TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

BÁO CÁO
HỆ THỐNG PHUN DẦU ĐIỆN TỬ TRÊN DÒNG XE HYUNDAI
COMMON RAIL DIESEL INJECTION

SVTH:

MSSV

Trần Lê Trung Hiếu

20142165

Nguyễn Đình Phát

20145131

KHĨA: 2020
NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ơ TƠ
GVHD: PGS.TS ĐÕ VĂN DŨNG

Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 10 năm 2022
i


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

BÁO CÁO

HỆ THỐNG PHUN DẦU ĐIỆN TỬ TRÊN DÒNG XE HYUNDAI
COMMON RAIL DIESEL INJECTION

SVTH:

MSSV

Trần Lê Trung Hiếu

20142165

Nguyễn Đình Phát

20145131

KHĨA: 2020
NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ơ TƠ
GVHD: PGS.TS ĐÕ VĂN DŨNG

Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 10 năm 2022

ii


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

*******
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 10 năm 2022


NHIỆM VỤ BÁO CÁO
Họ và tên sinh viên:

MSSV:

1. Trần Lê Trung Hiếu

20142165

2. Nguyễn Đình Phát

20145131

Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật Ơ tơ
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Đỗ Văn Dũng
Ngày nhận đề tài: 10/10/2022

Ngày nộp đề tài: 20/10/2022

1. Tên đề tài: Tiểu Luận Hệ thống phun dầu điện tử trên dòng xe Hyundai
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
3. Nội dung thực hiện đề tài:
4. Sản phẩm:
TRƯỞNG NGÀNH

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

iii



CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập-Tự do- Hạnh phúc






PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên sinh viên: Trần Lê Trung Hiếu
Nguyễn Đình Phát

MSSV: 20142165
MSSV: 20145131

Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Tên đề tài: Tiểu Luận Hệ thống phun dầu điện tử trên dòng xe Hyundai
Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: ......................................................................................
..........................................................................................................................................
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2. Ưu điểm:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
3. Khuyết điểm:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
4. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
...........................................................................................................................................
5. Đánh giá xếp loại: .............................................................................................................
...........................................................................................................................................
6. Điểm: .................... (Bằng chữ ........................................................................................ )
Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 10 năm 2022
Giáo viên hướng dẫn
( Ký & ghi rõ họ và tên)
iv


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập-Tự do- Hạnh phúc






PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Họ và tên sinh viên: Trần Lê Trung Hiếu
Nguyễn Đình Phát

MSSV: 20142165
MSSV: 20145131

Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Tên đề tài: Tiểu Luận Hệ thống phun dầu điện tử trên dòng xe Hyundai
Họ và tên Giáo viên phản biện: ......................................................................................

..........................................................................................................................................
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2. Ưu điểm:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
3. Khuyết điểm:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
4. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
...........................................................................................................................................
5. Đánh giá xếp loại: .............................................................................................................
...........................................................................................................................................
6. Điểm: .................... (Bằng chữ ........................................................................................ )
Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 10 năm 2022
Giáo viên phản biện
( Ký & ghi rõ họ và tên)
v


Mục Lục
BÁO CÁO ............................................................................................................................ i
BÁO CÁO ........................................................................................................................... ii
NHIỆM VỤ BÁO CÁO .................................................................................................... iii
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ............................................... iv
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ................................................... v

