Van Điều Khiển Thời Điểm Phun (Tcv) Và Bộ Định Thời

dây của van điều khiển được cấp dương và điều khiển mát. Nó điều khiển bằng điện áp nguồn cơ bản của xe. Ở van chính có một tiết lưu nhỏ để thông áp suất từ khoang xylanh lên khoang trên của van chính tạo ra sự cân bằng lực tác động vào van chính. Như vậy van điều khiển chỉ đóng vai trò xả phần áp suất phía trên của van chính, tạo điều điện cho áp suất ở khoang xylanh đảy van chính lên mở đường xả áp suất về khoang bơm để xả áp suất và kết thức phun.

Hình 2-16. Sơ đồ cấu tạo của SPV thông thường

Hình 2-17. Sơ đồ hoạt động của SPV thông thường

Hoạt động:

Bình thường van điều khiển phun trước của SPV đóng khi cuộn dây có điện. áp suất nhiên liệu và lực của lò xo làm cho van chính đóng lại vì lúc đó áp suất ở bên trong van cao hơn áp suất bên ngoài van.

Khi tín hiệu từ ECU tắt, dòng điện sẽ bị ngắt khỏi cuộn dây, van điều khiển chuyển động lên trên do lực của lò xo điều khiển để mở ra

Khi đó, áp suất dầu bên trong tác dụng lên van chính giảm xuống. Do đó, van chính đi lên để mở ra.

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 137 trang tài liệu này.

b) SPV hoạt động trực tiếp (hình 2-18)

Hình 2-18. Sơ đồ cấu tạo của SPV loại trực tiếp

Cấu tạo

SPV loại trực tiếp gồm có: Một cuộn dây, một van điện từ và một lò xo.

Trái ngược với SPV loại thông thường, loại SPV hoạt động trực tiếp, thích hợp dùng cho máy bơm có áp suất cao, với các đặc điểm là mức độ thích ứng và lưu lượng phun cao

Hơn nữa, các tín hiệu từ ECU được khuyếch đại bằng EDU để vận hành van ở mức điện áp cao xấp xỉ 150 V khi đóng van. Sau đó, van vẫn ở trạng thái đóng khi điện áp giảm thấp xuống.

Hoạt động:

Hình 2-19. Sơ đồ hoạt động của bơm và SPV

Khi khóa điện được bật ON thì EDU sẽ cấp cho cuộn dây của van điện một điện áp khoảng 160 ÷190 (V) và ngay sau đó nó duy trì điện áp trên cuộn dây khoảng 60 ÷ 80(V). Khi đó, lòi thép của van sẽ bị từ trường của cuộn dây hút mạnh và làm cho van đóng chặt cửa hồi dầu. Đảm bảo quá trình phun nhiên liệu xảy ra bình thường. Khi muốn kết thúc

phun thì tín hiệu từ ECU thông qua EDU điều khiển cắt điện ở cuộn dây van xả áp, lò xo sẽ đẩy lòi thép đi lên, đồng thời áp lực dầu ở khoang xylanh đẩy phần van để mở đường dầu xả về khoang bơm làm mất áp suất phun.

c) Hoạt động của bơm hướng trục và SPV (hình 2-19a)

- Hành trình hút: SPV

đóng lại, piston chuyển động sang trái và nhiên liệu được hút

vào buồng bơm

- Phun: SPV đóng lại, piston chuyển động sang phải, áp suất nhiên liệu tăng và nhiên liệu được bơm đi

- Kết thúc phun: SPV mở ra, áp suất nhiên liệu giảm, quá trình phun kết thúc. Khi các điều kiện để ngắt nhiên liệu được thực hiện, áp suất không tăng lên do

SPV vẫn đang trong trạng thái mở

d) Hoạt động của bơm hướng kính và SPV (hình 2-19b)

- Hành trình hút: SPV mở ra, các con lăn và piston bung ra, hút nhiên liệu vào trong buồng bơm.

- áp suất tăng: SPV đóng lại, các con lăn và piston thu lại làm cho áp suất nhiên liệu tăng

- Phun: SPV đóng lại, rôto quay và nối với cổng bơm và cổng phân phối của rôto đó bơm nhiên liệu đi

- Kết thúc phun: SPV mở ra, Do lượng nhiên liệu giảm nên áp suất cũng giảm xuống, Quá trình phun kết thúc

Khi các điều kiện đã thoả mãn để cắt nhiên liệu, áp suất không tăng lên do SPV vẫn đang ở trong trạng thái mở.

