NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Hưng Yên, ngày

tháng năm 2017

Giáo viên hướng dẫn

1


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

bền bỉ, công suất ngày một cao, số vòng quay ngày một lớn mà chi tiết vẫn hoạt động
an toàn tiêu hao nhiên liệu giảm.
Được sự phân công của khoa: Cơ Khí Động Lực và sự giúp đỡ của thầy ThS.
Nguyễn Văn Nhơn trong quá trình hoàn thành đề tài: “Nghiên cứu kết cấu và xây
dựng quy trình kiểm tra, sửa chữa cụm bơm cao áp hệ thống nhiên liệu Common
Rail trên động cơ KIA BONGO III”. Đề tài đã giúp em hoàn thiện và củng cố hơn
nữa kiến thức của mình về hệ thống cung cấp nhiên liệu trên dòng xe hiện đại, áp dụng
những gì đã được học từ lý thuyết trong công tác bảo dưỡng sửa chữa thực tế. Điều
này không những kéo dài tuổi thọ làm việc của chi tiết mà còn tăng cường thêm tính
chất làm việc ổn định, tin cậy của hệ thống cung cấp nhiên liệu.
Em xin chân thành cảm ơn thầy ThS. Nguyễn Văn Nhơn đã trực tiếp hướng dẫn
em cùng với các thầy trong bộ môn Công nghệ ô tô đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để
em có thể hoàn thành đồ án của mình.!
Hưng Yên, ngày ….tháng ….năm 2017

4


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Là một quốc gia có nền kinh tế đang phát triển, nước ta đã và đang có những
bước tiến mới để thúc đẩy kinh tế. Việc tiếp nhận, áp dụng các thành tựu khoa học tiên
tiến của thế giới được nhà nước chú trọng, quan tâm nhằm cải tạo, đẩy mạnh sự phát
triển của các ngành công nghiệp mới, với mục đích đưa nước ta từ một quốc gia có
nền nông nghiệp là chủ yếu thành một nước có nền công nghiệp phát triển. Ngành
công nghiệp ô tô là một trong những ngành công nghiệp mới đang được nhà nuwosc
chú trọng, đầu tư phát triển.
Ngày nay, ô tô được sử dụng rộng rãi như một phương tiện đi lại thông dụng. Các
trang thiết bị, các bộ phận trên ô tô ngày càng hoàn thiện và hiện đại hơn nhằm bảo vệ

nghiên cứu, học tập.

1.4 Nhiệm vụ của đề tài
Đề tài thực hiện với nội dung: “Nghiên cứu kết cấu và xây dựng quy trình kiểm
tra, sử chữa cụm bơm cao áp hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ KIA
BONGO III”.
Bao gồm nội dung sau:
Chương 1: Tổng quan về đề tài nghiên cứu.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết về hệ thống cung cấp nhiên liệu trên ô tô.
Chương 3: Kiểm tra chẩn đoán sửa chữa
Chương 4: Kết luận và kiến nghị.

1.5 Phương pháp nghiên cứu
1.5.1 Nghiên cứu bằng tài liệu
+ Sưu tầm tài liệu liên quan tới đối tượng nghiên cứu qua nhiều nguồn như bài
giảng, sách, báo, internet, …
+ Tìm hiểu đối tượng, nghiên cứu trên mặt lý thyết, từ đó có cái nhìn khái quát về
vấn đề nghiên cứu.
1.5.2 Nghiên cứu thực tiễn
a) Khái niệm
Là phương pháp trực tiếp tác động vào đối tượng trong thực tiễn làm bộc lộ bản
chất và các quy luật vận động của các đối tượng.
b) Các bước thực hiện
Bước 1: Chuẩn bị
+ Chuẩn bị sắp xếp dụng cụ nghiên cứu
+ Sử dụng một số trang thiết bị hỗ trợ như máy quay, máy ảnh.
Bước 2: Tiến hành quan sát
+ Thực hiện các quy trình tháo lắp kiểm tra chuẩn đoán, bảo dưỡng theo nội dung
lý thuyết chuẩn bị.
+ Quan sát phải tập trung theo đúng mục đích bám sát.