Mục Lục ............................................................................................................................. vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH .............................................................................................. viii
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. x
Lời nói đầu ......................................................................................................................... 1
Chương 1: Tổng quan về hệ thống phun dầu điện tử- Common Rail Diesel ............... 3
1.1. Lịch sử phát triển của hệ thống DIESEL ............................................................... 4
1.2. Cấu tạo của hệ thống ............................................................................................... 7
1.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống phun dầu điện tử Common Rail .................... 8
1.4. Những thành phần căn bản của hệ thống nhiên liệu common rail diesel ......... 10
1.5. Một số chi tiết của hệ thống ................................................................................... 11
1.5.1. Bơm tiếp vận ..................................................................................................... 11
1.5.2. Bơm cao áp ....................................................................................................... 12
1.5.3. Ống phân phối: ................................................................................................. 12
1.5.4. Vòi phun:........................................................................................................... 13
1.6. Các cảm biến trong hệ thống phun dầu điện tử Common Rail: .......................... 14
1.6.1. Cảm biến áp suất nhiên liệu: ............................................................................ 14
1.6.2. Cảm biến tốc độ động cơ .................................................................................. 15
1.6.3. Cảm biến bàn đạp ga ........................................................................................ 15
1.6.4. Cảm biến lưu lượng khí nạp ............................................................................. 16
1.6.5. Các chức năng .................................................................................................. 16
1.7. Ưu nhược điểm của Common Rail Diesel ............................................................ 17
Chương 2: Hệ thống phun dầu điện tử- Common Rail Diesel lắp trên dòng xe
HYUNDAI ........................................................................................................................ 20
2.1. Sơ đồ tổng quát hê ̣thống ....................................................................................... 20
2.2. Các đăc đểm của hê ̣thống ..................................................................................... 21
2.3. Nguyên lý làm viêc của hê ̣thống ........................................................................... 22
vi


2.4. Khối áp suất thấp .................................................................................................... 22

2.4.1. Bơm chuyển nhiên liệu: Áp suất bơm thấp áp từ 2÷3 bar. ............................... 22
2.4.2. Lọc nhiên liệu.................................................................................................... 24
2.5. Khối áp suất cao ..................................................................................................... 25
2.5.1. Bơm cao áp ....................................................................................................... 25
2.5.2. Đường ống dẫn nhiên liệu cao áp .................................................................... 27
2.5.3. Ống rail (ống phân phối) .................................................................................. 27
2.5.4. Vòi phun ............................................................................................................ 28
2.6. Khối cơ – điện tử. ................................................................................................... 32
2.6.1. Van điều khiển áp suất chung ........................................................................... 32
2.6.2. Van điều chỉnh lưu lượng nhiên liệu (IMV ): ................................................... 34
2.6.3. Cảm biến áp suất ống rail (rail pressure sensor). ............................................ 35
2.6.4. Cảm biến nhiệt độ ............................................................................................. 38
2.6.5. Cảm biến lưu lượng khí nạp: Dùng để đo lưu lượng khơng khí nạp vào
buồng đốt. ................................................................................................................... 42
2.6.6. Cảm biến áp suất tăng áp. ................................................................................ 43
2.6.7. Cảm biến trục khuỷu: Dùng xác định vị trí trục khuỷu nhờ xung cảm biến. .... 44
2.6.8. Cảm biến vị trí trục cam: Dùng xác định kỳ cuối nén đầu nổ của từng máy.... 45
2.6.9. Cảm biến bàn đạp ga (APS). ............................................................................ 46
2.6.10. Module điều khiển ECM ( Electronic Control Module ). ............................... 47
Chương 3: Kết Luận........................................................................................................ 50

vii


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Cấu tạo hệ thống phun dầu điện tử Commonrail Toyota .....................7
Hình 1.2. Mạch áp suất hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel. .............................. 10
Hình 1.3. Các cảm biến cung cấp tín hiệu phục vụ quá trình điều khiển kim phun. ... 11
Hình 1.4. Ống phân phối Common Rail.............................. Error! Bookmark not defined.
Hình 1.5. Kim phun nhiên liệu. ........................................... Error! Bookmark not defined.

Hình 1.6. Cấu tạo của kim phun cao áp Common Rail Diesel.Error!
defined.

