Nghiên cứu cải tạo hệ thống phun nhiên liệu cổ điển của động cơ D12 thành hệ thống phun common rail

i

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
o0o





NGUYỄN TRUNG HIẾU
51DLTT


NGHIÊN CỨU CẢI TẠO HỆ THỐNG PHUN
NHIÊN LIỆU CỔ ĐIỂN ĐỘNG CƠ D12 THÀNH
HỆ THỐNG PHUN COMMON RAIL

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: ĐỘNG LỰC TÀU THỦY






Nha Trang, tháng 07 năm 2013
ii

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
o0o




NGUYỄN TRUNG HIẾU
51DLTT


NGHIÊN CỨU CẢI TẠO HỆ THỐNG PHUN
NHIÊN LIỆU CỔ ĐIỂN ĐỘNG CƠ D12 THÀNH
HỆ THỐNG PHUN COMMON RAIL

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: ĐỘNG LỰC TÀU THỦY


GVHD: ThS. MAI SƠN HẢI



Nha Trang, tháng 07 năm 2013
i

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ và tên SV: Nguyễn Trung Hiếu Lớp: 51DLTT Khóa: 51
Chuyên ngành: Động lực tàu thủy Khoa: Kỹ Thuật Giao Thông

Tên đề tài: “
Nghiên cứu cải tạo hệ thống phun nhiên liệu cổ điển của động cơ
D12 thành hệ thống phun Common Rail
”.
Số trang: 62 Số chương: 4 Số tài liệu tham khảo: 12

Hiện vật: 2 CD, 2 bản thuyết minh, 1 sản phẩm là hệ thống phun nhiên liệu
Common Rail trên động cơ D12 – S195 và 1 hộp ECU điều khiển.

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Kết luận: …………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Nha Trang, ngày 12 tháng 07 năm 2013
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)

Th.S Mai Sơn Hải

Điểm chung
Bằng số Bằng chữ

ii

PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên SV: Nguyễn Trung Hiếu Lớp: 51DLTT Khóa: 51
Chuyên ngành: Động lực tàu thủy Khoa: Kỹ Thuật Giao Thông
Tên đề tài: “
Nghiên cứu cải tạo hệ thống phun nhiên liệu cổ điển của động cơ
D12 thành hệ thống phun Common Rail
”.
Số trang: 62 Số chương: 4 Số tài liệu tham khảo: 12

Hiện vật: 2 CD, 2 bản thuyết minh, 1 sản phẩm là hệ thống phun nhiên liệu
Common Rail trên động cơ D12 – S195 và 1 hộp ECU điều khiển.

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Kết luận: …………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Nha Trang, ngày tháng 07 năm 2013

CÁN BỘ PHẢN BIỆN
(Ký và ghi rõ họ tên)


Điểm chung
Bằng số Bằng chữ

iii

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i
PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH vi
DANH MỤC BẢNG ix
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮC x
LỜI NÓI ĐẦU xi
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Đặt vấn đề 2
1.1.1. Lý do chọn đề tài………………………………………………………… 2
1.1.2. Đối tượng nghiên cứu. 3
1.1.3. Phạm vi nghiên cứu. 3
1.1.3.1. Về lý thuyết 3
1.1.3.2. Về thực nghiệm 3
1.1.4. Mục tiêu nghiên cứu 3

1.1.5. Kế hoạch thực hiện
3
1.2. Giới thiệu hệ thống nhiên liệu động cơ D12 – S195 4

1.2.1. Sơ đồ nguyên lý. 4

1.2.2. Nguyên lý hoạt động
6
1.2.3. Kết cấu một số bộ phận chính của hệ thống nhiên liệu D12 6
1.2.3.1. Lọc dầu và két chứa 6
1.2.3.2. Bơm cao áp và vòi phun 8
1.3. Giới thiệu hệ thống nhiên liệu Common Rail 4
1.3.1 Sơ lược lịch sử hệ thống Common Rail. 10
1.3.2. Sơ đồ nguyên lý. 13
1.3.3. Nguyên lý hoạt động. 13
1.3.4. Kết cấu các bộ phận trong hệ thống nhiên liệu Common Rail. 14
1.3.4.1.

Bình chứa nhiên liệu
14
iv

1.3.4.2.

Bơm thấp áp (bơm tiếp vận)
14
1.3.4.3.

Lọc nhiên liệu
15
1.3.4.4.

Bơm Cao Áp
15

1.3.4.5. Ống phân phối
17
1.3.4.6. Vòi phun
18
1.3.4.7.

Các cảm biến
22
1.3.4.8.

Bộ điều khiển trung tâm
26
1.3.5.

Ưu điểm của hệ thống nhiên liệu Common Rail
26
CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO
2.1.

Lựa chọn các phương án thiết kế cải hoán
30

2.1.1.

Phương án 1: Sử dụng các thiết bị của hệ thống nhiên liệu Common Rail
thuần túy
30

2.1.2. Phương án 2: Tính chọn và thiết kế các thiết bị tương đồng
32

2.2. Lựa chọn phương án tối ưu nhất
39
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CẢI HOÁN HỆ PHUN CỔ ĐIỂN THÀNH HỆ THỐNG
PHUN COMMON RAIL
3.1.Tính chọn các đối tượng trong hệ thống
41
3.1.1. Tính chọn bơm cao áp
41
3.1.1.1.

Lựa chọn và gia công puly
42
3.1.1.2.

Lựa chọn dây đai
44
3.1.1.3.

Thiết kế giá lắp bơm cao áp
44
3.1.1.4.

Kiểm tra khả năng cứng vững
45

3.1.2. Tính chọn ống tích áp
45
3.1.2.1.

Lựa chọn ống cao áp

46
3.1.2.2.

Ống nối
46
3.1.2.3.

Gia công các vị trí lắp
46
3.1.2.4.

Kiểm tra khả năng chịu áp lực
48
3.1.3. Tính chọn vòi phun
49
v

3.1.4. Thiết kế mạch ECU điều khiển
51
3.1.4.1. Quy trình làm mạch điều khiển
51
3.1.4.2. Các khối điều khiển
52
3.1.4.3. Xác định thời điểm kích phun
53
3.1.4.4. Các lưu đồ giải thuật điều khiển
54
3.2.

Thử nghiệm sau thiết kế

57
CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN

4.1.

Kết luận
61
4.2.

Hướng phát triển của đề tài
61
4.1.

Đề nghị
61
TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1. Tổng quan động cơ diesel – D 4
Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ S195 4
Hình 1.3. Cấu tạo bầu lọc và két nhiên liệu 6
Hình 1.4. Cấu tạo bơm cao áp và vòi phun 8
Hình 1.5. Áp suất phun của hệ thống Common Rail qua các năm 11
Hình 1.6. Điều khiển áp suất của hãng Bosch và Delphi 11
Hình 1.7. Hình cắt động cơ sử dụng hệ thống Common Rail của hãng Volvo 12
Hình 1.8. Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail 13
Hình 1.9. Cấu tạo bơm con lăn 14
Hình 1.10. Cấu tạo bơm bánh răng 15
Hình 1.11. Lọc nhiên liệu 15
Hình 1.12. Hình cắt bổ của bơm cao áp 16
Hình 1.13. Cấu tạo các bộ phận của bơm cao áp 3 piston hướng kính 17
Hình 1.14. Ống phân phối nhiên liệu 17
Hình 1.15. Cấu tạo của vòi phun 18
Hình 1.16. Cảm biến vị trí bàn đạp ga 22
Hình 1.17. Cảm biến tốc độ động cơ 22
Hình 1.18. Cảm biến vị trí trục cam 23
Hình 1.19. Cảm biến áp suất tăng áp tuabin 23
Hình 1.20. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 24
Hình 1.21. Cảm biến nhiệt độ khí nạp 24
Hình 1.22. Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 25
Hình 1.23. Cảm biến lưu lượng khí nạp 25

Hình 1.24. Sơ đồ hệ thống điều khiển 26
Hình 1.25. Cấu tạo của mạch điện của EDU 27
Hình 2.1. Kết cấu của bơm cao áp loại 3 piston 30
Hình 2.2. Kết cấu ống Rail 31
Hình 2.3. Vòi phun của hãng Bosch và hãng Siemens 31
vii

Hình 2.4. Hình cắt của bơm VE hướng trục 33
Hình 2.5. Đĩa cam và vành lăn 34
Hình 2.6. Cấu tạo piston bơm 34
Hình 2.7. Hai loại van điều khiển lượng nhiên liệu 35
Hình 2.8. Cấu tạo van TCV và cấu trúc bộ định thời 36
Hình 2.9.
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bộ định thời 36
Hình 2.10. Điều khiển phun sớm hơn 37
Hình 2.11.
Điều khiển phun muộn hơn 37
Hình 3.1. Bơm VE điều khiển điện tử 41
Hình 3.2. Bản bố trí sơ đồ truyền động cho bơm cao áp 42
Hình 3.3. Bản vẽ puly bơm cao áp và puly sau khi gia công 42
Hình 3.4. Bản vẽ bố trí puly chủ động 43
Hình 3.5. Vị trí cần gia công và sau khi gia công puly 43
Hình 3.6. Hình dáng kết cấu của dây đai 44
Hình 3.7. Bản vẽ giá đỡ bơm cao áp và động cơ điện dùng chạy thử nghiệm 44
Hình 3.8. Lắp bơm cao áp và động cơ chạy thử nghiệm lên giá 45
Hình 3.9. Ống tích áp được lựa chọn 46
Hình 3.10. Ống nối 46
Hình 3.11. Bản vẽ ống Rail 47
Hình 3.12. Các vị trí sau gia công 47
Hình 3.13. Bản vẽ đồ gá van giảm áp 48

Hình 3.14. Bản vẽ đồ gá đồng hồ áp lực 48
Hình 3.15. Ống Rail hoàn thiện 48
Hình 3.16. Vòi phun động cơ D12 và vòi phun điện tử hãng AKautomotive 49
Hình 3.17. Bản vẽ đồ gá vòi phun 49
Hình 3.18. Đồ gá sau khi gia công xong 50
Hình 3.19. Vòi phun sau khi gia công 50
Hình 3.20. Vam sau khi gia công 50
Hình 3.21. Vòi phun hoàn thiện 50
viii

Hình 3.22. Bố trí thiết bị kiểm tra khả năng chịu áp lực 51
Hình 3.23. Sơ đồ khối hệ thống 53
Hình 3.24. Sơ đồ chân và sơ đồ đóng gói của vi điều khiển Atmega16 53
Hình 3.25. Mạch ECU điều khiển 53
Hình 3.26. Biểu đồ biểu diễn thời điểm kích phun 53
Hình 3.27. Lưu đồ giải thuật ở chế độ khởi động 53
Hình 3.28. Lưu đồ giải thuật ở chế độ điều tốc n = const 53
Hình 3.29. Lưu đồ giải thuật ở chế độ ngắt phun 53
Hình 3.30. Lưu đồ giải thuật ở chế độ phun 53
Hình 3.31. Lưu đồ giải thuật ở chế độ an toàn 53
Hình 3.32. Bố trí tổng thể thiết bị để thử nghiệm 57
Hình 3.33. Bố trí thiết bị để đo lưu lượng 57
Hình 3.34. Đồ thị G
h
– t
f
57

ix

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 – 1. Thông số kỹ thuật của động cơ diesel D12 – S195 5
Bảng 1 – 2. Các chi tiết và phụ tùng của hệ thống nhiên liệu 6
Bảng 1 – 3. Tên các chi tiết của bơm cao áp 8
Bảng 1 – 4. Tên các chi tiết của Vòi phun 9
Bảng 3 – 1. Bảng so sánh áp suất tương đối ứng với từng loại bơm cao áp 41
Bảng 3 – 2. Bảng số liệu khi đo lưu lượng vòi phun trong một chu trình 58

x

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮC

ECU – Electronic Control Unit
EDU –
Electronic Drive Unit

CR – Common Rail
EFI – Electronic Fuel Injection
GDI – Gasoline Direct Injection
TCV – Timing Control Valve
SPV – Spill Valve
BCA – Bơm cao áp
ĐCT – Điểm Chết Trên

xi


L
Ờ
I NÓI Đ
Ầ
U

Hiện nay, vấn đề nhiên liệu là vấn đề nang giải cấp bách của các nước trên th
ế
giới nói chung và Việt Nam nói riêng, nhiều năm trở lại đây hệ thống nhiên liệu củ
a
các động cơ đốt trong được cải tạo càng lúc càng tối ưu hóa cho quá trình cháy đượ
c
triệt để nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường khí hậu hiện nay và cũng là tiết kiệ
m
nhiên liệu trong thời kì bão giá khó khăn của kinh tế.
Cũng chính vì thế đó, sau mấy năm rèn luyện và học tập tích lũy trên ghế
nhà
Trường Đại Học Nha Trang, nhờ sự tận tình giúp đỡ của quý thầy trong Khoa K
ỹ
Thuật Giao Thông mà em đã hoàn thành khóa luận tốt nghiệp với đề tài
“Nghiên
cứu cải tạo Hệ thống phun nhiên liệu cổ điển của động cơ D12 thành hệ thố
ng
phun Common Rail”
nhằm cải tạo lại hệ thống nhiên liệu của độ
ng cơ diesel D12,
ứng dụng điều khiển điện tử trong hệ thống nhiên liệu nên sử dụng hệ thống CR đ
ể
tận dụng hiệu quả trong quá trình điều khiển được tối ưu hơn.
Qua đây em cũng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Ths. Mai Sơn Hả
i và
thầy Ths. Đoàn Phước Thọ đã tận tình hướng dẫn trong quá trình làm luận văn tố
t
nghiệp. Em cũng xin cảm ơn quý thầy trong Khoa Kỹ Thuật Giao Thông – Trườ
ng
Đại Học Nha Trang tận tình giúp đỡ truyền đạt kiến thức trong mấy năm học tậ

p,
trao dồi cho em vốn kiến thức chuyên môn làm nền tả
ng và hành trang cho em sau
này bước vào đời được vững chảy và tự tin.
Em cũng chân thành cảm ơn những người thân trong gia đình, bạ
n bè và
những người thân yêu đã luôn động viên và giúp đỡ cho em. Cuố
i cùng em xin kính
chúc quý thầy, gia đình và bạn bè được dồi dào sức khỏ
e, thành công trong công
việc.

Nha Trang, ngày 12 tháng 07 năm 2013

Sinh viên thực hiện


Nguyễn Trung Hiếu

1








CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ

NGHIÊN CỨU










2

1.1. Đặt vấn đề
1.1.1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay, trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, vấn nạn ô nhiễm môi
trường do khí thải động cơ và vấn đề cạn kiệt nguồn nhiên liệu từ dầu mỏ đang là
vấn đề không của riêng ai. Điều này cần phải được kiểm soát để bảo vệ sức khỏe và
nguồn tài nguyên này.
Hầu hết các động cơ hiện nay đã đạt được các tiêu chuẩn như là Euro… về vấn
đề khí thải nên đã giảm được một lượng lớn khí thải do cải thiện được quá trình
cháy của động cơ bằng nhiều cách khác nhau như đánh lửa điện tử, điều khiển phun
bằng điện tử, bộ xử lý khí thải, sử dụng nhiên liệu sinh học…
Giá nhiên liệu

càng lúc càng tăng vọt dẫn đến các công nghệ khác thay thế như
hybrid hay pin nhiên liệu nhưng nó vẫn còn hạn chế nên động cơ diesel là xu thế
chung cho lựa chọn hiện nay.
Nhiều cải tiến cho các hệ thống của động cơ được tiến hành như công nghệ đa
van, công nghệ phun nhiên liệu trực tiếp, công nghệ kiểm soát tiền cháy nổ, hệ

thống CR…Càng khẳng định sự cần thiết của việc lựa chọn động cơ diesel cho
ngành công nghiệp ô tô hiện nay.
Trong đó, công nghệ góp phần không nhỏ là hệ thống nhiên liệu khiển điện tử
CR do hãng Bosch chế tạo lần đầu tiên (năm 1977) và nhanh chóng chiếm ưu thế do
điều khiển được quá trình cung cấp nhiên liệu, áp suất phun ổn định và lưu lượng
đều cho các xy lanh ở các trường hợp làm việc khác nhau của động cơ .
Tại Việt Nam, một lượng không nhỏ các động cơ diesel đang lưu hành. Để bắt
kịp với xu thế chung đó mà đề tài “
Nghiên cứu cải tạo Hệ thống phun nhiên liệu
cổ điển của động cơ D12 thành hệ thống phun Common Rail
” được lựa chọn để
góp phần nâng cao hiểu biết sâu hơn về động cơ và hệ thống nhiên liệu CR.




3

1.1.2. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là hệ thống nhiên liệu động cơ diesel D12.
1.1.3. Phạm vi nghiên cứu
1.1.3.1. Về lý thuyết
Cấu tạo và nguyên lý hệ thống nhiên liệu CR động cơ Diesel.
Tính toán hệ thống nhiên liệu CR động cơ Diesel.
Đặc tính phun của vòi phun điện tử.
1.1.3.2. Về thực nghiệm
Thiết kế cải tạo hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel D12.
1.1.4. Mục tiêu nghiên cứu
Cải tạo hệ thống nhiên liệu của động cơ D12 thành hệ thống CR.
1.1.5. Kế hoạch thực hiện

Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu (từ 25/02/2013 đến 15/3/2013).
Chương 2: Xây dựng phương án cải tạo (từ 16/03/2013 đến 10/04/2013).
Chương 3: Thiết kế cải hoán hệ thống phun cổ điển thành hệ thống phun
Common Rail (từ 11/04/2013 đến 05/06/2013).
Chương 4: Kết luận và đề nghị (từ 06/06/2013 đến 08/06/2013).












4

1.2. Giới thiệu hệ thống nhiên liệu động cơ D12 – S195
1.2.1. Sơ đồ nguyên lý

Hình 1.1. Tổng quan động cơ diesel – D
1. Piston 2. Đũa đẩy 3. BCA 4. Hộp số 5. Tay ga
Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ diesel S195

Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ S195
1. Két nhiên liệu 2. Động cơ 3. BCA 4. Lọc dầu 5. Đường dầu cao áp
6,9. Van 2 ngã 7. Đường dầu hồi về 8. Đường dẫn nhiên liệu

5

Bảng 1 – 1. Thông số kỹ thuật của động cơ diesel D12 – S195
Nhãn
hiệu
Thông số kỹ thuật
Số kiểu
và kiểu
cách
Cách làm
mát và cách
nổ máy
Cao
Phong
Đường kính xy lanh 95 (mm)
Máy
diesel
S195

-

Một xy
lanh

-

4 kỳ

-

Kiểu nằm
ngang

Làm mát
bằng nước
kiểu bốc hơi
(kiểu két
nước – quạt
gió )

-

Tay quay
Hành trình piston 115 (mm)
Công suất định mức 12 (HP)
Thể tích xy lanh 0,815 (lít)
Tốc độ quay 2000 (v/p)
Tỷ số nén 20:1
Áp suất nén hữu
hiệu trung bình
6,63 (kg/cm
2
)
Suất tiêu hao nhiên
liệu riêng
185 (g/HP.h)
Áp suất phun dầu 125±5 (kg/cm
2
)
Kích thước

(dài x rộng x cao)
814x551x620 (mm)

Trọng lượng 135 (kg)
Góc phun sớm 16 – 20
0
trước ĐCT

Góc nạp sớm
Góc nạp muộn
Góc xả sớm
Góc xả muộn
17
0
trước ĐCT
43
0
trước ĐCT
43
0
trước ĐCT
17
0
trước ĐCT
Định kỳ rửa và thay
lõi lọc nhiên liệu
200 giờ
Định kỳ thay lọc
không khí
50 – 100 giờ

6

1.2.2. Nguyên lý hoạt động
Động cơ diesel D12 là động cơ đốt trong hoạt động theo nguyên lý: “Nhiên
liệu tự phát hỏa khi được phun vào buồng đốt chứa không khí nén đến áp suất và
nhiệt độ đủ cao”. Nhiên liệu từ két chứa sẽ cung cấp dầu qua lọc, sau khi lọc dầu
sạch nhiên liệu được đưa đến BCA, từ BCA dầu được tăng áp lên, dầu theo đường
dầu cao áp đến vòi phun và dầu phun vào buồng cháy xoáy lốc, phần dầu hồi còn lại
sẽ được hồi về lại lọc dầu (hay két chứa).
1.2.3. Kết cấu một số bộ phận chính của hệ thống nhiên liệu D12
1.2.3.1. Lọc dầu và két chứa

Hình 1.3. Cấu tạo bầu lọc và két nhiên liệu

Bảng 1 – 2. Các chi tiết và phụ tùng của hệ thống nhiên liệu

7





8

1.2.3.2. Bơm cao áp và vòi phun

Hình 1.4. Cấu tạo bơm cao áp và vòi phun

Bảng 1 – 3. Tên các chi tiết của bơm cao áp
STT Tên chi tiết Tên phụ tùng Số lượng
1
2
3
4
5
6
8
9
10
11
12
13
14
Đai ốc chặn van cao áp
Lò xo van cao áp
Đệm làm kín
Đế và thân van triệt hồi
Đệm làm kín
Vít định vị xy lanh
Vít xả khí
Đệm làm kín
Thân bơm cao áp
Piston và xy lanh
Ống kẹp chân piston + vành răng
Chén lò xo trên
Lò xo
B – 14
B – 13

B – 15
B – 12
B – 02
B – 19
B – 03
B – 04
B – 11
B – 16
B – 18
B – 21
B – 07
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
9

15
16
17
18

19
20
21
22
23
Chén lò xo dưới
Chốt con lăn
Con đội
Trục con lăn
Con lăn
Vít dẫn hướng và chặn thanh răng
Thanh răng
Lỗ xem dấu cân bơm
Vòng hãm
B – 08
B – 10D
B – 10A
B – 10C
B – 10B
B – 06A
B – 06B
B – 22
B – 09
1
1
1
1
1
1
1

1
1

Bảng 1 – 4. Tên các chi tiết của Vòi phun
STT Tên chi tiết Tên phụ tùng Số lượng
1
2
3
4
5
6
7
9
10
11
12
13
Đệm đồng làm kín
Êcu tròng
Kim phun – bệ phun
Thân vòi phun
Chốt
Đũa đẩy
Lò xo
Ốc điều chỉnh áp suất
Đệm cân chỉnh áp
Ốc lục giác
Đệm làm kín (trên – dưới)
Ốc dầu hồi
P – 15

P – 13
P – 14
P – 12
P – 11A
P – 11B
P – 07
P – 06
P – 05
P – 04
P – 03
P – 01
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1





10

1.3. Giới thiệu hệ thống nhiên liệu Common Rail
1.3.1. Sơ lược lịch sử hệ thống Common Rail
Trong quá trình phát triển của động cơ đốt trong, rất nhiều cơ cấu thiết bị và
các hệ thống ra đời nhằm nâng cao hiệu suất và công suất cho động cơ. Từ hệ thống
phun xăng điện tử EFI, cơ cấu Valvetronic, hệ thống phun xăng trực tiếp GDI …hệ
thống CR cho động cơ diesel …
Năm 1993 hệ thống nhiên liệu đã được chế tạo thành công trong phòng thí
nghiệm và nhờ sự kết hợp với hãng Robert Bosch vào tháng 6 năm 1997 hệ thống
nhiên liệu mới cho động cơ diesel được gọi là CR được sản xuất hàng loạt và ứng
dụng cho các xe khách.
Quá trình phát triển của hệ thống CR do hãng Bosch sản xuất:
 Năm 1997: hệ thống CR đầu tiên trên thế giới được thiết kế cho xe khách
với áp suất phun là 1350 bar, hãng ứng dụng đầu tiên là Alfa Romeo và Mercedes –
Benz.
 Năm 1999: hệ thống CR được sử dụng cho xe tải áp suất phun tối đa là
1400 bar được hãng Renault ứng dụng lần đầu tiên.
 Năm 2001: hệ thống CR thế hệ thứ 2 ra đời được áp dụng cho xe khách
mang lại khả năng tiết kiệm nhiên liệu, làm cho động cơ hoạt động êm, giảm nồng
độ khí thải và tăng công suất, áp suất phun lên 1600 bar được áp dụng cho hãng
Volvo và BMW lần đầu tiên.
 Năm 2002: hệ thống CR thế hệ thứ 3 được áp dụng cho xe tải giúp tiết kiệm
nhiên liệu, giảm khí thải và tăng cường công suất động cơ, áp suất phun là 1600 bar
hãng áp dụng là MAN.



11


Hình 1.5. Áp suất phun của hệ thống Common Rail qua các năm

Hình 1.6. Điều khiển áp suất của hãng Bosch và Delphi

12

Ngoài hãng Bosch, hệ thống CR còn được nhiều nhà sản xuất phụ tùng ô tô
nghiên cứu, chế tạo. Năm 2002 hãng Denso đã chế tạo thành công hệ thống CR có
áp suất 1800 bar. Hệ thống cho phép động cơ diesel đạt đươc tiêu chuẩn Euro 4 mà
không cần bộ lọc khí thải. Hệ thống CR mới của Denso cho phép phun 5 lần trong
một kỳ nổ của động cơ. Khả năng phun 5 lần với bộ xác định chính xác lượng nhiên
liệu cực nhỏ đã làm giảm một lượng lớn nồng độ khí thải, đồng thời giúp động cơ
hoạt động êm như động cơ xăng.
Hiện nay trên thị trường xe sử dụng hệ thống CR đã trở nên phổ biến. Hệ
thống CR của từng hãng có thể có một số yếu tố khác nhau về cấu tạo nhưng chỉ về
mặt hình dáng, cách thức vận hành của các bộ phận được sử dụng là không thay đổi.
Có thể một số hãng sử dụng thêm một vài thiết bị để tăng thêm sự linh hoạt trong
việc điều khiển.

Hình 1.7. Hình cắt động cơ sử dụng hệ thống Common Rail của hãng Volvo