KHẢO sát hệ THỐNG TĂNG áp ĐỘNG cơ DURATORQ TDCI

Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
MỤC LỤC
1.2.2. Thanh truyền...............................................................................................................10
1.5.4. Common rail là một hệ thống phun tích luỹ...............................................................22
1.5.6. Đặc tính phun của hệ thống Common Rail................................................................23
II. Quá trình nén...................................................................................................................39
2.2.1. Xác định các điểm trên đường nén với chỉ số đa biến n1..........................................45
2.2.2. Xây đựng đường cong áp suất trên đường giãn nở....................................................45
3. LÝ THUYẾT TĂNG ÁP ĐỘNG CƠ...............................................................................47

3.1. Định nghĩa tăng áp............................................................................................47
3.2. Mục đích của tăng áp........................................................................................47
3.3. Phân loại tăng áp...............................................................................................48
3.3.1. Biện pháp tăng áp nhờ máy nén.................................................................................48
3.3.2. Biện pháp tăng áp không có máy nén.........................................................................53

3.4. Tăng áp cho động cơ diesel...............................................................................58
3.4.1. Tăng áp cho động cơ diesel bốn kỳ............................................................................58
3.4.2. Tăng áp cho động cơ diesel hai kỳ.............................................................................60

3.5. Tăng áp cho động cơ xăng và động cơ ga.........................................................61
3.5.1. Tăng áp cho động cơ xăng..........................................................................................61
3.5.2. Tăng áp cho động cơ ga..............................................................................................62

3.6. Đặc tính của tuabin-máy nén............................................................................63
3.6.1. Đặc tính của máy nén.................................................................................................63
3.6.2. Đặc tính của tuabin.....................................................................................................65
3.6.3. Đặc tính của cụm tuabin-máy nén..............................................................................65

4.2. Bộ tuabin tăng áp lắp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l.....................................67
4.4.3. Cánh điều chỉnh..........................................................................................................76

4.4.4. Hệ thống bôi trơn và làm mát trong bộ tuabin...........................................................78

4.3. Phối hợp làm việc của turbo VGT với động cơ Duratorq Tdci 2.5l..................82
4.3.1. Phối hợp TB-MN với ĐCĐT ở chế độ ổn định.........................................................83
4.3.2. Phối hợp TB-MN với ĐCĐT ở chế độ thay đổi.........................................................84
4.3.3. Phối hợp ở chế độ sử dụng.........................................................................................84
5. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM BỘ TUABIN TĂNG ÁP................................................85

5.1. Tính toán các thông số làm việc tuabin-máy nén..............................................85
5.2. Tính toán bộ tuabin tăng áp..............................................................................88
5.2.1. Tính toán máy nén......................................................................................................88
6. MỘT SỐ HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC.......................105

6.1. Xác định các hư hỏng và biện pháp khắc phục...............................................106

1


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
6.1.1. Động cơ khó tăng tốc, tụt công suất hoặc tiêu hao nhiên liệu lớn............................106
6.1.2. Có tiếng ồn bất thường.............................................................................................107
6.1.3. Tiêu hao dầu lớn và khói xanh.................................................................................107

6.2. Hệ quả các hư hỏng và biện pháp khắc phục..................................................108
6.2.1. Thiếu dầu..................................................................................................................108
6.2.2. Vật lạ rơi vào TB......................................................................................................108
6.2.3. Dầu bẩn.....................................................................................................................108

6.3. Kiểm tra hệ thống tăng áp của động cơ...........................................................108
6.3.1. Kiểm tra hệ thống nạp khí........................................................................................108

6.3.2. Kiểm tra hệ thống thải..............................................................................................108

6.4. Các chú ý khi sử dụng hệ thống tăng áp.........................................................109
6.5. Tháo và lắp cụm tuabin - máy nén..................................................................110
6.5.1. Các chú ý khi tháo lắp..............................................................................................110
6.5.2. Các chú ý khi bảo dưỡng, sửa chữa..........................................................................111
6.5.3. Kiểm tra tuabin tăng áp............................................................................................112
KẾT LUẬN........................................................................................................................113

LỜI NÓI ĐẦU
Trong xu thế hội nhập hiện nay, nền công nghiệp Việt Nam đang đứng những
cơ hội đầy tiềm năng và ngành công nghiệp ô tô Việt Nam cũng không ngoại lệ. Ở
nước ta số lượng ô tô hiện đại đang được lưu hành ngày một tăng. Các loại ô
tô này đều được cải tiến theo hướng tăng công suất, tốc độ, giảm suất tiêu
hao nhiên liệu, điện tử hoá quá trình điều khiển và hạn chế mức thấp nhất
thành phần ô nhiễm trong khí xả động cơ.
Nền khoa học kỹ thuật đang ngày càng phát triển đem đến những tiến bộ
vượt bậc nhằm nâng cao chất lượng đời sống xã hội. Với sự phát triển mạnh mẽ của
tin học trong vai trò dẫn đường, quá trình tự động hóa đã đi sâu vào các ngành sản
xuất và các sản phẩm của chúng, một trong số đó là ô tô. Nhờ sự giúp đỡ của máy
2


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
tính để cải thiện quá trình làm việc nhằm đạt hiệu quả cao và chống ô nhiễm môi
trường, tối ưu hoá quá trình điều khiển dẫn đến kết cấu của động cơ và ô tô thay đổi
rất phức tạp. Các công nghệ ngày càng đi đến mục đích tối ưu nâng cao chất lượng
sản phẩm. Để cải tiến và hoàn thiện hơn cho động cơ, ngành động cơ đốt trong đã
nghiên cứu và chế tạo ra nhiều những loại động cơ với tính năng ưu việt, bằng cách
cải tiến và hoàn thiện những hệ thống trên động cơ. Công nghệ đang thay đổi từng

ngày, đo đó việc nắm bắt tiếp cận công nghệ là điều cốt lõi để phát triển và tồn tại.
Nếu không tiếp cận được các công nghệ mới sẽ làm cho người sử dụng và cán bộ
công nhân kỹ thuật ngành ô tô ở nước ta còn nhiều lúng túng và sai sót nên cần có
những nghiên cứu cụ thể về các công nghệ mới trên ô tô.
Vì vậy, là một sinh viên của ngành động lực sắp ra trường, em chọn đề tài:
"Khảo sát hệ thống tăng áp VGT trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l" làm đề tài
tốt nghiệp của mình. Em rất mong với đề tài này em sẽ củng cố tốt hơn kiến thức
của mình để khi ra trường em có thể đóng góp vào ngành công nghiệp ô tô của nước
ta, để góp phần vào sự phát triển chung của ngành.
Cuối cùng em xin được gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy hướng dẫn
TS.Phùng Xuân Thọ đã chỉ bảo em tận tình, giúp em vượt qua những khó khăn
vướng mắc trong khi hoàn thành đồ án của mình. Bên cạnh đó em cảm ơn các thầy
trong khoa đã tạo mọi điều kiện để em hoàn thành thật tốt đồ án tốt nghiệp này.
Sinh viên thực hiện
Phạm Sỹ Tiến
Các ký hiệu và viết tắt
PCM ( Powertrain Control Module): Bộ điều khiển điện tử trung tâm
TDCi (Turbocharge Common Rail injection): Phun dầu điện tử có tăng áp
EGR (Exhaust Gas Recirculation) : Hệ thống luân hồi khí xả
GEM: Bộ điều khiển điện tử
MAP: Cảm biến áp suất khí nạp
MAF: Cảm biến nhiệt độ khí nạp
VGT (Variable geometry turbocharger): Tuabin tăng áp điều khiển cánh