Bookmark

not

Hình 1.7.Cảm biến áp suất nhiên liệu trong hệ thống phun dầu điện tử Common Rail
............................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 1.8. Cảm biến tốc độ động cơ...................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 1.9. Cảm biến bàn đạp ga ........................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 1.10. Cảm biến lưu lượng khí nạp ............................. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.1 Sơ đồ hê ̣thống Common rail Bosch trên xe du lịch của HUYNDAI. ...... Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.2. Cấu tạo bơm thấp áp loại CP1 ............................ Error! Bookmark not defined.
Hình 3.3. Sơ đồ nguyên lý làm viêc của bơm thấp áp loại CP1Error!
defined.

Bookmark

not

Hình 3.4. Sơ đồ cấu tạo và sơ đồ nguyên lý làm viêc của bơm thấp áp loại CP3.... Error!
Bookmark not defined.
Hình 2.5. Cấu tạo bộ lọc tinh. .............................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.6. Cấu tạo bơm cao áp loại 3 piston kiểu Bosch của KIA.Error! Bookmark not
defined.
Hình 2.7. Nguyên lý làm việc của bơm cao áp 3 piston kiểu BoschError! Bookmark not
defined.
Hình 2.8: Bình tích áp .......................................................... Error! Bookmark not defined.

Hình 2.9. Cấu tạo kim phun................................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.10. Q trình cấp, đóng nhiên liệu. ........................ Error! Bookmark not defined.
Hình 2.11. Đầu kim lỗ tia hở .............................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.12. Cấu tạo van điều khiển áp suất chung.............. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.13. Van IMV ............................................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.14. Cấu tạo cảm biến áp suất ống rail..................... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.15. Mạch điện điều khiển cảm biến áp suất ống rail.Error!

Bookmark

not
viii


defined.
Hình 2.16. Đồ thị tỷ lệ thuận giữa áp suất và điện thế ra của cảm biến áp suất ống rail
............................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.17.Cảm biến nhiệt độ. .............................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.18: Vị trí cảm biến nước làm mát............................ Error! Bookmark not defined.
Hình 2.19. Mạch điện của cảm biến nhiệt độ nước làm mátError!
defined.
Hình 2.20: Đường đặc tính cảm biến nhiệt độ nước làm mát.Error!
defined.

Bookmark
Bookmark

not
not


Hình 2.21. Vị trí, cấu tạo cảm biến nhiệt độ nhiên liệu. .... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.22. Vị trí cảm biến lưu lượng khí nạp. .................... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.23. Sơ đồ cấu tạo cảm biến lưu lượng khí nạp. ...... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.24. Cảm biến áp suất tăng áp. ................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.25. Cấu tạo cảm biến trục khuỷa............................. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.26. Mạch điện điều khiển cảm biến trục khuỷu ..... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.27.Vị trí và hình dạng cảm biến vị trí trục cam ...... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.28. Mạch điều khiển cảm biến trục cam ................. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.29. Cảm biến bàn đạp ga ......................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.30. Đường đặc tính cảm biến bàn đạp ga. .............. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.31. Cấu tạo ECM ...................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.22. Nguyên lý hoạt động của ECM. ........................ Error! Bookmark not defined.

ix


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] News.oto-hui.com “Hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel” [22.12.2021
2:07 pm]
/>[truy cập 19/10/2022]
[2] Vijay Tharad “ELECTRONIC COMMON RAIL DIRECT INJECTION
FUEL SYSTEM - THE NEW WAY” [17/8/2017]
/>[truy cập 19/10/2022]
[3] Trần Tuấn Dũ “Hệ thống phun dầu điện tử Common Rail Toyota” [11/3/2018]
/>[truy cập 20/10/2022]
[4] Tài liệu hệ thống nhiên liệu của hãng KIA-HUYNDAI

[5]Diesel Engine Management Systems and Components Bosch
ProfessionalAutomotive Information.
x



[6] Service Manual Common Rail System by Denso Corporation.

xi


Lời nói đầu
Trong giai đoạn hiện nay ngành ơtơ có vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế
quốc dân, ôtô được sử dụng trong nhiều ngành kinh tế như: vận tải, xây dựng, du
lịch… Cùng với sự phát triển vượt bậc của mình ngành cơng nghệ ơtơ ngày càng
khẳng định vai trị quan trọng khơng thể thiếu trong sự phát triển của một quốc
gia.
Nhờ sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật và công nghệ, ngành ôtô
đã khơng ngừng tự làm mới mình để đáp ứng được những yêu cầu bức thiết trong
vấn đề sử dụng. Ngành ôtô đã có những bước tiến bộ vượt bậc về thành tựu kỹ
thuật mới như: Điều khiển điện tử và kỹ thuật bán dẫn cũng như các phương pháp
tính tốn hiện đại… đều được áp dụng trên ôtô. Khả năng cải tiến, hoàn thiện và
nâng cao để đáp ứng mục tiêu chủ yếu về tăng năng suất, vận tốc, tải trọng có ích,
tăng tính kinh tế, giảm cường độ cho người lái, tính tiện nghi sử dụng cho khách
hàng và giảm tối ưu lượng nhiên liệu. Trong các ngành công nghiệp mới đang
được nhà nước chú trọng, đầu tư phát triển thì cơng nghiệp ơtơ là một trong những
ngành tiềm năng. Do sự tiến bộ về khoa học công nghệ nên q trình cơng nghiệp
hóa, hiện đại hố phát triển một cách ồ ạt, tỉ lệ ô nhiễm nguồn nước và khơng khí
do chất thải cơng nghiệp ngày càng tăng. Các nguồn tài nguyên thiên nhiên như:
Than, đá, dầu mỏ. . . bị khai thác bừa bãi nên ngày càng cạn kiệt. Điều này đặt ra
bài tốn khó cho ngành động cơ đốt trong nói chung và ơtơ nói riêng, đó là phải
đảm bảo chất lượng khí thải và tiết kiệm nhiên liệu. Các hãng sản xuất ôtô như
FORD, TOYOTA, MESCEDES, KIA-HUYNDAI... đã có rất nhiều cải tiến về
mẫu mã, kiểu dáng cũng như chất lượng phục vụ của xe, nhằm đảm bảo an toàn

cho người sử dụng, tiết kiệm nhiên liệu và giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường do

1


khí thải. Để đáp ứng được những u cầu đó thì các hệ thơng điều khiển trên ơtơ
nói chung và động cơ nói riêng phải có sự hoạt động an tồn, chính xác, đúng lúc,
đúng thời điểm, bền, đẹp, rẻ… Do vậy mà các hệ thống điều khiển bằng cơ khí đã
khơng cịn đáp ứng được và thay thế vào đó là các hệ thống điều khiển bằng điện
tử như: Hệ thống phun xăng điện tử, phun dầu điện tử hệ thống chống bó cứng
phanh ABS... Chúng hoạt động được là nhờ các cảm biến giám sát mọi tình trạng
hoạt động của ôtô và đưa về bộ điều khiển trung tâm (ECM). Bộ điều khiển này
có kết cấu phức tạp, hiện đại. Nó nhận các tín hiệu từ cảm biến, tổng hợp lại, xử
lý và đưa ra các tín hiệu điều khiển các hệ thống trên xe một cách chính xác. Việc
giảm tối ưu lượng nhiên liệu mà công suất của động cơ vẫn đảm bảo đang là vấn
đề bức thiết và là nhu cầu hàng đầu trong mục đích sử dụng của khách hàng. Công
nghệ phun nhiên liệu điện tử đã ra đời và đáp ứng được mục đích sử dụng. Cùng
với công nghệ phun xăng điện tử, công nghệ phun Diesel điện tử cũng đã và đang
được nghiên cứu và ứng dụng trong thực tiễn sử dụng của nghành ôtô. Xe tải
Hyundai và xe khách Hyundai đã sử dụng Hệ thống Common Rail từ rất nhiều
năm nay và đem lại kết quả đáng kinh ngạc khi xe giảm tới 15% lượng tiêu hao
nhiên liệu đồng thời công suất tăng 26% so với xe không sử dụng hệ thống
Common Rail.

