Đang tải... (xem toàn văn)
Sau quá trình nghiên cứu, thực hiện đề tài nghiên cứu vềPhanh ABS xả trên xe Toyota thì em đã hoàn thiện và đạt được những kết quả nhất định. Đề tài nghiên cứu gồm một bản thuyết minh và 3 bản vẽ về bộ trung hòa khí thải và các hệ thống liên quan. Qua quá trình nghiên cứu đã giúp em hiểu sâu hơn về cơ cấu phân phối khí của động cơ, các quá trình cháy của nhiên liệu và tạo ra khí thải. Từ đó em đã có kiến thức để mở rộng tìm hiểu thêm về hàm lượng các khí thải độc hại và quá trình để loại bỏ chúng. Kết quả của đề tài của em cũng có thể một tài liệu bổ ích cho những ai muốn tìm hiểu thêm về bộ trung hòa khí thải hay về các quá trình của nhiên liệu. Trước khi các xe điện có thể thay thế hoàn toàn được xe sử dụng động cơ đốt trong, thì việc nghiên cứu bộ trung hòa khí thải thì vẫn rất cần thiết. Chúng ta sẽ phải khắc phục được những nhược điểm mà nó tồn tài, tăng hiệu suất làm việc nhằm góp phần bảo vệ sức khỏe con người cũng như môi trường chung.
i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH ẢNH .iii LỜI NÓI ĐẦU v CHƯƠNG TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHUN DIESEL ĐIỆN TỬ COMMON RAIL TRÊN Ô TÔ 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Khái niêm chung, nhiệm vụ, yêu cầu phân loại hệ thống phun diesel ô tô 1.2.1 Khái niệm chung 1.2.2 Nhiệm vụ .2 1.2.3 Yêu cầu 1.2.4 Phân loại 1.3 Sự hình thành hỗn hợp khơng khí nhiên liệu buồng cháy động Diezel 10 1.4 Ưu, nhược điểm hệ thống 13 CHƯƠNG CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHUN DIESEL ĐIỆN TỬ COMMON RAIL TRÊN Ô TÔ 15 2.1 Nguyên lý hoạt hệ thống phun diesel điện tử common rail động ô tô .15 2.1.1 Sơ đồ hệ thống .15 2.1.2 Nguyên lý hoạt động 15 2.2 Hệ thống phun diesel điện tử common rail 18 2.2.1 Bơm cao áp 18 2.2.2 Van điều chỉnh áp suất .20 2.2.3 Van ngắt 22 2.2.4 Bầu lọc 23 2.2.5 Ống phân phối .24 2.2.6 Van giới hạn áp suất 26 2.2.7 Bơm chuyển nhiên liệu 26 2.2.8 Vòi phun 27 ii 2.3 Hệ thống điều khiển phun nhiên liệu 30 2.3.1 Sơ đồ tín hiệu điều khiển 30 2.3.2 Các loại cảm biến 31 2.4 Hệ thống điều khiển điện tử .43 2.4.1 Khái quát ECU .43 2.4.2 Khái quát EDU .43 2.4.3 Bộ xử lý .44 2.4.4 Các chức điều khiển ECU 44 CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG, CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHUN DIESEL ĐIỆN TỬ COMMON RAIL TRÊN Ô TÔ 60 3.1 Sử dụng mã chẩn đoán cố để xử lý cố .60 3.1.1 Trình tự thực xử lý cố .60 3.1.2 Kiếm tra DTC triệu chứng 61 3.1.3 Kiểm tra mô 61 3.1.4 Chẩn đoán mã cố 62 3.1.5 Kiểm tra lại mã cố 62 3.1.6 Kiểm tra trình tự đề gián đoạn 63 3.1.7 Kiểm tra trình tự vấn đề mô đun điều khiển động 63 3.2 Xử lý cố 64 KẾT LUẬN 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO .70 iii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống phun diesel sử dụng bơm dãy Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống phun diesel sử dụng loại bơm phân phối Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống phun diesel điện tử common rail .7 Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu động 15 Hình 2.2 Các cấu điều khiển phun nhiên liệu 17 Hình 2.3 Bơm cao