỷu) Chuyển động quay đĩa tạo tín hiệu làm làm thay đổi khe hở khơng khí đĩa cuộn nhận tín hiệu NE, điều tạo tín hiệu NE ECU xác định khoảng thời gian phun lượng phun dựa vào tín hiệu Khi xa cực nam châm khe hở khơng khí lớn, nên từ trở cao, từ trường yếu Tại vị trí đối diện, khe hở nhỏ, nên từ trường mạnh, tức có nhiều đường sức từ cắt, cuộn dây xuất dịng điện xoay chiều, đường sức qua nhiều, dịng điện phát sinh lớn Tín hiệu sinh thay đổi theo vị trí răng, ECU đọc xung điện sinh ra, nhờ mà ECU nhận biết vị trí trục khuỷu tốc động Loại tín hiệu NE nhận biết tốc độ động góc quay trục khuỷu vị trí thiếu đĩa tạo tín hiệu, khơng xác định điểm chết kỳ nén hay kỳ thải Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Trang: 43 Lớp: 08LTĐL ECU G NE 3 NE 10CA 30CA G 4 Hình 3.4 Sơ đồ mạch dạng sóng tạo cảm biến trục khuỷu cam 1-Mạch đầu vào G ; 2- Mạch đầu vào NE ; 3- 34 xung 3600CA ; 4-1800CA 5- Xung 7200CA 3.3 Cảm biến nhiệt độ khí nạp THA Cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp dùng nhận biết nhiệt độ khơng khí nạp kết hợp với cảm biến áp suất để xác định lượng khơng khí nạp vào động Hinh 3.5 Cảm biến nhiệt độ khí nạp 1- Điện trở nhiệt NTC ; 2- Thân cảm biến ; 3- Lớp cách điện ; 4- Ổ nối dây Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Trang: 44 Lớp: 08LTĐL Gồm điện trở nhiệt loại NTC đặt đầu cảm biến nối với đầu ghim (4), thông qua lớp cách điện (3) Giá trị điện trở thay đổi nhiệt độ môi trường quanh (nhiệt độ khí nạp) thay đổi Điện trở tăng nhiệt độ giảm điện trở giảm nhiệt độ tăng Điện trở loại gọi điện trở có hệ số nhiệt âm Tuỳ theo nhiệt độ khí nạp mà PCM nhận tín hiệu điện thay đổi từ điện trở để tăng giảm lượng khí nạp phù hợp với tỉ lệ hoà trộn hỗn hợp khơng khí - nhiên liệu R1 K 3 -30 -20 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 C Hình 3.7 Đồ thị quan hệ nhiệt độ điện trở 1- Đường giá trị điện trở lý tưởng ; 2- Đường giá trị điện trở lớn nhất; 3- Đường giá trị điện trở thấp 3.4 Cảm biến áp suất đường ống nạp Hình 3.8 Cảm biến áp suất đường ống nạp (khơng khí) Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Trang: 45 Lớp: 08LTĐL Hình 3.9 Sơ đồ mạch điện Cảm biến gắn IC cảm nhận áp suất đuờng nạp tín hiệu PIM ECU dựa vào tính hiệu xác định thời gian phun Cấu tạo gồm chip silic kết hợp với buồng chân khơng trì độ chân khơng định mức, gắn vào cảm biến Một phía chip lộ với áp suất đường ống nạp phí bên thơng với buồng chân khơng bên Vì khơng cần phải hiệu chỉnh mức bù cho độ cao lớn áp suất đường ống nạp đo xác độ cao thay đổi Một thay đổi áp suất đường ống nạp làm cho hình dạng chip silic thay đổi, trị số điện trở chip dao động theo mức biến dạng tín hiệu điện áp mà IC biến đổi từ dao động giá trị điện trở gọi tín hiệu PIM 3.5 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Cảm biến nhận biết nhiệt độ nước làm mát nhiệt điện trở bên Hình 3.10 Cảm biến nhệt độ nước làm mát 1- Điện trở ; 2- Thân cảm biến ; 3- Chất cách điện ; 4- Giắc cắm ; 5- Đầu cắm điện Nhiên liệu bay nhiệt thấp, cần có hỗn hợp đậm Vì nhiệt độ nước làm mát thấp, điện trở nhiệt điện trở tăng lên tín hiệu điện áp THW cao đưa tới ECU Dựa tín hiệu này, ECU tăng lượng nhiên Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Trang: 