Do có sự sai lệch về cơ khí trong kim phun nên lưu lượng nhiên liệu được phun vào buồng đốt ở mỗi kim không giống nhau. Do vậy trên kim phun còn có trang bị thêm một điện trở điều chỉnh. Nhận thông tin từ điện trở điều chỉnh này ECU sẽ xác nhận tình trạng phun nhiên liệu của mỗi kim phun. Từ đó ECU phát hiện sự chênh lệch về lưu lượng phun giữa các kim để điều chỉnh lại lượng phun ở các kim cho đồng đều. Điện trở điều chỉnh được kết nối với ECU bằng đường dẫn riêng không kết nốivới mạch phun.
Hoạt động của kim phun có thể chia làm 4 giai đoạn chính khi động cơ làm việc và bơm cao áp tạo ra áp suất cao:
- Kim phun đóng (khi có áp lực dầu tác dụng).
- Kim phun mở (bắt đầu phun)
- Kim phun mở an toàn
- Kim phun đóng (kết thúc phun).
Các giai đoạn hoạt động là kết quả của sự phân phối lực tác dụng lên các thành phần của kim phun. Khi động cơ dừng lại và không có áp suất trong ống phân phối, lò xo kim đóng kim phun.
- Kim phun đóng (ở trạng thái nghỉ).
- Ở trạng thái nghỉ, van solenoid chưa được cung cấp điện và do đó kim phun đóng.
Kim phun mở (bắt đầu phun).
Van solenoid được cung cấp điện với dòng kích lớn để bảo đảm nó mở nhanh. Lực tác dụng lên van solenoid lớn hơn lực lò xo lỗ xả và làm mở lỗ xả ra. Gần như tức thời, dòng điện cao giảm xuống thành dòng nhỏ hơn chỉ đủ tạo ra lực điện từ để giữ ty. Điều này thực hiện được nhờ vào khe hở mạch từ bây giờ nhỏ hơn. Khi lỗ xã mở ra, nhiên liệu có thể chảy từ buồng điều khiển van vào khoang bên trên nó và từ đó trở về bình chứa thông qua đường dầu về. Lỗ xả làm mất áp suất nên áp suất trong buồng điều khiển van giảm xuống. Điều này dẫn đến áp suất trong buồng điều khiển van thấp hơn trong buồng chứa của ty kim (vẫn còn bằng với áp suất của ống). Áp suất giảm đi trong buồng điều khiển van làm giảm lực tác dụng lên piston điều khiển nên ty kim mở ra và nhiên liệu bắt đầu phun.
Tốc độ của ty kim được quyết định bởi sự khác biệt tốc độ dòng chảy giữa lỗ nạp và lỗ xả. Piston tiến tới vị trí dừng phía trên nơi mà vẫn còn chịu tác dụng
của đệm dầu được tạo ra bởi dòng chảy của nhiên liệu giữa lỗ nạp và lỗ xả. Kim phun giờ đây đã mở hoàn toàn, và nhiên liệu được phun vào buồng đốt ở áp suất gần bằng với áp suất trong ống.
Kim phun đóng (kết thúc phun).
Khi dòng qua van solenoid bị ngắt, lò xo đẩy van kim xuống và van bị đóng lỗ xả lại. Lỗ xả đóng đã làm cho áp suất trong buồng điều khiển van tăng lên thông qua lỗ nạp. Áp suất này tương đương áp suất trong ống và làm tăng lực tác dụng lên đỉnh piston điều khiển. Lực này cùng với lực của lò xo bây giờ cao hơn lực tác dụng của buồng chứa và ty kim đóng lại. Tốc độ đóng của ty kim phụ thuộc vào dòng chảy của nhiên liệu qua lỗ nạp.
e. Cảm biến áp suất ống (rail pressure sensor).
Cảm biến áp suất ống đo áp suất tức thời trong ống phân phối và báo về ECU với độ chính xác thích hợp với tốc độ đủ nhanh.
1. Mạch điện
2. Màng so
3. Màng của phần thử cảm biến
4. Ống dẫn áp suất
5. Ren lắp ghép
Hình 7.44: Cảm biến áp suất trên ống phân phối
Nhiên liệu chảy vào cảm biến áp suất ống thông qua 1 đầu mở và phần cuối được bịt kín bởi một màng cảm biến. Thành phần chính của cảm biến là một thiết bị bán dẫn được gắn trên màng cảm biến, dùng để chuyển áp suất thành tín hiệu điện. Tín hiệu do cảm biến tạo ra được đưa vào một mạch khuyếch đại tín hiệu và đưa đến ECU.