áp 18 Hình 2.4 Sơ đồ ngun lý hoạt động bơm pít tơng 20 Hình 2.5 Van điều chỉnh áp suất 21 Hình 2.6 Nguyên lý hoạt động van ngắt 22 Hình 2.7 Bầu lọc nhiên liệu 23 Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý làm việc ổn định nhiệt độ nhiên liệu .24 Hình 2.9 Ống phân phối 24 Hình 2.10 Van giới hạn áp suất .26 Hình 2.11 Bơm chuyển nhiên liệu 27 Hình 2.12 Vịi phun .28 Hình 2.13 Sơ đồ nguyên lý làm việc kim phun 29 Hình 2.14 Sơ đồ tín hiệu vào 30 Hình 2.15 Sơ đồ tín hiệu 31 Hình 2.16 Sơ đồ mạch điện cảm biến áp suất đường ống nạp 32 Hình 2.17 Cảm biến nhiệt độ khí nạp 33 Hình 2.18 Sơ đồ nối cảm biến nhiệt độ khí nạp với PCM 33 Hình 2.19 Cảm biến nhệt độ nước làm mát 34 Hình 2.20 Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát 35 Hình 2.21 Cảm biến vị trí trục khuỷu 36 Hình 2.22 Sơ đồ mạch điện, dạng sóng tín hiệu 37 Hình 2.23 Kết cấu cảm biến vị trí trục cam 37 Hình 2.24 Cấu tạo cảm biến áp suất ống phân phối .39 Hình 2.25 Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 40 iv Hình 2.26 Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nhiên liệu .40 Hình 2.27 Cảm biến lưu lượng khí nạp 41 Hình 2.28 Cảm biến bàn đạp ga 42 Hình 2.29 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga 42 Hình 2.30 Hệ thống điều khiển điện tử 43 Hình 2.31 Điều khiển lượng phun 45 Hình 2.32 Điều khiển thời điểm phun 45 Hình 2.33 Điều khiển lượng phun 46 Hình 2.34 Điều khiển thời điểm phun 46 Hình 2.35 Tính tốn lượng phun .47 Hình 2.36 Tính tốn lượng phun tối đa 48 Hình 2.37 So sánh lượng phun lượng phun tối đa 48 Hình 2.38 Xác định thởi điểm phun mong muốn (a,b) 49 Hình 2.39 Xác định thời điểm phun thực tế 50 Hình 2.40 EFI Diesel có ống phân phối 50 Hình 2.41 Điều khiển lượng phun khởi động 51 Hình 2.42 Điều khiển lượng phun nhiệt độ nước thấp 51 Hình 2.43 Phun ngắt quãng 52 Hình 2.44 Phun trước 52 Hình 2.45 Điều khiển tốc độ khơng tải 53 Hình 2.46 Điều khiển điều chỉnh tốc độ động 54 Hình 2.47 Điều khiển ECT 54 Hình 2.48 Điều khiển bugi sấy 54 Hình 2.49 Điều khiển sấy nạp vào 55 Hình 2.50 Điều khiển ngắt điều hồ nhiệt độ 55 Hình 2.51 Điều khiển ì .56 Hình 2.52 Xác định áp suất nhiên liệu ống phân phối 56 Hình 2.57 Đọc mã lỗi thiết bị .59 v LỜI NÓI ĐẦU Trong xu hội nhập nay, tất ngành công nghiệp Việt Nam đứng trước hội đầy tiềm năng, phát triển gặt hái nhiều mốc quan trọng lịch sử phát triển ngành công nghiệp Việt Nam Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam minh chứng rõ Với số lượng ô tô lưu thông nước ta ngày tăng, đòi hỏi thiết kế sản xuất phải đáp ứng cải tiến đủ theo hướng tăng công suất, tốc độ, giảm suất tiêu hao nhiên liệu, an tồn q trình điều khiển hạn chế mức thấp thành phần nhiễm khí xả động Q trình tự động hóa xâu vào ngành sản xuất sản phẩm chúng điều ứng dụng tốt sản xuất lắp ráp ô tô Nhờ giúp đỡ máy tính để cải thiện q trình làm việc nhằm đạt hiệu cao tránh ô nhiễm môi trường, tối ưu hóa q trình điều khiển dẫn đến kết cấu động ô tô thay đổi phức tạp, làm cho người sử dụng cán công nhân kĩ thuật ngành ô tô nước ta cịn nhiều lúng túng sai sót nên cần có nghiên cứu cụ thể hệ thống điện tử tự động tơ Vì sinh viên chuyên