Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử

Hệ thống nhiên liệu diesel điện tử 01/09/2009 Cùng với sự phát triển vượt bậc của xe hơi ngày nay, hệ thống nhiên liệu đã thay đổi rất nhiều cả về công nghệ và khả năng thích ứng với môi trường. Sơ đồ dưới cho thấy sự phát triển của các loại hệ thống nhiên liệu của động cơ. Chú ý: Những ô có gạch đỏ chỉ những hệ thống nhiên liệu hiện nay không còn được sử dụng. Trong khuôn khổ bài viết này, chúng tôi muốn đề cập đến hệ thống nhiên liệu diesel điện tử. Hệ thống phun nhiên liệu diezel điều khiển bằng điện tử có nhiều ưu việt hơn hẳn hệ phun nhiên liệu truyền thống. Trước hết phải nói về cấu trúc: các hệ thống phun nhiên liệu điện tử cho phép giảm bớt đáng kể kết cấu cơ khí của bơm cao áp, chẳng hạn như các rãnh cắt nhiên liệu, bộ điều tốc, cơ cấu kiểm soát thời điểm phun … Do vậy chức năng của bơm cao áp chỉ thực hiện tạo nên áp suất nhiên liệu cao, cho phép tối ưu kết cấu theo hướng tạo nên áp suất cao, thực hiện phun tơi nhiên liệu. Tiếp theo, khả năng điều chỉnh được thực hiện theo nhiều tín hiệu cấp cho ECU, do vậy tính chất tinh chỉnh sẽ cao hơn, đáp ứng chính xác nhiều chế độ làm việc của động cơ. Có thể nói gọn là: thực hiện thỏa mãn nhu cầu làm việc của động cơ trong nhiều trạng thái làm việc mà không gây nên hiện tượng thừa thiếu nhiên liệu, công suất phát huy hoàn hảo và chất lượng khí xả. Tuy nhiên nhược điểm duy nhất là giá thành cao, độ tin cậy phụ thuộc vào công nghệ thích ứng với môi trường của các nhà sản xuất. Công nghệ phun điện tử cho động cơ diezel trước đây được coi là khó biến đổi, ngày nay do sức ép về tiêu chuẩn khí xả, nên công nghệ này đang có nhiều bước tiến vượt bậc. Hệ thống nhiên liệu của EFI-diesel thông thường. Trong EFI-diezel thông thường, thời điểm phun và lượng phun được điều khiển bằng điện tử. Bơm cao áp được sử dụng để tạo ra áp suất cũng chính là loại bơm được sử dụng trong động cơ diezel thông thường. Bơm cấp liệu trong bơm cao áp hút nhiên liệu từ bình chứa rồi đưa đến vòi phun qua bộ SPV (điều chỉnh lượng phun) trong khi đó TCV điều chỉnh thời điểm phun nhiên liệu. ECU điều khiển hoạt động của TCV và SPV dựa trên các tín hiệu đầu vào từ các cảm biến như cảm biến áp suất, tốc độ động cơ, vị trí trục khuỷu, cảm biến nhiệt độ động cơ…Nhiên liệu ở trong buồng bơm được bơm cấp liệu tạo áp suất đạt mức 1,5 và 2,0 Mpa. Một EFI-diezel thông thường sử dụng một trong hai kiểu máy bơm phân phối: máy bơm píttông hướng trục, và máy bơm píttông hướng kính có áp suất phun cao hơn. Bơm píttông hướng trục                    Bơm píttông hướng kính Cấu trúc bên trong của máy bơm kiểu píttông hướng trục Van điều khiển thời điểm phun SPV. Trên thị trường hiện nay có hai loại SPV gồm SPV thông thường (sử dụng trong máy bơm píttông hướng trục) và SPV hoạt động trực tiếp (sử dụng trong máy bơm píttông hướng kính cho những ứng dụng áp suất cao). Cấu tạo SPV thông thường Loại SPV thông thường về cấu tạo có hai bộ phận chính là van điều khiển và van chính. Khi ECU cấp tín hiệu (xung điện) đến cuộn dây, hút van điều khiển đóng kín buồng van chính. Lúc này áp suất trong buồng van chính cao hơn áp suất bên ngoài. Khi ECU ngắt tín hiệu, do lực tác dụng của lò xo, van điều khiển bị đẩy lên, áp suất bên trong buồng van chính giảm, van chính bị đẩy lên do áp lực dầu từ bơm cấp liệu. Dầu qua van chính được đưa đến các vòi phun. Tùy theo khoảng thời gian tín hiệu xung từ ECU đến van điều khiển mà lưu lượng đến các vòi phun được điều chỉnh phù hợp. Hoạt động của SPV loại thông thường Hoạt động của SPV loại trực tiếp Khác với loại SPV thông thường, SPV hoạt động trực tiếp được sử dụng trong bơm có áp suất cao. Ngoài ECU, EDU khuyếch đại bằng tín hiệu điều khiển từ ECU để vận hành van ở mức điện áp cao xấp xỉ 150V khi đóng. Sau đó, van vẫn ở trạng thái đóng khi điện áp giảm thấp xuống. Ở điều kiện bình thường, cuộn dây được cấp điện sẽ kéo van điện từ đóng kín cửa nạp. Khi ngắt điện khỏi cuộn dây, từ trường bị mất đi, nhờ lực đàn hồi lò xo, van điện từ được đẩy lên trạng thái mở. Tùy thuộc vào thời gian đóng ngắt điện mà van điện từ mở lâu hay nhanh, do vậy điều chỉnh được lưu lượng đến vòi phun. Hoạt động của máy bơm và SPV. Trong phần này chúng tôi chỉ đề cập đến hoạt động của SPV trong máy bơm hướng trục. Hoạt động của SPV trong máy bơm hướng kính xin được đề cập trong một bài viết khác. Các bộ phận chính tham gia quá trình đưa nhiên liệu với một lượng vừa đủ và đúng thời điểm vào trong xilanh gồm bơm cấp liệu, bơm piston, van SPV, van TCV và vòi phun. Chúng tôi sẽ lần lượt giới thiệu với các bạn từng bộ phận này. Trình tự hoạt động của nó gồm 3 giai đoạn minh họa bằng bảng thống kê dưới đây: