Nghiên cứu khai thác hệ thống nhiên liệu trang bị trên động cơ 1KD FTV 3 0 ô tô toyota hil

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay khi xã hội càng hiện đại nhu cầu đi lại và vận chuyển hàng hóa
ngày một tăng, thì giao thông vận tải luôn chiếm một vai trò chủ đạo. Trong công
cuộc đổi mới đất nước, công nghiệp hoá hiện đại hoá là nhu cầu tất yếu của một
nước đang phát triển như chúng ta. Trong các phương tiện giao thông thì ô tô
chiếm một số lượng lớn phục vụ nhu cầu đi lại và vận chuyển hàng hóa của con
người. Do đó đòi hỏi ngành công nghiệp ô tô luôn cần có sự đổi mới, tối ưu hoá
về mặt kỹ thuật, hoàn thiện hơn về mặt công nghệ, để nâng cao tính hiện đại, tính
kinh tế, trong quá trình vận hành, dần bắt kịp trình độ của các nước trong khu
vực và trên thế giới. Để đạt được các yêu cầu đó các nhà sản xuất, các kỹ sư
trong nghành động lực cần phải có một kiến thức sâu rộng, tiếp cận nhiều trong
thực tế để tìm ra các biện pháp tối ưu trong quá trình nghiên cứu.
Việc đảm bảo tính kinh tế và tính kỹ thuật luôn đặt lên hàng đầu, giảm tối
ưu lượng nhiên liệu mà vẫn đảm bảo công suất động cơ, hạn chế vấn đề phát thải
1


gây ô nhiễm môi trường. Cùng với công nghệ phun xăng điện tử, công nghệ
phun diesel điện tử (Common Rail) cũng đã được nghiên cứu và ứng dụng trong
ngành ôtô vài năm trở lại đây.
Sau quá trình học tập và rèn luyện tại trường, em đã chọn cho mình đề tài
đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu khai thác hệ thống nhiên liệu trang bị trên động cơ
1KD-FTV 3.0 ô tô Toyota Hilux”. Được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo
TS.Nguyễn Khắc Tuân và sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo trong Khoa Kỹ
thuật ô tô và Máy động lực trường đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên,
sự góp ý của các bạn và sự cố gắng của bản thân trong một thời gian ngắn đã
giúp em hoàn thành đồ án này. Tuy đây không phải là đồ án đầu tiên, nhưng do
thời gian có hạn, kiến thức còn hạn chế, sự tiếp xúc với môi trường thực tế còn ít
nên đồ án của em không thể tránh khỏi những sai sót.

Thái Nguyên, ngày 08 tháng 06 năm 2016
Sinh viên thực hiện
Ma Văn Út

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
1.1. Mục đích và ý nghĩa của đề tài
- Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, ngành chế tạo
động cơ cũng đang trên đà phát triển mạnh. Hiện nay các nhà khoa học đã tìm ra
nhiều cách để chế tạo động cơ mới nhằm giúp cho các động cơ đó hoạt động với
quá trình cháy tốt hơn, lượng tiêu hao nhiên liệu ít hơn, cũng như thân thiện với
môi trường như động cơ chạy bằng khí ga, động cơ phun xăng điện tử, động cơ
common rail, động cơ chạy bằng năng lượng mặt trời, ô tô hybrid…Tuy nhiên ở
Việt Nam động cơ diesel vẫn còn đóng một vai trò rất quan trọng trong sự phát
triển của nền kinh tế nói chung và ngành ô tô nói riêng, bởi vì nó có khả năng
sinh công lớn làm việc có độ ổn định và tin cậy cao.
- Việc nghiên cứu khai thác hệ thống nhiên liệu trang bị trên động cơ
1KD-FTV Toyota Hilux giúp chúng ta nắm bắt được những kiến thức cơ bản để
nâng cao hiệu quả sử dụng, khai thác sửa chữa và cải tiến chúng. Ngoài ra nó

2


còn góp phần xây dựng các nguồn tài liệu tham khảo phục vụ quá trình học tập
và công tác. Giúp chúng ta hiểu rõ về hệ thống nhiên liệu động cơ diesel.
- Các loại động cơ mới ra đời với các bước đột phá về nhiên liệu và tiêu
chuẩn khí thải chấp thuận trong ngành sản xuất động cơ nhằm bảo vệ môi trường
thì bên cạnh đó công nghệ sản xuất ngày càng được nâng cao.
1.2. Danh mục các từ viết tắt
Từ viết tắt
SUV

DOHC
ABS
EBD

Tiếng Anh
Sport utility vehicle
Double Overhead Camshafts
Anti-lock Braking System
Electronic brake distributor

BA
HC
ERG
ECU
EDU
ROM
A/D
EDM
SCV
CDI

Brake assist
Hydrocarbon
Exhaust gas recirculation
Engine Control Unit
Electronic Driver Unit
Read only memory
Analog to digital converters
Electrical discharge machine
Suction control valve

Capacitor discharged

Tiếng Việt
Kiểu xe thể thao đa chức năng
Hai trục cam trên 1 động cơ
Hệ thống chống bó cứng phanh
Hệ thống phân phối phanh điện
tử
Hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp
Hidrocacbon
Tuần hoàn khí xả
Hộp điều kiển (hộp đen)
Mạch điều khiển điện tử
Bộ nhớ chỉ đọc
Bộ biến đổi tương tự số
Máy phóng điện
Van điều khiển hút
Hệ thống đánh lửa điện dung

