Chương 1 Tổng quan: Chương này nhóm chúng em sẽ nêu lên lý do tiếp cận đề tài và mục tiêu của nhóm hướng đến. - Chương 2 Khái quát về hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ Hyundai Santafe: Chương này nhóm chúng em mô phỏng động cơ trên phần mềm và liệt kê cấu tạo, các thành phần có trong hệ thống Common Rail. - Chương 3 Phần mềm AVL Boost Hydsim: Chương này nhóm sẽ giới thiệu và hướng dẫn cách sử dụng phần mềm. - Chương 4 Ứng dụng AVL Boost Hydsim mô phỏng hệ thống Common Rail trên động cơ Hyundai Santefe: Chương này nhóm chúng em tạo mô hình Common Rail trên phần mềm, tiến hành thực nghiệm các trường hợp mà nhóm đã giả lập và đánh giá các kết quả mà nhóm đã thu thập được.
- Chương 5 Kết luận và kiến nghị: Chương này nhóm sẽ trình bày hạn chế và hướng phát triển đề tài ngoài ra còn có các kiến nghị đến khoa liên quan đến đề tài. 3 CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL ĐỘNG CƠ HYUNDAI SANTAFE 2. Khái quát về động cơ D4HB Động cơ Diesel 2.2L Hyundai D4HB hay 2.2 CRDi được lắp ráp tại Hàn Quốc từ năm 2009 và được lắp đặt trên nhiều mẫu xe ăn khách như Sorento, Santafe hay Carnival. Vật liệu làm thân máy động cơ D4HB là gang graphit được nén chặt cung cấp độ bền cao hơn, nó cũng giúp giảm rung và tăng hiệu suất hệ thống truyền lực lên tới 15% .Để giảm rung, có một trục cân bằng thấp hơn được lắp bên trong vỏ khung ,thang cứng được gắn ở phía dưới cùng của khối động cơ 2.
Đầu 16 van DOHC mới có thiết kế nhẹ với trục cam kép dẫn động bằng xích để giảm rung ở tốc độ RPM cao hơn. Hệ thống van được trang bị bộ cam thủy lực (không cần điều chỉnh khe hở). Động cơ sử dụng hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp Common Rail (CRDi) thế hệ thứ 3 của Bosch với kim phun điện tử tạo ra áp suất rất cao (lên đến 1800 bar). Để khai thác công suất tối đa và giảm thiểu hiệu ứng trễ turbo, động cơ 2.2 CRDi được trang bị bộ tăng áp biến thiên hình học được quản lý điện tử (e-VGT).
Để đáp ứng các quy định khí thải ngày càng hướng đến tính bảo vệ môi trường (Euro 5 và tiếp theo) ngoài hệ thống tuần hoàn khí thải, các kỹ sư cũng phải giải quyết các câu hỏi giảm trọng lượng, sử dụng vật liệu nhựa cho một vài linh kiện để tăng khả năng cạnh tranh. Các kỹ sư của Hyundai đã sử dụng nhựa để làm mỏng. Có nắp đầu xi-lanh bằng nhựa, vỏ bộ lọc dầu, ống nạp để giảm trọng lượng mà vẫn giữ được độ bền – điều này cũng giúp giảm mức tiêu thụ nhiên liệu. Các quy định Euro 5+ nghiêm ngặt hơn yêu cầu động cơ phải lắp đặt DPF và hệ thống tuần hoàn khí thải (EGR).1 Thông số kỹ thuật động cơ D4HB STT Các thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị 1 Tên động cơ D4HB 4 xy lanh, 4 kỳ 2 Số vòng quay lớn nhất N [v/ph] 3800 3 Tỷ số nén Ε [-] 16:1 4 Đường kính xy lanh D [mm] 85.4 5 Hành trình piston S [mm] 96 6 Phương thức bôi trơn Bằng dầu 7 Phương thức làm nguội Làm mát bằng nước 8 Kích thước (AxBxH) [mm] 4905-1885-1685 2.
