Khoa Cơ khí Động lực
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
1.3. ĐẶC ĐIỂM CÁC HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ 12
1.3.1. Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử loại bơm dãy (PE) điều khiển điện tử bằng cơ
cấu điều ga điện từ 12
1.3.2. Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử loại bơm chia (VE) điều khiển điện tử 14
1.3.2.1. Loại bơm cao áp VE hướng trục điều khiển điện tử bằng cơ cấu điều ga
điện từ 14
1.3.2.2. Loại bơm cao áp VE điều khiển điện tử bằng van xả áp – máy bơm piston
hướng trục 15
1.3.2.3. Loại bơm cao áp VE điều khiển điện tử bằng van xả áp – máy bơm piston
hướng kính 16
1.3.2.4. Sơ đồ điều khiển bơm VE điện tử loại dùng van xả áp 18
1.3.3. Ưu - Nhược điểm của hệ thống Diesel điện tử sử dụng các loại bơm cao áp 18
1.3.3.1. Ưu điểm 18
1.3.3.2. Nhược điểm 18
1.3.4. Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử với ống phân phối(Common Rail) 19
1.3.5. Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử EUI (Electronic Unit Injection) 20
1.3.6. Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử HEUI (Hydraulically Actuated Electronically
Controlled Unit Injector) 22
1.4. TÍNH ƯU VIỆT CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL COMMON RAIL 23
CHƯƠNG II: CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG DIESEL
COMMONRAIL 25
2.1. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG DIESEL COMMON RAIL (CRS-i, CDI,…) 25
2.2. SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG CDI VỚI
VÒI PHUN ĐIỆN TỪ 26
2.2.1. Khái quát 26
2.2.2. Các cụm chi tiết 27
2.2.3. Vị trí lắp đặt các cụm chi tiết 28
2.2.4. Đặc điểm chung của hệ thống nhiên liệu Diesel Common Rail 29
2.3. CÁC CỤM THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG DIESEL COMMON RAIL 30
Đồ án tốt nghiệp Trang 2

2.4.1.8. Cảm biến tiếng gõ (Knock or detonation sensor) 79
2.4.1.9. Cảm biến tốc độ xe 80
2.4.1.10. Cảm biến nhiệt độ khí EGR 82
2.4.1.11 Tín hiệu STA (Máy khởi động) – Tín hiệu NSV (CT khởi động trung gian)
82
2.4.1.12 Tín hiệu A/C (điều hoà không khí) – Tín hiệu phụ tải điện 83
2.4.1.13 Các loại công tắc khác 84
2.4.2. ECU (Electronic Control Unit - Bộ điều khiển điện tử) 85
2.4.2.1. Khái quát 85
2.4.2.2.Cấu tạo 86
2.4.2.3. Cấu trúc ECU 87
2.4.2.4. Mạch giao tiếp ngõ vào 88
2.4.3. Các điều khiển cụ thể trong CDI 90
2.4.3.1. Điều khiển van nạp (SCV, PCV, IMV ) 90
2.4.3.2. Điều khiển vòi phun 94
2.4.4. Một số quy luật điều khiển cụ thể 101
2.4.4.1. Các chức năng khac được điều khiển bởi ECU 101
2.4.4.2. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển động cơ 2KD-FTV (TOYOTA) 101
2.4.5. Van EGR (Exhaust Gas Recirculation - van tuần hoàn khí xả) 112
2.4.5.1. Khái quát 112
2.4.5.2. Phân loại 112
2.4.5.3. Nguyên lý hoạt động 114
2.4.6. Bướm ga diesel 115
2.4.7. Bộ xiết đường nạp 116
Đồ án tốt nghiệp Trang 3

Khoa Cơ khí Động lực
2.4.8. Bộ cắt đường nạp 116
CHƯƠNG III: CÁC DẠNG HƯ HỎNG, QUY TRÌNH THÁO LẮP, KIỂM TRA, THAY
THẾ CÁC CHI TIẾT - BỘ PHẬN TRONG HỆ THỐNG DIESEL COMMONRAIL 117

