Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4l TDCi lắp trên
xe Ford Transit

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay trong xu thế hội nhập và mở cửa của nền kinh tế Việt Nam với nền kinh tế của
các nước trên thế giới, ngành công nghiệp sản xuất ôtô cũng đang đứng trước nhiều cơ
hội cũng như những thách thức mới. Đó là những cơ hội cải tiến và phát triển công nghệ
cho ngang tầm với các nước trên thế giới nhưng cũng có nhiều thử thách đặt ra đó là khả
năng nắm bắt và tiếp thu công nghệ mới, cải tiến công nghệ cũ lạc hậu.
Hiện nay công nghệ ôtô phát triển dựa trên những tiêu chí: tăng công suất, tốc độ,
giảm suất tiêu hao nhiên liệu, điện tử hoá quá trình điều khiển và hạn chế mức
thấp nhất thành phần ô nhiễm trong khí xả động cơ nhằm tạo ra 1 nền công
nghiệp ôtô phát triển và thân thiện với môi trường.
Với sự phát triển mạnh mẽ của tin học hóa, tự động hóa trong ngành sản xuất và các
sản phẩm ô tô. Nhờ sự giúp đỡ của máy tính để cải thiện quá trình làm việc của động cơ và
ôtô nhằm đạt hiệu quả cao và chống ô nhiễm môi trường, tối ưu hoá quá trình điều khiển
dẫn đến kết cấu của động cơ và ô tô thay đổi rất phức tạp, làm cho người sử dụng và cán bộ
công nhân kỹ thuật ngành ô tô ở nước ta còn nhiều lúng túng và sai sót, khó khăn trong
việc nắm bắt công nghệ mới này nên cần có những nghiên cứu cụ thể về hệ thống điện tử
trên động cơ ô tô.
Là một sinh viên của ngành động lực sắp ra trường, em chọn đề tài: "Tính toán
thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4l" làm đề tài tốt
nghiệp. Em rất mong với đề tài này em sẽ củng cố tốt hơn kiến thức của mình để khi ra
trường em có thể đóng góp 1 phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô của nước
nhà.
Cuối cùng em xin được gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo hướng dẫn Trần
Văn Nam đã chỉ bảo em tận tình, giúp em vượt qua những khó khăn vướng mắc trong
khi hoàn thành đồ án của mình. Bên cạnh đó em cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa cơ
khí giao thông đã tạo mọi điều kiện để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.
Sinh viên thực hiện


2.2.6.1 Đặc tính tốc độ của bơm cao áp...........................................................................13
2.2.6.2 Đặc tính phun của hệ thống phun nhiên liệu kiểu cũ ..........................................14
2.3. Hệ thống nhiên liệu CommonRail Diesel...........................................................15
2.3.1.Nguyên lý hoạt động...............................................................................................16
2.3.2 Các chức năng của hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel................................19
3. Các thông số của động cơ Duratorq 2.4l................................................................22
4. Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu động cơ Duratorq 2.4l......................................23
4.1 Tính toán hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4l..........................23

2


Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4l TDCi lắp trên
xe Ford Transit

4.1.1. Tính toán nhiệt...................................................................................................23
4.1.1.1. Thông số động cơ.................................................................................................23
4.1.1.2. Các thông số chọn ban đầu..................................................................................24
4.1.1.3. Thông số tính toán...............................................................................................24
4.1.1.4. Những thông số chỉ thị........................................................................................29
............................................................................................................................................
4.1.1.5. Các chỉ tiêu có ích...............................................................................................30
4.1.1.6. Kiểm nghiệm kích thước xy lanh........................................................................31
4.1.2 . Vẽ đồ thị công.......................................................................................................31
4.1.2.1. Xác định các điểm trên đường nén với chỉ số đa biến n1..................................32
4.1.2.2. Xây đựng đường cong áp suất trên đường giãn nở..................................................32
4.2. Xác định các thông số cơ bản của bơm cao áp........................................................34
4.2.1. Thể tích nhiên liệu cung cấp cho một chu trình......................................................34
4.2.2. Đường kính piston bơm cao áp...............................................................................35
4.3. Xác định các thông số cơ bản của vòi phun...............................................................36

