Đồ án: Khảo sát, tính toán hệ thống nhiên liệu Common Rail Duratorq 2.4L

Phân tích hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4L trên xe Ford Transit, bao gồm nguyên lý, tính toán và chẩn đoán các hư hỏng thường gặp.

• Tác giả: Lê Hồng Trung
• Người hướng dẫn: TS. Lê Minh Tiến
• Trường học: Đại học Đà Nẵng - Trường Đại học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Cơ khí giao thông
• Đề tài: Khảo Sát Tính Toán Hệ Thống Cung Cấp Nhiên Liệu Động Cơ Duratorq 2.4L Trên Xe Ford Transit
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Đà Nẵng

Tóm tắt

I. Khám phá hệ thống nhiên liệu Duratorq 2

Động cơ Duratorq 2.4L trên xe Ford Transit là một ví dụ điển hình cho sự phát triển của công nghệ diesel hiện đại, trong đó hệ thống nhiên liệu Common Rail đóng vai trò trung tâm. Hệ thống này được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu khí thải độc hại ra môi trường. Theo nghiên cứu “Khảo sát tính toán hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Duratorq 2.4L trên xe Ford Transit” (Lê Hồng Trung, 2020), điểm ưu việt của hệ thống này là khả năng tách biệt hoàn toàn quá trình tạo áp suất và quá trình phun. Nhiên liệu được nén đến áp suất cực cao và tích trữ sẵn trong ống rail, sẵn sàng được phun vào xi lanh bất cứ lúc nào theo lệnh từ ECU. Điều này cho phép điều khiển chính xác lượng phun, thời điểm phun và áp suất phun một cách độc lập, không phụ thuộc vào tốc độ động cơ. Nhờ đó, động cơ dầu Ford Transit 2.4L hoạt động êm ái hơn, giảm tiếng ồn, tăng công suất và cải thiện đáng kể tính kinh tế. Các thành phần chính như bơm cao áp Ford Transit, kim phun điện tử Ford Transit và các cảm biến hoạt động đồng bộ để đảm bảo quá trình đốt cháy diễn ra hoàn hảo nhất.

1.1. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Duratorq và nguyên lý hoạt động

Theo sơ đồ hệ thống nhiên liệu Duratorq, nhiên liệu từ thùng chứa được bơm chuyển hút qua lọc nhiên liệu Ford Transit để loại bỏ cặn bẩn và nước. Sau đó, nhiên liệu được đưa đến bơm cao áp Ford Transit. Tại đây, áp suất nhiên liệu được nén lên mức rất cao (có thể lên tới 1600-2000 bar) và đẩy vào ống rail. Ống rail hoạt động như một bình tích áp, duy trì áp suất nhiên liệu ổn định và phân phối đến từng kim phun. ECU động cơ sẽ nhận tín hiệu từ các cảm biến (như cảm biến vị trí trục khuỷu, trục cam, cảm biến áp suất nhiên liệu) để tính toán thời điểm và thời gian mở kim phun. Dựa trên tín hiệu điều khiển từ ECU, kim phun điện tử Ford Transit sẽ phun nhiên liệu đã được nén với áp suất cao vào buồng đốt. Nguyên lý hoạt động động cơ Duratorq dựa trên việc điều khiển điện tử hoàn toàn này giúp quá trình cháy diễn ra hiệu quả, triệt để, giảm thiểu khói đen và các chất gây ô nhiễm.

1.2. Thông số kỹ thuật động cơ Duratorq 2.4 và ưu điểm vượt trội

Động cơ Turbo Diesel 2.4L TDCi (Duratorq) trên Ford Transit sở hữu những thông số kỹ thuật động cơ Duratorq 2.4 ấn tượng. Với dung tích xi lanh 2402cc, trục cam kép, và hệ thống làm mát khí nạp, động cơ này có thể sản sinh công suất cực đại 138 mã lực tại 3500 vòng/phút và mô-men xoắn cực đại 375 Nm tại 2000 vòng/phút. Ưu điểm chính của hệ thống Common Rail trên động cơ này bao gồm: áp suất phun cực cao giúp nhiên liệu được xé tơi, hòa trộn tốt hơn với không khí; điều khiển phun đa điểm (phun mồi và phun chính) giúp giảm tiếng gõ diesel và giảm nồng độ NOx; tối ưu hóa hiệu suất ở mọi dải tốc độ. So với các hệ thống bơm VE truyền thống, Common Rail cho phép "điều chỉnh dạng quy luật phun theo khuynh hướng kết thúc nhanh" (Lê Hồng Trung, 2020), giúp giảm phát thải HC và muội than, đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải ngày càng khắt khe.

