Hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử dùng bơm - vòi phun kết hợp HEUI

[khoadongluc]

1. Khái quát về hệ thống nhiên liệu Diesel 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 của hãng Carterpillar. Sự ra của đời của HEUI đã thiết lập những tiêu chuẩn mới đối với động cơ về tiêu hao nhiên liệu, độ bền cũng như các tiêu chuẩn về khí thải.
Công nghệ nhiên liệu HEUI đang thay đổi cách nghĩ của nhà kỹ thuật lẫn người vận hành về hiệu suất động cơ Diesel. Vượt trội hơn hẳn công nghệ phun nhiên liệu truyền thống trước đây, HEUI cho phép điều chỉnh chính xác nhiên liệu phun vào buồng cháy cả về thời gian, áp suất và lượng nhiên liệu phun, mang lại hiệu suất cao cho động cơ.
Công nghệ phun nhiên liệu truyền thống trước đây phụ thuộc vào tốc độ động cơ, khi tốc độ động cơ tăng thì áp suất phun cũng tăng lên, gây ảnh hưởng đến độ bền của động cơ và làm tăng suất tiêu hao nhiên liệu. Áp suất phun đối với hệ thống nhiên liệu HEUI không phụ thuộc vào tốc độ động cơ mà phụ được điều khiển bằng điện. Vì vậy, động cơ trang bị hệ thống HEUI sẽ tiết kiệm nhiên liệu hơn và khí xả sạch hơn.

Đặc tính phun của hệ thống nhiên liệu HEUI​

2. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Diessel HEUI:

Sơ đồ 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

Bơm cao áp 1 là bơm piston hướng trục thay đổi lưu lượng. Dầu từ thùng dầu được hút qua các thiết bị lọc vào bơm, hoạt động của bơm sẽ làm cho áp suất dầu tăng lên đến áp suất yêu càu và bơm đến vòi phun HEUI. Bơm cao áp ở hệ thống HEUI còn có nhiệm vụ tạo ra áp suất cao cho dầu thủy lực (chính là dầu bôi trơn) tác động phun để đấy xylanh ép. ECM sẽ điều khiển dòng dầu cao áp này vào khoang ép của xylanh ép trong vòi phun để tác động phun.
Mô- đun điều khiển điện tử ECM 9 ( Electronic Control Module ) hoạt động như một máy tính điều khiển toàn bộ động cơ. ECM nhận tín hiệu điều khiển từ các cảm biến và công tắc khác nhau, phân tích xử lý nhờ phầm mềm đã cài đặt trong bộ nhớ và đưa tín hiệu điều khiển đến van điện từ của vòi phun để điều khiển thời điểm và lượng nhiên liệu phun. Đồng thời ECM cũng gửi tín hiệu đến van điều khiển áp suất tác động phun để điều khiển áp suất dầu chuyển đến vòi phun. Do đó áp suất này tỷ lệ với áp suất phun, nên qua đó ECM sẽ điều khiển được áp suất phun. Như vậy ECM sẽ điều khiển được toàn bộ quá trình phun nhiên liệu phù hợp với các tín hiệu do các cảm biến gởi về.
Van điều khiển áp suất tác động phun 3: Thông thường, áp suất do bơm cao áp tạo ra sẽ cao hơn áp suất phun, van điều khiển áp suất tác động phun sẽ xả một phần dầu trở về thùng để ổn định áp suất dầu bằng áp suất yêu cầu do tín hiệu ECM quy định.

[FONT=&quot]

