Hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử

1.3.2. Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm VE điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ

Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm VE điện tử điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ thuộc loại EFI-diesel thông thường, sử dụng bơm cao áp phân phối và có đặc điểm sau:

- Áp suất phun đạt xấp xỉ là 80 MPa.

- Cấu tạo gần giống với bơm VE thông thường.

- Điều chỉnh lượng phun nhiên liệu bằng cơ cấu điều ga điện từ ( không dùng bộ điều tốc như bơm VE thông thường).

- Điều khiển góc phun sớm hay muộn bằng van điều khiển thời điểm phun.

(2)

(1)

(3)

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 137 trang tài liệu này.

Hình 1-3. Bơm VE điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ

1.Cảm biến tốc độ bơm; 2. Bộ tác động điều khiển quả ga; 3. Van điều khiển thời điểm phun với cảm biến vị trí thời điểm

1.3.3. Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm VE điện tử điều khiển bằng van xả áp loại 1 piston hướng trục

Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm VE điện tử điều khiển bằng van xả áp loại 1 piston hướng trục thuộc loại EFI-diesel thông thường sử dụng bơm phân phối dùng van xả áp loại gián tiếp và có đặc điểm sau:

- Áp suất phun đạt xấp xỉ là 80 MPa.

- Vẫn phải có bơm sơ cấp, khớp chữ thập dẫn động cam đĩa, vành con lăn, cam đĩa, piston, van tắt máy, cơ cấu điều khiển phun sớm.

- Không có quả ga, piston không có lỗ ngang.

- Điều chỉnh lượng phun nhiên liệu bằng van xả áp thông khoang xylanh với khoang bơm .

- Điều khiển góc phun sớm hay muộn bằng van điều khiển thời điểm phun.

Hình 1-4 . EFI –diesel loại thông thường

1.ECU; 2. Các cảm biến; 3. Bình nhiên liệu; 4. Lọc nhiên liệu;

5. Bơm cao áp; 6. Vòi phun

1.3.4. Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm VE điều khiển bằng van xả áp loại nhiều piston hướng kính

Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm VE điều khiển bằng van xả áp loại nhiều piston hướng kính thuộc loại EFI-diesel thông thường sử dụng bơm phân phối dùng van xả áp loại trực tiếp và có đặc điểm sau:

- Vẫn phải có một bơm sơ cấp để tạo ra áp suất sơ cấp hút vào trong khoang

bơm.

trục.

- Áp suất cao hơn với loại piston hướng trục (130 Mpa)

- Hệ thống tạo áp suất nhiên liệu và phân phối nhiên liệu khác so với loại hướng

- Điều khiển lượng phun bằng một van xả áp loại trực tiếp.

- Thời gian phun cực ngắn, tốc độ phun cực nhanh ( 1,1 ms = 1 lần phun mồi +

1 lần phun chính thức)

1.3.5. Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với ống phân phối (Common Rail System)

Hệ thống điều khiển động cơ diesel bằng điện tử trong một thời gian dài chậm phát triển so với động cơ xăng. Sở dĩ như vậy là vì bản thân động cơ diesel có độ êm dịu không cao nên nó ít được sử dụng trên xe du lịch. Trong thời gian đầu, các hãng

chủ yếu sử dụng hệ thống điều khiển bơm cao áp bằng điện trong các hệ thống EDC (electronic diesel control). Hệ thống EDC vẫn sử dụng bơm cao áp kiểu cũ nhưng có thêm một số cảm biến và cơ cấu chấp hành, chủ yếu để chống ô nhiễm và điều tốc bằng điện tử. Trong những năm gần đây, hệ thống điều khiển mới – hệ thống common rail với việc điều khiển kim phun bằng điện đã được phát triển và ứng dụng rộng rãi.

Hệ thống này ra đời đã 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.

Hệ thống Common Rail có đặc điểm sau:

- Các chi tiết trong hệ thống cao áp được chế tạo một cách rất chính xác

- Áp suất phun rất cao và độc lập với tốc độ của động cơ (khe hở giữa kim phun và xylanh phun là: 0,5÷ 2 µm ).

Hình 1-5. Các bộ phận chính của hệ thống nhiên liệu Common Rail

1. Cảm biến đo gió; 2. ECU; 3. Bơm cao áp; 4. Ống phân phối; 5. Vòi phun; 6. Cảm biến tốc độ trục khuỷu; 7. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát;

8. Bộ lọc nhiên liệu; 9. Cảm biến bàn đạp ga.

Hệ thống điều khiển của common rail bao gồm:

ECU, vòi phun, cảm biến tốc độ trục khuỷu, cảm biến tốc độ trục cam, Cảm biến bàn đạp ga, cảm biến áp suất tăng áp, cảm biến áp suất nhiên liệu trong ống phân phối, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến đo gió.

