Các Bộ Phận Cơ Bản Của Bơm Cao Áp Và Vòi Phun Up

- Hút nhiên liệu vào buồng áp suất cao

Trong giai đoạn hút, piston di chuyển đi lên nhờ lực lò xo làm tăng thể tích của buồng áp suất cao. Lúc này, van điện từ của bơm vòi phun không hoạt động. Kim van điện từ ở vị trí tận cùng bên phải (Hình 2-64), nối thông buồng áp suất cao với đường cấp nhiên liệu. Do chênh lệch áp suất, nhiên liệu từ đường cấp liệu được hút vào buồng áp suất cao.

(2)

(3)

(1)

(4)

(5)

(12)

(6)

(7)

(8)

(11)

(9)

(10)

Hình 2-65. Pha phun trước

1.Cam phun; 2. Cò mổ con lăn; 3. Lò xo piston; 4. Piston bơm; 5. Kim van điện từ;

6. Van điện từ bơm vòi phun; 7. Đường nhiên liệu hồi; 8. Đường cấp nhiên liệu;; 9. Lò xo ; 10. Kim phun; 11. Piston phản lực; 12. Buồng cao áp

Pha phun trước

Cam phun đẩy piston của bơm vòi phun đi xuống thông qua cò mổ kiểu con lăn, làm một ít nhiên liệu ở buồng áp suất cao chảy ngược về đường cấp liệu. Lúc này, ECM sẽ bắt đầu chu kỳ hoạt động, kích hoạt bộ điện từ làm kim van dịch chuyển ép vào đế van để đóng đường thông giữa đường cấp liệu và buồng áp suất cao. Kết quả là áp suất trong buồng cao áp tăng. Khi áp suất nâng kim phun (khoảng 18.000 Kpa) lớn hơn lực lò xo sẽ làm kim phun nâng lên khỏi đế của nó và bắt đầu chu kỳ phun trước.

- Giới hạn hành trình kim phun bằng nêm thủy lực

Hình 2-66. Quá trình tạo thành nêm thủy lực

1. Buồng lò xo vòi phun; 2. Lò xo; 3. Thân vòi phun; 4. Hành trình không bị chặn; 5. Khe rò; 6. Đệm thủy lực; 7. Piston giảm chấn.

(2)

(1)

(3)

(4)

(11

(5)

(6)

(7)

(10)

(8)

(9)

Hình 2-67. Pha phun chính

1.Cam phun; 2. Cò mổ con lăn; 3. Lò xo piston; 4. Piston bơm; 5. Van điện từ bơm vòi phun; 6. Đường nhiên liệu hồi; 7. Đường cấp nhiên liệu;; 8. Lò xo ;

9. Kim phun; 10. Piston phản lực; 11. Buồng cao áp

Trong pha phun trước, hành trình của kim phun bị khống chế bởi một nêm thủy lực. Vì vậy có thể định lượng chính xác lượng phun trước.

Khoảng 1/3 hành trình toàn bộ, kim phun mở mà không bị khống chế, một lượng phun trước được phun vào buồng cháy. Ngay khi piston giảm chấn đi vào xi lanh của nó trong buồng vòi phun, nhiên liệu phía trên kim phun chỉ có thể đi vào buồng lò xo thông qua khe hở rò (giữa piston giảm chấn và xi lanh của nó), tạo nên một nêm thủy lực giới hạn hành trình của kim phun trong pha phun trước.

- Kết thúc pha phun trước

Pha phun trước kết thúc ngay sau khi kim phun mở. Do piston bơm đi vẫn đang đi xuống làm tăng áp suất trong buồng cao áp và đẩy piston phản lực xuống làm tăng thể tích ở buồng áp suất cao. Kết quả làm giảm áp suất và làm đóng kim phun, kết thúc pha phun trước.