1.3. Tổng quan về xe Toyota Hilux
- Toyota Hilux là một dòng xe thương mại hạng nhẹ thuộc dòng xe bán tải,
được sản xuất và tiếp thị bởi hãng Toyota Nhật Bản, chiếc xe Hilux đầu tiên
được sản xuất vào tháng 3 năm 1968. Năm 1995 Toyota giới thiệu mô hình xe
bán tải mới, cho đến nay nó là một chiếc SUV đầy đủ, hiện nay dòng xe Hilux đã
có mặt ở hầu hết các nước trên thế giới.
- Toyota Hilux sử dụng hai loại động cơ là 1KD-FTV và 2KD-FTV xuất
hiện lần đầu vào năm 2000. Tính đến năm 2016 Toyota Hilux đã cho ra đời phiên
bản thế hệ thứ 8.
- Những chiếc bán tải đa dụng đang ngày càng trở nên phổ biến hơn nhờ
khả năng thích ứng và phục vụ linh hoạt cho các mục đích khác nhau của chủ xe,

từ đi lại đơn thuần trong đô thị, lăn bánh trên đường trường, cho đến chuyên chở
3


hàng hóa cồng kềnh. Rõ ràng xe bán tải hoàn toàn phù hợp với một đất nước có
địa hình đa dạng như Việt Nam.
- Phiên bản Hilux 2016 được trang bị 2 động cơ và hộp số khác nhau, điều
này mang đến công suất cũng như momen xoắn khác nhau. Điểm chung là cả hai
kiểu động cơ bố trí 4 xylanh thẳng hàng 16 xupap và trục cam đôi DOHC, có
công nghệ phun nhiên liệu trực tiếp và tăng áp biến thiên.
+ Đầu tiên, Bản 2.5L sản sinh công suất 142 mã lực tại 3400 vòng/ phút và
momen xoắn đạt 343 Nm tại 1600-2800 vòng/ phút, tương đương bản số sàn 3.0
lít, chỉ khác số vòng tua.
+ Tiếp theo, hai phiên bản 3.0G cùng sử dụng động cơ 1KD-FTV cùng
cho công suất 161 mã lực với dung tích 2982 cc. Momen xoắn sinh ra khác nhau,
nếu là hộp số tự động 5 cấp thì sức kéo tối đa đạt 360 Nm tại 1600 – 3000
vòng/phút, còn với hộp số sàn 6 cấp con số là 343 Nm ở 1400 – 3200 vòng/phút.
Cả 2 đều có cơ chế truyền động 2 cầu 4×4.
- Toyota Hilux 2016 được trang bị nhiều hệ thống an toàn hiện đại như: hệ
thống chống bó cứng ABS, hệ thống phân bổ lực phanh điện tử EBD, hỗ trợ
phanh khẩn cấp BA. Bản 3.0G tự động có thêm cân bằng điện tử, kiểm soát lực
kéo chủ động TRC, khởi hành ngang dốc HAC và cảnh báo phanh khẩn cấp
EBS. Hai bản 2.5E và 3.0G số sàn có 3 túi khí, trong khi bản 3.0G tự động có 7
túi khí.
- Các thông số cơ bản của xe Toyota Hilux 3.0

4


Kích thước

DxRxC
Chiều dài cơ sở
Khoang chở hàng

Động cơ

mm x mm x 5530x1855x1815
mm
mm
3083
mm x mm x 1550 x 1620 x 490
mm

Chiều rộng cơ sở
(Trước / sau)
Khoảng sáng gầm
xe
Góc
thoát
(Trước / sau)
Bán kính vòng
quay tối thiểu
Trọnglượng
không tải
Loại động cơ

mm

1540 / 1550

mm

286

Độ

31/26

m

6,4

Kg

2040 - 2060

Dung tích công
tác
Công suất tối đa
Mô men xoắn cực
đại
Dung tích bình
nhiên liệu

cc

Diesel; 4xilanh thẳng
hàng; 16xupap;DOHC.
2982

KW / v/ph
N.m/v/ph

161 / 3400
360 / 1600 - 3000

Lít

80

5


Hệ thống truyền
động
Hộp số
Hệ thống treo
Trước
Sau
Vành & Lốp xe
Loại vành
Kích thước lốp
Phanh
Trước
Sau
Tiêu chuẩn khí
thải

4 bánh bán thời gian,

gài cầu điện tử
Tự động 5 cấp
Độc lập tay đòn kép
Nhíp lá
Mâm đúc
265/65 R17
Đĩa thông gió
Tang trống
Euro 2

1.4. Tổng quan về hệ thống nhiên liệu động cơ diesel
1.4.1. Quá trình phát triển động cơ diesel
- Động cơ diesel được phát minh vào năm 1892 nhờ kỹ sư người Đức
Rudolf Diesel, hoạt động theo nguyên lý tự bốc cháy.Ở gần cuối quá trình nén
nhiên liệu được phun vào buồng cháy động cơ để hình thành hòa khí rồi tự bốc
cháy. Đến năm 1927 Robert Bosch phát triển bơm cao áp (Bơm phun Bosch lắp
cho động cơ diesel ôtô thương mại và ôtô khách vào năm 1936).
- Hệ thống nhiên liệu Diesel không ngừng được cải tiến, với các giải pháp
kỹ thuật tối ưu làm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm và suất tiêu hao nhiên liệu.
Các nhà phát triển động cơ Diesel đã đề ra nhiều biện pháp khác nhau về kỹ
thuật phun và tổ chức quá trình cháy nhằm giới hạn các chất ô nhiễm. Các biện
pháp chủ yếu tập trung vào giải quyết các vấn đề:
+ Tăng tốc độ phun để làm giảm nồng độ bồ hóng do tăng tốc hòa trộn
nhiên liệukhông khí.
+ Tăng áp suất phun, đặc biệt là đối với động cơ phun trực tiếp.
+ Điều chỉnh dạng quy luật phun theo khuynh hướng kết thúc nhanh quá
trình phun để làm giảm lượng Hidrocacbon (HC).
+ Biệnpháp hồi lưu một bộ phận khí xả (ERG: Exhaust Gas Recirculation).
- 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, vòi phun, ống tích trữ nhiên

liệu áp suất cao, các ứng dụng điều khiển tự động nhờ sự phát triển của công
nghệ. Đó là hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel.
6