Hệ thống Common Rail trên xe Hyundai Santafe Hình 2.1 Hệ thống Common Rail trên động cơ Diesel 2.2l của Hyundai Santafe Bảng 2.2 Thông số động cơ Loại Diesel 2.2l Dung tích xi lanh (cc) 2.199 Đường kính xi lanh và hành trình piston (mm) 85,4 x 96,0 Tỉ số nén 16:1 Công suất cực đại (kw/rpm) 147 (197 ps)/3.800 Mô men xoắn cực đại (Nm/rpm) 440(325 lb - ft)/1.2 Sơ đồ hệ thống Common rail trên xe Hyundai Santafe 1.Cảm biến lưu lượng khí nạp; 2.Ống phân phối; 5.Cảm biến vị trí trục khủy; 7.Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 8.Lọc nhiên liệu; 9.Cảm biến vị trí bàn đạp ga; Hệ thống Common rail có thể được phân ra làm các phần: Hình 2.3 Các bộ phận của hệ thống Common Rail 6 1.Thùng nhiên liệu; 2.Các đường ống áp suất thấp; 6.Các đường ống áp suất cao; 8.Ống phân phối;9. Cấu tạohệ thống nhiên liệu Common Rail Động cơ Hyundai Santafe 2. Thùng nhiên liệu Thùng nhiên liệu là nơi chứa và duy trì nhiên liệu, đảm bảo rằng luồng nhiên liệu sẽ được cung cấp một cách liên tục và ổn định đến các bộ phận khác của hệ thống. Trong hệ thống Common Rail, vị trí thùng nhiên liệu thường nằm ở sau xe, thùng nhiên liệu được chế tạo từ vật liệu chống ăn mòn và chịu được áp suất cao để đảm bảo an toàn và hoạt động tốt trong quá trình vận hành.
Lọc nhiên liệu Hình 2.4 Cấu tạo lọc nhiên liệu 1.Nắp bầu lọc; 2.Đường dầu vào; 3.Phần giấy lọc; 4.Bọng chứadầu sau khi lọc; 5.Phần chứanước có lẫn trong dầu; 6.Thiết bị báomực nước trong bầu; 7.Đường dầu ra; Việc lọc nhiên liệu đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ các thành phần của hệ thống và đảm bảo hiệu suất và độ bền của động cơ. Bộ lọc chất rắn và bộ lọc nước là hai loại bộ lọc chính được sử dụng để loại bỏ tạp chất và nước không mong muốn. Bơm cung cấp nhiên liệu Bơm có nhiệm vụ cung cấp áp suất cao và đáng tin cậy để đẩy nhiên liệu đến các béc phun của động cơ. Bơm nhiên liệu hoạt động điện tử và được điều khiển bởi hệ thống điện tử của xe.
Nó đảm bảo nhiên liệu được phun vào đúng thời điểm và với áp suất chính xác.5 Cấu tạo bơm cung cấp 1.Đường nhiên liệu vào; 3.Cuộn dây tạotừ; 5.Van giới hạn áp suất; 8.Đường nhiên liệu ra; 9.Van một chiều; 10.Vỏ đĩa; Khi dòng điện chạy qua cuộn dây tạo từ. Rotor bơm được kích hoạt và bắt đầu quay. Đặc biệt đĩa quay được thiết lập lệch tâm so với rotor bơm, tạo ra một tác động đặc biệt cho cơ chế hoạt động. Trên bề mặt của đĩa, chúng ta có thể thấy rất nhiều rãnh được khắc sâu.
Điều đặc biệt là mỗi rãnh được trang bị một con lăn có khả năng di chuyển tự do. Điều này tạo ra một hệ thống độc đáo trong quá trình hoạt động của bơm. Khi nguồn nhiên liệu được hút thông qua một khe hở đường nạp, buồng bơm bắt đầu hoạt động. Buồng bơm được hình thành từ không gian giữa vỏ đĩa bơm, đĩa quay và các con lăn.
Quá trình làm việc này là một sự kết hợp khéo léo giữa các thành phần để đảm bảo hiệu suất tối đa của bơm. 8 Khi rotor bơm quay và kéo theo đĩa bơm, sự lực quán tính xuất hiện. Lực này làm cho các con lăn bị đẩy ra và áp sát vào vỏ đĩa. Do áp lực này, nhiên liệu trong buồng bơm bị đẩy ra một cách mạnh mẽ, đi qua các rãnh và cuối cùng được đưa ra ngoài.1 Động cơ Hyundai Santafe D4HB sử dụng loại bơm cao áp CP4.1 của Bosch, được giới thiệu vào năm 2000 để bắt đầu công việc nghiên cứu.