2


Chương 1: Tổng quan về hệ thống phun dầu điện tử- Common Rail Diesel
Động cơ diesel hiện đại đã trở lại phổ biến nhờ những tiến bộ trong hệ
thống cung cấp nhiên liệu và điều khiển động cơ cho phép động cơ trả lại công

suất, hiệu suất và thải ra lượng khí thải tương đương với động cơ xăng, đồng thời
tạo ra khả năng tiết kiệm nhiên liệu vượt trội.

Đường nhiên liệu áp suất cao và kim phun điện tử được điều khiển bằng
máy tính đã tạo nên tất cả sự khác biệt. Trong hệ thống đường nhiên liệu chung,
bơm nhiên liệu tăng áp suất nhiên liệu lên đến 25.000 psi. Nhưng khơng giống như
bơm phun gián tiếp, nó khơng tham gia vào quá trình xả nhiên liệu. Dưới sự điều
khiển của máy tính trên xe, lượng nhiên liệu và áp suất này tích tụ trong đường
nhiên liệu chính độc lập với tốc độ và tải trọng của động cơ.
Mỗi kim phun nhiên liệu được lắp ngay phía trên pít-tơng bên trong đầu
xi-lanh (khơng có buồng chứa trước) và được kết nối với đường nhiên liệu bằng
các đường thép cứng có thể chịu được áp suất cao. Áp suất cao này cho phép tạo

3


ra một lỗ phun rất mịn có thể phun nhiên liệu hồn tồn và khơng cần thiết phải
có buồng trước.
Hoạt động của kim phun được thực hiện thông qua một chồng các tấm tinh
thể điện piezo di chuyển kim phản lực theo từng bước nhỏ cho phép phun nhiên
liệu.
Các tinh thể Piezo hoạt động bằng cách mở rộng nhanh chóng khi một điện
tích được đặt vào chúng.
Giống như bơm nhiên liệu , các kim phun cũng được điều khiển bởi máy
tính của động cơ và có thể bắn liên tiếp nhiều lần trong chu kỳ phun. Với sự kiểm
sốt chính xác này đối với các vòng phun của kim phun, có thể định thời gian phân
phối nhiên liệu nhỏ hơn, so le (5 hoặc nhiều hơn) trong suốt hành trình cơng suất
để thúc đẩy q trình đốt cháy hồn tồn và chính xác.
Ngồi việc kiểm sốt thời gian, thời gian ngắn, áp suất phun cao cho phép
mẫu phun mịn hơn và chính xác hơn, cũng hỗ trợ q trình phun và đốt tốt hơn và

hồn thiện hơn.
Thơng qua những phát triển và cải tiến này, động cơ diesel phun nhiên liệu
trực tiếp phổ biến hiện đại hoạt động êm ái hơn, tiết kiệm nhiên liệu hơn, sạch hơn
và mạnh mẽ hơn so với động cơ phun cơ khí gián tiếp mà họ đã thay thế.
1.1. Lịch sử phát triển của hệ thống DIESEL
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.

4


Khí thải động cơ Diesel là một trong những thủ phạm gây ơ nhiễm mơi
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 hịa 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 hịa trộn nhiên liệu
khơng 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.

5



-

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 Bosch 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

Hiện nay, các nhược điểm của HTNL Diesel đã được khắc phục bằng cải
tiến các bộ phận như: Bơm cao áp, vịi 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

6


Bosch đưa vào thị trường việc điều khiển điện tử cho động cơ diesel ). Đó là hệ
thống nhiên liệu Common Rail Diesel.
1.2. Cấu tạo của hệ thống

