Đồ án Nghiên cứu các hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ Diezel điện tử

LỜI NÓI ĐẦU Trong xu thế hội nhập hiện nay, nền công nghiệp Việt Nam đang đứng những cơ hội đầy tiềm năng và ngành công nghiệp ô tô Việt Nam cũng không ngoại lệ. Ở nước ta số lượng ô tô hiện đại đang được lưu hành ngày một tăng. Các loại ô tô này đều được cải tiến theo hướng tăng công suất, tốc độ, giảm suất tiêu hao nhiên liệu, điện tử hoá quá trình điều khiển và hạn chế mức thấp nhất thành phần ô nhiễm trong khí xả động cơ. Với sự phát triển mạnh mẽ của tin học trong vai trò dẫn đường, quá trình tự động hóa đã đi sâu vào các ngành sản xuất và các sản phẩm của chúng, một trong số đó là ô tô. Nhờ sự giúp đỡ của máy tính để cải thiện quá trình làm việc nhằm đạt hiệu quả cao và chống ô nhiểm môi trường, tối ưu hoá quá trình điều khiển dẫn đến kết cấu của động cơ và ô tô thay đổi rất phức tạp, làm cho người sử dụng và cán bộ công nhân kỹ thuật ngành ô tô ở nước ta còn nhiều lúng túng và sai sót nên cần có những nghiên cứu cụ thể về hệ thống điện tử trên động cơ ô tô. Vì vậy là một sinh viên của nghành động lực sắp ra trường, em chọn đề tài: "Nghiên cứu các hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ Diezel điện tử" làm đề tài tốt nghiệp của mình. Em rất mong với đề tài này em sẽ củng cố tốt hơn kiến thức của mình để khi ra trường em có thể đóng góp vào ngành công nghiệp ô tô của nước ta, để góp phần vào sự phát triển chung của ngành. PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ I. Tổng quan hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diezel 1. Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diezel 1.1. Nhiệm vụ - Dự trữ nhiên liệu: Đảm bảo cho động cơ có thể làm việc liên tục trong một thời gian nhất định mà không cần cấp thêm nhiên liệu vào, lọc sạch nước, tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu, giúp nhiên liệu luân chuyển dễ dàng trong hệ thống. - Cung cấp nhiên liệu cho động cơ : Đảm bảo tốt các yêu cầu sau. + Lượng nhiên liệu cấp cho mỗi chu trình phải phù hợp với chế độ làm việc của động cơ. + Phun nhiên liệu vào đúng xy lanh thời điểm, đúng quy luật. + Đối với động cơ nhiều xylanh thì lượng nhiên liêu phun vào các xylanh phải đồng đều trong một chu trình công tác. - Các tia nhiên liệu phun vào xylanh động cơ phải đảm bảo kết hợp tốt giữa số lượng, phương hướng, hình dạng, kích thước của các tia phun với hình dạng buồng cháy, cường độ và phương hướng chuyển động của mỗi chất trong buồng cháy để hoà khí được hình thành nhanh và đều. 1.2 Yêu cầu Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel phải thoả mãn các yêu cầu sau - Hoạt động ổn định, có độ tin cậy và tuổi thọ cao. - Dễ dàng và thuận tiện trong sử dụng, bảo dưỡng và sữa chữa. - Dễ chế tạo, giá thành hạ. 1.3 Phân loại Dựa vào các loại bơm cao áp của hệ thống nhiên liệu ta có thể phân loại sơ bộ hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel thành 3 loại sau. a : Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel sử dụng bơm cao áp loại bơm dãy. Bơm cao áp là 1 loại bơm gồm nhiều tổ bơm ghép thành 1 khối có vấu cam điều khiển nằm trong thân bơm và điều khiển chung bằng 1 thanh răng. / Hình 1: Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng bơm dãy. 1: Thùng chứa nhiên liệu. 2 : Cốc lọc; 3 : Bơm tay.4 : Bơm cao áp. 5 : Bầu lọc tinh . 