Bom VE EDC

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, do nền kinh tế nước ta ngày càng phát triển mạnh, nhu cầu đi lại
của con người cũng như vận chuyển hàng hoá ngày một tăng cao, từ đó lượng ô tô
xuất hiện càng nhiều đặc biệt là chủng loại ô tô hết sức phong phú và đa dạng.
Trong đó số lượng ô tô sử dụng nhiên liệu diesel chiếm một tỉ lệ không nhỏ, trong
chủng loại xe tải và máy kéo thì hầu như động cơ diesel đã thống lónh toàn bộ, vì
nó có công suất lớn và tính hiệu quả kinh tế cao.
Động cơ diesel đã và đang tấn công vào lónh vực xe du lòch với sự kết hợp máy
tính điện tử. Do vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng được các nước công nghiệp
phát triển quan tâm hơn, cùng với xa lộ ngày càng tốt hơn, nhòp sống của con
người cũng hối hả hơn, do đó nhu cầu của con người đối với một ô tô trở nên khắc
khe hơn, họ đòi hỏi một xe ô tô có tốc độ lớn, tính kinh tế cao, ít ô nhiễm môi
trường nhất. Song bên cạnh đó công nghiệp điện tử đã phát triển tới đỉnh cao và
các nhà chế tạo ô tô đã mạnh dạng ứng dụng vào việc cho máy tính quản lý các
hoạt động của ô tô nhằm đáp ứng các nhu cầu nói trên. Do đó mà động cơ diesel
được điều khiển bằng điện tử(EDC ) ra đời.
Nhận thấy được tầm quan trọng của các loại bơm phân phối nhiên liệu trên động
cơ Diesel, nhóm nghiên cứu quyết đònh chọn và thực hiện đề tài: “Hệ Thống VE EDC“ nhằm để biết rõ hơn về chức năng, cấu tạo, phương pháp hoạt động cũng
như cách sửa chữa bảo trì của loại bơm này.Trong quá trình thực hiện đồ án, được
sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của thầy ThS.CHÂU QUANG HẢI đồ án đã được
hoàn thành. Vì thời gian và khả năng còn nhiều hạn chế nên khó tránh khỏi những
thiếu sót. Rất mong được sự góp ý của thầy, cô và các bạn để đồ án này được
hoàn chỉnh hơn.


Chương I:

MỤC LỤC
GIỚI THIỆU CHUNG - PHÂN LOẠI

I. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DIESEL BẰNG ĐIỆN (EDC)

II. PHÂN LOẠI
III. CÁC CỤM CHÍNH CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN

Chương II:

CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG BƠM VE – EDC

I. CÁC CHỨC NĂNG TỔNG QUÁT CỦA BƠM VE-EDC
II. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG
III. CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN CỦA BƠM VE - EDC
IV. SỰ PHÂN PHỐI NHIÊN LIỆU CAO ÁP
V. CÁC LOẠI KIM PHUN DÙNG TRONG BƠM CAO ÁP ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐIỆN

Chương III:

THÁO - LẮP - KIỂM TRA SỬA CHỮA BƠM VE - EDC

I. KIỂM TRA LỌC NHIÊN LIỆU
II. KIM PHUN
III. BƠM NHIÊN LIỆU (1KZ-TE)

Chương IV:

HỆ THỐNG CHUẨN ĐOÁN HƯ HỎNG BƠM VE - EDC

I. KIỂM TRA ĐÈN BÁO HƯ HỎNG ĐỘNG CƠ
II. MÃ CODE CHẨN ĐOÁN
III. XÓA MÃ CODE CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG
IV. ĐÈN BÁO CHẨN ĐOÁN
V. CÁC LOẠI MÃ CODE CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG

I. KHÁI QUÁT ĐỘNG CƠ DIESEL ĐIỀU KHIỂN
BẰNG ĐIỆN TỬ (EDC)
1. Sơ đồ động cơ deisel điều khiển bằng điện tử:

Hình 1-1: Sơ đồ động cơ diesel điều khiển bằng
điện tử


- Sự phát triển của động cơ Diesel điều khiển diện
tử về mặt cơ bản là phát triển bộ phận điều chỉnh.
Mục đích muốn tăng momen xoắn động cơ hay công
suất phát ra đồng thời phải giảm được lượng nhiên
liệu tiêu thụ, làm sạch khí thải, giảm tiếng ồn và tối
ưu trong quá trình sử dụng… là nguyên nhân dẫn
đến sự ra đời của loại phun nhiên liệu điều khiển
điện tử ở động cơ diesel. Trong các loại động cơ
diesel, loại động cơ phun trực tiếp vận hành với áp
suất cao hơn loại động cơ phun gián tiếp và việc tiêu
thụ nhiên liệu ở loại động cơ này giảm (10 - 15)% so
với động cơ phun gián tiếp .
- Ngày nay đòi hỏi phải đáp ứng được nhu cầu
ngày càng khắt khe về vấn đề giảm khí thải và giảm
tiếng ồn phát ra.

- Việc chế tạo hệ thống phun và điều khiển nó đòi
hỏi phải đáp ứng các yêu cầu :

+ p suất phun phải cao.
+ Có thể tự động điều chỉnh thời điểm phun.
+ Giảm tốc độ tăng áp suất khí cháy.
+ Đònh lượng nhiên liệu phun tuỳ thuộc vào trạng thái
hoạt động của động cơ.
+ Có thể điều chỉnh lượng nhiên liệu khởi động phụ thuộc
vào nhiệt độ.
+ Điều khiển tốc độ cầm chừng một cách độc lập.
+ Tiết kiệm nhiên liệu.
+ Kiểm soát khí thải khép kín (EGR).
+ Tăng tuổi thọ động cơ.
- Hệ thống điều khiển động cơ diesel bằng điện tử (EDC)
hoàn toàn thoả mãn những yêu cầu trên. Sự cung cấp nhiên
liệu vào trong xylanh được đònh lượng bằng điện tử, đáp ứng
được sự phun nhiên liệu một cách hoàn chỉnh và xử lý dữ
liệu linh hoạt cũng như đóng các van điện điều khiển với
các bộ tác động điện tử.


- Như vậy, điều khiển động cơ diesel bằng điện tử
(EDC) đã cải tiến được những chức năng điều khiển
so với bộ điều tốc cơ khí trước đây.
- Ở động cơ diesel, sự hoạt động và quá trình cháy
phụ thuộc vào:
+ Lượng nhiên liệu phun vào động cơ.
+ Thời điểm phun nhiên liệu.
+ p suất khí thải,áp suất nạp.
+ Lượng luân hồi khí thải.
- Để hoàn thiện quá trình hoạt động của động cơ
diesel, thì tất cả các chỉ tiêu trên cần phải hoàn

thiện. Để đạt được mục đích này, EDC được cung
cấp những thông số chính để tự động đóng mở các
van điều khiển.


II. PHÂN LOẠI:
 Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel có rất nhiều
kiểu đã được sử dụng trên ôtô, máy kéo, tàu thủy.
Căn cứ vào hệ thống nhiên liệu và cấu tạo ta có thể
phân bơm cao áp thành các loại sau:
- Hệ thống bơm cá nhân .
- Hệ thống bơm phân phối.
- Hệ thống điều khiển bằng điện .
1. Hệ thống bơm cá nhân:
- Loại bơm PF : gồm một tổ bơm cho một xylanh
động cơ.
- Loại bơm PE: gồm nhiều tổ bơm PF ghép lại
một khối.


2. Hệ thống bơm phân phối:
- Loại bơm PSB: có một piston vừa lên xuống vừa
xoay tròn, bên trong có một xylanh và bánh xe răng
để điều khiển xoay.
- Loại bơm ROOSA – MASTER CAV: gồm 2 hay 4
piston lắp đối chiếu và xoay tròn theo ruột bơm.
- Loại bơm VE: bên trong bơm có một piston
quanh trục cung cấp nhiên liệu cho các xylanh động
cơ.
- Loại EP-VM, EP- VA :Kết hợp giữa PSB và

ROOSA – MASTER.
- Loại VE-BOSCH.
- Loại bơm SIGMA DPS.
- Loại ROTOR DIESEL.


3. Hệ thống điều khiển bằng điện:
a. Hệ thống UI:

- Kim liên hợp được gá lắp trực tiếp vào nắp máy của động cơ,
vòi phun được thiết kế chung một khối với kim liên hợp, đầu vòi
phun có một phần ló vào trong buồng đốt và kim liên hợp này
được dẫn động bằng trục cam thông qua cần cò mổ ( cánh tay
đòn).
- Bơm cao áp và vòi phun là một khối thống nhất, mỗi khối
được đặt trên đầu xylanh động cơ và được dẫn động trực tiếp
bởi một bộ phận truyền động hoặc gián tiếp nhờ trục cam.
- So với bơm phân phối thẳng hàng thì áp suất phun cao hơn
nhiều (trên 1800 BAR) vì áp suất phun không bò tổn thất do
nhiên liệu cao áp không phải qua các đường ống dẫn mà đưa
trực tiếp đến kim phun. Áp suất phun cao được điều khiển
bằng điện tử trong suốt quá trình phun, điều này cũng làm
giảm bớt lượng khí ô nhiễm thải ra trường. Động cơ điều
khiển bằng điện tử cho phép cải tiến được môi một số
khuyết điểm so với động cơ thường.


Hình 1-2: Heä thoáng nhieân lieäu UI

b. Hệ thống UP:
- Hệ thống bơm liên hợp (UP) được gá lắp trực tiếp
vào thân máy động cơ và được dẫn động bởi trục
cam, chuyển động quay của trục cam sẽ làm cho
piston di chuyển lên, xuống trong xilanh bơm, nhiên
liệu bò nén, đồng thời được đưa đến kim phun bằng
một đường ống cao áp rất ngắn.
- Nguyên lý làm việc của hệ thống tương tự như hệ
thống UI, điểm khác nhau với hệ thống UI là trong hệ
thống UP bơm và kim được làm thành hai khối khác
nhau và được nối với nhau bằng một đường ống cao
áp. Nó được thiết kế giống như hệ thống PF, tức mỗi
bơm riêng lẻ sẽ cung cấp dầu cho một kim phun.
- Suốt quá trình phun nhiên liệu được điều khiển
bằng điện tử điều này làm cho khí ô nhiễm thải ra môi
trường giảm. Trong hệ thống này mỗi bơm UP có thể
sẽ được điều khiển khác nhau tùy vào điều kiện làm
việc của từng xylanh riêng lẻ.


Hình 1-3: Heä thoáng nhieân lieäu UP


c. Hệ thống Common- Rail (CR):

- Trong hệ thống Common - Rail, nhiên liệu có áp suất cao
được bơm vào ống trữ để từ đó cung cấp cho các kim phun,
giống như hệ thống phun xăng trên động cơ xăng.
- Nhiên liệu từ thùng chứa được bơm chuyển vào trong
bơm cao áp. Tại đây áp suất nhiên liệu được tạo ra và được

bơm liên tục vào trong ống trữ. Bơm cao áp chỉ có nhiệm vụ
duy nhất là tạo cho nhiên liệu có một áp suất cao và đưa nó
vào trong ống trữ. Tại ống trữ có các đường ống cao áp nối đến
các kim phun. Các kim phun này được lắp trên nắp máy, nó có
nhiệm vụ là phun nhiên liệu vào trong buồng đốt động cơ và
được điều khiển bởi ECU.
- ECU sau khi nhận các tín hiệu từ các cảm biến ( cảm
biến tốc độ động cơ, cảm biến vò trí cốt cam, nhiệt độ nhiên
liệu, vò trí bàn đạp ga, nhiệt độ không khí, nhiệt độ khí nạp, cảm
biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến lượng khí nạp….) sẽ xử lí
các tín hiệu này và sau đó đưa sẽ ra các xung vuông để điều
khiển kim phun.


Hình 1-4 : Sơ đồ hệ thống
nhiên liệu loại Comm-Rail
Ống trữ

Cảm biến
áp lực dầu

Van điều
chỉnh áp lực

Thùng
chứa

Bơm
cao áp

Kim phun
Cảm biến
lượng khí
nạp

ECU
Cảm
biến
tốc
độ

Cảm
biến
vò trí
cốt
cam

Cảm
biến vò
trí bàn
đạp ga

Cảm
biến
áp suất
khí
nạp

Cảm biến
nhiêt độ động

cơ
Cảm biến
nhiệt độ không
khí


- Khi ECU phát ra xung OFF( hiệu điện thế bằng không ), lúc
này dòng điện không còn chạy trong cuộn dây của kim phun.
Lực điện từ của cuộn dây không còn nữa, van kim sẽ bò lò xo
đóng lại, nhiên liệu không còn phun vào động cơ nữa, quá trình
phun chấm dứt. Nếu chiều dài của xung ON càng dài thì van
kim mở càng lâu, do đó lượng nhiên liệu phun vào trong buồng
đốt càng nhiều. Nếu xung ON từ ECU gởi đến kim phun càng
sớm thì kim sẽ phun càng sớm.
- Như vậy, ECU sẽ điều khiển thời điểm phun nhiên liệu của
kim và lượng nhiên liệu phun vào trong buồng đốt động cơ. Việc
điều khiển này dựa vào các tín hiệu nhận được từ các cảm
biến trên động cơ.

d. Hệ thống VE - EDC :
- Ngày nay người ta thường dùng bơm VE - EDC vì bơm có
kết cấu gọn nhẹ, làm việc với độ chính xác cao.
- Bơm VE – EDC có các chức năng và hoạt động tương tự
như bơm VE nhưng nó chỉ khác là thời điểm phun dựa vào hai
tín hiệu của van SPV và van TCV.


Hỡnh 1-5 : Sụ ủo heọ thoỏng
nhieõn lieọu loaùi VE - EDC

III. CÁC CỤM CHÍNH CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
DIESEL ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN:
1) Tín hiệu vào (Input) :
Gồm các cảm biến để xác đònh tình trạng hoạt
động của động cơ. Tín hiệu từ các cảm biến được gửi
đến ECU. Tín hiệu vào bao gồm các cảm biến sau :
 Cảm biến bàn đạp ga (ASP) :
- Cảm biến bàn đạp ga được lắp trên bàn đạp chân
ga. Cảm biến này chuyển hóa hành trình của chân ga
thành một điện áp và gửi nó đến ECU như là một tín
hiệu. Từ đó ECU quyết đònh thời gian phun cũng như
lương lượng phun vào xy lanh.
 Cảm biến vò trí cốt máy (CMP) :
- Cảm biến này dùng để xác đònh vò trí cốt máy.


 Cảm biến áp suất điều khiển phun (ICP) :
- Cảm biến này dùng để nhận biết áp suất kim phun. Sau đó
sẽ gởi tín hiệu về ECU để ECU quyết đònh áp suất mở kim phun
cũng như thời gian mở kim phun. Nó có cấu tạo giống như cảm
biến áp suất trên đường ống nạp.

 Cảm biến áp suất trên đường ống nạp (MAP) :

- Cảm biến áp suất trên đường ống nạp được sử dụng để
cảm nhận áp suất trên đường ống nạp. ECU động cơ quyết
đònh khoảng thời gian phun cơ bản.

 Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu động cơ (EOT) :

- Cảm biến này dùng để xác đònh nhiệt độ nhiên liệu của
động cơ, nó có cấu tạo là một điện trở nhiệt (thermistor). Điện
trở là một phần tử cảm nhận thay đổi điện trở theo nhiệt độ. Nó
được làm từ vật liệu bán dẫn nên có hệ số nhiệt điện trở âm. Khi
nhiệt độ tăng điện trở giảm và ngược lại.
- Sự thay đổi giá trò điện trở sẽ làm thay đổi giá trò điện áp
được gởi đến ECU trên nền tảng cầu phân áp.


 Cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT) :
- Cảm biến nhiệt độ khí nạp dùng để xác đònh nhiệt độ khí
nạp. Cũng giống như cảm biến nhiệt độ nước làm mát, nó gồm
có một điện trở được gắn trên đường ống nạp.
- Tỷ trọng của không khí thay đổi theo nhiệt độ. Nếu nhiệt
độ không khí cao, hàm lượng oxy trong không khí giảm và
ngược lại.

 Cảm biến áp lực khí quyển (BARO) :
- Cảm biến áp suất khí quyển dùng để cảm nhận sự thay
đổi về áp suất khí quyển. Kết cấu và hoạt động của nó giống
như cảm biến áp suất trên đường ống nạp.
-Ngày nay, loại cảm biến lắp trong ECU động cơ được sử
dụng phổ biến nhất.
- Khi lái xe ở vùng cao, không chỉ có sự giảm áp trong khí
quyển mà mật độ khí nạp cũng giảm. Nhờ có cảm biến này mà
xe có thể hoạt động được ở những nơi có độ cao không ổn đònh.


 Cảm biến áp suất hồi lưu khí thải (EBP) :
- Cảm biến này được lắp trên đường ống thải. Nó có

cấu tạo tương tượng như cảm biến áp suất không khí nạp.
Nó có công dụng dùng để nhận biết áp suất khí thải.
2)  ECU:
Bộ điều khiển bằng điện tử (ECU) với nhiều bộ vi xử lý
sử dụng thuật toán điều khiển để xử lý những tín hiệu thông
tin và cung cấp những tín hiệu điều khiển đầu ra một cách
thích hợp.
3) Tín hiệu ra (Output):
Cơ cấu tác động biến đổi tín hiệu lấy ra từ ECU thành
tín hiêụ điều khiển. Tuỳ thuộc vào loại bơm cao áp sẽ có tin
hiệu ra chuyển đổi thành tín hiệu điều khiển van đònh lượng
bơm (VE)…


4)  Sơ đồ điều khiển động cơ diesel bằng tín hiệu:

1. EC

11. Điều khiển phanh.

2. Bơm VE
12. Kim phun.
3. Cảm biến vò trí van đònh lượng.
13. Cảm biến nhiệt độ nước làm
mát.
4. Cúp nhiên liệu.
14. Cảm biến nhiệt độ gió.
5. Solenoid điều khiển thời điểmphun. 15. Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu.
6. Cảm biến số vòng quay động cơ.
16. Bộ đo gió.

7. Cảm biến tốc độ xe.
17. Van điều khiển EGR vàEGR.
8. Điều khiển tự động tốc độ.
18. Turbo tăng áp.
9. Cảm biến vò trí bàn đạp ga.
19. Bộ điều khiển bougie xông máy.
Hình 1 –5: Sơ đồ điều khiển điện tử động cơ diesel
10. Điều khiển ly hợp.
20. Bộ chẩn đoán.


SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG EDC
CÁC CẢM BIẾN

ECU

Cảm biến sự di
động của kim

Điều khiển lượng
phun nhiên liệu

Cảm biến nhiệt
độ:nước, khí nạp,
nhiên liệu
Cảm biến vò trí
van điều khiển
lượng nhiên liệu

Cảm biến tốc độ

động cơ

BỘ TÁC ĐỘNG

BƠM
BỘ

Điều khiển cúp
dầu(tắt động cơ)

CAO
ÁP

Ä VI

Cảm biến lưu
lượng gió

Thời điểm phun
nhiên liệu

EGR
XỬ

Bộ dẫn động van
EGR

Cảm biến tốc độ
xe
Cảm biến áp

suất khí quyển

LÝ
Điều khiển khởi
động

CƠ CẤU ĐIỀU
KHIỂN

TÍN HIỆU
CHẨN ĐOÁN

Cảm biến bàn
đạp ga
Lưu đồ xử lý
Vi trí tay số

Bộ điều khiển
xông máy

Màn hình báo tín
hiệu


I. CÁC CHỨC NĂNG TỔNG QUÁT CỦA BƠM VEEDC :

Ngược lại với bơm thẳng hàng
(PE) bơm phân phối (VE) chỉ có
một piston và một xylanh bơm
không kể tới số xylanh mà động cơ

có. Nhiên liệu được phân phối bởi
piston và được phân phối từ các
rãnh đến các lổ thông tương ứng
với số xylanh động cơ.


II. SÔ ÑOÀ HEÄ THOÁNG :

Hình ñoäng


- Hệ thống nhiên liệu của bơm cao áp VE điều khiển
bằng điện tử bao gồm các bộ phận sau:
+ Fuel Tank : Thùng nhiên liệu.
+ Fuel Filter : Lọc nhiên liệu.
+ SPV (Spill Control Valve) : Van điều khiển lượng
phun.
+ TCV (Timing Control Valve) : Bộ phun sớm tự động.
+ ECU (Electronic Control Unit) : Đơn vò điều khiển
điện tử.
+ Nozzle : Kim phun.
+ Pump : Bơm.
- Bơm phun nhiên liệu kiểu phân phối VE sử dụng một
piston bơm duy nhất để ép nhiên liệu và phân phối dầu cho
các kim phun của động cơ theo thứ tự thì nổ. Bơm nhiên liệu
kiểu VE được chế tạo để đáp ứng yêu cầu của các động cơ
cở nhỏ có tốc độ cao. Bơm VE được chế tạo nhỏ ngọn hơn
các loại bơm thẳng hàng.