3


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l

MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA ĐỀ TÀI

Tuy không còn mới mẽ so với các ngành khoa học khác, nhưng cùng với sự
phát triển của nền khoa học công nghệ của nhân loại, ngành động cơ đốt trong đã
đóng góp một phần rất quan trọng trong sự phát triển đó. Cùng với những yêu cầu
ngày càng cao của nhu cầu cuộc sống, nó đòi hỏi sự cải biến lớn trong tất cả các
lĩnh vực khoa học nói chung và đối với ngành động cơ đốt trong nói riêng cũng
không nằm ngoài qui luật phát triển đó. Tuy nhiên, sự cải biến đó của ngành động
cơ không có nghĩa là thay đổi một cách toàn diện về mặt nguyên lý và kết cấu mà
nó vẫn dựa trên nền tảng của những nguyên lý và kết cấu đã có từ hơn trăm năm
trước, trên cơ sở cải tiến và hoàn thiện hơn.

4


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
Các biện pháp cường hoá đối với động cơ diezel được thực hiện theo hai cách:
thứ nhất là tăng số vòng quay n của động cơ, phát triển động cơ cao tốc, thứ hai là
tăng áp suất và giảm nhiệt độ môi chất mới trước khi nạp vào động cơ. Việc nâng
cao số vòng quay n của động cơ bị hạn chế bởi nhiều yếu tố liên quan đến việc tổ
chức chu trình, vật liệu và công nghệ chế tạo. Sử dụng hệ thống tăng áp trên cơ sở
không thay đổi số vòng quay n mà chỉ là tăng mật độ, qua đó làm tăng khối lượng
môi chất mới nạp vào xilanh trong mỗi chu trình. Ngày nay, người ta sử dụng rộng
rãi biện pháp tăng áp turbo khí xả nhằm tránh dùng công suất có ích để dẫn động
máy nén khí, nhờ đó tiết kiệm năng lượng của động cơ.
Xã hội ngày càng phát triển vượt bậc. Nhưng theo cùng với sự phát triển này là
những nguy cơ đe dọa đến sự tồn tại của hành tinh Trái đất là nơi chúng ta đang
sống. Một trong những nguy cơ đó xuất phát từ sự ô nhiễm môi trường do chính
chúng ta đã tạo ra. Vì vậy, để tạo ra sự phát triển bền vững cho xã hội, mỗi chúng ta
đều phải có những hành động cụ thể để góp phần bảo vệ sự phát triển bền vững đó.
Sử dụng hệ thống tăng áp bằng turbo khí xả cho động cơ là một trong những biện
pháp vừa mang lại hiệu quả kinh tế cao nhờ tiết kiệm năng lượng nhưng đồng thời

cũng mang một ý nghĩa xã hội rất to lớn chính nhờ vào việc hạn chế ô nhiễm môi
trường do khí thải từ động cơ gây ra. Ngày nay, việc đánh giá mức độ ô nhiễm do
khí thải của động cơ trên ôtô là một trong những tiêu chuẩn không thể thiếu cho
ngành đăng kiểm ở các quốc gia, với các tiêu chuẩn ngày càng khắt khe hơn. Chính
những qui định này đòi hỏi nhà sản xuất phải có những biện pháp cải tiến thiết thực
nhất cho những động cơ đang và sẽ được sản xuất mới. Một trong những biện pháp
đó chính là sử dụng hệ thống tăng áp bằng turbo khí xả.
Công nghệ đang thay đổi từng ngày, đo đó việc nắm bắt tiếp cận công nghệ là
điều cốt lõi để phát triển và tồn tại. Các công nghệ ngày càng đi đến mục đích tối ưu
nâng cao chất lượng sản phẩm. Để cải tiến và hoàn thiện hơn cho động cơ, ngành
động cơ đốt trong đã nghiên cứu và chế tạo ra nhiều những loại động cơ với tính
năng ưu việt, bằng cách cải tiến và hoàn thiện những hệ thống trên động cơ như: hệ
thống nhiên liệu (phun xăng điện tử, phun dầu điện tử, hệ thống đánh lửa điện tử, sử
dụng hệ thống tăng áp..v..v.). Qua quá trình học tập tại Khoa Cơ khí giao thông của
Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng, đồng thời trong thời gian thực tập tốt nghiệp
tại Công ty cổ phần DANAFORD em đã tìm hiểu và nghiên cứu và chọn đề tài tốt
nghiệp cho mình là:
Khảo sát hệ thống tăng áp VGT (Variable geometry turbocharger ) trên động cơ
Duratorq Tdci 2.5l.

5


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
Hệ thống turbo tăng áp của động cơ Duratorq Tdci 2.5l của hãng Ford trang
bị công nghệ VGT lần đầu tiên được lắp trên dòng xe Ranger 2009 hoàn toàn
mới. Phương pháp tăng áp turbo này cho phép động cơ có thể thay đổi lưu
lượng khí nạp vào động cơ, gia tăng công suất nhanh chóng, giải quyết được
hiện tượng ì turbo trên các xe sử dụng turbo thông thường.
Hệ thống VGT làm giảm độ trễ của turbo cho phép đạt momen xoắn lớn ở

vòng quay động cơ thấp. Đây là công nghệ chính tạo làm cho xe Ranger
2009 có tính năng cao hơn hẳn.
1.TỔNG QUAN ĐỘNG CƠ DURATORQ TDCi 2.5L
Động cơ Duratorq Tdci 2.5l của hãng FORD là loại động cơ 4 kỳ 4 xylanh
được đặt thẳng hàng và làm việc theo thứ tự 1-3-4-2. Động cơ có công suất lớn 105
KW/3500 v/ph, hệ thống phối khí của các xupáp được dẫn động trực tiếp từ trục
cam thông qua con đội thuỷ lực. Sử dụng con đội thuỷ lực và cách bố trí 4 xupáp
trên một xylanh (2 xupáp nạp, 2 xupáp thải) tạo được chất lượng nạp và thải (nạp
đầy, thải sạch), nhằm tăng công suất động cơ, giảm được lượng khí thải độc hại gây
ô nhiễm môi trường. Với hệ thống phun nhiên liệu diesel điều khiển bằng điện tử và
hệ thống tuần hoàn khí xả tạo cho động cơ luôn làm việc ở chế độ an toàn và hiệu
quả cao.
Mặt cắt dọc tổng thể động cơ Duratorq được thể hiện ở hình 1-1.