3.2. THAM KHẢO CÁC MÔ HÌNH ĐÃ CÓ 149
3.3. NỘI DUNG CÔNG VIỆC THIẾT KẾ LẮP ĐẶT 149
3.3.1. Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị 149
3.3.2. Quy trình thực hiện 150
3.3.3. Mô hình 150
3.4. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÔ HÌNH 153
3.4.1. Các thao tác vận hành 153
3.4.2. Đo đạc chẩn đoán 155
3.4.2.1. Đo các cực của ECU 155
3.4.2.2. Sơ đồ mạch điều khiển của ECU 158
3.4.2.3. Sơ đồ kết nối cảm biến áp suất nhiên liệu 160
3.4.2.4. Sơ đồ kết nối van điều khiển hút 160
3.4.2.5. Sơ đồ kết nối cảm biến áp suất tuyệt đối dường ống nạp 160
3.4.2.6. Sơ đồ kết nối cảm biến nhiệt độ nước làm mát 161
3.4.2.7. Sơ đồ kết nối cảm biến nhiệt độ khí nạp 161
3.4.2.8. Sơ đồ kết nối cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 162
3.4.2.9. Sơ đồ kết nối cảm biến vị trí trục khuỷu, trục cam 162
3.4.2.10. Sơ đồ kết nối cảm biến vị trí van EGR 163
3.4.2.11. Sơ đồ kết nối cảm biến vị trí bàn đạp ga 163
Đồ án tốt nghiệp Trang 4

Khoa Cơ khí Động lực
3.4.3. Thực hành kiểm tra cơ bản trên mô hình 163
3.4.3.1. Kiểm tra điện trở các cảm biến 163
3.4.3.2. Kiểm tra cảm biến áp suất trên đường ống nạp 164
3.4.3.3. Tìm Pan với hệ thống tự chẩn đoán 165
Phần IV: KẾT LUẬN 166
4.1. CÁC KẾT QUẢ VÀ Ý NGHĨA 166
4.2. HẠN CHẾ, BỔ SUNG - PHÁT TRIỂN 166
4.3. TÀI LIỆU THAM KHẢO 167

rất mong sự góp ý của các thầy cô trong khoa và các bạn trong lớp cũng như các bạn
có sự đam mê về đề tài này để đề tài được hoàn thiện hơn nữa.
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa, đặc biệt là thầy TS.
Đinh Ngọc Ân đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn chúng em và sự hỗ trợ quý báu của
công ty Cổ phần thiết bị và phát triển công nghệ ACT để đề tài được hoàn thành.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !
Nhóm sinh viên thực hiện:
Nguyễn Hùng Cường
Phạm Văn Tùng
Đồ án tốt nghiệp Trang 6

Khoa Cơ khí Động lực
Phần I: MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI VÀ LỊCH SỬ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
- Bước sang thế kỷ 21, sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật của nhân loại đã bước
sang một tầm cao mới. Rất nhiều thành tựu KHKT, các phát minh sáng chế xuất hiện
có tính ứng dụng cao.
- Là một quốc gia có nền kinh tế đang phát triển, nước ta đã và đang có những
cải cách mở cửa mới để thúc đẩy nền kinh tế phát triển.Việc tiếp nhận và áp dụng và
áp dụng những thành tựu khoa học nhằm cải tạo và thúc đẩy sự phát triển của các
ngành công nghiệp mới, với mục đích đưa nước ta từ một nước nông nghiệp có nền
kinh tế kém phát triển thành một nước công nghiệp hiện đại .
- Trải qua rất nhiều năm phấn đấu và phát triển, hiện nay nước ta đã là một
thành viên của khối kinh tế quốc tế WTO. Với việc tiếp cận với các quốc gia có nền
kinh tế phát triển chúng ta có thể giao lưu học hỏi kinh nghiệm, tiếp thu và ứng dụng
các thành tựu khoa học tiên tiến để phát triển hơn nữa nền kinh tế trong nước, bước
những bước đi vững chắc trên con đường xây dựng CNXH.
- Trong các ngành công nghiệp mới đang được nhà nước chú trọng phát triển
thì ngành công nghiệp ô tô là một trong những ngành có tiềm năng và được đầu tư