Cảm biến hoạt động theo nguyên tắc:
- Khi màng biến dạng thì lớp điện trở đặt trên màng sẽ thay đối giá trị. Sự biến dạng (khoảng 1mm ở 1500 bar) là do áp tăng lên trong hệ thống, sự thay đổi điện trở gây ra sự thay đổi điện thế của mạch cầu điện trở.
- Điện áp thay đổi trong khoảng 0 – 70 mV và được khuyếch đại bởi mạch khuyếch đại đến 0.5V – 4.5 V.
Nếu cảm biến bị hư thì van điều khiển áp suất sẽ được điều khiển theo giá trị định sẵn của ECU.
f. Van giới hạn áp suất (presure limiter valve).
Hình 7.45: Van giới hạn áp suất
1. Mạch cao áp
2. Van
3. Lỗ dầu
4. Piston
5. Lò xo
6. Đế
7. Thân van
8. Đường dầu về
Van giới hạn áp suất có chức năng như một van an toàn. Trong trường hợp áp suất vượt quá cao, thì van giới hạn áp suất sẽ hạn chế áp suất trong ống bằng cách mở cửa thoát. Van giới hạn áp suất cho phép áp suất tức thời tối đa trong ống khoảng 1500 bar.
Van giới hạn áp suất là một thiết bị cơ khí bao gồm các thành phần sau:
- Phần cổ có ren ngoài để lắp vào ống.
- Một chỗ nối với đường dầu về .
- Một piston di chuyển.
- Một lò xo.
Ở áp suất hoạt động bình thường (tối đa 1350 bar), lò xo đẩy piston xuống làm kín ống. Khi áp suất của hệ thống vượt quá mức, piston bị đẩy lên trên do áp suất của dầu trong ống thắng lực căng lò xo. Nhiên liệu có áp suất cao được thoát ra thông qua van và đi vào đường dầu về trở lại bình chứa. Khi van mở, nhiên liệu rời khỏi ống vì vậy áp suất trong ống giảm xuống.
BÀI 7
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TURBOCHARGER, EGR
1. Hệ thống điều khiển turbocharger
a. Turbocharger và Super charger
Turbocharger hay còn được gọi ngắn gọn là hệ thống tăng áp Turbo. Đây là một thiết bị vận hành bởi khí thải với mục đích là làm tăng sức mạnh của động cơ qua việc bơm không khí vào các buồng đốt.
Dễ hiểu hơn, Turbocharger sẽ tiến hành nén khí vào bên trong của các động cơ. Lượng không khí được nén vào bên trong xi lanh càng nhiều thì nhiên liệu được đưa vào động cơ càng lớn. Khi nhiên liệu lớn thì mỗi kỳ nổ ở xi lanh sẽ cho công suất sinh ra nhiều hơn.
Cấu tạo của Turbocharger gồm có hai cánh quạt tuabin được gắn trên cùng một trục nhưng lại được đặt trong 2 ngăn riêng biệt với nhau trong một hình xoắn ốc. Lượng khí thải từ động cơ sẽ được dẫn qua ngăn đầu tiên làm quay tua bin. Do đó mà tua bin trong ngăn còn lại cũng quay.
Hai chiếc tuabin này giống như máy nén khí khi chúng hút không khí từ bên ngoài và nén lại rồi tiến hành bơm vào buồng đốt. Buồng đốt có nhiều oxi khiến quá trình đốt cháy diễn ra nhanh, nhiên liệu được đốt cháy hết từ đó công suất của động cơ được tăng đáng kể.
Turbocharger không chỉ được áp dụng cơ ô tô. Năm 1910 Turbocharger lần đầu được ứng dụng cho động cơ máy bay. Năm 1923, Turbocharger được ứng dụng trên động cơ của tàu thủy. Năm 1962, chiếc ô tô sản xuất đại trà đầu tiên sử dụng Turbocharger ra đời. Ngay nay chúng đã rất phổ biến ở nhiều dòng xe. Đặc biệt, Turbo xe Honda rất được ưa chuộng.