6 : Ống dầu cao áp. 7: Vòi phun. 8: Buồng cháy. b : Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel sử dụng bơm cao áp loại bơm phân phối. / Hình 2 : Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng bơm cao áp loại bơm phân phối . 1- Thùng chứa nhiên liệu; 2,4- Bơm tiếp vận; 3- Bầu lọc tinh; 4- Van điều áp; 6- Vòi phun; 7- Buồng cháy; 8- Bơm cao áp phân phối; 9- Van cao áp; 10- Piston; 11- Lỗ đưa nhiên liệu đến các vòi phun; 12- Vành điều lượng. c : Hệ thống cung cấp nhiên liệu common rail. / Hình 3 : Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu common rail 1- Thùng chứa; 2- Ống tản nhiệt: 3- Bộ lọc: 4- Van đóng mở(theo nhiệt độ): 5-Bơm chuyển nhiên liệu; 6- Van điều áp suất thấp: 7- Van điều áp suất cao: 8- Đường ống dự trữ: 9 -Cảm biến áp suất nhiên liệu: 10-Bơm cao áp: 11- ECU: 12-Kim phum: 13- Bơm điện: 14- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát: 15- Cảm biến vị trí trục khuỷu: 16- Cảm biến áp suất: 17- Cảm biến vị trí trục cam: 18- Cảm biến vị trí bàn đạp ga: 19- Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu. Nguyên lý: Nhiên liệu có áp suất cao được bơm vào ống phân phối để từ đó cung cấp cho các kim phun. Nhiên liệu từ thùng chứa 1 được bơm qua bơm điện và đi vào bộ lọc 3 qua bơm chuyển 5 qua van điều áp 6 vào bơm cao áp 10 nhiên liệu áp suất cao được bơm vào ống dự trữ qua van điều chỉnh áp suất 7. Tại đường ống phân phối sẽ có các đường ống cao áp nối tới kim phun để phun nhiên liệu vào buồng đốt động cơ và quá trình phun nhiên liệu được điều khiển bởi ECU. ECU nhận các tín hiệu từ các cảm biến (cảm biến tốc độ, cảm biến vị trí trục cam, cảm biến nhiệt độ nhiên liệu, cảm biến vị trí bàn đạp ga, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến áp suất…) sau khi xử lý các tín hiệu đầu vào này ECU sẽ đưa ra tín hiệu điều khiển kim phun. Hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel không ngừng được cải tiến với các giải pháp kỹ thuật tối ưu nhằm làm giảm mức độ phát sinh ô nhiệm môi trường và suất tiêu hao nhiên liệu. Các nhà khoa học đã nghiên cứu và đã đề ra nhiều biện pháp khác nhau về kỹ thuật phun và tổ chức tốt quá trình cháy nhằm giới hạn chất ô nhiệm. Các biện pháp được đưa ra nhằm giải quyết các vấn đề sau: 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 dần bằng cách cải tiến các bộ phận của hệ thống nhiên liệu 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. 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 ống tích trữ hay còn gọi là “ ống phân phối ” và được phân phối đến từng vòi phun theo yêu cầu. Đó là HTNL common rail diesel. Hệ thống Common Rail về cơ bản bao gồm các thành phần sau: - Kim phun điều khiển bằng van điện từ (solenoid) được gắn vào nắp máy. - Ống tích trữ nhiên liệu (ống phân phối áp lực cao). - Bơm cao áp (bơm tạo áp suất cao) Các thiết bị sau cũng cần cho sự hoạt động điều khiển của hệ thống : - ECU : − Cảm biến tốc độ trục khuỷu : − Cảm biến tốc độ trục cam. - Cảm biến bàn đạp ga. Kim phun được nối với ống tích nhiên liệu áp suất cao (rail) bằng một đường ống ngắn. Kết hợp với đầu phun và van điện từ được cung cấp điện qua ECU. Khi van solenoid không được cấp điện thì kim ngừng phun. Nhờ áp suất phun không đổi, lượng nhiên liệu phun ra sẽ tỷ lệ với độ dài của xung điều khiển solenoid. Yêu cầu mở nhanh solenoid được đáp ứng bằng việc sử dụng điện áp cao và dòng lớn. Thời điểm phun được điều khiển bằng hệ thống điều khiển góc phun sớm. Hệ thống này dùng một cảm biến trên trục khuỷu để nhận biết tốc độ động cơ, và một cảm biến trên trục cam để nhận biết kỳ hoạt động. Lợi ích của vòi phun common rail là làm giảm mức độ tiếng ồn, nhiên liệu được phun ra với áp suất rất cao đồng thời kết hợp hệ thống điều khiển điện tử để kiểm soát lượng phun, thời điểm phun một cách chính xác. Do đó làm hiệu suất động cơ và tính kinh tế nhiên liệu cao hơn + So với hệ thống cũ dẫn động bằng trục cam thì hệ thống nhiên liệu 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 1350 bar. - Thay đổi áp suất phun tùy theo chế độ hoạt động của động cơ. - Có thể thay đổi thời điểm phun. Phun nhiên liệu chia làm ba giai đoạn: Phun sơ khởi, phun chính và phun kết thúc. Các giai đoạn phun sơ khởi làm giảm thời gian cháy trễ và phun thứ cấp tạo cho quá trình cháy hoàn thiện. Với phương pháp này áp suất phun lên đến 1350 bar có thể thực hiện ở mọi thời điểm ngay cả lúc động cơ đang ở tốc độ thấp. Qua đây ta thấy hệ thống nhiên liệu common rail có những 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 .Tức việc bố trí các thành phần và lắp đặt chúng trên động cơ phù hợp với các động cơ đang tồn tại. Động cơ Diesel thế hệ “cũ”, trong quá trình làm việc hệ thống cung cấp nhiên liệu thì tạo ra tiếng ồn khá lớn. Khi khởi động và tăng tốc đột ngột lượng khói đen thải ra lớn. Vì vậy làm tiêu hao nhiên liệu và ô nhiễm cao. Ở HTNL common rail áp suất phun lên đến 1350 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. Ngoài những ưu điểm nổi trội như đã nêu trên thì hệ thống nhiên liệu common rail còn tồn tại một số nhược điểm sau: · 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. 2. Sự hình thành hỗn hợp không khí và nhiên liệu trong buồng cháy của động cơ Diezel Tính kinh tế của động cơ Diesel, tiếng ồn và ứng suất của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền phụ thuộc nhiều vào tốc độ biến thiên hóa năng của nhiên liệu thành nhiệt năng. Diễn biến thời gian cấp nhiên liệu, tính chất của nhiên liệu có ý nghĩa quyết định tới tốc độ phản ứng hóa học, quá trình tạo hỗn hợp giữa nhiên liệu và không khí . Vì vậy để quá trình cháy diễn ra 1 cách hiệu quả nhất thì ta cần điều chỉnh thật tốt chùm tia nhiên liệu trong buồng cháy. Diễn biến thời gian tạo hỗn hợp được điều khiển bởi kết cấu buồng cháy bằng cách phân chia nhiên liệu thành hạt nhỏ mịn kết hợp với xoáy lốc của không khí để tạo được sự tối ưu trong quá trình cháy của nhiên liệu trong buồng cháy của động cơ. Quá trình hình thành hỗn hợp của động cơ Diesel chỉ chiếm một thời gian nhỏ do đặc điểm kết cấu của động cơ và hình thành hỗn hợp nhiên liệu là hỗn hợp không đồng nhất. Vì vậy quá trình hình thành hỗn hợp là một quá trình rất phức tạp và diễn ra ở nhiều giai đoạn khác nhau. Hơn nữa quá trình bay hơi của các hạt nhiên liệu rất phức tạp, điều kiện cho việc bay hơi của các hạt nhiên liệu ở mỗi vị trí của chùm tia là khác nhau do đó việc tính toán là rất phức tạp và chỉ mang tính gần đúng. Nhiên liệu phun vào buồng cháy có đường kính khác nhau mà sự sấy nóng và bay hơi của các hạt nhiên liệu lại phụ thuộc rất nhiều vào đường kính, nhiệt độ, áp suất của các hạt nhiên liệu phun vào. Ngoài ra còn phụ thuộc vào tính chất vật lý của nhiên liệu. Thời gian để bay hơi hoàn toàn các hạt nhiên liệu trong xy lanh động cơ phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ ở thời điểm phun. Khi tăng áp suất không khí nạp sẽ ảnh hưởng mạnh tới sự bay hơi bởi vì áp suất và nhiệt độ của không khí cuối quá trình nén sẽ tăng. Sự xoáy lốc mạnh của không khí nạp trong buông cháy cũng có tác dung nâng cao cường độ và tốc độ bay hơi của nhiên liệu. Quá trình hình thành hoà khí tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau nhưng chủ yếu là phụ thuộc vào kết cấu của buồng cháy trong động cơ. Đối với động cơ diesel có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy trong động cơ, trong các yếu tố đó có nhiều yếu tố thuộc khâu kết cấu, thiết kế buồng cháy, kết cấu đường ống nạp... và có nhiều yếu tố phụ thuộc vào chế độ hoạt động của động cơ như : Số vòng quay, thời điểm phun, lượng phun.... Khả năng làm việc tối ưu của động cơ Diesel phụ thuộc chủ yếu vào 2 yếu tố điều chỉnh cơ bản là: Lượng nhiên liệu phun vào động cơ và thời điểm phun. Cả hai thông số điều chỉnh cơ bản này đều được điều chỉnh bởi bộ điều khiển điện tử trên cơ sở xử lý các thông tin đầu vào như . Số vòng quay, chế độ tải trọng động cơ, nhiệt độ nước làm mát... Nói chung có nhiều bộ xử lý điều khiển nhiều hệ thống khác nhau lắp trên ôtô. Tuy nhiên bộ xử lý nào cũng hoạt động theo nguyên lý thu thập thông tin vào điều kiện làm việc của hệ thống và trên cơ sở đó điều khiển các cơ cấu chấp hành theo cách mà người thiết kế mong muốn. Khuynh hướng hiện nay vẫn tập trung vào việc nghiên cứu quá trình tạo hỗn hợp cháy trong động cơ Diesel nhằm mục đích nâng cao công suất, tiết kiệm nhiên liệu, giảm chất độc hại trong khí thải. II. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG DIESEL ĐIỆN TỬ Ra đời sớm nhưng động cơ Diesel không phát triển như động cơ xăng do gây ra nhiều tiếng ồn, khí thải bẩn. Tuy nhiên cùng với sự phát triển của kỹ thuật công nghệ, các vấn đề được giải quyết và Diesel ngày càng trở nên phổ biến và hữu dụng hơn. Khí thải động cơ Diesel là một trong những thủ phạm gây ô nhiễm môi trường. Động cơ Diesel với tình hiệu quả kinh tế hơn là động cơ xăng, tuy nhiên vấn đề về tiếng ồn và khí thải vẫn là những hạn chế trong sử dụng động cơ Diesel. Động cơ Diesel được phát minh vào năm 1892 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 Bosh mới phát triển bơm cao áp ( bơm phun Bosh lắp cho động cơ Diesel trên ôtô thương mại và ô tô khách vào năm 1936). Hệ thống nhiên liệu Diesel không ngừng được cải tiến với các giải pháp kỹ thuật tối ưu nhắm 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 hạn chế các chất ô nhiễm. Các biện pháp chủ yếu tập chung vào giải quyết các vấn đề: -Tăng tốc độ phun để 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. Hiện nay các nhược điểm đó đã được khắc phục bằng cách cải tiến một số bộ phận của hệ thống nhiên liệu Diesel điện tử như: - Bơm cao áp điều khiển điện tử. - Vòi phun điện tử. - Ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao ( ống Rail). Với các ứng dụng mạnh mẽ về điều khiển tự động trong hệ thống nhiên liệu Diesel nhờ sự phát triển về công nghệ . Năm 1986 Bosh đã đưa ra thị trường việc điều khiển điện tử cho hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel được gọi là hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel. Cho đến ngày nay hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail Diesel đã được hoàn thiện. Trong động cơ Diesel hiện đại áp suất phun được thực hiện cho mỗi vòi phun một cách riêng rẽ, nhiên liệu áp suất cao được chứa trong hộp chứa ( Rail) hay còn gọi là “ắc quy thủy lực” và được phân phối đến từng vòi phun theo yêu cầu. So với các hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel thông thường thì Common Rail Diesel đã đáp ứng và giải quyết được những vấn đề: - Giảm tối đa mức độ tiếng ồn. - Nhiên liệu được phun ra với áp suất rất cao nhờ kết hợp điều khiển điện tử, áp suất phun có thể đạt tới 184 MPa. Thời gian phun cực ngắn và tốc độ phun cực nhanh (khoảng 1,1 ms). - Có thể thay đổi áp suất phun và thời điểm phun tùy theo chế độ làm việc của động cơ. Do đó làm tăng hiệu suất động cơ và tính kinh tế nhiên liệu được nâng cao hơn. III. PHÂN LOẠI THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ. / Hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail , bơm cao áp cung cấp nhiên liệu áp suất cao (80-180Mpa) cho một dường chung ( Comon Rail) sau đó nhiên liệu được đưa tới các vòi phun , loại này viết tắt là TDCi ( Turbocharge Comon Rail inejction) . Hệ thống TDCi được sử dụng bắt đầu từ năm 1995 trên các động cơ diesel, cho đến nay hệ thống này không ngừng được hoàn thiện và phổ biến rộng rãi tên tất cả các ô tô đời mới . PHẦN II : CÁC HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ I . HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ VỚI BƠM CAO ÁP 1. LOẠI BƠM PE ( BƠM DÃY ) ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ BẰNG CƠ CẤU ĐIỀU GA ĐIỆN TỪ Về cơ bản các chi tiết của bơm PE điện tử có cấu tạo và hoạt động giống như bơm PE thông thường, chỉ khác ở chỗ là: Đối với bơm PE thông thường cơ cấu điều chỉnh lượng phun nhiên liệu là : Bộ điều tốc Còn với bơm PE điện tử, để điều chỉnh lượng phun nhiên liệu thì ECU sẽ tiếp nhận các tín hiệu từ các cảm biến sau đó sẽ gửi tín hiệu điều khiển cho cơ cấu điều ga điện từ để thay đổi vị trí thanh răng ( hay tốc độ động cơ). 1.1 Cấu tạo của cơ cấu điều ga điện từ / Hình 4 : Cơ cấu điều ga của bơm PE điện tử 1. Trục cam  4. ECU   2. Cơ cấu điều ga điện từ  5. Cảm biến tốc độ   3. Lò xo hồi vị    Cấu tạo của cơ cấu điều ga gồm 1 cuộn dây được ECU điều khiển cấp điện từ theo mức độ bàn đạp chân ga ( hoặc theo tín hiệu của cảm biến chân ga) 1.2 Công dụng Khi ôtô máy kéo làm việc tải trọng trên động cơ luôn thay đổi. Nếu thanh răng của bơm cao áp hoặc bướm tiết lưu giữ nguyên một chỗ thì khi tăng tải trọng, số vòng quay của động cơ sẽ giảm xuống, còn khi tải trọng giảm thì số vòng quay tăng lên. Điều đó dẫn đến trước tiên làm thay đổi tốc độ tiến của ôtô máy kéo, thứ hai là động cơ buộc phải làm việc ở những chế độ không có lợi. Để giữ cho số vòng quay trục khuỷu động cơ không thay đổi khi chế độ tải trọng khác nhau thì đồng thời với sự tăng tải cần phải tăng lượng nhiên liệu cấp vào xilanh, còn khi giảm tải thì giảm lượng nhiên liệu cấp vào xilanh. Khi luôn luôn có sự thay đổi tải trọng thì không thể dùng tay mà điều điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp vào xilanh. Công việc ấy được thực hiện tự động nhờ một thiết bị đặc biệt trên bơm cao áp gọi là cơ cấu điều ga điện từ . Nhiệm vụ : Điều hoà tốc độ động cơ dù có tải hay không tải (giữ vững một tốc độ hay trong phạm vi cho phép tuỳ theo loại) có nghĩa là lúc có tải hay không tải đều phải giữ một tốc độ động cơ trong lúc cần ga đứng yên. Đáp ứng được mọi vận tốc theo yêu cầu của động cơ. Phải giới hạn được mức tải để tránh gây hư hỏng máy. Phải tự động cúp dầu để tắt máy khi số vòng quay vượt quá mức ấn định. 1.3 Hoạt động Khi muốn thay đổi công suất và tốc độ của động cơ thì người lái xe tác động lên bàn đạp ga và thông qua cảm biến chân ga gửi tín hiệu ( hay ý nguyện của người lái ) gửi về ECU và ECU nhận thêm một số tín hiệu khác như: Ne, THW, VG… Để xuất ra những chuỗi xung có tỷ lệ thường trực thay đổi cấp cho cuộn điều khiển của cơ cấu điều ga tạo nên từ trường lớn hay nhỏ tác động vào thanh răng làm cho thang răng tiến về chiều giảm hay tăng kéo theo tốc độ động cơ thay đổi. 2. LOẠI BƠM VE ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ BẰNG CƠ CẤU ĐIỀU GA ĐIỆN TỪ 2.1 Bơm cao áp Bơm phun nhiên liệu đẩy nhiên liệu đến từng vòi phun. Bơm phun có chức năng kiểm soát lượng phun và thời điểm phun nhiên liệu. / Hình 5 : Bơm cao áp với cơ cấu điều ga điện từ 1. Van điện từ điều ga  4. Xi lanh bơm   2. Van điện từ cắt nhiên liệu  5. Piston   3. Bộ điều khiển phun sớm( van TCV)  6. Cơ cấu điều ga   Bơm nhiên liệu có áp suất cao cho xy lanh đợng cơ đúng thời điểm , đúng qui luật và với lượng phù hợp với chế độ làm việc của đông cơ. 2.2 Hoạt động Hút nhiên liệu : Bơm cấp nhiên liệu hút nhiên liệu từ bình và nén trong thân bơm. Bơm nhiên liệu cao áp : Sử dụng một piston để đưa nhiên liệu áp suất cao tới mỗi vòi phun bằng chuyển động tịnh tiến và quay. Điều khiển lượng phun : Cơ cấu điều ga điều khiển lượng phun và công suất động cơ. Cơ cấu điều ga điện từ có chức năng kiểm soát tốc độ tối đa của động cơ để ngăn động cơ chạy quá tốc độ và giữ ổn định tốc độ chạy không tải. Điều khiển thời điểm phun : Bộ định thời điểm phun theo tỷ lệ thuận với tốc độ động cơ. Van TCV sẽ thực hiện chức năng này. Hoạt động : Khi bật khóa điện ON, van điện từ cắt nhiên liệu được kéo vào trong, đường thông giữa thân bơm và piston mở. Khi bơm cấp nhiên liệu quay, hút nhiên liệu từ bình nhiên liệu, qua bộ lắng đọng nước và bộ lọc nhiên liệu, đi vào thân bơm theo áp suất được điều chỉnh bởi van điều chỉnh. Piston hút nhiên liệu từ thân bơm vào buồng áp suất trong hành trình hút ( dịch chuyển sang trái ) và nén nhiên liệu ở mức cao để dẫn đến từng van phân phối trong hành trình nén ( di chuyển sang phải ). Sau khi qua van phân phối, nhiên liệu được đưa vào các vòi phun qua các ống dẫn cao áp, từ đó nhiên liệu được phun vào các xylanh. Cùng lúc, các bộ phận bên trong bơm được nhiên liệu làm mát và bôi trơn. Một phần nhiên liệu quay trở về bình nhiên liệu từ vít tràn để kiểm soát mức độ tăng nhiệt độ của nhiên liệu trong bơm. 2.3 Bơm cấp và van điều chỉnh / Hình 6 : Bơm cấp và van điều chỉnh Bơm cấp nhiên liệu Bơm cấp nhiên liệu kiểu cánh gạt bao gồm 4 cánh gạt và một roto. Trục dẫn động quay roto và nhờ có lực ly tâm mà các cánh gạt ép nhiên liệu lên thành trong của buồng áp suất. Do trọng tâm của roto lệch so với tâm của buồng nén nên nhiên liệu giữa các cánh gạt bị nén và đẩy ra ngoài. Van điều chỉnh Van điều chỉnh điều chỉnh áp suất xả của bơm cấp nhiên liệu phù hợp với tốc độ bơm. Bộ định thời kiểm soát thời điểm phun nhiên liệu theo áp suất trong bơm. 2.4. Phân phối và phun nhiên liệu của bơm cao áp Bơm cấp nhiên liệu, đĩa cam và piston được điều khiển bằng trục dẫn động và quay theo tỷ lệ bằng một nửa tốc độ của động cơ. Hai lò xo piston đẩy piston và đĩa cam lên các con lăn. Đĩa cam có số mặt cam bằng số xylanh ( động cơ 4 xylanh thì có 4 đĩa cam ). Đĩa cam quay trên con lăn cố định nó đẩy piston ra và vào. Do đó, piston theo sự dịch chuyển của mặt cam và chuyển động tịnh tiến ăn khớp với cam và quay. Ứng với một vòng quay của đĩa cam, piston sẽ quay một vòng và tịnh tiến 4 lần. Việc cung cấp nhiên liệu cho mỗi xylanh được thực hiện bằng ¼ vòng quay đĩa cam và một lần chuyển động tịnh tiến của piston ( động cơ 4 xylanh ). Piston có 4 rãnh hút, một cửa phân phối, một cửa tràn và một rãnh cân bằng áp suất. Cửa tràn và cửa phân phối đặt thẳng hàng với lỗ vào ở tâm piston. Nhiên liệu được hút từ rãnh của piston. Sau đó nhiên liệu nén mạnh qua van phân phối từ cửa phân phối và bơm vào vòi phun. Hút nhiên liệu: / Hình 7 : Piston bơm Khi piston đi xuống ( chuyển sang trái ), một trong 4 rãnh hút trong piston bơm sẽ thẳng hàng với cửa hút trong đầu phân phối. Do vậy, nhiên liệu được hút vào buồng áp suất và đi vào trong piston. Cung cấp nhiên liệu : Khi đĩa cam và piston quay, cửa hút của đầu phân phối đóng, cửa phân phối của piston sẽ thẳng hàng với đường phân phối. Khi đĩa cam chạy trên con lăn, piston đi lên ( chuyển sang phải ) và nén nhiên liệu. Khi áp suất nhiên liệu đạt giá trị ấn định trước, nhiên liệu sẽ được phun ra qua vòi phun. Kết thúc : Khi đĩa cam quay tiếp và piston đi lên ( dịch chuyển sang phải ), hai cửa tràn của piston bị đẩy ra ngoài vành tràn. Kết quả là áp suất nhiên liệu giảm đột ngột và kết thúc nạp nhiên liệu. Hành trình hữu ích : Hành trình hữu ích là khoảng cách piston dịch chuyển từ khi bắt đầu nén nhiên liệu tới khi kết thúc. Vì các hành trình bơm là không đổi, nên sự thay đổi vị trí đặt vành tràn làm thay đổi hành trình hữu ích để tăng hoặc giảm lượng phun nhiên liệu. Khi hành trình hữu ích kéo dài hơn thì hành trình nén sẽ lâu kết thúc hơn và lượng nhiên liệu nạp tăng. Ngược lại, nén kết thúc sớm hơn và lượng nhiên liệu nạp giảm khi hành trình hữu ích ngắn hơn. 2.5. Cơ cấu điều ga điện từ 2.5.1 Cấu tạo / Hình 8 : Cơ cấu điều ga điện từ ủa bơm VE Cơ cấu điều ga điện từ gồm 1 cuộn điều khiển được cấp điện từ ECU động cơ theo mức đạp chân ga ( thông qua cảm biến chân ga). 2.5.2 Nguyên lý hoạt động Lực từ trường do cuộn dây sinh ra sẽ tác động lên một trống lớn và để cân bằng với lực từ trường thì lò xo hồi vị được lắp đối diện ở phía kia của trống lớn. Trống lớn có một trục được lắp lệch tâm và trục này được lắp với một trống nhỏ, trên trống nhỏ lại có một chốt lệch tâm được cắm vào lỗ trên quả ga. Khi người lái xe muốn thay đổi công suất và tốc độ của động cơ thì người lái xe tác động lên bàn đạp ga và thông qua cảm biến chân ga gửi tín hiệu ( hay ý nguyện của người lái ) gửi về ECU và ECU nhận thêm một số tín hiệu khác như: Ne, THW, VG… Để xuất ra những chuỗi xung có tỷ lệ thường trực thay đổi cấp cho cuộn điều khiển của cơ cấu điều ga tạo nên từ trường tác động vào trống lớn làm cho trống lớn xoay một góc, kéo theo trống nhỏ cũng bị xoay đi một góc. Khi đó chốt lệch tâm trên trống nhỏ sẽ gạt quả ga tiến lên hay lùi lại để điều chỉnh lượng nhiên liệu phun. ECU sẽ tiếp nhận các tín hiệu từ các cảm biến từ đó tính toán để đưa ra lượng phun phù hợp với các chế độ làm việc của động cơ và tạo thời điểm phun sớm thích hợp nhất. 3. LOẠI BƠM VE ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ BẰNG VAN XẢ ÁP. 3.1 Đặc điểm và phân loại. / a b Hình 9 : a, Loại máy bơm piston hướng trục