[/FONT]​

Cấu tạo vòi phun HEUI​

1- Van hình nấm; 2- Cụm piston tăng cường áp suất; ​

3- Đót kim; 4- Kim phun; 5- Ti bơm; 6- Van điện từ​

Vòi phun HEUI là một thiết bị độc lập được điều khiển trực tiếp bởi ECM. Dầu Diesel có áp suất từ 800 đến 3000 psi được bơm cấp chuyển đến vòi phun. Bộ phận piston trong vòi phun hoạt động tương tự như xylanh thủy lực có tác dụng nâng áp suất dầu vào phun lên đến áp suất phun ( từ 3000 đến 21000 psi). Van điện
từ ở phía trên vòi phun nhận tín hiệu điều khiển từ ECM, qua đó điều khiển dầu bôi trơn tác đông vào piston để điều khiển thời điểm và lượng nhiên liệu phun.
[FONT=&quot]+[/FONT]Nguyên lý làm việc:
Bơm cao áp của hệ thống cấp một lượng dầu thủy lực tới van điện từ của vòi phun HEUI. Tại đây van điện từ sẽ được điều khiển mở cho dầu có áp suất cao này vào trong khoang phía dưới van hình nấm để tác động phun.
Một bơm cấp nhiên liệu ( bơm dầu Diesel ) nằm trong bơm cao áp đồng thời cấp một lượng dầu nhất định vào đường biên của cụm kim phun. Tại đây nhiên liệu có áp suất nhất định sẽ chờ sẵn ở khoang của cụm kim phun nằm phía dưới ti bơm. Một phần nhiên liệu cũng được đưa xuống cụm piston tăng cường áp suất.
Khi van điện từ mở, dầu cao áp sẽ được đưa vào trong khoang của van hình nấm, tạo nên một áp suất đẩy ti bơm đi xuống. Ti bơm đi xuống sẽ đồng thời tạo ra một áp suất thắng được sức căng của lò xo trong cụm piston tăng cường áp suất, đẩy nhiên liệu chờ sẵn dưới khoang của cần đẩy ra ngoài buồng đốt của động cơ. Khi van điện từ đóng lại, dầu cao áp ngừng cấp vào khoang van hình nấm, áp suất trên khoang van bị mất, đồng thời áp suất khoang bên dưới cần đẩy cũng giảm đột ngột, áp suất khoang phía dưới ti bơm không đủ để thắng sức căng lò xo cụm piston tăng áp nữa, ngắt quá trình phun nhiên liệu.Ở vòi phun HEUI thì quá trình phun có cả phun mồi.(Pilot Injection).
Như vậy, ứng dụng hệ thống nhiên liệu HEUI vào động cơ cho phép nâng cao hiệu suất làm việc, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu các tổn thất cũng như tiếng ồn của động cơ.
Tuy nhiên, các thiết bị trong hệ thống HEUI có độ chính xác rất cao, nhiên liệu bẩn có thể gây mòn, thậm chí phá hỏng các chi tiết trong hệ thống. Hạt bẩn có đường kính chỉ bằng 1/5 đường kính sợi tóc đã có thể gây nguy hiểm cho hệ thống. Chính vì vậy bộ lọc giữ vai trò rất quan trọng trong việc nâng cao độ bền của hệ thống.

 

[buiminhhai]

cảm ơn bác nhé

 

[sieuminh]

cảm ơn bác, em đang học về cái này

 

[phucnguyenba]

Xin cám ơn nhe. bài viết hay

 

[quang duy nang]

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ


2.1. KHAÙI QUAÙT HEÄ THOÁNG NHIEÂN LIEÄU DIESEL ÑIEÀU KHIEÅN ÑIEÄN TÖÛ (EDC – electronic diesel control).

Hình 2.1. Sô ñoà heä thoáng EDC



Söï khaùc bieät cô baûn giöõa heâï thoáng EDC vaø diesel thoâng thöôøng laø söï xuaát hieän cuûa ECU. Thoâng qua caùc caûm bieán, ECU bieát ñöôïc tình traïng hoaït ñoäng cuûa ñoäng cô vaø quyeát ñònh thôøi ñieåm vaø löu löôïng nhieân lieäu phun vaøo ñoäng cô.



2.2. GIÔÙI THIEÄU MOÄT SOÁ HEÄ THOÁNG EDC

2.2.1. Hệ thống UI:


Trong hệ thống UI bơm cao áp và vòi phun tạo thành một khối, mỗi bơm cao áp được lắp riêng cho một xylanh động cơ và được dẫn động trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua con đội hay cò mổ. So sánh với bơm thẳng hàng và bơm phân phối, loại này có áp suất phun cao hơn (trên 2050 bar). Các thông số của hệ thống nhiên liệu được tính toán bởi ECU, việc phun nhiên liệu được điều khiển bằng cách đóng mở các van điện từ.

Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống UI


1. Cam dẫn động

2. Piston

3. Van cao áp điện từ

4. Vòi phun

Hình 2.3. Sơ đồ heä thoáng nhieân lieäu UI.


1 – Bôm tieáp vaän

2 – ECU

3 – Kim bôm lieân hôïp UI

4 – Thuøng nhieân lieäu

5 – Boä taûn nhieät ECU

6 – Van ñieàu aùp

7 – Caùc caûm bieán

8 – Ñöôøng daàu hoài



2.2.2. Hệ thống UP:

Hệ thống UP về nguyên lý hoạt động tương tự hệ thống UI chỉ khác ở chỗ có thêm đoạn ống cao áp ngắn nối từ bơm cao áp đến vòi phun. Bơm được dẫn động bởi trục cam động cơ, vòi phun được lắp trên buồng đốt động cơ. Mỗi bộ bơm UP cho mỗi xylanh động cơ gồm có bơm cao áp, ống dẫn cao áp và kim phun. Lượng nhiên liệu phun và thời điểm phun của hệ thống UP cũng được điều khiển bởi van cao áp điện từ.