ngành công nghệ ô tô trường, em chọn đề tài: “Nghiên cứu hệ thống phun diesel điện tử common rail ô tô” làm đề tài tốt nghiệp Với đề tài em mong củng cố tốt kiến thức để trường em đóng góp phần cơng sức vào ngành cơng nghiệp tơ nói riêng ngành cơng nghiệp Việt Nam nói chung Cuối em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy hướng dẫn TS Nguyễn Mạnh Dũng bảo em tận tình, giúp em vượt qua khó khăn, vướng mắc trình thực đồ án tốt nghiệp Bên cạnh em cảm ơn thầy cô khoa tạo điều kiện để em hoàn thành thật tốt đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHUN DIESEL ĐIỆN TỬ COMMON RAIL TRÊN Ô TÔ 1.1 Giới thiệu chung Hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp Common rail là một hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp xây dựng xung quanh van điện từ nạp nhiên liệu áp suất cao (trên 2.000 bar hoặc 200 MPa hoặc 29.000 psi ), trái ngược với cấp liệu bơm nhiên liệu áp suất thấp, kim phun (hoặc vòi bơm ). Phun áp suất cao mang lại lợi ích cơng suất tiêu thụ nhiên liệu so với phun nhiên liệu áp suất thấp sớm hơn, bằng cách bơm nhiên liệu vào số lượng lớn giọt nhỏ hơn, tạo tỷ lệ diện tích bề mặt thể tích cao nhiều Điều cung cấp khả hóa cải thiện từ bề mặt giọt nhiên liệu, đó, kết hợp hiệu oxy khí với nhiên liệu hóa mang lại q trình đốt cháy hồn tồn Vào năm 1897, nhà phát minh người Đức – Rudolf Diesel cho phát triển động Diesel vận hành theo nguyên lý tự cháy Ở gần cuối trình nén, nhiên liệu đưa vào bng đốt động hịa khí tự bốc cháy Tới năm 1927 – Roberrt Bosch phát triển cho mắt bơm cao áp (bơm phun Bosch lắp đặt động diesel ô tô khách ô tô thương mại vào năm 1936) Nhờ nghiên cứu cách thức giải tối ưu nhằm giảm bớt mức độ tiêu hao nhiên liệu ô nhiệm môi trường, động Diesel không ngừng phát triển Các kỹ sử phát triển động Diesel cho nhiều biện pháp khác kỹ thuật phun xếp trình cháy để hạn chế chất nhiệm mơi trường Các biện pháp chủ yếu hướng tới các mục đích: Giảm lượng lớn lượng cacbon khơng tinh khiết q trình tăng tốc hịa trộn khơng khí-nhiên liệu cách tăng tốc độ phun Tăng áp suất phun, động phun trực tiếp Tổ chức dạng quy luật phun theo khuynh hướng kết thúc nhanh trình phun để giảm HC Giải pháp hồi lưu lại phần khí xả EGR (Exhaust Gas Recirculation) Ngày nay, nhược điểm hệ thống nhiên liệu diesel khắc phục hoàn toàn phận như: Vòi phun, bơm cao áp, ống lưu trữ nhiên liệu áp suất lớn, ứng dụng tự động điều khiển nhờ phát triển từ công nghệ (năm 1986 – Bosch cho mắt thị trường việc điều khiển điện tử cho động diesel). Nó gọi hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel 1.2 Khái niêm chung, nhiệm vụ, yêu cầu phân loại hệ thống phun diesel ô tô 1.2.1 Khái niệm chung Hỗn hợp nhiên liệu tạo bên xy lanh động Cuối hành trình nén nhiên liệu phun vào bên xy lanh động cơ, nhiên liệu bay hòa trộn tạo thành hỗ hợp với khơng khí Thời gian tạo hỗn hợp ngắn để nhiên liệu cháy kiệt, lúc, nhằm đạt đặc tính hiệu kinh tế cao, đảm bảo động làm việc êm phải cung cấp nhiên liệu tốt theo thời gian không gian buồng cháy 1.2.2 Nhiệm vụ * Dự trữ nhiên liệu: Đảm bảo cho động làm việc liên tục thời gian định mà không cần cấp