Đang tải...

Cơ bản Hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel

Thảo luận trong 'Động cơ' bắt đầu bởi TUBUI, 22/1/14.

Thành viên đang xem bài viết (Users: 0, Guests: 0)

  1. TUBUI
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    1/9/13
    Số km:
    350
    Được đổ xăng:
    527
    Mã lực:
    166
    Xăng dự trữ:
    2,375 lít xăng
    Khí thải động cơ Diesel là một trong những thủ phạm gây nên ô nhiễm môi trường. Động cơ diesel hiệu quả kinh tế hơn động cơ xăng, tuy nhiên nó vẫn còn những hạn chế trong quá trình sử dụng như: Thải khói đen khá lớn khi tăng tốc, tiêu hao nhiên liệu còn cao và tiếng ồn lớn… Ngày nay, hầu hết các nước tiên tiến trên thế giới đã sử dụng hệ thống nhiên liệu (HTNL) Common Rail Diesel lắp cho các loại ô tô. Hệ thống này đã giải quyết được các nhược điểm nêu trên.
    1. Đặt vấn đề:
    Động cơ Diesel phát triển vào năm 1897 nhờ 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 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).
    HTNL 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 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 liệu- không 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 HC.
    - Biện pháp hồi lưu một bộ phận khí xả (ERG: Exhaust Gas Recirculation).
    Hiện nay, các nhược điểm của HTNL 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 (năm 1986 Bosch đưa vào thị trường việc điều khiển điện tử cho động cơ diesel ). Đó là HTNL Common Rail Diesel.
    2. Giới thiệu hệ thống Common Rail Diesel:
    Trong động cơ Diesel hiện đại, áp suất phun được thực hiện cho mỗi vòi phun một cách riêng lẽ, nhiên liệu áp suất cao được chứa trong hộp chứa (Rail) hay còn gọi là “Ắcquy thủy lực”và được phân phối đến từng vòi phun theo yêu cầu. Lợi ích của vòi phun Common Rail là làm giảm mức độ tiếng ồn, nhiên liệu được phun ra ở áp suất rất cao nhờ kết hợp điều khiển điện tử, kiểm soát lượng phun, thời điểm phun. Do đó làm hiệu suất động cơ và tính kinh tế nhiên liệu cao hơn.
    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:
    - Phạm vi ứng dụng rộng rãi (cho xe du lịch, khách,tải nhẹ, tải nặng, xe lửa và tàu thủy).
    - Áp suất phun đạt đến 1500 bar.
    - Thay đổi áp suất phun tùy theo chế độ hoạt động của động cơ.
    - Có thể thay đổi thời điểm phun.
    - Phun chia làm ba giai đoạn: Phun sơ khởi, phun chính và phun kết thúc.

    2.1. Nguyên lý hoạt động:
    Tương tự như HTNL diesel thông thường, trên hình 1 nhiên liệu được bơm cung cấp đẩy đi từ thùng nhiên liệu trên đường ống thấp áp qua bầu lọc (3) đến Bơm cao áp (2), từ đây nhiên liệu được bơm cao áp nén đẩy vào ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao (7) hay còn gọi ắc quy thủy lực- và được đưa đến vòi phun Common Rail (9) sẵn sàng để phun vào xy lanh động cơ. Việc tạo áp suất và 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 và lượng nhiên liệu phun ra. Nhiên liệu được trữ với áp suất cao trong ắc quy thủy lực. Lượng phun ra được quyết định bởi điều khiển bàn đạp ga, thời điểm phun cũng như áp suất phun được tính toán bằng ECU dựa trên các biểu đồ dữ liệu đã lưu trên nó. Sau đó ECU và EDU sẽ điều khiển các kim phun của các vòi phun tại mỗi xy lanh động cơ để phun nhiên liệu nhờ thông tin từ các cảm biến (10) với áp suất phun có thể đến 1500bar. Nhiên liệu thừa của vòi phun đi qua ắcquy thủy lực trở về bơm cao áp, van điều khiển áp suất tại bơm mở để nó trở về thùng nhiên liệu (1). Trên ắcquy thủy lực có gắn cảm biến áp suất và đầu cuối có bố trí van an toàn (8), nếu áp suất tích trữ trong ắc quy thủy lực (7) lớn quá giới hạn van an toàn sẽ mở để nhiên liệu tháo về thùng chứa (hình 4).
    2.png

    1. Thùng nhiên liệu; 2. Bơm cao áp Common rail; 3. Lọc nhiên liệu; 4. Đường cấp nhiên liệu cao áp; 5. Đường nối cảm biến áp suất đến ECU ; 6. Cảm biến áp suất; 7. Common Rail tích trữ &điều áp nhiên liệu (hay còn gọi ắcquy thuỷ lực) ; 8. Van an toàn (giới hạn áp suất); 9. Vòi phun; 10. Các cảm biến nối đến ECU và Bộ điều khiển thiết bị (EDU); 11.Đường về nhiên liệu (thấp áp) ; EDU: (Electronic Driver Unit) và ECU : (Electronic Control Unit).
    Với phương pháp này áp suất phun lên đến 1500 bar có thể thực hiện ở mọi thời điểm ngay cả động cơ lúc thấp tốc. Trong hệ thống Common Rail quá trình phun được chia thành các cách phun: Phun mồi (hay Phun sơ khởi- Pre-injection hoặc Pilot- injection), Phun chính (Main injection) và phun thứ cấp (Post-injection).

    Một hệ thống Common Rail Diesel gồm có 4 thành phần căn bản :
    3.png

    Hình 2. Mạch áp suất thấp
    - Bơm áp suất cao với van điều chỉnh áp suất và van đo lường.
    - Các cảm biến ( tốc độ quay trục khuỷu, trục cam, bàn đạp ra, lưu lượng không khí và nước làm mát, cảm biến áp suất Rail …)
    - Các cơ cấu chấp hành (Vòi phun điều khiển bằng van solenoid, bộ tăng áp, bộ hồi lưu khí xả, các đồng hồ đo áp suất…) hình 5.
    dd.png

    - Bộ điều khiển điện tử (ECU, EDU) kiểm soát lượng phun chính xác, điều chỉnh áp suất và giám sát các điều kiện hoạt động của động cơ.
    Mạch dầu hồi: 5.png
    Hình 4. Van điều khiển áp suất mở cho phép nhiên liệu về lại thùng chứa (mũi tên chỉ cho thấy khi van mở nhiên liệu qua bơm cao áp về lại thùng chứa)
    g.png

    Hình 5. ECU, các cảm biến và cơ cấu chấp hành
    7.png
    2.2. Các chức năng của HTNL Common Rail Diesel.
    Với Common Rail, người ta phải phân biệt giữa ba nhóm chức năng khác nhau:
    + Mạch áp suất thấp (hình 2).
    + Mạch áp suất cao (hình 3).
    + ECU và các cảm biến ( hình5).
    Chức năng chính : Là điều khiển phun nhiên liệu đúng thời điểm, đúng lượng, đúng áp suất phù hợp từng chế độ làm việc của động cơ.
    Chức năng phụ: Là điều khiển vòng kín và vòng hở như điều khiển hệ thống hồi lưu khí thải, tăng áp, ga tự động,… làm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và khí thải độc hại.
    3. Đánh giá:
    Qua phân tích trên ta có thể kết luận Hệ thống Common Rail Diesel có 5 ưu điểm sau:
    · Tiêu hao nhiên liệu thấp.
    · Phát thải ô nhiễm thấp.
    · 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 .
    Động cơ Diesel thế hệ “cũ”, trong quá trình làm việc hệ thống cung cấp nhiên liệu tạo ra tiếng ồn khá lớn. Khi khởi động và tăng tốc đột ngột lượng khói đen thải lớn.Vì vậy làm tiêu hao nhiên liệu và ô nhiễm cao. Ở HTNL Common Rail áp suất phun lên đến 1500 bar, có thể phun ở mọi thời điểm, mọi chế độ làm việc và ngay cả động cơ lúc thấp tốc mà áp suất phun vẫn không thay đổi. Với áp suất cao, nhiên liệu được phun càng tơi nên quá trình cháy càng sạch hơn.
    Động cơ làm việc êm dịu là nhờ cải tiến Bơm cao áp (hình 6). Với kiểu bơm pittông bố trí hình sao lệch nhau 120 độ. Hoạt động nhẹ nhàng, linh hoạt và năng suất cao, giảm được tải trọng động trên động cơ.
    8.png
    Các giai đoạn phun sơ khởi làm giảm thời gian cháy trể và phun thứ cấp tạo cho quá trình cháy hoàn thiện. Ngoài ra, hệ thống còn ứng dụng điều khiển điện tử cho động cơ, lắp thêm bộ hồi lưu khí xả (EGR) và tăng áp góp phần cải thiện tính năng động cơ. Trong đó phải kể đến vòi phun Common Rail, nó thực hiện phun và lưu ở áp suất cao.
    Vòi phun có van trợ lực điện từ. Nó là một thành phần chính xác cao, được chế tạo chịu được độ kín khít cực cao. Các van, kim phun và cuộn điện từ được định vị trên thân vòi phun. Dòng nhiên liệu từ giắc nối mạch áp suất cao đi qua van tiết lưu đi vào buồng chứa van điều khiển. Có áp suất bên trong vòi phun bằng áp suất trong ắcquy thủy lực, như vậy ta thấy rằng vòi phun được thiết kế làm việc ở áp suất rất cao do đó các chi tiết lò xo, van bi, kim phun và van điện từ làm việc phải chính xác. (hình7).
    9.png
    Một ưu điểm nữa của HTNL Common Rail của hãng Bosch là trong quá trình thiết kế nhằm mục đích có thể thay thế được cho HTNL Diesel cũ, tức việc bố trí các thành phần và lắp đặt chúng trên động cơ phù hợp với các động cơ đang tồn tại.
    Tuy nhiên, HTNL Common Rail còn các tồn tại là:
    · 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.
    Kết luận:
    Hệ thống Common Rail Diesel ra đời góp phần cải thiện nhiều cho tính năng động cơ và tính kinh tế nhiên liệu mà lâu nay người sử dụng cũng như các nhà Bảo vệ Môi trường mong đợi. Nó tạo nên hướng nghiên cứu mới cho các ngành Cơ khí Động lực, Giao thông,… trong nước. Hiện nay, bạn đọc có thể tìm hiểu hệ thống này trên các dòng xe như Transit, Sprinter,…
     
    Đã được đổ xăng bởi lamdam, longtans, Canon70025 tài xế khác.
  2. angoan
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    8/8/12
    Số km:
    38
    Được đổ xăng:
    9
    Mã lực:
    26
    Xăng dự trữ:
    960 lít xăng
    Cảm ơn bác một bài rất có ý nghĩa
     
  3. nguyenbathong123
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    8/12/14
    Số km:
    15
    Được đổ xăng:
    4
    Mã lực:
    1
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    226 lít xăng
    Bài viết hay quá.cảm ơn bác.
     