Hình 2.4. Sơ đồ nguyên lý hệ thống UP


1. Đầu kim phun

2. Kim phun

3. Ống cao áp

4. Van cao áp điện từ

5. Piston

6. Cam dẫn động

Hình 2.5. Heä thoáng nhieân lieäu bôm UP


1 – Bôm tieáp vaän 2 – ECU 3 – Caùc caûm bieán 4 – Kim phun 5 – Bôm cao aùp 6 – Thuøng nhieân lieäu 7 – Boä taûn nhieät 8 – Van ñieàu aùp



2.3. CÁC LOẠI CẢM BIẾN VÀ TÍN HIỆU NGÕ VÀO:

2.3.1. Cảm biến nhiệt độ:

Hình 2.8 Cảm biến nhiệt độ và đường đặc tuyến của nó


1. Đầu ghim điện

2. Vỏ

3. Đệm làm kín

4. Ren

5. Điện trở

6. Nước làm mát


Nguyên lý: Điện trở nhiệt là một phần tử cảm ứng nhận thay đổi điện trở theo nhiệt độ, được làm bằng vật liệu bán dẫn nên có hệ số nhiệt trở âm. Khi nhiệt độ tăng điện trở giảm và ngược lại. Các loại cảm biến nhiệt độ hoạt động cùng nguyên lý nhưng mức hoạt động và sự thay đổi điện trở theo nhiệt độ có khác nhau. Sự thay đổi giá trị điện trở sẽ làm thay đổi giá trị điện áp được gởi đến ECU trên nền tảng cầu phân áp.

Công dụng: Cảm biến nhiệt độ trên động cơ diesel dùng để đo nhiệt độ động cơ, nhiệt độ khí nạp, nhiệt độ dầu bôi trơn động cơ, nhiệt độ nhiên liệu diesel, nhiệt độ khí xả.

2.3.2. Cảm biến áp suất:

Nguyên lý: Dựa trên nguyên lý cầu Wheastone. Mạch cầu wheastone được sử dụng trong thiết bị nhằm tạo ra một điện áp phù hợp với sự thay đổi điện trở. Cảm biến bao gồm một tấm silicon nhỏ dày hơn ở hai mép ngoài và mỏng ở giữa. Hai mép được làm kín cùng với mặt trong của tấm silicon tạo thành buồng chân không trong cảm biến. Mặt ngòai tấm silicon tiếp xúc với áp suất cần đo. Hai mặt của tấm silicon được phủ thạch anh để tạo thành điện trở áp điện.

1. Màng 2. Chip silicon 3. Chân không 4. Ống thủy tinh 5. Cầu wheastone.

Hình 2.9 Cảm biến áp suất

Công dụng: Cảm biến áp suất dùng để đo áp suất không khí nạp, đo áp suất dầu bôi trơn, áp suất nhiên liệu, áp suất tăng áp.

2.3.3. Cảm biến tốc độ động cơ:

Công dụng: Đo tốc độ động cơ, xác định vị trí trục khuỷu (vị trí piston)

Hình 2.10 Cảm biến tôc độ động cơ


1. Nam châm

2. Hộp

3. Thân máy

4. Lõi từ

5. Cuộn solenoid

6. Khe hở không khí

7.Vành răng


Nguyên lý: Bộ phận chính của cảm biến là một cuộn cảm ứng, một nam châm vĩnh cửu và một rôto dùng để khép mạch từ có số răng tùy loại động cơ. Khi cựa răng của rôto không nằm đối diện với cực từ, từ thông đi qua cuộn dây sẽ có giá trị thấp vì khe hở lớn, từ trở cao. Khi cựa răng đến gần cực từ của cuộn dây, khe hở giảm dần khiến từ thông tăng nhanh. Nhờ sự biến thiên từ thông, trên cuộn dây sẽ xuất hiện một sức điện động. khi cựa răng rôto đối diện với cực từ của cuộn dây, từ thông có giá trị cực đại nhưng điện áp ở hai đầu có giá trị bằng không. Khi cựa răng ra khỏi cực từ khe hở không khí tăng dần từ thông giảm, sinh ra sức điện động theo chiều ngược lại.

2.3.4. Cảm biến vị trí góc quay trục cam:

Hình 2.11 Cảm biến vị trí góc quay trục cam


1. Nam châm

2. Lá thép

3. Từ trở

4. Đĩa tạo xung


Công dụng: Cảm biến này được lắp trên bơm cao áp phân phối, tín hiệu của nó được dùng cho các công dụng như đo tốc độ bơm cao áp, xác định vị trí góc quay của trục bơm và trục cam, xác định thời điểm phun ứng với các chế độ làm việc.