- 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.
Hiện nay các nhược điểm đó đã được khắc phục bằng cách cải tiến một số bộ
phận của hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử như:
- Bơm cao áp điều khiển điện tử.
- Vòi phun điện tử.
- Ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao ( ống Rail).
Với các ứng dụng mạnh mẽ về điều khiển tự động trong hệ thống nhiên liệu
Diesel nhờ sự phát triển về công nghệ . Năm 1986 Bosh đã đưa ra thị trường việc điều
khiển điện tử cho hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel được gọi là hệ thống nhiên liệu
Common Rail Diesel. Cho đến ngày nay hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail
Diesel đã được hoàn thiện. Trong động cơ Diesel hiện đại áp suất phun được thực hiện
cho mỗi vòi phun một cách riêng rẽ, nhiên liệu áp suất cao được chứa trong ống chứa
(Rail) và được phân phối đến từng vòi phun theo yêu cầu. So với các hệ thống cung
7


cấp nhiên liệu Diesel thông thường thì Common Rail Diesel đã đáp ứng và giải quyết
được những vấn đề:
- Giảm tối đa mức độ tiếng ồn.
- Nhiên liệu được phun ra với áp suất rất cao nhờ kết hợp điều khiển điện tử, áp
suất phun có thể đạt tới 184 MPa. Thời gian phun cực ngắn và tốc độ phun cực nhanh
(khoảng 1,1 ms).
- Có thể thay đổi áp suất phun và thời điểm phun tùy theo chế độ làm việc của
động cơ.
Do đó làm tăng hiệu suất động cơ và tính kinh tế nhiên liệu được nâng cao hơn.

2.2. Phân loại hệ thống nhiên liệu DIESEL điện tử
Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử

- 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.
b. Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử loại bơm chia (VE) điều khiển điện tử
Loại bơm cao áp VE hướng trục điều khiển điện tử bằng cơ cấu điều ga điện từ
1. Cảm biến mức ga
2. Van điện từ cắt nhiên liệu
3. Bộ điều khiển phun sớm (Van
TCV)
4. Xy lanh bơm
5. Piston
6. Cơ cấu điều ga điện từ
7. Van triệt hồi
8. Cam đĩa
9. Vành con lăn
10. Bơm sơ cấp
11. Thân bơm

Hình 1.1: Bơm dãy PE điều khiển điện tử

12. Trục bơm
13. Lò xo
14. Trống lớn
15. Cuộn điều khiển
16. Piston
17. Quả ga
18. Trống nhỏ

Hình 2.1: Bơm cao áp VE hướng trục điều khiển điện từ bằng cơ cấu điều ga điện
từ
9

- Chi phí sản xuất không cao.
- Dễ lắp đặt, sửa chữa.
Nhược điểm
- Tạo ra quá trình cháy kích nổ, dẫn tới sinh ra tiếng gõ động cơ.
- Điều khiển bằng hai cơ cấu (điều khiển lượng phun, điều khiển thời điểm
phun) nên quá trình điều khiển phức tạp.
- Đa số là cơ cấu cơ điện nên dễ bị mòn, sinh ra sự cố.
- Do cháy kích nổ nên làm tăng lượng NOx trong khí xả.
- Áp suất phun thấp dẫn tới phun không tơi làm ảnh hưởng tới quá trình cháy
(áp suất phun Pphun = 115 – 175 bar).
Từ những nhược điểm này cho ra đời hệ thống Diesel điện tử được ưa chuộng:
Common Rail và bơm vòi phun kết hợp EUI và HEUI.
Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử với ống phân phối(Common Rail)
11


Hình 2.4: Sơ đồ một hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử với ống phân phối tiêu biểu

