THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 2KD-FTV TRÊN XE TOYOTA HIACE

ĐẶT VẤN ĐỀ






Hiện nay trên thế giới nhiên liệu diesel rất được ưa
chuộng do những ưu điểm của nó mặt khác qui
định về khí thải phải giảm và cần giảm tiếng ồn ôtô
sử dụng động cơ diesel
Do vậy các nhà sản xuất đã nổ lực phát triển công
nghệ nhằm giảm lượng tiêu hao nhiên liệu, lượng
khí thải, giảm tiếng ồn, đồng thời cải tiến cơng suất
và tự động hố trong điều khiển đối với ôtô sử
dụng động cơ diesel
Hệ thống nhiên liệu Common Rail ra đời một phần
nào giải quyết vấn đề trên Vì vậy em quyết định
chọn đề tài “thiết kế hệ thống nhiên liệu động cơ
2KD-FTV trên xe Toyota Hiace” để nghiên cứu tìm
hiểu sâu hơn tính năng hệ thống nhiên liệu này.


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
Thuyết minh :

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

ĐỘNG CƠ 2KD-FTV
TRÊN XE TOYOTA HIACE
Giáo viên hướng dẫn : PGS-TS . TRẦN VĂN NAM
Giáo viên duyệt
: TS. DƯƠNG VIỆT DŨNG
Sinh viên thực hiện : HOÀNG VĂN TUẤN
Lớp
: 05C4

ĐÀ NẴNG 2010


NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THUYẾT MINH
1. Mục đích ý nghĩa đề tài
2. Giới thiệu động cơ
2KD-FTV
3. Tổng quan về hệ thống
nhiên liệu động cơ diesel
4. Thiết kế hệ thống nhiên
liệu động cơ 2KD-FTV
5. Tìm hiểu các dạng hư
hỏng, cách khắc phục và
chẩn đoán
6. Kết luận

BẢN VẼ
1. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu
Diesel
2. Kết cấu bơm cao áp động

cơ Diesel
3. Các dạng kết cấu vòi phun
động cơ Diesel.

4. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu
động cơ 2KD-FTV
5. Kết cấu bơm cao áp động
cơ 2KD- FTV
6. Kết cấu ống phân phối, van
giới hạn áp suất, lọc nhiên liệu
7. Kết cấu vòi phun động cơ
2KD-FTV


MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA ĐỀ TÀI
Mục đích ý nghĩa đề tài
-Hệ thống nhiên liệu common rail nó mang lại
những lợi ích khi sử dụng như: tiết kiệm nhiên liệu,
giảm ô nhiễm môi trường, công suất lớn, giảm
tiếng ồn trong động cơ...
-Việc nghiên cứu hệ thống nhiên liệu Common Rail
sẽ giúp chúng ta nắm bắt những kiến thức cơ bản
để nâng cao hiệu quả khi sử dụng, khai thác, sửa
chữa và cải tiến chúng. Ngồi ra nó cịn góp phần
xây dựng các nguồn tài liệu tham khảo phục vụ
nghiên cứu trong q trình học tập và cơng tác.


GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ
Giới thiệu động cơ 2KD-FTV

Động cơ 2KD-FTV của hãng
Toyota là loại động cơ Diesel tuabin
tăng áp TOYOTA D-4D, 4 kỳ 4
xylanh được đặt thẳng hàng và làm
việc theo thứ tự nổ 1-3-4-2. Động cơ
có cơng suất lớn 75 KW/3600 v/ph,
với hệ thống hồi lưu khí xả, hệ thống
tăng áp tuabin và hệ thống phối khí
của các xupáp được dẫn động trực
tiếp từ trục cam thông qua con đội
thuỷ lực, hệ thống cam kép tác dụng
trực tiếp DOHC16 xupáp.


HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL
Tổng quan về hệ thống nhiên liệu động cơ
diesel
-Kỹ sư người Đức Rodlf Diesel là người sáng
chế ra động cơ phun dầu năm 1892.
-Và vào năm 1936 Mercedes-Benz của Đức đã
cho ra mắt chiếc ô tô lắp động cơ diesel đầu
tiên trên thế giới.
-Ngày nay với sự phát triển rất nhanh của cộng
nghệ điện tử, công nghệ này đã được ứng dụng
vào động cơ đốt trong.


HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL
 Nhiệm vụ
 Dữ trữ nhiên liệu .

* Lọc sạch nhiên liệu.
 Cung cấp nhiên liệu cho động cơ .
 Các tia phun nhiên liệu vào xy lanh động cơ phải
đảm bảo kết hợp tốt giữa số lượng và phương hướng,
hình dạng kích thước của các tia phun với hình dạng
buồng cháy để hồ khí hình thành nhanh và đều.
 Yêu cấu
 Hoạt động lâu bền có độ tin cậy cao .
 Dễ dàng và thuận tiện trong sử dụng, bảo dưỡng
và sữa chữa
 Dễ chế tạo, giá thành hạ .


HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL
1 2

3

Buläng x nỉåïc
13

Thng
chỉïa nhiãn liãûu
12

5

ÄÚng
11 dáùn nhiãn liãûu r
vãư thng chỉïa

6

4

ÄÚng
10 dáùn nhiãn liãûu tỉ
thng chỉïa

13
7

8
9

Båm
chuøn nhiãn liãûu
9
8 Båm cao ạp
7 Van trn
Âỉåìng
äúng cao ạp
6

10

Âỉåìng
äúng dáùn nhiãn
5
liãûu vãư thng chỉïa

4 Vi phun

11

Âỉåìng
äúng dáùn nhiãn l
3
âãún båm cao ạp
Báưu
lc nhiãn liãûu
2

12

1Buläng x khê


NHƯỢC ĐIỂM ĐỘNG CƠ DIESEL
Nhược điểm của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel cổ
điển đó là các bộ phận, cụm chi tiết của hệ thống được dẫn
động bằng cơ khí nên có độ trễ nhất định vì vậy làm việc
khơng thích hợp với sự thay đổi tải của động cơ. Làm thải
khói đen khá lớn khi tăng tốc, tiêu hao nhiên liệu còn cao
và tiếng ồn lớn…
Hiện nay, các nhược điểm của hệ thống nhiên liệu Diesel
đã được khắc phục bằng cải tiến các bộ phận như: Bơm
cao áp, vịi phun, ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao, các
ứng dụng điều khiển tự động nhờ sự phát triển của cơng
nghệ. Đó là hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel.

THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 2KD-FTV
Bảng thông số cho trước
Tên thơng số

Kí hiệu

Giá trị

Thứ ngun

Cơng suất có ích

Ne

75

KW

Tỉ số nén

ε

18,5

Số vịng quay định mức

n

3600

Vg/ph

Đường kính xylanh

D

92

mm

Hành trình piston

S

93,8

mm

Số xylanh

i

4

Xylanh

Số kỳ

τ

4

Góc mở sớm xupap nạp

1

2

Độ

Góc đóng muộn xupap nạp

2

31

Độ

Góc mở sớm xupap thải

3

30

Độ

Góc đóng muộn xupap thải

4

0

Độ

Góc phun sớm

s

12

Độ

Loại buồng cháy

Thống nhất

Loại động cơ

Tăng áp tuabin khí


THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 2KD-FTV
GIN ÂÄƯ
BRICK

Bảng thơng số chọn
2°

Áp suất khí nạp

Nhiệt độ khí nạp
Hệ số dư lượng khơng khí

Tk
α

Thứ ngun
P(MN/m2)