Hình 1.1. Cấu tạo hệ thống phun dầu điện tử Commonrail Toyota

Hệ thống phun dầu điện tử trên ơ tơ có vai trị cung cấp nhiên liệu và đảm
bảo nhiên liệu có thể phun tơi tối đa có thể để nhiên liệu có thể tiếp xúc và hịa
trộn với khơng khí trong động cơ Diesel và đốt cháy sinh cơng cho động cơ.
Chính vì đặc tính cháy của nhiên liệu Diesel là đốt cháy nhiên liệu
theo cơ chế tự cháy (Nhiên liệu áp suất và nhiệt độ cao khi hịa trộn với khơng
khí tạo thành hịa khí và tự cháy sinh cơng cho động cơ Diesel), chính vì thế mà

7



yêu cầu tối quan trọng của hệ thống phun dầu điện tử trên ô tô là làm sao để
phun nhiên liệu với áp suất cao nhất có thể để nhiên liệu được phun tới tăng tối
đa hiệu quả hòa trộn.
Để thực hiện được cơng việc đó, thơng thường ta sẽ sử dụng cụm chi tiết
bơm cao áp. 2 cụm chi tiết bơm cao áp điều khiển bằng cơ khí cổ điển mà chúng
ta hay thấy ở các động cơ tĩnh tại hoặc động cơ ô tô tải là bơm cao áp dạng dãy
PE và bơm cao áp dạng hướng kính VE.
Nhược điểm của các bơm cao áp cơ khí hoặc hệ thống phun dầu điều khiển
điện tử EFI thông thường đó chính là áp suất phun giữa các máy trên động cơ
thường chênh lệch khá nhiều và điều đó làm động cơ tương đối rung giật và ồn ào
hơn so với động cơ xăng rất nhiều.
Các nhà sản xuất động cơ Diesel đã nghĩ ra phương án làm sao để giữ áp
suất phun ở các máy khơng đổi để có thể trang bị trên động cơ du lịch cơ nhỏ (do
đới với ơ tơ du lịch cá nhân, tính năng êm dịu và thoải mái mới là yếu tố quan
trọng nhất) và các nhà sản xuất động cơ Diesel đã nghĩ ra 1 phương án đó chính
là nhiên liệu được bơm cao áp nén sẽ được đưa đến một thanh tích áp và sau đó
mới đưa vào vịi phun. Khi đó, áp suất phun ở các vịi phun sẽ được cố định và từ
đó hạn chế được hiện tượng run giật và tiếng ồn của động cơ và đó chính là hệ
thống phun dầu điện tử Common rail.

1.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống phun dầu điện tử Common Rail
Nhiên liệu được bơm cung cấp đẩy đi từ thùng nhiên liệu trên đường ống
thấp áp qua bầu lọc (3) đến Bơm cao áp (2). Từ đây nhiên liệu được bơm cao áp
nén đẩy vào ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao (7) (ắc quy thủy lực) và được đưa
đến vòi phun Common Rail (9) sẵn sàng để phun vào xy lanh động cơ.

8



Việc tạo áp suất và phun nhiên liệu hoàn toàn tách biệt với nhau trong hệ
thống Common Rail. Áp suất phun được tạo ra độc lập với tốc độ và lượng nhiên
liệu phun ra. Nhiên liệu được trữ với áp suất cao trong ắc quy thủy lực. Lượng
phun ra được quyết định bởi điều khiển bàn đạp ga, thời điểm phun cũng như áp
suất phun được tính tốn bằng ECU dựa trên các biểu đồ dữ liệu đã lưu trên nó.
-

Sau đó ECU và EDU sẽ điều khiển các kim phun của các vòi phun tại mỗi
xy lanh động cơ để phun nhiên liệu nhờ thông tin từ các cảm biến (10) với
áp suất phun có thể đến 1500bar.

-

Nhiên liệu thừa của vòi phun đi qua ắc quy thủy lực trở về bơm cao áp, van
điều khiển áp suất tại bơm mở để nó trở về thùng nhiên liệu (1).