Common Rail Diesel động cơ Duratorq 2.4l....................................................................53
5.3.1. Cảm biến áp suất đường ống nạp (MAP)...............................................................53
5.3.2. Cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT)...........................................................................55
5.3.3. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECT)...................................................................56
5.3.4. Cảm biến vị trí bàn đạp ga......................................................................................57
5.3.5. Cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP)...........................................................................59
5.3.6. Cảm biến vị trí trục cam (CMP).............................................................................61
5.3.7. Cảm biến áp suất nhiên liệu....................................................................................62
5.4. Thiết kế hệ thống điều khiển điện tử.........................................................................63
5.4.1. Thiết kế hệ thống xử lý thông tin điều khiển hệ thống nhiên liệu của động cơ.......63
5.4.1.1. Giới thiệu sơ đồ tổng quan chức năng điều khiển điện tử ..........................63
5.4.1.2. Hệ thống xử lý.....................................................................................................65
5.4.1.3. Hệ thống chấp hành.............................................................................................65
5.4.1.4. Bộ xử lí điều khiển góc phun sớm.......................................................................65
5.4.1.5. Bộ xử lý............................................................................................................... 66
5.4.1.6. Bộ xử lý tín hiệu vào......................................................................................66
5.4.1.7. Bộ vi xử lý.......................................................................................................67
5.4.1.8. Bộ kiểm tra hệ thống.......................................................................................68
5.4.1.9. Bộ nhớ đầu ra...................................................................................................68
5.4.1.10. Các chức năng của đầu ra...........................................................................69
6. Chuẩn đoán hư hỏng và sửa chữa hệ thống nhiên liệu..................................................69
6.1. Khói đen.................................................................................................................... 69
6.2. Khói trắng.................................................................................................................71
6.3. Bơm cao áp bị hỏng...................................................................................................71
6.4. Bộ lọc bị tắc, hoặc có nước trong nhiên liệu............................................................72
6.5. Nhiên liệu rò ra lỗ vòi phun......................................................................................72
6.6. Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diesel.............................72
6.6.1. Bảo dưỡng kỹ thuật cấp một...................................................................................72
6.6.2. Bảo dưỡng kỹ thuật cấp hai....................................................................................72
6.6.3. Bảo dưỡng kỹ thuật theo mùa.................................................................................73

ứng dụng điều khiển tự động nhờ sự phát triển của công nghệ (năm 1986 Bosch đưa vào
thị trường việc điều khiển điện tử cho động cơ diesel ). Đó là hệ thống nhiên liệu
Common Rail Diesel.
Hệ thống Common Rail Diesel ra đời góp phần cải thiện nhiều cho tính năng động
cơ và tính kinh tế nhiên liệu mà lâu nay người sử dụng cũng như các nhà bảo vệ môi
trường mong đợi. Nó tạo nên hướng nghiên cứu mới cho các ngành cơ khí động lực, giao
thông,… trong nước. Hiện nay, hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel được trang bị
trên các dòng xe như Transit, Sprinter,…Những dòng xe này đang được sản xuất và sử
dụng rất thông dụng tại Việt Nam và đang mang lại những hiệu quả tích cực cả về tính

5


Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4l TDCi lắp trên
xe Ford Transit

kinh tế và khả năng bảo vệ môi trường.
Vì những lý do trên em chọn đề tài "Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu
Common Rail Diesel động cơ Duratorq 2.4l " để làm đề tài tốt nghiệp.
2. Các phương án thiết kế hệ thống nhiên liệu động cơ Duratorq 2.4l
2.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và đặc điểm chung của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel
2.1.1 Nhiệm vụ của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel
1. Chứa nhiên liệu dự trữ, đảm bảo cho động cơ hoạt động liên tục trong một khoảng
thời gian quy định.
2. Lọc sạch nước và các tạp chất cơ học có lẫn trong nhiên liệu.
3. Cung cấp lượng nhiên liệu cần thiết cho mỗi chu trình ứng với chế độ làm việc quy
định của động cơ.
4. Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xy lanh theo trình tự làm việc quy định của
động cơ.
5. Cung cấp nhiên liệu vào xy lanh động cơ đúng thời điểm theo một quy luật đã định.

