Hệ thống nhiên liệu trên động cơ cummins ISG

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 TRÊN ĐỘNG CƠ
CUMMINS ISG

SVTH: KHÊ HỒNG NHỊP
MSSV: 14145189
SVTH: TRẦN NGƠ TUẤN KIỆT
MSSV: 14145131
GVHD: Ths. ĐINH TẤN NGỌC

TP.Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2018


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 TRÊN ĐỘNG CƠ
CUMMINS ISG

SVTH: KHÊ HỒNG NHỊP
MSSV: 14145189
SVTH: TRẦN NGƠ TUẤN KIỆT

MSSV: 14145131
GVHD: Ths. ĐINH TẤN NGỌC

TP.Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2018


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự do – Hạnh Phúc
TP.Hồ Chí Minh, ngày 23 tháng 7 năm 2018

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: 1. Khê Hồng Nhịp
2. Trần Ngô Tuấn Kiệt
Chuyên ngành: Cơng Nghệ Kỹ Thuật Ơ Tơ
Hệ đào tạo: Đại học chính qui
Khóa: 2014-2018

MSSV: 14145189
MSSV: 14145131
Mã ngành đào tạo: 52510205
Mã hệ đào tạo: 1
Lớp: 141452

1. Tên đề tài
Hệ thống nhiên liệu trên động cơ Cummins ISG.
2. Nhiệm vụ đề tài

- Giới thiệu về động cơ Cummins ISG.
- Nghiên cứu hệ thống nhiên liệu trên động cơ Cummins ISG.
3. Sản phẩm của đề tài
1 quyển đồ án, 1 file word, 1 file PDF, 1 file PowerPoint.
4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 11/06/2018
5. Ngày hồn thành nhiệm vụ: 23/07/2018

TRƯỞNG BỘ MƠN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
Tên đề tài: Hệ thống nhiên liệu trên động cơ Cummins ISG.
Họ và tên sinh viên: Khê Hồng Nhịp

MSSV:14145189

Trần Ngô Tuấn Kiệt

MSSV:14145131

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
I. NHẬN XÉT
1. Về hình thức trình bày & tính hợp lý của cấu trúc đề tài:
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................

......................................................................................................................................
2. Về nội dung (đánh giá chất lượng đề tài, ưu/khuyết điểm và giá trị thực tiễn)
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
II. NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
III. ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ
1. Đề nghị (cho phép bảo vệ hay không): ............................................................................
2. Điểm đánh giá (theo thang điểm 10):...............................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng

năm 2018

Giảng viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
Tên đề tài: Hệ thống nhiên liệu trên động cơ Cummins ISG.
Họ và tên sinh viên: Khê Hồng Nhịp

MSSV:14145189

Trần Ngô Tuấn Kiệt

MSSV:14145131

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
I. NHẬN XÉT
1. Về hình thức trình bày & tính hợp lý của cấu trúc đề tài:
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
2. Về nội dung (đánh giá chất lượng đề tài, ưu/khuyết điểm và giá trị thực tiễn)
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
II. NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
III. ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ
1. Đề nghị (cho phép bảo vệ hay không): ............................................................................
2. Điểm đánh giá (theo thang điểm 10):...............................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng

năm 2018

Giảng viên phản biện
(Ký & ghi rõ họ tên)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: Hệ thống nhiên liệu trên động cơ Cummins ISG.
Họ và tên sinh viên: Khê Hồng Nhịp
MSSV: 14145189
Trần Ngô Tuấn Kiệt
MSSV: 14145131
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản biện
và các thành viên trong Hội đồng bảo vệ. Đồ án tốt nghiệp đã được hồn chỉnh theo u
cầu về nội dung và hình thức.
Chủ tịch Hội đồng:

Giảng viên hướng dẫn:

Giảng viên phản biện:

Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng

năm 20…


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới các thầy cô giáo trong
trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM nói chung và các thầy cơ giáo trong Khoa Cơ
Khí Động Lực nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho chúng em những kiến thức,

kinh nghiệm thật quý báu trong suốt thời gian chúng em học tại trường.
Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn tới thầy ThS. Đinh Tấn Ngọc lời cảm ơn chân
thành nhất, thầy đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn chúng em trong suốt quá
trình làm đồ án tốt nghiệp. Trong thời gian làm việc với các thầy, chúng em khơng ngừng tiếp
thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu
khoa học nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho chúng em trong quá trình
học tập và công tác sau này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn tồn bộ q thầy cơ ngành Cơng nghệ kỹ thuật Ơ tơ,
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Mình. Q thầy cơ đã truyền đạt những kiến
thức rất quý báu và luôn tạo điều kiện tốt nhất để chúng em có thể nghiên cứu và hoàn thành
đồ án. Xin được cảm ơn các anh chị sinh viên khóa trước và các bạn sinh viên cùng khóa hỗ
trợ và góp ý trong suốt q trình thực hiện đồ án.
Sau cùng, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã động viên
đóng góp ý kiến và giúp đỡ trong q trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Dù đã rất cố gắng để thực hiện đồ án nhưng do hạn chế về trình độ, thời gian và nguồn tài liệu
tham khảo nên nhóm khơng thể tránh khỏi những thiếu xót. Nhóm em rất mong nhận được sự
đóng góp ý kiến từ Q thầy cơ để đồ án được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
TP.HCM, ngày 23 tháng 07 năm 2018
Nhóm thực hiện
Khê Hồng Nhịp
Trần Ngơ Tuấn Kiệt

v


TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Bên canh đi sâu vào nội dung chính của đồ án là nghiên cứu Hệ thống nhiên liệu
trên động cơ Cummins ISG, nhóm chúng em cịn giới thiêu sơ lược về động cơ
Cummins ISG.

Nội dung thực hiện:
1. Giới thiệu động cơ Cummins ISG.
2. Nghiên cứu hệ thống nhiên liệu trên động cơ Cummins ISG.
Trong đó đưa ra:
- Sơ lược giới thiệu các chi tiết trong động cơ Cummins ISG.
- Nghiên cứu các bộ phận trong hệ thống nhiên liệu động cơ Cummins ISG: định nghĩa,
nguyên lí hoạt động, cách tháo lắp,...
- Chẩn đoán, bảo dưỡng sửa chữa các chi tiết trong hệ thống nhiên liệu động cơ
Cummins ISG.

vi


MỤC LỤC

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .................................................................................................... 1
1.1. Lí do chọn đề tài. ........................................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu. ................................................................................ 1
1.3. Phương pháp nghiên cứu. .............................................................................................. 1
1.4. Giới hạn của đề tài. ........................................................................................................ 1
1.5. Các bước thực hiện. ....................................................................................................... 2
1.6. Kế hoạch nghiên cứu. .................................................................................................... 2
CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ CUMMINS ISG ........................................................ 3
2.1. Sự ra đời của động cơ Cummins ISG. ........................................................................... 3
2.2. Kỹ thuật sản phẩm Cummins ISG. ................................................................................ 5
2.3. Sự khác biệt của động cơ Cummins ISG. ...................................................................... 9
2.3.1. Thiết kế kiểu mô đun nhẹ giúp giảm sự tiện lợi của thành phần. ........................... 9
2.3.2. Cơng nghệ phanh iBrake mạnh mẽ và an tồn. .................................................... 10
2.3.3. Chuyên gia tiết kiệm nhiên liệu thông minh (LBSC). .......................................... 11
2.3.4. Hệ thống kim phun XPI. ....................................................................................... 13

2.3.5. Công nghệ làm mát, bôi trơn và thiết kế hệ thống nạp. ........................................ 13
2.3.6. Công nghệ mới và vật liệu mới giảm trọng lượng 200-400 kg. ........................... 14
2.3.7. Công nghệ lọc được cấp bằng sáng chế của Cummins......................................... 14
2.4. Cummins ISG tại thị trường Việt Nam. ....................................................................... 15
2.5. Đặc điểm cấu tạo của động cơ Cummins ISG. ............................................................ 18
2.5.1 Cấu tạo tổng thể. .................................................................................................... 18
2.5.2. Sơ lược các đặc điểm các nhóm chi tiết, cơ cấu và hệ thống của động cơ
Cummins ISG.................................................................................................................. 20
2.5.2.1. Thân máy ....................................................................................................... 20
2.5.2.2. Xi lanh. ........................................................................................................... 21
2.5.2.3. Trục khuỷu. .................................................................................................... 21
2.5.2.4. Píttơng. ........................................................................................................... 22
2.5.2.5. Thanh truyền. ................................................................................................. 22
vii


2.5.2.6. Bạc séc-măng. ................................................................................................ 23
2.5.2.7. Nắp quy lát. .................................................................................................... 24
2.5.2.8. Xu páp nạp và xu páp thải. ............................................................................ 24
2.5.2.9. Cụm cò xu páp. .............................................................................................. 25
2.5.2.10. Trục cam nằm trên đinh và bánh răng trục cam. ......................................... 26
2.5.2.11. Bánh đà. ....................................................................................................... 26
2.5.2.12. Nắp giàn cò. ................................................................................................. 26
2.5.2.13. Puli trục khuỷu. ............................................................................................ 27
2.5.2.14. Bộ giảm rung xoắn trục khuỷu. ................................................................... 27
2.5.2.15. Máy nén điều hịa. ........................................................................................ 28
2.5.2.16. Máy nén khí. ................................................................................................ 28
2.5.2.17. Turbo tăng áp. .............................................................................................. 29
2.5.2.18. Bộ gia nhiệt khí nạp. .................................................................................... 29
2.5.2.19. Bộ xúc tác chọn lọc SCR. ............................................................................ 30