46 Lớp: 08LTĐL liệu phun vào làm cải thiện khả tải trình hoạt động động lạnh Ngược lại, nhiệt độ nước làm mát cao, tín hiệu điện áp thấp THW gửi đến ECU làm giảm lượng phun nhiên liệu Do điện trở R ECU nhiệt điện trở cảm biến nhiệt độ nước làm mát nối tiếp nên điện áp tín hiệu THW thay đổi giá trị điện trở nhiệt điện trở thay đổi CÁC DẠNG HƯ HỎNG, CÁCH KHẮC PHỤC VÀ CHẨN ĐOÁN 4.1 CÁC DẠNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP Ở HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 1.1 Các hư hỏng bơm cao áp Cặp piston-xylanh bơm cao áp bị mịn : có lẫn tạp chất học có nhiên liệu tạo hạt mài, piston chuyển động xylanh hạt mài gây mịn piston-xylanh Trong q trình làm việc cặp piston-xylanh bơm cao áp thường bị mòn cào xước bề mặt khu vực cửa nạp, cửa xả xylanh, cạnh đỉnh piston Do điều kiện làm việc pittông-xylanh bơm cao áp chịu áp lực cao, mài mịn , nên hành trình nén áp lực dầu tác dụng lên phần đầu piston không cân gây va đập Điều làm cho phần đầu pittơng xylanh mịn nhiều Khi pittơng-xylanh mòn làm áp suất nhiên liệu thời kỳ nén nhiên liệu giảm, áp suất nhiên liệu đưa đến vòi phun không giá trị qui định gây ảnh hưởng đến chất lượng phun nhiên liệu Lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình giảm, động khơng phát huy công suất, suất tiêu hao nhiên liệu tăng 4.1.2 Các hư hỏng vòi phun Lỗ phun bị tắc giảm tiết diện : trình sử dụng muội than bám vào đầu vòi phun làm tắc lỗ phun Trong nhiên liệu trình cháy tạo axít ăn mịn đầu vịi phun làm ảnh hưởng đến chất lượng phun Kim phun mòn : tăng khe hở phần dẫn hướng làm giảm áp suất phun, lượng nhiên liệu hồi tăng lên giảm lượng nhiên liệu cung cấp vào buồng cháy Công suất động giảm Lị xo van điện từ bị giãn : Khi cần lực nhỏ nâng kim phun lên Do nhiên liệu phun vào buồng cháy không tơi, nhỏ giọt Động Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Trang: 47 Lớp: 08LTĐL khơng khởi động được, động làm việc cơng suất khơng cao, động hoạt động có khói đen Kẹt kim phun : Do nhiệt độ từ buồng cháy truyền làm cho kim phun nóng lên giãn nở Do giãn nở không đồng làm tăng ma sát kim phun phần dẫn hướng làm kim phun khó di chuyển 4.1.3 Các hư hỏng lọc nhiên liệu Lõi lọc cũ, bẩn gây chức lọc dẫn đến tắc lọc Cặn bẩn, tạp chất nhiều cốc lọc gây tắc lọc giảm tính thơng qua lọc 4.1.4 Các hư hỏng đường ống dẫn nhiên liệu Các đường ống hở khơng khí lọt vào làm động khơng nổ Tại điểm nối bị hở, ống bị thủng Làm rò rỉ nhiên liệu, nhiên liệu không cung cấp đến bơm cao áp hay vịi phun, nhiên liệu cung cấp khơng đủ áp suất làm động không nổ Các đường ống bị va đập làm dẹp, chỗ uốn bị gãy gây trở lực lớn đường ống bị tắc ống dẫn Các van an toàn, van chiều lắp đường ống không điều chỉnh áp lực mở theo qui định 4.1.5 Hư hỏng hệ thống điện tử cảm biến Đối với hư hỏng phải dùng pan mà nhà chế tạo cung cấp để phát triệu chứng Để khắc phục hư hỏng thường phải thay 4.2 KHẮC PHỤC CÁC HƯ HỎNG HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 4.2.1 Bơm cao áp Bơm cao áp bị hư ta thay bơm mới, ta thiết lập giá trị ban đầu, cân lượng nhiên liệu cung cấp từ bơm cấp liệu Cài đặt giá trị lượng nhiên liệu cung cấp từ bơm cao áp vào ECU sau thay 