  4. thuha13034
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    23/9/15
    Số km:
    127
    Được đổ xăng:
    12
    Mã lực:
    36
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    483 lít xăng
    bài viết rất hay ! cám ơn bác
    hóng bài tiếp của bác
     
  5. giaothong91
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    15/11/15
    Số km:
    206
    Được đổ xăng:
    65
    Mã lực:
    51
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    814 lít xăng
    cảm ơn bác nhưng có 1 chỗ em vẫn chưa hiểu lắm mong bác giải thích giúp em..Như Với hệ thống nhiên liệu thường, sử dụng bơm cao áp loại bơm dãy, mỗi tổ bơm sẽ cung cấp lượng nhiên liệu chu trình cho một xylanh tương ứng, lượng nhiên liệu cung cấp cho 1 chu trình theo em được biết sẽ là Vct=vct.Vh .
    Nhưng đối với Common rail thì lượng nhiêu liệu đấy có còn là Vct như trên không??? vì theo em được biết ở hệ thống nhiên liệu common rail thì bơm cao áp luôn cung cấp nhiên liệu vào ống phân phối nên lượng nhiên liệu cung cấp cho 1 chu trình cũng lớn hơn nhiều , vậy lớn hơn nhiều ở đây là bao nhiều hả bác, em chỉ biết nó lớn hơn thôi, mong bác giải thích giúp em . và cả hành trình bơm của bơm cao áp trong trường hợp Common rail sẽ là bao nhiêu đc ko ạ
     
    Đã được đổ xăng bởi NGUYENHUNG95123.
  6. Dandy
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    19/6/15
    Số km:
    51
    Được đổ xăng:
    13
    Mã lực:
    26
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    60 lít xăng
    cam on bac a
     
  7. ngoctung93
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    21/9/15
    Số km:
    1
    Được đổ xăng:
    0
    Mã lực:
    0
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    83 lít xăng
    điều khiển vòng kín,vòng hở là sao vậy
     
  8. hungtran95
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    13/5/15
    Số km:
    47
    Được đổ xăng:
    16
    Mã lực:
    26
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    66 lít xăng
    cảm ơn bài viết của bác nha!!!
     
  9. D.chelsea
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    12/11/15
    Số km:
    12
    Được đổ xăng:
    3
    Mã lực:
    1
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    75 lít xăng
    hay quá
     
  10. duytuyenhaui2011
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    1/5/16
    Số km:
    11
    Được đổ xăng:
    2
    Mã lực:
    1
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    18 lít xăng
  11. xusosuongmu
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    23/5/14
    Số km:
    25
    Được đổ xăng:
    4
    Mã lực:
    1
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    227 lít xăng
    ôi bài viết chi tiết và dễ hiểu quá
     
  12. letienphat
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    21/10/15
    Số km:
    11
    Được đổ xăng:
    1
    Mã lực:
    1
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    8 lít xăng
    cảm ơn vì tất cà
     
  13. haidangdenso
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    17/7/14
    Số km:
    285
    Được đổ xăng:
    570
    Mã lực:
    166
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    3,593 lít xăng
    cho tôi tham gia ngu tý . vấn đề tác giả nêu ra ở đây theo kiểu ác quy thủy lực tôi không hiểu
    -bản thân trong ống rai không có thiết bị phả lự ví như bítông lò xo hoặc các chất khí cho vì vậy không phải ắc quy thủy lực vì theo nguyên lý vật lý. chất lỏng không thể nén được
    -nếu tích trữ áp lự trong ống rai khi tháo tuyo sẽ rất nguy hiểm .trên thưc tế khi ban tháo ống rai sẽ chẳng có tý áp lực nào nó chỉ chẩy dầu ra thôi

    -theo sơ đồ hình 5 bạn đă nêu ra đươc đầy đủ các loại cảm biến nhưng tác dụng của nó và nhiêm vụ bạn chưa nêu đầy đủ .
    cảm biến trụ cơ và cảm biến truc cam .là hai yếu tố quyết định đến thời điểm đóng nở bơm cao áp và thời điểm phun .
    VD nếu cản biến trục cam báo về ECU tôi dang ở vị trí1độ trước diểm chết trên yêu cầu van tạo áp đóng tạo áp suất bơm cao áp đồng thời cảm biến trục cơ cũng báo về ECU rằng tôi dang ở 1 độ yêu cầu anh mở van để phun của kim phun.thờ gian phun ,lưu lương phun phụ thuộc vào tốc độ động cơ đã được lưu trong ECU
    việc tạo áp bơn cũng biến thiên theo tốc độ động cơ VD ở chế độ galanty áp 600bar nhưng ở tốc độ 1800v/p có thể lên 1200ba tại sao lại thế bởi khi tốc độ thấp áp suất thấp thời gian phun dài , nếu áp cao thời gian đó thì lưu lượng sẽ lớn hơn nhiều sẽ gây ra khói đen ngay
    còn cá cảm biến khác như áp suất rai để báo áp tại thời điển tốc độ áp bao nhiêu cho ecu
    áp suất khí nap nhiệt độ vv .
    nói tóm lại bạn cần xem lại tài liệu cho kỹ còn đề tài này dọng văn tôi thấy hơi quen
     
    Đã được đổ xăng bởi Petrolimex-vn.
  14. choehoiti
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    16/7/16
    Số km:
    73
    Được đổ xăng:
    13
    Mã lực:
    26
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    212 lít xăng
    bài viết hay nhưng cụ có thể nêu những lý do hệ thống này hao nhiên liệu (ăn dầu) cho ae học hỏi tí không?
     
  15. sitan
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    10/11/14
    Số km:
    119
    Được đổ xăng:
    58
    Mã lực:
    51
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    184 lít xăng
    bài viết rất hay . cảm ơn bác
     
  16. hoangdinhdu
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    7/3/12
    Số km:
    37
    Được đổ xăng:
    13
    Mã lực:
    26
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    368 lít xăng
    đúng là ngu tý.haha
     
  17. garatuantrang
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    16/3/16
    Số km:
    374
    Được đổ xăng:
    111
    Mã lực:
    76
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    1,302 lít xăng
    Có phải bác Dự ở k21 dtdauto ko ạ?
     
  18. maxsky0109
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    11/9/09
    Số km:
    17
    Được đổ xăng:
    4
    Mã lực:
    1
    Xăng dự trữ:
    321 lít xăng
    Ống Rail chỉ là ống kim loại, ko có lò xo hay không khí gì cả, dầu không nén được nhưng tùy vào áp lực bơm tạo ra mà áp suất thay đổi.

    Áp suất trong ống Rail có thể lên tới 3000bar với những hệ thống bây giờ, lúc bạn tháo ống là tháo lúc nào, nếu đã tắt máy, bơm ngừng chạy thì tất nhiên là áp suất giảm rồi.

    Vấn đề bạn đề cập áp suất tỉ lệ với vận tốc động cơ là không đúng, vì ECU sẽ tính thời gian phun dựa theo yêu cầu về lượng dầu, áp suất, áp suất cao thì giảm thời gian phun của injector lại. Thời gian mở của injector có thể nhỏ tới 1 ms, nên không vấn đề gì.

    Nếu có câu hỏi về cảm biến mình có thể trả lời, nhưng từng cảm biến thôi, hỏi 1 lần tất cả thì viết vài trang chưa xong :(
     
    Đã được đổ xăng bởi longtans.
  19. saubon
    Online

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    31/3/16
    Số km:
    372
    Được đổ xăng:
    52
    Mã lực:
    51
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    130 lít xăng
    cụ cho em hỏi ngu tí. cảm biến nhiệt độ đầu để xác định nhiệt độ của dầu đúng ko ak. vậy cho e hỏi nhiệt độ dầu được qui định thường là bao nhiêu ( tiêu chuẩn ). và nếu nhiệt đọ dầu dưới mức tiêu chuẩn và trên mức tiêu chuẩn có ảnh hưởng tới vấn đề gì ko ạ. etkc
     
  20. hoangdinhdu
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    7/3/12
    Số km:
    37
    Được đổ xăng:
    13
    Mã lực:
    26
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    368 lít xăng
    chuẩn đấy.hehe, ai nhỉ?
     

Chia sẻ trang này