2.1.2 Yêu cầu cơ bản của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel
- Bền và có độ tin cậy cao.
- Dễ chế tạo, giá thành chế tạo rẻ.
- Dễ dàng và thuận tiện trong việc bảo dưỡng và sửa chữa.
2.1.3. Đặc điểm hình hành hoà khí trong động cơ diesel
2.1.3.1. Đặc điểm
Có hai đặc điểm sau:
- Hoà khí được hình thành bên trong xylanh động cơ với thời gian rất ngắn; tính theo
góc quay trục khuỷu, chỉ bằng 1/10 đến 1/20 so với trường hợp của máy xăng; ngoài ra
nhiên liệu diesel lại khó bay hơi hơn xăng nên phải được phun thật tơi và hoà trộn đều
trong không gian buồng cháy. Vì vậy phải tạo điều kiện để nhiên liệu được sấy nóng, bay
hơi nhanh và hoà trộn đều với không khí trong buồng cháy nhằm tạo ra hoà khí, mặt khác
phải đảm bảo cho nhiệt độ không khí trong buồng cháy tại thời gian phun nhiên liệu đủ
lớn để hoà khí có thể tự bốc cháy.
- Quá trình hình thành hoà khí và quá trình bốc cháy nhiên liệu của động cơ diesel
chồng chéo lên nhau. Sau khi phun nhiên liệu, trong buồng cháy diễn ra một loạt thay đổi
lý hoá của nhiên liệu, sau đó phần nhiên liệu phun vào trước đã tạo ra hoà khí, tự bốc
cháy, trong khi nhiên liệu vẫn được phun tiếp, cung cấp cho xylanh của động cơ. Như vậy
sau khi đã cháy một phần, hoà khí vẫn tiếp tục được hình thành, và thành phần hoà khí
thay đổi liên tục trong không gian của quá trình.
2.1.3.2. Những đặc trưng của động cơ diesel
Do thời gian hình thành hoà khí bên trong ngắn, làm cho chất lượng hoà trộn rất khó
đạt tới mức độ đồng đều, vì vậy động cơ có những đặc trưng sau:

7


Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4l TDCi lắp trên
xe Ford Transit


6
5
2
3
1

Hình 2-1 Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel.
1- Thùng chứa; 2,5,- Ống nhiên liệu thấp áp; 3- Lọc thô; 4- Bơm chuyển; 6Lọc tinh; 7,12,13- Ống nhiên liệu hồi; 9- Bơm cao áp; 10- Ống nhiên liệu cao
áp; 11. Vòi phun.
8


Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4l TDCi lắp trên
xe Ford Transit

Trên hình 2-1 giới thiệu sơ đồ hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel. Bơm chuyển
nhiên liệu 4 hút nhiên liệu từ thùng chứa 1 qua bình lọc thô 3 để cung cấp nhiên liệu qua
bầu lọc tinh 6 tới bơm cao áp 9. Ở đây, bơm cao áp tiếp tục đưa nhiên liệu lên vòi phun,
với áp suất cao để phun vào buồng cháy hỗn hợp với không khí từ bên ngoài qua bình
lọc, ống nạp, tạo thành hoà khí và tự cháy, do không khí nén có nhiệt độ cao. Hoà khí
cháy giãn nở tác dụng vào piston, qua thanh truyền, làm quay. trục khuỷu sinh công. Khí
cháy sau khi đã làm việc, được đi ra khỏi xy lanh bằng ống xả và ống tiêu âm như hệ
thống nhiên liệu của động cơ xăng. Nhiên liệu rò qua khe hở thân kim phun của vòi phun
và các tổ bơm theo ống nhiên liệu hồi 7, 12, 13 trở về thùng chứa.
2.2.2 Cấu tạo của bơm cao áp.
2.2.2.1. Cấu tạo bơm cao áp thẳng hàng.

