Kiến thức ô tô

Hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel

1/5 - (1 bình chọn)

(news.oto-hui.com) —— Khí thải diesel là 1 trong những thủ phạm chính gây ô nhiễm môi trường. Động cơ Diesel tiết kiệm hơn động cơ xăng mà vẫn có những giảm thiểu trong công đoạn sử dụng như: khói đen lúc tăng tốc, mất dần nhiên liệu mập, tiếng ồn mập … Hiện nay đa số các nước hiện đại trên toàn cầu đều sử dụng động cơ diesel common rail (HTNL ) hệ thống nhiên liệu. Hệ thống này khắc phục các nhược điểm nêu trên.

Hệ thống Diesel đường sắt chung
Hệ thống Diesel đường sắt chung.

1. Lịch sử có mặt trên thị trường:

Động cơ diesel được tăng trưởng vào 5 1897 thừa hưởng lợi từ Rudolf Diesel Hoạt động trên nguyên tắc tự cháy. Về cuối công đoạn nén, nhiên liệu được đưa vào buồng đốt của động cơ để tạo thành hỗn hợp, sau ấy được đốt cháy.

  • 5 1927, Robert Bosch tăng trưởng máy bơm áp suất cao (5 1936 máy bơm phun Bosch cho động cơ diesel xe thương nghiệp và xe du hý).

Hệ thống nhiên liệu diesel ko dừng được cải tiến, tối ưu hóa các biện pháp kỹ thuật nhằm giảm nảy sinh ô nhiễm và mất dần nhiên liệu. Các nhà cung cấp động cơ diesel đề nghị nhiều giải pháp không giống nhau liên can tới công nghệ phun và tổ chức đốt để giảm thiểu chất ô nhiễm. Các giải pháp cốt yếu tập hợp vào khắc phục vấn đề:

  • Tăng vận tốc phun để giảm nồng độ muội than do công đoạn hòa trộn nhiên liệu-không khí được đẩy nhanh.
  • Tăng áp suất phun, đặc thù đối với động cơ phun trực tiếp.
  • Điều chỉnh độ rộng phun theo xu thế phun, mau chóng chấm dứt công đoạn phun và giảm HC.
  • Phương pháp tuần hoàn khí thải (ERG).

Hiện nay do công nghệ tăng trưởng nên những thiếu sót của động cơ diesel HTNL đã được giải quyết bằng cách cải tiến các bộ phận như bơm cao thế, kim phun nhiên liệu, ống chứa dầu cao thế, phần mềm điều khiển tự động.5 1986 Bosch giới thiệu bộ điều khiển điện tử cho động cơ diesel ra thị phần.Đây là 1 động cơ diesel HTNL common rail.

2. Giới thiệu hệ thống diesel common rail:

Trong động cơ diesel tiên tiến, áp suất phun được vận dụng cho từng kim phun biệt lập, và nhiên liệu áp suất cao được chứa trong bình chứa (đường ray) hoặc “pin thủy lực” và được hỗ trợ tới từng vòi phun lúc cần phải có.

Ích lợi của kim phun common rail là giảm độ ồn và nhiên liệu được phun vào ở áp suất rất cao nhờ sự liên kết của điều khiển điện tử, điều khiển lượng phun và thời khắc phun. Điều này dẫn tới hiệu suất động cơ cao hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn.

  Phân tích hiện tượng lật xe ở ô tô

So với hệ thống truyền động cam cũ, hệ thống động cơ diesel common rail rất linh động trong việc điều chỉnh công đoạn phun nhiên liệu của động cơ diesel, chả hạn như:

  • Phần mềm nhiều chủng loại (chuyên dụng cho oto khách, oto khách, tải nhẹ, tải nặng, tàu hỏa và tàu thủy).
  • Áp suất phun đạt 1500 bar.
  • Áp suất phun được chỉnh sửa tùy theo cơ chế hoạt động của động cơ.
  • Thời gian phun có thể không giống nhau.
  • Việc phun thuốc được chia làm 3 công đoạn: phun thuở đầu, phun chính và phun rốt cuộc.

1 loại. Nguyên lý làm việc của hệ thống diesel common rail:

Gần giống như 1 hệ thống năng lượng nhiên liệu diesel thông thường, trong Hình 1:

  • Nhiên liệu do bơm phân phối được đẩy từ bình trên đường áp thấp qua bầu lọc (3) tới bơm cao thế (2). Từ đây, nhiên liệu được bơm bởi bơm cao thế, đẩy vào bình chứa áp suất cao (7) (bộ thu thập thủy lực), và được đưa tới kim phun common rail (9), chuẩn bị được đưa vào xi lanh động cơ.

Trong hệ thống common rail, công đoạn tạo áp suất và phun nhiên liệu hoàn toàn biệt lập. Việc tạo ra áp suất phun ko dựa dẫm vào vận tốc và lượng nhiên liệu phun vào. Nhiên liệu được lưu trữ ở áp suất cao trong bộ thu thập thủy lực. Lượng phun nhiên liệu được xác định bởi điều khiển bàn đạp ga, và thời khắc phun nhiên liệu và áp suất phun nhiên liệu được ECU tính toán theo bản đồ dữ liệu được lưu trữ trên ấy.

  • Sau ấy ECU và EDU sẽ điều khiển kim phun cho mỗi xi lanh động cơ để phun nhiên liệu lên tới 1500bar dựa trên thông tin từ cảm biến (10).
  • Nhiên liệu thừa trong các kim phun được đưa quay về bơm cao thế phê chuẩn bộ thu thập thủy lực, và van điều khiển áp suất trên bơm mở ra, đưa nó quay về bình nhiên liệu (1).
  • Trên ắc quy thủy lực được kết nối với cảm biến áp suất và van an toàn ở đầu cuối (8), nếu áp suất tàng trữ trong bộ tích điện (7) vượt quá giới hạn, van an toàn sẽ mở để xả nhiên liệu. (Hinh 4).
1. Thùng nhiên liệu; 2. Bơm cao áp Common rail; 3. Lọc nhiên liệu; 4. Đường ống cung cấp nhiên liệu áp suất cao; 5. Kết nối cảm biến áp suất với ECU; 6. Cảm biến áp suất; 7. Lưu trữ và điều áp nhiên liệu Common rail (Còn được gọi là như bộ tích lũy thủy lực); 8. Van an toàn (giới hạn áp suất); 9. Vòi phun; 10. Cảm biến kết nối với ECU và bộ điều khiển thiết bị (EDU); 11. Đường nhiên liệu (áp suất thấp); EDU: (bộ truyền động điện tử) và ECU : (Bộ điều khiển điện tử).
1. Thùng nhiên liệu; 2. Bơm cao thế Common rail; 3. Lọc nhiên liệu; 4. Đường ống phân phối nhiên liệu áp suất cao; 5. Kết nối cảm biến áp suất với ECU; 6. Cảm biến áp suất; 7. Lưu trữ và điều áp nhiên liệu Common rail (Còn được gọi là như bộ thu thập thủy lực); 8. Van an toàn (giới hạn áp suất); 9. Vòi phun; 10. Cảm biến kết nối với ECU và bộ điều khiển thiết bị (EDU); 11. Đường nhiên liệu (áp suất thấp); EDU: (bộ truyền động điện tử) và ECU : (Bộ điều khiển điện tử).

Sử dụng bí quyết này, luôn có thể đạt được áp suất phun lên tới 1500 bar, ngay cả ở vận tốc động cơ thấp. Trong hệ thống đường sắt chung, công đoạn phun được phân thành các bí quyết phun:

  Những dấu hiệu cần phải thay lốp ô tô ngay nếu không muốn ‘thần chết’ đoạt mạng

  • Phun sơn lót (hoặc phun sơ bộ – Tiêm trước hoặc tiêm thử nghiệm)
  • tiêm chính (tiêm chính)
  • Phun thứ cấp (sau lúc tiêm).

b. 1 hệ thống diesel chung đường sắt bao gồm 4 thành phần căn bản:

Mạch áp suất hệ thống diesel thông thường
Mạch áp suất hệ thống diesel thông thường.
  • Bơm cao thế có van điều chỉnh áp suất và van đo.
  • Cảm biến (vận tốc trục khuỷu, trục cam, công suất bàn đạp, lưu lượng ko khí và nước làm mát, cảm biến áp suất đường ray …)
  • Thiết bị truyền động (vòi phun điều khiển bằng van điện từ, bộ tăng áp, tuần hoàn khí thải, đồng hồ áp suất …)
  • Bộ điều khiển điện tử (ECU, EDU) kiểm soát chuẩn xác lượng phun, điều chỉnh áp suất và giám sát các điều kiện hoạt động của động cơ.
Cảm biến cung cấp tín hiệu để điều khiển kim phun
Cảm biến phân phối dấu hiệu để điều khiển kim phun.

C. Hệ thống diesel thông thường có các chức năng:

Với đường sắt chung, 3 nhóm tính năng biệt lập phải được phân biệt:

  • mạch áp suất thấp
  • Mạch cao thế
  • ECU và cảm biến

Chức năng chính là điều khiển việc phun nhiên liệu đúng khi, đúng lượng, đúng áp suất thích hợp với các cơ chế làm việc không giống nhau của động cơ.

Chức năng phụ: là điều khiển vòng kín và vòng hở của hệ thống tuần hoàn khí thải, turbo tăng áp, ga tự động,… nhằm giảm mất dần nhiên liệu và khí thải độc hại.

3. Điểm tốt Hệ thống Diesel đường sắt chung:

Qua những phân tách trên, chúng ta có thể kết luận rằng hệ thống diesel common rail có 5 ưu thế sau:

  • Mức mất dần nhiên liệu thấp.
  • Lượng khí thải gây ô nhiễm thấp.
  • Động cơ chạy êm và giảm tiếng ồn.
  • Cải thiện hiệu suất động cơ.
  • Được thiết kế để thay thế các động cơ diesel hiện có.
  Tổng quan các loại cảm biến trên ô tô

Động cơ diesel lứa tuổi “cũ”, trong công đoạn hoạt động, hệ thống phân phối nhiên liệu sẽ phát ra tiếng ồn đáng kể. Khi khởi động và tăng tốc đột ngột, lượng khói đen mập, hao xăng, ô nhiễm mập. Trong hệ thống nhiên liệu common rail, áp suất phun lên tới 1500 bar và có thể phun bất kỳ khi nào. Áp suất phun ko đổi ở mọi cơ chế vận hành ngay cả ở vận tốc động cơ thấp. Ở áp suất cao, nhiên liệu phun vào càng nhiều, công đoạn đốt cháy càng sạch.

Động cơ hoạt động êm ái thừa hưởng lợi từ bơm cao thế cải tiến (Hình 6). Các loại bơm piston được xếp theo hình sao cách nhau 120 độ. Trọng lượng nhẹ, hoạt động nhanh nhảu và hiệu quả giúp giảm trọng tải động cho động cơ.

Cấu trúc máy bơm áp suất cao động cơ diesel HTNL
Cấu trúc máy bơm áp suất cao động cơ diesel HTNL.

Giai đoạn phun sơ cấp làm giảm độ trễ lúc đánh lửa, và công đoạn phun thứ cấp phân phối công đoạn đốt cháy hoàn toàn.

Ngoài ra, hệ thống điều khiển động cơ bằng điện tử, lắp đặt hệ thống tuần hoàn khí xả (EGR) và bộ tăng áp để cải thiện hiệu suất động cơ. Bao gồm các vòi phun common rail để phun và bảo quản ở áp suất cao.

  • Vòi phun với van cung cấp điện từ: Là 1 thành phần có độ chuẩn xác cao chịu được độ kín cực cao. Các van, kim phun và ống dẫn điện nằm trên thân vòi phun. Dòng nhiên liệu từ kết nối hồi áp cao đi vào buồng van điều khiển phê chuẩn van tiết lưu. Áp suất bên trong kim phun bằng với áp suất trong bộ tích thủy lực nên ta thấy kim phun được thiết kế để làm việc dưới áp suất rất cao, do ấy lò xo, van bi, kim phun và van điện từ phải được làm chuẩn xác. (Hình 7).
kim phun nhiên liệu
kim phun nhiên liệu.
Cấu tạo của kim phun cao áp cho động cơ diesel common rail
Cấu tạo của kim phun cao thế cho động cơ diesel common rail.

1 ưu thế khác của hệ thống nhiên liệu common rail của Bosch là nó được thiết kế để có thể thay lứa tuổi thống nhiên liệu diesel cũ, nghĩa là việc sắp xếp các bộ phận và cách lắp đặt chúng trên động cơ để thích hợp với động cơ hiện có.

Tuy nhiên, hệ thống nhiên liệu common rail có những nhược điểm sau:

  • Các thiết kế và chế tác phức tạp yêu cầu các đơn vị quản lý công nghệ cao.
  • Khó khăn trong việc xác định và lắp đặt các thành phần common rail trên các động cơ cũ.

4. Tóm lại là:

Sự có mặt trên thị trường của hệ thống diesel common rail giúp cải thiện đáng kể hiệu suất động cơ và tiết kiệm nhiên liệu, điều nhưng mà người sử dụng và các nhà bảo vệ môi trường mong muốn từ lâu. Nó đã tạo ra 1 hướng nghiên cứu mới cho ngành cơ khí, giao thông vận chuyển và các lĩnh vực khác trong nước. Hiện tại, bạn đọc có thể mày mò về hệ thống này trên các loại xe như Transit, Sprinter, v.v.


Những bài viết liên can:

  • Tổng quan về hệ thống nhiên liệu Diesel
  • Phân biệt loạiAn toàn của máy bơm áp suất cao – Diesel đường sắt chung
  • Hiểu được hiện tượng động cơ diesel “bốc cháy”

Quảng cáo

VuManh Le

A humble man who wants to challenge and explore himself in his 30s

Related Articles

Back to top button