2.3.5. Cảm biến hiệu ứng Hall:

Hình 2.12 Cảm biến Hall

a. Dạng hướng trục b. Dạng hướng tâm


1. Đầu ghim điện

2. Vỏ

3. Thân máy

4. Đệm làm kín

5. Nam châm

6. Các phần tử Hall S1 và S2

7. Đĩa có khoét lỗ, rãnh

8. Hai track cảm ứng từ

I. Track số 1

II. Track số 2


Công dụng: Số vòng quay trục cam bằng một nửa số vòng quay trục khủyu, thông qua vị trí góc quay của trục cam, cảm biến Hall xác định vị trí của piston trong hành trình của nó, thông tin này giúp ECU xử lý.

2.3.6. Cảm biến nhấc kim phun:

Công dụng: Thời điểm phun là thông số rất quan trọng đối với hoạt động của động cơ diesel, cảm biến này dùng để ghi nhận thời điểm nhấc kim phun khỏi vị trí ban đầu.

Hình 2.14 Độ nhấc kim phun và tín hiệu điện thế

1.Thân vòi phun

2. Cảm biến

3. Lò xo

4. Đế dẫn hướng

5.Lò xo

6.Ty đẩy

7.Đai ốc chụp

8. Khớp nối

9. Chốt điều chỉnh

10. Vấu gài

11. Cuộn cảm biến

12. Chốt

13. Đế lò xo


Hình 2.13 Kim phun kiểu 2 lò xo và cảm biến nhấc kim phun

2.3.7. Cảm biến bướm ga:

Công dụng: Cảm biến bướm ga dùng để xác định vị trí bướm ga hoặc góc quay tương ứng của nó và gởi tín hiệu về ECU.

Hình 2.15 Cảm biến bướm ga


1. Hộp

2. Rotor

3. Mạch điện tử với cảm biến Hall

4. Vỏ

5. Lò xo

6. Bánh răng


Nguyên lý: Có nhiều loại cảm biến bướm ga, mỗi loại có nguyên lý riêng. Cảm biến kiểu điện áp có một điện áp kế đặt trong cảm biến dùng để đo điện áp và gởi tín hiệu về ECU. Cảm biến bướm ga kiểu hiệu ứng Hall dựa trên nguyên lý di chuyển nam châm, loại này có cảm biến Hall đặt bên trong.

2.3.8. Cảm biến đo gió:

Nguyên lý: Cảm biến đo gió kiểu nhiệt dựa trên sự phụ thuộc của năng lượng nhiệt thóat ra từ một linh kiện được nung nóng bằng điện như dây nhiệt màn nhiệt hoặc điện trở nhiệt được đặt trong dòng khí nạp.

Hình 2.16 Cảm biến đo gió kiểu nhiệt


1. Đầu ghim điện

2. Vỏ lắp cảm biến

3. Mạch điện

4. Phần tử cảm biến

5. Hộp cảm biến

6. Dòng khí nạp

7. Dòng khí ra khỏi cảm biến

8. Dòng khí vào cảm biến


Công dụng: Dùng để xác định lượng khí nạp vào xylanh động cơ

2.3.9: Cảm biến oxy:

Nguyên lý: Cảm biến oxy thực chất là một loại pin điện có sực điện động phụ thuộc nồng độ oxy trong khí thải với ZrO2 là chất điện phân. Mặt trong ZrO2 tiếp xúc với không khí,mặt ngoài tiếp xúc với oxy trong khí thải. Ở mỗi mặt của ZrO2 có phủ một lớp điện cực Platin để dẫn điện, lớp platin này rất mỏng và xốp để oxy dễ khuếch tán vào. Khi khí thải chứa oxy ít do hỗn hợp giàu nhiên liệu thì số ion oxy tập trung ở điện cực tiếp xúc khí thải ít hơn số oxy tập trung ở điện cực tiếp xúc với không khí. Sự chênh lệch này tạo tín hiệu điện áp khoảng 600-900mV. Ngược lại, khi độ chênh lệch số ion oxy ở hai điện cực nhỏ trong trường hợp hỗn hợp nghèo pin sẽ phát ra tín hiệu điện áp thấp khoảng 100-400mV.

Công dụng: Cảm biến oxy dùng để hàm lượng oxy trong khí xả, tín hiệu được gởi về ECU để điều chỉnh tỉ lệ hòa trộn nhiên liệu/không khí A/F thích hợp với chế độ làm việc động cơ.