-

Trên ắc quy thủy lực có gắn cảm biến áp suất và đầu cuối có bố trí van an
tồn (8), nếu áp suất tích trữ trong ắc quy thủy lực (7) lớn quá giới hạn van
an toàn sẽ mở để nhiên liệu tháo về thùng chứa.

9


1. Thùng nhiên liệu; 2. Bơm cao áp Common rail; 3. Lọc nhiên liệu; 4. Đường
cấp nhiên liệu cao áp; 5. Đường nối cảm biến áp suất đến ECU; 6. Cảm biến áp
suất; 7. Common Rail tích trữ & điều áp nhiên liệu (hay còn gọi ắc quy thuỷ lực)
; 8. Van an tồn (giới hạn áp suất); 9. Vịi phun; 10. Các cảm biến nối đến ECU

và Bộ điều khiển thiết bị (EDU); 11. Đường về nhiên liệu (thấp áp); EDU:
(Electronic Driver Unit) và ECU : (Electronic Control Unit).
Với phương pháp này áp suất phun lên đến 1500 bar có thể thực hiện ở mọi thời
điểm ngay cả động cơ lúc thấp tốc. Trong hệ thống Common Rail quá trình phun
được chia thành các cách phun:
•

Phun mồi (hay Phun sơ khởi- Pre-injection hoặc Pilot- injection)

•

Phun chính (Main injection)

•

Phun thứ cấp (Post-injection).
1.4. Những thành phần căn bản của hệ thống nhiên liệu common rail
diesel

Hình 1.2. Mạch áp suất hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel.

10


•

Bơm áp suất cao với van điều chỉnh áp suất và van đo lường.

•


Các cảm biến ( tốc độ quay trục khuỷu, trục cam, bàn đạp ra, lưu

lượng khơng khí và nước làm mát, cảm biến áp suất Rail …)
•

Các cơ cấu chấp hành (Vòi phun điều khiển bằng van solenoid, bộ

tăng áp, bộ hồi lưu khí xả, các đồng hồ đo áp suất…)
•

Bộ điều khiển điện tử (ECU, EDU) kiểm sốt lượng phun chính xác,

điều chỉnh áp suất và giám sát các điều kiện hoạt động của động cơ.

Hình 1.3. Các cảm biến cung cấp tín hiệu phục vụ quá trình điều khiển kim
phun.
1.5. Một số chi tiết của hệ thống
1.5.1. Bơm tiếp vận
Bơm tiếp vận trong hệ thống phun dầu điện tử Common Rail có nhiệm
vụ giúp vận chuyển nhiên liệu từ thùng nhiên liệu đến bơm cao cáp.

11


1.5.2. Bơm cao áp

Bơm cao áp hệ thống phun dầu Common Rail: Là chi tiết tạo nên áp suất
dầu cao ( khoảng 2000bar) và đưa nhiên liêu đến ống phân phối (thanh tích áp).
1.5.3. Ống phân phối:
Ống phân phối trong hệ thống phun dầu điện tử Common Rail có nhiệm

vụ chứa áp suất dầu cao đã được nén bởi bơm cao áp và đưa dầu vào vòi phun
nằm chờ sẵn. Áp suất dầu trong ống phân phối sẽ được kiểm soát bởi bộ điều
chỉnh áp suất nhiên liệu (bộ điều áp).

12


Hình 1.4. Ống phân phối Common Rail
1.5.4. Vịi phun:
Khi nhận được hiệu lệnh phun của hệ thống điều khiển điện tử. Vòi phun
sẽ thực hiện việc phun nhiên liệu vào buồng đốt thơng qua việc nhấc kim phun.

Hình 1.5. Kim phun nhiên liệu.

13


Hình 1.6. Cấu tạo của kim phun cao áp Common Rail Diesel.
1.6. Các cảm biến trong hệ thống phun dầu điện tử Common Rail:
1.6.1. Cảm biến áp suất nhiên liệu:

Hình 1.7.Cảm biến áp suất nhiên liệu trong hệ thống phun dầu điện tử
Common Rail

14