1.3.6. Hệ thống nhiên liệu diesel UI (Unit Injection) và UP (Unit Pump)

Hệ thống nhiên liệu UI và UP là các hệ thống phun dầu diesel được điều khiển

bằng điện tử, nhiên liệu được phun vào buồng đốt của động cơ với một lượng chính xác. Điều này cải tiến được quá trình cháy và giảm mức tiêu hao nhiên liệu.

Hệ thống này có bơm cao áp riêng được điều khiển phun nhiên liệu bằng các van solenoid, được thiết kế theo từng đơn vị riêng nên đem lại tính linh hoạt cao thích hợp với các động cơ sẵn có và bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng.

Hiện nay cả hai hệ thống nhiên liệu diesel UI , UP dược lắp đặt trên các ôtô tải, máy phát điện tỏ ra rất ưu việt về giảm mức tiêu hao nhiên liệu và lượng khí thải độc hại vào môi trường.

Nó có đặc điểm sau:

- Vòi phun với áp suất cao, tạo ra áp suất phun lên tới 207 MPa, ở tốc độ định mức nó phun tới 19 lần/s . Áp suất cao được tạo ra là do trục cam tác động vào vòi phun thông qua vấu cam hoặc có thêm cơ cấu đòn gánh.

- Môđun điều khiển điện tử ECM xác định thời điểm và lượng nhiên liệu cần

phun.

(7)

(6)

(5)

(4)

(3)

(2)

(1)

Hình 1-6. Các bộ phận dẫn động trong hệ thống nhiên liệu UI

1.Cam; 2. Đòn quay con lăn; 3.Rãnh dầu; 4. Thanh đẩy; 5. Chụp giữ thanh đẩy; 6. Đòn gánh; 7. Bộ bơm vời phun điều khiển điện tử

1.3.7. Hệ thống nhiên liệu diesel HEUI

Hệ thống nhiên liệu HEUI là một trong những cải tiến lớn của động cơ diesel. Ứng dụng hệ thống nhiên liệu HEUI vào động cơ cho phép nâng cao hiệu suất làm việc của động cơ, tiết kiệm nhiện liệu và giảm thiểu các tổn thất cũng như tiếng ồn của động cơ.

- HEUI (Hydraulically Actuated Electronically Controlled Unit) có nghĩa là tác động thủy lực, điều khiển điện tử.

- HEUI cũng được điều khiển bằng Môdun ECM. Phun nhiên liệu bằng áp suất dầu từ 800 đến 3000 Psi được bơm cao áp đưa vào vòi phun . Quá trình phun được điều khiển bằng van điện từ nhận tín hiệu điều khiển từ ECM.

- Áp suất phun đối với hệ thống nhiên liệu HEUI không phụ thuộc vào tốc độ động cơ, mà được điều khiển bằng điện tử. Hệ thống HEUI cho phép nâng cao hiệu suất làm việc của động cơ, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu các tổn thất cũng như tiếng ồn của động cơ.

Hình 1-7. Hệ thống nhiên liệu HEUI

1- Bơm cao áp; 2- Lọc dầu bôi trơn; 3- Van điều khiển áp suất tác động phun; 4- Bơm dầu bôi trơn; 5- Đường dầu cao áp; 6- Vòi phun; 7- Thùng nhiên liệu; 8- Bộ điều chỉnh áp suất nhiên liệu; 9- ECM; 10- Thiết bị tách nước; 11- Lọc thô; 12- Lọc tinh

CÂU HỎI ÔN TẬP

1. Phân tích các ưu điểm của hệ thống nhiên liệu diesel điều khiển điện tử.

2. Trình bày cách phân loại hệ thống nhiên liệu diesel điều khiển điện tử.

3. Trình bày đặc điểm của hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm PE và VE điện tử điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ.

4. Trình bày đặc điểm của hệ thống nhiên liệu diesel điện tử với bơm VE điện tử điều khiển bằng van xả áp loại 1 piston hướng trục và nhiều piston hướng kính.