Hình 2-2 Bơm cao áp thẳng hàng.
1- Bulông xả khí; 2- Vít hãm; 3- Đầu nối ống nhiên liệu đến vòi phun; 4- Đầu nối ống
nhiên liệu vào bơm; 5- Vỏ bộ hạn chế nhiên liệu; 6- Khớp nối của trục cam; 7- Đĩa chắn



Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4l TDCi lắp trên
xe Ford Transit

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 cho nên được
sử dụng rộng rải hơn, nhưng loại bơm cao áp sử dụng trong hệ thống nhiên liệu Common
Rail kết cấu đơn giản hơn ta khảo sát sau.
2.2.3.Các dạng cấu tạo vòi phun trong hệ thống nhiên liệu động cơ diesel

Hình 2-4 Cấu tạo vòi phun.
a) Vòi phun hở; b) Vòi phun kín tiêu chuẩn; c) Vòi phun kín loại van lỗ phun; d) Có
chốt trên đầu kim; e) Phần đầu của vòi phun có chốt trên kim; 1- Thân; 2, 7- Ê cu
tròng; 3- Miệng phun; 4- Lỗ phun; 5- Đế kim; 6, 22- Kim; 8- Chốt; 9- Đũa đẩy;
10- Đĩa lò xo; 11- Lò xo; 12- Cốc.

11


Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4l TDCi lắp trên
xe Ford Transit


12


Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4l TDCi lắp trên
xe Ford Transit

lò xo thì van kim bị đẩy bật lên mở đường thông cho nhiên liệu tới lỗ phun. Áp suất
nhiên liệu làm cho van kim bắt đầu mở được gọi là áp suất bắt đầu phun nhiên liệu.
2.2.4. Bơm chuyển nhiên liệu.
Bơm chuyển nhiên liệu được đặt giữa thùng chứa nhiên liệu và bơm cao áp. Nhiệm
vụ chính của bơm chuyển nhiên liệu là cung cấp nhiên liệu với một áp suất suất dư nhất
định, để khắc phục sức cản của các bình lọc và để tạo điều kiện nạp như nhau cho các tổ
bơm.
Bơm chuyển nhiên liệu đặt ở gần bơm cao áp, do trục cam của bơm cao áp dẫn động
và thường dùng ba loại: bơm piston, bơm bánh răng và bơm cánh gạt.
2.2.4.1 Loại bơm bánh răng.

Hình 2-5 Kết cấu bơm bánh răng
1-Bánh răng bị động

2- Bánh răng chủ động

3- .Đường dầu áp suất thấp

4- Van an toàn

5- Vít điều chỉnh

6- Vỏ bơm

lò xo của bơm, lúc ấy trong không gian phía dưới piston 10, nhiên liệu được bơm vào
đường ống dẫn đến bình lọc. Khi piston dich chuyển theo lực đẩy trên con đội thông qua
cần kéo 5 thì nhiên liệu từ không gian chứa lò xo chỉ có một phần đi qua phía không gian
14


Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4l TDCi lắp trên
xe Ford Transit

dưới piston 10. Vì không gian phía dưới piston 10 có cần 5 nên không chứa hết nhiên liệu
của không gian chứa lò xo đẩy ra, nhiên liệu dôi ra sẽ di tới bình lọc.
2.2.5 Lọc nhiên liệu
Bình lọc nhiên liệu dùng trong động cơ diesel là sản phẩm đã được tiêu chuẩn hóa.
Khi thiết kế hệ thống nhiên liệu phải chọn khả năng thông qua của bình lọc bằng khoảng
hai lần nhiên liệu đi qua bình lọc. Bình lọc thô và tinh được lắp nối tiếp (bình lọc thô bơm chuyển nhiên liệu - bình lọc tinh - bơm cao áp). Lõi lọc là sợi vải, giấy, da hoặc vật
liệu hấp thụ. Phải thường xuyên rửa hoặc thay lõi lọc.
Áp suất chênh lệch trước và sau bình lọc không được vượt qua giới hạn quy định,
giới hạn đó phụ thuộc vào cấu tạo bình lọc và lượng nhiên liệu đi qua đảm bảo cho nhiên
liệu được lọc sạch, tối thiểu được lọc ba lần, lưới lọc ở miệng hút, lọc thô và lọc tinh; đặc
biệt nhiên liệu quay trở về được lọc lại nhiều lần, đôi khi ngay trước khi nhiên liệu vào
vòi phun còn có thêm một lưới lọc cao áp.
2.2.5.1 Lọc nhiên liệu thô
1