- Khối cấp dầu thấp áp: Thùng dầu, bơm tiếp dầu, bộ lọc dầu, ống dẫn dầu và
đường dầu hồi.
- Khối cấp dầu cao áp: Bơm áp cao, ống phân phối dầu cao áp đến các vòi phun
(ống Rail), các tuy ô cao áp, van an toàn và van xả áp, vòi phun.
- 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.
Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử EUI (Electronic Unit Injection)

12


2. Van điều khiển áp suất tác
động phun
3. Cụm vòi phun
4. Các cảm biến
5. ECM

Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu HEUI
Các bộ phận cấu thành hệ thống nhiên liệu HEUI tương tự như hệ thống nhiên
liệu EUI.
- Điều khiển lượng phun và thời điểm phun thông qua một xung từ ECM.
- Áp suất đầu vòi phun lên đến 21000 psi.

2.3 Giới thiệu hệ thống common rail
Như chúng ta đã học và biết rằng : khí thải động cơ diesel là một trong những thủ
phạm gây ra ô nhiễm mổi trường. Động cơ diesel hiệu quả kinh tế hơn động cơ xăng,
tuy nhiên nó vẫn còn những hạn chế trong quá trình sử dụng như : thải khói đem khá
lớn khi tăng tốc, tiêu hao nhiên liệu còn cao và tiếng ồn lớn … Ngày nay, hầu hết các
nước trên thế giới đã sử dụng hệ thống nhiên liệu (HTNL) Common Rail Diesel lắp
cho các loại ô tô trong đó có cả hang KIA mà điển hình là : KIA Bongo 3. Hệ thống
này đã giải quyết được nhược điểm nêu trên.
Trong động cơ diesel hiện đại, áp suất phun được thực hiện cho mỗi vòi phun
một cách riêng lẻ, nhiên liệu áp suất cao được chứa trong hộp chứa (RAIL) hay còn
gọi là “ắc quy thủy lực” và được phân phối đến từng vòi phun theo yêu cầu. Lợi ích
của vòi phun Common Rail là giảm mức độ tiếng ồn, nhiên liệu phun ra ở áp suất cao
nhờ kết hợp điều khiển điện tử, kiểm soát lượng phun, thời điểm phun. Do đó làm hiệu
suất động cơ và tính kinh tế nhiên liệu cao hơn. So với hệ thống cũ dẫn động bằng

14



nhiệt độ thấp hơn nên sẽ bền hơn.
15


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, NOx, khói, muội than...Quá trình hình
thành các chất ô nhiễm này phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố có thể kể ra như: Chất
lượng nhiên liệu, quáy trình hình thành hỗn hợp công tác, quá trình cháy, quá trình
điều khiển hoạt động của động cơ...

Hình 2.8: So sánh tiếng ồn giữa phun một giai đoạn và phun hai giai đoạn
Trong những yết tố đó, bỏ qua những yếu tố khách quan ngoài phạm vi đề cập
của chuyên đề chư chất lượng nhiên liệu, kết cấu buồng đốt, kim phun, còn lại các yếu
tố như quá trình điều khiển hoạt động của động cơ ta thấy rằng hệ thống điều khiển cơ
khí dễ dẫn đến ô nhiễm môi trường hơn, vì điều khiển cơ khí mặc dù tin cậy, bền
nhưng độ linh hoạt kém hơn so với điều khiển điện tử. Với hệ thống cảm biến, ECU sẽ
thu thập dữ liệu và điều khiển quá trình cung cấp nhiên liệu tốt hơn từ đó hỗn hợp
công tác sẽ được hoà trộn tốt hơn,sẽ cháy tốt hơn và nhất là cảm biến khí xả có khả
năng nhận biết mức độ ô nhiễm khí thải giúp ECU điều chỉnh lượng nhiên liệu cung
cấp.Bên cạnh đó sự ô nhiễm về tiếng ồn ở hệ thống EDC sẽ ít hơn.