Hình 2.17 Cảm biến oxy


1. Đầu đo

2. Chụp bảo vệ

3. Đệm

4.Chất làm kín

5. Vỏ hộp cảm biến

6. Ống bảo vệ

7. Đế giữ tiếp điểm

8. Tiếp điểm

9. Ống trượt

10. Trục ống trượt

11. Năm sợi dây nối

12. Lò xo làm kín

 

[quang duy nang]

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐIỆN TỬ BƠM CAO ÁP VÒI PHUN KẾT HỢP

I. Hệ thống nhiên liệu kim liên hợp UI (Unit injection system)



Hình 2-1: Cấu tạo động cơ Diesel sử dụng hệ thống nhiên liệu UI

2. Sơ đồ hệ thống UI:


Hình 2-2: Hệ thống bơm nhiên liệu UI

1. Bơm tiếp vận; 2. ECU; 3. Kim bơm liên hợp UI

4. Thùng nhiên liệu; 5. Bộ tản nhiệt ECU; 6. Van điều áp

7. Các cảm biến; 8. Đường dầu hồi

Hệ thống UI sử dụng bơm vòi phun kết hợp, trong bơm vòi phun có một xylanh và piston được dẫn động bằng trục cam. Trên mỗi bơm vòi phun có một van điện từ. Tới thời điểm phun ECU điều khiển van điện từ đóng lại để vòi phun phun nhiên liệu vào buồng đốt của động cơ, lượng nhiên liệu phun vào buồng đốt của động cơ phụ thuộc vào thời gian đóng van điện từ.

Nếu van điện từ đóng lâu thì lượng nhiên liệu phun vào buồng đốt của động cơ nhiều à động cơ chạy tốc độ cao, và ngược lại. Khi van điện từ mở thì buồng dầu áp suất cao trong bơm vòi phun sẽ thông với buồng dầu áp suất thấp à vòi phun không phun dầu vào buồng đốt động cơ.



Khi động cơ làm việc bơm tiếp vận sẽ bơm dầu đến các bơm vòi phun kết hợp. Khi cam đội à bơm vòi phun sẽ làm việc à áp suất dầu trong buồng cao áp tăng lên. Nếu van điện từ mở thì dầu trong buồng cao áp sẽ trả về thùng chứa. Nếu van điện từ đóng thì dầu trong buồng cao áp sẽ đến vòi phun và phun vào buồng đốt của động cơ.

3. Bơm vòi phun trong hệ thống UI

a. Cấu tạo bơm vòi phun trong hệ thống UI

Bơm kim UI cũng được lắp trên thân động cơ và được điều khiển bằng trục cam thông qua một hệ thống đòn bẩy.

Cấu tạo của hệ thống UI được sử dụng trong xe du lịch khác với những hệ thống UI dùng trong xe tải.


Hình 2-3: Cấu tạo bơm nhiên liệu UI




1- Nắp máy

2- Đuôi piston

3- Piston bơm

4- Thân bơm

5- Lò xo hồi vị piston

6- Cửa nạp

7- Vòi phun

8- Buồng nén

Hình 2-4: Bơm cao áp UI


Hình 2-5: Cấu tạo bơm vòi phun kết hợp trong hệ thống nhiên liệu UI

Bơm vòi phun của hệ thống UI được hãng Bosch sản xuất năm 1995. Bơm này có thể cung cấp một lượng nhiên liệu từ 150 mm3 đến 400 mm3 cho mỗi chu kì phun và tuổi thọ của bơm lên đến hơn 65.000 giờ hoạt động.

4. Nguyên lý làm việc của bơm vòi phun

Bơm vòi phun được lắp trên nắp máy và được dẫn động bằng trục cam của động cơ.

a.Hành trình nạp nhiên liệu: Khi cam không đội, lò xo hồi vị piston đẩy piston bơm vòi phun đi lên à nhiên liệu được nạp vào buồng nén thông qua cửa nạp. Lúc này chưa có dòng điện điều khiển van điện từ, nên lò xo đẩy van điện từ mở ra.

Hình 2-6:Hành trình nạp nhiên liệu

1. Lò xo hồi vị kim phun

2..Kim phun

3.Buồng áp suất cao



b. Hành trình nén

Khi mấu cam của trục cam tác động qua cò mổ à đuôi piston làm cho piston đi xuống nén nhiên liệu à áp suất dầu trong buồng áp suất cao tăng lên.

1- Đĩa thép

2- Lò xo van solenoid

3- Kim van solenoid

4- Đế van solenoid

5- Buồng áp suất cao

Hình 2-7: Hành trình nén nhiên liệu


c. Hành trình phun nhiên liệu

Tới thời điểm phun, ECU cấp điện cho cuộn dây của van điện từ à

cuộn dây sinh ra lực điện từ hút đĩa thép à van solenoid

đi lên đóng kín đường dầu thông giữ buồng dầu áp suất cao và buồng

dầu áp suất thấp à dầu trong buồng áp suất cao bị nén đi đến vòi phun

để phun vào buồng đốt của động cơ.


Kim phun mở khi áp suất dầu khoảng 300 bar và nhiên liệu được phun vào buồng đốt. Trong suốt quá trình phun nhiên liệu, áp suất nhiên liệu tăng lên đến khoảng 1800 bar.