Ngoài ra hệ thống turbo thông thường, trên ô tô còn có hệ thống turbo tăng áp kép, bản chất nó vẫn là bộ tăng áp thông thường nhưng chúng có sự kết hợp của 2
Turbo riêng biệt với 1 lớn và 1 nhỏ. Hai Turbocharger này có thể hoạt động riêng biệt để tạo ra hiệu suất tối ưu khi cần thiết.
b. Super charger
Nếu Turbocharger là hệ thống tăng áp cho động cơ thì có thể nói Supercharger là hệ thống siêu nạp động cơ. Supercharger có thể đã không còn quá xa lạ đối với nhiều người khi thực trạng độ Supercharger cho xe máy ngày càng phổ biến.
Đây cũng là một hệ thống đốt cháy cưỡng bức khí nén và tiến hành đưa khí nén vào trong xy lanh. Hệ thống này được kết nối trực tiếp với trục khuỷu của động cơ để làm việc. Nhờ đó mà động có cho khả năng tăng gấp đôi sức mạnh. Cấu tạo của Supercharger được cho là đơn giản hơn nhiều so với Turbo.
Những hệ thống Supercharger xe máy ngày càng được các dân độ xe ưa chuộng nhờ khả năng chỉ cần vặn ga là siêu nạp sẽ quay, lượng khí được bơm liên tục vào buồng đốt xe cho công suất xe lớn. Siêu nạp Supercharger sẽ cho nước đề cực mạnh và càng kéo ga càng mạnh hơn.
c. Phân biệt Supercharger và Turbocharger
Để phân biệt được hai hệ thống siêu nạp cũng như tăng áp này thì chúng ta cần tìm ra những điểm khác biệt của cả hai.
Turbocharger | Supercharger | |
Định nghĩa | Turbocharger là hệ thống đốt cháy cưỡng bức sử dụng năng lượng từ nguồn khí thải để nén khí nạp vào động cơ. | Supercharger cũng là hệ thống đốt cháy cưỡng bức nhưng nén khí trực tiếp vào động cơ được truyền năng lượng thoongq ua trục khuỷu của động cơ. |
Nguyên lý | Sử dụng dòng khí thải để tạo ra năng lượng. | Kết nối với trục khuỷu để làm quay máy nén tạo ra năng lượng. |
Khả năng kết nối động cơ | Không kết nối trực tiếp với động cơ | Trực tiếp kết nối với động cơ qua dây đai. |
Tốc độ vòng quay | Vòng quay động cơ có thể lên tới 150.000 vòng/phút. | Tối đa 50.000 vòng/phút. |
Độ “xanh” | Giúp giảm lượng khí thải carbon ra ngoài môi trường. | Khí thải xả trực tiếp ra môi trường do không có bộ giảm khí thải. |
Độ êm ái khi vận hành | Vận hành êm ái, ổn định. | Không êm do lắp ngay trên động cơ. |
Bảo dưỡng | Khó khăn trong bảo dưỡng và sửa chữa. | Sửa chữa dễ dàng. |
Vị trí đạt hiệu suất cao | Tại dải vòng tua cao. | Tại vòng tua thấp. |
Hiệu quả | Cao | Thấp |
Có thể bạn quan tâm!
-
Sơ Đồ Hệ Thống Nhiên Liệu Của Bơm Liên Hợp Up -
Cấu Tạo Và Nguyên Lý Làm Việc Của Các Chi Tiết Trên Hệ Thống Common Rail. -
Cấu Tạo Ống Tích Trữ Nhiên Liệu Áp Suất Cao -
Bảo dưỡng sửa chữa động cơ diesel - Nghề Công nghệ ô tô Dùng cho trình độ Cao đẳng Phần 1 1706172932 - 11
Xem toàn bộ 96 trang tài liệu này.
Bộ làm mát | Cần có bộ làm mát khí nén. | Không cần bộ làm mát. |
Cấu tạo | Phức tạp. | Đơn giản. |
Độ trễ | Có độ trễ do đường truyền hay bị gián đoạn. | Kết cấu trực tiếp với trục khuỷu nên không có độ trễ. |
Khả năng quay | Máy được quay bởi cánh quạt tua bin. | Quay bởi trục khuỷu thông qua dây đai. |
làm việc
2. Hệ thống EGR:
Van tuần hoàn khí thải EGR (Exhaust Gas Recirculation) sẽ điều khiển đường kết nối giữa đường ống khí thải và đường ống ngõ hút. Van cho phép một phần lượng khí thải đi vào đường ống ngõ hút. Hệ thống EGR giúp làm giảm lượng khí gây ô nhiểm môi trường nitrogen oxides (NOX), lượng khí xảy ra với nhiệt độ buồng đốt cao (đặc biệt với hỗn hợp không tốt. Một lượng khí trơ, không phản ứng được cung cấp để chống quá trình oxy hóa nhanh chóng của các phân tử nhiên liệu, vì thế làm giảm sự hình thành nitrogen oxide. Một khí trơ như vậy là khí thải. Tuy nhiên, tỉ lệ khí tuần hoàn phải không vượt quá một giá trị cực đại đã xác định. Nếu không, hỗn hợp sẽ không chứa đủ lượng oxy và sẽ làm cho quá trình đốt không hoàn thành. Điều này sẽ làm tăng lượng khí bụi phát ra cũng như hình thành nên carbon monoxide.