16


động cơ. Lượng dầu hồi từ ống Rail và các vòi phun sẽ theo hai đường dầu hồi một
đường quay trở lại bơm bánh răng, còn một đường quay trở lại thùng nhiên liệu.
1. Bơm cao áp
2. SCV (van điều khiển hút)
3. Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu
4. Ống phân phối
5. Cảm biến áp suất ống phân
phối
6. Van xả áp
7. Bộ giới hạn áp suất
8. Vòi phun
9. ECU động cơ
10. EDU
11. E-VRV
12. EGR tắt VSV
13. Cảm biến NE
14. Cảm biến G
18


15. Cảm biến chân ga
16. Cảm biến nhiệt độ không
17. Bộ đo dòng không khí
18. Cảm biến nhiệt độ nước
làm mát
19. Cảm biến áp suất dòng
không khí vào
20. Tín hiệu công tắc IG
21. Tín hiệu bộ khởi động
22. Tín hiệu làm nóng động cơ

6. ECU động cơ
7. EDU
8. Đầu nối DLC3
9. Cụm rơ le
10. Van EGR
11. E-VRV cho EGR
12. EGR tắt VSV
13. Thân van
14. Cảm biến vị trí trục khuỷu
15. Cảm biến xy lanh (cảm biến TDC)
16. Cảm biến vị trí chân ga
17. Cảm biến áp suất không khí nạp vào
18. Bộ đo lượng không khí ( với cảm biến nhiệt độ không khí vào)
19. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
21


2.6. Đặc điểm chung của hệ thống nhiên liệu Diesel Common Rail
- Áp suất phun: xấp xỉ 1834 Kg/cm 2 (180 Mpa). Điều này có thể ví như 16 con
voi Châu Phi ở độ tuổi trưởng thành (5,2 tấn) đứng trên tấm danh thiếp (45 cm 2).
- Khe hở piston: Khe hở của piston từ 0,5 đến 2 μm (nhỏ hơn rất nhiều so với
mặt cắt sợi tóc của con người từ 70-100μm).
- Tốc độ và lưu lượng phun:
Tốc độ phun của lần phun sơ khởi (phun thí điểm) và phun chính cực kỳ nhanh,
cả hai giai đoạn xấp xỉ 1,1 msec (trong khi đó một cái chớp mắt thông thường của con
người từ 300 – 400 msec).
Lưu lượng phun:
+ Phun thí điểm: 2 mm3
+ Phun chính: 74 mm3
● So sánh giữa phun xăng và phun Diesel (trong hệ thống Diesel Common Rail)

Khi quay cam nó lần lượt đội và không đội các piston bơm. Khi piston bơm
không được cam đội, nó bị lò xo ép xuống, nhiên liệu được hút vào trong bơm. Khi
piston được cam đội đi lên nó sẽ ép nhiên liệu đẩy đến ống cao áp.
Nhiên liệu được lấy từ thùng chứa đến bơm áp cao bằng cách sử dụng bơm tiếp
vận (bánh răng ăn khớp ngoài) lắp trong bơm áp cao.
Khi động cơ quay, 3 piston lần lượt cung cấp dầu áp suất cao đến đường ống
nhiên liệu. Khi ECU điều khiển dòng nhiên liệu vào trong buồng 3 piston, nó sẽ điều
khiển lượng và áp suất dầu cung cấp đến đường ống nhiên liệu.
Bơm cấp liệu
2

Hình 2.14: Bơm bánh răng ăn khớp ngoài
1. Bánh răng chủ động
A. Khoang áp thấp
2. Bánh răng bị động

B. Khoang áp cao

Bơm gồm hai bánh răng được dẫn động theo chiều nhất định. Bánh răng chủ
động 1 lắp trên trục chủ động, bánh răng 2 được lắp nỏng trên trục bị động (quay trơn
trên trục). Khi trục chủ động được dẫn động thì bánh răng chủ động quay và dẫn động
bánh răng bị động quay theo chiều ngược lại. Dầu từ khoang áp thấp A được bơm
guồng sang khoang B ( có thể tích nhỏ hơn khoang A) áp suất cao,từ đây dầu được
điền đầy vào khoang bơm của bơm áp cao.

24


2.7.2 Ống phân phối (RAIL)