4.2.2 Ống phân phối Nếu ống phân phối bị hỏng ta việc thay mới, không tháo rã ống phân phối 4.2.3 Vòi phun Sau sửa chữa vòi phun thay phải cài đặt lại thơng số hiệu chỉnh lượng phun cho vịi phun 4.3 PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐỐN Ở ta chẩn đoán theo trạng thái hoạt động động Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Lớp: 08LTĐL Trang: 48 4.3.1 Động khơng tải, không êm, bị rung động Bảng 4.1 : Bảng chẩn đốn động khơng tải, khơng êm, bị rung động Trạng thái hư hỏng Khu vực chẩn đốn Khu vực chẩn đốn có liên quan Khơng tải khơng êm Hư hỏng vịi - Mã hiệu chỉnh vịi phun hay rung có q phun - Rị rỉ nhiên liệu trình cháy khơng bình - Chuyển động piston - Gối đỡ động thường vòi phun trục trặc - Rị rỉ hệ thống nạp khí - Vịi phun kẹt đóng - Tắc hệ thống nạp khí - Vịi phun kẹt mở - Hệ thống EGR - Muội vịi phun - Hệ thống đóng đường - Hư hỏng mạch điện vòi nạp phun - Cảm biến lưu lượng khí Rung xe khởi Hư hỏng hệ thống ly nạp hành hợp - Bơm cao áp - Hệ thống ly hợp (rung - Van xả áp xe khởi động) - EDU (Nếu P0200 thiết lập đồng thời) - Nhiên liệu chất lượng thấp - Sửa đổi xe - ECU 4.3.2 Động có tiếng gõ, kêu lạch cạch Bảng 4.2 : Bảng chẩn đốn động có tiếng gõ, kêu lạch cạch Trạng thái hư hỏng Khu vực chẩn đốn Khu vực chẩn đốn có liên quan - Mã hiệu chỉnh vịi Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Lớp: 08LTĐL Trang: 49 Tiếng gõ âm Hư hỏng vịi phun khơng bình thường áp - suất cháy đặc biệt cao piston vòi phun bị - Rị rỉ hệ thống nạp khí hỏng - Tắc hệ thống nạp khí - Vịi phun kẹt đóng - Hệ thống EGR - Vòi phun kẹt mở - Hệ thống đóng đường - Muội vịi phun nạp - Hỏng mạch vòi phun - Cảm biến áp suất nhiên Âm khơng bình Áp suất ống phân phối liệu thường ma sát khơng bình thường - Cảm biến áp suất tuyệt chi tiết - Bơm cao áp đối đường nạp - Âm xung áp - Cảm biến lưu lượng nhiên liệu khí nạp - Khơng khí nhiên - Cảm biến áp suất khí liệu (bên ECU) Ma sát chi - Sửa đổi xe tiết - Nhiên liệu chất lượng Áp suất nén thấp Chuyển động phun - Rò rỉ nhiên liệu - Thiếu nhiên liệu - ECU Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Lớp: 08LTĐL Trang: 50 4.3.3 Động yếu, bị ì Bảng 4.3 : Bảng chẩn đoán động yếu, bị ì Trạng thái hư hỏng Đồ án tổng hợp: Khu vực chẩn đốn Khu vực chẩn đốn có liên quan Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Lớp: 08LTĐL Trang: 51 Động bị yếu Hư hỏng vịi phun lượng phun nhiêu liệu - khơng píttơng vịi phun bị - Cảm biến lưu lượng hỏng khí nạp - Vịi phun kẹt đóng - Rị rỉ hệ thống nạp - Vịi phun kẹt mở khí - Muội vịi phun - Tắc hệ thống nạp khí - Hỏng mạch vòi phun - Hệ thống EGR Động bị yếu Áp suất ống phân phối - Hệ thống nhiêu liệu lượng khí nạp vào khơng bình thường bị tắc thiếu - Bơm cao áp - bình thường (hỏng bơm cấp áp) (Hỏng tuabin Chuyển động - Van xả áp (P1271 thiết lập) Hệ thống đóng tăng áp hay đoạn ống đường nạp xả trước hay trung - Áp suất nén hịa khí xả bị tắc) - Mã điều chỉnh vòi phun Lượng khí nạp khơng - Rị rỉ nhiên liệu bình thường - Bugi sấy - Tuabin tăng áp - Cảm biến áp suất - Đoạn ống xả trước bị nhiên liệu tắc - EDU (Nếu P0200 - Bộ trung hòa khí xả bị thiết lập) tắc - Sửa đổi xe - Nhiên liệu chất lượng thấp - Nhiên liệu bị đơng cứng 