Không cần thiết phải có thêm van bổ xung cho vòng tuần hoàn khí thải bên trong. Trong trường hợp này, khí thải sẽ được trở về thông qua chu kỳ mở song song cho van ngũ hút và ngõ xả trong quá suốt thời gian kích ngõ hút. Kết quả là, cả không khí trong lành và khí thả sẽ được hút vào trong khoảng đi xuống của piston.
Vòng tuần hoàn khí thải bên ngoài cũng cho phép làm nguội khí thải. Việc thiếu giải nhiệt cho khí thải sẽ làm giảm hiệu suất do nhiệt độ trong buồng đốt sẽ cao hơn.
Vòng tuần hoàn khí thải chỉ được sử dụng trong điều kiện bán tải. Việc thêm hỗn hợp không gây cháy sẽ làm động cơ dễ dàng mở thêm van tiết lưu so với động cơ có cùng công suất và làm giảm tổn thất lưu lượng ở điểm này. Điều này là do lượng oxy trong không khí khi đi vào van tiết lưu sẽ giảm xuống do các phụ gia của khí thải. Tỉ lệ khí thải tuần hoàn có thể đạt 60% trong trường hợp động cơ diesel. Việc sử dụng EGR dưới điều kiện bán tải còn có nguyên nhân vật lý khác: bất kỳ sự chênh lệch dương giữa áp suất khí thải và áp suất khí ngõ hút (pExhaust > pLoad) trong dãy bán tải nên được đảo ngược thành đủ tải để tạo lượng khí trong lành đi vào hệ thống khí thải.
Van EGR bên ngoài hoạt động dựa trên nguyên lý điện tử. Phần ứng của van sẽ được ghép với kim phun, được nâng lên ngay sau khi cấp điện từ. Điềy này được thực hiện bằng một tín hiệu PWM. Nếu không có tín hiệu này, van sẽ đóng lại. Nếu van có lỗi, đèn điều khiển sẽ được kích hoạt.
Van bộ điều chỉnh chân không.
Bơm chân không. ECU.
Cảm biến vị trí bướm ga. Cảm biến tốc độ động cơ. Cảm biến nhiệt độ nước. Tín hiệu áp suất khí nạp. Bộ giảm chấn chân không. Van EGR.
Cổ góp nạp. Cổ góp thải.
Hình 7.46: Hệ thống EGR
Trong hệ thống EGR, ECU điều khiển bộ điều chỉnh chân không dựa trên các tín hiệu mà được gởi đến từ các cảm biến khác nhau, để hoạt động van EGR (đóng và mở).
Điều này gây cho một phần của khí cháy đi vòng qua để trở lại cổ góp nạp để làm chậm tốc độ cháy.
Điều này làm giảm nhiệt độ cháy và làm giảm sự tạo thành oxit ni tơ.
Thông qua van cánh bướm diesel, nó đã trở nên có thể tăng áp suất khí nạp để làm ổn định dung lượng EGR.
Van điều chỉnh chân không hoạt động tùy thuộc vào các tín hiệu từ ECU để đóng mở chân không (được tạo ra bởi bơm chân không) mà tác động van EGR.
Hình 7.47: Van chân không điều khiển EGR
Chân không mà được gởi đến bởi van điều chỉnh chân không hoạt động van EGR (đóng và mở) để đưa vào khí cháy trở về cổ góp nạp.
Sự hoạt động của EGR bị ngừng lại dưới các điều kiện được liệt kê bên dưới theo khả năng dẫn động ổn định và làm giảm khói đen.
Các điều kiện hoạt động EGR
Khi nhiệt độ nước làm mát thấp.
Khi xe đang dẫn động dưới các điều kiện tải cao.
Khi động cơ đang tăng tốc.(EGR hoạt động trong lúc không tải).
Khi xe đang dẫn động ở các vùng cao.