Sau loạt bơm cao áp CP3, loại bơm cao áp tiếp theo được đặt tên là CP4, dự án này được hoàn thành vào mùa hè năm 2003. Thử nghiệm trên máy kéo dài 2.000 giờ của bơm cao áp CP4 được thực hiện vào mùa hè năm 2005.Bắt đầu sản xuất thử nghiệm vào đầu năm 2006. Bosch tự tin vào độ an toàn của bơm cao áp thế hệ mới của họ, chiếc Audi R10 TDI, người chiến thắng trong cuộc đua Le Mans 2006, đã được trang bị loại bơm này.7 Cấu tạo của bơm cao áp CP4.1 So với thế hệ trước, thiết kế của bơm đã được đơn giản hóa bằng cách giảm số lượng thành phần và vỏ của bơm được làm bằng nhôm. Nhiên liệu cao áp được hình thành trong bơm và là dòng chảy trực tiếp qua đường ống cao áp đến ống phân phối dẫn nhiên liệu áp suất cao.
Piston được điều khiển bởi một con lăn cam. Tốc độ dòng chảy của bơm được điều chỉnh bởi van định lượng nằm trong thân bơm. Bơm có lắp mặt bích và một bánh răng trên trục bơm. Điều này làm cho việc lắp bơm vào khối động cơ và chuyển ổ đĩa từ bánh răng dễ dàng hơn.
Thông qua van định lượng, nhiên liệu đi vào vùng áp suất cao của động cơ. Các cam của trục truyền động dẫn động pít tông bơm theo chuyển động tịnh tiến. Với chuyển động quay trở lại của pít tông, thể tích của buồng nén tăng lên. Vì lý do này, áp suất trong buồng nén giảm xuống so với áp suất của nhiên liệu trong vỏ bơm.
Áp suất chênh lệch này làm cho van nạp mở ra và nhiên liệu chảy vào buồng nén. Sau khi pít tông bắt đầu di chuyển về phía trước, áp suất trong buồng nén tăng lên và van đầu vào đóng lại. Ngay khi áp suất trong buồng nén vượt quá áp suất trong đường ray, van xả (kiểm tra) sẽ mở ra và nhiên liệu bắt đầu chảy vào đường ray. Van định lượng nhiên liệu được tích hợp trong bơm cao áp.
Nó kiểm soát việc cung cấp nhiên liệu cho mạch áp suất cao tùy thuộc vào nhu cầu của động cơ. Áp suất tối đa của CP4 là 1800 bar 10 Đường kính piston: 6,5 mm Hành trình piston: phụ thuộc vào kích thước cam, giá trị tối đa: 7,5 mm Thể tích hành trình của một phần tử định lượng (giá trị tối đa): 248 mm3 Tỷ lệ truyền động của trục nạp và trục chính của động cơ đối với động cơ 4 xi- lanh thẳng hàng: 1:1 Truyền động trục bơm: có thể là truyền động đai, xích hoặc truyền động bánh răng Chất liệu vỏ bơm: nhôm 2. Kim phun CRI2-20 của Bosch được sử dụng trong động cơ D4HB Thời điểm phun và lượng nhiên liệu phun vào xy lanh được điều khiển bởi các kim phun điều khiển điện.8 Cấu tạo kim phun a. Kim phun đang đóng b.
Kim phun đang mở 11 1. Nhiên liệu hồi về; 2. Giắt nối điện; 3. Vị trí nhiên liệu được cấp đến từ ống phân phối; 5.
Lỗ cấp nhiên liệu; 8. Buồng điều khiển van; 9. Piston điều khiển van; 10. Nhiên liệu cấp đến lỗ tia; 11.
Đót kim Hoạt động của kim phun: Theo tín hiệu từ ECM, kim phun sẽ tiếp nhận và di chuyển lên để phun nhiên liệu vào buồng đốt của động cơ. Nhiên liệu sẽ được phun vào buồng đốt dưới dạng sương nhẹ, gặp môi trường có nhiệt độ và áp suất cao trong buồng đốt, nhằm tránh va chạm trực tiếp với thành xi-lanh và đỉnh piston. Cấu trúc đặc biệt của buồng đốt được thiết kế để tạo điều kiện hòa trộn hơi nhiên liệu với không khí, trong một môi trường có áp suất và nhiệt độ cao, tạo thành một hỗn hợp tự bốc cháy.