- Hệ thống này được phát minh đầu tiên bởi Robert Huber, người Thụy Sỹ
vào cuối những năm 60. Công trình này sau đó được tiến sĩ Marco Ganser của
viện nghiên cứu kỹ thuật Thụy Sỹ tại Zurich tiếp tục nghiên cứu và phát triễn.
Đến giữa những năm 90, tiến sĩ Shohei Itoh và Masahiko Miyaki, của tập đoàn
Denso một nhà sản xuất phụ tùng ôtô lớn của Nhật Bản đã phát triển tiếp và ứng
dụng trên các xe tải nặng hiệu Hino, và bán rộng ra thị trường vào 1995, sau đó
ứng dụng rộng rãi trên các xe du lịch.
- Hiện nay, hầu hết tất cả các hãng ôtô đã sử dụng phổ biến hệ thống này
trên xe của họ, cũng như sử dụng trên các động cơ xe cơ giới, tàu thủy…với
nhiều tên gọi khác nhau như: Toyota với tên D-4D, Mercedes với tên CDI,
Huyndai-Kia với tên CRDi, Honda với tên i-CTDi, Mazda với tên CiTD
- Ra đời sớm nhưng động cơ diesel không phát triển như động cơ xăng do
gây ra nhiều tiếng ồn, khí thải bẩn.
- Năm 1986 Bosch đã đưa ra thị trường việc điều khiển điện tử cho hệ
thống cung cấp nhiên liệu diesel được gọi là hệ thống nhiên liệu Common Rail.
1.4.2. Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel
Nhiệm vụ yêu cầu và phân loại của hệ thống nhiên liệu động động cơ
diesel.
a. Nhiệm vụ:
- Dự trữ nhiên liệu: Đảm bảo cho động cơ có thể làm việc liên tục trong
một thời gian nhất định, giúp nhiên liệu chuyển động thông thoáng trong hệ
thống.
- Cung cấp nhiên liệu cho động cơ: đảm bảo tốt các yêu cầu:
+ Lượng nhiên liệu cung cấp cho mỗi chu trình phải phù hợp với chế độ
làm việc của động cơ.

+ Phun nhiên liệu vào đúng thời điểm, đúng quy luật mong muốn.
+ Lượng nhiên liệu vào các xi lanh phải đồng đều, phải phun nhiên liệu
vào xi lanh qua lỗ phun nhỏ với chênh áp lớn phía trước lỗ phun, để nhiên liệu
được xé tơi tốt.
+ Các tia nhiên liệu phun vào xi lanh động cơ phải đảm bảo kết hợp tốt
giữa số lượng và phương hướng, hình dạng kích thước các tia phun với hình
7


dạng buồng cháy và với cường độ, phương hướng chuyển động của mỗi chất
trong buồng cháy để hòa khí được hình thành nhanh và đều.
b. Yêu cầu:
- Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
+ Hoạt động lâu bền, có độ tin cậy cao
+ Nhiên liệu phải sạch không chứa tạp chất và nước
+ Nhiên liệu phải có trị số xê tan cao, được đốt ngay khi phun vào buồng
đốt
+ Thuận tiện sử dụng, dễ bảo dưỡng và sửa chữa
+ Dễ chế tạo, giá thành rẻ.
c. Phân loại:
- Dựa vào các loại bơm cao áp của hệ thống nhiên liệu ta có thể phân loại
sơ bộ hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel thành 3 loại sau:
+ Hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail
+ Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel sử dụng bơm cao áp loại bơm phân
phối
+ Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel sử dụng bơm cao áp loại bơm dãy.
1.4.3. Cấu tạo của một số hệ thống nhiên liệu động cơ diesel
1.4.3.1. Hệ thống nhiên liệu Diesel Common Rail
a. Sơ đồ hệ thống

8


6

7

5

1

2

4

EDU
ECU
3

Caïc caím
biãú
n

Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Common Rail
1- Lọc nhiên liệu; 2- Bơm cao áp; 3- Thùng nhiên liệu; 4- Vòi phun; 5- Bộ giới
hạn áp suất; 6- Ống phân phối; 7- Cảm biến áp suất nhiên liệu.
* Hệ thống Common Rail gồm các khối chức năng:
- Khối dầu thấp áp: gồm thùng dầu, bơm tiếp dầu, bộ lọc dầu, ống dẫn dầu
và đường hồi dầu.
- Khối dầu cao áp: gồm bơm cao áp, ống phân phối dầu cao áp đến các vòi

phun, các đường ống cao áp, van an toàn, van xả áp và vòi phun.
- Khối cơ - điện tử: gồm các cảm biến và tín hiệu, ECU, EDU (nếu có),
vòi phun, các van điều khiển nạp.
* Hệ thống nhiên liệu Common Rail có những đặc tính sau:
- Áp suất nhiên liệu, lượng phun, và thời điểm phun được điều khiển bằng
điện tử vì vậy điều khiển tốc độ động cơ đạt độ chính xác cao.
- Áp suất nhiên liệu cao cho nên việc hoà trộn nhiên liệu – hoà khí trong
buồng cháy tốt hơn.

9


- Tích trữ nhiên liệu áp suất cao, nhiên liệu được phun vào áp suất cao ở
mõi dãi tốc độ động cơ.
* Với những đặc tính như trên thì những động cơ sử dụng Common Rail System
có tính hiệu năng, tính kinh tế nhiên liệu tăng cao, tiếng ồn nhỏ ít rung động và
khí thải sạch.
b. Nguyên lý hoạt động
- Nhiên liệu được dẫn lên từ bơm nạp đặt trong bơm cao áp, sau đó qua
van điều khiển lượng phun tới khoang bơm cao áp và được nén tới áp suất cần
thiết. Piston trong bơm cap áp tạo ra áp suất phun trong ống Rail, áp suất này
thay đổi theo tốc độ động cơ và chế độ tải từ 20MPa ở chế độ không tải đến
135MPa ở chế độ tải cao và tốc độ vận hành cao.
- ECU điều khiển van điều khiển lượng phun để điều chỉnh lượng nhiên
liệu cấp vào khoang bơm cao áp và nhờ đó điều chỉnh được áp suất nhiên liệu.
- ECU luôn theo dõi sát áp suất nhiên liệu trong ống phân phối bằng cảm
biến áp suất nhiên liệu và thực hiện điều khiển phản hồi.
c. Chức năng của hệ thống Common Rail
- 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 người lái xe, và thời điểm phun cũng như áp lực
phun được tính toán bằng ECU và các biểu đồ đã lưu trong bộ nhớ của nó. Sau
đó ECU sẽ điều khiển các kim phun phun tại mỗi xy lanh động cơ để phun nhiên
liệu.
* Chức năng chính:
- Chức năng chính là việc điều khiển việc phun nhiên liệu đúng thời điểm,
đúng lưu lượng, đúng áp suất, đảm bảo cho động cơ diesel không chỉ hoạt động
êm dịu mà còn tiết kiệm nhiên liệu.
* Chức năng phụ:
- Chức năng phụ của hệ thống là điều khiển vòng kín và vòng hở, không
những giảm độ độc hại của khí thải và lượng nhiên liệu tiêu thụ mà còn làm tăng
10


tính an toàn, sự thoải mái và tiện nghi. Ví dụ như hệ thống tuần hoàn khí xả
(EGR- exhaust gas recircalation), điều khiển turbo tăng áp, điều khiển ga tự động
và thiết bị chống trộm.
* Chức năng hạn chế ô nhiễm
- Thành phần hỗn hợp và tác động đến quá trình cháy: So với động cơ
xăng, động cơ diesel đốt nhiên liệu khó bay hơi hơn (nhiệt độ sôi cao), nên việc
tạo hỗn hợp hòa khí không chỉ diễn ra trong giai đoạn phun và bắt đầu cháy, mà
còn trong suốt quá trình cháy. Kết quả là hỗn hợp không đồng nhất. Động cơ
diesel luôn hoạt động ở chế độ nghèo, mức tiêu hao nhiên liệu, muội than, CO,
HC sẽ tăng lên nếu không đốt cháy ở chế độ nghèo hợp lý.
- Tỉ lệ hòa khí được quyết định bởi các thông số:
+ Áp suất phun
+ Thời gian phun
+ Kết cấu lỗ tia

+ Thời điểm phun
+ Vận tốc dòng khí nạp
+ Khối lượng không khí nạp.
- Tất cả các đại lượng trên đều ảnh hưởng đến mức tiêu hao nhiên liệu và
nồng độ khí thải. Nhiệt độ quá trình cháy quá cao và lượng ôxy nhiều sẽ làm
tăng lượng NOx. Muội than sinh ra khi hỗn hợp quá nghèo.
- Hệ thống hồi lưu khí thải (EGR): Khi không có EGR, khí NOx sinh ra
vượt mức quy định về khí thái, ngược lại muội than sinh ra sẽ nằm trong giới
hạn. EGR là một phương pháp để giảm lượng NOx sinh ra mà không làm tăng
nhanh lượng khói đen. Điều này có thể thực hiện rất hiệu quả với hệ thống
Common Rail với tỉ lệ hòa khí mong muốn đạt được nhờ vào áp suất phun cao.
Với EGR, một phần của khí thải được đưa vào ống nạp ở chế độ tải nhỏ của
động cơ. Điều này không chỉ làm giảm lượng Oxy mà còn làm giảm hiệu quả
của quá trình cháy và nhiệt độ cực đại. Kết quả là làm giảm lượng NOx. Nếu có
quá nhiều khí thải được nạp lại (quá 40% thể tích khí nạp), thì khói đen, CO và
HC sẽ sinh ra nhiều cũng như tiêu hao nhiên liệu sẽ tăng vì thiếu Oxy.

11


- Ảnh hưởng của việc phun nhiên liệu: Thời điểm phun, đường đặc tính
phun, sự phun tơi của nhiên liệu cũng ảnh hưởng đến tiêu hao nhiên liệu và nồng
độ khí thải.
- Thời điểm phun: Nhờ vào nhiệt độ quá trình thấp hơn, phun nhiên liệu
trễ làm giảm lượng NOx. Nhưng nếu phun quá trễ thì lượng HC sẽ tăng và tiêu
hao nhiên liệu sẽ nhiều hơn, và khói đen sinh ra ở chế độ tải lớn. Nếu thời điểm
phun chỉ lệch đi khỏi giá trị lí tưởng thì lượng NOx có thể tăng lên 5%. Ngược
lại thời điểm phun sai lệch hơn thì có thể làm cho áp suất đỉnh tăng lên 10 bar,
trễ đi có thể làm tăng nhiệt độ khí thải thêm C. Với các yếu tố cực kì nhạy cảm
nêu trên, ECU cần phải điều chỉnh thời điểm phun chính xác tối đa.

- Đường đặc tính phun: Đường đặc tính phun quy định sự thay đổi lượng
nhiên liệu được phun vào trong suốt một chu kỳ phun (từ lúc bắt đầu phun cho
đến lúc kết thúc phun ). Đường đặc tính phun quyết định lượng nhiên liệu phun
ra trong suốt giai đoạn cháy trễ (giữa thời điểm bắt đầu phun và bắt đầu cháy).
Hơn nữa nó cũng ảnh hưởng đến sự phân phối của nhiên liệu trong buồng đốt và
có tác dụng tận dụng hiệu quả của dòng khí nạp. Đường đặc tính phun phải có độ
dốc từ từ để nhiên liệu phun ra trong quá trình cháy trễ được giữ thấp nhất, nhiên
liệu diesel bốc cháy tức thì, ngay khi quá trình cháy bắt đầu gây ra tiếng ồn và sự
tạo thành NOx. Đường đặc tính phun phải có đỉnh không quá nhọn để đề phòng
hiện tượng nhiên liệu không được phun sương tơi - yếu tố dẫn đến lượng HC
cao, khói đen và tăng tiêu hao nhiên liệu suốt giai đoạn cuối cùng của quá trình
cháy.
- Sự phun sương tơi nhiên liệu: Nhiên liệu được phun sương tơi tốt thúc
đẩy hiệu quả hòa trộn giữa không khí và nhiên liệu. Nó đóng góp vào việc giảm
HC và khói đen trong khí thải. Với áp suất phun cao và hình dạng hình học tối
ưu của lỗ tia kim phun giúp cho sự phun sương tơi nhiên liệu tốt hơn. Để ngăn
ngừa muội than, lượng nhiên liệu phun ra phải được tính dựa vào lượng khí nạp.
Điều này đòi hỏi lượng khí nạp phải nhiều hơn từ 10 - 40%.
d. Đặc tính phun của hệ thống Common Rail
- So với đặc điểm của hệ thống nhiên liệu cũ thì các yêu cầu sau đã được
thực hiện dựa vào đường đặc tính phun lý tưởng:
12


+ 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 mồi và phun chính.