0,15
298

K

15
3

11

y z'' z

14

4

13
5

12
6

10

Áp suất cuối q trình
nạp

Pa

0,144

MN/m2

9

Áp suất khí sót

Pr

0,13

MN/m2

8

Nhiệt độ khí sót

Tr

800

o

Độ sấy nóng khí nạp mới

T

26

o

Chỉ số giản nở đoạn nhiệt

m

1,45

Hệ số lợi dụng nhiệt tại z

z

0,85

Hệ số lợi dụng nhiệt tại b

b

0,9

Tỉ số tăng áp



1,4

Hệ số nạp thêm

1

1,03

Hệ số quét buồng cháy

2

0,85

Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt

t

1,1

Hệ số điền đầy đồ thị

đ

0,97

7

8

9

10

11

c''

c

ÂÄƯ
THËCÄNG

7

µp = 0.0356[MN/m2.mm]
µv = 0.04276[lit/mm]
µs = 0.536

6
C'

5
4
3
2
1
b'

pk

K

17
16

2

o

K

18

1

MN/m2

1,75

o'

31°

Pk

Giá trị

30°

Kí hiệu

11,56

12°

Tên thơng số

o

0

Vc

0

r r'
r''

a'
0,6

0,12

0,18

0,24

0,3

0,36

0,42

0,48

0.54

0,60

b
b''
a
0,66

(Vc.l)


SƠ ĐỒ HỆ THỐNG COMMON RAIL

15

14

NE
G

13

ECU

EDU

Cm biãú
n
khạc

8
4

11
12

9
5
3

2
7

6

10
1


Vị trí các chi tiết trên động cơ
Phía

trước
ĐC

Ống dẫn NL

Vịi phun

Ống NL đầu vào

Ống phân phối
•Cảm biến áp suất NL
•Bộ hạn chế áp suất


ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG COMMON RAIL

Áp suất nhiên liệu, lượng
phun và thời điểm phun
được điều khiển điện tử

Điều khiển động cơ với
độ chính xác cao

Áp suất nhiên liệu cao

Nhiên liệu hịa trộn tốt hơn

Tích trữ áp suất nhiên liệu
cao

Nhiên liệu được phun với
áp suất cao ở mọi dải tốc
độ của động cơ

• Hiệu năng và tính kinh tế nhiên liệu tăng cao
• Tiếng ồn nhỏ và ít rung động
• Khí thải sạch


LỌC NHIÊN LIỆU

2

Từ bình NL

3

Cơng tắc cảnh báo hệ
thống NL 1
Đến bơm cấp liệu

4
5

Vành đai ốc

6

7

Vỏ lọc NL (Nhựa)

Nút xả

8

9


BƠM CAO ÁP

Van 1
chiều

Cơ cấu lệch
tâm và vành
cam

Pitton

Van phân
phối

Bơm
cấp
liệu

Cảm biến
áp suất
nhiên liệu

SCV (Van điều
khiển hút)


BƠM PISTON
Pitton A: Hút
Pitton B: Bơm

Pitton A: Bơm
Pitton B: Hút

Check
Valve
Plunger A
SCV

Plunger B

: Từ bơm cap áp

: Đến ống phân

phối


VAN SCV

2

1

4

5

6

3


ỐNG PHÂN PHỐI
3
1

2

6

5
4

10
12

9

8

7
11

VỊI PHUN COMMON RAIL

1-Lỗ phun; 2-Mặt cơn;
3-Kim phun; 4-Buồng nhiên
liệu áp suất
cao;
5-Lò so kim
phun; 6-Đũa đẩy;
7-Đường hồi nhiên
liệu;
8-Đầu nối nhiên liệu
hồi;
9-Buồng điều khiển;
10-Van từ; 11-Cuộn dây
từ; 12-Đầu cắm điện đến
ECU; 13-Lỗ tiết lưu; 14-Lỗ
tiết lưu; 15-Mạch điện; 16-lò
xo xả; 17-Đầu nối nhiên liệu
vào; 18- Thân vòi phun; 19Êcu; 20-Đường dầu cao áp tới
kim phun.