(2)

(1)

(3)

(4)

(5)

(6)

(12)

(7)

(8)

(11)

(9)

(10

(2)

(3)

(1)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

Hình 2-68. Kết thúc pha phun chính

1.Cam phun; 2. Cò mổ con lăn; 3. Lò xo piston; 4. Piston bơm; 5. Kim van điện từ; 6. Van điện từ bơm vòi phun; 7. Đường nhiên liệu hồi; 8. Đường cấp nhiên liệu;; 9. Lò xo ; 10. Kim phun; 11. Piston phản lực; 12. Kim van

Pha phun chính

Áp suất buồng cao áp lại tăng ngay sau khi kim phun đóng do van bộ điện từ vẫn đóng và piston bơm vẫn đi xuống. Khi áp suất nhiên liệu tăng (khoảng 30.000 kPa) lớn hơn lực đóng kim phun ứng với giai đoạn phun trước thì kim phun lại năng lên khỏi đế và một lượng phun chính được phun vào xi lanh động cơ.

Kết thúc pha phun chính

Khi ECM thôi kích hoạt bộ điện tử của bơm vòi phun, kim van bộ điện từ trở về vị trí ban đầu nhờ lò xo hồi vị , nối thông buồng áp suất cao với đường cấp liệu. Nhiên liệu trong buồng áp suất cao có thể hồi về đường cấp liệu làm áp suất nhiên liệu giảm xuống. Kim phun đóng lại kết thúc pha phun chính.

Sự trở về của nhiên liệu bơm vòi phun

(1)

(2)

(5)

(3)

(4)

Hình 2-69. Sơ đồ đường về của nhiên liệu

1.Nhiên liệu rò 2. Piston bơm; 3. Đường nhiên liệu hồi;

4. Đường cấp nhiên liệu; 5. Ziclơ.

Đường nhiên liệu hồi trong bơm vòi phun có tác dụng sau:

- Làm mát bơm vòi phun bằng dòng nhiên liệu từ đường cấp liệu chảy qua bơm vòi phun rồi trở về theo đường nhiên liệu về.

- Xả nhiên liệu rò rỉ qua khe hở piston bơm về thùng chứa

- Tách phần bóng hơi nhiên liệu ở đường cấp liệu cho bơm vòi phun bằng bộ tách bóng hơi nhiên liệu trên đường nhiên liệu về.

2.6. Hệ thống EFI-diesel UP

Hình 2-70. Tổng quan về EFI-diesel UP

Với hệ thống UP, nhiên liệu có áp suất cao được cung cấp bởi một bơm cao áp đơn (mỗi xylanh 1 bơm cao áp đơn). Nhiên liệu trong bơm cao áp được nén bởi piston bơm cao áp, piston được dẫn động bằng trục cam động cơ . Nhiên liệu được nén có áp suất cao cung cấp đến vòi phun thông qua các đường ống cao áp.

2.6.1. Sơ đồ hệ thống

Hình 2-71. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu EFI-diesel UP

1. Cảm biến áp suất đường ống nạp; 2. Vòi phun; 3. Bơm cao áp đơn

4. Bộ điều khiển điện tử (ECU); 5. Cảm biến vị trí bàn đạp ga; 6. Cảm biến trục cam; 7. Cảm biến tốc độ động cơ; 8. Cảm biến nhiệt độ động cơ

Hệ thống nhiên liệu UP được điều khiển bởi ECU. Nó nhận tín hiệu từ các cảm biến vị trí bàn đạp ga, tốc độ động cơ, nhiệt độ động cơ...sử lý và điều khiển sự hoạt

động của bơm cao áp đơn như hình 2-71.

Các bộ phận chính của hệ thống như hỉnh 2-72.