Hình 2-8: Hành trình phun nhiên liệu



d. Hành trình ngừng phun nhiên liệu

Van solenoid mở ra khi ECU ngưng cung cấp tín hiệu điều khiển. Kim van solenoid lại được tì sát trên đế do lò xo hồi vị, và đường dầu thông giữa 2 buồng dầu áp suất thấp và cao lại được mở ra. Điều này làm cho áp suất trong buồng dầu áp suất cao và vòi phun giảm xuống nhanh chóng, kim phun đóng lại và kết thúc quá trình phun.

Piston bơm lại tiếp tục đi lên và nhiên liệu lại được hút vào xilanh bơm, chu kì mới lại bắt đầu.

Hình 2-9: Hành trình ngừng cung cấp nhiên liệu



II.Hệ thống Unit Pump (UP)




Hình 2-10: Cấu tạo động cơ Diesel sử dụng hệ thống nhiên liệu UP

1. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu 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 (BCA) được nén bởi piston BCA, 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.

1. Bơm tiếp vận

2 . ECU

3 . Các cảm biến

4. Kim phun

5. Bơm cao áp

6. Thùng nhiên liệu

7. bộ tản nhiệt

8. Van điều áp

Hình 2-11 :Sơ đồ hệ thống nhiên liệu UP



2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm cao áp UP

a. Cấu tạo bơm cao áp UP

Cấu tạo của bơm cao áp kiểu UP gồm có các thành phần chính như sau: pis-ton bơm (ti bơm), xy-lanh bơm nằm bên trong thân bơm, bên trên có một van dầu được điều khiển bởi lực điện từ của cuộn dây solenoid.



Hình 2-12: Cấu tạo bơm cao áp trong hệ thống nhiên liệu UP

3. Nguyên lý làm việc

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 nạp ở thân động cơ và đi vào buồng nén.

1- Thân máy

2- Cửa nạp

3- Lò xo con đội

4- Con đội

5- Con lăn




Hình 2-13: Hành trình nạp nhiên liệu của bơm cao áp

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





https://drive.google.com/file/d/1THGb9hs-CHnrhNhdQFthZWjNJyPc71vs/view?usp=sharing

 

[Cai banh xe]

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ


2.1. KHAÙI QUAÙT HEÄ THOÁNG NHIEÂN LIEÄU DIESEL ÑIEÀU KHIEÅN ÑIEÄN TÖÛ (EDC – electronic diesel control).

Hình 2.1. Sô ñoà heä thoáng EDC



Söï khaùc bieät cô baûn giöõa heâï thoáng EDC vaø diesel thoâng thöôøng laø söï xuaát hieän cuûa ECU. Thoâng qua caùc caûm bieán, ECU bieát ñöôïc tình traïng hoaït ñoäng cuûa ñoäng cô vaø quyeát ñònh thôøi ñieåm vaø löu löôïng nhieân lieäu phun vaøo ñoäng cô.



2.2. GIÔÙI THIEÄU MOÄT SOÁ HEÄ THOÁNG EDC

2.2.1. Hệ thống UI:


Trong hệ thống UI bơm cao áp và vòi phun tạo thành một khối, mỗi bơm cao áp được lắp riêng cho một xylanh động cơ và được dẫn động trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua con đội hay cò mổ. So sánh với bơm thẳng hàng và bơm phân phối, loại này có áp suất phun cao hơn (trên 2050 bar). Các thông số của hệ thống nhiên liệu được tính toán bởi ECU, việc phun nhiên liệu được điều khiển bằng cách đóng mở các van điện từ.

Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống UI


1. Cam dẫn động

2. Piston

3. Van cao áp điện từ

4. Vòi phun

Hình 2.3. Sơ đồ heä thoáng nhieân lieäu UI.


1 – Bôm tieáp vaän

2 – ECU

3 – Kim bôm lieân hôïp UI

4 – Thuøng nhieân lieäu

5 – Boä taûn nhieät ECU

6 – Van ñieàu aùp

7 – Caùc caûm bieán

8 – Ñöôøng daàu hoài



2.2.2. Hệ thống UP:

Hệ thống UP về nguyên lý hoạt động tương tự hệ thống UI chỉ khác ở chỗ có thêm đoạn ống cao áp ngắn nối từ bơm cao áp đến vòi phun. Bơm được dẫn động bởi trục cam động cơ, vòi phun được lắp trên buồng đốt động cơ. Mỗi bộ bơm UP cho mỗi xylanh động cơ gồm có bơm cao áp, ống dẫn cao áp và kim phun. Lượng nhiên liệu phun và thời điểm phun của hệ thống UP cũng được điều khiển bởi van cao áp điện từ.