chúng em hiểu rõ hơn nữa và bổ trợ thêm kiến thức mới về hệ thống này.
- Nội dung và kết quả của đề tài có thể làm tài liệu tham khảo cho học sinh,
sinh viên các khoá. Ngoài ra tài liệu còn có thể dùng cho các thợ sửa chữa, các gara,
các thợ bảo hành.
- Kết quả đạt được sẽ làm cơ sở để phát triển đề tài ở mức cao hơn.
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
- Nghiên cứu lý thuyết về hệ thống nhiên liệu Diesel Common Rail.
- Đề xuất những giải pháp, phương án kiểm tra, chẩn đoán, khắc phục những hư
hỏng của hệ thống.
- Đưa ra các mã lỗi và các khu vực nghi ngờ có liên quan của hệ thống nhiên
liệu Diesel Common Rail.
- Thiết kế, lắp đặt mô hình hệ thống nhiên liệu Diesel Common Rail.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Hệ thống nhiên liệu Diesel Common Rail.
3.2. Khách thể nghiên cứu
Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel Common Rail của các hãng: TOYOTA,
KIA, AUDI, MERCEDES.
4. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
- Phân tích đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống cung cấp nhiên
liệu Diesel Common Rail.
- Nghiên cứu và tham khảo một số thông số ảnh hưởng tới hệ thống này.
Đồ án tốt nghiệp Trang 8

Khoa Cơ khí Động lực
- Tổng hợp tài liệu trong và ngoài nước để hoàn thiện thành đề tài của mình.
- Nghiên cứu, thiết kế, lắp đặt mô hình hệ thống nhiên liệu Diesel Common
Rail.
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
5.1. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Đồ án tốt nghiệp Trang 9

Khoa Cơ khí Động lực
Phần II: CƠ SỞ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI
CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
DIESEL
1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL VÀ
DIESEL ĐIỆN TỦ
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 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 với tính hiệu quả kinh tế hơn là động cơ xăng, tuy nhiên vấn đề về
tiếng ồn và khí thải vẫn là những hạn chế trong sử dụng động cơ Diesel.
Động cơ Diesel được phát minh vào năm 1892 nhờ 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 Bosh mới
phát triển bơm cao áp ( bơm phun Bosh lắp cho động cơ Diesel trên ôtô thương mại và
ô tô khách vào năm 1936).
Hệ thống nhiên liệu Diesel không ngừng được cải tiến với các giải pháp kỹ
thuật tối ưu nhắm làm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm và suất tiêu hao nhiên liệu. Các
nhà động cơ Diesel đã đề ra nhiều biện pháp khác nhau về kỹ thuật phun và tổ chức
quá trình cháy nhằm hạn chế các chất ô nhiễm. Các biện pháp chủ yếu tập chung vào
giải quyết các vấn đề:
-Tăng tốc độ phun để giảm nồng độ bồ hóng do tăng tốc hòa trộn nhiên liệu
không khí.
- Tăng áp suất phun, đặc biệt là đối với động cơ phun trực tiếp.
- Điều chỉnh dạng quy luật phun theo khuynh hướng kết thúc nhanh quá trình
phun để làm giảm HC.
- Biện pháp hồi lưu một bộ phận khí xả.

bằng cơ cấu điều ga điện từ
Cấu tạo
Đồ án tốt nghiệp Trang 12

Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử
Hệ thống nhiên liệu
Diesel điện tử với Bơm
cao áp
Hệ thống nhiên liệu Diesel
điện tử với Ống phân phối –
Common Rail System (CRS)
Hệ thống nhiên liệu
Diesel điện tử
BơmVòi phun kết hợp
Bơm
PE
điều
khiển
điện
tử
bằng
cơ cấu
điều
ga
điện
từ
Bơm
VE
điều
khiển

Những cơ cấu chính như bơm PE thông thường chỉ khác các điểm sau:
- Bộ điều tốc ly tâm ở phía cuối trục cam được thay bằng cảm biến tốc độ động
cơ.
- Cơ cấu điều khiển thanh răng loại cơ khí hoặc loại chân không được thay bằng
cơ cấu điều ga điện từ nhận xung điều khiển từ ECU động cơ.
Hoạt động
- Điều khiển lượng nhiên liệu phun bằng cách di chuyển thanh răng nhờ cơ cấu
điều ga điện từ.
Cơ cấu điều ga điện từ tạo ra một từ trường kéo thanh răng. Lực từ trường F
ø
=
Var (biến thiên).
G
nl
= ƒ (n
đ/c
, mức tải, t
o
đ/c
, t
o
kk
, loại nhiên liệu, áp suất đường nạp nhiên liệu )
- Điều khiển thời điểm phun bằng cách xoay trục cam và được thực hiện qua
hai cơ cấu:
+ Cơ cấu ly tâm.
+ Cơ cấu khớp dầu điều khiển qua ECU.
Đồ án tốt nghiệp Trang 13

1. Thanh răng

9. Vành con lăn
10. Bơm sơ cấp
11. Thân bơm
12. Trục bơm
13. Lò xo
14. Trống lớn
15. Cuộn điều khiển
16. Piston
17. Quả ga
18. Trống nhỏ
Khoa Cơ khí Động lực
- Điều khiển lượng phun thông qua cơ cấu điều ga điện từ. Cơ cấu điều ga điện
từ điều khiển công suất động cơ và 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.
- Điều khiển thời điểm phun thông qua van TCV. Van này 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, độ dài thời gian mở van sẽ điều khiển áp suất nhiên liệu
trong piston của bộ định thời.
1.3.2.2. Loại bơm cao áp VE điều khiển điện tử bằng van xả áp – máy bơm piston
hướng trục
Cấu tạo
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 khoang xả áp thông với khoang xylanh.
Đồ án tốt nghiệp Trang 15

Hình 1.3:Hoạt động của van TCV
(Làm sớm thời điểm phun)
Hình 1.4: Cấu trúc bơm VE điều khiển điện tử bằng
van xả áp – máy bơm piston hướng trục

khiển điện tử
Hình 1.7: Cấu trúc bơm VE điều khiển điện tử
bằng van xả áp – máy bơm piston hướng kính
Khoa Cơ khí Động lực
Hoạt động
- Điều khiển lượng phun thông qua van SPV giống như máy bơn piston hướng
trục ở trên.
- Điều khiển thời điểm phun thông qua van TCV. Nguyên tắc hoạt động giống
như van TCV của các bơm VE trước.
Điều khiển 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 tắt
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.
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 sang
phải do lực của lò xo làm quay vành
con lăn theo chiều làm muộn thời điểm
phun.
Đồ án tốt nghiệp Trang 17

Hình 1.8: Hoạt động của van TCV bơm
VE điều khiển điện tử - máy bơm hướng
kính
Khoa Cơ khí Động lực

- Khối cơ - điện tử: Các cảm biến và tín hiệu, ECU và EDU (nếu có), vòi phun,
các van điều khiển nạp ( còn gọi là van điều khiển áp suất Rail)
- Điều khiển lượng phun và thời điểm phun bằng một xung duy nhất từ ECU
dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến và công tắc. Áp suất phun rất cao: 1300 – 1900
bar.
Đồ án tốt nghiệp Trang 19

Hình 1.10: Sơ đồ một hệ thống nhiên liệu Diesel
điện tử với ống phân phối tiêu biểu
Khoa Cơ khí Động lực
1.3.5. Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử EUI (Electronic Unit Injection)
Đồ án tốt nghiệp Trang 20