Giai âoaû
n phun så khåíi
PR
(Pm)

Giai âoaû
n
phun chênh.

Hình 1.2: Đường đặc tính phun của hệ thống Common Rail
-Hệ thống Common Rail là hệ thống thiết kế theo module, có các thành
phần.
+ Kim phun 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:
+ ECU
+ Cảm biến tốc độ trục khuỷu
+ Cảm biến tốc độ trục cam
+ Các loại cảm biến khác.

13


- Về cơ bản, kim 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 (solenoid) được
cung cấp điện qua ECU. Khi van solenoid không được cấp điện thì kim 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 mồi (pilot injection)
+ Phun mồi diễn ra sớm đến trước điểm chết trên (ĐCT). Nếu thời điểm
phun mồi xuất hiện nhỏ hơn , nhiên liệu có thể bám vào bề mặt của piston và
thành xi lanh và làm loãng dầu bôi trơn.
+ Trong giai đoan phun mồi, một lượng nhỏ nhiên liệu (1- 4 mm3) 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 mồi và
nhiên liệu cháy một phần. Điều này giúp giảm thời gian trễ cháy, 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 mồi 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 mồi. 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 sau ngay
giai đoạn phun chính và được xác định để xảy ra trong quá trình giãn nở hay kỳ
thải khoảng sau ĐCT. Ngược lại so với quá trình phun mồi và phun chính, nhiên
liệu phun vào không được đốt cháy mà để bốc hơi nhờ vào sức nóng của khí thải
14


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 mồi. Khi bộ hóa khử được lắp để làm giảm
NOx, chúng tận dụng nhiên liệu trong khí thải như là một nhân tố hóa học để
làm giảm nồng độ NOx trong khí thải.
e. Ưu, nhược điểm của hệ thống nhiên liệu Common Rail
* Ưu điểm
So với hệ thống cũ dẫn động bằng cam, hệ thống Common Rail khá linh
hoạt trong việc đáp ứng thích nghi để điều khiển phun nhiên liệu cho động cơ
diesel, như:
- Áp suất phun nhiên liệu có thể được chọn 1 cách ngẫu nhiên và rất rộng
ở khoảng giá trị cho phép lấy trong vùng đặc tính.
- Áp suất luôn không đổi dù cho động cơ hoạt động ở chế độ tải trọng
khác nhau, áp suất luôn ổn định (đối với các loại động cơ khác nhau, tùy hãng
khác nhau có chỉ số áp suất khác nhau: 1350, 1400, 1600, 1800, 2000bar)
- Sự khởi đầu linh hoạt của sự phun nhiên liệu với quá trình phun ban đầu,
quá trình phun chính và quá trình phun cuối (đối với mỗi hãng xe sẽ có các quá
trình phun tùy loại là 2, 3, hoặc 4).
- Có nhiều khả năng cho sự phát triển cho quá trình đốt của động cơ diesel
trong tương lai, tạo ra nhiều sự linh hoạt cho việc phun nhiên liệu.
- Các quá trình xử lý khí thải có thể được kết hợp 1 cách tối ưu.
- Khả năng bay hơi cao: Nhiên liệu qua những lỗ rất nhỏ của vòi phun làm
cho nó trở thành dạng sương mù rất dễ bắt cháy.
- Phun nhiều lần: Làm nhiên liệu được cháy sạch, cháy êm, quá trình phun
mồi làm động cơ cháy êm hơn.
- Điều khiển điện tử: Việc sử dụng ECU cho phép điều chỉnh rất chính xác
các thông số phun nhiên liệu như áp suất, thời điểm phun và lượng nhiên liệu
phun.
- Tiêu hao nhiên liệu thấp.
- Phát thải ô nhiễm thấp.

15


- Động cơ làm việc êm dịu, giảm được tiếng ồn.
- Cải thiện tính năng động cơ.
- Thiết kế phù hợp để thay thế cho các động cơ diesel đang sử dụng.
- Với thời điểm chính xác, hệ thống phun nhiên liệu common rail có thể
thực hiện khâu “hậu đốt cháy” trong đó một lượng nhiên liệu không đáng kể
được bơm vào giai đoạn giãn nở để tạo ra hiện tượng cháy qui mô nhỏ trước khi
bắt đầu quá trình đốt thông thường. Mục đích của khâu này là loại bỏ các hạt
không cháy, tăng nhiệt độ dòng khí xả và giảm thời gian đun nóng sơ bộ của bộ
chuyển hóa xúc tác. Nói một cách ngắn gọn, “hậu đốt cháy” cắt giảm lượng chất
gây ô nhiễm.
* Nhược điểm
Bên cạnh những ưu điểm nêu trên, nhưng hệ thống nhiên liệu Common
Rail vẫn còn tồn tại một số nhược điểm:
- Thiết kế và chế tạo phức tạp đòi hỏi có ngành công nghệ cao.
- Khó xác định và lắp đặt các chi tiết Common Rail trên động cơ cũ.
- Giá thành cao, độ tin cậy phụ thuộc vào công nghệ thích ứng với môi
trường của các nhà sản xuất.
1.4.3.2. Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel sử dụng bơm cao áp loại bơm dãy

16


Hình 1.3: Bơm Bosh
1-Bu lông xả khí; 2- Vít hãm; 3- Đầu nối ống nhiên liệu đến vòi phun; 4- Đầu
nối ống nhiên liệu vào bơm; 5- Vỏ bộ hạn chế nhiên liệu; 6- Khớp nối của trục
cam; 7-Đĩa chắn dầu; 8- Trục bơm; 9- Ổ bi; 10- Vỏ bộ điều tốc; 11- Lò xo van
cao áp;12- Van cao áp; 13- Xilanh bơm cao áp; 14- Lỗ xả; 15- Piston bơm cao