6


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l

2

3

4
5

6

7

1

Hình 1-1 Mặt cắt dọc động cơ Duratorq Tdci 2.5l
1- Trục khuỷu; 2- Nắp máy; 3- Kim phun; 4- Xéc măng; 5- Piston; 6Thanh truyền; 7-Bánh đà.
1.1. Các thông số kỹ thuật động cơ Duratorq Tdci
Bảng 1-1 Bảng thông số kỹ thuật động cơ
Thông số
Số kỳ

Giá trị
4

Đơn vị

Số xy lanh

4 xy lanh xếp thẳng hàng

Thứ tự làm việc

1-3-4-2

Hành trình piston

92

[mm]

Đường kính xilanh
Tổng dung tích

Kiểu buồng cháy
Tỷ số nén
Công suất cực đại

93
2499
Buồng cháy thống nhất
17,5:1
105[kW] / 3500[v/ph]

[mm]
[cm3]

7


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
Thông số
Momen xoắn cực đại
Góc phun sớm

Giá trị
330 Nm / 1800[v/ph]
210/ĐCT

Đơn vị

1.2. Đặc điểm các nhóm chi tiết và cơ cấu của động cơ Duratorq Tdci 2.5l
1.2.1. Nhóm piston
Nhóm piston gồm piston, xécmăng, chốt piston, xécmăng khí, xécmăng dầu và các

chi tiết hãm chốt piston. Piston là một chi tiết quan trọng của động cơ, cùng với
xylanh và nắp xylanh tạo thành buồng cháy.
Trong quá trình làm việc của động cơ đốt trong, nhóm piston có các nhiệm vụ chính
sau:
- Đảm bảo bao kín buồng cháy, giữ cho không khí cháy trong buồng cháy
không lọt xuống cácte và ngăn không cho dầu nhờn từ hộp trục khuỷu sục lên
buồng cháy.
- Tiếp nhận lực khí thể sinh ra do quá trình cháy nổ và truyền tới thanh truyền
để làm quay trục khuỷu, nén khí trong quá trình nén, đẩy khí thải trong quá trình
thải và hút khí nạp mới trong quá trình nạp.
Kết cấu nhóm piston được thể hiện ở hình 1-2.

Hình 1-2 Kết cấu tổng thể nhóm piston động cơ Duratorq Tdci 2.5l
1- Chốt piston ; 2- Vòng hãm ; 3- Xécmăng dầu;
4- Xécmăng khí thứ hai ; 5- Xécmăng khí thứ nhất.
1.2.1.1.Piston
Piston được đúc bằng hợp kim nhôm, do đó khối lượng của piston tương đối
nhẹ. Trên piston có bố trí 3 rãnh để lắp xéc măng, trong đó có hai xéc măng khí và

8


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
một xéc măng dầu. Đường kính của piston: D = 93 [mm]. Hành trình piston: S = 92
[mm].

Hình 1-3 Kết cấu piston
1- Đỉnh piston; 2- đầu piston ; 3- thân piston ; 4- rãnh lắp
xécmăng khí ; 5- rãnh lắp xéc măng dầu.
Đỉnh piston có dạng lõm hình omega nhằm tăng dung tích buồng cháy. Dòng khí

khi nạp vào có mức độ xoáy lốc cao tạo điều kiện tốt cho quá trình hoà trộn nhiên
liệu. Khi động cơ làm việc đầu piston nhận phần lớn nhiệt lượng do khí cháy truyền
cho nó và nhiệt lượng này truyền vào xéc măng thông qua rãnh xéc măng, rồi đến
nước làm mát động cơ. Ngoài ra trong quá trình làm việc piston còn được làm mát
bằng cách phun dầu vào phía dưới đỉnh piston. Kết cấu piston được thể hiện ở 1-2.
Thân piston làm nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động trong xylanh, là
nơi chịu lực ngang N và là nơi để bố trí bệ chốt piston.
2.2.1.2. Xéc măng
Để bao kín không gian buồng cháy trong xilanh (dùng xécmăng khí) và ngăn
không cho dầu nhờn sục vào buồng cháy (dùng xéc măng dầu).
Xéc măng được chế tạo bằng gang hợp kim. Tiết diện xécmăng khí có dạng
hình chữ nhật, miệng xécmăng được cắt bằng. Tiết diện xécmăng khí được thể hiện
ở hình 1-4.

Hình 1-4 Tiết diện xécmăng khí.
Trong rãnh xéc măng dầu có khoang lỗ thoát dầu. Kết kấu thể hiện ở hình 1-5.

Hình 1-5 kết cấu xécmăng dầu.
2.2.1.3. Chốt piston

9


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
Chốt piston được chế tạo bằng thép hợp kim. Mặt bên trong chốt pittông có
dạng hình trụ rỗng. Chốt piston được lắp tự do trên bệ chốt và đầu nhỏ thanh truyền.
Sử dụng hai vòng khoá để hãm hai đầu chốt pittông nhằm chống chuyển động dọc
trục. Chốt piston là chi tiết dùng để nối piston với đầu nhỏ thanh truyền, nó truyền
lực khí thể từ piston qua thanh truyền để làm quay trục khuỷu. Trong quá trình làm
việc chốt piston chịu lực khí thể và lực quán tính rất lớn, các lực này thay đổi theo

chu kỳ và có tính chất va đập mạnh. Khi làm việc chốt piston có thể xoay tự do
trong bệ chốt piston và bạc lót của đầu nhỏ thanh truyền.
Kết cấu chốt piston được thể hiện ở hình 1-6.