6

7
8

2

Hình 2-8 Kết cấu bầu lọc tinh
1- Vỏ bầu lọc, 2- Ống dẫn, 3- Lưới lọc, 4- Bulông, 5- Đai ốc, 6- Nắp lọc, 7- Đầu nối,
8,9- Phiến lọc, 10- Cốc lọc, 11- Lò xo tỳ, 12- Ốc xả cặn
Lõi lọc gồm có lưới kim loại, bao lụa và, phiến lọc làm bằng sợi bông. Tám phiến lọc
làm bằng sợi bông mịn hơn. Các phiến lọc (mỏng và dày) đặt xen kẽ nhau và đều lồng ra
ngoài lưới kim loại và bao lụa. Trên nắp có lắp đường ống nhiên liệu vào bầu lọc và ra
khỏi bầu lọc, lắp vít xả khí, phía dưới nắp có ống để chứa nhiên liệu đã được lọc sạch,
mặt khác ống còn ngăn không cho không khí dưới đáy lọc lọt vào không gian dẫn nhiên
liệu ra.
2.2.6 Nhược điểm của hệ thống nhiên liệu Diesel sử dụng bơm Bosch:
Nhược điểm của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel cổ điển đó là các bộ phận, cụm
chi tiết của hệ thống được dẫn động bằng cơ khí nên có độ trễ nhất định vì vậy làm việc
không thích hợp với sự thay đổi tải của động cơ. Làm thải khói đen khá lớn khi tăng tốc,
tiêu hao nhiên liệu còn cao và tiếng ồn lớn…
16


Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4l TDCi lắp trên
xe Ford Transit

2.2.6.1 Đặc tính tốc độ của bơm cao áp
Tại một vị trí của thanh răng bơm cao áp, biến thiên lượng nhiên liệu cấp cho chu
trình gct (lượng nhiên liệu của một hành trình bơm) theo tốc độ trục khuỷu n của bơm
Bosch được gọi là đặc tính cung cấp của bơm. Hành trình có ích h a của bơm cao áp được
xác định theo kích thước hình học của piston và xylanh bơm.
Trên thực tế nhiên liệu đi qua lỗ thoát, do có tổn thất lưu động nên thời gian đầu
của quá trình cung cấp, áp suất nhiên liệu bên trong xylanh sẽ tăng lên sớm hơn so với
thời điểm đóng kín lỗ thoát theo kích thước hình học. Tương tự như trên thời điểm kết
thúc cấp nhiên liệu thực tế không xảy ra cùng thời điểm mở lỗ thông do gờ rãnh nghiêng
phía dưới thực hiện mà thường muộn hơn.



Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4l TDCi lắp trên
xe Ford Transit

Vì vậy nếu điều chỉnh sao cho thành phần hoà khí thích hợp ở tốc độ cao thì khi
giảm tốc độ n, do nhiên liệu chu trình g ct giảm và không khí nạp lại tăng khiến hoà khí bị
nhạt đi làm giảm mô men của động cơ. Ngược lại nếu điều chỉnh thích hợp ở số vòng
quay thấp thì khi tăng tốc độ sẽ làm cho hoà khí quá đậm gây cháy không hết ( xuất hiện
nhiều muội than do thiếu ôxy). Chính vì vậy trong hệ thống nhiên liệu lắp bơm Bosch
thường có thêm cơ cấu hiệu chỉnh đặc tính cung cấp của bơm, nhưng cũng không thể
khắc phục hết nhược điểm này.
v

Chế độ ít tải

0.8
0.6

Chế độ đầy tải

0.4
0.2
0

nmin

n (vg/ph)

Hình 2-10 Ảnh hưởng của tốc độ động cơ tới hệ số nạp v

2.3. Hệ thống nhiên liệu CommonRail Diesel
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 hộp chứa (Rail) hay còn gọi là “Ắcquy
thủy lực”và được phân phối đến từng vòi phun theo yêu cầu tùy thuộc vào trạng thái làm
việc của động cơ. Lợi ích của vòi phun Common Rail là làm giảm mức độ tiếng ồn, nhiên
liệu được phun ra ở áp suất rất 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 cam, hệ thống Common Rail khá linh hoạt trong việc đáp ứng
thích nghi để điều khiển phun nhiên liệu cho động cơ Diesel như:
-

Phạm vi ứng dụng rộng rãi (cho xe du lịch, xe khách, tải nhẹ, tải nặng, xe lửa, tàu
thủy… ).

-

Áp suất phun đạt đến từ 1600 bar đến 2000 bar.