áp; 16- Vít; 17- Ống xoay; 18- Đĩa trên; 19- Lò xo bơm cao áp; 20- Đĩa dưới;
21- Bu lông điều chỉnh; 22- Con đội; 23- Con lăn; 24- Cam.
- Nguyên lý hoạt động: Piston đi xuống nhờ lực đẩy lò xo 19, van cao áp
12 đóng kín, nhờ độ chân không được tạo ra trong không gian phía trên piston,
khi mở các lỗ A, B nhiên liệu được nạp đầy vào không gian này cho tới khi
piston nằm ở vị trí thấp nhất.
- Piston đi lên nhờ cam 24, lúc đầu nhiên liệu bị đẩy qua các lỗ A, B ra
ngoài; khi đỉnh piston che kín hai lỗ A, B thì nhiên liệu ở không gian ở phía trên
piston 15 tăng áp suất, đẩy mở van cao áp 12, nhiên liệu đi vào đường cao áp tới
vòi phun. Quá trình cấp nhiên liệu được tiếp diễn tới khi rãnh nghiêng trên đầu
piston mở lỗ xả B thời điểm kết thúc cấp nhiên liệu, từ lúc ấy nhiên liệu từ không

17


gian phía trên piston qua rãnh dọc thoát qua lỗ B ra ngoài khiến áp suất trong
xilanh giảm đột ngột, van cao áp được đóng lại.
1.4.3.3. Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel sử dụng bơm cao áp loại bơm phân
phối

Hình 1.4: Bơm phân phối
1-Bạc xả; 2- Thiết bị điều chỉnh thời gian phun; 3- Vành cam; 4- Con lăn; 5Đĩa truyền động; 6- Trục vào; 7- Bánh răng bơm chuyển; 8- Trục bộ điều tốc; 9Bánh răng bộ điều tốc; 10- Quả văng; 11- Đòn điều chỉnh; 12- Lò xo điều tốc;
13- Màng chân không; 14- Ống nối đường nạp; 15- Lò xo màng điều chỉnh chân
không; 16-Đường ống hồi dầu; 17- Vít điều chỉnh; 18- Đòn áp lực; 19- Van điện
từ; 20-Piston; 21- Van cao áp; 22- Đầu nối với vòi phun.
- Nguyên lý hoạt động: Dẫn động xoay piston 20 được trục bơm 6 dẫn
động, còn dẫn động định tiến do vành cam 3 trên trục bơm 6 dẫn động. Trên
sườn piston có các lỗ thoát B, khi piston xoay lỗ thoát này sẽ lần lượt ăn thông
với các lỗ khoan chéo A trên đầu bơm. Trong hành trình công tác nhiên liệu nén
và phân phối lần lượt qua các lỗ khoan chéo A, khi đó áp suất nhiên liệu nén đi

qua van cao áp 21 rồi đi đến vòi phun nhiên liệu của xylanh tương ứng. Trên
bơm còn có bơm chuyển nhiên liệu kiểu phiến gạt được nâng lên một áp suất ổn
định, quả văng 10 thông qua quan hệ tay đòn, quả văng tác động vào bạc xả 1
18


qua đó làm thay đổi thời điểm mở lỗ xả và thực hiện việc điều chỉnh lượng
nhiên liệu cung cấp theo chế độ làm việc của động cơ. Loại bơm này có kết cấu
đơn giản hơn so với bơm cao áp thẳng hàng kiểu Bosch cho nên được sử dụng
rộng rãi hơn, nhưng loại bơm cao áp sử dụng trong hệ thống nhiên liệu
Common Rail kết cấu đơn giản hơn ta khảo sát sau.
1.4.3.4. Đặc điểm hình thành hỗn hợp nhiên liệu
- Nhiên liệu được phun vào buồng đốt từ 150 - 300 trước ĐCT/ kỳ nén,
khi dấu phun nhiên liệu “INJ” ở bánh đà đúng ngay chỉ thị mà lăng vạch ở ống
dẫn hướng ngay dấu chỉ thị ở cử sổ là thời điểm khơi phun. Hỗn hợp được hình
thành bên trong xilanh động cơ với thời gian rất ngắn tính theo góc quay của
trục khuỷu, chỉ bằng 1/10 đến 1/20 so với trường hợp của máy xăng, ngoài ra
nhiên liệu diesel lại khó bay hơi hơn xăng nên phải được phun thật tơi và hoà
trộn đều trong không gian buồng cháy. Vì vậy phải tạo điều kiện để nhiên liệu
được sấy nóng, bay hơi nhanh và hoà trộn đều với không khí trong buồng đốt
nhằm tạo ra hoà khí; mặt khác phải đảm bảo cho nhiệt độ không khí trong
buồng đốt tại thời gian phun nhiên liệu phải đủ lớn để hoà khí tự bốc cháy.
- Quá trình hình thành hỗn hợp và quá trình bốc cháy nhiên liệu trong
động cơ diesel chồng chéo lên nhau, xảy ra liên tục. Sau khi phun nhiên liệu thì
trong buồng đốt diễn ra một loạt thay đổi về tính chất lý hoá của nhiên liệu, sau
đó một phần nhiên liệu được phun vào trước đã tạo thành hỗn hợp thì tự bốc
cháy trong khi nhiên liệu vẫn được tiếp tục phun vào để cung cấp cho xy lanh
động cơ. Chính đặc điểm của quá trình hình thành hỗn hợp và quá trình cháy
như vậy nên để cho phù hợp thì động cơ diesel có rất nhiều loại buồng cháy
khác nhau tuỳ theo cấu tạo của động cơ và mục đích sử dụng động cơ.

1.4.4. Hệ thống điện tử điều khiển phun nhiên liệu
- Đối với động cơ diesel có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy
trong động cơ, các yếu tố đó có nhiều yếu tố thuộc khâu kết cấu, thiết kế buồng
cháy, kết cấu đường ống nạp... và có nhiều yếu tố phụ thuộc vào chế độ hoạt
động của động cơ như: Số vòng quay, thời điểm phun, lượng phun…
- Khả năng làm việc tối ưu của động cơ phụ thuộc chủ yếu vào 2 yếu tố
điều chỉnh cơ bản là: Lượng nhiên liệu phun vào động cơ và thời điểm phun. Cả
19


hai thông số điều chỉnh cơ bản này đều được điều chỉnh bởi bộ điều khiển điện
tử trên cơ sở xử lý các thông tin đầu vào như: Số vòng quay, chế độ tải trọng
động cơ, nhiệt độ nước làm mát... Nói chung có nhiều bộ xử lý điều khiển
nhiều hệ thống khác nhau lắp trên ôtô. Tuy nhiên bộ xử lý nào cũng hoạt động
theo nguyên lý thu thập thông tin vào điều kiện làm việc của hệ thống và trên
cơ sở đó điều khiển các cơ cấu chấp hành theo cách mà người thiết kế mong
muốn. Như vậy, hệ thống điều khiển điện tử phun nhiên liệu trên động cơ gồm
ba phần chủ yếu sau.
1.4.4.1. Hệ thống thu thập thông tin về điều kiện làm việc của động cơ
- Các cảm biến cung cấp cho bộ xử lý về số vòng quay, vị trí bàn đạp chân
ga, nhiệt độ không khí nạp, nhiệt độ nước làm mát của động cơ... các cảm biến
làm việc theo nguyên tắc khác nhau. Các thông tin từ các cảm biến đưa về bộ
xử lý dưới dạng các tín hiệu điện như: tín hiệu dạng xung, tín hiệu điện áp biến
đổi, tín hiệu tần số... và được biến đổi, xử lý sơ bộ trước khi đi vào hệ thống xử
lý.
1.4.4.2. Hệ thống xử lý
- Căn cứ vào các tín hiệu gửi về từ các cảm biến, hệ thống xử lý so sánh
với các thông tin đã được cài đặt sẵn trong bộ nhớ và xác định các thông số đầu
ra để điều khiển các bộ phận thừa hành, đảm bảo điều kiện làm việc tối ưu cho
động cơ.

1.4.4.3. Cơ cấu chấp hành
- Các cơ cấu chấp hành được điều khiển bằng các tín hiệu đầu ra của bộ xử
lý. Các cơ cấu chấp hành như: vòi phun, bơm cao áp... được hệ thống thừa hành
điều khiển sao cho động cơ làm việc phù hợp với các tín hiệu đầu vào.
1.4.4.4. Định lượng hỗn hợp nhiên liệu, không khí
- Lượng O2, dùng để đốt cháy nhiên liệu trong buồng cháy động cơ, là
lượng O2 trong không khí. Như ta biết không khí gồm hai thành phần là: O2 và
N2. Tính theo thành phần thể tích (thành phần mol) O2 chiếm 21% còn N2
chiếm 79%. Do với một thể tích nhất định, khối lượng khí phụ thuộc vào các
thông số trạng thái của nó như: áp suất, nhiệt độ... Vì vậy với một dung tích

20


xilanh nhất định, khối lượng không khí nạp vào là khác nhau nếu ở điều kiện áp
suất và nhiệt độ khác nhau.
- Khi động cơ đang hoạt động, lượng nhiên liệu phun vào xi lanh thay đổi
tùy theo điều kiện làm việc. Để đảm bảo lượng nhiên liệu phù hợp, bộ điều khiển
cần biết được thông tin về trạng thái của lượng khí nạp.
- Để xác định chính xác lượng khí nạp, trên động cơ lắp thêm cảm biến đo
áp suất ( cảm biến MAF) và nhiệt độ khí nạp (IAT), chính xác hơn nữa là cảm
biến lưu lượng khí nạp, thể tích khí nạp được xác định thông qua thể tích công
tác và hiệu suất thể tích động cơ. Thể tích công tác phụ thuộc đường kính xi lanh
và hành trình piston, còn hiệu suất thể tích phụ thuộc kết cấu của động cơ và
đường ống nạp. Vì mỗi loại động cơ có một kích thước và kết cấu khác nhau nên
để đảm bảo cho điều kiện phun nhiên liệu được chính xác, các thông số kết cấu
và hiệu suất thể tích được nạp sẵn vào bộ nhớ ROM của bộ điều khiển điện tử.
- Lượng nhiên liệu phun không chỉ phụ thuộc vào lượng khí nạp, buồng
cháy động cơ mà còn phụ thuộc nhiều yếu tố đặc trưng cho tình trạng làm việc
của động cơ, ví dụ như số vòng quay của trục khuỷu, nhiệt độ nước làm mát...

Bộ xử lý cũng sử dụng các tín hiệu nhận được từ các cảm biến đo các yếu tố đặc
trưng cho tình trạng làm việc của động cơ để điều chỉnh lượng phun sao cho đạt
được tỉ lệ hỗn hợp thích ứng với điều kiện làm việc của động cơ.
1.4.4.5. Xác định góc phun sớm
- Cũng tương tự như nguyên tắc điều khiển lượng phun, bộ xử lý điều
khiển góc phun sớm trên cơ sở tín hiệu thu được từ cảm biến đo số vòng quay
động cơ và các cảm biến xác định trạng thái động cơ.
- Để lựa chọn góc phun sớm tốt nhất được xác định nhờ thực nghiệm bằng
cách xây dựng đặc tính điều chỉnh góc phun sớm của động cơ. Đặc tính điều
chỉnh góc phun sớm được thực hiện ở điều kiện không thay đổi tốc độ n và
lượng nhiên liệu cấp cho chu trình.
- Từ những thực nghiệm người ta đưa ra dãy góc phun sớm tuỳ thuộc vào
tốc độ động cơ và tải trọng, góc phun sớm nằm trong giới hạn từ 15 ÷ 350. Từ đó
người ta đưa ra bảng giá trị góc phun sớm ứng với từng tốc độ và tải trọng động
cơ gọi là góc phun sớm cơ sở.
21


- Như vậy khi động cơ hoạt động, bộ xử lý nhận tín hiệu từ cảm biến vị trí
trục khuỷu, cảm biến vị trí bàn đạp ga, áp suất trên đường ống nạp để xác định số
vòng quay và tải trọng, động cơ tại thời điểm đó. Với hai thông số này, bộ xử lý
đối chiếu vào bảng góc phun sớm cơ sở để lấy ra giá trị góc phun sớm, sau đó bộ
xử lý căn cứ vào giá trị thu được từ các cảm biến khác nhau như: cảm biến nước
làm mát, cảm biến nhiệt độ khí nạp để hiệu chỉnh và có giá trị góc phun sớm
thích hợp. Giá trị được bộ xử lý dùng để điều khiển bộ phận thừa hành ở đầu ra:
bơm, và vòi phun…
1.4.4.6. Bộ xử lý

Hình 1.5: Sơ đồ khối điều khiển điện tử phun nhiên liệu
- Như đã trình bày trên, căn cứ vào tín hiệu gửi về từ các cảm biến, hệ

thống xử lý so sánh với các thông tin đã được lập trình sẵn trong bộ nhớ và xác

22


định các thông số đầu ra để điều khiển các bộ phận thừa hành, đảm bảo điều kiện
làm việc tối ưu cho động cơ.
* Bộ ổn áp bên trong
- Vì bộ xử lý và các cảm biến đòi hỏi một điện áp làm việc rất ổn định,
nên trong bộ điều khiển có lắp một bộ ổn áp. Bộ ổn áp điện này cung cấp cho
bộ xử lý một điện áp có giá trị xác định và ổn định.
* Xử lý tín hiệu vào
- Bộ xử lý tín hiệu đầu vào thu nhập những tín hiệu từ các cảm biến, dưới
dạng tín hiệu xung, tín hiệu điện áp biến đổi, tín hiệu tần số… Để đưa vào xử lý,
biến đổi chúng thành các tín hiệu số. Tín hiệu là sự kết hợp giữa các mức điện áp
có và không, mức điện áp có là số 1 và mức điện áp không là số 0. Tín hiệu phải
được biến sang dạng số vì bộ xử lý chỉ có thể làm việc với các tín hiệu 0 và 1.
- Một trong các bộ biến đổi dùng phổ biến trong bộ điều khiển là bộ biến
đổi tương tự số, viết tắt là A/D (Analog to digital converters). Bộ này dùng để
biến đổi tín hiệu điện áp một chiều có giá trị thay đổi sang tín hiệu dạng số để bộ
xử lý có thể làm việc được.
- Các cảm biến mạch tương tự, như cảm biến vị trí bàn đạp ga, cảm biến
nhiệt độ, cảm biến vị trí trục bơm cao áp... là những ví dụ của cảm biến tạo ra tín
hiệu điện áp tương tự thay đổi.
1.4.5. Kết luận chương 1
- Nêu được mục đích và ý nghĩa của đề tài
- Tổng quan được dòng xe Toyota Hilux
- Nắm được những kiến thức cơ bản về hệ thống nhiên liệu diesel.
- Nghiên cứu quá trình phát triển động cơ diesel
- Phân loại được hệ thống nhiên liệu động cơ diesel

- Nghiên cứu cấu tạo 1 số hệ thống nhiên liệu dùng bơm bosh, bơm phân
phối về hệ thống common rail.
- Phương pháp nghiên cứu tìm hiểu tài liệu

23


CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG NHIÊN
LIỆU ĐỘNG CƠ 1KD-FTV 3.0 Ô TÔ TOYOTA HILUX
2.1. Hệ thống nhiên liệu động cơ 1KD-FTV
2.1.1 Các thông số kỹ thuật động cơ 1KD-FTV
Hãng sản xuất

Toyota Hilux

Loại động cơ

3.0 Diesel Common Rail tăng áp

Số xy lanh và cách bố trí

4 xy lanh thẳng hàng, 16 xupap

Cơ cấu xupap

Dẫn động đai và bánh răng

Kiểu động cơ

1KD-FTV

Dung tích xi lanh (cc)

2982

Đường kính xylanh (mm)

96

Hành trình S (mm)

103

Công suất lớn nhất (KW/v/ph)

161/3400

Momen xoắn cực đại (N.m/v/ph)

360/1600-3000

Tỉ số nén

17,9

Hộp số

Số tự động 5 cấp

Hệ thống nhiên liệu

Common Rail

Loại nhiên liệu

Diesel

Mức độ tiêu thụ nhiên liệu

7,5 lít/100 km

2.1.2. Giới thiệu về động cơ 1KD - FTV
- Động cơ 1KD-FTV của hãng Toyota là loại động cơ Diesel turbo 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 công suất lớn nhất 127KW/3400 v/ph, hệ thống phối khí
của các xupap 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 xupap trên một xylanh 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. Động cơ sử dụng công nghệ
Common Rail hoạt động ở áp suất cực cao lên đến 135 Mpa gấp 8 lần áp suất

24


của hệ thống phun nhiên liệu thông thường. Với hệ thống phun nhiên liệu diesel
bằng hệ thống tích luỹ nhiên liệu và điều khiển bằng ECU và hệ thống tuần hoàn
khí xả tạo cho động cơ luôn làm việc ở chế độ an toàn và hiệu quả cao.

Hình 2.1: Hình dạng của động cơ 1KD-FTV
2.1.2.1. Thân máy và nắp xy lanh

- Thân máy động cơ 1KD-FTV có 4 xylanh thẳng hàng, được lắp lót
xylanh khô, khi lót xylanh bị mòn có thể tháo ra để thay thế, được gia công đạt
độ chính xác và độ bóng cao. Trong thân máy được bố trí các áo nước làm mát
bao bọc xung quanh các xylanh.
- Có 5 ổ đỡ trục khuỷu trong thân máy, các ổ đỡ trục khuỷu được đúc liền
với các vách ngăn trên thân máy, và các nắp ổ trục chế tạo rời, khi lắp ráp dùng
bulông để siết chặt.
- Nắp xylanh có vai trò cùng với xylanh và piston tạo thành buồng cháy.
Nhiều bộ phận của động cơ được lắp trên nắp xylanh như: vòi phun, cụm xupap,
các đường ống nạp, thải, đường nước làm mát, đường dầu bôi trơn.
- Vòi phun được lắp từ phía trên của nắp xylanh và có gioăng làm kín để
đảm bảo làm kín buồng cháy.
25