4. Điều chỉnh lượng phun

Lượng phun được điều chỉnh bằng việc vận hành SPV, tương ứng với các tín hiệu từ ECU để thay đổi thời điểm kết thúc phun

Hình 2-20. Sơ đồ điều chỉnh lượng phun

5. Van điều khiển thời điểm phun (TCV) và bộ định thời

Hình 2-21. Sơ đồ van điều khiển thời điểm phun

Hình 2-22. Sơ đồ van TCV và bộ định thời

Hình 2-23. Sơ đồ điều chỉnh thời điểm phun

a) Bơm hướng trục

Van TCV được điều khiển bằng tỷ lệ hiệu dụng (tỷ lệ theo chu kỳ làm việc) thời gian tắt/bật của dòng điện chạy qua cuộn dây. Khi điện bật, dộ dài thời gian mở van sẽ điều khiển áp suất nhiên liệu trong piston của bộ định thời

Làm sớm thời điểm phun Khi độ dài thời gian mở van

rút ngắn lại (tỷ lệ của dòng điện đang sử dụng thấp), thì lượng nhiên liệu đi tắt giảm xuống. Do đó, piston của bộ định thời chuyển động sang trái làm xoay vành con lăn theo chiều làm sớm thời điểm phun

Làm muộn thời điểm phun

Khi độ dài thời gian mở van dài (tỷ lệ của dòng điện đang được sử dụng cao), thì lượng nhiên liệu đi tắt tăng lên. Do đó, piston của bộ định thời chuyển động sang phải do lực của lò xo để làm quay vành lăn theo hướng làm muộn thời điểm phun.

b) Bơm hướng kính

Van TCV được điều khiển bằng tỷ lệ hiệu dụng (tỷ lệ theo chu kỳ làm

Hình 2-24. Sự vận hành bộ định thời bơm hướng

việc) thời gian tắt/bật của dòng điện chạy qua cuộn dây. Khi điện bật, dộ dài thời gian mở van sẽ điều khiển áp suất nhiên liệu trong piston của bộ định thời.

Làm sớm thời điểm phun

Khi độ dài thời gian mở van rút ngắn lại (tỷ lệ của dòng điện đang được sử dụng thấp), thì lượng nhiên liệu đi tăt giảm xuống. Do đó, piston của bộ định thời chuyển động sang trái làm quay vành con lăn theo chiều làm sớm thời điểm phun

Làm muộn thời điểm phun

Khi độ dài thời gian mở van dài (tỷ lệ của dòng điện đang được sử dụng cao), thì lượng nhiên liệu đi tắt tăng lên. Do đó, Piston của bộ định thời chuyển động sang phải do lực của lò xo làm quay vành con lăn theo chiều làm muộn thời điểm phun

2.4. EFI – diesel ống phân phối

Việc tạo ra áp suất và việc phun nhiên liệu hoàn toàn tách biệt với nhau trong hệ thống Common Rail. Áp suất phun được tạo ra độc lập với tốc độ động cơ và lượng nhiên liệu phun ra.

Nhiên liệu được trữ với áp suất cao trong bộ tích áp suất cao (high-pressure accumulator) và sẵn sàng để phun. Lượng nhiên liệu phun ra được quyết định bởi người lái xe, và thời điểm phun cũng như áp lực phun được tính toán bằng ECU và các biểu đồ đã lưu trong bộ nhớ của nó. Sau đó ECU sẽ điều khiển các kim phun phun tại mỗi xy lanh động cơ để phun nhiên liệu.

Chức năng chính của hệ thống Common Rail là điều khiển phun nhiên liệu đúng thời điểm, đúng lưu lượng, đúng áp suất, đảm bảo cho động cơ diesel không chỉ hoạt động êm diu mà còn tiết kiệm nhiên liệu.

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, khách,tải nhẹ, tải nặng, xe lửa và tàu thủy).

- Áp suất phun đạt đến (1350-2000) bar.

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

- Có thể thay đổi thời điểm phun.

