Hệ thống nhiên liệu common rail trên động cơ D4DD xe hyundai county
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.54 MB, 123 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL
TRÊN ĐỘNG CƠ D4DD XE HYUNDAI COUNTY
SVTH : TRƯƠNG THỊ MINH HOÀ
MSSV: 15145235
SVTH : NGUYỄN HỒNG QUÂN
MSSV: 15145327
GVHD: GVC.ThS. CHÂU QUANG HẢI
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2019
1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Tên đề tài:
HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL
TRÊN ĐỘNG CƠ D4DD XE HYUNDAI COUNTY
SVTH : TRƯƠNG THỊ MINH HOÀ
MSSV: 15145235
SVTH : NGUYỄN HỒNG QUÂN
MSSV: 15145327
GVHD: GVC.ThS. CHÂU QUANG HẢI
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2019
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
TP. Hồ Chí Minh, ngày ….. tháng ..… năm ……
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:
1.Trương Thị Minh Hoà - - - - - - - - - - - - - MSSV: 15145235 - - - - - - -- - (E-mail: Điện thoại: 0974052807- - )
2. Nguyễn Hồng Quân - - - - - - - - - - - - - - - --MSSV: 15145327 - - - - - - - - (E-mail: Điện thoại:0337628268--)
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Ơ-tơ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Khóa: K15 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Lớp: 151451D- - - - - - - - - - - - - - - - - - 1. Tên đề tài
Hệ thống nhiên liệu Common Rail trên Động cơ D4DD xe Hyundai County- - - - - - - - - - - 2. Nhiệm vụ đề tài
-Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các chi tiết trong hê thống- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Kiểm tra, chẩn đoán hệ thống- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3. Sản phẩm của đề tài
-01 Tập thuyết minh - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -01 Đĩa CD - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 20/7/2019- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - TRƯỞNG BỘ MÔN
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn ……………………………..
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ và tên sinh viên: Trương Thị Minh Hoà……..MSSV:..15145235….Hội đồng:…………
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hồng Quân…...…...MSSV:..15145327….Hội đồng:…………
Tên đề tài: Hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ D4DD xe Hyundai County ...........
Ngành đào tạo: Công nghệ kĩ thuật ô tô ....................................................................................
Họ và tên GV hướng dẫn: ThS. Châu Quang Hải .....................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(không đánh máy)
2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
2.2 Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát
triển)
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
2.3.Kết quả đạt được:
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
2.4. Những tồn tại (nếu có):
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
3. Đánh giá:
Điểm
tối đa
TT Mục đánh giá
1.
2.
Hình thức và kết cấu ĐATN
Điểm đạt
được
30
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật,
khoa học xã hội…
5
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
10
Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy
trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế.
15
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành…
5
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
4. Kết luận:
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày
tháng 07 năm 2019
Giảng viên hướng dẫn
((Ký, ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn ……………………………..
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên: Trương Thị Minh Hoà……..MSSV:..15145235….Hội đồng:…………
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hồng Quân…...…...MSSV:..15145327….Hội đồng:…………
Tên đề tài: Hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ D4DD xe Hyundai County...........
Ngành đào tạo: Công nghệ kĩ thuật ô tô ....................................................................................
Họ và tên GV hướng dẫn: ThS. Châu Quang Hải .....................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
3. Kết quả đạt được:
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
5. Câu hỏi:
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
6. Đánh giá:
1.
2.
Điểm
tối đa
Mục đánh giá
TT
Hình thức và kết cấu ĐATN
Điểm đạt
được
30
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa
học xã hội…
5
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
10
Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình
đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế.
15
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành…
5
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
7. Kết luận:
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày
tháng 07 năm 2019
Giảng viên phản biện
((Ký, ghi rõ họ tên)
LỜI CÁM ƠN
Lễ bảo vệ đồ án tốt nghiệp khép lại, cũng chính là lúc quảng thời gian đẹp, của
tuổi sinh viên cũng khép lại. Sắp phải xa ngôi trường đã cho ta biết bao tri thức và kinh
nghiệm sống, và cùng với những kỉ niệm đẹp về những tiết học và những người bạn.
Những kỉ niệm đó sẽ theo ta mãi suốt hành trình trưởng thành, và ta sẽ mới nhớ về quãng
thời gian đẹp ấy. Những kiến thức có được trong q trình 4 năm học và đặc biệt là
những kiến thức được trau dồi trong khoảng thời gian nghiên cứu đề tài sẽ là hành trang
giúp chúng em bước vào đời và tiếp xúc với ngành nghề đã học.
