CHƯƠNG I: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 1 I. Khái Quát hệ thống nhiên liệu Detroit Diesel 1 II. Các bộ phận trong hệ thống. 2 1. Thùng chứa nhiên liệu. 2 2. Bơm tiếp vận nhiên liệu 3 2.1. Cấu tạo : 4 2.2. Nguyên lý làm việc : 4 3. Bộ làm mát nhiên liệu 5 4. Lọc nhiên liệu 5 4.1. Lọc sơ cấp 6 4.1.1. Cấu tạo 6 4.1.2. Nguyên lý làm việc 6 4.2. Lọc thứ cấp 7 4.2.1. Cấu tạo : 7 4.2.2. Nguyên lý làm việc: 7 III. Hệ thống EUI 8 1. Cấu tạo chung của hệ thống EUI 8 1.1. Sơ đồ tổng quát. 8 1.2. Sơ đồ cấu tạo kim UI. 9 2. Nguyên lý làm việc cơ bản của kim phun UI. 10 2.1. Thời kỳ hút. 10 2.2. Thời kỳ khởi phun. 11 2.3. Thời kỳ phun 12 2.4. Thời kỳ dứt phun. 13 3. Đồ thị thể hiện các thời kỳ. 14 IV. Các loại kim EUI dùng trong Detroit Diesel 15 1. Kim EUI có van điều khiển nằm bên ngoài thân kim. 15 1.1. Cấu tạo. 15 1.2. Nguyên lý hoạt động 16 1.2.1. Thời kỳ nạp 16 1.2.2. Thời kỳ khởi phun 17 1.2.3. Thời kỳ phun 18 1.2.4. Thời kỳ chấm dứt phun 19 2. Kim EUI có van điều khiển nằm bên trong thân kim 19 2.1. Giới thiệu kim UI – N3 19 2.1.1. Ưu điểm 20 2.1.2. Chức năng 20 2.2. Cấu tạo. 21 2.3. Quá trình hoạt động. 22 2.4. Đồ thị diễn biến quá trình làm việc. 24 2.5. Lắp đặt và bảo dưỡng kim. 24 2.5.1. Qui trình tháo kim phun. 25 2.5.2. Chén lót đót kim. 26 2.5.3. Qui trình lắp kim. 28 2.6. Bảng giá trị điều chỉnh chiều cao kim và khe hở supap của Detroit Diesel. 35 CHƯƠNG II: HỆ THỐNG DDEC 37 I. Bộ điều khiển bằng điện tử ECM 37 1. Tổng quan về ECM 37 2. Cấu tạo của bộ điều khiển điện tử. 38 2.1. Bộ nhớ: Bộ nhớ trong ECM chia làm 4 loại: 38 2.2. Bộ vi xử lý 39 2.3. Đường truyền 39 3. Cấu trúc bộ điều khiển điện tử 40 4. Mạch giao tiếp vàora (IO). 41 4.1. Bộ chuyển đổi AD. 41 4.2. Bộ đếm. 42 4.3. Bộ nhớ trung gian. 42 4.4. Bộ khuếch đại. 42 4.5. Bộ ổn áp. 43 4.6. Mạch giao tiếp ngõ ra. 43 II. Hộp điều khiển ECM Detroit Diesel 44 1. ECM 44 2. Sơ đồ điều khiển 45 III. Các cảm biến. 46 1. Vị trí các cảm biến trên động cơ Detroit Diesel series 60. 46 2. Cảm biến nhiệt độ. 47 2.1. Cấu tạo 47 2.2. Nguyên lý hoạt động: 47 3. Cảm biến vị trí bàn đạp ga. 48 3.1. Cấu tạo. 48 3.2. Nguyên lý hoạt động: 48 4. Cảm biến vị trí trục khuỷu, trục cam. 49 4.1. Cấu tạo: 49 4.2. Nguyên lý hoạt động: 49 5. Cảm biến áp suất đường ống nạp. 51 5.1. Cấu tạo: gồm 2 đĩa silicon, buồng áp suất được chế tạo như nhình vẽ 51 5.2. Nguyên lý hoạt động: 51 6. Cảm biến cháy. 52 6.1. Cấu tạo. 52 6.2. Nguyên lý hoạt động: 52 IV. Kiểm tra chẩn đoán lỗi. 53 1. Sơ đồ mạch. 53 2. Bảng mã lỗi DDEC II. 55 3. Bảng mã lỗi DDEC IIIIV. 56 4. Bảng mã lỗi của DDEC V. 58 Chương III: HỆ THỐNG TUẦN HOÀN KHÍ XẢ 59 I. Hoạt động – chức năng của hệ thống. 59 II. Cấu Tạo Hệ Thống : 60 1. Cấu tạo: 60 2. Chức năng của các bộ phận trong hệ thống EGR 63 2.1. Turbo tăng áp VNT (Variable Nozzle Turbocharger). 64 2.1.1. Hoạt động Turbo tăng áp điều khiển cánh VNT. 64 2.1.2. Hiện tượng “ì turbo tăng áp”. 65 2.1.3. Turbo tăng áp điều khiển cánh. 65 2.1.4. Các kết quả của việc có thể điều chỉnh cánh quạt VNT. 68 2.2. Van EGR. 69 2.2.1. Truyền động van EGR (thiết bị điều khiển van EGR). 70 2.2.2. Các thành phần van EGR 71 2.3. Bộ phận làm mát ERG 72 2.4. Cảm biến áp suất Đenta cảm biến nhiệt độ EGR 73 2.4.1. Cảm biến áp suất Đenta. 73 2.4.2. Cảm biến nhiệt độ EGR. 74 2.5. Ống phân phối EGR Bộ hòa trộn 75 2.6. Máy bơm nước lưu lượng cao. 75 3. CÁCH THỨC. 76 3.1. CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG. 76 3.2. HỆ THỐNG ERG. 77 3.2.1. Chế độ tăng. 77 3.2.2. Chuyển từ chế độ tăng sang chế độ EGR 78 3.2.3. Van ERG và dẫn động khí nén. 79 3.2.4. Sự làm mát ERG. 79 3.2.5. Sự định lượng ERG. 80 4. Mã lỗi. 81 5. Chẩn đoán DDDL Lưu nhanh: 88 5.1. Làm việc với DDDL Snapshot: 89 5.2. Sử dụng Snapshot điều khiển chạy lại: 91 Chương IV: HỆ THỐNG KIỂM SOÁT KHÍ THẢI 2010 95 I. Các bộ phận chính của hệ thống: 95 1. Thùng chứa chất xúc tác: 97 2. Cơ cấu điều khiển chính: 100 2.1. DCU: 100 2.2. Hộp cảm biến: 101 2.3. Cơ cấu chấp hành: 101 3. Cơ cấu xúc tác: 102 3.1. DOC ( Diesel Oxidition Catalyst): 102 3.2. DPF ( Diesel Particulate Filter): 103 3.3. SCR ( Selective Catalyst Reduction): 104 II. Một số dạng hộp phổ biến của BlueTec: 106 1. Loại một hộp: 106 1.1. Một số ưu điểm: 106 1.2. Kết cấu: 107 2. Loại hai hộp. 109 2.1. Loại hai hộp thẳng đứng (2V): 109 2.2. Loại 2 hộp đứngnằm (2VH): 110 III. Đồng hồ báo chất xúc tác Đèn báo. 111 IV. Các cảm biến. 113 1. Cảm biến Nox: 113 2. Cảm biến nhiệt độ: 113 3. Cảm biến áp suất: 114 LỜI GIỚI THIỆU Công nghệ ô tô trong những năm gần đây phát triển mạnh mẽ về số lượng cũng như chuẩn loại nhiều hãng đã cho ra đời với những mẫu xe cực kỳ đẹp mắt với những tính năng vô cùng hiện đại đáp ứng phần nào nhu cầu của con người. Container cũng thế chúng không những góp phần phát triển nền kinh tế nước nhà trong việc vận chuyển hàng hóa xuất nhập khẩu mà còn đáp ứng nhu cầu người sử dụng: máy lạnh, tủ lạnh, giường nằm… Trong đề mục này chúng ta cùng tìm hiểu về động cơ Detroit Diesel trên xe Container. Động cơ Detroit Diesel bao gồm nhiều hệ thống khác nhau: hệ thống nhiên liệu, hệ thống tuần hoàn khí thải, hệ thống xử lý khí thải, hệ thống bôi trơn, làm mát, hệ thống điều khiển… nhưng với thời gian có hạn trong đề mục này chúng em chỉ nghiên cứu về: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU (BƠM KIM LIÊN HỢP UI). ECM VÀ CÁC CẢM BIẾN. HỆ THỐNG TUẦN HOÀN KHÍ THẢI. HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI 2010.
HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
Khái Quát hệ thống nhiên liệu Detroit Diesel
Hệ thống nhiên liệu có chức năng chính là dự trữ và cung cấp nhiên liệu tinh sạch đến buồng đốt của động cơ Các bộ phận cấu thành của hệ thống này bao gồm nhiều thành phần quan trọng.
- Các bộ lọc nhiên liêu.
- Module điều khiển bằng điện tử như : ECM, EUI, EUP.
- Đường ống dẫn nhiên liệu áp suất cao.
- Các chi tiết cần thiết quan đến đường ống.
Trong động cơ Detroit Diesel, nhiên liệu được hút từ thùng chứa áp suất thấp qua ống dẫn đến lọc sơ cấp trước khi vào bơm Bơm nhiên liệu cung cấp lượng lớn dầu diesel cho kim phun, và lượng dư thừa sẽ được hồi về thùng chứa qua đường dầu hồi Nhiên liệu không chỉ làm mát mà còn bôi trơn các chi tiết bên trong Lọc sơ cấp giữ lại nhiều chất bẩn trong dầu, trong khi nước nặng hơn sẽ nằm dưới đáy lọc và được thoát ra ngoài Sau đó, nhiên liệu đi qua bộ phận làm mát và lọc thứ cấp trước khi vào kim phun, nơi được lọc tinh sạch Cuối cùng, nhiên liệu được phun vào xylanh động cơ, đảm bảo cung cấp đủ lượng nhiên liệu cho từng xylanh tại thời điểm chính xác, và lượng dư thừa sẽ được hồi về thùng chứa.
Hệ thống EUI phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt đảm bảo những chức năng sau:
- Tạo ra áp suất phun cao đạt hiệu suất phun tối ưu.
- Điều chỉnh lưu lượng phun và thời điểm phun chính xác.
- Phun nhiên liệu hòa trộn với không khí trong buồng đốt được tán nhỏ, tươi sương.
Các bộ phận trong hệ thống
Hình 1.1: Sơ đồ tổng quát
Thùng chứa nhiên liệu có dung tích lớn, đảm bảo cung cấp đủ nhiên liệu cho động cơ hoạt động trong thời gian nhất định Được chế tạo từ thép tấm, thùng chứa được thiết kế với các vách ngăn bên trong nhằm giảm dao động và bọt nhiên liệu khi động cơ vận hành Ngoài ra, thùng còn có nắp châm nhiên liệu và lỗ thông hơi ở phía trên.
Ở đáy thùng nhiên liệu thường có một bulông hoặc van để xả nước và tạp chất, được lắp đặt ở vị trí thấp nhất Cách đáy thùng từ 5 đến 10 mm có ống dẫn nhiên liệu lên trên và ống dẫn nhiên liệu trở về Do thùng nhiên liệu đặt thấp hơn động cơ, cần lắp van một chiều để ngăn không cho nhiên liệu từ mạch hạ áp chảy ngược về thùng khi động cơ ngừng hoạt động.
Làm mát dầu Đường dầu
Lọc tinh Đường dầu về ống 2mm
Hình 1.2: Sơ đồ thiết kế
Thùng chứa nhiên liệu được chế tạo từ vật liệu chống ăn mòn, đảm bảo không bị rò rỉ ngay cả khi chịu áp suất gấp đôi mức hoạt động bình thường Để đảm bảo an toàn, van an toàn được lắp đặt giúp xả áp suất cao Hệ thống ống nối với bình lọc nhiên liệu và thiết bị bù áp suất được thiết kế kín, ngăn ngừa rò rỉ ngay cả khi xe di chuyển qua các địa hình gồ ghề hoặc khi dừng lại Ngoài ra, thùng nhiên liệu và động cơ được bố trí cách xa nhau, giảm thiểu nguy cơ cháy nổ trong trường hợp xảy ra tai nạn.
2 Bơm tiếp vận nhiên liệu
Hệ thống nhiên liệu của Detroit Diesel bao gồm hai loại bơm: bơm chuyển nhiên liệu và bơm tiếp vận nhiên liệu Bơm chuyển nhiên liệu có vai trò cung cấp nhiên liệu liên tục cho bơm tiếp vận, đồng thời thực hiện chức năng châm dầu và xả gió cho hệ thống khi động cơ chưa hoạt động Thông thường, bơm này được sử dụng là bơm điện.
Bơm tiếp vận đóng vai trò quan trọng trong việc hút nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm cao áp Có nhiều loại bơm tiếp vận khác nhau, thường được lắp đặt ngay tại thân bơm để đảm bảo hiệu suất tối ưu Đường dầu từ bơm tiếp vận đến bơm cao áp là một phần thiết yếu trong hệ thống cung cấp nhiên liệu.
Nút xả Vách ngăn Vách ngăn h
Bơm được cấu tạo gồm một vỏ bơm đúc bằng thép bên trong là trục bơm, trục bơm được lắp với cánh bơm bằng rãnh then như hình vẽ.
Hình 1.3: Bơm nhiên liệu Detroit Diesel
4 Đệm kín (ron) 11 Vòng đệm ổ bi.
6 Vòng chịu mòn 13 Cam và vít điều chỉnh cam.
Trước khi bơm làm việc, cần phải làm cho thân bơm và ống hút được điền đầy chất lỏng, thường gọi là mồi bơm
Khi bơm hoạt động, cánh bơm quay khiến các phần tử chất lỏng bị văng ra ngoài nhờ lực ly tâm, di chuyển theo các máng dẫn và vào ống đẩy với áp suất cao hơn, tạo ra quá trình đẩy của bơm Đồng thời, tại lối vào của bánh công tác hình thành vùng chân không, dẫn đến việc chất lỏng từ bể chứa được đẩy vào bơm qua ống hút do áp suất trong bể lớn hơn áp suất ở lối vào Quá trình hút và đẩy của bơm diễn ra liên tục, tạo ra dòng chảy ổn định qua bơm.
Bộ phận dẫn hướng ra, thường có hình dạng xoắn ốc, giúp dẫn chất lỏng từ cánh bơm ra ống đẩy một cách hiệu quả Phần này không chỉ ổn định và điều hòa dòng chảy mà còn chuyển đổi một phần động năng của chất lỏng thành áp năng cần thiết.
Bơm được trang bị van điều áp nhằm giới hạn áp lực nhiên liệu cung cấp cho bơm cao áp Khi áp lực ở mạch thoát vượt quá giới hạn cho phép, van điều áp sẽ mở, cho phép nhiên liệu trở về mạch hút.
3 Bộ làm mát nhiên liệu
Hình 1 4: Bộ làm mát nhiên liệu
Trong quá trình phun, khoảng 70-80% lượng dầu sẽ hồi về do lỗ xả lớn hơn lỗ tia phun Lượng dầu hồi này đi qua kim phun với nhiệt độ cao, làm nóng dầu Để đảm bảo động cơ hoạt động tối ưu, việc làm mát nhiên liệu là cần thiết Do đó, hệ thống EUI cần được trang bị bộ làm mát nhiên liệu.
Piston, xi lanh bơm, van kim và bệ vòi phun là những bộ phận có độ chính xác cao và bề mặt bóng mịn Đường kính lỗ tia của vòi phun rất nhỏ, do đó nhiên liệu đưa vào bơm cao áp và kim phun cần phải sạch sẽ, không chứa tạp chất Nếu không, việc cung cấp và phun nhiên liệu sẽ bị cản trở, ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của động cơ.
Việc sử dụng lọc nhiên liệu không phù hợp có thể gây hư hỏng cho các thành phần của bơm, van phân phối và kim phun Bộ lọc nhiên liệu giữ vai trò quan trọng trong việc lọc sạch nhiên liệu trước khi đến bơm, giúp ngăn ngừa sự mài mòn nhanh chóng của các chi tiết bên trong Nước xâm nhập vào hệ thống nhiên liệu có thể gây ra hiện tượng ăn mòn, do đó, hệ thống EUI cũng cần có bộ lọc nhiên liệu với bình chứa nước để xả nước qua nút xả Bộ lọc còn được trang bị công tắc báo nước lắng đọng, gửi tín hiệu tới ECM, giúp thông báo cho tài xế qua đèn báo nhiên liệu Ngoài ra, công tắc cảnh báo nhiên liệu sẽ kích hoạt khi lọc bị tắc, làm giảm áp suất đến bơm cấp liệu, từ đó ECM sẽ bật đèn báo nhiên liệu để cảnh báo tài xế về tình trạng tắc nghẽn của lọc.
Lọc sơ cấp là một thiết bị quan trọng trong hệ thống lọc nhiên liệu, bao gồm một vỏ kim loại có nắp đậy và lõi lọc bên trong Lõi lọc được cấu tạo từ nhiều phiến lá thang hình vành khăn xếp chồng lên nhau, giúp tăng hiệu quả lọc Ngoài ra, dưới đáy bầu lọc còn có một ốc xả để loại bỏ nước và cặn bẩn.
Nhiên liệu từ thùng chứa được hút vào đường dầu vào, đi vào giữa lõi lọc và vỏ Sau đó, nhiên liệu xuyên qua lõi lọc và thoát ra khỏi lọc sơ cấp qua đường dầu ra Cặn bẩn và nước sẽ được giữ lại ở dưới đáy bầu lọc và được xả ra ngoài thông qua ốc xả cặn.
- Lọc phải đảm bảo lọc được các cặn bẩn có kích thướt 28 – 33 , với hiệu suất đạt từ 98%.
Lọc thứ cấp, hay còn gọi là lọc tinh, có chức năng lọc sạch nhiên liệu trước khi đưa đến bơm cao áp, và được lắp đặt trên mạch nhiên liệu giữa bơm tiếp vận và bơm cao áp Lõi lọc được cấu tạo từ chỉ bố quấn thành nhiều lớp, giúp tăng hiệu quả lọc Trên nắp lọc tinh có trang bị vít xả gió và bơm tay, trong khi dưới đáy có ốc xả để loại bỏ nước và cặn bẩn có trong nhiên liệu.
Lọc thứ cấp hoạt động khác với lọc sơ cấp, khi nhiên liệu được bơm vào đường dầu giữa lõi lọc và di chuyển xuống đáy bầu lọc Sau đó, nhiên liệu sẽ xuyên qua lõi lọc để đến đường dầu ra.
- Bầu lọc tinh phải được những hạt bụi thật nhỏ có kích thướt 2.5 – 5.5 , với hiệu suất đạt từ 98%
Hệ thống EUI
1 Cấu tạo chung của hệ thống EUI
Hình 1.7: Sơ đồ hệ thống.
Hình 1.8: Sơ đồ điều khiển hệ thống.
1.2 Sơ đồ cấu tạo kim UI.
2 Nguyên lý làm việc cơ bản của kim phun UI.
Khi lò xo đẩy pittong trở về vị trí ban đầu, van solenoid mở cho nhiên liệu được nạp vào thân kim và điền đầy buồng van solenoid qua cửa nạp với lưu lượng lớn hơn lưu lượng hồi về cửa thoát Quá trình này kết thúc khi pittong bơm đạt vị trí cao nhất và nhiên liệu được nạp đầy vào xylanh bơm.
Cam đội tiếp tục quay, tạo lực ép pittong đi xuống Van solenoid vẫn mở cho nhiên liệu đi qua đường thoát với lưu lượng lớn hơn lưu lượng nạp, do đó van solenoid có xu hướng đóng lại, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp theo.
ECM gửi tín hiệu xung điện đến cuộn dây, tạo ra lực từ mạnh để hút van solenoid, đóng khít với đế van và ngăn cách buồng áp suất thấp và cao Đây là thời điểm bắt đầu của quá trình phun Việc đóng van solenoid được điều khiển bởi dòng điện, và ECM ghi nhận thời điểm này như là điểm bắt đầu phun để tính toán và xử lý các giai đoạn phun tiếp theo.
Pittong (2) tiếp tục di chuyển xuống nhờ vào cam đội (1), tạo ra áp suất ngày càng cao Áp suất này đạt đến mức 300 bar, kích hoạt van kim (11) để phun nhiên liệu vào buồng cháy Áp suất sẽ tiếp tục tăng cho đến khi kết thúc thời kỳ phun.
Khi ngắt dòng điện đến cuộn dây solenoid, van solenoid sẽ mở nhờ lò xo van solenoid, tạo điều kiện cho buồng áp suất thấp và áp suất cao kết nối với nhau Điều này dẫn đến việc giảm áp suất phun đột ngột xuống khoảng từ 1800 bar đến 2050 bar, khiến van kim phun đóng lại nhờ lực lò xo van kim, kết thúc quá trình phun Đồng thời, lượng dầu dư có áp suất cao sẽ được thoát về thùng chứa qua đường thoát một cách nhanh chóng.
3 Đồ thị thể hiện các thời kỳ a Thời kỳ nạp. b Thời kỳ khởi phun. c.Thời kỳ phun. d Thời kỳ dứt phun.
Is Cường độ dòng điện kích h M Chiều cao chuyển động lớn nhất của van solenoid.
P e Áp suất phun. h N Chiều cao chuyển động lớn nhất của van kim.
Hình 1.14: Đồ thị thể hiện các kỳ
Các loại kim EUI dùng trong Detroit Diesel
1 Kim EUI có van điều khiển nằm bên ngoài thân kim
Khi lò xo hoàn vị đẩy đót kim về vị trí ban đầu và kết thúc quá trình phun, van điện từ mở nhờ lò xo hoàn vị, giúp phòng cao áp được nạp đầy dầu Toàn bộ nhiên liệu trong kim bơm đạt cùng áp suất, trong khi piston bơm cao áp gần điểm hạ và nhiên liệu được nạp vào xilanh bơm.
Khi cam đội, piston bơm sẽ ép xuống nhờ cò mổ và con lăn, khởi đầu quá trình phun khi van điện từ được kích hoạt bởi ECM Van điện từ kéo tấm cảm ứng vào bệ van, làm ngắt kết nối giữa phòng cao áp và phòng áp suất thấp, dẫn đến việc nhiên liệu trong phòng cao áp bị nén lại và tạo ra áp suất.
Hình 1.19: Thời kỳ khởi phun
Khi piston bơm di chuyển xuống, lò xo hoàn vị bị nén và áp suất dầu trong kim tăng lên, khiến vòi phun nhấc lên nhờ áp lực dầu đạt khoảng 300 bar Nhiên liệu được phun vào buồng đốt, và trong suốt quá trình phun, áp suất thực tế có thể tăng lên đến khoảng 1800 bar.
1.2.4 Thời kỳ chấm dứt phun
Khi dòng điều khiển van điện từ bị ngắt, lò xo sẽ đẩy piston bơm trở lại vị trí mở đường dầu Điều này dẫn đến việc áp suất trong buồng cao áp giảm, khiến van kim đóng lại và kết thúc quá trình phun.
Sự chuyển động đi lên kế tiếp của piston bơm làm cho nhiên liệu được nạp vào xilanh bơm và quá trình được bắt đầu lặp lại như trên.
Hình 1.21: Thời kỳ dứt phun
2 Kim EUI có van điều khiển nằm bên trong thân kim
Kim phun UI – N3 đã được sử dụng từ năm 2004 cho các dòng xe đầu kéo Detroit Diesel series 60, với thiết kế gọn nhẹ hơn so với các kim phun trước đó nhờ bộ phận đo lường nhiên liệu được đặt dưới pittong bơm Kim phun N3 hoạt động bằng cách mở van solenoid để thực hiện phun và kết thúc phun, trong đó van solenoid đóng điểm bắt đầu phun (BOI) và mở điểm dứt phun (EOI) Áp suất phun được tạo ra bởi chuyển động đi xuống của pittong trong khi van solenoid đóng, và lượng nhiên liệu được xác định bởi thời gian đóng của van solenoid Nam châm nằm trong chuẩn Module, với hai dây +12v và dây 0v điều khiển module được kết nối vào dầu cấm trên thân kim.
- Độ bền được nâng cao hơn.
- Giảm sự tiêu hao của điện thế.
- Được thiêt kế cứng chắc.
Lượng nhiên liệu phun được xác định bởi thời gian mở kim, trong đó ECM nhận tín hiệu từ cảm biến và xử lý thông tin để gửi lệnh xung điện đến solenoid, điều khiển việc mở và đóng van.
- Tạo áp suât nhiên liệu phun cao đạt hiệu quả phun tối ưu.
- Đo lường và phun nhiên liệu chính xác.
- Phun nhiên liệu thành những hạt tán nhỏ, tươi sương hòa trộn với không khí trong buồng cháy của động cơ.
- Làm mát nhiên liệu trong kim.
1 Lò xo 7 Lò xo van điều khiển.
2 Giấc cấm 8 Lò xo van kim.
5 Van điều khiển 11 Vòng đệm .
2.3 Quá trình hoạt động. Động cơ hoạt động được bởi đốt cháy nhiên liệu dưới áp suât nén của khí thể trong xylanh với lượng nhiên liệu nhỏ được đo lường chính xác nhờ ECM điều khiển ra lệnh Van solenoid đóng mở đúng thời gian và thời điểm để hiệu suất phun nhiên liệu là tối ưu nhất Khi solenoid ngắt van điều khiển mở, nhiên liệu tràn vào bên trong thân kim và ở phía dưới pittong bơm, dòng nhiên liệu sẽ được làm mát ở đót kim nơi mà kim phải chịu nhiệt độ cao của khí cháy.
Nhiên liệu đi vào qua lổ nạp ở trên thân kim
Nhiên liệu dư thừa sau khi kim phun dứt phun sẽ trở về thùng chứa qua lổ dầu về.
Sau khi nhiên liệu được bơm vào lỗ dầu, nó sẽ di chuyển đến module và vào bên trong thân kim Pittong sẽ thực hiện chuyển động lên xuống nhờ vào cơ cấu cam, cánh tay đòn và lò xo đế kim.
Khi pittong di chuyển 2/3 quãng đường, nhiên liệu dưới pittong bắt đầu bị nén, vấu cam chạm vào đế kim, chuẩn bị đẩy pittong xuống đột ngột tạo áp lực cao phun vào buồng cháy Đồng thời, ECM gửi xung điện đến solenoid, tạo lực từ đóng van điều khiển Áp suất nhiên liệu tăng dần cho đến khi đủ lớn để thắng lực đàn hồi của lò xo van kim Khi áp lực vượt qua giới hạn này, van kim mở ra, cho phép nhiên liệu áp suất cao phun qua các lỗ nhỏ trên vòi phun, tạo ra những hạt siêu nhỏ vào buồng cháy.
Sau khi thời gian phun được xác định, ECM sẽ ngắt dòng điện đến solenoid, giải phóng năng lượng của solenoid Điều này cho phép lực của lò xo van kim mở van điều khiển, cho phép nhiên liệu chảy qua van và vào đường dầu Khi áp suất đạt mức đủ nhỏ, van kim sẽ đóng lại nhờ lực của lò xo, kết thúc quá trình phun.
Quá trình đo lường nhiên liệu phun và thời điểm phun chính xác được thực hiện thông qua tín hiệu vị trí trục cam và ECM động cơ Việc phun bắt đầu ngay sau khi van điều khiển đóng, với điểm đóng van được xác định bởi thời gian kích van và gửi về ECM để giám sát và xác lập thời gian phun Điều này giúp loại bỏ ảnh hưởng của biến thể phun theo thời gian Lượng nhiên liệu phun phụ thuộc vào độ rộng xung kích, với các tín hiệu xung có độ rộng và độ dày lớn hơn sẽ dẫn đến việc phun nhiều nhiên liệu hơn.
Khi cò mổ đè ép đế kim phun xuống hết hành trình, lo xo trong ống dẫn hướng sẽ đưa kim phun về vị trí ban đầu Pittong hút nhiên liệu vào thân kim, giúp làm mát kim phun Nhiên liệu sau đó được phun vào buồng cháy, trong khi lượng dư thừa sẽ trở về thùng chứa qua cửa thoát.
2.4 Đồ thị diễn biến quá trình làm việc.
2.5 Lắp đặt và bảo dưỡng kim.
Khi EUI có vấn đề thì sự kiểm tra là cần thiết thì qui trình kiểm tra và thay thế như sau.
Chú ý: Nếu solenoid của kim phun UI – N3 bị lỗi thì chỉ được thay thế không được sửa chữa và dùng lại.
2.5.1.Qui trình tháo kim phun.
- Tháo gở cánh tay đòn , cò mổ.
- Trước khi tháo kim phun phải xả hết nhiên liệu bên trong thân máy, nếu không nhiên liệu sẽ tràn vào xylanh động cơ.
- Dùng áp suất máy nén khí ( không lớn hơn 276kPa ) thổi nhiên liệu trong thân xylanh khoảng 20s đến 30s hoặc đến khi nào hết nhiên liệu trong thân xylanh.
- Ngắt dòng acquy trước khi bảo dưỡng EUI - N3 ngăn ngừa lỗi xảy ra cho
- Sử dụng dụng cụ chuyên dụng tháo kim ra khỏi nắp máy.
Chú ý: Lực tác dụng để tháo lên kim phải đặt ở bề mặt chuẩn.
Để bảo vệ xylanh động cơ, hãy sử dụng vải che lỗ kim sau khi đã tháo rời, nhằm ngăn ngừa bụi bẩn và vật lạ rơi vào bên trong Đồng thời, cần làm sạch cacbon bám trên miệng kim phun bằng cách sử dụng giẻ lau với dầu diesel.
Công tác kiểm tra kim sơ bộ.
- Kiểm tra bề ngoài kim bằng mắt thường xem có khuyết tật gì không? Thay thế nếu có thấy.
- Kiểm tra các vòng ron ( O-rings).
- Tách bỏ vòng đệm đót kim.
Kim liên hợp (EUI - Electronic Unit Injector) phun trực tiếp nhiên liệu vào xylanh, và để tối ưu hóa hiệu quả phun, kim phun cần được đặt ở vị trí trung tâm của buồng cháy EUI sử dụng chén lót và các vòng ron tròn giữa kim phun và phần đầu xylanh để đảm bảo hoạt động hiệu quả.
- Đặt đót kim ở vị trí trung tâm buồng cháy.
- Tạo sự kín khít ngăn ngừa nước làm mát lọt vào buồng cháy.
- Là chi tiết trung gian làm mát kim phun.
Lưu ý rằng không nên tháo gỡ chén lót đót kim để kiểm tra trừ khi có lỗi nghi ngờ Chén lót đót kim có thể tái sử dụng, ngoại trừ ron.
- Tháo các bộ phận cò mổ, tay đòn.
- Dùng dụng cụ chuyên dùng J 46904 để tháo
- Nước làm mát động cơ phải được xả hết.
- Không nên dùng lực quá mạnh để tháo chén lót đót kim.
- Kiểm tra vết nứt, khuyết tật nếu có thì thay mới.
- Làm sạch đường ren và các bề mặt tiếp xúc với thành xylanh bằng bàn chảy tránh không được làm mài mòn.
- Rửa sạch bề mặt bên trong bằng dung dịch có chất hòa tan.
- Lắp ron mới ( O-rings ) vào rảnh, bôi 1 ít silicon vào ron để làm trơn khi lắp và tạo sự kin khít
- Tạo lớp áo mạ kiềm cho rảnh ren của chén lót.
- Sử dụng dụng cụ chuyên dùng J46904 lắp chén lót như hình vẽ.
2.5.3 Qui trình lắp kim. a Nếu hệ thống nhiên liệu bị bẩn.
- Phải làm sạch thùng chứa và châm đầy nhiên liệu vào thùng chứa.
- Thay thế bộ lọc nhiên liệu và lọc nước.
- Kiểm tra kim phun và thay thế theo yêu cầu. b Thay dầu nhớt động cơ. c Thay nước làm mát.
Bộ điều khiển bằng điện tử ECM
Hệ thống điều khiển động cơ theo chương trình sử dụng cảm biến để liên tục kiểm soát tình trạng hoạt động của động cơ Bộ ECM nhận tín hiệu từ cảm biến, xử lý và phát tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành, đảm bảo tuân thủ lệnh và phản hồi chính xác Hệ thống này không chỉ tối ưu hóa công suất mà còn giảm thiểu khí thải độc hại và tiêu hao nhiên liệu ECM còn hỗ trợ chẩn đoán động cơ khi có sự cố Điều khiển động cơ bao gồm các thành phần như hệ thống điều khiển nhiên liệu, góc phun sớm, và ga tự động, với ECM được cấu thành từ vi mạch và linh kiện điện tử trên mạch in Các linh kiện công suất được lắp với khung kim loại của ECM để giải nhiệt, trong khi các chức năng trong mạch điều khiển giúp ECM đạt độ tin cậy cao.
2 Cấu tạo của bộ điều khiển điện tử.
Hình 2.1: Cấu tạo bên trong ECM
Bộ nhớ: Bộ nhớ trong ECM chia làm 4 loại:
ROM (Bộ nhớ chỉ đọc) được sử dụng để lưu trữ thông tin một cách vĩnh viễn Loại bộ nhớ này chỉ cho phép đọc dữ liệu mà không thể ghi mới vào Thông tin trong ROM đã được cài đặt sẵn và cung cấp dữ liệu cần thiết cho bộ vi xử lý hoạt động hiệu quả.
RAM (Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên) là loại bộ nhớ dùng để lưu trữ thông tin mới và được quản lý bởi vi xử lý RAM cho phép đọc và ghi dữ liệu theo địa chỉ bất kỳ, và có hai loại chính: RAM xóa được, sẽ mất dữ liệu khi mất điện, và RAM không xóa được, vẫn giữ dữ liệu ngay cả khi tháo nguồn Ngoài ra, RAM còn lưu trữ thông tin về hoạt động của các cảm biến trong hệ thống tự chuẩn đoán.
PROM (Bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình) có cấu trúc tương tự như ROM nhưng cho phép người dùng lập trình và nạp dữ liệu trực tiếp tại nơi sử dụng, thay vì tại nhà sản xuất như ROM Điều này giúp người dùng có khả năng sửa đổi chương trình điều khiển để đáp ứng các yêu cầu khác nhau.
KAM (Keep Alive Memory) là bộ nhớ dùng để lưu trữ thông tin tạm thời cho bộ vi xử lý Nó giữ thông tin ngay cả khi động cơ ngừng hoạt động hoặc khi công tắc máy tắt Tuy nhiên, nếu nguồn cung cấp từ acquy bị ngắt, dữ liệu trong KAM sẽ bị mất.
Bộ vi xử lý có chức năng tính toán và ra quyết định Nó là “bộ não” của ECM.
Hình 2.2: Sơ đồ khối các hệ thống trong ECM với bộ vi xử lý
BUS là thành phần quan trọng trong việc truyền tải lệnh và số liệu trong ECM Các thế hệ máy tính điều khiển động cơ ban đầu chủ yếu sử dụng loại 4, 8 hoặc 16 bit, trong đó 4 bit chứa nhiều lệnh nhờ vào khả năng thực hiện lệnh logic tốt hơn Tuy nhiên, máy tính 8 bit lại cho hiệu suất cao hơn trong các phép toán đại số, với độ chính xác gấp 16 lần so với loại 4 bit Hiện nay, để điều khiển các hệ thống ô tô một cách nhanh chóng và chính xác, máy tính 8 bit, 16 bit hoặc 32 bit được ưa chuộng hơn cả.
3 Cấu trúc bộ điều khiển điện tử
Cấu trúc của ECM được trình bày trên hình 2.
Hình 2.3: Sơ đồ khối cấu trúc của ECM
Bộ phận quan trọng nhất của máy tính là bộ vi xử lý (CPU - Control Processing Unit), có nhiệm vụ lựa chọn lệnh và xử lý dữ liệu từ bộ nhớ ROM và RAM CPU không chỉ chứa các chương trình mà còn quản lý dữ liệu đã được xử lý để truyền đến các thiết bị thực thi.
Sơ đồ cấu trúc CPU bao gồm cơ cấu đại số logic để xử lý dữ liệu, các bộ ghi để lưu trữ tạm thời và bộ điều khiển cho các chức năng khác Trong các thế hệ CPU mới, CPU, ROM và RAM thường được tích hợp trong một IC, được gọi là bộ vi điều khiển (Microcontroller).
Hình 2.4: Cấu trúc của CPU
Bộ điều khiển ECM hoạt động trên cơ sở tín hiệu số nhị phân với điện áp cao biểu hiện cho số 1, điện áp thấp biểu hiện cho số 0.
Mỗi số hạng 0 hoặc 1 được gọi là bit, và một dãy 8 bit tương đương với 1 byte, hay còn gọi là 1 từ (Word) Byte này được sử dụng để biểu diễn một lệnh hoặc một mẫu thông tin.
Hình 2.5: Chuỗi tín hiệu nhị phân
4 Mạch giao tiếp vào/ra (I/O).
Chuyển đổi tín hiệu tương tự từ các cảm biến như cảm biến nhiệt độ và cảm biến bướm ga thành tín hiệu số giúp bộ vi xử lý có thể hiểu và xử lý thông tin một cách hiệu quả.
Hình 2.6: Mạch điện của bộ chuyển đổi A/D
Dùng để đếm xung, ví dụ như từ cảm biến vị trí piston rồi gửi lượng đếm về bộ vi xử lý.
Hình 2.7: Mạch điện của bộ đếm
Bộ chuyển đổi tín hiệu xoay chiều thành tín hiệu sóng vuông dạng số không lưu trữ lượng đếm như trong bộ đếm Thành phần chính của thiết bị này là một transistor, hoạt động bằng cách đóng mở theo cực tính của tín hiệu xoay chiều.
Hình 2.8:Mạch điện của bộ nhớ trung gian
Một số cảm biến có tín hiệu rất nhỏ nên trong ECM có thêm bộ khuếch đại tín hiệu.
Hình 2.9: Mạch điện của bộ khuếch đại
Trong ECM thường có hai bộ ổn áp 5V và 12V.
Hình 2.10: Mạch điện bộ ổn áp
4.6 Mạch giao tiếp ngõ ra
Bộ vi xử lý gửi tín hiệu điều khiển đến các transistor công suất để điều khiển relay, solenoid, motor và các thiết bị khác Những transistor này có thể được lắp đặt bên trong hoặc bên ngoài ECM.
Hình 2.11: Mạch điện giao tiếp ngõ ra ECM
Hộp điều khiển ECM Detroit Diesel
Đối với động cơ có hơn 8 xylanh, hệ thống quản lý sử dụng nhiều ECM khác nhau, bao gồm một ECM tổng và các ECM con ECM tổng nhận thông tin từ các ECM con, xử lý tín hiệu và điều khiển hoạt động của các kim phun và các cơ cấu chấp hành khác Trong trường hợp hư hỏng, các ECM này có khả năng hoạt động độc lập, và hệ thống dự phòng sẽ tự động kích hoạt để đảm bảo an toàn cho xe.
10 chân điều khiển kim phun
30 chân tín hiệu cảm biến động cơ
6 chân thiết bị thông tin
Hình 2.13 Sơ đồ điều khiển
Kim 5 Kim 4 Kim 3 Kim 2 Kim 1
Mid/Hi Lo/Hi EG +12v EPG EP
Nhóm cảm biến phanh động cơ Nhóm kim UI
Các cảm biến
1 Vị trí các cảm biến trên động cơ Detroit Diesel series 60.
Hình 2.14: Vị trí các cảm biến
1 Van EGR 8 Cảm áp suất sau Turbo.
2 Cảm biến nhiệt độ Turbo 9 Cảm biến nhiệt độ khí nạp.
3 Cảm biến nhiệt độ dầu bôi trơn 10 Cảm biến áp suất nhớt.
4 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 11 ECM động cơ.
5 Cảm biến tốc độ Turbo 12 Cảm biến áp suất khí.
6 Cảm biến cục Denlta- P 13 Cảm biến vị tri trục cam.
7 Cảm biến nhiệt độ EGR 14.Cảm biến trục khuỷu.
Nhiệt trở bán dẫn là loại điện trở có khả năng thay đổi điện trở nhạy theo nhiệt độ, với giá trị điện trở giảm khi nhiệt độ tăng, nhờ vào kim loại có hệ số nhiệt điện trở âm NTC Chúng thường được sử dụng để cảm nhận nhiệt độ trong các hệ thống như chất làm mát động cơ và khí nạp nhiên liệu Sự thay đổi giá trị điện trở này ảnh hưởng đến tín hiệu điện gửi đến máy tính, và nhiệt trở bán dẫn hoạt động với điện áp ổn định 5V.
Hình 2.16: Cảm biến nhiệt độ nhớt
Hình 2.18: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát DD series 60
Hình 2.17: Cảm biến nhiệt độ khí nạp DD series 60
Nhiệt điện trở là một thiết bị quan trọng trong hệ thống ổn áp, được kết nối với một điện trở hạn dòng Giữa hai đầu của nhiệt trở có một bộ ghi nhận giá trị sụt áp, chuyển đổi thành tín hiệu số gửi về máy tính Khi môi chất lạnh, điện trở của cảm biến cao dẫn đến độ sụt áp lớn, thông báo cho máy tính rằng môi chất vẫn lạnh Ngược lại, khi môi chất nóng lên, điện trở giảm và độ sụt áp nhỏ lại, cho biết rằng môi chất đang tăng nhiệt độ.
3 Cảm biến vị trí bàn đạp ga.
Sử dụng loại cảm biến chiếc áp ( thay đổi giá trị điện trở)
Chiết áp là một loại biến trở quan trọng, được sử dụng để ghi nhận vị trí và hướng chuyển động của các cơ phận, cung cấp thông tin cho máy tính Thiết bị này có ba đầu dây nối, trong đó đầu thứ ba là đầu tín hiệu, lướt tự do trên điện trở, dẫn đến sự thay đổi điện áp tín hiệu ra Cảm biến vị trí của bàn đạp ga và van định lượng thường sử dụng chiết áp để đảm bảo máy tính luôn nắm bắt được vị trí và hướng chuyển động của chúng Một đầu dây cung cấp điện áp ổn định 5 volts từ máy tính, trong khi đầu còn lại nối với mass qua máy tính Khi trục bàn đạp hoặc trục dẫn động van định lượng xoay, điện áp dây tín hiệu sẽ thay đổi, cho phép máy tính nhận biết tình trạng tăng tốc hoặc giảm tốc.
4 Cảm biến vị trí trục khuỷu, trục cam.
Bên trong cảm biến gồm có cuộn dây cảm ứng, nam châm vĩnh cữu và các vấu răng bằng sắt.
Cảm biến từ trở hoạt động dựa trên sự thay đổi của từ trường trong cuộn dây cảm ứng khi các răng của đĩa di chuyển gần hoặc xa khỏi cực từ Khi răng di chuyển gần cực từ, khe hở không khí giảm, dẫn đến từ trường mạnh hơn và điện thế cảm ứng tăng Ngược lại, khi răng xa cực từ, khe hở không khí tăng, từ trường yếu đi và điện áp cảm ứng có chiều ngược lại Cuối cùng, khi khe hở không khí quá lớn, từ trường trở nên yếu và ổn định, không còn điện áp sinh ra trong cuộn cảm ứng.
Cảm biến vị trí trục khuỷuCảm biến vị trí trục cam
Tín hiệu cảm ứng xoay chiều được sử dụng để kích thích các thiết bị trên động cơ và cảm biến từ trở xác định vị trí của trục khuỷu, trục cam, cũng như vận tốc quay của động cơ Đĩa cảm nhận lắp ở đầu cốt máy động cơ có số răng bằng một nửa số xilanh Cảm biến đọc vị trí được lắp trên đĩa cảm nhận, giúp máy tính đếm xung điện áp khi các răng đi qua Dựa vào các xung này, máy tính xác định vị trí trục khuỷu và số vòng quay của động cơ, từ đó điều chỉnh góc phun sớm một cách chính xác.
5 Cảm biến áp suất đường ống nạp.
5.1 Cấu tạo:gồm 2 đĩa silicon, buồng áp suất được chế tạo như nhình vẽ
Hình 2.32: Sơ đồ cấu tạo
Cảm biến áp suất đường ống nạp cung cấp thông tin quan trọng cho máy tính điều khiển phun sớm Đây là một tụ điện với điện dung thay đổi, cấu tạo từ hai tấm silicon tách rời trong một buồng kín Mỗi tấm silicon được kết nối với một điện cực và có khả năng di chuyển gần hoặc xa nhau dưới tác động của áp suất Khi khoảng cách giữa các tấm giảm, điện dung của tụ tăng lên, do đó giá trị điện dung thay đổi sẽ được bộ chuyển đổi ghi nhận và gửi tín hiệu đến máy tính.
Hình 2.33: Cảm biến áp suất khí nạp
Khi nhiên liệu cháy trong buồng đốt, nhiệt độ cao làm sợi quang nóng lên và phát sáng, truyền tín hiệu đến photo transistor Photo transistor này nhận cường độ ánh sáng từ sợi quang, thực hiện việc đóng ngắt dòng điện và gửi tín hiệu về ECM để so sánh với góc phun sớm tự động, từ đó điều chỉnh cho phù hợp.
Kiểm tra chẩn đoán lỗi
Hình 2.35: Sơ đồ DDEC IV
Nhiệt độ và áp suất supap nạp Turbo
Cảm biến oxy Cảm biến nhiệt độ khí thải UI
Các tín hiệu khác Áp suất khí trời
Cảm biến vị trí bơm ga ống venturi
Nhiệt độ khí nạp Áp suất nhiên liệu
Thiết bị phụ Đồng hồ tốc độ xe Đèn báo lỗi Đèn báo phanh động cơ Đồng hồ tốc độ động cơ
Cảm biến tốc độ xe
Nhận chuyển đổi tín hiệu
Cổng chuẩn đoán Đọc dữ liệu Data
Cảm biến mực nước làm mát
2 Bảng mã lỗi DDEC II
11 Điều chỉnh điện áp đầu vào quá thấp.
12 Điều chỉnh điện áp đầu vào quá cao.
13 Mức điện áp đầu vào cảm biến nhiệt độ nước làm mát quá thấp.
14 Điện áp đầu vào cảm biến nhiệt độ dầu bôi trơn hoặc nước làm mát quá cao
15 Điện áp đầu vào cảm biến nhiệt độ dầu bôi trơn hoặc nước làm mát quá thấp.
16 Mức điện áp đầu vào cảm biến nhiệt độ nước làm mát quá thấp.
21 Điện áp đầu vào bàn đạp ga quá cao.
22 Điện áp đầu vào bàn đạp ga quá thấp.
23 Điện áp đầu vào cảm biến nhiệt độ nhiên liệu quá cao.
24 Điện áp đầu vào cảm biến nhiệt độ nhiên liệu quá thấp.
31 Lỗi trên đầu ra thiết bị phụ
33 Điện áp đầu vào turbo quá cao.
34 Điện áp đầu vào turbo quá thấp.
35 Điện áp đầu vào cảm biến áp suất nhớt cao.
36 Điện áp đầu vào cảm biến áp suất nhớt thấp.
41 Lỗi mạch xung thời gian.
42 Lỗi đồng hồ cảm biến xung
44 Nhớt hoặc nước làm mát quá dư
47 Áp suất nhiên liệu cao.
48 Áp suất nhiên liệu thấp.
54 Lỗi cảm biến tốc độ xe
58 Đường truyền tín hiệu đầu vào xấu
Thời gian tín hiệu phản hồi quá dài.
Thời gian tín hiệu phản hồi quá nhanh.
85 Động cơ đạt hơn 2000 vòng/phút trong vòng 2s
3 Bảng mã lỗi DDEC III/IV
Mã lỗi Mã FMI/PID/SID Mô tả
187/4 Điện áp đầu vào thấp 187/7 Công tắt chính mất tác dụng
12 187/3 Điện áp đầu vào cao
13 111/4 Điện áp đầu vào cảm biến mực nước làm mát thấp
111/6 Điện áp đầu vào cảm biến mực nước làm mát thêm thấp. 14
Điện áp đầu vào cho cảm biến giải nhiệt khí nạp cao là 52/3, trong khi điện áp cho cảm biến nhiệt độ nước làm mát cao là 110/3 Đối với cảm biến nhiệt độ nhớt cao, điện áp đầu vào được ghi nhận là 175/3.
110/4 Điện áp đầu vào cảm biến nhiệt độ nước làm mát thấp 175/4 Điện áp đầu vào cảm biến nhiệt độ nhớt thấp
52/4 Điện áp đầu vào cảm biến giải nhiệt khí nạp thấp
16 111/3 Điện áp đầu vào cảm biến mực nước làm mát cao
111/5 Điện áp đầu vào cảm biến mực nước làm mát thêm cao. 17
51/3 Điện áp đầu vào cảm biến tấm vi trí chân ga cao.
72/3 Điện áp đầu vào cảm biến vị trí Bypass cao 354/3 Cảm biến độ ẩm mạch điện hư hỏng cao.
51/4 Điện áp đầu vào cảm biến chân ga thấp 72/4 Điện áp đầu vào cảm biến vị trí Bypass thấp 354/4 Cảm biến độ ẩm mạch điện hư hỏng thấp
21 91/3 Điện áp đầu vào cảm biến vị trí chân ga cao.
22 91/4 Điện áp đầu vào cảm biến vị trí chân ga thấp
23 65/3 Điện áp đầu vào cảm biến oxy cao
174/3 Điện áp đầu vào cảm biến nhiệt độ cao
24 65/4 Điện áp đầu vào cảm biến oxy thấp
174/4 Điện áp đầu vào cảm biến nhiệt độ thấp
26 25/11 Các thiết bị phụ tắt cổng No 1
61/11 Các thiết bị phụ tắt cổng No 2
27 171/1 Điện áp đầu vào cảm biến nhiệt độ môi trường xung quanh cao P172/3 Điện áp đầu vào cảm biến nhiệt độ khí nạp cao 28
105/4 Điện áp đầu vào cảm biến nhiệt độ khí supap nạp thấp 171/4 Điện áp đầu vào cảm biến nhiệt độ môi trường xung quanh thấp.
172/4 Điện áp đầu vào cảm biến nhiệt độ khí nạp thấp
33 102/3 Điện áp đầu vào cảm biến Turbo tăng áp cao
34 102/4 Điện áp đầu vào cảm biến Turbo tăng áp thấp
Mã lỗi Mã FMI/PID/SID Mô tả
35 100/3 Điện áp đầu vào cảm biến áp suất nhớt cao
36 100/4 Điện áp đầu vào cảm biến áp suất nhớt thấp
37 95/3 Điện áp đầu vào cảm biến hạn chế nhiên liệu cao
94/3 Điện áp đầu vào cảm biến áp suất nhiên liệu cao
38 94/4 Điện áp đầu vào cảm biến áp suất nhiên liệu thấp
95/4 Điện áp đầu vào cảm biến hạn chế nhiên liệu thấp
52/0 Nhiệt độ bộ giải nhiệt khí nạp cao P110/0 Nhiệt độ nước làm mát cao
172/0 Nhiệt độ không khí nạp cao 175/0 Nhiệt độ nhớt cao
46 168/1 Điện áp đầu vào ECM thấp
232/1 Điện áp cảm biến cung cấp thấp 47
94/0 Áp suất nhiên liệu cao 102/0 Áp suất Turbo tăng áp cao 106/0 Áp suất nhiệt độ không khí nạp cap 164/0 Áp suất phun nhiên liệu cao
94/1 Áp suất nhiên liệu thấp 404/1 Nhiệt độ Turbo tăng áp đầu ra thấp 106/1 Áp suất nhiệt độ không khí nạp thấp 164/1 Áp suất phun nhiên liệu thấp
49 404/0 Nhiệt độ Turbo tăng áp đầu ra cao
51 404/3 Điện áp đầu vào cảm biến nhiệt độ Turbo cao
54 84/12 Lỗi cảm biến tốc độ xe
61 XXX - 0 Thời gian phun dài
62 26/3 Lỗi các thiết bị phụ
Mã lỗi Mã FMI/PID/SID Mô tả
64 103/0 Tốc độ của Turbo quá giới hạn
103/8 Cảm biến tốc độ Turbo lỗi
65 107/3 Điện áp đầu vào bầu lọc không khí cao
107/4 Điện áp đầu vào bầu lọc không khí thấp 66
Lỗi cảm biến kích nổ
71 XXX - 1 Thời gian phun ngắn
65/1 084/0 Tốc độ động cơ vượt quá giới hạn
75 168/0 Điện áp đầu vào ECM cao
76 121/0 Động cơ vượt tốc với phanh đọng cơ
81 - 82 129/3,… Lỗi cảm biến nhiệt độ khí thải
101/0 Áp suất cacte cao 129/0, … Lỗi cảm biến khí thải
86 73/3 Điện áp đầu vào cảm biến bơm nhiên liệu cao
87 73/4 Điện áp đầu vào cảm biến bơm nhiên liệu thấp
88 109/1 Áp suất nước làm mát thấp
89 111/12 Mạch báo mực nước làm mát lỗi
4 Bảng mã lỗi của DDEC V.
Mã lỗi của DDEC V hầu như giống với DDEC III/IV chỉ không có mã 17, 18, 23 - 65/3, 24 - 65/4, và bổ sung thêm những mã sau:
Mã lỗi Mã FMI/PID/SID Mô tả
13 146/6 Dòng điện đến van EGR cao
16 146/5 Dòng điện đến van EGR thấp
29 404/4 Điện áp đầu vào Turbo tăng áp thấp
HỆ THỐNG TUẦN HOÀN KHÍ XẢ
Hoạt động – chức năng của hệ thống
Khi nhiệt độ trong quá trình cháy của động cơ đạt đến 25,000°F, khí nitơ trong không khí sẽ phản ứng với oxy, dẫn đến sự hình thành các oxit nitơ (NOx) khác nhau.
Để giảm lượng NOX trong động cơ, cách hiệu quả nhất là hạ nhiệt độ buồng đốt Một phương pháp để giảm nhiệt độ này là sử dụng hệ thống tuần hoàn khí thải (EGR), cho phép một phần khí thải được đưa trở lại buồng đốt, giúp giảm phát thải NO, NO2, N2O và N2O5 Hệ thống EGR có nhiều chức năng quan trọng trong việc kiểm soát ô nhiễm không khí.
- Khí thải có nhiệt dung riêng lớn hơn không khí cho nên nó sẽ làm giảm nhiệt độ buồng đốt nếu lượng nhiệt vẫn cao như cũ.
- Làm cho hỗn hợp có hàm lượng O2 thấp vì lượng O2 có trong khí thải rất ít.
- Làm bẩn hỗn hợp, vì vậy tốc độ cháy sẽ giảm.
Tuy nhiên, lượng khí thải này phải được kiểm soát, điều chỉnh sao cho phù hợp.
Vì nếu đưa vào buồng đốt một lượng khí thải quá lớn thì động cơ sẽ hoạt động không ổn định, làm ảnh hưởng đến công suất động cơ.
Do ảnh hưởng của các yếu tố nêu trên, lượng khí xả được kiểm soát bởi van EGR, và lượng khí xả đưa vào động cơ phụ thuộc vào hai thông số cơ bản.
Cấu Tạo Hệ Thống
Hệ Thống EGR có mục đích làm giảm ô nhiễm khí thải theo quy định của cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ EPA (United States Enviromental Protection Agency).
EGR (tuần hoàn khí xả) là một hệ thống cho phép tái sử dụng một phần khí thải bằng cách trộn chúng với không khí nạp từ ống nạp Việc này giúp làm loãng không khí nạp, giảm lượng oxy, từ đó làm chậm quá trình cháy và hạ nhiệt độ buồng đốt, góp phần giảm thiểu lượng NOx phát thải.
Hình 3.1: Trình bày chức năng của các bộ phận trong hệ thống EGR.
Xem Hình 3.2 và hình 3.3 làm quen với các bộ phận hệ thống EGR.
1 Turbo tăng áp VNT (Variable Nozzle Turbine) 6 Ống chữ S.
2 Dù Turbo (bộ phận điều khiển độ mở của các cánh quạt để làm tăng hoặc giảm tốc độ turbo)
3 Cần kích Van EGR 8 Bộ phận làm mát EGR.
4 Cảm biến Sức ép Đenta
5 Ống phân phối khí cho hệ thống EGR.
1 Ống phân phối khí cho hệ thống EGR
2 Bộ phận hòa trộn khí của hệ thống EGR
4 Cảm biến nhiệt độ không khí đường ống nạp
5 Cảm biến áp suất khí trời
6 Cảm biến áp suất tăng áp đường ống nạp
2 Chức năng của các bộ phận trong hệ thống EGR
Thiết bị biến đổi áp suất đầu ra: Variable Pressure Output Device (VPOD).
Hình 3.4: Van EGR và Hệ thống điều khiển VNT
Có hai thiết bị biến đổi áp suất đầu ra (VPOD) là điều khiển Turbo với cánh thay đổi hình học (VNT) và hệ thống EGR Vị trí của VPOD phụ thuộc vào điều kiện làm việc của xe Khi van EGR hoạt động, VPOD cung cấp áp suất cho cơ cấu điều khiển nhằm thay đổi vị trí cánh quạt VNT và van EGR Giao diện của VPOD với các hệ thống khác được thể hiện trong hình 3.4.
2.1 Turbo tăng áp VNT (Variable Nozzle Turbocharger).
Hình 3.5: Turbo tăng áp VNT
2.1.1 Hoạt động Turbo tăng áp điều khiển cánh VNT.
Hình 3.6: Hình cắt Turbo tăng áp VNT
Trước đây, xe sử dụng động cơ diesel thường gặp khó khăn trong việc tăng tốc Tuy nhiên, công nghệ turbo tăng áp đã cải thiện đáng kể khả năng này bằng cách điều chỉnh các "cánh điều chỉnh" của bánh turbo, như được thể hiện trên mẫu Detroit Diesel Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về công nghệ turbo tăng áp và những lợi ích mà nó mang lại cho động cơ diesel.
2.1.2 Hiện tượng “ì turbo tăng áp”.
Trước đây, các loại xe sử dụng turbo tăng áp thường gặp tình trạng khi chạy tải nhẹ và ở số vòng tua thấp, turbo hoạt động cầm chừng Điều này dẫn đến lưu lượng khí nhỏ, khiến cho tuốc bin quay chậm và lượng không khí nén nạp vào động cơ không đáng kể.
Khi bạn ấn bàn đạp ga, cánh bướm ga mở rộng, cho phép động cơ nhận thêm hỗn hợp nhiên liệu và khí, từ đó tăng cường công suất Sự gia tăng này dẫn đến việc khí thải thoát ra nhiều hơn, làm cho bánh turbo quay nhanh hơn, qua đó cung cấp nhiều không khí hơn vào động cơ.
Khi đạp ga, xe trang bị turbo thường gặp hiện tượng "tính ì của turbo", khiến công suất không đạt ngay lập tức, với thời gian trễ có thể lên tới nửa giây Hiện tượng này xảy ra do sự chậm trễ trong việc cung cấp khí nén từ khi người lái nhấn chân ga cho đến khi turbo hoạt động Để khắc phục, các nhà sáng chế đã phát triển giải pháp điều chỉnh các "cánh điều chỉnh" của bánh turbo, hoặc sử dụng hai turbo nhỏ thay vì một turbo lớn, được gọi là biturbo hay twinturbo Bài viết này sẽ trình bày nguyên lý hoạt động của turbo tăng áp điều chỉnh trên động cơ Detroit Diesel Series 60.
2.1.3 Turbo tăng áp điều khiển cánh.
Turbo tăng áp VNT (Variable Nozzle Turbine) ngày càng được sử dụng phổ biến để giảm thiểu “sức ì turbo” bằng cách thay đổi góc quay của cánh Nguyên lý hoạt động của turbo này là điều chỉnh góc quay của các cánh điều chỉnh, giúp khí xả tác động hiệu quả hơn, từ đó tăng áp ở tốc độ thấp và giảm sức ì Với thiết kế này, van xả không còn cần thiết, vì việc dịch chuyển các cánh sẽ tự động kiểm soát tốc độ và mức tăng áp của turbo.
Turbo tăng áp với thiết kế cánh di động từ 10 đến 15 chiếc xung quanh đĩa, được điều khiển bởi ECU thông qua mô tơ bước Hệ thống này giúp xoay các cánh điều chỉnh, từ đó kiểm soát tốc độ turbo một cách hiệu quả Nhờ vào khả năng gia tốc, turbo có thể tạo ra áp suất tăng nhanh ngay từ đầu, mang lại hiệu suất vượt trội cho động cơ.
Khi xe chạy tải nhẹ và ở số vòng tua thấp, ECU điều khiển mô tơ bước để xoay cánh điều chỉnh của turbo, giúp mở một phần cánh và giảm cản trở khí thải, từ đó tránh tình trạng nạp không cần thiết Hình ảnh cánh điều chỉnh của turbo chỉ hé mở khi động cơ hoạt động ở tốc độ thấp.
Hình 3.7: Cánh Turbo hé mở
Khi xe tải nhỏ hoạt động với số vòng tua máy thấp, cánh điều chỉnh của turbo mở một phần để gió đi qua Gió này sau đó được dẫn qua các cánh điều chỉnh bên ngoài và tác động lên các cánh của bánh turbo bên trong, giúp quay cánh turbo hiệu quả.
Hình 3.8: Cánh Turbo cho một phần gió qua
Khi người lái tăng tốc, cánh bướm ga mở ra và các cánh di động của turbo cũng được mở hoàn toàn, cho phép khí thải di chuyển tự do vào cánh điều chỉnh của turbo Quá trình này làm tăng tốc độ động cơ và công suất Hình ảnh minh họa cho thấy các cánh điều chỉnh của turbo hoàn toàn mở khi động cơ hoạt động ở tốc độ cao.
Hình 3.9: Cánh Turbo mở hoàn toàn
Khi xe chạy ở tốc độ cao, cánh điều chỉnh của turbo mở hoàn toàn, cho phép luồng khí đi qua một cách tối ưu Khí thải được dẫn qua các cánh điều chỉnh bên ngoài và đến các cánh của bánh turbo bên trong, tạo ra lực quay mạnh mẽ cho cánh turbo.
Hình 3.10: Cánh Turbo cho gió qua hoàn toàn
Phương pháp tăng áp turbo này cho phép động cơ điều chỉnh lưu lượng khí nạp, giúp gia tăng công suất một cách nhanh chóng và loại bỏ hiện tượng sức ì thường gặp ở các xe sử dụng turbo truyền thống.
Hình 3.11: Hình cắt của bộ phận cánh quạt thay đổi tốc độ Turbo
2.1.4 Các kết quả của việc có thể điều chỉnh cánh quạt VNT
Tăng cường không khí / tỷ lệ nhiên liệu trong quá trình động cơ tăng tốc.
Cung cấp sự vận hành về mặc cơ khí trong chế độ EGR.
Đóng cửa van nhiều hơn làm tăng tốc độ dòng chảy EGR (PWM% là cao).
Đóng cửa van ít hơn làm giảm tốc độ dòng chảy EGR (PWM% là thấp).
Dự phòng khả năng phanh động cơ được an toàn.
Hình 3.12: Vị trí van VNT điều chỉnh để kiểm soát tốc độ khí xả
Vị trí van VNT trong thời gian động cơ hoạt động.
Không có áp lực không khí đến để điều khiển van VNT từ VPOD.
Hạn chế khí thải tối thiểu / tối thiểu dòng chảy EGR trong khi hoạt động ở chế độ EGR.
Điều chỉnh áp suất không khí vào thiết bị truyền động VNT từ VPOD.
Vừa hạn chế khí thải.
Tăng lưu lượng EGR trong khi hoạt động ở chế độ EGR.
Điều chỉnh áp suất tối đa đến thiết bị truyền động VNT từ VPOD.
Điều chỉnh khí thải hạn chế tối đa / tối đa dòng chảy EGR trong khi hoạt động trong chế độ EGR.
Van được điều khiển bởi DDEC, với ECM liên tục giám sát các phương thức hoạt động chẩn đoán động cơ ECM thực hiện kiểm tra các yếu tố như RPM, tải, độ cao và nhiệt độ không khí để xác định vị trí chính xác của van.
Khi van EGR được đóng lại, khí thải từ đường ống thải sẽ đi qua cánh turbin trong turbo và đi ra ngoài hệ thống thải trên đường thải
Khi van được mở ra, khí thải được dẫn vào trong bộ làm mát EGR, qua các ống phân phối và vào trong đường nạp.
2.2.1 Truyền động van EGR (thiết bị điều khiển van EGR).
1- Thiết bị truyền động van EGR.
2- Áp suất không khí từ VPOD.
Hình 3.13: Thiết bị truyền động van ERG.
Van EGR quy định tỷ lệ lưu lượng EGR thông qua áp suất không khí từVPOD.
2.2.2 Các thành phần van EGR
5 Bộ phận kết nối để điều chỉnh Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
2.3 Bộ phận làm mát ERG
Hình 3.15: Bộ phận làm mát ERG
Mục đích cơ bản của bộ phận làm mát EGR (Hình 3.15), là sẽ làm mát khí xả.
Cung cấp một luồng chất lỏng làm nguội để lấy nhiệt ra khỏi khí xả. Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
2.4 Cảm biến áp suất Đenta/ cảm biến nhiệt độ EGR
2.4.1 Cảm biến áp suất Đenta.
1 – Cảm biến áp suất Denta.
Đo lường sự thay đổi áp suất qua ống venturi và nhiệt độ khí thải giúp xác định giá trị khối lượng dòng chảy chính xác Hình 3.16 và Hình 3.17 minh họa vị trí lối thông ra của bộ phận làm mát EGR, trong khi Hình 3.18 thể hiện nhiệt độ khí thải.