Hình 1-6 Kết cấu chốt piston.
1.2.2. Thanh truyền
Thanh truyền là chi tiết dùng để nối piston với trục khuỷu và biến chuyển
động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu. Khi làm việc
thanh truyền chịu tác dụng của: Lực khí thể trong xylanh, lực quán tính của nhóm
piston và lực quán tính của bản thân thanh truyền. Thanh truyền có cấu tạo gồm 3
phần: Đầu nhỏ, thân và đầu to.
Đầu nhỏ thanh truyền dùng để lắp với chốt piston có dạng hình trụ rỗng,
đường kính trong của đầu nhỏ: 26 [mm]. Khi làm việc chốt piston có thể xoay tự do
trong đầu nhỏ thanh truyền.
Thân thanh truyền có tiết diện chữ I. Chiều rộng của thân thanh truyền tăng
dần từ đầu nhỏ lên đầu to mục đích là để phù hợp với quy luật phân bố của lực quán
tính tác dụng trên thân thanh truyền trong mặt phẳng lắc.
Kết cấu thanh truyền được thể hiện ở hình 1-7.

10


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l

Ø2
6

1

A

140

A

2
A-A

3

5
4
Ø6

4
Hình 1-7 Kết cấu thanh truyền
1- Đầu nhỏ; 2- Thân; 3- Đầu to; 4- Nắp đầu
to; 5- Bulông thanh truyền.
Đầu to thanh truyền có dạng hình trụ rỗng. Đầu to được chia thành hai nửa,
nhằm giảm kích thước đầu to thanh truyền mà vẫn tăng được đường kính chốt
khuỷu, nửa trên đúc liền với thân, nửa dưới rời ra làm thành nắp đầu to thanh
truyền. Hai nửa này được liên kết với nhau bằng bulông thanh truyền.
Trên đầu to thanh truyền có lắp bạc lót để giảm độ mài mòn cho chốt khuỷu,
bạc lót đầu to thanh truyền cũng làm thành hai nửa, khi bạc lót bị mòn thì được thay
thế bằng bạc lót mới.
Đầu to thanh truyền được chế tạo thành hai nửa và lắp ghép vào chốt khuỷu
bằng hai bulông thanh truyền, giữa hai nắp thanh truyền có chốt định vị để tăng tính
ổn định khi lắp ráp.
Bạc lót đầu to thanh truyền được chế tạo bằng gộp thép tráng một lớp kợp
kim chịu mòn, trên bạc lót có lỗ và rãnh để dẫn dầu bôi trơn và các vấu chống xoay,

khi lắp ghép các vấu này bám vào các rãnh trên đầu to, do đó thuận tiện cho việc lắp
ráp. Kết cấu bạc lót đầu to được thể hiện trên hình 1-8.
B

B-B

32

3

Låïp chäú
ng maìi moìn

B

Hình 1-8 Cấu tạo bạc lót đầu to thanh truyền động cơ Duratorq Tdci 2.5l.
11


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
1.2.3. Trục khuỷu
Trục khuỷu là một trong những chi tiết quan trọng nhất, có cường độ làm việc
lớn nhất và giá thành cao nhất của động cơ.
Trục khuỷu của động cơ Duratorq Tdci 2.5l bao gồm 5 cổ khuỷu (đường kính
cổ khuỷu: 62[mm]) và 4 chốt khuỷu (đường kính chốt khuỷu: 58 [mm]) và 8 đối
trọng được chế tạo liền một khối, vật liệu chế tạo bằng thép hợp kim, các bề mặt
làm việc gia công đạt độ bóng cao. Đầu trục khuỷu có phay hai rãnh then để lắp
bánh răng dẫn động puly dẫn động bơm nước, máy phát và bơm dầu trợ lực. Bánh
đà được lắp ở đuôi trục khuỷu bằng các bulông.
Kết cấu chính của trục khuỷu thể hiện ở hình 1-9.

Hình 1-9 Kết cấu trục khuỷu.
1- Cổ khuỷu; 2, 3- Nút ren; 4- Chốt khuỷu; 5 – Đường dầu bôi trơn.
1.2.4. Hệ thống làm mát
Hệ thống làm mát thực hiện quá trình truyền nhiệt từ khí cháy qua thành
buồng cháy đến môi chất làm mát để đảm bảo cho các chi tiết không bị quá nóng
nhưng cũng như không bị quá nguội
Hệ thống làm mát trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l là hệ thống làm mát bằng
chất lỏng. Ở hệ thống này, nhiệt độ từ xylanh truyền qua chất lỏng chứa trong các
áo nước bao quanh xylanh, sau đó nước qua két nước có diện tích thích ứng. Ở đây
sẽ có dòng không khí tuần hoàn qua bề mặt ngoài của két nước để làm mát nước.
Dòng không khí được cung cấp bởi quạt gió và bởi sự chuyển động của xe, nó mang
theo nhiệt tỏa ra ngoài khoảng không. Sơ đồ cấu tạo và sơ đồ nguyên lý của hệ
thống làm mát trên động cơ như sau:

12


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
1

2

3

4

5

6

8
7

9

Hình 1-10 Hệ thống làm mát
1-Van hằng nhiệt; 2-Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 3,5-Ống dẫn hơi
nước; 4-Bơm nước; 6-Ống phân phối nước; 7-Van xả nước;
8- Két làm mát; 9-Quạt gió.
Bảng 1-2 Các thông số kỹ thuật của hệ thống làm mát.
Kiểu làm mát
Kiểu tỏa nhiệt
Kiểu bơm nước
Van hằng nhiệt

Làm mát cưỡng bức
Tỏa nhiệt chéo qua luồng
Cưỡng bức
Bắt đầu mở: 800C
Mở toàn bộ: 1150C
Khi động cơ làm việc, bơm nước hoạt động bơm nước tuần hoàn từ két nước
vào các áo bao quanh xy lanh làm mát cho động cơ, nắp máy. Khi động cơ còn
nguội (chưa đạt 800C) thì van hằng nhiệt mở để nước qua lò sưởi điện hâm nóng
nước làm mát. Khi nhiệt độ của nước làm mát đạt 80 0C thì van hằng nhiệt mở để
nước đi qua két làm mát về lại bơm để hạ nhiệt độ của nước làm mát nhằm ổn định
nhiệt độ cho động cơ làm việc.
1.2.5. Cơ cấu phân phối khí
Cơ cấu phối khí dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí, thải sạch khí thải ra
ngoài trong kỳ thải và nạp đầy khí nạp mới vào xylanh động cơ trong kỳ nạp.
Cơ cấu phân phối khí cần đảm bảo các yêu cầu sau:

13


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
+ Đóng mở đúng thời gian quy định.
+ Độ mở lớn để dòng khí dễ lưu thông.
+ Khi đóng phải đóng kín, xupáp thải không tự mở trong quá trình nạp.
+ Ít mòn, tiếng kêu bé.
+ Dễ điều chỉnh và sửa chữa.
Cơ cấu phân phối khí động cơ Duratorq Tdci 2.5l gồm hai cam dẫn động trực
tiếp xupáp thông qua con đội thủy lực. Đặc điểm của hệ thống phối khí loại này là
không có bộ phận đũa đẫy. Với hệ thống phối khí như thế phần nắp động cơ đơn
giản và gọn hơn, hiệu suất làm việc cũng cao hơn cơ cấu phối khí không có bộ phận
đũa đẫy và khe hở nhiệt ít bị thay đổi hơn. Đặc biệt, trên mỗi động cơ có 4 xupáp
gồm 2 xupáp nạp và 2 xupáp thải. Với kết cấu như thế này quá trình nạp sẽ nạp
nhiều hơn và quá trình thải sẽ thải sạch hơn.
Cơ cấu phối khí của động cơ Duratorq Tdci 2.5l sử dụng phương án bố trí
xupáp treo. Động cơ sử dụng 16 xupáp, gồm 8 xupáp thải và 8 xupáp nạp để điều
khiển việc nạp và thải. Để dẫn động các xupáp, động cơ dùng hai trục cam bố trí
trên nắp máy được dẫn động từ trục khuỷu thông qua bộ truyền xích. Các xupáp
được bố trí thành hai dãy dọc theo thân máy. Xupáp được dẫn động từ trục cam
thông qua cò mổ. Điều chỉnh khe hở xupáp tự động bằng con đội thuỷ lực.
Động cơ Duratorq Tdci 2.5l dùng xupáp có đáy bằng, mặt làm việc quan trọng
của xupáp là mặt côn. Mặt làm việc được gia công rất kỹ và được mài rà với đế
xupáp. Thân xupáp dùng để dẫn hướng cho xupáp. Khi làm việc, thân xupáp trượt
dọc theo ống dẫn hướng xupáp, ống dẫn hướng xupáp gắn chặt với nắp máy. Đuôi
xupáp có một rãnh hãm hình trụ để lắp ghép với đĩa lò xo, đĩa lò xo được lắp với
xupáp bằng hai móng hãm hình côn, mặt trên của đuôi xupáp được tôi cứng để
tránh mòn.
Thân xupáp: Thân xupáp có đường kính thích đáng để dẫn hướng tốt và chiu

lực nghiêng khi xupáp đóng mở.
Phần đuôi xupáp có dạng đặc biệt để có thể lắp ghép với đĩa lò xo. Kết cấu
xupáp được thể hiện ở hình 1-11.

14


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l

1

2

3

Hình 1-11 Kết cấu xupáp động cơ Duratorq Tdci 2.5l
1- Đuôi xupáp; 2- Thân xupáp; 3- Nấm xupáp.
Các thống số của xupáp:
- Chiều dài của xupáp thải và xupáp nạp: 140 [mm];
- Đường kính xupáp nạp: 34 [mm];
- Đường kính xupáp thải: 30 [mm].
Trục cam bao gồm 5 cổ trục để lắp vào nắp xylanh. Bên trong trục cam có
đường dầu để bôi trơn, tẩy rửa và làm mát các bề mặt ma sát trong cơ cấu phân phối
khí. Từ đường dầu chính trong trục cam có các đường dầu nhỏ để phân phối dầu bôi
trơn đến mặt cam.

Hình 1-12 Trục cam.
Trục cam được dẫn động bằng xích nên kết cấu gọn nhẹ. Để giữ cho xích luôn
được căng người ta dùng cơ cấu căng xích có lò xo. Bên cạnh đó, để chống rung
người ta dùng bản dẫn hướng cho xích. Sơ đồ trục khuỷu dẫn động trục cam như hình

1-13.

15


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
1

2

6

3

5
4

Hình 1-13 Sơ đồ trục khuỷu dẫn động trục cam.
1- Đĩa xích dẫn động cam nạp; 2- Đĩa xích dẫn động cam thải; 3- Bộ căng dây
xích; 4- Đĩa xích chủ động; 5- Xích dẫn động; 6- Thanh dẫn hướng xích.
1.2.6. Hệ thống bôi trơn
Hệ thống bôi trơn của động cơ đốt trong có nhiệm vụ cung cấp dầu nhờn đến
các mặt ma sát để làm giảm ma sát đồng thời làm mát và tẩy rửa bề mặt ổ trục.
Hệ thống bôi trơn trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l là hệ thống bôi trơn bằng
áp lực cưỡng bức, với sơ đồ cấu tạo của hệ thống như sau:
8
9

11

10

7

12
4
6

5

3

2

1

Hình 1-14 Sơ đồ hệ thống bôi trơn
1- Phao; 2- Cacte; 3-Bơm; 5- Lọc thô; 4,6,12- van; 8- Trục
khuỷu; 9- Vòi phun; 10- Trục cam; 11- Lọc tinh.
16


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
Khi động cơ làm việc, bơm dầu hoạt động để bơm dầu từ cácte qua lọc dầu tới
cổ trục khuỷu đến đầu to truyền, rồi theo đường dầu trong thanh truyền lên bôi trơn
đầu nhỏ thanh truyền và chốt piston. Một đường dầu khác lên bôi trơn cổ trục cam,
con đội, ống dẫn hướng xúpáp. Tất cả các bộ phận trên đều được bôi trơn bằng áp
lực. Thành xylanh, piston, chốt piston bôi trơn bằng lượng dầu văng ra từ thanh
truyền và trục khuỷu.
Trên hệ thống bôi trơn cũng có đồng hồ đo áp suất để báo áp suất làm việc của

hệ thống. Áp suất ổn định của hệ thống là 7[KN/m 2], nếu áp suất không ổn định ở
mức này thì cần kiểm tra và sửa chữa hệ thống bôi trơn động cơ.
1.3. Hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
( Sẽ khảo sát kỹ ở phần sau)
1.4. Hệ thống nạp và thải trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
Hệ thống thải trên động cơ Duratorq Tdci 2.4l được bổ sung thêm nhiều bộ
phân khác như: bộ xúc tác 3 chức năng, bộ hồi lưu khí xả, cảm biến nồng độ ô xy
nhằm hạn chế tối đa nồng độ khí ô nhiễm trong khí thải động cơ. Hệ thống nạp và
thải trên động cơ Duratorq Tdci 2.4l có sơ đồ kết cấu như sau:

1
2

3
6

5

8
7

4

10

9

11

Hình 1-15 Hệ thống nạp, thải trên động cơ Duratorq Tdci 2.4l

1- Cảm biến MAF( lưu lượng khí nạp) ; 2- Rơ le tăng áp; 3- Cảm biến MAP ( áp
suất khí nạp); 4- Két làm mát EGR; 5- Két tuabin tăng áp; 6- Van EGR; 7- Cần
đẩy chân không; 8- Bộ tuabin tăng áp; 9- Bơm chân không;10- Bộ điều khiển
PCM; 11- Bầu lọc khí thải.
17