5. Trình bày đặc điểm của các hệ thống nhiên liệu diesel điện tử: với ống phân phối, UI, UP và HEUI.

Chương 2

CÁC HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ

2.1. Hệ thống EFI-diesel với bơm PE điều khiển bằng cơ cấu ga điện từ

2.1.1. Cấu tạo

Về cơ bản các chi tiết của bơm PE (bơm dãy điện tử có cấu tạo và hoạt động giống như bơm PE thông thường, chỉ khác là:

- Đối với bơm PE thông thường cơ cấu điều chỉnh lượng nhiên liệu phun là thanh răng và bộ điều tốc.

- Đối với với bơm PE điện tử, để điều chỉnh lượng nhiên liệu phun thì ECU sẽ tiếp nhận các tín hiệu từ các cảm biến sau đó sẽ gửi tín hiệu điều khiển cho cơ cấu điều ga điện từ để thay đổi vị trí thanh răng (dể thay đổi tốc độ động cơ).

2.1.2. Nguyên lý hoạt động của bơm cao áp và cơ cấu ga điện từ

Khi ôtô máy kéo làm việc, tải trọng trên động cơ luôn thay đổi. Nếu thanh răng của bơm cao áp giữ nguyên một chỗ thì khi tăng tải trọng, số vòng quay của động cơ sẽ giảm xuống, còn khi tải trọng giảm thì số vòng quay tăng lên. Điều đó dẫn đến

trước tiên làm thay

đổi tốc độ của ôtô,

Hình 2-1. Bơm cao áp PE có cơ cấu điều ga điện từ

sau đó là động cơ buộc phải làm việc ở những chế độ không có lợi.

Để giữ cho số vòng quay trục khuỷu động cơ không thay đổi khi chế độ tải trọng khác nhau thì đồng thời với sự tăng tải cần phải tăng lượng nhiên liệu cấp vào xylanh, còn khi giảm tải thì giảm lượng nhiên liệu cấp vào xylanh.

Như vậy, khi có sự thay đổi tải trọng thì cần tự động điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp vào xylanh một cách phù hợp. Công việc ấy được thực hiện tự động nhờ một thiết bị đặc biệt trên bơm cao áp gọi là cơ cấu điều ga điện từ.

Cơ cấu điều ga làm nhiệm vụ :

- Điều hoà tốc độ động cơ dù có tải hay không tải (giữ vững một tốc độ hay trong phạm vi cho phép tuỳ theo loại) có nghĩa là lúc có tải hay không tải đều phải giữ một tốc độ động cơ

trong lúc cần ga đứng yên.

- Đáp ứng được mọi vận tốc theo yêu cầu của động cơ.

- Phải giới hạn được mức tải để tránh gây hư hỏng máy.

- Phải tự động cắt nhiên liệu để tắt máy khi số vòng quay vượt quá mức ấn định.

Cơ cấu điều ga của

bơm PE có cấu tạo như

hình 2-2.

Hoạt động của cơ cấu điều ga điện từ với bơm PE như sau:

Khi ECU gửi xung

Hình 2-2. Cơ cấu điều ga của bơm PE

1. Trục cam; 2. Cơ cấu điều ga điện từ;

3. Lò xo hồi vị; 4. ECU; 5. Cảm biến tốc độ; 6. Lòi thép di động (gắn với thanh răng); 7. Lòi thép cố định; 8. Cuộn dây

đến cuộn dây, trong cuộn dây sẽ sinh ra từ trường làm lòi thép di động (dịch chuyển sang trái hay phải), kéo theo thanh răng dịch chuyển làm thay đổi hành trình có ích của bơm và làm tốc độ động cơ thay đổi

ECU sẽ tiếp nhận các tín hiệu từ các cảm biến từ đó tính toán để đưa ra lượng phun phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ .

2.2. Hệ thống EFI-diesel với bơm VE điều khiển bằng cơ cấu ga điện từ

2.2.1. Cấu tạo

Cấu tạo bơm VE điện tử điều khiển bằng cơ cấu điều ga điện từ về cơ bản giống bơm VE hướng trục loại thường. Ở đây thay cho hệ đòn dẫn ga và bộ điều tốc ly tâm, người ta bố trí 1 cơ cấu điều ga điện từ. Bộ điều khiển phun sớm cũng giống như loại bơm thường nhưng có thêm van điện từ điều khiển phun sớm. Các bộ phận của bơm VE điều khiển bằng cơ cấu ga điện từ biểu thị trên hính 2-3.

2.2.2. Nguyên lý hoạt động

Bơm sơ cấp hút nhiên liệu từ bình và nén trong thân bơm tới áp suất quy định. Bơm cao áp sử dụng một piston để đưa nhiên liệu áp suất cao tới mỗi vòi phun bằng