Hình 2.4. Sơ đồ nguyên lý hệ thống UP


1. Đầu kim phun

2. Kim phun

3. Ống cao áp

4. Van cao áp điện từ

5. Piston

6. Cam dẫn động

Hình 2.5. Heä thoáng nhieân lieäu bôm UP


1 – Bôm tieáp vaän 2 – ECU 3 – Caùc caûm bieán 4 – Kim phun 5 – Bôm cao aùp 6 – Thuøng nhieân lieäu 7 – Boä taûn nhieät 8 – Van ñieàu aùp



2.3. CÁC LOẠI CẢM BIẾN VÀ TÍN HIỆU NGÕ VÀO:

2.3.1. Cảm biến nhiệt độ:

Hình 2.8 Cảm biến nhiệt độ và đường đặc tuyến của nó


1. Đầu ghim điện

2. Vỏ

3. Đệm làm kín

4. Ren

5. Điện trở

6. Nước làm mát


Nguyên lý: Điện trở nhiệt là một phần tử cảm ứng nhận thay đổi điện trở theo nhiệt độ, được làm bằng vật liệu bán dẫn nên có hệ số nhiệt trở âm. Khi nhiệt độ tăng điện trở giảm và ngược lại. Các loại cảm biến nhiệt độ hoạt động cùng nguyên lý nhưng mức hoạt động và sự thay đổi điện trở theo nhiệt độ có khác nhau. Sự thay đổi giá trị điện trở sẽ làm thay đổi giá trị điện áp được gởi đến ECU trên nền tảng cầu phân áp.

Công dụng: Cảm biến nhiệt độ trên động cơ diesel dùng để đo nhiệt độ động cơ, nhiệt độ khí nạp, nhiệt độ dầu bôi trơn động cơ, nhiệt độ nhiên liệu diesel, nhiệt độ khí xả.

2.3.2. Cảm biến áp suất:

Nguyên lý: Dựa trên nguyên lý cầu Wheastone. Mạch cầu wheastone được sử dụng trong thiết bị nhằm tạo ra một điện áp phù hợp với sự thay đổi điện trở. Cảm biến bao gồm một tấm silicon nhỏ dày hơn ở hai mép ngoài và mỏng ở giữa. Hai mép được làm kín cùng với mặt trong của tấm silicon tạo thành buồng chân không trong cảm biến. Mặt ngòai tấm silicon tiếp xúc với áp suất cần đo. Hai mặt của tấm silicon được phủ thạch anh để tạo thành điện trở áp điện.

1. Màng 2. Chip silicon 3. Chân không 4. Ống thủy tinh 5. Cầu wheastone.

Hình 2.9 Cảm biến áp suất

Công dụng: Cảm biến áp suất dùng để đo áp suất không khí nạp, đo áp suất dầu bôi trơn, áp suất nhiên liệu, áp suất tăng áp.

2.3.3. Cảm biến tốc độ động cơ:

Công dụng: Đo tốc độ động cơ, xác định vị trí trục khuỷu (vị trí piston)

Hình 2.10 Cảm biến tôc độ động cơ


1. Nam châm

2. Hộp

3. Thân máy

4. Lõi từ

5. Cuộn solenoid

6. Khe hở không khí

7.Vành răng


Nguyên lý: Bộ phận chính của cảm biến là một cuộn cảm ứng, một nam châm vĩnh cửu và một rôto dùng để khép mạch từ có số răng tùy loại động cơ. Khi cựa răng của rôto không nằm đối diện với cực từ, từ thông đi qua cuộn dây sẽ có giá trị thấp vì khe hở lớn, từ trở cao. Khi cựa răng đến gần cực từ của cuộn dây, khe hở giảm dần khiến từ thông tăng nhanh. Nhờ sự biến thiên từ thông, trên cuộn dây sẽ xuất hiện một sức điện động. khi cựa răng rôto đối diện với cực từ của cuộn dây, từ thông có giá trị cực đại nhưng điện áp ở hai đầu có giá trị bằng không. Khi cựa răng ra khỏi cực từ khe hở không khí tăng dần từ thông giảm, sinh ra sức điện động theo chiều ngược lại.

2.3.4. Cảm biến vị trí góc quay trục cam:

Hình 2.11 Cảm biến vị trí góc quay trục cam


1. Nam châm

2. Lá thép

3. Từ trở

4. Đĩa tạo xung


Công dụng: Cảm biến này được lắp trên bơm cao áp phân phối, tín hiệu của nó được dùng cho các công dụng như đo tốc độ bơm cao áp, xác định vị trí góc quay của trục bơm và trục cam, xác định thời điểm phun ứng với các chế độ làm việc.

2.3.5. Cảm biến hiệu ứng Hall:

Hình 2.12 Cảm biến Hall

a. Dạng hướng trục b. Dạng hướng tâm


1. Đầu ghim điện

2. Vỏ

3. Thân máy

4. Đệm làm kín

5. Nam châm

6. Các phần tử Hall S1 và S2

7. Đĩa có khoét lỗ, rãnh

8. Hai track cảm ứng từ

I. Track số 1

II. Track số 2


Công dụng: Số vòng quay trục cam bằng một nửa số vòng quay trục khủyu, thông qua vị trí góc quay của trục cam, cảm biến Hall xác định vị trí của piston trong hành trình của nó, thông tin này giúp ECU xử lý.