II. Top lỗi hệ thống nhiên liệu Duratorq 2

Mặc dù sở hữu công nghệ tiên tiến, hệ thống nhiên liệu Duratorq 2.4L Ford Transit vẫn có thể gặp phải các sự cố sau một thời gian vận hành. Các vấn đề này không chỉ ảnh hưởng đến trải nghiệm lái mà còn làm tăng chi phí vận hành và sửa chữa. Một trong những tình trạng phổ biến nhất là Ford Transit yếu máy, khói đen. Hiện tượng này thường xuất phát từ sự sai lệch trong tỷ lệ hòa khí hoặc quá trình phun nhiên liệu không hoàn hảo. Một nguyên nhân nghiêm trọng khác là mất áp suất nhiên liệu, thường được báo hiệu qua mã lỗi P0087 Ford Transit trên các thiết bị chẩn đoán. Lỗi này cho thấy áp suất trong ống rail thấp hơn mức tiêu chuẩn, dẫn đến động cơ hoạt động không ổn định, khó khởi động hoặc thậm chí chết máy. Việc hiểu rõ nguyên nhân gốc rễ của các hư hỏng này là bước đầu tiên và quan trọng nhất trong quy trình sửa chữa hệ thống nhiên liệu diesel, giúp xác định đúng bộ phận cần can thiệp, từ kim phun điện tử Ford Transit đến bơm cao áp.

2.1. Phân tích nguyên nhân Ford Transit yếu máy khói đen

Hiện tượng Ford Transit yếu máy, khói đen có thể do nhiều nguyên nhân gây ra. Thứ nhất, kim phun điện tử Ford Transit bị tắc nghẽn hoặc mòn, dẫn đến việc phun nhiên liệu không tơi, dạng tia phun không chuẩn, hoặc "đái" nhiên liệu. Điều này làm quá trình cháy không hoàn toàn, sinh ra muội than (khói đen) và làm giảm công suất động cơ. Thứ hai, lọc nhiên liệu Ford Transit bị bẩn, làm giảm lưu lượng nhiên liệu cung cấp cho bơm cao áp, dẫn đến thiếu nhiên liệu ở chế độ tải cao. Thứ ba, van điều áp SCV (Suction Control Valve) trên bơm cao áp bị kẹt hoặc hoạt động sai, không điều chỉnh được lượng nhiên liệu vào bơm, gây ra áp suất rail không ổn định. Cuối cùng, các vấn đề liên quan đến hệ thống nạp khí như cảm biến MAF bẩn, tuabin tăng áp yếu cũng góp phần làm sai lệch tỷ lệ không khí/nhiên liệu, gây ra tình trạng tương tự.

2.2. Mã lỗi P0087 Ford Transit Nguyên nhân và hậu quả

Mã lỗi P0087 Ford Transit (Fuel Rail/System Pressure - Too Low) là một cảnh báo nghiêm trọng về tình trạng mất áp suất nhiên liệu trong hệ thống. Nguyên nhân chính bao gồm: bơm cao áp Ford Transit bị yếu hoặc hỏng, không tạo đủ áp suất cần thiết; van điều áp SCV bị lỗi, luôn ở trạng thái mở làm giảm áp; rò rỉ nhiên liệu trên đường ống cao áp, tại chân kim phun hoặc trên chính ống rail; cảm biến áp suất nhiên liệu báo sai giá trị về ECU, khiến hệ thống điều khiển không chính xác. Hậu quả của lỗi P0087 rất rõ ràng: động cơ sẽ mất công suất đột ngột, rung giật, khó tăng tốc, và có thể không khởi động được. Việc bỏ qua mã lỗi này có thể dẫn đến hư hỏng nặng hơn cho các chi tiết khác trong hệ thống.

III. Hướng dẫn phân tích cấu tạo hệ thống nhiên liệu Duratorq 2

Để thực hiện việc chẩn đoán lỗi hệ thống nhiên liệu một cách hiệu quả, việc nắm vững cấu tạo và chức năng của từng bộ phận là vô cùng cần thiết. Hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ dầu Ford Transit 2.4L là một tổ hợp các chi tiết cơ khí chính xác cao, được điều khiển bằng điện tử. Trái tim của hệ thống là bơm cao áp Ford Transit, có nhiệm vụ tạo ra áp suất nhiên liệu cực lớn. Nhiên liệu sau khi được nén sẽ được tích trữ trong ống rail, một ống thép dày có vai trò như bình chứa và bộ giảm dao động áp suất. Từ ống rail, các đường ống cao áp riêng biệt sẽ dẫn nhiên liệu đến từng kim phun điện tử Ford Transit. Mỗi kim phun, trên các phiên bản Duratorq 2.4L có thể là loại kim phun Siemens/VDO, hoạt động như một van điện từ siêu nhanh, quyết định chính xác thời điểm và lượng nhiên liệu phun vào buồng đốt. Toàn bộ hệ thống được giám sát và điều khiển bởi các cảm biến và ECU, đảm bảo sự phối hợp nhịp nhàng và chính xác.

3.1. Cấu tạo bơm cao áp Denso và vai trò van điều áp SCV

Bơm cao áp sử dụng trên động cơ Duratorq thường là loại bơm piston hướng tâm, ví dụ như cấu tạo bơm cao áp Denso HP3/HP4. Bơm này có nhiệm vụ hút nhiên liệu từ bơm chuyển và nén nó lên áp suất cực cao để nạp vào ống rail. Một bộ phận cực kỳ quan trọng tích hợp trên bơm là van điều áp SCV (Suction Control Valve). Van SCV không điều khiển áp suất đầu ra mà điều khiển lượng nhiên liệu đầu vào buồng nén của bơm cao áp. Bằng cách điều chỉnh độ mở của van này, ECU có thể kiểm soát chính xác lượng nhiên liệu được nén, từ đó điều chỉnh áp suất trong ống rail theo yêu cầu của từng chế độ vận hành. Khi van SCV bị lỗi, nó có thể gây ra hiện tượng áp suất rail quá cao hoặc quá thấp, dẫn đến các mã lỗi như P0087 hoặc P0088.

3.2. Đặc điểm kim phun điện tử Ford Transit và ống rail

Kim phun điện tử Ford Transit là cơ cấu chấp hành cuối cùng và quan trọng nhất. Trên động cơ Duratorq 2.4L, loại kim phun Siemens/VDO (nay là Continental) thường được sử dụng. Đây là kim phun điều khiển bằng van điện từ (solenoid) hoặc áp điện (piezo), có khả năng đóng/mở hàng nghìn lần mỗi phút. Cấu tạo tinh vi này cho phép thực hiện các lần phun nhỏ (phun mồi) trước lần phun chính, giúp động cơ hoạt động êm dịu và đốt cháy nhiên liệu triệt để hơn. Trong khi đó, ống rail là một ống thép rèn chịu được áp suất cực cao. Nó không chỉ có nhiệm vụ phân phối nhiên liệu đều cho các kim phun mà còn có vai trò dập tắt các xung dao động áp suất sinh ra từ bơm cao áp, đảm bảo áp suất tại mỗi kim phun luôn ổn định. Trên ống rail còn được gắn cảm biến áp suất nhiên liệu và van giới hạn áp suất để đảm bảo an toàn.

IV. Cách chẩn đoán lỗi hệ thống nhiên liệu Ford Transit chính xác

Việc chẩn đoán lỗi hệ thống nhiên liệu Duratorq 2.4L đòi hỏi sự kết hợp giữa kinh nghiệm thực tế và việc sử dụng các thiết bị chẩn đoán hiện đại. Quy trình chẩn đoán chuyên nghiệp không chỉ dừng lại ở việc đọc và xóa mã lỗi mà cần đi sâu vào phân tích dữ liệu động (Live Data) để tìm ra nguyên nhân gốc rễ. Khi xe gặp các triệu chứng như khó khởi động, hao dầu, hoặc nổi đèn Check Engine, bước đầu tiên là kết nối máy chẩn đoán để đọc các mã lỗi DTC. Các mã lỗi phổ biến liên quan đến hệ thống này bao gồm P0087 (áp suất thấp), P0088 (áp suất cao), và các mã lỗi liên quan đến từng kim phun (P0201, P0202,...). Phân tích dữ liệu như áp suất rail mong muốn và áp suất rail thực tế, giá trị hiệu chỉnh lượng phun của từng kim (injector correction values) sẽ cung cấp những manh mối quan trọng. Ví dụ, nếu áp suất thực tế luôn thấp hơn áp suất mong muốn, vấn đề có thể nằm ở bơm cao áp Ford Transit hoặc có sự rò rỉ trong hệ thống.

4.1. Quy trình kiểm tra áp suất nhiên liệu và bơm cao áp

Để chẩn đoán lỗi hệ thống nhiên liệu liên quan đến áp suất, quy trình kiểm tra cần được thực hiện bài bản. Đầu tiên, sử dụng máy chẩn đoán để theo dõi thông số "Fuel Rail Pressure". So sánh giá trị thực tế và giá trị mong muốn ở các chế độ không tải, tăng tốc và tải nặng. Nếu có sự chênh lệch lớn, cần kiểm tra đường dầu hồi của kim phun. Nếu một kim phun có lượng dầu hồi nhiều bất thường, đó là dấu hiệu kim bị kẹt hoặc hỏng bên trong, gây mất áp suất nhiên liệu. Nếu dầu hồi kim phun bình thường, cần kiểm tra van điều áp SCV bằng cách kích hoạt nó qua máy chẩn đoán hoặc thay thử. Bước cuối cùng là kiểm tra hiệu suất của bơm cao áp Ford Transit. Việc này có thể thực hiện bằng cách đo áp suất tối đa mà bơm có thể tạo ra, hoặc kiểm tra bằng các thiết bị chuyên dụng trên bàn thử (test bench).

4.2. Hướng dẫn kiểm tra và phục hồi kim phun Ford Transit

Kiểm tra kim phun là một bước quan trọng. Ngoài việc kiểm tra dầu hồi, có thể phân tích dữ liệu "Injector Quantity Correction" trên máy chẩn đoán. Nếu giá trị này của một máy nào đó quá cao hoặc quá thấp (ví dụ ngoài khoảng ±5 mm³/stroke), kim phun đó đang có vấn đề. Phương pháp chính xác nhất là tháo kim phun và đưa lên máy cân chuyên dụng. Máy sẽ kiểm tra các thông số: lượng phun ở chế độ không tải, toàn tải, phun mồi, và lượng dầu hồi. Dựa trên kết quả này, kỹ thuật viên sẽ quyết định có nên phục hồi kim phun Ford Transit hay không. Quá trình phục hồi bao gồm việc tháo rời, vệ sinh bằng sóng siêu âm, thay thế các chi tiết mòn như van, đầu kim và sau đó cân chỉnh lại trên máy để đảm bảo kim hoạt động như mới. Việc phục hồi giúp tiết kiệm chi phí đáng kể so với thay thế kim phun mới.

V. Bí quyết bảo dưỡng hệ thống nhiên liệu diesel Duratorq 2

Để hệ thống nhiên liệu Duratorq 2.4L Ford Transit hoạt động bền bỉ và hiệu quả, việc bảo dưỡng hệ thống nhiên liệu diesel định kỳ là yếu tố không thể bỏ qua. Bảo dưỡng đúng cách không chỉ giúp ngăn ngừa các hư hỏng tốn kém mà còn duy trì hiệu suất động cơ và tiết kiệm nhiên liệu. Nguyên tắc cốt lõi của việc bảo dưỡng là đảm bảo nguồn nhiên liệu vào hệ thống luôn sạch. Các chi tiết như bơm cao áp và kim phun điện tử Ford Transit có các khe hở và lỗ phun cực nhỏ, rất nhạy cảm với cặn bẩn và nước. Chỉ một hạt bụi nhỏ cũng có thể gây tắc nghẽn hoặc làm mài mòn các bề mặt làm việc chính xác, dẫn đến các sự cố nghiêm trọng. Do đó, việc tuân thủ lịch trình thay thế các vật tư tiêu hao và sử dụng nhiên liệu, phụ gia chất lượng là bí quyết quan trọng nhất để kéo dài tuổi thọ của hệ thống nhiên liệu Common Rail.