4.4 CƠNG TÁC BẢO DƯỠNG HỆ -THỐNG NHIÊN LIỆU ECU COMMON RAIL LẮP TRÊN ĐỘNG CƠ 2KD-FTV Kế hoạch bảo dưỡng sửa chữa thường xuyên cần thiết để động ln ln có chất lượng tốt độ tin cậy tối đa Sự sẵn sàng hoạt động, an toàn Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Trang: 52 Lớp: 08LTĐL hoạt động chi phí vận hành, bảo dưỡng sửa chữa chăm sóc động thấp Hệ thống Common Rail sử dụng cấp bảo dưỡng sau : Bảo dưỡng sửa chữa thường xuyên (W1) : Bao gồm nội dung kiểm tra có tính chất thường xuyên nhằm khắc phục hư hỏng xảy vận dụng Công tác bảo dưỡng sửa chữa thường xuyên W1 thực hàng ngày (tương ứng với 25 h hoạt động động cơ) Bảo dưỡng sửa chữa định kỳ : Bảo dưỡng sửa chữa theo cấp qui định việc bảo dưỡng sửa chữa mang tính chất dự phòng Các cấp bảo dưỡng qui định cụ thể sau : + W2 : Tương ứng với 250 hoạt động động + W3 : Tương ứng với 1000 hoạt động động + W4 : Tương ứng với 2000 hoạt động động + W5 : Tương ứng với 8000 hoạt động động + W6 : Tương ứng với 24000 hoạt động động Hệ thống nhiên liệu động tuân theo qui định bảo dưỡng sửa chữa động Nội dung công việc kỳ bảo dưỡng cụ thể sau : Cấp bảo dưỡng sửa chữa W1: Bộ phận kiểm tra Bộ phận xả khí Két làm mát khí nạp Lọc khí nạp Nhiên liệu Cơng việc kiểm tra Kiểm tra màu khí xả Kiểm tra đường ống xả nước chỗ nước Kiểm tra đồng hồ đo áp lực hút khí nạp Kiểm tra mức nhiên liệu  Các cấp bảo dưỡng sửa chữa W2,3,4: Không tháo động Bộ phận kiểm tra Đồ án tổng hợp: Công việc kiểm tra Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Cấp Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Trang: 53 Đường dẫn khí nạp Lớp: 08LTĐL Kiểm tra hư hỏng, độ kín mặt hút W2,3,4 Hệ thống xả khí Kiểm tra xả nước Lọc khí nạp Vệ sinh Đường dẫn khí nạp Kiểm tra khóa đóng khí nạp Kiểm tra liên kết bulơng, ngăn cách Hệ thống xả khí ống xả tăng áp Bầu lọc thô Vệ sinh Bầu lọc kép Xả nhiên liệu thay lõi lọc Hệ thống khí nạp Kiểm tra áp lực khí nạp Lọc khí nạp Thay lõi lọc W3,4 W3,4 W3,4 W3,4 W3,4 W3,4 W3,4 W4 W4 Két làm mát khí nạp Vệ sinh đường ống xả nước W4 Vòi phun cao áp Tháo ra, kiểm tra, thay roăng làm kín, thay đầu vòi phun cần W4 Cấp bảo dưỡng sửa chữa W5 : Ngược lại với cấp W2,3,4 không tháo động cơ, cấp W5 số phận động tháo Những công việc sau thực kiểm tra Bộ phận kiểm tra Công việc kiểm tra Mặt quy lát Giải thể mặt quy lát, cân chỉnh lại vịi phun Bộ phối khí Tháo gỡ cị mổ kiểm tra Ống dẫn khí nạp Giải thể, vệ sinh, thay roăng làm kín Ống xả tiêu âm Vệ sinh thay roăng Két làm mát khí nạp Ống xả Bơm cao áp Bộ cô lập máy Đồ án tổng hợp: Tháo gỡ vệ sinh kiểm tra độ kín Tháo gỡ vệ sinh thay roăng làm kín lớp bảo vệ Tháo gỡ kiểm tra lưu lượng bơm độ kín, kiểm tra khớp nối, thời điểm phun Kiểm tra tính hoạt động Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Trang: 54 Lớp: 08LTĐL  Cấp bảo dưỡng sửa chữa W6: Nhất thiết phải tháo toàn động kiểm tra toàn  Các công việc bảo dưỡng động động ngừng làm việc lâu : Nếu động phải ngừng làm việc lâu, đường hút khí nạp phải phun dầu bơi trơn Sau tác động lên tắt máy cho động quay hệ thống đề KẾT LUẬN Sau khảo sát hệ thống nhiên liệu Common Rail lắp động 2KD-FTV sở lí thuyết ta thấy : Sử dụng hệ thống Common Rail cho động nói chung có lợi khơng kinh tế mà làm giảm rõ rệt mức độ ô nhiễm môi trường so với động Diesel nguyên thủy Động sử dụng hệ thống nhiên liệu Common Rail có đặc điểm sau : Khả tạo nhiên liệu tốt phun nhiên liệu với áp suất cao khoảng 1800 bar, sản vật cháy độc hại nhiều lần so với hệ thống nhiên liệu Diesel bình thường, q trình cháy hồn thiện Ngồi ưu việt mặt mơi trường động sử dụng hệ thống nhiên liệu Common Rail hoàn loạt ưu điểm khác : Động sử dụng hệ thống nhiên liệu Common Rail có đặc điểm tồn trữ nhiên liệu áp suất cao sử dụng phun áp suất cao Nên nhiên liệu cháy hồn tồn, khơng tạo sản phẩm phụ khác, tạo khói, tạo muội than khói thấp động sử dụng hệ thống nhiên liệu Diesel bình thường nên cải thiện nhiều vấn đề nhiễm khơng khí Đối với hệ thống Common Rail lượng khí nạp cảm biến lưu lượng khí nạp nhận giá trị đưa ECU, ECU nhận giá trị với giá trị từ cảm biến khác gởi xử lí cho lượng nhiên liệu chu trình thích hợp cho chế độ tốc độ đông Do lượng phun điều khiển xác ECU theo thay đổi tốc độ động tải trọng nên phân phối đến xylanh Mặt khác, tỷ lệ khí - nhiên liệu điều khiển tự (vô cấp) nhờ ECU việc thay đổi thời gian hoạt động vòi phun (khoảng thời gian phun nhiên liệu) Vì hỗn hợp khí - nhiên liệu phân phối đến tất xylanh tạo tỷ lệ Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Trang: 55 Lớp: 08LTĐL tối ưu Chúng có ưu điểm việc kiểm xốt khí xả lẫn tính phát huy cơng suất Do cấp hỗn hợp khí - nhiên liệu đồng đến xylanh Xét mức độ phát nhiễm hệ thống có đặc tính khơng độc, đặc tính phun cải thiện với đặc điểm phun hai lần phun sơ khởi phun có tác dụng khơng ồn giảm độ độc hại khí thải Ngồi cịn có giai đoạn phun thứ cấp thực nhờ hệ thống ln hồi khí xả có tác dung làm giảm nồng độ NOx khí thải, sản phẩm cháy độc hại nhiều lần so với động Diesel cổ điển Về suất tiêu hao nhiên liệu động sử dụng hệ thông nhiên liệu Common Rail, việc phun nhiên liệu bị loại bỏ chân gas trạng thái tự làm giảm tiêu hao nhiên liệu so với động Diesel nguyên thủy Như với hệ thống Common Rail trình cháy động cải thiện đáng kể, tăng tính kinh tế nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường, tăng hiệu suất động Do việc áp dung hệ thống Common Rail động 2KD-FTV đề tài quan tâm nghiên cứu nhiễm môi trường cạn kiệt nhiên liệu vấn đề cấp bách toàn cầu Cũng lần hãng xe TOYOTA đưa động vào thị trường Việt Nam Sau 20 tuần làm đồ án tốt nghiệp với nổ lực tìm hiểu nghiên cứu, với giúp đỡ tận tình thầy giáo, đặc biệt thầy giáo hướng dẫn KS.VŨ DUY THUẬN, đến em hoàn thành nhiệm vụ khảo sát đề tài tốt nghiệp giao, đề tài giúp em hiểu thêm tính kết cấu hệ thống nhiên liệu Common Rail lắp động 2KD-FTV Tuy nhiên trình nghiên cứu, thời gian khả hiểu biết tài liệu hệ thống Common Rai hạn chế nên q trình khảo sát khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong lượng thứ đóng góp ý kiến bổ sung thầy giáo Cuối em chân thành cảm ơn thầy khoa khí trường CAO ĐẲNG CƠNG NGHỆ ĐÀ NẴNG , đặc biệt em chân thành cảm ơn thầy giáo KS VŨ DUY THUẬN tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án Đà Nẵng, 6/2010 Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Trang: 56 Lớp: 08LTĐL Sinh viên thực LÊ ANH VŨ Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV