SVTH: Lê Anh Vũ Trang: 1 Lớp: 08LTĐL
1. 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 là Rodlf Diesel đăng ký bằng sáng chế đầu tiên về loại
động cơ phun dầu, sau này được mang tên ông vào những năm 1892. Từ đó đến nay
loại động cơ này đã có được rất nhiều cải tiến để đến sự hoàn thiện vào những năm
đầu thập niên 70 của thế kỷ XX.
Từ ban đầu khi động cơ này ra đời, hầu như tất cả các hệ thống đều được điều
khiển bằng cơ khí nên công suất động cơ, tiêu hao nhiên liệu, các chế độ hoạt động
của động cơ chưa được hoàn thiện trong quá trình sử dụng và gây rất nhiều khó khăn
cho người sử dụng. Do đó với cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật ra đời vào những
năm 50, 60 của thế kỷ XX đã có tác dụng tích cực làm thay đổi khả năng tự động điều
khiển của động cơ, với sự trợ giúp chủ yếu của các cảm biến, các bộ xử lý và các bộ
thừa hành làm cho quá trình điều khiển động cơ thích ứng với điều kiện làm việc
nhanh hơn và chính xác hơn rất nhiều so với các hệ thống điều khiển cơ khí, thuỷ lực
thường dùng trước đây.
Trước sự phát triển đó hệ thống nhiên liệu, loại trừ các cơ cấu điều khiển cơ
khí mà thay vào đó hệ thống điều khiển điện tử thuộc thế hệ mới góp phần cải tiến,
điện tử hoá các cơ cấu, nâng cao tính kinh tế, giảm ô nhiễm môi trường và đơn giản
hoá trong quá trình điều khiển.
1.2. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL
1.2.1. Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu động cơ diesel
Nhiệm vụ :
- Dự trữ nhiên liệu: Đảm bảo cho động cơ có thể làm việc liên tục trong một
thời gian nhất định, giúp nhiên liệu chuyển động thông thoáng trong hệ thống.
- Cung cấp nhiên liệu cho động cơ : đảm bảo tốt các yêu cầu :
+ Lượng nhiên liệu cấp cho mỗi chu trình phải phù hợp với chế độ làm
việc của động cơ.
+ Phun nhiên liệu vào đúng thời điểm, đúng quy luật mong muốn.
Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV
Nhiên liệu rò qua khe hở trong thân kim phun của vòi phun và trong các tổ
bơm cao áp được theo đường ống dẫn 5 và 11 trở về thùng chứa.
Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV
SVTH: Lê Anh Vũ Trang: 3 Lớp: 08LTĐL
Nhiên liệu đi vào trong xylanh bơm cao áp không được lẫn không khí vì không
khí sẽ làm cho hệ số nạp của các tổ bơm không ổn định, thậm chí có thể làm gián
đoạn quá trình cấp nhiên liệu. Không khí lẫn trong hệ thống nhiên liệu có thể là do
không khí hòa tan trong nhiên liệu tách ra khi áp suất thay đổi đột ngột, cũng có thể
do khí trời lọt vào do đường ống không kín, đặc biệt là ở những khu vực mà áp suất
nhiên liệu thấp hơn áp suất khí trời. Để xả không khí ra khỏi hệ thống nhiên liệu trên
bầu lọc, trên vòi phun và trên bơm cao áp có bulông xả khí.
2 3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
13
Hình 1.1 : Sơ đồ hệ thống nhiên liệu diesel
Không khí từ ngoài trời qua lọc khí vào ống nạp rồi qua xupáp nạp đi vào động
cơ. Trong quá trình nén các xupáp hút và xả đều đóng kín, khi piston đi lên không khí
trong xylanh bị nén. Piston càng tới sát điểm chết trên, không khí bên trên piston bị
chèn chui vào phần khoét lõm ở đỉnh piston, tạo ra ở đây dòng xoáy lốc hướng kính
1.2.3.2. Bơm phân phối
Hình 1.3 : Bơm phân phối
Hình 1.3 : Bơm phân phối
Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV
1- Bạc xả ; 2- Thiết bị điều chỉnh thời gian phun ; 3- Vành cam ; 4- Con lăn ; 5-
Đĩa truyền động ; 6- Trục vào ; 7- Bánh răng bơm chuyển ; 8- Trục bộ điều tốc ; 9-
Bánh răng bộ điều tốc ; 10- Quả văn ; 11- Đòn điều chỉnh ; 12- Lò xo điều tốc ; 13-
Màng chân không ; 14- Ống nối đường nạp ; 15- Lò xo màng điều chỉnh chân không
; 16- Đường ống hồi dầu ; 17- Vít điều chỉnh ; 18- Đòn áp lực ; 19- Van điện từ ;
20- Piston ; 21- Van cao áp ; 22- Đầu nối với vòi phun
A
B
SVTH: Lê Anh Vũ Trang: 6 Lớp: 08LTĐL
Nguyên lý hoạt động: Dẫn động xoay piston 20 được trục bơm 6 dẫn động, còn
dẫn động định tiến do vành cam 3 trên trục bơm 6 dẫn động. Trên sườn piston có các
lỗ thoát B, khi piston xoay lỗ thoát này sẽ lần lượt ăn thông với các lỗ khoan chéo A
trên đầu bơm. Trong hành trình công tác nhiên liệu nén và phân phối lần lượt qua các
lỗ khoan chéo A, khi đó áp suất nhiên liệu nén đi qua van cao áp 21 rồi đi đến vòi
phun nhiên liệu của xylanh tương ứng. Trên bơm còn có bơm chuyển nhiên liệu kiểu
phiến gạt được nâng lên một áp suất ổn định, quả văng 10 thông qua quan hệ tay đòn,
quả văng tác động vào bạc xả 1 qua đó làm thay đổi thời điểm mở lỗ xả và thực hiện
việc điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp theo chế độ làm việc của động cơ.
Loại bơm này có kết cấu đơn giản hơn so với bơm cao áp thẳng hàng kiểu Bosch cho
nên được sử dụng rộng rãi hơn, nhưng loại bơm cao áp sử dụng trong hệ thống nhiên
liệu Common Rail kết cấu đơn giản hơn ta khảo sát sau.
1.2.4. Đặc điểm hình thành hỗn hợp trong động cơ diesel
Nhiên liệu được phun vào buồng đốt từ 15
0
- 30
làm mát Nói chung có nhiều bộ xử lý điều khiển nhiều hệ thống khác nhau lắp trên
ôtô. Tuy nhiên bộ xử lý nào cũng hoạt động theo nguyên lý thu thập thông tin vào
điều kiện làm việc của hệ thống và trên cơ sở đó điều khiển các cơ cấu chấp hành
theo cách mà người thiết kế mong muốn.
Như vậy, hệ thống điều khiển điện tử phun nhiên liệu trên động cơ gồm ba
phần chủ yếu sau :
1.3.1. Hệ thống thu thập thông tin về điều kiện làm việc của động cơ
Các cảm biến cung cấp cho bộ xử lý về số vòng quay, vị trí bàn đạp chân ga,
nhiệt độ không khí nạp, nhiệt độ nước làm mát của động cơ các cảm biến làm việc
theo nguyên tắc khác nhau. Các thông tin từ các cảm biến đưa về bộ xử lý dưới dạng
các tín hiệu điện như : tín hiệu dạng xung, tín hiệu điện áp biến đổi, tín hiệu tần số
và được biến đổi, xử lý sơ bộ trước khi đi vào hệ thống xử lý.
1.3.2 Hệ thống xử lý
Căn cứ vào các tín hiệu gởi về từ các cảm biến, hệ thống xử lý so sánh với
các thông tin đã được cài đặt sẵn trong bộ nhớ và xác định các thông số đầu ra để
điều khiển các bộ phận thừa hành, đảm bảo điều kiện làm việc tối ưu cho động cơ.
1.3.3 Hệ thống thừa hành
Các cơ cấu chấp hành được điều khiển bằng các tín hiệu đầu ra của bộ xử lý.
Các cơ cấu chấp hành như : vòi phun, bơm cao áp được hệ thống thừa hành điều
khiển sao cho động cơ làm việc phù hợp với các tín hiệu đầu vào.
1.3.4. Định lượng hỗn hợp nhiên liệu, không khí
Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV
SVTH: Lê Anh Vũ Trang: 8 Lớp: 08LTĐL
Lượng O
2
, dùng để đốt cháy nhiên liệu trong buồng cháy động cơ, là lượng O
2
trong không khí. Như ta biết không khí gồm hai thành phần là : O
2
và N
cảm biến xác định trạng thái động cơ.
Để lựa chọn góc phun sớm tốt nhất được xác định nhờ thực nghiệm bằng cách
xây dựng đặc tính điều chỉnh góc phun sớm của động cơ. Đặc tính điều chỉnh góc
phun sớm được thực hiện ở điều kiện không thay đổi tốc độ n và lượng nhiên liệu cấp
cho chu trình.
Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV
SVTH: Lê Anh Vũ Trang: 9 Lớp: 08LTĐL
Từ những thực nghiệm người ta đưa ra dãy góc phun sớm tuỳ thuộc vào tốc độ
động cơ và tải trọng, góc phun sớm nằm trong giới hạn từ 15 ÷ 35
0
. Từ đó người ta
đưa ra bảng giá trị góc phun sớm ứng với từng tốc độ và tải trọng động cơ gọi là góc
phun sớm cơ sở.
Như vậy khi động cơ hoạt động, bộ xử lý nhận tín hiệu từ cảm biến vị trí trục
khuỷu, cảm biến vị trí bàn đạp ga, áp suất trên đường ống nạp để xác định số vòng
quay và tải trọng, động cơ tại thời điểm đó. Với hai thông số này, bộ xử lý đối chiếu
vào bảng góc phun sớm cơ sở để lấy ra giá trị góc phun sớm, sau đó bộ xử lý căn cứ
vào giá trị thu được từ các cảm biến khác nhau như : cảm biến nước làm mát, cảm
biến nhiệt độ khí nạp để hiệu chỉnh và có giá trị góc phun sớm thích hợp. Giá trị được
bộ xử lý dùng để điều khiển bộ phận thừa hành ở đầu ra : bơm, và vòi phun
1.3.6. Bộ xử lý
Hình 1.4: Sơ đồ khối điều khiển điện tử phun nhiên liệu.
Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV
SVTH: Lê Anh Vũ Trang: 10 Lớp: 08LTĐL
Như đã trình bày trên, căn cứ vào tín hiệu gởi về từ các cảm biến, hệ thống xử
lý so sánh với các thông tin đã được lập trình sẵn trong bộ nhớ và xác định các thông
số đầu ra để điều khiển các bộ phận thừa hành, đảm bảo điều kiện làm việc tối ưu cho
động cơ.
1.3.6.1 Bộ ổn áp bên trong
Vì bộ xử lý và các cảm biến đòi hỏi một điện áp làm việc rất ổn định, nên trong
Loại xe SUV
Hộp số 5 số sàn
Hệ thống nhiên liệu Loại ống phân phối
Loại nhiên liệu Diesel
Mức độ tiêu thụ nhiên liệu 8.7lít/100 km
Dài (mm) 4695mm
Rộng (mm) 1840mm
Cao (mm) 1850mm
Chiều dài cơ sở (mm) 2750mm
Chiều rộng cơ sở trước/sau 1540/1540mm
Trọng lượng không tải (kg) 1790-1810kg
Số cửa 5cửa
2.2. GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ 2KD-FTV
Động cơ 2KD-FTV của hãng TOYOTA là loại động cơ 4 kỳ 4 xylanh được
đặt thẳng hàng và làm việc theo thứ tự nổ 1-3-4-2. Động cơ có công suất lớn 75
KW/3600 v/ph, hệ thống phối khí của các xupap được dẫn động trực tiếp từ trục cam
thông qua con đội thuỷ lực, sử dụng con đội thuỷ lực và cách bố trí 4 xupap trên một
xylanh tạo đươc chất lượng nạp và thải (nạp đầy, thải sạch), nhằm tăng công suất
động cơ, giảm được lượng khí thải độc hại gây ô nhiễm môi trường. Với hệ thống
phun nhiên liệu diesel bằng hệ thống tích luỹ nhiên liệu và điều khiển bằng ECU và
hệ thống tuần hoàn khí xả tạo cho động cơ luôn làm việc ở chế độ an toàn và hiệu quả
cao.
2.2.1.Các bộ phận chính trong đông cơ
*Nhóm piston: Chốt piston, vòng hãm, xécmăng dầu, xécmăng khí
*Thanh truyền: Đầu nhỏ thanh truyền, đầu to thanh truyền, bạc lót
*Trục khuỷu : Cổ trục khuỷu, chốt khuỷu, má khuỷu.
*Bánh đà:
*Thân máy và nắp xylanh: Nắp xylanh, gioăng, thân máy của động cơ.
*Cơ cấu phân phối khí: Bánh răng dẫn động cam nạp, bánh răng dẫn động
đường ống nạp nạp vào xilanh động cơ qua cửa nạp.
Máy nén dùng để tăng áp cho động cơ có nhiệm vụ biến đổi cơ năng thành
năng lượng của dòng khí tạo ra áp suất nào đó để cung cấp vào xylanh động cơ. Loại
máy nén trên đông cơ 2KD-FTV là loại máy nén ly tâm.
Ưu điểm: Tuốc bin tăng áp trong động cơ là loại tuốc bin khí xả nên tiết kiệm
được năng lượng dẫn động máy nén, đồng thời tận dụng được năng lượng khí xả. Do
vậy, nâng cao được công suất có ích của động cơ, cải thiện được tính kinh tế nhiên liệu
của động cơ.
Nhược điểm: Do tuốc bin tăng áp không có liên hệ động lực với trục khuỷu
động cơ nên ở các chế độ tải bộ phận, do năng lượng khí xả nhỏ, công suất tuốc bin
giảm, do vậy áp suất tăng áp giảm nhanh, đến một lúc nào đó sẽ nhỏ hơn áp suất khí
xả nên làm xấu chất lượng quét. Mặt khác, hệ số dư lượng không khí giảm làm xấu
chất lượng cháy. Do đó, làm giảm công suất của động cơ.
Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV
SVTH: Lê Anh Vũ Trang: 14 Lớp: 08LTĐL
2.3. KHẢO SÁT HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 2KD-FTV
2.3.1. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ
ECU
EDU
NE
G
Caím biãún
khaïc
3
12
2
1
6
10
13
+ Áp suất nhiên liệu, lượng phun, và thời điểm phun được điều khiển bằng
điện tử vì vậy điều khiển tốc độ động cơ đạt độ chính xác cao.
+ Áp suất nhiên liệu cao cho nên việc hoà trộn nhiên liệu – không khí trong
buồng cháy tốt hơn.
+ Tích trữ nhiên liệu áp suất cao, nhiên liệu được phun vào áp suất cao ở mỗi
dải tốc độ động cơ.
Với những đặc tính như trên thì động cơ 2KD-FTV có tính hiệu năng, tính
kinh tế nhiên liệu tăng cao, tiếng ồn nhỏ ít rung động và khí thải sạch.
2.3.2. Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu động cơ 2KD-FTV
Hệ thống nhiên liệu động cơ có những nhiệm vụ sau :
- Chứa nhiên liệu dự trữ, đảm bảo cho động cơ hoạt động liên tục trong một
khoảng thời gian quy định.
- Lọc sạch nước và các tạp chất cơ học có lẫn trong nhiên liệu
- Cung cấp lượng nhiên liệu cần thiết cho mỗi chu trình ứng với chế độ làm
việc quy định của động cơ.
- Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xy lanh theo trình tự làm việc quy
định của động cơ.
- Cung cấp nhiên liệu vào xy lanh động cơ đúng lúc theo một quy luật đã định.
- Phun tơi và phân bố đều nhiên liệu trong thể tích môi chất trong buồng cháy,
bằng cách phối hợp chặt chẽ hình dạng kích thước và phương hướng của các tia nhiên
liệu với hình dạng buồng cháy và cường độ vận động của môi chất trong buồng cháy.
Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV
SVTH: Lê Anh Vũ Trang: 16 Lớp: 08LTĐL
Diễn biến chu trình công tác của động cơ Diesel chủ yếu phụ thuộc vào tình
hình hoạt động của thiết bị cung cấp nhiên liệu. Tốc độ toả nhiệt của nhiên liệu và
dạng đường cong của áp suất môi chất công tác trong quá trình cháy biến thiên theo
góc quay trục khuỷu chủ yếu phụ thuộc vào những yếu tố sau:
- Thời điểm bắt đầu phun nhiên liệu (tức là góc phun sớm ϕ1).
- Biến thiên của tốc độ phun (tức là quy luật cấp nhiên liệu ).
- Chất lượng phun (thể hiện bằng mức phun nhỏ và đều).
SVTH: Lê Anh Vũ Trang: 17 Lớp: 08LTĐL
toàn, sự thoải mái và tiện nghi. Ví dụ như hệ thống luân hồi khí thải (EGR- exhaust
gas recircalation), điều khiển turbo tăng áp, điều khiển ga tự động và thiết bị chống
trộm.
Hệ thống Common Rail thực hiện những chức năng sau :
+ Cung cấp nhiên liệu cho động cơ diesel.
+ Tạo ra áp suất sự cần thiết cho quá trình phun nhiên liệu và phân phối nhiên
liệu đến những xylanh riêng lẻ.
+ Phun một lượng nhiên liệu chính xác tại một thời điểm thích hợp khác với
các hệ thống phun khác Common Rail là một hệ thống phun tích luỹ.
2.3.3.3 Chức năng hạn chế ô nhiễm
2.3.3.3.1. Thành phần hỗn hợp và tác động đến quá trình cháy
So với động cơ xăng, động cơ diesel đốt nhiên liệu khó bay hơi hơn (nhiệt độ
sôi cao), nên việc tạo hỗn hợp khí không chỉ diễn ra trong giai đoạn phun và bắt đầu
cháy, mà còn trong suốt quá trình cháy. Kết quả là hỗn hợp không đồng nhất. Động
cơ diesel luôn hoạt động ở chế độ nghèo, mức tiêu hao nhiên liệu, muội than, CO, HC
sẽ tăng lên nếu không đốt cháy ở chế độ nghèo hợp lý.
Tỉ lệ hỗn hợp được quyết định bởi các thông số :
- Áp suất phun.
- Thời gian phun.
- Kết cấu lỗ tia.
- Thời điểm phun.
- Vận tốc dòng khí nạp.
- Khối lượng không khí nạp.
Tất cả các đại lượng trên đều ảnh hưởng đến mức tiêu hao nhiên liệu và nồng
độ khí thải. Nhiệt độ quá trình cháy quá cao và lượng ôxy nhiều sẽ làm tăng lượng
NO
x
. Muội than sinh ra khi hỗn hợp quá nghèo.
2.3.3.3.2. Hệ thống nạp lại khí thải ( EGR )
có thể tăng lên 5%. Ngược lại thời điểm phun sai lệch hơn 2
o
thì
có thể làm cho áp suất đỉnh tăng lên 10 bar, trễ đi 2
o
có thể làm tăng nhiệt độ khí
thải thêm 20
o
C. Với các yếu tố cực kì nhạy cảm nêu trên, ECU cần phải điều chỉnh
thời điểm phun chính xác tối đa.
* Đường đặc tính phun.
Đường đặc tính phun quy định sự thay đổi lượng nhiên liệu được phun vào
trong suốt một chu kỳ phun (từ lúc bắt đầu phun cho đến lúc kết thúc phun ). Đường
đặc tính phun quyết định lượng nhiên liệu phun ra trong suốt giai đoạn cháy trễ (giữa
thời điểm bắt đầu phun và bắt đầu cháy). Hơn nữa nó cũng ảnh hưởng đến sự phân
phối của nhiên liệu trong buồng đốt và có tác dụng tận dụng hiệu quả của dòng khí
nạp. Đường đặc tính phun phải có độ dốc từ từ để nhiên liệu phun ra trong quá trình
cháy trễ được giữ thấp nhất, nhiên liệu diesel bốc cháy tức thì, ngay khi quá trình
cháy bắt đầu gây ra tiếng ồn và sự tạo thành NO
x
. Đường đặc tính phun phải có đỉnh
không quá nhọn để đề phòng hiện tượng nhiên liệu không được phun sương tơi - yếu
tố dẫn đến lượng HC cao, khói đen và tăng tiêu hao nhiên liệu suốt giai đoạn cuối
cùng của quá trình cháy.
* Sự phun sương tơi nhiên liệu.
Nhiên liệu được phun sương tơi tốt thúc đẩy hiệu quả hòa trộn giữa không khí
và nhiên liệu. Nó đóng góp vào việc giảm HC và khói đen trong khí thải. Với áp suất
Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV
SVTH: Lê Anh Vũ Trang: 19 Lớp: 08LTĐL
phun cao và hình dạng hình học tối ưu của lỗ tia kim phun giúp cho sự phun sương
điện qua ECU. Khi van solenoid không được cấp điện thì kim ngừng phun. Nhờ áp
Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV
SVTH: Lê Anh Vũ Trang: 20 Lớp: 08LTĐL
suất phun không đổi, lượng nhiên liệu phun ra sẽ tỉ lệ với độ dài của xung điều khiển
solenoid. Yêu cầu mở nhanh solenoid được đáp ứng bằng việc sử dụng điện áp cao và
dòng lớn. Thời điểm phun được điều khiển bằng hệ thống điều khiển góc phun sớm.
Hệ thống này dùng một cảm biến trên trục khuỷu để nhận biết tốc độ động cơ, và một
cảm biến trên trục cam để nhận biết kỳ hoạt động.
* Phun sơ khởi ( pilot injection ).
Phun sơ khởi diễn ra sớm đến 90
o
trước điểm chết trên (ĐCT). Nếu thời điểm
phun sơ khởi xuất hiện nhỏ hơn 40
0
, nhiên liệu có thể bám vào bề mặt của piston và
thành xi lanh và làm loãng dầu bôi trơn.
Trong giai đoan phun sơ khởi, một lượng nhỏ nhiên liệu (1-4 mm
3
) được phun
vào xy lanh để ‘’mồi’’. Kết quả là quá trình cháy được cải thiện và đạt được một số
hiệu quả sau :
Áp suất cuối quá trình nén tăng một ít nhờ vào giai đoạn phun sơ khởi và nhiên
liệu cháy một phần. Điều này giúp giảm thời gian trễ cháy, sự tăng đột ngột của áp
suất khí cháy và áp suất cực đại (quá trình cháy êm dịu hơn). Kết quả là giảm tiếng
ồn của động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu và trong nhiều trường hợp giảm được độ
độc hại của khí thải. Quá trình phun sơ khởi góp phần gián tiếp vào việc tăng công
suất động cơ.
* Giai đoạn phun chính ( main injection ).
Công suất đầu ra của động cơ phụ thuộc vào giai đoạn phun chính tiếp theo
giai đoạn phun sơ khởi. Điều này có nghĩa là giai đoạn phun chính giúp tăng lực kéo
2.4.1.1 Bình chứa nhiên liệu
Bình chứa nhiên liệu phải làm từ vật liệu chống ăn mòn và giữ cho không bị rò
rỉ ở áp suất gấp đôi áp suất hoạt động bình thường. Van an toàn trong bình phải được
lắp để khi áp suất quá cao có thể tự thoát ra ngoài. Nhiên liệu cũng không được rò rỉ ở
cổ nối với bình lọc nhiên liệu hay ở thiết bị bù áp suất khi xe rung xóc nhỏ, cũng như
khi xe vào đường vòng hoặc dừng hay chạy trên đường dốc. Bình nhiên liệu và động
cơ phải đặt xa nhau để khi tai nạn xảy ra không có nguy cơ cháy nổ.
2.4.1.2. 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, như đường ống nhiên liệu từ bình chứa nhiên
liệu tới bơm cao áp. Tất cả các bộ phận mang nhiên liệu phải được bảo vệ khỏi tác
động của nhiệt độ.