Sau một khoảng thời gian khá dài thực hiện đề tài tốt nghiệp, dưới sự chỉ dẫn và
giúp đỡ tận tình của q thầy cơ và bạn bè trong khoa Cơ khí Động lực trường Đại học
Sư phạm Kỹ thuật TPHCM. Chúng em đã hoàn thành tốt và đúng hạn theo kế hoạch đề
tài tốt nghiệp.
Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến thầy Châu Quang Hải,
thầy đã tận tình dìu dắt chúng em trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Bên
cạnh đó xin gửi lời cảm ơn đến tồn thể q thầy cơ khoa Cơ khí Động lực đã tạo điều
kiện thuật lợi cho chúng em trong suốt thời gian làm đề tài.
Chúng em đã cố gắng tận dụng hết những kiến thức đã học để thực hiện trong
luận văn tốt nghiệp, vì một số yếu tố khách quan về thời gian và kiến thức chưa sâu rộng
nên không thể tránh khỏi những sai sót. Vì vậy chúng em rất mong được sự đóng góp ý
kiến của q thầy cô chuyên môn trong khoa để luận văn được chỉnh chu và chính xác
hơn.
Cuối cùng em xin kính chúc quí thầy cơ thuộc khoa Cơ khí Động lực Trường Đại
học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM nhiều sức khoẻ, thành công và hạnh phúc
Sinh viên thực hiện:
Trương Thị Minh Hoà
Nguyễn Hồng Quân
1
TÓM TẮT
Khi những yêu cầu về việc xử lý thải từ động cơ ngày càng trở nên khắt khe thì
các nhà sản xuất ô tô liên tục cho ra đời các hệ thống nhằm đáp ứng các tiêu chuẩn về
khí thải, các nhà sản xuất tập trung vào xử lý khí thải ngay bên trong buồng đốt – tức
phát triển hệ thống phun nhiên liệu, cải tiến kim phun, tối ưu thời gian phun liên liệu…,
và xử lý khí thải trước khi khí thải ra ngoài mơi trường.
Và có thể nói sự ra đời của hệ thống nhiên liệu Common Rail đã góp phần vào
việc xử lý khí thải của động Diesel rất nhiều. Để chứng minh rõ hơn cho điều này chúng
em đã chọn đề tài nghiên cứu hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ D4DD
được lắp trên xe Hyundai County.
Với đề tài này chúng em biết được quá trình hình thành và những ưu điểm của
hệ thống nhiên liệu Common Rail đối việc việc xử lý khí thải và nâng cao cơng suất cho
động cơ. Hiểu được cách thiết kế, nguyên lý vận hành, và cấu tạo chi tiết của hệ thống.
Đề tài gồm 3 phần chính, phần một khái quát về lịch sử phát triển, phạm vi sử
dụng, thiết kế chung của hệ thống Common Rail. Phần hai đi sâu vào phân tích nguyên
lý hoạt động của hệ thống và các chi tiết trong hệ thống, và những cơ cấu chấp hành liên
quan hết việc xử lý khí thải của hệ thống. Phần ba nói về chuẩn đoán và sửa chữa hệ
thống nhiên liệu Common Rail.
2
MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN ............................................................................................................. 1
TÓM TẮT ................................................................................................................... 2
MỤC LỤC ................................................................................................................... 3
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU ..................................................... 6
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................ 7
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................ 10
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI .................................................................. 11
1.1
Lý do chọn đề tài. ...................................................................................... 11
1.2
Mục đích nghiên cứu. ................................................................................ 11
1.3
Đối tượng nghiên cứu. ............................................................................... 12
1.4
Phạm vi nghiên cứu. .................................................................................. 12
1.5
Các phương pháp nghiên cứu. ................................................................... 12
1.6
Kế hoạch thực hiện đề tài .......................................................................... 13
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON
RAIL TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL ............................................................................. 14
2.1
Lịch sử hình thành và phát triển của hệ thống nhiên liệu trên động cơ
DIESEL ................................................................................................................ 14
2.2
Phạm vi sử dụng của hệ thống nhiên liệu Common Rail ............................ 15
2.3
Thiết kế chung của hệ thống nhiên liệu Common Rail:.............................. 17
2.4
Sơ đồ chung của hệ thống nhiên liệu Common Rail .................................. 18
2.5
Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống nhiên liệu Common Rail. .......... 19
2.5.1
Quá trình tạo áp suất nhiên liệu cung cấp đến đường ống phân phối. ...... 19
2.5.2
Quá trình điều khiển áp suất trong đường ống phân phối. ....................... 19
2.5.3
Quá trình phun nhiên liệu. ...................................................................... 22
2.5.4
Quá trình điều khiển hệ thống nhiên liệu Common Rail ......................... 22
2.6
Ưu điểm của hệ thống nhiên liệu Common Rail ........................................ 23
CHƯƠNG 3 : HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL TRÊN XE HYUNDAI
COUNTY. ................................................................................................................. 25
3.1
Giới thiệu về xe Hyundai County .............................................................. 25
3.2
Hệ thống nhiên liệu Common Rail trên xe Hyundai County ...................... 27
3
3.2.1 Sơ đồ chung của hệ thống nhiên liệu Common Rail trên xe Hyundai
County 27
3.2.2
Nguyên lý hoạt động của hệ thống. ........................................................ 29
3.2.3 Trên vùng nhiên liệu áp suất thấp............................................................... 29
3.2.3.1. Lọc nhiên liệu..................................................................................... 29
3.2.3.2. Cảm biến lượng nước ......................................................................... 30
3.2.4. Trên vùng nhiên liệu áp suất cao. .............................................................. 31
3.2.4.1. Bơm cao áp. ....................................................................................... 31
3.2.4.2. Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu .............................................................. 38
3.2.4.3. Van phân phối .................................................................................... 39
3.2.4.4. Bơm tiếp vận ...................................................................................... 40
3.2.4.5. Van điều chỉnh áp suất........................................................................ 41
3.2.4.6. Van điều khiển áp suất SCV ............................................................... 42
3.2.4.7. Ống phân phối .................................................................................... 45
3.2.4.8. Van hạn chế áp suất ............................................................................ 46
3.2.4.9. Cảm biến áp suất ống phân phối ......................................................... 47
3.2.4.10. Van giảm lưu .................................................................................... 50
3.2.4.11. Kim phun nhiên liệu kiểu van điện từ ............................................... 52
3.2.4.12. Kim phun nhiên liệu kiểu Piezo của Denso. ...................................... 57
3.2.5 Bộ điều khiển điện tử ECU ........................................................................ 59
3.2.5.1. Điều kiện hoạt động ........................................................................... 59
3.2.5.2. Bộ xử lý trung tâm ECU ..................................................................... 59
3.2.6 Các cảm biến trang bị trên hệ thống Common Rail. ................................... 60
3.2.6.1. Cảm biến nhiệt độ khí nạp ( IAT – Intake Air Temperature) ............... 60
3.2.6.2. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ( ECT – Engine Coolant
Temperature)................................................................................................... 62
3.2.6.3. Cảm biến áp suất tăng áp ( BPS – Boost Pressure Sensor) .................. 65
3.2.6.4. Cảm biến áp suất môi trường ( BARO) ............................................... 70
3.2.6.5. Cảm biến vị trí bàn đạp ga ( APS - Accelerator Pedal Sensor) ............ 71
3.2.6.6. Cảm biến tốc độ xe ( VSS - Vehicle Speed Sensor) ............................ 74
3.2.6.7. Cảm biến xác định vị trí điểm chết trên của piston thứ nhất (TDC (G)
Sensor) ............................................................................................................ 77
3.2.7 Nguyên lý điều khiển phun nhiên liệu của hệ thống Common Rail ........... 78
4
3.2.7.1 So sánh các kiểu điều khiển phun nhiên liệu của các hệ thống nhiên liệu
trước đây và hệ thống nhiên liệu Common Rail ............................................... 78
3.2.7.2 Điều khiển lượng nhiên liệu phun: ....................................................... 80
3.2.7.3 Điều khiển tỉ lệ phun nhiên liệu ........................................................... 83
3.2.7.4 Điều khiển thời gian phun. .................................................................. 85
3.2.7.5 Điều khiển áp suất phun. ..................................................................... 86
3.2.8 Các cơ cấu chấp hành liên quan đến xử lý khí thải của động cơ. ................ 86
3.2.8.1 Van tuần hồn khí xả điện tử E-EGR. .................................................. 86
3.2.8.2 Turbo Tăng áp ..................................................................................... 89
3.2.8.3 Bộ lọc muội than động cơ Diesel – DPF .............................................. 94
3.2.9 Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống nhiên liệu Common Rail ......................... 97
3.3 Chẩn đoán hệ thống nhiên liệu Common Rail ................................................ 100