thêm nhiên liệu vào, lọc nước, tạp chất học lẫn nhiên liệu, giúp nhiên liệu luân chuyển dễ dàng hệ thống * Cung cấp nhiên liệu cho động cơ: Đảm bảo tốt yêu cầu sau: + Lượng nhiên liệu cấp cho chu trình phải phù hợp với chế độ làm việc động + Phun nhiên liệu vào xy lanh thời điểm, quy luật + Đối với động nhiều xylanh lượng nhiên liêu phun vào xylanh phải đồng chu trình cơng tác 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, cường độ phương hướng chuyển động chất buồng cháy để hồ khí hình thành nhanh 1.2.3 Yêu cầu Hệ thống phun nhiên liệu động Diesel phải thoả mãn yêu cầu sau + Hoạt động ổn định, có độ tin cậy tuổi thọ cao + Dễ dàng thuận tiện sử dụng, bảo dưỡng sữa chữa + Dễ chế tạo, giá thành hạ 1.2.4 Phân loại Dựa vào loại bơm cao áp hệ thống phun diesel ta phân loại sơ hệ thống phun diesel thành loại sau: a Hệ thống phun diesel sử dụng bơm cao áp loại bơm dãy Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống phun diesel sử dụng bơm dãy 1: Thùng chứa nhiên liệu, 2: Cốc lọc, 3: Bơm chuyển, 4: Bơm cao áp, 5: Bầu lọc tinh, 6: Ống dầu cao áp, 7: Vòi phun, 8: Buồng cháy Bơm cao áp loại bơm dãy (bơm cao áp PE) loại bơm gồm nhiều tổ bơm ghép thành khối có vấu cam điều khiển nằm thân bơm điều khiển chung Trong bơm cao áp loại bơm dãy xi lanh động có bơm tiếp liệu tất chúng bao lớp vỏ nhôm bên * Nguyên lý hoạt động Khi khởi động động cơ, trục cam dẫn động bơm chuyển vận (3) hút nhiên liệu từ thùng chứa (1) đẩy qua bầu lọc (5) để cấp nhiên liệu cho bơm cao áp (4) Số tổ bơm cao áp số xylanh động cơ, tổ bơm cung cấp nhiên liệu qua đường ống cao áp (6) tới vòi phun (7) để phun nhiên liệu vào buồng cháy (8) Nhiên liệu rò qua khe hở thân kim phun vòi phun tổ bơm theo đường ống thấp áp trở thùng chứa Để hệ số nạp tổ bơm ổn định, không gián đoạn trình cấp nhiên liệu nhiên liệu vào xylanh bơm cao áp khơng lẫn khơng khí + Khơng khí lẫn hệ thống nhiên liệu ngun nhân sau: + Khơng khí hịa tan nhiên liệu tách áp suất thay đổi đột ngột + Khơng khí trời lọt qua đoạn ống khơng kín, đặc biệt khu vực mà áp suất nhiên liệu thấp áp suất khí trời + Một số biện pháp để tách khơng khí khỏi nhiên liệu hệ thống: + Nhiên liệu tuần hoàn liên tục từ thùng chứa, qua bầu lọc, qua bơm cao áp, qua van tràn đường ống tràn thùng chứa Sự tuần hồn khơng khí hệ thống đưa thùng chứa, khơng khí tách khỏi nhiên liệu + Trước khởi động máy, dùng bơm tay bơm dầu thật căng giữ nguyên bơm tay sau nới lỏng ốc xả gió bầu lọc cho khơng khí tràn ngồi, siết chặt ốc xả gió lại, tiếp tục bơm lại xả đền hét khơng khí thơi Làm tương tự để xả khơng khí bơm cao áp ốc xả gió thân bơm Bơm tay lắp song song với bơm chuyển vận sử dụng để bơm nhiên liệu vào hệ thống máy ngừng hoạt động lâu ngày, nhiên liệu hệ thống đường ống bị rò qua chỗ khơng kín khít Sau phải khóa bơm tay lại khởi động động b: Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel sử dụng bơm cao áp loại bơm phân phối Bơm phân phối khác với bơm nhánh chỗ cần đôi pistonxy lanh đảm bảo cung cấp nhiên liệu cho xylanh Piston vừa tịnh tiến, vừa xoay Với động có i xylanh piston chuyển động tịnh tiến i lần chu kỳ động cơ, piston xoay đủ vòng