2.4.1.3. Lọc nhiên liệu
Sự làm việc lâu dài làm cho hiệu quả của bơm cung cấp nhiên liệu cũng như
vòi phun và bơm phân phối phụ thuộc vào chất lượng lọc của lọc nhiên liệu.
* Nhiệm vụ của bầu lọc tinh :
Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV
SVTH: Lê Anh Vũ Trang: 22 Lớp: 08LTĐL
Bầu lọc tinh lọc tạp chất cơ học có kích thước 0,002÷0,003 mm ra khỏi nhiên
liệu (trong khi đó khe hở xy lanh và piston bơm 0,0025mm) nên bầu lọc đảm bảo cho
hệ thống làm việc tốt.
9
1
2
6
8
7
5
4
3
thống nhiên liệu làm việc ổn định và an toàn hình. 2.6 là sơ đồ làm việc các công tắc
bộ lọc với ECU.
2.4.2. Vùng áp suất cao
Vùng áp suất cao của hệ thống Common Rail động cơ 2KD-FTV có nhiệm vụ
tạo ra một áp suất cao không đổi trong đường ống tích luỹ áp suất và phun nhiên liệu
vào buồng cháy động cơ, bao gồm :
- Bơm cao áp với van điều khiển áp suất.
- Đường ống nhiên liệu áp suất cao, tức ống phân phối đóng vai trò của bộ tích
áp suất cao cùng với cảm biến áp suất nhiên liệu, van giới hạn áp suất, kim phun và
đường ống dầu về.
2.4.2.1. Bơm cao áp
Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV
11
SVTH: Lê Anh Vũ Trang: 24 Lớp: 08LTĐL
Bơm cao áp có nhiệm vụ tạo ra nhiên liệu có áp suất cao cho quá trình phun.
Bơm này được lắp đặt trên một ngăn của hệ thống. Nhiên liệu sau khi ra khỏi bơm
cao áp được vận chuyển vào bộ phận tích luỹ cao áp.
Bơm cao áp tạo áp lực nhiên liệu đến một áp suất lên đến 180MPa. Bơm cao áp
được lắp đặt tốt nhất ngay trên động cơ như ở hệ thống nhiên liệu của bơm phân phối
loại cũ. Nó được dẫn động bằng động cơ (tốc độ quay bằng 1/2 tốc độ động cơ, nhưng
tối đa là 8000 vòng/phút) thông qua khớp nối bằng bánh răng với động cơ và được bôi
trơn bằng chính nhiên liệu nó bơm. Van điều khiển áp suất được lắp trên bơm
Bên trong bơm cao áp nhiên liệu được nén bằng 2 piston bơm được bố trí đối
xứng. Do 2 bơm piston hoạt động luân phiên trong một vòng quay tạo được áp suất
cao và liên tục nhiên liệu đến ống phân phối và cách đặt bơm như vậy chỉ làm tăng
nhẹ lực cản của bơm. Do đó ứng suất trong hệ thống dẫn động vẫn giữ đồng bộ. Điều
này có nghĩa hệ thống Common Rail đặt ít tải trọng lên hệ thống truyền động hơn so
với hệ thống cũ. Công suất yêu cầu để dẫn động bơm rất nhỏ và tỉ lệ với áp suất trong
đường ống phân phối và tốc độ bơm.
Hình 2.7 : Sơ đồ nguyên lý hoạt động bơm cao áp.
phân phối, lượng nhiên liệu được bơm ít hay nhiều phụ thuộc vào van SCV.
Bơm gồm hai piston A , B đặt đối xứng nhau , hai piston này được đẩy lên
nhờ cam vòng 8 và cam không đồng trục 1, hành trình đi xuống của piston nhờ lò xo
2. Khi Piston A đi xuống nhờ lực đẩy của lò xo 2, van 6 đóng lại, van 5 mở ra nhờ độ
chân không phía trên piston nhiên liệu được nạp vào không gian này cho đến khi
piston nằm ở vị trí thấp nhất. Piston đi lên nhờ cam vòng 8 quay lệch tâm với cam
Đồ án tổng hợp: Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ: 2KD-FTV
Copyright: Tài liệu đại học ©