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
1.4.1. Hệ thống hồi lưu khí thải (EGR )
Sự điều khiển hệ thống hồi lưu khí thải:

1
2

KHÄNG KHÊ

3
6

5

8
7

4

10

9

11

KHÊTHAÍI

Hình 1-16 Hệ thống nạp, thải trên động cơ Duratorq Tdci 2.4l
1- Cảm biến MAF; 2- Rơ le tăng áp; 3- Cảm biến MAP; 4- Két làm mát EGR; 5Két tuabin tăng áp; 6- Van EGR; 7- Cần đẩy chân không; 8- Bộ tuabin tăng áp; 9Bơm chân không;10- Bộ điều khiển PCM; 11- Bầu lọc khí thải.
Bộ vi xử lý PCM (2) phát tín hiệu điều khiển mở van tự động điều chỉnh hồi
lưu khí thải (5). Khí thải từ van (5) được làm mát ở bộ phận làm mát (8) sau đó sẽ đi
vào ống hút hòa trộn với khí nạp vào xy-lanh động cơ.
Ảnh hưởng của hệ thống hồi lưu khí thải:
- Một phần khí thải sẽ cấp trở lại cho quá trình;
- Giảm bớt lượng khí xả thải ra môi trường hạn chế được nồng độ các chất
ô nhiễm;
- Làm giảm thành phần oxy trong không khí nạp;
- Quá trình cháy sẽ bị kìm hãm bớt;
- Nhiệt độ trong quá trình cháy sẽ giảm;
- Lượng NOx (Oxid Nitơ) sinh ra sẽ giảm theo.
1.4.2. Bộ xúc tác 3 chức năng
Bộ xúc tác 3 chức năng được lắp trên đường xả để xử lý tiếp các chất ô nhiễm
trên đường thải.

18


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
Khi động cơ làm việc, hỗn hợp khí nhiên liệu được đốt cháy trong kỳ nổ với
các phương trình phản ứng cháy như sau:
C x H y + (O2 + N 2 ) → CO2 + H 2 O + N 2 + CO + NO x + HC + O2 +(Gốc OH).

Nguyên lý làm việc: (được thể hiện ở hình 1-17)

Sản phẩm cháy gồm: NOx, CO, HC, O2 được thải ra ngoài qua xúp páp thải vào
ống góp thải, sau đó sản phẩm cháy đi qua bộ xúc tác 3 chức năng. Sau khi đi qua
bộ xúc tác 3 chức năng các chất trong sản phẩm cháy như NOX, CO, HC, O 2 sẽ trở
thành các chất khác như N2, CO2, H2O hoàn toàn không độc hại đến môi trường, Sơ
đồ nguyên lý làm viêc bộ xúc tác 3 thành phần như sau:

Hình 1-17 Cấu tạo bộ xúc tác 3 thành phần.
Nguyên lý khử và oxi hóa:
1

CO + 2 O2 → CO 2
Oxi hóa 
C H + ( x + y ) → xCO + y H O
2
2
 x y
4
2

Khử

1

 NO + H 2 → 2 N 2 + H 2 O

 NO + CO → NO2 + CO 2

y
y
y

(2 x + ) NO + C x H y → ( x + ) N 2 + xCO2 + H 2 O
2
4
2


Để quá trình oxi hóa diễn ra tốt thì cần có O2 nhưng để quá trình khử NOx diễn
ra tốt thì không có O2, do đó quá trình oxi hóa và khử không thể diễn ra hoàn toàn
cùng một lúc, nên phải chấp nhận một giá trị mà ở đó quá trình oxi hóa và quá trình
khử diễn ra tốt nhất. Giá trị đó được khống chế bởi cảm biến lamda.
Hình 1-18 Đồ thị biểu diễn thành phần khí thải.
CH: Hydrôcacbon; CO: O xít Cacbon
NOx: O xít Ni tơ
Sau khi đi qua bộ xúc tác, sản phẩm cháy đi qua bộ tiêu âm để giảm tiếng ồn
rồi được thải ra môi trường.
19


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
1.5. Hệ thống nhiên liệu Commonrail động cơ Duratorq Tdci 2.5l
1.5.1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống
Sơ đồ của hệ thống được thể hiện ở hình 1-19.

Hình 1-19 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ Duratorq 2.5l
A. Đường hồi nhiên liệu từ bơm cao áp; B. Đường nhiên liệu áp suất cao lên ống
phân phối nhiên liệu; C. Đường nhiên liệu cao áp tới vòi phun; D. Đường nhiên
liệu; E. Nhiên liệu trở lại thùng chứa; F. Đường nhiên liệu từ lọc tới bơm cao áp; 1Bơm cao áp; 2- Ống phân phối nhiên liệu; 3- Vòi phun; 4- Van an toàn; 5- Nhánh
đưa nhiên liệu về thùng; 6- Thùng nhiên liệu; 7- Bơm dầu và cảm biến lượng nhiên
liệu trong thùng; 8- Lọc nhiên liệu; 9- Bơm chuyển nhiên liệu.
Trong hệ thống nhiên liệu gồm có các bộ phận chính sau:

Thùng chứa 6 có nhiệm vụ chứa nhiên liệu đủ cho động cơ làm việc trong một
thời gian;
Bơm chuyển 9 có nhiệm vụ vận chuyển nhiên liệu đến bơm cao áp thông qua
bầu lọc 8;
Bơm cao áp 1 có nhiệm vụ tạo ra nhiên liệu có áp suất cao cho quá trình phun.
Bơm này được lắp đặt trên một ngăn của hệ thống. Thường thì giống như vị trí đặt
bơm cao áp phân phối trước đây (của các động cơ cổ điển). Nhiên liệu sau khi ra
khỏi bơm cao áp được vận chuyển vào bộ phận tích luỹ cao áp.
Ống Rail 2 này là bộ phận tích luỹ cao áp và luôn được cấp nhiên liệu để phục
vụ cho việc phun nhiên liệu. Nhiên liệu trong ống luôn có áp suất 2000 bar để phun

20


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
vào xylanh vào đúng thời điểm. Một số thành phần của hệ thống Common Rail
được đặt trực tiếp trên ống này, như cảm biến áp suất, van điều áp.
Vòi phun 3 có chức năng phun nhiên liệu vào xylanh động cơ. PCM quyết định
lượng nhiên liệu được phun.
Khi động cơ làm việc, nhiên liệu được bơm cấp nhiên liệu đặt trong thùng
chứa hút lên bầu lọc 8 và tới bơm chuyển nhiên liệu 9 (bơm thấp áp) kiểu bánh
răng thông qua đường nhiên liệu F. Bơm chuyển nhiên liệu đưa nhiên liệu tới bơm
cao áp. Bơm cao áp 1 thông qua đường nhiên liệu B, đưa nhiên liệu có áp suất tới
ống phân phối nhiên liệu 2. Từ ống phân phối 2, nhiên liệu được phân phối tới các
vòi phun 3 thông qua các ống cao áp C và phun vào xilanh động cơ, hỗn hợp với
không khí nén, tạo thành hoà khí hay hỗn hợp và tự cháy và sinh công.
Nhiên liệu sau khi đi qua bơm cao áp là nhiên liệu cao áp. Từ đầu ra của bơm
phân phối đến cung cấp nhiên liệu cho 4 vòi phun của động cơ theo thứ tự nổ là 1-34-2.
Để đảm bảo cho lượng nhiên liệu phù hợp với từng chế độ hoạt động của động
cơ, trong hệ thống người ta có lắp thêm các cảm biến: áp suất khí nạp, tốc độ động

cơ, nhiệt độ nước làm mát, vị trí bàn đạp ga.... Các cảm biến chuyển tín hiệu về bộ
điều khiển PCM. Bộ điều khiển có nhiệm vụ xử lý tín hiệu từ các cảm biến gởi về
và sẽ phát ra tín hiệu điều khiển vòi phun. Các tín hiệu này sẽ quyết định lượng
nhiên liệu mà bơm sẽ cung cấp cho các vòi phun.
1.5.2. Đặc tính của hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq Tdci 2.5l
+ Áp suất nhiên liệu, lượng phun, và thời điểm phun được điều khiển bằng
điện tử vì vậy điều khiển tốc độ và công suất động cơ đạt độ chính xác cao.
+ Áp suất nhiên liệu cao cho nên việc hoà trộn nhiên liệu – Không khí trong
buồng cháy tốt hơn.
+ Tích trữ nhiên liệu áp suất cao, nhiên liệu được phun vào có áp suất cao ở
mọi dãi tốc độ động cơ.
Với những đặc tính như trên thì động cơ Duratorq Tdci 2.5l có tính hiệu
năng, tính kinh tế nhiên liệu tăng cao, tiếng ồn nhỏ, ít rung động và khí thải sạch.
1.5.3 Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu động cơ Duratorq Tdci
2.5l
Hệ thống nhiên liệu động cơ có những nhiệm vụ sau:
- Chứa nhiên liệu dự trữ, đảm bảo cho động cơ hoạt động liên tục trong một
khoảng thời gian quy định;
- Lọc sạch nước và các tạp chất cơ học có lẫn trong nhiên liệu;

21


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
- Cung cấp lượng nhiên liệu cần thiết cho mỗi chu trình ứng với chế độ làm
việc quy định của động cơ;
- Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xy lanh theo trình tự làm việc quy
định của động cơ;
- Cung cấp nhiên liệu vào xi lanh động cơ đúng lúc theo một quy luật đã định;
- Phun tơi và phân bố đều nhiên liệu trong thể tích môi chất trong buồng cháy,

bằng cách phối hợp chặt chẽ hình dạng kích thước và phương hướng của các tia
nhiên liệu với hình dạng buồng cháy và cường độ vận động của môi chất trong
buồng cháy.
Diễn biến chu trình công tác của động cơ Diesel chủ yếu phụ thuộc vào tình
hình hoạt động của thiết bị cung cấp nhiên liệu. Tốc độ toả nhiệt của nhiên liệu và
dạng đường cong của áp suất môi chất công tác trong quá trình cháy biến thiên theo
góc quay trục khuỷu chủ yếu phụ thuộc vào những yếu tố sau:
- Thời điểm bắt đầu phun nhiên liệu (tức là góc phun sớm ϕ1);
- Biến thiên của tốc độ phun (tức là quy luật cấp nhiên liệu );
- Chất lượng phun (thể hiện bằng mức phun nhỏ và đều);
- Sự hoà trộn giữa nhiên liệu với khí nạp trong buồng cháy.
1.5.4. Common rail là một hệ thống phun tích luỹ
Việc tạo ra áp suất và việc phun nhiên liệu hoàn toàn tách biệt với nhau trong
hệ thống Common Rail. Áp suất phun được tạo ra độc lập với tốc độ động cơ và
lượng nhiên liệu phun ra. Nhiên liệu được trữ với áp suất cao trong bộ tích áp suất
cao (high-pressure accumulator) và sẵn sàng để phun. Lượng nhiên liệu phun ra
được quyết định bởi tài xế, và thời điểm phun cũng như lượng nhiên liệu phun được
tính toán bằng PCM và các biểu đồ đã lưu trong bộ nhớ của nó. Sau đó PCM sẽ điều
khiển các kim phun phun tại mỗi xy lanh động cơ để phun nhiên liệu.
1.5.5. Ưu điểm của hệ thống nhiên liệu này
- Độ tin cậy cao ;
- Giảm thải ô nhiễm do khí xả (áp suất phun của Common Rail rất cao nên làm
cải thiện được quá trình cháy mà thực tế làm giảm bớt lượng phát thải khói đen. Xa
hơn nữa, nó làm giảm lượng phát thải ô nhiễm là nhờ giai đoạn phun sơ khởi và
phun hỗn hợp);
- Tính kinh tế nhiên liệu cao (Common Rail có hệ thống phun được điều khiển
bằng điện tử);
- Công suất tăng (Với hệ thống phun dầu điện tử, áp suất phun có thể cho nhiều
bộ phận được chọn lựa tự do và độc lập với tình trạng làm việc của động cơ. Ý
nghĩa này mômen động cơ có thể được gia tăng trong vùng tốc độ thấp, một thực tế

22


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
là nó thực hiện đóng góp chính làm gia tăng tính linh hoạt của ô tô dùng động cơ
diesel).
- Giảm tiếng ồn động cơ (Hoạt động ở áp suất cao và quá trình phun được riêng
lẻ của mỗi vòi phun trong hệ thống Common Rail. Việc cho phép phun sơ khởi và
phun hỗn hợp này mà cả hai làm giảm đáng kể tiếng ồn động cơ)
- Sự hợp nhất các khái niệm động cơ đang còn sử dụng (hệ thống phun dầu điện
tử được thiết kế như thế có thể sử dụng cho các động cơ diesel đang tồn tại mà
không cần thay đổi lớn khi muốn lắp đặt hệ thống phun dầu điện tử cho động cơ
diesel khác).
1.5.6. Đặc tính phun của hệ thống Common Rail
- Lượng nhiên liệu và áp suất nhiên liệu phun độc lập với nhau trong từng điều
kiện hoạt động của động cơ (cho phép dễ đạt được tỉ lệ hỗn hợp A/F lí tưởng).
- Lúc bắt đầu phun, lượng nhiên liệu phun ra chỉ cần một lượng nhỏ.
Các yêu cầu trên đã được thỏa mãn bởi hệ thống Common Rail. Với đặc
điểm phun hai lần: phun sơ khởi và phun chính.
Giai âoaû
n phun så khåíi
PR
(Pm)

Giai âoaû
n
phun chênh.