Khoa Cơ khí Động lực
Hệ thống nhiên liệu EUI có 5 bộ phận cấu thành:
- Các vòi phun EUI: Tạo ra áp suất phun tới 207000 kPa (30.000 psi) và ở tốc
độ định mức nó phun tới 19 lần/s.
- Bơm chuyển nhiên liệu: Cung cấp nhiên liệu cho các vòi phun bằng cách hút
nhiên liệu từ thùng chứa và tạo ra một áp suất từ 60-125 psi.
- Mô đun điều khiển điện tử (ECM – Electronic Control Module): Là một máy
vi tính công suất lớn điều khiển các hoạt động chính của động cơ.
- Các cảm biến: Là những thiết bị điện tử kiểm soát các thông số của các động
cơ như: nhiệt độ, áp suất, tốc độ và cung cấp các thông tin cho ECM bằng một điện
thế tín hiệu.
- Các thiết bị tác động: Là những thiết bị điện tử sử dụng các cường độ dòng
điện từ ECM để làm việc hoặc thay đổi hoạt động của động cơ. Ví dụ thiết bị tác động
vòi phun là công tắc điện từ.
- Điều khiển lượng phun và thời điểm phun bằng một xung từ ECM.
Đồ án tốt nghiệp Trang 21


bơm áp cao chỉ thực hiện tạo nên áp suất nhiên liệu cao, cho phép tối ưu kết cấu theo
hướng tạo nên áp suất cao, thực hiện phun tơi nhiên liệu và tăng tuổi thọ của bơm.
Tiếp theo, khả năng điều chỉnh được thực hiện theo nhiều tín hiệu cấp cho
ECU, do vậy tính chất tinh chỉnh sẽ cao hơn, đáp ứng chính xác nhiều chế độ làm việc
của động cơ. Có thể nói gọn là: thực hiện thoả mãn nhu cầu làm việc của động cơ
trong nhiều trạng thái làm việc mà không gây nên hiện tượng thừa,thiếu nhiên liệu,
công suất phát huy hoàn hảo và chất lượng khí xả tốt.
Về quá trình cháy của hỗn hợp công tác: đối với hệ thống điều khiển điện tử, áp
suất phun cao hơn và tỉ số nén của động cơ có thể cao hơn, quá trình phun có thể diễn
ra gồm nhiều giai đoạn nên qua trình cháy diễn ra với áp suất đỉnh nhỏ hơn nên động
cơ làm việc êm hơn, ít phát sinh tiếng ồn. Thời gian cháy rớt ngắn hơn, ít gây tổn thất
công suất và ô nhiễm. Với áp suất đỉnh thấp hơn nên động cơ không đòi hỏi kết cấu,
vật liệu chịu bền cao như hệ thống điều khiển cơ khí, nhiệt độ cháy đỉnh cũng bé hơn,
nhất là dùng vòi phun hai giai đoạn nên tổn thất nhiệt cũng ít hơn, các chi tiết chịu
nhiệt độ thấp hơn nên sẽ bền hơn.
Về công tác kiểm tra, bảo dưỡng, sửa
chữa: Đối với người thợ, công tác lắp ráp hệ
thống cơ khí sẽ khó khăn hơn, vì không
những phải lắp đúng về mặt vị trí mà còn
phải điều chỉnh thật chính xác các cơ cấu lắp
ghép, nhất là các cơ cấu điều chỉnh có ảnh
hưởng đến tính năng làm việc của hệ thống.
Trong quá trình làm việc, nếu hệ thống có hư
hỏng, để phát hiện chính xác hư hỏng, đòi
hỏi kinh nghiệm của người thợ nhiều hơn trong khi đối với hệ thống Diesel EFI nhờ có
ECU trợ giúp thông báo mã lỗi.
Vấn đề ô nhiễm môi trường: Trong khí thải của động cơ Diesel có những chất
gây ô nhiễm môi trường như HC, CO, CO
2
, NO

Khoa Cơ khí Động lực
CHƯƠNG II: CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG
DIESEL COMMONRAIL
2.1. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG DIESEL COMMON RAIL (CRS-i, CDI,…)
Đồ án tốt nghiệp Trang 25

Phương pháp
phun
1. Phun mồi một
lần.
2. Phun mồi hai
lần.
Theo áp suất phun
1. Loại 135 Mpa
2. Loại 160 Mpa
3. Loại 180 Mpa
Và hơn nữa.
Theo loại vòi
phun
1. Loại điện từ.
+ Giắc cắm
hai chân (pin).
+ Giắc cắm
bốn chân (pin).
2. Loại áp điện.
Theo bơm áp cao
1. Bơm áp cao loại
hai piston đối nhau
(HP3).
2. Bơm áp cao loại