5.1. Tầm quan trọng của việc thay lọc nhiên liệu Ford Transit định kỳ

Lọc nhiên liệu Ford Transit là tuyến phòng thủ đầu tiên và quan trọng nhất của toàn bộ hệ thống. Nó có nhiệm vụ ngăn chặn cặn bẩn, rỉ sét từ thùng chứa và đặc biệt là tách nước lẫn trong dầu diesel. Nước là kẻ thù số một của hệ thống Common Rail, vì nó gây oxy hóa các chi tiết chính xác bên trong bơm và kim phun, đồng thời làm giảm khả năng bôi trơn của dầu. Việc không thay lọc nhiên liệu định kỳ (thường sau mỗi 20.000 km hoặc theo khuyến nghị của nhà sản xuất) sẽ khiến lọc bị tắc, làm giảm áp suất cung cấp cho bơm cao áp, khiến xe bị yếu, khó khởi động. Nghiêm trọng hơn, khi lọc mất khả năng giữ cặn bẩn, các tạp chất sẽ đi thẳng vào bơm và kim phun, gây mài mòn và hư hỏng với chi phí sửa chữa rất cao.

5.2. Sử dụng nhiên liệu và phụ gia đúng cách để bảo vệ hệ thống

Chất lượng nhiên liệu diesel có ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ của hệ thống nhiên liệu Duratorq 2.4L. Nên sử dụng dầu diesel từ các cây xăng uy tín, đạt tiêu chuẩn để hạn chế hàm lượng lưu huỳnh và tạp chất. Việc đổ nhầm nhiên liệu hoặc sử dụng dầu kém chất lượng có thể phá hủy hệ thống chỉ sau một thời gian ngắn. Bên cạnh đó, việc sử dụng các dung dịch phụ gia vệ sinh hệ thống nhiên liệu định kỳ (sau mỗi 10.000 - 15.000 km) là một giải pháp hữu hiệu. Các chất phụ gia này giúp làm sạch muội carbon bám trong buồng đốt và trên đầu kim phun, cải thiện dạng tia phun, giúp quá trình cháy diễn ra sạch và hiệu quả hơn. Đây là một phần quan trọng trong quy trình bảo dưỡng hệ thống nhiên liệu diesel hiện đại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan hệ thống nhiên liệu động cơ diesel Hệ thống nhiên liệu 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 sản xuất 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. Tập trung vào giải quyết các vấn đề: - Tăng tốc độ phun để làm giảm 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 hệ thống nhiên liệu 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 hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel. 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, hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel được trang bị trên các dòng xe như :xe khách ,xe tải, xe du lịch,…những dòng xe này đang được sản xuất và sử dụng rất thông dụng tại Việt Nam và đang mang lại những hiệu quả tích cực cả về tính kinh tế và khả năng bảo vệ môi trường. SVTH: Lê Hồng Trung GVHD: TS. Lê Minh Tiến 2 Khảo sát hệ thống cung cấp nhiệu liệu động cơ Duratorq 2.4l trên xe Ford Transit Bảng1.1 Bảng so sánh hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel dùng bơm cao áp thẳng hàng và hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel Common Rail Bơm VE, thẳng hàng Common Rail System Hệ thống Kiểm soát lượng phun Bơm (Điều tốc) ECU động cơ, Vòi phun (TWV) Kiểm soát thời gian Bơm (Cảm biến thời gian) ECU động cơ, Vòi phun (TWV) phun Tăng áp suất Bơm ECU động cơ, Bơm cao áp Bộ phân phối Bơm ECU động cơ, Ống Rail Kiểm soát áp suất phun Phụ thuộc tốc độ và lượng ECU động cơ, Bơm cao áp (SCV) phun Vì những lý do trên em chọn đề tài "Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel động cơ Duratorq 2.4l trên xe Ford Transit 2019 " để làm đề tài tốt nghiệp.

Nhiệm vụ và yêu cầu 1.Nhiệm vụ của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diesel Dự trữ nhiên liệu đảm bảo cho động cơ làm việc liên tục trong một khoảng thời gian nhất định, không cần cấp thêm nhiên liệu; lọc sạch nước, tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu; giúp nhiên liệu chuyển động thông thoáng trong hệ thống. SVTH: Lê Hồng Trung GVHD: TS. Lê Minh Tiến 3 Khảo sát hệ thống cung cấp nhiệu liệu động cơ Duratorq 2.4l trên xe Ford Transit Cung cấp nhiên liệu cho động cơ đảm bảo tốt các yêu cầu sau: - Lượng nhiên liệu cung cấp cho mỗi chu trình phải phù hợp với chế độ làm việc của động cơ. - Phun nhiên liệu vào đúng thời điểm, đúng quy luật mong muốn.

- Lưu lượng nhiên liệu vào xi lanh phải đồng đều. - Phải phun nhiên liệu vào xi lanh qua lỗ phun nhỏ với chênh áp lớn phía trước và sau lỗ phun, để nhiên liệu được xé tơi tốt. Các tia nhiên liệu phun vào xi lanh 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 và với cường độ và phương hướng chuyển động của môi chất trong buồng cháy để hòa khí được hình thành nhanh và đều.Yêu cầu đối với hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diesel Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diesel phải thỏa mãn các yêu cầu sau: - Hoạt động lâu bền, có độ tin cậy cao. - Dễ dàng và thuận tiện trong sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa.

- Dễ chế tạo, giá thành hạ. Sơ đồ hệ thống Trên hình 2.1 là sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ diesel. Bơm chuyển nhiên liệu 4 hút nhiên liệu từ thùng nhiên liệu 1 qua bình lọc thô 3 vào bơm rồi cung cấp nhiên liệu qua bình lọc tinh 11, tới bơm cao áp 5. Lúc này, bơm cao áp 5 đẩy nhiên liệu đi tiếp vào đường cao áp 6, tới vòi phun 7 để phun vào buồng cháy động cơ.

Nhiên liệu dư thừa trong bơm cao áp qua đường dầu hồi về thùng chứa và tới cửa hút của bơm chuyển nhiên liệu. Một phần nhiên liệu rò rỉ trong vòi phun 7 (khoảng 0,02% nhiên liệu phun vào xi lanh) đi theo đường dầu hồi trở về thùng nhiên liệu. Không khí từ ngoài trời vào qua bình lọc rồi vào ống nạp, đi qua xupap nạp đi vào động cơ, hòa trộn với nhiên liệu được bơm qua vòi phun tạo thành hòa khí cháy. Trong quá trình nén, các xupap hút và xả đều đóng kín, khi piston đi lên thì không khí trong xi lanh bị nén.

Piston càng tới sát điểm chết trên, không khí bên trên piston bị chèn chui vào phần khoét lõm ở đỉnh piston, tạo ra ở đây dòng khí xoáy lốc hướng kính ngày càng mạnh. Cuối quá trình nén, nhiên liệu được phun vào dòng xoáy lốc này, được xé nhỏ, sấy nóng, bay hơi và hòa trộn đều với không khí tạo ra hòa khí rồi bốc cháy. SVTH: Lê Hồng Trung GVHD: TS. Lê Minh Tiến 4 Khảo sát hệ thống cung cấp nhiệu liệu động cơ Duratorq 2.4l trên xe Ford Transit Hình 1.1 – Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ diesel 1- Thùng nhiên liệu; 2,12- Ống nhiên liệu thấp áp; 3- Bình lọc thô; 4- Bơm chuyển; 5- Bơm cao áp; 6- Đường dầu cao áp; 7- Vòi phun ; 8,10- Đường dầu hồi; 9- Đường dầu vào bơm cao áp; 11- Bầu lọc tinh;.

Đặc điểm hình thành hòa khí bên trong động cơ diesel 1.Đặc điểm Có 2 đặc điểm sau: - Hòa khí hình thành bên trong xi lanh động cơ với thời gian rất ngắn, tính theo góc quay trục khuỷu chỉ bằng 1/10 đến 1/20 so với trường hợp của động cơ xăng. Ngoài ra, nhiên liệu diesel lại khó bay hơi hơn xăng nên phải được phun thật tơi và hòa trôn đều trong không gian buồng cháy. Vì vậy, phải tạo điều kiện để nhiên liệu được sấy nóng, bay hơi nhanh và hòa trộn đều với không khí trong buồng cháy nhằm tạo ra hòa khí. Mặt khác, phải đảm bảo cho nhiệt độ không khí trong buồng cháy tại thời gian phun nhiên liệu phải đủ lớn để hòa khí có thể tự bốc cháy.