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................ 113
4.1 Kết luận......................................................................................................... 113
4.2. Kiến nghị...................................................................................................... 114
Danh mục tham khảo ............................................................................................... 115
5
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU
APS: Accelerator Position Sensor
BPS: Boost Pressure Sensor
CKP: Crankshaft Position
CR: Common Rail
DPF: Diesel Particular Filter
ECU: Engine Control Unit
EGR: Exhaust Gas Recirculation
IAT: Intake Air Temperature
SCV: Suction Control Valve
TDC: Top Dead Center
WTS: Water Temperature Sensor
E-VRV: Electric-Vacuum Regulation Valve
6
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Ví dụ về thiết kế của hệ thống Common Rail. ............................................ 17
Hình 2.2: Sơ đồ chung của hệ thống nhiên liệu Common Rail ................................... 18
Hình 2.3: Điều khiển áp suất trên đường ống nhiên liệu áp suất cao........................... 20
Hình 2.4: Điều khiển áp suất trên đường ống nhiên liệu áp suất thấp ......................... 21
Hình 2.5: Điều khiển kết hợp trên cả hai đường nhiên liệu. ........................................ 21
Hình 2.6 Nguyên lý vận hành chung của hệ thống nhiên liệu Common Rail .............. 23
Hình 2.7: Mẫu xe Hyundai County ............................................................................ 25
Hình 2.8: Thiết kế của mẫu xe Hyundai County ......................................................... 26
Hình 2.9: Cơng nghệ sử dụng trên xe Hyundai County .............................................. 26
Hình 2.10: Động cơ D4DD ........................................................................................ 27
Hình 3.1: Những thành phần chính của hệ thống CR trên động cơ D4DD. ................. 28
Hình 3.2: Sơ đồ đường nhiên liệu trong hệ thống Common Rail. ............................... 28
Hình 3.3: Sơ đồ lắp đặt của vùng nhiên liệu áp suất thấp. .......................................... 29
Hình 3.4: Cấu tạo bộ lọc nhiên liệu ............................................................................ 30
Hình 3.5: Vị trí lắp đặt và cấu tạo của cảm biến lượng nước ...................................... 30
Hình 3.6: Hình dáng bên ngoài và cấu tạo bên trong của bơm cao áp HP3 ................. 32
Hình 3.7: Sơ đồ lắp ráp bơm cao áp trên động cơ. ...................................................... 32
Hình 3.8: Cấu tạo chi tiết của bơm cao áp. ................................................................. 34
Hình 3.9: Nguyên lí hoạt động của bơm cao áp HP3. ................................................. 36
Hình 3.10: Lắp đặt bơm cao áp. ................................................................................. 37
Hình 3.11: Cấu tạo và đặc tính làm việc của cảm biến nhiệt độ nhiên liệu. ................ 38
Hình 3.12: Cấu tạo van phân phối. ............................................................................. 39
Hình 3.13: Cấu tạo bơm tiếp vận................................................................................ 40
Hình 3.14: Sự thay đổi thể tích bên trong bơm tiếp vận.............................................. 41
Hình 3.15: Cấu tạo của van điều chỉnh áp suất. .......................................................... 42
Hình 3.16: Cấu tạo của van SCV ............................................................................... 43
Hình 3.17: Tần số tín hiệu điều khiển van SCV. ........................................................ 43
Hình 3.18: Thời gian tín hiệu gửi đến SCV ngắn. ...................................................... 44
Hình 3.19: Thời gian tín hiệu gửi đến SCV dài. ......................................................... 45
Hình 3.20: Ống phân phối nhiên liệu của hệ thống nhiên liệu Common Rail. ............. 45
Hình 3.22: Hình dáng bên ngồi của cảm biến áp suất nhiên liệu ống phân phối. ....... 47
7
Hình 3.23: Cấu tạo và sơ đồ chân của cảm biến áp suất ống phân phối. ..................... 48
Hình 3.24: Đặc tính điện áp đầu ra của cảm biến áp suất nhiên liệu ống phân phối .... 49
Hình 3.25: Vị trí và cấu tạo của van giảm lưu. ........................................................... 50
Hình 3.26: Cấu tạo của van giảm lưu. ........................................................................ 51
Hình 3.27: Nguyên lí hoạt động của van giảm lưu. .................................................... 51
Hình 3.28:. Sơ đồ điều khiển kim phun nhiên liệu...................................................... 53
Hình 3.29: Cấu tạo của kim phun nhiên liệu G2. ........................................................ 54
Hình 3.30: Sơ đồ quá trình phun nhiên liệu của kim phun nhiên liệu G2. ................... 56
Hình 3.31: Mã kim phun ............................................................................................ 57
Hình 3.32: Cấu tạo của kim phun Piezo ..................................................................... 58
Hình 3.33: Sơ đồ hoạt động của ECU. ...................................................................... 60
Hình 3.35: Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ khí nạp ..................................................... 61
Hình 3.36 Đặc tính của thành phần nhiệt điện trở...................................................... 61
Hình 3.37: Cấu tạo và đặc tính của cảm biến nhiệt độ nước làm mát .......................... 63
Hình 3.38: Sơ đồ dây cảm biến nhiệt độ nước làm mát .............................................. 64
Hình 3.39: Cấu tạo và vị trí lắp đặt của cảm biến áp suất tăng áp. .............................. 66
Hình 3.40: Vị trí lắp đặt thực tế trên động cơ ............................................................. 66
Hình 3.41: Cấu tạo cảm biến áp suất tăng áp .............................................................. 67
Hình 3.42: Sơ đồ dây cảm biến IAT và cảm biến BPS. .............................................. 68
Hình 3.43: Vị trí và sơ đồ chân của cảm biến bị trí bàn đạp ga ................................... 72
Hình 3.44: Đặc tính cảm biến vị trí bàn đạp ga .......................................................... 72
Hình 3.45: Sơ đồ dây của cảm biến vị trí bàn đạp ga. ................................................. 73
Hình 3.46: Hình dạng bên ngồi và vị trí lắp đặt trên động cơ. .................................. 74
Hình 3.47: Cấu tạo cảm biến tốc độ động cơ .............................................................. 75
Hình 3.48: Sơ đồ dây cảm biến vị trí trục cam. .......................................................... 76
Hình 3.49: Vị trí và cấu tạo bên trong cảm biến vị trí trục cam. ................................. 77
Hình 3.50: Sơ đồ dây cảm biến vị trí trục cam. .......................................................... 78
Hình 3.51: Sơ đồ điều khiển phun nhiên liệu của ECU .............................................. 80
Hình 3.52: Đồ thị xác định lượng nhiên liệu phun cơ bản. ......................................... 81
Hình 3.53: Đồ thị xác định lượng nhiên liệu phun tối đa. .......................................... 81
Hình 3.54: Đồ thị hiệu chỉnh áp suất khơng khí nạp .................................................. 82
Hình 3.55: Sự hiệu chỉnh của lượng nhiên liệu khi động cơ nguội ............................. 82
Hình 3.56: So sánh giữa 2 chế độ phun thường, và phun có giai đoạn phun mồi. ...... 84
8
Hình 3.57: Các giai đoạn phun nhiên liệu .................................................................. 84
Hình 3.58: Sơ đồ điều khiển thời gian phun nhiên liệu. .............................................. 85
Hình 3.59: Đồ thị quan hệ giữa áp suất ống, tốc độ động cơ và lượng phun nhiên liệu.
.................................................................................................................................. 86
Hình 3.61: Sơ đồ cấu tạo của hệ thống EGR. ............................................................. 88
Hình 3.62: Cấu tạo và hướng đi của dịng khí trong hệ thống turbo tăng áp. .............. 91
Hình 3.63: Cấu tạo của van “bypass”. ........................................................................ 93
Hình 3.64: Cấu tạo của bộ lọc. ................................................................................... 94
Hình 3.65: Nguyên lý giữ lại muội than của bộ lọc. .................................................. 95
Hình 3.66: Nguyên lý tái tạo chủ động. ...................................................................... 96
Hình 3.67: Sơ đồ mạch điện các cơng tắc và các cảm biến. ........................................ 97
Hình 3.68: Sơ đồ mạch điện các công tắc và các đèn báo ........................................... 98
Hình 3.69: Sơ đồ mạch điện các cảm biến và các cơ cấu chấp hành ........................... 99
Hình 3.70: Sơ đồ mạch điện các cảm biến và các cơ cấu chấp hành ......................... 100
Hình 3.71: Đèn check engine. .................................................................................. 101
Hình 3.72: Kết nối máy chẩn đốn Hi-scan với giắc kết nối dữ liệu DLC. ............... 102
9
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Chức năng của các thành phần trong bơm cao áp ....................................... 35
Bảng 3.1: Bảng giá trị liên quan giữa áp suất nhiên liệu và điện áp cảm biến. ............ 49
Bảng 3.2: Bảng giá trị thể hiện mối tương quan giữ nhiệt độ, điện trở và điện áp....... 61
Bảng 3.3: Bảng giá trị liên quan giữa áp suất và điện áp cảm biến áp suất tăng áp. .... 69
Bảng 3.4: So sánh các nguyên lý điều khiển hệ thống nhiên liệu. ............................... 79
Bảng 3.5: Tóm tắt các sự cố, mã lỗi, nguyên nhân của hệ thống Common Rail ........ 112
10
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1
Lý do chọn đề tài.
Ơ nhiễm khơng khí được các chun gia mơi trường ví như kẻ giết người thầm
lặng. Khí thải từ động cơ trong xe tải, tàu thuyền, thiết bị dùng trong nông nghiệp… là
nguyên nhân gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ con người. Trên thực tế chúng
ta không thể loại bỏ hết các lượng khí độc có hại trong khí thải của động cơ Diesel mà
chúng ta chỉ có thể dùng các biện pháp công nghệ để loại bỏ một phần khí độc hại có
trong khí thải động cơ Diesel.
Đứng trước vấn đề mang tính tồn cầu như vậy, các nhà sản xuất ô tô đã nghiên
cứu và phát triển các hệ thống để giảm bớt lượng khí thải từ động cơ. Ví dụ như hệ thống
tuần hồn khí xả EGR, hệ thống lọc khí xả 3 thành phần TWC, lọc muội than ( DPF) và
không thể không kể đến một hệ thống quan trọng đối với việc giảm thiểu lượng khí thải
của động cơ Diesel đó là hệ thống nhiên liệu Common Rail.
Trước đây, mặc dù ra đời sớm nhưng động cơ Diesel không phát triển như động
cơ xăng do gây ra nhiều tiếng ồn, khí thải bẩn nhưng sau khi sự ra đời của hệ thống
Common Rail mà động cơ Diesel đã được sử dụng phổ biến và rộng rãi trên các dòng
xe tải và xe thương mại. Nhờ vào việc xử lý được tiếng ồn và giảm thiểu lượng khí thải
động hại nhất định.
Hệ thống nhiên liệu Diesel không ngừng được cải tiến với các giải pháp kỹ thuật
tối ưu nhắm làm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm và suất tiêu hao nhiên liệu. Qua đó
chúng ta thấy được tầm quan trọng của hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ
Diesel. Đây cũng chính là lý do thúc đẩy chúng em chọn và nghiên cứu đề tài “ Hệ thống
cung cấp nhiên liệu Common Rail trên động cơ D4DD xe Hyundai County”
1.2
Mục đích nghiên cứu.
Tìm hiểu và nghiên cứu chi tiết về hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail
trên xe Hyundai County. Bên cạnh đó là tìm hiểu mở rộng hệ thống Common Rail hiện
đại trên các dòng xe khác. So sánh và đối chiếu để biết được sự phát triển của hệ thống
Common Rail.
11
1.3
Đối tượng nghiên cứu.
Hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail trên động cơ D4DD Hyundai
County.
1.4
Phạm vi nghiên cứu.
➢
Lịch sử hình thành và phát triển của hệ thống Common Rail.
➢
Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống Common Rail.
➢
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu Commonn Rail
trên xe Hyundai County.
➢
1.5
Mã lỗi về hệ thống nhiên liệu Common Rail trên xe Hyundai County.
Các phương pháp nghiên cứu.
Để hoàn thành đề tài chúng em đã kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu nhất là
phương pháp tham khảo tài liệu, thu thập thông tin từ internet. Tham khảo kiến thức từ
thầy cơ và những người có kinh nghiệm chun mơn. Trên cơ sở đó để chúng em hình
thành đề cương và hoàn thành đề tài.
12
1.6
Kế hoạch thực hiện đề tài
Tuần
Nội dung
1
Thu thập tài liệu từ sách, hình ảnh và video từ mạng internet.
2
Soạn mục lục, nội dung cần thực hiện và lên kế hoạch thực hiện đề tài.
3
Làm phần dẫn nhập, tổng quan về hệ thống và ưu nhược điểm của hệ thống
CR
4
Lịch sử phát triển của hệ thống CR và cấu tạo của từng bộ phận trong hệ thống
CR
5
Giới thiệu chung về xe Hyundai County và động cơ D4DD. Tổng quan về hệ
thống CR trên xe Hyundai
6
Trình bày nguyên lý của hệ thống và các bộ phận chi tiết trên hệ thống CR
7
Kiến thức chung về chẩn đốn
8
Qui trình chẩn đốn
9
Triệu chứng và hư hỏng của hệ thống CR trên xe Hyundai County
10
Mã lỗi về hệ thống CR trên xe Hyundai County
11
Tổng hợp đề cương và kiểm tra tổng hợp
12
Mở rộng vấn đề về những hệ thống CR hiện đại
13
Làm powerpoint thuyết trình
14
Luyện tập thuyết trình
15
Nộp và báo cáo đề tài
13
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
COMMON RAIL TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL
2.1
Lịch sử hình thành và phát triển của hệ thống nhiên liệu trên 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 cháy. Ở gần cuối quá trình nén, nhiên liệu được
phun vào buồng cháy động cơ để hình thành hịa khí rồi tự bốc cháy. Ra đời sớm nhưng
động cơ Diesel của Ra đời sớm nhưng động cơ Diesel không phát triển như động cơ
xăng do gây ra nhiều tiếng ồn, khí thải bẩn.
➢
Năm 1914 Tập đoàn Vickers Ltd được cấp bằng sáng chế về hệ thống nhiên liệu
Common Rail điều khiển cơ khí đầu tiên và được sử dụng trên động cơ Atlas Imperial
– động cơ tàu ngầm. Hệ thống này sử dụng loại bơm đa xylanh để cung cấp áp suất
nhiên liệu từ khoảng 300-400 bar đến bộ tích áp, mỗi kim phim được liên kết với bộ tích
áp và việc phun nhiên liệu sẽ được điều khiển bởi trục cam của động cơ.
➢
Năm 1920 Ông Vickers đã cho ra đời hệ thống van phun nhiên liệu được điều
khiển bằng điện thay vì điều khiển bằng trục cam và hệ thống này đã được cấp bằng
sáng chế.
➢
Năm 1927 Ông Robert Bosch đã có sự thay đổi cho hệ thống nhiên liệu Common
Rail về việc thay thế hệ thống bơm nhiên liệu. Khơng cịn là loại bơm đa xylanh như
trước, ơng đã thiết kế cho ra loại bơm cao áp PE.
➢
Hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ Diesel không ngừng được cải
tiến với các giải pháp kỹ thuật tối ưu nhắm làm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm và suất
tiêu hao nhiên liệu. Các nhà sản xuát động cơ Diesel đã đề ra nhiều biện pháp khác nhau
về kỹ thuật phun và tổ chức quá trình cháy nhằm hạn chế các chất ô nhiễm. Sau nhiều
năm sản xuất và cải tiến hệ thống nhiên liệu Common Rail đã cuối cùng được áp dụng
thành công và rộng rãi.
➢
Năm 1995: Thành công đầu tiên của việc sử dụng hệ thống Common Rail trong
việc sản xuất xe là dòng xe Denso ở Nhật Bản, dòng xe Hino với Rising Ranger trang
bị hệ thống Common Rail ECU-U2. Sử dụng bơm cao áp có áp suất lên đến 1579 atm
cung cấp nhiên liệu sơ cấp tới các kim phun.
14
➢
Năm 1997: Hệ thống Common Rail được sử dụng đầu tiên trên dòng xe
chở khách với dòng Alfa Romeo và Mercedes- Benz với áp suất phun lên đến 1350
bar.
➢
Năm 1998: Mercedes giới thiệu công nghệ CDI.
➢
Năm 1999: Động cơ Diesel đầu tiên của Common Rail trên dòng xe tải của hãng
Renaul đạt tiêu chuẩn Euro 3 với áp suất phun lên đến 1400 bar.
➢
Năm 2001: Hệ thống Common Rail thế hệ thứ 2 cho xe ô tô chở khách được sử
dụng và đạt hiệu quả kinh kế hơn, sạch hơn, êm hơn và mạnh hơn, áp suất phun lên
đến 1600 bar và được sử dụng lần đầu tiên trên dòng xe Volvo và BMW.
➢
Năm 2002: Hệ thống Common Rail thế hệ thứ 2 cho xe tải được nâng cấp với
lượng khí thải thấp hơn, tiêu thụ nhiên liệu được cải thiện và tăng công suất hơn, áp
suất phun lên đến 1600 bar, được sử dụng lần đầu tiên trên dòng xe của Man.
Cũng trong năm này, Denso tung ra hệ thống Common Rail với áp suất phun lên
đến 1800 bar, với số lần phun lên đến 5 lần giúp hệ thống đáp ứng được yêu cầu khí
thải Euro 4 mà không cần bộ lọc Diesel.
➢
Năm 2003: Hệ thống Common Rail thế hệ thứ 3 được sử dụng chung cho các
loại xe, ưu điểm của nó là giảm đến 20% lượng khí thải, tăng 5% cơng suất, giảm 3%
nhiên liệu và tiếng ồn giảm đến 3dB. Áp suất phun 1600 bar và được sử dụng đầu
tiên trên dòng xe Audi. .
➢
Ngày nay, có thể nói hệ thống Common Rail đã mang lại cuộc cách mạng trong
công nghệ cho động cơ Diesel. Robert Bosch, Delphi Automotive Systems, Denso
Corporation và Siemens VDO (nay thuộc sở hữu của của Continental AG) là những
nhà cung cấp chính của hệ thống nhiên liệu Common Rail.
2.2
Phạm vi sử dụng của hệ thống nhiên liệu Common Rail
Hệ thống nhiên liệu Common Rail cho động cơ phun nhiên liệu trực tiếp (Direct
Injection) được sử dụng trên các phương tiện sau:
➢
Xe khách sử dụng loại động cơ 3 xylanh thẳng hàng với dung tích 800cc, cơng
suất 30kW (41hp), momen xoắn 100Nm và lượng nhiên liệu tiêu thụ 3.5l/100km đến
loại động cơ 8 xylanh (V8) trên những chiếc sedan hạng sang với dung tích lên đến 4l,
cơng suất 180kW (245hp) và momen xoắn đạt 560Nm.
15
➢ Xe tải hạng nhẹ với động cơ sản sinh công suất 30kW/xylanh.
➢ Xe tải hạng nặng, xe lửa và tàu biển với động cơ sản sinh công suất lên đến
200kW/xylanh.
Hệ thống nhiên liệu Common Rail là một hệ thống có tính linh hoạt cao cho việc
tích hợp hệ thống phun nhiên liệu với động cơ. Có thể đạt được điều này là do:
➢ Áp suất nhiên liệu được phun rất cao khoảng 1600bar - 1800bar. Một số hệ thống
khác đã đạt được con số 2000bar.
➢ Áp suất nhiên liệu được phun thích ứng với trạng thái hoạt động đa dạng của động
cơ ( 200 … 1800bar).
➢ Thời điểm phun nhiên liệu đa dạng.
➢ Có khả năng thực hiện việc phun mồi hay phun bổ sung ( thậm chị việc phun bổ sung
trể).
Hệ thống nhiên liệu trên động cơ Diesel không ngừng được cải tiến với các giải
pháp kỹ thuật tối ưu. Điều quan trọng nhất của những sự phát triển này khơng chỉ là việc
tăng cơng suất mà cịn là nhu cầu giảm tiêu thụ nhiên liệu, giảm tiếng ồn và khí thải.
Các nhà nghiên cứu đã đề ra nhiều biện pháp khác nhau để nâng cao kỹ thuật phun và
điều khiển quá trình cháy tối ưu nhằm hạn chế các chất ô nhiễm.
Các biện pháp chủ yếu tập trung vào giải quyết các vấn đề:
-
Tăng tốc độ phun để giảm muội than do tăng tốc hòa trộn nhiên liệu khơng
khí.
-
Tăng áp suất phun đặc biệt là với động cơ phun trực tiếp.
-
Điều chỉnh phun theo khuynh hướng kết thúc nhanh quá trình phun để làm
giảm lượng HC.
-
Biện pháp tuần hồn một phần khí thải để giảm lượng khí NOx.
Hiện nay các nhược điểm đó cũng đã được khắc phục bằng cách cải tiến một số
bộ phận của hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử như:
-
Bơm cáo áp điều khiển điện tử.
-
Kim phun điện tử.
-
Ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao (ống phân phối).
16
2.3
Thiết kế chung của hệ thống nhiên liệu Common Rail:
Hệ thống nhiên liệu Common Rail bao gồm những nhóm bộ phận sau:
➢
Đường nhiên liệu áp suất thấp, bao gồm tất cả các thành phần cấp nhiên liệu cho
hệ thống ( bơm sơ cấp, lọc nhiên liệu, thùng chứa nhiên liệu, đường ống nhiên liệu áp
suất thấp)
➢
Đường nhiên liệu áp suất cao, bao gồm những thành phần như bơm cao áp, ống
nhiên liệu chung (ống phân phối), kim phun nhiên liệu và đường nhiên liệu áp suất cao.
➢
Bộ điều khiển động cơ ( ECU) hoặc EDU.
Một trong những đặc tính chính của hệ thống là áp suất của hệ thống phụ thuộc
vào điều kiện làm việc động cơ đa dạng. Áp suất nhiên liệu được điều chỉnh bằng van
điều khiển áp suất hoặc van SCV.
Với thiết kế này làm cho hệ thống Common Rail đơn giản hoá việc tinh chỉnh hệ
thống với các động cơ khác nhau.
Hình 2.1: Ví dụ về thiết kế của hệ thống Common Rail.
17