2.5.2.20. Thiết bị điện. ................................................................................................ 31
2.6. Sơ lược hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn và hệ thống nạp, hệ thống xử lí SCR. .. 32
2.6.1. Hệ thống làm mát. ................................................................................................. 32
2.6.2. Hệ thống bôi trơn. ................................................................................................. 33
2.6.3. Hệ thống nạp. ........................................................................................................ 36
2.6.4. Hệ thống xử lí SCR (Selective Catalytic Reduction). .......................................... 37
2.6.4.1. Định nghĩa về hệ thống xử lí SCR. ................................................................ 37
2.6.4.2. Định nghĩa DEF (Diesel Exhaust Fluid). ....................................................... 39
2.4.3. Nguyên lí làm việc của hệ thống phun DEF. ........................................................ 40
CHƯƠNG 3. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ CUMMINS ISG .................... 47
3.1. Sơ đồ mạch điện tổng quát của động cơ Cummins ISG. ............................................. 48
3.2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống nhiên liệu động cơ Cummins ISG. .................................... 49
3.3. Đặc điểm kết cấu và nguyên lý hoạt động của các cụm chi tiết trong hệ thống nhiên
liệu động cơ Cummins ISG. ................................................................................................ 50
3.3.1. Đường nhiên liệu thấp áp. ..................................................................................... 50
3.3.2. Bộ lọc nhiên liệu. .................................................................................................. 52
3.3.2.1. Lọc nhiên liệu phía đường hút. ...................................................................... 52
viii


3.3.2.2. Bộ lọc nhiên liệu phía đường áp suất............................................................. 53
3.3.3. Bơm chuyển nhiên liệu. ........................................................................................ 56
3.3.4. Đường nhiên liệu cao áp. ...................................................................................... 58
3.3.5. Bơm cao áp. .......................................................................................................... 60
3.3.6. Ống phân phối nhiên liệu ...................................................................................... 66
3.3.7. Ống nhiên liệu cao áp. .......................................................................................... 68
3.3.8. Kim phun nhiên liệu XPI. ..................................................................................... 70
3.3.8.1. Kết cấu kim phun. .......................................................................................... 73
3.3.8.2. Nguyên lí hoạt động của kim phun XPI. ....................................................... 74
3.3.8.3. Sơ đồ mạch điện điều khiển kim phun. ......................................................... 78

3.3.9. Đường nhiên liệu hồi. ........................................................................................... 86
3.3.10. Hệ thống điều khiển điện tử trên hệ thống nhiên liệu trong động cơ Cummins
ISG. ................................................................................................................................. 88
3.3.10.1. Mô đun điều khiển điện tử ECM CM2880. ................................................. 88
3.3.10.2. Bó dây động cơ. ........................................................................................... 89
3.3.10.3. Cảm biến vận tốc quay/vị trí trục khuỷu. .................................................... 90
3.3.10.4. Cảm biến vận tốc quay/vị trí trục cam. ........................................................ 91
3.3.10.5. Cảm biến nhiệt độ, áp suất khí nạp. ............................................................. 92
3.3.10.6. Cảm biến áp suất ống rail. ........................................................................... 94
3.3.10.7. Cảm biến nhiệt độ dung dịch làm mát. ........................................................ 95
3.3.10.8. Cảm biến nước trong nhiên liệu................................................................... 96
3.3.10.9. Chân ga tín hiệu kép. ................................................................................... 96
CHƯƠNG 4. CHẨN ĐỐN HƯ HỎNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
ĐỘNG CƠ CUMMINS ISG. .................................................................................................. 98
4.1. Các hư hỏng thường gặp. ............................................................................................. 98
4.1.1. Các hư hỏng bơm cao áp. ..................................................................................... 99
4.1.2. Các hư hỏng của kim phun. .................................................................................. 99
4.1.3. Các hư hỏng của bộ lọc nhiên liệu và thùng chứa nhiên liệu. .............................. 99
4.1.4. Các hư hỏng của đường ống dẫn nhiên liệu. ........................................................ 99
4.1.5. Hư hỏng hệ thống điện tử và cảm biến. .............................................................. 100

ix


4.2. Chẩn đoán và sửa chữa các hư hỏng trong hệ thống nhiên liệu động cơ Cummins ISG.
........................................................................................................................................... 100
4.2.1. Chẩn đoán theo một số trạng thái hoạt động của động cơ .................................. 101
4.2.1.1. Động cơ không tải, không êm, bị rung. ....................................................... 101
4.2.1.2. Động cơ có tiếng gõ, kêu lạch cạch. ............................................................ 101
4.2.1.3. Động cơ bị yếu, bị ì...................................................................................... 102

4.2.2. Tiêu thụ nhiên liệu quá mức. .............................................................................. 103
4.2.3. Khói đen. ............................................................................................................. 107
4.2.4. Khói trắng. .......................................................................................................... 108
4.2.5. Áp suất nhiên liệu đang hoạt động thấp.............................................................. 109
4.2.6. Bảo dưỡng và sửa chữa bơm chuyển nhiên liệu. ................................................ 109
4.2.7. Bảo dưỡng và sửa chữa cụm bơm kim phun. ..................................................... 109
4.2.8. Sửa chữa đầu kim phun....................................................................................... 110
4.3. OBD (Hệ thống chẩn đoán trên xe) ........................................................................... 110
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN .................................................................................................... 131
5.1. Kết luận. ..................................................................................................................... 131
5.2. Đề nghị. ...................................................................................................................... 131
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 131

x


DANH MỤC CÁI CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
Đặc trưng thích nghi của kim phun

AIC

Adaptive Injector Characteristic

BHP

Brake Horsepower

CCA

Cold Cranking Amperes

CPL

Control Parts List

Danh mục linh kiện điều khiển

CRFI

Common Rail Fuel Injector

Kim phun nhiên liệu

DEF

Diesel Exhaust Fluid

Dung dịch xử lý khí thải

ECM

Engine Control Module

Bộ điều khiển điện tử

EPA

Environmental Protection Agency

Cơ quan bảo vệ môi trường

ESN

Engine Serial Number

Số seri sản xuất động cơ

FMI

Failer Mode Indentifier

Nhận dạng chế độ hỏng

LBSC

Load Based Speed Control

Kiểm soát tốc độ tải

N.m

Newton-meter

Đơn vị đo Mô men xoắn

NOx

Nitrogen Oxides

Oxit Nitơ

OBD

On Board Diagnostics

Hệ thống chẩn đoán trên xe

OEM

Original Equipment Manufacturer

Nhà sản xuất thiết bị gốc

PID

Parameter Identification Descriptions

Mô tả nhận dạng thông số

PM

Particulate Matter

Lượng hạt bụi

PWM

Pulse-Width Modulation

Điều chỉnh tín hiệu độ rộng xung

REPTO

Rear Engine Power Takeoff

Bộ trích động cơ phía sau

R&D

Research & Development

Nghiên cứu và phát triển

RPM

Revolutions Per Minute

Số vòng trên phút

SCA

Supplemental Coolant Additive

Phụ gia làm mát bổ sung

SCR

Seclective Catalytic Reduction

Công nghệ xử lý khí thải

SCV

Suction Control Valve

Van điều áp SCV

SID

Subsystem Identification Descriptions

Mô tả nhận dạng hệ thống

Giá trị công suất xác định bằng lực
kế hãm
Cường độ dòng điện ắc quy cung cấp
trong 30s

xi


VDC

Volts of Direct Current

Số Volt dòng điện một chiều

DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1. Xe tải hạng nặng Auman GTL Super Edition. ......................................................... 3
Hình 2.2. Tom Linebarger, Chủ tịch và Giám đốc điều hành của Cummins Inc. .................... 4

Hình 2.3. Động cơ Cummins ISG. ............................................................................................ 4
Hình 2.4. Nhãn động cơ. ........................................................................................................... 8
Hình 2.5. Khả năng phanh của xe trang bị động cơ Cummins ISG........................................ 10
Hình 2.6. Cị xu páp tích hợp phanh động cơ. ........................................................................ 11
Hình 2.7. Biểu đồ hoạt động của hệ thống LBSC................................................................... 12
Hình 2.8. Kim phun XPI. ........................................................................................................ 13
Hình 2.9. Cơng nghệ làm mát. ................................................................................................ 13
Hình 2.10. Bộ lọc nhiên liệu Fleetguard. ................................................................................ 15
Hình. 2.11. Xe trang bị động cơ Cummins ISG...................................................................... 16
Hình 2.12. Mặt sau của động cơ Cummins ISG. .................................................................... 18
Hình 2.13. Mặt bên của động cơ Cummins ISG. .................................................................... 19
Hình 2.14. Mặt trên của động cơ Cummins ISG. ................................................................... 19
Hình 2.15. Thân máy. ............................................................................................................. 20
Hình 2.16. Xi lanh. .................................................................................................................. 21
Hình 2.17. Trục khuỷu. ........................................................................................................... 22
Hình 2.18. Píttơng. .................................................................................................................. 22
Hình 2.19. Thứ tự píttơng. ...................................................................................................... 22
Hình 2.20. Thanh truyền. ........................................................................................................ 23
Hình 2.20. Rãnh lắp séc măng. ............................................................................................... 24
Hình 2.21. Các séc măng. ....................................................................................................... 24
xii


Hình 2.22. Nắp quy lát. ........................................................................................................... 24
Hình 2.23. Xu páp nạp, thải. ................................................................................................... 25
Hình 2.24. Cụm cị xu páp. ..................................................................................................... 25
Hình 2.25. Cầu xu páp. ........................................................................................................... 25
Hình 2.26. Trục cam. .............................................................................................................. 26
Hình 2.27. Bánh tín hiệu của trục cam. .................................................................................. 26
Hình 2.28. Bánh đà. ................................................................................................................ 26

Hình 2.29. Nắp giàn cị ........................................................................................................... 27
Hình 2.30. Puli trục khuỷu. ..................................................................................................... 27
Hình 2.31. Bộ giảm rung xoắn trục khuỷu. ............................................................................ 28
Hình 2.32. Máy nén điều hịa. ................................................................................................. 28
Hình 2.33. Máy nén khí .......................................................................................................... 29
Hình 2.34. Turbo tăng áp. ....................................................................................................... 29
Hình 2.35. Bộ gia nhiệt khí nạp .............................................................................................. 30
Hình 2.36. Bộ xúc tác chọn lọc-SCR ...................................................................................... 31
Hình 2.37. Tổng quan thiết bị điện ......................................................................................... 32
Hình 2.38. Máy khởi động. ..................................................................................................... 32
Hình 2.39. Máy phát. .............................................................................................................. 32
Hình 2.40. Sơ đồ hệ thống làm mát. ....................................................................................... 33
Hình 2.41. Sơ đồ hệ thống bơi trơn......................................................................................... 34
Hình 2.42. Bơi trơn cơ cấu đỉnh.............................................................................................. 35
Hình 2.43. Bơi trơn cị xu páp. ................................................................................................ 36
Hình 2.44. Bơi trơn cơ cấu piston và trục khuỷu. ................................................................... 36
Hình 2.44. Sơ đồ hệ thống nạp khí. ........................................................................................ 37
Hình 2.46. Diesel Exhaust Fluid. ............................................................................................ 39
Hình 2.47. Giai đoạn xả nhanh. .............................................................................................. 41
Hình 2.48. Giai đoạn hệ thống tạo áp suất. ............................................................................. 42
Hình 2.49. Giai đoạn chuẩn bị phun. ...................................................................................... 43
Hình 2.50. Giai đoạn phun rửa................................................................................................ 44
xiii


Hình 2.51. Giai đoạn phun định lượng. .................................................................................. 45
Hình 2.52. Giai đoạn xả. ......................................................................................................... 46
Hình 3.1. Cấu tạo hệ thống nhiên liệu trên động cơ Cummins ISG. ...................................... 47
Hình 3.2. Sơ đồ mạch điện tổng quát của động cơ Cummins ISG. ........................................ 48
Hình 3.3. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu. ...................................................................................... 49

Hình 3.4. Đường nhiên liệu thấp áp. ....................................................................................... 50
Hình 3.5. Tháo đường nhiên liệu thấp áp. .............................................................................. 51
Hình 3.6. Lắp đường nhiên liệu thấp áp. ................................................................................ 51
Hình 3.7. Bộ lọc nhiên liệu phía đường hút. ........................................................................... 52
Hình 3.8. Vệ sinh xung quanh động cơ. ................................................................................. 53
Hình 3.9. Tháo giắc cảm biến nước tại lọc nhiên liệu hút. ..................................................... 53
Hình 3.10. Thêm dầu sau khi thay bộ lọc nhiên liệu hút. ....................................................... 53
Hình 3.11. Bộ lọc nhiên liệu phía đường áp suất.................................................................... 54
Hình 3.12. Tháo bộ lọc nhiên liệu phía đường áp suất. .......................................................... 55
Hình 3.13. Lắp bộ lọc nhiên liệu phía đường áp suất. ............................................................ 55
Hình 3.14. Bơm chuyển nhiên liệu. ........................................................................................ 56
Hình 3.15. Kết cấu bơm chuyển nhiên liệu. ........................................................................... 56
Hình 3.16. Bơm chuyển nhiên liệu khi áp suất nhiên liệu vượt quá giới hạn. ....................... 57
Hình 3.17. Sơ đồ bơm chuyển nhiên liệu khi tắt động cơ. ..................................................... 57
Hình 3.18. Đường nhiên liệu cao áp. ...................................................................................... 58
Hình 3.19. Ngắt kết nối đường nhiên liệu áp suất cao ............................................................ 59
Hình 3.20. Tháo đường ống nhiên liệu cao áp. ....................................................................... 59
Hình 3.21. Lắp đường nhiên liệu cao áp. ................................................................................ 60
Hình 3.22. Tổng thể bơm cao áp CP 3.3 trên động cơ Cummins ISG. .................................. 61
Hình 3.23. Kết cấu bơm cao áp. .............................................................................................. 62
Hình 3.23. Đường nhiên liệu thấp áp chảy trong bơm cao áp. ............................................... 63
Hình 3.24. Kết cấu trục lệch tâm. ........................................................................................... 63
Hình 3.25. Kết cấu van bơm. .................................................................................................. 64
Hình 3.26. Kết cấu van điều chỉnh áp suất SCV..................................................................... 64
xiv


Hình 3.27. Sơ đồ điều khiển ECM với SCV. .......................................................................... 65
Hình 3.28. Van điều chỉnh áp suất SCV. ................................................................................ 65
Hình 3.29. Tháo van SCV. ...................................................................................................... 66

Hình 3.30. Bơi trơn vịng đệm trước khi lắp van SCV vào bơm cao áp. ................................ 66
Hình 3.31. Ống phân phối nhiên liệu. ..................................................................................... 66
Hình 3.32. Kết cấu van giảm áp ống rail. ............................................................................... 67
Hình 3.33. Tháo ống rail nhiên liệu. ....................................................................................... 68
Hình 3.34. Lắp ống rail nhiên liệu. ......................................................................................... 68
Hình 3.34. Ống nhiên liệu cao áp. .......................................................................................... 68
Hình 3.35. Tháo ống nhiên liệu cao áp. .................................................................................. 69
Hình 3.36. Cấu tạo của kim phun XPI. ................................................................................... 70
Hình 3.37. Các van trong kim phun. ....................................................................................... 70
Hình 3.38. Kim phun XPI. ...................................................................................................... 71
Hình 3.39. Các loại kim phun XPI.......................................................................................... 72
Hình 3.40. Kết cấu của kim phun. .......................................................................................... 73
Hình 3.41. Giai đoạn 1 của ngun lí hoạt động của kim phun. ............................................ 74
Hình 3.42. Giai đoạn 2 của ngun lí hoạt động của kim phun. ............................................ 75
Hình 3.43. Giai đoạn 3 của nguyên lí hoạt động của kim phun. ............................................ 76
Hình 3.44. Giai đoạn 4 của ngun lí hoạt động của kim phun. ............................................ 77
Hình 3.45. Sơ đồ mạch điện điều khiển kim phun. ................................................................ 78
Hình 3.46. Bước 1 của quy trình tháo kim phun. ................................................................... 83
Hình 3.47. Bước 2 của quy trình tháo kim phun. ................................................................... 83
Hình 3.48. Bước 3 quy trình tháo kim phun. .......................................................................... 83
Hình 3.49. Bước 1, 2, 3 trong quy trình lắp kim phun............................................................ 84
Hình 3.50. Bước 4, 5, 6 trong quy trình lắp kim phun............................................................ 84
Hình 3.51. Bước 7, 8, 9 trong quy trình lắp kim phun............................................................ 85
Hình 3.52. Bước 10, 11, 12 trong quy trình lắp kim phun...................................................... 85
Hình 3.53. Bước 13, 14, 15, 16 trong quy trình lắp kim phun. .............................................. 85
Hình 3.54. Đường nhiên liệu hồi. ........................................................................................... 86
xv


Hình 3.55. Tháo đường ống nhiên liệu hồi. ............................................................................ 87

Hình 3.56. Lắp đường ống nhiên liệu hồi ............................................................................... 87
Hình 3.57. Sơ đồ hệ thống điều khiển điện tử trên hệ thống nhiên liệu động cơ Cummins
ISG. ......................................................................................................................................... 88
Hình 3.58. Bó dây động cơ. .................................................................................................... 89
Hình 3.65. Cản biến áp suất khí nạp. ...................................................................................... 92
Hình 3.72. Vị trí lắm cảm biến nước trong nhiên liệu. ........................................................... 96
Hình 3.73. Kiểm tra cảm biến nước trong nhiên liệu. ............................................................ 96
Hình 3.74. Chân ga tín hiệu kép. ............................................................................................ 97
Hình 3.75. Bộ cảm biến gắn tại chân ga. ................................................................................ 97

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật động cơ Cummins ISG. .............................................................. 3
Bảng 2.2. Hiệu suất động cơ Cummins ISG 11.8. .................................................................... 6
Bảng 2.3. Cẩm nang sửa chữa động cơ Cummins ISG 11.8. ................................................... 7
Bảng 2.4. Hiệu suất động cơ Cummins ISG 10.5. .................................................................... 7
Bảng 2.5. Cẩm nang sửa chữa động cơ Cummins ISG 10.5. ................................................... 7
Bảng 2.6. Thông số kỹ thuật xe đầu kéo THACO FOTON AUMAN Fv400(6x4) ............... 16
Bảng 3.1. Các loại kim phun. .................................................................................................. 72
Bảng 3.2. Bảng chẩn đoán mã lỗi của kim phun. ................................................................... 78
Bảng 4.1. Bảng mã lỗi của động cơ Cummins ISG. ............................................................. 110

xvi


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Lí do chọn đề tài.
Nhằm cập nhật cơng nghệ mới và tăng tính trực quan hóa trong giảng dạy và học tập,
với mục đích nâng cao chất lượng giảng dạy và học.
Đây là một động cơ mới và chưa được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam nhưng đây lại là
động cơ rất cần thiết cho các phương tiện cần phải cải thiện tại thị trường xe tải của chúng ta.

Mặt khác vì là rất mới nên nếu những ai chưa từng nghe về động cơ này sẽ rất bị bỡ ngỡ và
khó khăn trong việc tìm kiếm kiến thức lẫn thơng tin sử dụng,...
Vì đó nhóm chúng em quyết định chọn đề tài này để góp phần nào đó giúp mọi người
nói chung và học sinh sinh viên trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM nói riêng có thể
dễ dàng tiếp cận kiến thức này một cách dễ dàng và rõ ràng hơn.
1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu.
Mục tiêu:
- Nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên hướng dẫn
sinh viên dễ dàng hơn.
- Giúp cho sinh viên có thể khơng gặp khó khăn khi học hoặc khi nghiên cứu đề tài này.
- Góp phần hiện đại hóa kiến thức và thơng tin về sản phẩm này trong giáo dục và đào tạo.
Nhiệm vụ:
- Tổng quan về động cơ Cummins ISG.
- Hệ thống nhiên liệu động cơ Cummins ISG.
1.3. Phương pháp nghiên cứu.
Để hoàn thành được đề tài, chúng tôi đã kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu. Trong
đó đặc biệt là phương pháp tham khảo tài liệu, thu thập thông tin liên quan, học hỏi kinh
nghiệm của Thầy Cô, bạn bè, nghiên cứu các tài liệu đề tài cũ tại thư viện và đặc biệt là sự trợ
giúp của các thành viên tại chi nhánh THACO Tân Vạn,... từ đó tìm ra ý tưởng để hình thành
đề cương của đề tài.
1.4. Giới hạn của đề tài.
Vì động cơ này là động cơ mới và động cơ Cummins ISG được lắp trên xe Foton
Auman Fv400 được phân phối độc quyền tại Trường Hải Auto trên cả nước Việt Nam, nhưng
1


lại chưa có tài liệu sửa chữa, tài liệu phân phối chưa rộng rãi nên việc tìm kiếm tài liệu rất mất
thời gian. Do đó đề tài chỉ tập trung giải quyết một số vấn đề sau:
- Sơ lược về động cơ Cummins ISG.
- Hệ thống nhiên liệu trên động cơ Cummins ISG.

1.5. Các bước thực hiện.
- Tham khảo tài liệu.
- Lên kế hoạch thực hiện.
- Viết báo cáo.
1.6. Kế hoạch nghiên cứu.
Đề tài được thực hiện trong 12 tuần. Vì đây là đồ án lý thuyết nên chúng tơi áp dụng
rất nhiều phương án. Và các công việc được thực hiện đồng hành với nhau để đi đúng logic
trình bày và đầy đủ chi tiết một cách rõ ràng nhất.

2


CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ CUMMINS ISG
2.1. Sự ra đời của động cơ Cummins ISG.
Ngày 8/4/2014, Công ty xe thương mại hàng đầu của Trung Quốc, Beiqi Foton Motor
Co., Ltd (trụ sở tại Bắc Kinh, Trung Quốc) và nhà sản xuất động cơ độc lập lớn nhất thế giới
Cummins, cùng phát triển một xe tải hạng nặng mới được trang bị động cơ hạng nặng là
Cummins ISG, lễ ra mắt được tổ chức tại Trung tâm công nghệ Mỹ Cummins.
Chiếc xe tải hạng nặng Foton Auman GTL “Super Edition” mới này được trang bị nền
tảng là động cơ hạng nặng Cummins ISG và được thiết kế để đáp ứng nhu cầu của khách hàng,
vượt qua các yêu cầu nghiêm ngặt về hiệu suất và độ tin cậy. Chiếc xe tải này được sản xuất
bởi cơng ty TNHH Ơ tơ Daimler Bắc Kinh Foton (viết tắt: BFDA, là một liên doanh giữa
Foton và Daimler).

Hình 2.1. Xe tải hạng nặng Auman GTL Super Edition.
“ Foton và Cummins đã liên doanh từ năm 2008, thành công đã tạo ra nền tảng ISF
động cơ hạng nhẹ, từ đó đem đến thị trường xe thương mại tươi sáng. Ngày này, với sự hiểu
biết sâu sắc của công ty và nhận thức của người sử dụng xe tải, dựa trên nền tảng đó Foton đã
tạo ra động cơ hạng nặng Cummins ISG và Auman GTL Super Edition để nhắm mục tiêu thị
trường cao cấp với những đột phá trong khoa học và công nghệ xe tải hạng nặng hàng đầu

trong tương tai, để tạo ra chuỗi giá trị vàng đáp ứng nhu cầu của khách hàng và lợi ích của
hầu hết các mối quan tâm.” Tổng giám đốc Foton – Wang Jinyu cho biết.
Bắc Kinh, này 7/6/2014 nhà máy mới tại Bắc Kinh Cummins đã mở ra buổi lễ off-line
sản xuất hàng loạt động cơ hạng nặng Cummins ISG. Kết hợp các ý kiến của khách hàng toàn
3


cầu, với khả năng R & D và công nghệ tiên tiến nhất của Cummins, động cơ hạng nặng này
đạt được sự kết hợp hoàn hảo giữa tiết kiệm nhiên liệu, khả năng kiểm soát tốc độ và độ tin
cậy với động lực “ Công nghệ tiên phong, dẫn đầu tương lai.”

Hình 2.2. Tom Linebarger, Chủ tịch và Giám đốc điều hành của Cummins Inc.

Hình 2.3. Động cơ Cummins ISG.

4


Sử dụng ít hơn, phân phối nhiều hơn:
Động cơ Cummins ISG là nền tảng động cơ hạng nặng toàn cầu mới nhất của Cummins,
với khả năng đáp ứng lượng khí thải và yêu cầu của khách hàng trên toàn thế giới. Động cơ
đáp ứng được kiến trúc thiết kế cần thiết, cho phép đáp ứng các yêu cầu của thị trường khu
vực với một nền tảng chung toàn cầu. Lý tưởng để sử dụng trong các xe thương mại hạng
nặng, Cummins ISG đặt ra các tiêu chuẩn về trọng lượng, hiệu suất, hiệu quả nhiên liệu và chi
phí sở hữu.
ISG 12 có dung tích 11.8 lít với cơng suất từ 350-500 mã lực (261-373kW) và mô men
xoắn lên tới 2300 N.m. Kích thước nhỏ gọn của nó với trọng lượng chỉ 795 kg, mang lại tỷ lệ
công suất trên trọng lượng cao hơn 30% so với mức trung bình động cơ có dải cơng suất tương
tự.
Trong q trình R & D lên đến 5 năm, động cơ Cummins ISG sau 60.000 giờ thử

nghiệm trên băng ghế dự bị và hơn 6 triệu km kiểm tra trên mặt đường, đó là mẫu thiết kế của
liên kết tồn cầu thơng qua các công nghệ tiên tiến nhất, được phát triển trên nền tảng sản
phẩm có khả năng tích ứng cao các u cầu khác nhau của thị trường và khu vực về hiệu suất
và chi phí của động cơ.
Loạt động cơ ISG đáp ứng tiêu chuẩn khí thải đặc biệt cho một loạt các thiết kế toàn
cầu, được liệt kê vào năm 2014 để đáp ứng tiêu chuẩn khí thải Euro IV và Euro V. Nền tảng
tưởng tự có thể nâng cấp lên tiêu chuẩn khí thải Euro VI.
Các động cơ ISG được sản xuất tại nhà máy Beijing Foton Cummins Engine Co.,Ltd.
Nhà máy mới có tổng vốn đầu tư 2,2 tỷ nhân dân tệ và diện tích 60.000 mét vng. Hiện tại,
cơng suất lắp đặt là 60.000 chiếc, theo đó năng lực sản suất có thể tăng lên 120.000 chiếc từ
việc lắp ráp các trạm lót phối hợp đo cụ thể để làm sạch từ đó phát triển sử dụng hệ thống sơn
phun, công nghệ sơn tái chế, dễ dàng nhận thấy nhà máy mới là các thiết bị sản xuất tiên tiến,
môi trường sản xuất sạch, mức độ đỉnh cao của nền công nghệ hàng đầu, sử dụng Hệ thống
vận hành Cummins để thực hiện kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt ở mọi bước.
2.2. Kỹ thuật sản phẩm Cummins ISG.
- Ứng dụng: Động cơ dùng cho xe tải.
- Tiêu chuẩn chứng nhận phát thải: Euro IV.
- Động cơ:
+ 6 xi lanh xếp thẳng hàng/trục cam đặt ở phần đỉnh.
+ Mục tùy chọn: Phanh động cơ/trích cơng suất phía sau (REPTO).
5


- Hệ thống điều khiển điện tử động cơ: ECM CM2880/24V.
- Hệ thống nạp, xả khí: Turbo tăng áp (đơn) kiển bypass/bộ làm mát khí nạp/bộ gia nhiệt khí
nạp.
- Hệ thống nhiên liệu: Hệ thống nhiên liệu common rail cao áp Cummins.
- Xử lí khí thải; hệ thống SCR phụ trợ khí nén EcoFitTM Cummins.
Bảng 2.1. Thơng số kỹ thuật động cơ Cummins ISG.
ISG 10.5 CM2880 G106

Đường kính xi lanh x hành
trình
Dung tích

ISG 11.8 CM2880 G107

132 mm x 128 mm

132 mm x 144 mm

[5.197 in x 5.039 in]

[5.197 in x 5.669 in]

10.5 lít

11.8 lít

[641 C.I.D]

[720 C.I.D]

Thứ tự cháy

1-5-3-6-2-4

Trọng lượng khơ

795 kg [1753 lb]

Trọng lượng ướt

831 kg [1932 lb]

Hướng quay trục khuỷu
(nhìn từ đầu trước động
cơ)

Chiều kim đồng hồ

Bảng 2.2. Hiệu suất động cơ Cummins ISG 11.8.
Công suất định
Mô men xoắn cực
Cấp độ nhiên liệu
mức
đại
FR20520

325 BHP @ 1900
RPM

1700 Nm @ 1000
RPM

FR20521

345 BHP @ 1900
RPM

1800 Nm @ 1000

RPM

FR20522

375 BHP @ 1900
RPM

2000 Nm @ 1000
RPM

FR20523

395 BHP @ 1900
RPM

2000 Nm @ 1000
RPM

Chứng nhận phát
thải

EURO 3

6


FR20547

424 BHP @ 1900
RPM

2200 Nm @ 1000
RPM

FR20353

375 BHP @ 1900
RPM

2000 Nm @ 1000
RPM

FR20346

395 BHP @ 1900
RPM

2100 Nm @ 1000
RPM

FR20354

424 BHP @ 1900
RPM

2200 Nm @ 1000
RPM

FR20506

444 BHP @ 1900
RPM

2300 Nm @ 1000
RPM

FR20385

486 BHP @ 1900
RPM

2300 Nm @ 1000
RPM

EURO 4

Bảng 2.3. Cẩm nang sửa chữa động cơ Cummins ISG 11.8.
Loại
Cẩm nang bằng tiếng Anh
Cẩm nang người dùng

4332691

Cẩm nang bảo dưỡng

4332692

Cẩm nang sửa chữa

4332690

Cẩm nang chuẩn đoán mã lỗi

4332693

Sơ đồ dây điện

4332694

Bảng 2.4. Hiệu suất động cơ Cummins ISG 10.5.
Công suất định
Mô men xoắn cực
Cấp độ nhiên liệu
mức
đại
FR20345

325 BHP @ 1900
RPM

Chứng nhận phát
thải

1700 Nm @ 1000
RPM
EURO 4

FR20352

345 BHP @ 1900

RPM

1800 Nm @ 1000
RPM

Bảng 2.5. Cẩm nang sửa chữa động cơ Cummins ISG 10.5.
Loại
Cẩm nang bằng tiếng Anh

7