- Quá trình hình thành hòa khí và quá trình bốc cháy nhiên liệu của động cơ diesel chồng chéo lên nhau. Sau khi phun nhiên liệu, trong buồng cháy diễn ra một loạt thay đổi về lý hóa của nhiên liệu, sau đó phần nhiên liệu phun và trước đã tạo ra hòa khí, tự bốc cháy, trong khi nhiên liệu vẫn được phun tiếp, cung cấp cho xi lanh của động cơ. Như vậy, sau khi đã cháy một phần, hòa khí vẫn tiếp tục được hình thành, và thành phần hòa khí thay đổi liên tục trong không gian và suốt thời gian của quá trình.Những đặc trưng của động cơ diesel SVTH: Lê Hồng Trung GVHD: TS. Lê Minh Tiến 5 Khảo sát hệ thống cung cấp nhiệu liệu động cơ Duratorq 2.4l trên xe Ford Transit Do thời gian hình thành hòa khí bên trong ngắn, làm cho chất lượng hòa trộn rất khó đạt được mức độ đồng đều, vì vậy động cơ có những đặc trưng sau: - Trong quá trình nén, bên trong xi lanh chỉ là không khí, do đó có thể tăng tỉ số nén ε, qua đó làm tăng hiệu suất động cơ, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi làm tăng nhiệt độ môi chất giúp hòa khí dễ tự bốc cháy.

- Đường nạp chỉ có không khí nên không cần để ý đến vấn đề sấy nóng, bay hơi của nhiên liệu trên đường nạp như động cơ xăng. Có thể dùng đường nạp có kích thước lớn, ít gây cản và không cần sấy nóng với cấu tạo đơn giản. - Có thể dùng hòa khí rất nhạt trong buồng cháy (do tính hòa trộn không đều của hòa khí) nên có thể sử dụng cách điều chỉnh chất (tức chỉ điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho chu trình mà không điều chỉnh lưu lượng không khí) khi cần thay đổi tải của động cơ. - Động cơ diesel có một mặt bất lợi (do tính chất hòa trộn không đều tạo ra) là: bị hạn chế về khả năng giảm α (tức là không thể sử dụng hết không khí thừa trong buồng cháy để đốt thêm nhiên liệu) và khả năng nâng cao tốc độ động cơ (do tốc độ cháy của hòa khí không đều chậm hơn).

Những hạn chế trên đã làm cho công suất lít (công suất đơn vị) của động cơ diesel nhỏ hơn so với động cơ xăng.Phân loại hình thành hòa khí trong động cơ diesel Dựa vào vị trí bay hơi của nhiên liệu chia thành: - Hình thành hòa khí kiểu không gian: nhiên liệu được phun tơi vào không gian buồng cháy, được sấy nóng, bay hơi và hòa trộn đều với không khí tại đây, tạo thành hòa khí. - Hình thành hòa khí trên bề mặt: nhiên liệu được phun và tráng thành màng trên bề mặt thành buồng cháy, được sấy nóng, bay hơi tại đây để hòa trộn với không khí. - Hình thành hòa khí kiểu hỗn hợp: theo yêu cầu của các chế độ vận hành khác nhau, một phần nhiên liệu được hình thành hòa khí theo kiểu không gian, còn một phần hình thành trên bề mặt buồng cháy. Dựa vào nhân tố điều khiển, sự hình thành hòa khí chia thành: - Phun trực tiếp, hình thành hòa khí chủ yếu dựa vào sự phối hợp giữa chất lượng phun sương của nhiên liệu với hình dạng buồng cháy, tác dụng phụ là vận động xoáy lốc của dòng khí nạp và dòng khí chèn cuối quá trình nén.

- Kiểu xoáy lốc, hình thành hòa khí chủ yếu dựa vào sự phối hợp giữa chuyển động xoáy lốc của dòng môi chất đi vào buồng cháy phụ và tia nhiên liệu trong buồng cháy, SVTH: Lê Hồng Trung GVHD: TS. Lê Minh Tiến 6 Khảo sát hệ thống cung cấp nhiệu liệu động cơ Duratorq 2.4l trên xe Ford Transit ngoài ra còn dựa vào cường độ dòng môi chất từ buồng cháy phụ phun ra sau khi bốc cháy kết hợp với hình dạng buồng cháy chính.