(4)

(3)

(5)

(2)

(6)

(1)

(7)

(8)

Hình 2- 72. Các bộ phận của hệ thống nhiên liệu UP

1. Trục cam; 2. Bơm đơn; 3. Đường nhiên liệu hồi; 4. Đường nhiên liệu cao áp; 5. Vòi phun; 6. Cung cấp nhiên liệu áp suất thấp; 7. Ống dẫn

nhiên liệu; 8. Đường cấp nhiên liệu

2.6.2. Cấu tạo và hoạt động của bơm cao áp

1. Cấu tạo

Bơm cao áp trong hệ thống nhiên liệu EFI-diesel UP có các bộ phận chính sau:

Hình 2-73. Hình dạng bên ngoài của

bơm cao áp UP

1. Cam; 2. Con lăn; 3. Xi lanh cao áp; 4. Buồng hút; 5. Thân van; 6. Đầu bơm phun; 7. Bộ điện từ bơm phun; 8 Buồng áp suất cao; 9. Piston bơm; 10. Lò xo hồi vị; 11. ống cao áp; 12. Vòi phun

Ngoài ra, ở thân bơm còn có cửa

nhiên liệu vào và ra.

Hình 2-74. Các bộ phận cơ bản của bơm cao áp và vòi phun UP

2. Hoạt động

Bơm cao áp đơn của hệ thống UP thường được lắp ở thân động cơ. Mấu cam cung cấp nhiên liệu ở trục cam động cơ dẫn động con đội thông qua con lăn. Lò xo hồi vị luôn tì con lăn sát vào mấu cam và con đội tác động lên piston làm piston dịch chuyển lên xuống trong thân BCA. Nhiên liệu thấp áp chảy qua cửa hút ở thân động cơ và đi vào buồng nén .

Lò xo van Solenoid luôn tì kim van Solenoid trên cữ chặn. Khi van Solenoid được cung cấp năng lượng, đĩa thép bị hút nên kéo kim van đóng kín đường dầu thấp áp không cho thông với buồng nén. Khi đó nhiên liệu được cung cấp đến vòi phun qua đầu nối cao áp và đường ống cao áp.

Mấu cam của trục cam động cơ đội piston bơm đi lên thông qua con đội con lăn. Quá trình phun nhiên liệu bắt đầu khi ECU cung cấp tín hiệu điện điều khiển đến van Solenoid, đĩa thép van Solenoid bị hút làm cho kim van đóng kín ngăn không cho buồng nén thông với đường dầu thấp áp. Nhiên liệu trong buồng nén bị nén và áp suất nhiên liệu trong đường ống cao áp và vòi phun tăng lên. Vòi phun bắt đầu phun nhiên liệu vào buồng đốt khi áp suất nhiên liệu khoảng 300 bar. Trong quá trình phun nhiên

liệu , áp suất nhiên liệu tăng lên khoảng 1800 bar .

Ngay khi ECU ngưng cung cấp tín hiệu điều khiển, van Solenoid mở ra và lò xo đẩy kim van tì sát trên cữ chặn làm mở thông đường dầu thấp áp và buồng nén. áp suất dầu trong buồng nén và vòi phun giảm xuống một cách đột ngột, kim phun đóng lại và quá trình phun nhiên liệu kết thúc.

Piston bơm tiếp tục đi xuống, nhiên liệu đựợc hút vào buồng nén và quá trình phun mới lại bắt đầu.

2.7. Hệ thống nhiên liệu HEUI

2.7.1. Khái quát về hệ thống nhiên liệu HEUI

Hệ thống nhiên liệu HEUI (Hydraulically Actuated Electronically Controlled Unit Injector-Tác động thủy lực, điều khiển điện tử) là một trong những cải tiến lớn của động cơ Diesel. Nó cũng là một bộ phận trong công nghệ ACERT (Công nghệ ACERT là một cải tiến mới dựa trên nguyên tắc xây dựng động cơ

thành các cụm chi tiết làm việc phối hợp với nhau để điều khiển các quá trình làm

Hình 2-75. Bơm vòi phun HEUI

việc của động cơ. Động cơ ứng dụng công nghệ ACERT nâng cao tuổi thọ, hiệu quả sử dụng nhiên liệu và hiệu suất động cơ.

Điều khiển bằng cam

- Tốc độ phun phụ thuộc tốc độ quay cam

- Thời điểm phun: khi piston di chuyển

Hệ thống NL truyền thống