- Phun chia làm ba giai đoạn: Phun mồi, phun chính và phun kết thúc. Hệ thống Common Rail Diesel có các ưu điểm sau:

- Tính năng động cơ và hiệu suất phun nhiên liệu cao

+ Nhiên liệu được điều khiển bằng điện tử

+ Hệ thống phun tạo sự cháy tối ưu

- Tiếng ồn và ô nhiếm môi trường thấp

+ Thân thiện môi trường và phù hợp với các quy định về ô nhiễm khí xả trên toàn thế giới

+ Vòi phun đặt thẳng đứng ở trung tâm

+ Có giai đoạn phun mồi góp phần tăng công suất đông cơ

2.4.1. Cấu tạo

Hệ thống Common Rail (hình 2-25) gồm các khối sau:

- Khối cấp dầu thấp áp: Thùng dầu, bơm tiếp dầu, bộ lọc dầu, ống dẫn dầu và đường dầu hồi.

Bơm điện

Van điều khiển định lượng nhiên liệu

Van điều khiển áp suất nhiên liệu

Bơm cao áp

Cảm biến áp suất nhiên liệu

Bầu lọc

Áp suất thấp Áp suất cao Hồi nhiên liệu

Vòi phun nhiên liệu

Hình 25. Các khối của Common Rail Bosch

- Khối cấp dầu cao áp: Bơm áp cao, Ống phân phối dầu cao áp đến các vòi phun (ống rail, ống chia chung), các ống cao áp, van an toàn và van xả áp, vòi phun.

- Khối cơ-điện tử: các cảm biến và tín hiệu, ECU (ECM) và EDU (nếu có), vòi phun, các van điều khiển hút (còn gọi là van điều khiển áp suất rail )

2.4.2. Nguyên lý hoạt động

Nhiên liệu được dẫn lên từ bơm cấp liệu đặt trong bơm cao áp được nén tới áp suất cần thiết. Piston trong bơm tạo ra áp suất phun cần thiết. áp suất này thay đổi theo tôc độ động cơ và điều kiện tải từ 20 Mpa ở chế độ không tải đến 135 Mpa ở chế độ tải cao và tốc độ vận hành cao (trong EFI-diesel thông thường thì áp suất này từ 10 đến 80 Mpa). ECU điều khiển SCV (Van điều khiển hút) để điều chỉnh áp suất nhiên liệu, điều chỉnh lượng nhiên liệu đi vào bơm cao áp.

Hình 2-26. Cấu tạo hệ thống Comon rail Denso

1.Thùng nhiên liệu; 2. Bầu lọc nhiên liệu; 3. Bơm cao áp; 4. Cảm biến áp suất; 5. Ống phân phối; 6. Bộ giới hạn áp suất; 7. Các tín hiệu từ cảm biến; 8. Các vòi phun

ECU luôn luôn theo dòi áp suất nhiên liệu trong ống phân phối bằng cảm biến áp suất nhiên liệu và thực hiện điều khiển phản hồi.

Nhiên liệu từ ống phân phối được dẫn tới các vòi phun, sẵn sàng phun vào xy lanh động cơ theo lệnh của ECU qua EDU.

Nhiên liệu thừa từ vòi phun, bơm cao áp và ống phân phối theo đường dầu hồi trở về thùng nhiên liệu.

2.4.3. Các bộ phận chính của hệ thống

1. Bơm cao áp

Bơm cao áp là bộ phận giao tiếp giữa mạch nhiên liệu thấp áp và mạch cao áp trong hệ thống nhiên liệu. Nó có chức năng cơ bản là đảm bảo đủ lượng nhiên liệu

cung cấp tại áp suất cần thiết phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ.

Bơm áp cao của hê thống Common rail được chia ra làm 3 loại chính: loại bơm 2 piston, loại bơm 3 piston và loại bơm 4 piston.

a) Bơm cao áp loại 2 piston (hình 2-27)

Cấu tạo:

Hình 2-27. Bơm cao áp loại 2 piston

Hình 2-28. Sơ đồ dòng nhiên liệu trong bơm cao áp EFI-diesel kiểu phun ống

Cấu tạo bơm áp cao loại 2 piston gồm các chi tiết chính: vỏ bơm, trục bơm,