Hình 1-20 Đường đặc tính phun của hệ thống Common Rail.
Hệ thống Common Rail là hệ thống thiết kế theo module, có các thành phần

- Vòi phun được điều khiển bằng van điện từ (solenoid) được gắn vào nắp
máy;
- Ống tích trữ nhiên liệu (ống phân phối áp lực cao);
- Bơm cao áp (bơm tạo áp lực cao).
Các thiết bị sau được sự hoạt động điều khiển của hệ thống:
- PCM;
- Cảm biến tốc độ trục khuỷu;
- Cảm biến tốc độ trục cam;
- Các loại cảm biến khác.

23


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
Về cơ bản, vòi phun được nối với ống tích nhiên liệu áp suất cao (rail) bằng
một đường ống ngắn. Kết hợp với đầu phun và van điện từ (solenord), được cung
cấp điện qua PCM. Khi van solenoid không được cấp điện thì vòi ngừng phun. Nhờ
áp suất phun không đổi, lượng nhiên liệu phun ra sẽ tỉ lệ với độ dài của xung điều
khiển solenoid. Yêu cầu mở nhanh solenoid được đáp ứng bằng việc sử dụng điện
áp cao và dòng lớn. Thời điểm phun được điều khiển bằng hệ thống điều khiển góc
phun sớm. Hệ thống này dùng một cảm biến trên trục khuỷu để nhận biết tốc độ
động cơ, và một cảm biến trên trục cam để nhận biết kỳ hoạt động.
* Phun sơ khởi ( pilot injection )
Phun sơ khởi diễn ra sớm đến 90o trước điểm chết trên (ĐCT). Nếu thời điểm
phun sơ khởi xuất hiện nhỏ hơn 400, nhiên liệu có thể bám vào bề mặt của piston và
thành xi lanh và làm loãng dầu bôi trơn.
Trong giai đoạn phun sơ khởi, một lượng nhỏ nhiên liệu (1-4 mm 3) được phun
vào xy lanh để ‘’mồi’’. Kết quả là quá trình cháy được cải thiện và đạt được một số
hiệu quả sau:
Áp suất cuối quá trình nén tăng một ít nhờ vào giai đoạn phun sơ khởi và nhiên

liệu cháy một phần. Điều này giúp giảm thời gian cháy trễ, giảm sự tăng đột ngột của
áp suất khí cháy và áp suất cực đại (quá trình cháy êm dịu hơn). Kết quả là giảm tiếng
ồn của động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu và trong nhiều trường hợp giảm được độ
độc hại của khí thải. Quá trình phun sơ khởi góp phần gián tiếp vào việc tăng công
suất động cơ.
* Giai đoạn phun chính ( main injection )
Công suất đầu ra của động cơ phụ thuộc vào giai đoạn phun chính, tiếp theo
giai đoạn phun sơ khởi. Điều này có nghĩa là giai đoạn phun chính giúp tăng lực
kéo của động cơ. Với hệ thống Common Rail, áp suất phun vẫn giữ không đổi trong
suốt quá trình phun.
* Giai đoạn phun thứ cấp ( secondary injection )
Theo quan điểm xử lý khí thải, phun thứ cấp có thể được áp dụng để đốt cháy
NOx. Nó diễn ra ngay sau giai đoạn phun chính và được xác định để xảy ra trong
quá trình giãn nở hay kỳ thải, khoảng 200 o sau ĐCT. Ngược lại so với quá trình
phun sơ khởi và phun chính, nhiên liệu phun vào không được đốt cháy mà để bốc
hơi nhờ vào sức nóng của khí thải ở ống thải. Trong suốt kỳ thải hỗn hợp khí thải và
nhiên liệu được đẩy ra ngoài hệ thống thoát khí thải thông qua xupap thải. Tuy
nhiên một phần của nhiên liệu được đưa lại buồng đốt thông qua hệ thống luân hồi
khí thải EGR và có tác dụng tương tự như chính giai đoạn phun sơ khởi. Khi bộ hóa

24


Khảo sát hệ thống tăng áp trên động cơ Duratorq Tdci 2.5l
khử được lắp để làm giảm NO x, chúng tận dụng nhiên liệu trong khí thải như là một
nhân tố hóa học để làm giảm nồng độ NOx trong khí thải.
1.5.7. Đặc điểm kết cấu và nguyên lý hoạt động của các cụm chi tiết
1.5.7.1. Thùng nhiên liệu
Thùng chứa nhiên liệu dùng để chứa nhiên liệu đủ cho động cơ làm việc trong
một thời gian, dung tích 80l.

Thùng được dập bằng thép lá, bên trong có các tấm ngăn để nhiên liệu bớt dao
động. Nắp thùng có lỗ thông hơi. Ống hút nhiên liệu bố trí cao hơn đáy thùng
khoảng 3[cm]. Phần lõm lắng cặn và nước ở đáy thùng có nút xả.
1.5.7.2. Lọc nhiên liệu
* Nhiệm vụ của bầu lọc tinh:
Bầu lọc có nhiệm vụ lọc tạp chất cơ học, nước ra khỏi nhiên liệu,để hệ thống
nhiên liệu làm việc tốt. Kết cấu được thể hiện ở hình 1-21.

3

1

2

4
5

6

7

8

Hình 1-21 Kết cấu bầu lọc
1- Nhiên liệu từ thùng chứa tới lọc; 2- Nhiên liệu tới ống phân phối; 3- nắp bầu
lọc; 4- Lõi lọc; 5- Thân bầu lọc; 6- Lượng nuớc có trong bầu lọc; 7- Cảm biến
lượng nước có trong bầu lọc; 8- Bu lông xả nước.
Bình lọc nhiên liệu của động cơ Duratorq 2.4l có vỏ được làm bằng nhựa và lõi
lọc làm bằng giấy lọc. Mỗi khi lọc bị tắc thì phải thay thế bình lọc. Trong bầu lọc
được lắp cảm biến, báo mức nước có trong lọc nhiên liệu và dưới đáy lọc có bu lông

để xả nước và cặn. Khi lượng nước vượt quá mức cho phép ở trong bầu lọc nhiên
liệu, cảm biến gửi thông tin về bộ điều khiển điện tử PCM, đèn cảnh báo tình trạng
lọc được hiển thị trên bảng táp lô.
1.5.7.3. Bơm chuyển nhiên liệu
25