2.3.6. Cảm biến nhấc kim phun:

Công dụng: Thời điểm phun là thông số rất quan trọng đối với hoạt động của động cơ diesel, cảm biến này dùng để ghi nhận thời điểm nhấc kim phun khỏi vị trí ban đầu.

Hình 2.14 Độ nhấc kim phun và tín hiệu điện thế

1.Thân vòi phun

2. Cảm biến

3. Lò xo

4. Đế dẫn hướng

5.Lò xo

6.Ty đẩy

7.Đai ốc chụp

8. Khớp nối

9. Chốt điều chỉnh

10. Vấu gài

11. Cuộn cảm biến

12. Chốt

13. Đế lò xo


Hình 2.13 Kim phun kiểu 2 lò xo và cảm biến nhấc kim phun

2.3.7. Cảm biến bướm ga:

Công dụng: Cảm biến bướm ga dùng để xác định vị trí bướm ga hoặc góc quay tương ứng của nó và gởi tín hiệu về ECU.

Hình 2.15 Cảm biến bướm ga


1. Hộp

2. Rotor

3. Mạch điện tử với cảm biến Hall

4. Vỏ

5. Lò xo

6. Bánh răng


Nguyên lý: Có nhiều loại cảm biến bướm ga, mỗi loại có nguyên lý riêng. Cảm biến kiểu điện áp có một điện áp kế đặt trong cảm biến dùng để đo điện áp và gởi tín hiệu về ECU. Cảm biến bướm ga kiểu hiệu ứng Hall dựa trên nguyên lý di chuyển nam châm, loại này có cảm biến Hall đặt bên trong.

2.3.8. Cảm biến đo gió:

Nguyên lý: Cảm biến đo gió kiểu nhiệt dựa trên sự phụ thuộc của năng lượng nhiệt thóat ra từ một linh kiện được nung nóng bằng điện như dây nhiệt màn nhiệt hoặc điện trở nhiệt được đặt trong dòng khí nạp.

Hình 2.16 Cảm biến đo gió kiểu nhiệt


1. Đầu ghim điện

2. Vỏ lắp cảm biến

3. Mạch điện

4. Phần tử cảm biến

5. Hộp cảm biến

6. Dòng khí nạp

7. Dòng khí ra khỏi cảm biến

8. Dòng khí vào cảm biến


Công dụng: Dùng để xác định lượng khí nạp vào xylanh động cơ

2.3.9: Cảm biến oxy:

Nguyên lý: Cảm biến oxy thực chất là một loại pin điện có sực điện động phụ thuộc nồng độ oxy trong khí thải với ZrO2 là chất điện phân. Mặt trong ZrO2 tiếp xúc với không khí,mặt ngoài tiếp xúc với oxy trong khí thải. Ở mỗi mặt của ZrO2 có phủ một lớp điện cực Platin để dẫn điện, lớp platin này rất mỏng và xốp để oxy dễ khuếch tán vào. Khi khí thải chứa oxy ít do hỗn hợp giàu nhiên liệu thì số ion oxy tập trung ở điện cực tiếp xúc khí thải ít hơn số oxy tập trung ở điện cực tiếp xúc với không khí. Sự chênh lệch này tạo tín hiệu điện áp khoảng 600-900mV. Ngược lại, khi độ chênh lệch số ion oxy ở hai điện cực nhỏ trong trường hợp hỗn hợp nghèo pin sẽ phát ra tín hiệu điện áp thấp khoảng 100-400mV.

Công dụng: Cảm biến oxy dùng để hàm lượng oxy trong khí xả, tín hiệu được gởi về ECU để điều chỉnh tỉ lệ hòa trộn nhiên liệu/không khí A/F thích hợp với chế độ làm việc động cơ.

Hình 2.17 Cảm biến oxy


1. Đầu đo

2. Chụp bảo vệ

3. Đệm

4.Chất làm kín

5. Vỏ hộp cảm biến

6. Ống bảo vệ

7. Đế giữ tiếp điểm

8. Tiếp điểm

9. Ống trượt

10. Trục ống trượt

11. Năm sợi dây nối

12. Lò xo làm kín

Bác đăng bài thì chú ý chất lượng để khi đăng thì mọi người đọc được, nó mới có giá trị, không chỉ là rác. Bài này lỗi chữ tóe loe, bác nên sửa lại, không thì đừng đăng làm gì cho bẩn

 

[tranminhtri3569]

Cám ơn bác đã chia xẻ tận tình ạ