-

Thay đổi áp suất phun tùy theo từng chế độ hoạt động của động cơ.
19


Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4l TDCi lắp trên
xe Ford Transit

-

Có thể thay đổi thời điểm phun.

áp suất và đầu cuối có bố trí van an toàn (8), nếu áp suất tích trữ trong ắc quy thủy lực (7)
lớn quá giới hạn van an toàn sẽ mở để nhiên liệu tháo về thùng chứa
Với phương pháp này áp suất phun từ 1600 bar đến 2000 bar có thể thực hiện ở mọi
thời điểm ngay cả động cơ lúc thấp tốc. Trong hệ thống Common Rail quá trình phun
được chia thành các cách phun:
- Phun mồi (hay Phun sơ khởi- Pre-injection hoặc Pilot- injection).
- Phun chính (Main injection).
- Phun thứ cấp (Post-injection).
Một hệ thống Common Rail Diesel gồm có 4 thành phần căn bản :
- Bơm áp suất cao với van điều chỉnh áp suất và van đo lường.
- Các cảm biến ( tốc độ quay trục khuỷu, trục cam, bàn đạp ra, lưu lượng không khí và
nước làm mát, cảm biến áp suất Rail, …).
- Các cơ cấu chấp hành (Vòi phun điều khiển bằng van solenoid, bộ tăng áp, bộ hồi
lưu khí xả, các đồng hồ đo áp suất,…)
- Bộ điều khiển điện tử (ECU (PCM), EDU) kiểm soát lượng phun chính xác, điều chỉnh
áp suất và giám sát các điều kiện hoạt động của động cơ.

21


Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4l TDCi lắp trên
xe Ford Transit

Mạch áp suất thấp:

Hình 2-13 Mạch áp suất thấp
Mạch áp suất cao:

Hình 2-14 Mạch áp suất cao


ECU (PCM) và hệ thống các cảm biến.

Chức năng chính: Là điều khiển phun nhiên liệu đúng thời điểm, đúng lượng phun, đúng
áp suất phù hợp từng chế độ làm việc của động cơ.
Chức năng phụ: Là điều khiển vòng kín và vòng hở như điều khiển hệ thống hồi lưu khí
thải, tăng áp, ga tự động,… làm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và khí thải độc hại.
Động cơ Diesel thế hệ “cũ”, trong quá trình làm việc hệ thống cung cấp nhiên liệu tạo ra
tiếng ồn khá lớn. Khi khởi động và tăng tốc đột ngột lượng khói đen thải lớn.Vì vậy làm
tiêu hao nhiên liệu và ô nhiễm cao. Ở hệ thống nhiên liệu Common Rail áp suất phun từ
1600 Bar đến 2000 Bar, có thể phun ở mọi thời điểm, mọi chế độ làm việc và ngay cả
động cơ lúc thấp tốc mà áp suất phun vẫn không thay đổi.
Với áp suất cao, nhiên liệu được phun càng tơi nên quá trình cháy càng sạch hơn.
Động cơ làm việc êm dịu là nhờ cải tiến bơm cao áp (hình 6). Với kiểu bơm pittông bố
trí hình sao lệch nhau 120 độ. Hoạt động nhẹ nhàng, linh hoạt và năng suất cao, giảm được
tải trọng động trên động cơ .

Hình 2-17. Kết cấu Bơm cao áp
Các giai đoạn phun sơ khởi làm giảm thời gian cháy trễ và phun thứ cấp tạo cho quá trình
cháy hoàn thiện. Ngoài ra, hệ thống còn ứng dụng điều khiển điện tử cho động cơ, lắp
24


Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4l TDCi lắp trên
xe Ford Transit

thêm bộ hồi lưu khí xả (EGR) và tăng áp góp phần cải thiện tính năng động cơ. Trong đó
phải kể đến vòi phun Common Rail, nó thực hiện phun và lưu ở áp suất cao.
Vòi phun có van trợ lực điện từ. Nó là một thành phần chính xác cao, được chế tạo chịu
được độ kín khít cực cao. Các van, kim phun và cuộn điện từ được định vị trên thân vòi
phun. Dòng nhiên liệu từ giắc nối mạch áp suất cao đi qua van tiết lưu đi vào buồng chứa