BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG
COMMON RAIL- DENSO TRÊN
ĐỘNG CƠ 2KD-FTV, TOYOTA HIACE
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Nhựt Duy

Thạch Minh Du (MSSV:1110474)
Ngành: Cơ khí giao thông – Khóa: 37

Tháng 4/2015


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘ CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
Cần Thơ, ngày 8 tháng 1 năm 2015

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
NĂM HỌC: 2014-2015

1. Họ và tên sinh viên: Thạch Minh Du

MSSV: 1110474
Ngành : Cơ khí giao thông
Khóa : 37
2. Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống Common Rail-Denso trên động cơ 2KD-FTV,
Toyota Hiace
3. Thời gian thực hiện: Học kỳ II, 2014-2015. Từ 12/1/2015 đến 8/5/2015
4. Cán bộ hướng dẫn: Nguyễn Nhựt Duy
5. Địa điểm thực hiện: Trường Đại học Cần Thơ
6. Mục tiêu của đề tài:
- Biết được lịch sử ứng dụng hệ thống Common Rail
- Nắm được nguyên lý hoạt động của hệ thống
- Hiểu và có khả năng chuẩn đoán, bảo dưỡng khắc phục hư hỏng cho hệ
thống
7. Giới hạn của đề tài: Không tập trung vào việc thiết kế, tính toán mà chỉ nghiên
cứu, khảo sát nguyên lý làm việc của hệ thống.
8. Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài:
9. Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài: …… đồng
Ý KIẾN CỦA CBHD

Nguyễn Nhựt Duy
Ý KIẾN CỦA BỘ MÔN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Thạch Minh Du
Ý KIẾN CỦA HỘ ĐỒNG LV&LVTN


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập tại trường và thực hiện đề tài tốt nghiệp “Nghiên

cứu hệ thống Common Rail –Denso trên động cơ 2KD-FTV, Toyota Hiace”, tôi nhận
được rất nhiều sự giúp đỡ tận tình của quy thầy cô, các quý cô chú trực thư viện, các
bạn đồng nghiệp,… Vì vậy, đến nay đề tài luận văn tốt nghiệp của tôi đã được hoàn
thành tốt đẹp, tôi xin chân thành cảm ơn đến:
- Ban giám hiệu trường Đại học Cần Thơ đã tạo mọi điều kiện cơ sở vật chất,
quản lý đào tạo tốt nhất để tôi học hành đạt kết quả khả thi trong suốt quá trình học
tập tại trường.
- Quý thầy, cô trong khoa Công nghệ và toàn thể thầy cô trong trường đã dạy
dỗ và truyền đạt kiến thức cho tôi suốt bốn năm học tập.
- Thầy Nguyễn Nhựt Duy đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn trong suốt quá trình
thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp.
- Các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ, chia sẻ tài liệu tham khảo, kiến thức quý báu
trong suốt quá trình học tập.
- Các cô chú trực thư viện khoa đã hướng dẫn và cung cấp tài liệu tham khảo
cho em suốt thời gian thực hiện đề tài.
Cần Thơ, ngày 14 tháng 4 năm 2015
Sinh viên thực hiện

Thạch Minh Du


TÓM TẮT ĐỀ TÀI
1. Mục tiêu nghiên cứu đề tài
- Nắm được cơ bản lịch sử ứng dụng hệ thống Common Rail
- Biết được cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống cũng như tên gọi và
chức năng của các chi tiết trong hệ thống.
- Hiểu được nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển điện tử trong hệ
thống.
- Nắm rõ các lưu ý cơ bản trong thuật chuẩn đoán, bảo dưỡng, và sửa chữa hệ
thống.

2. Phương pháp thực hiện đề tài
- Tham khảo giáo viên hướng dẫn đề tài
- Lược khảo tài liệu từ các nguồn khác nhau
- Tổng hợp, chỉnh sửa thành tài liệu hoàn chỉnh
3. Giới hạn của đề tài
Với yêu cầu về nội dung, các mục tiêu và thời gian có hạn cộng với nguồn tài
liệu hiện có, đề tài không tập trung vào tính toán, thiết kế các chi tiết trong hệ thống
mà chỉ giới hạn tập trung khảo sát, phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động của từng
chi tiết trong hệ thống và các lưu ý trong bảo dưỡng, chẩn đoán hư hỏng và sửa chữa
hệ thống.
4. Kết quả đạt được
Do hạn chế về thời gian nghiên cứu và tài liệu tham khảo, sự hiểu biết có giới
hạn của bạn thân, tuy vậy sau một thời gian nghiên cứu đề tài, nhờ sự tận tình giúp
đỡ của giáo viên hướng dẫn, ý kiến đóng góp của các thầy và các bạn, sự chia sẻ tài
liệu trực tuyến từ các bạn bốn phương, đề tài nghiên cứu đã hoàn thành đúng yêu cầu
và đúng hạn cùng với kết quả thu được nhất định:
- Hiểu khái quát chung về nguyên lý làm việc của hệ thống Common Rail.
- Nắm rõ cấu tạo và nguyên lý từng bộ phận, chi tiết của hệ thống.
- Nắm được cách bảo dưỡng, chuẩn đoán, sửa chữa hệ thống.


Mục lục

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................1
CHƯƠNG I:GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC LỊCH SỬ HỆ THỐNG COMMON
RAIL............................................................................................................................2
CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC ĐỘNG CƠ 2KD-FTV CỦA TẬP
ĐOÀN DENSO TRÊN ÔTÔ TOYOTA HIACE .......................................................4
2.1


Khái quát chung ......................................................................................4

2.2

Thông số kỹ thuật ...................................................................................5

2.3

Các bộ phận chính của động cơ ..............................................................6

2.3.1

Thân máy .............................................................................................6

2.3.2

Piston ...................................................................................................6

2.3.3

Thanh truyền và bạc thanh truyền .......................................................7

2.3.4

Trục khuỷu và bạc trục khuỷu.............................................................7

2.3.5

Cơ cấu xu páp ......................................................................................8


2.3.6

Hệ thống bôi trơn.................................................................................9

2.3.7

Hệ thống làm mát động cơ ..................................................................9

2.3.8

Tua bin tăng áp ..................................................................................10

2.3.9

Van tuần hoàn khí xả EGR...............................................................10

Chương III: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL ĐỘNG CƠ 2KDFTV ...........................................................................................................................12
3.1 Chức năng của hệ thống...........................................................................12
3.2

Ưu, nhược điểm của hệ thống...............................................................12

3.2.1

Ưu điểm .............................................................................................12

3.2.2

Nhược điểm .......................................................................................12


3.3

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống...............................13

3.3.1

Sơ đồ, cấu tạo của hệ thống...............................................................13

3.3.2

Nguyên lý hoạt động của hệ thống Common Rail ............................13

3.4

Cấu tạo, chức năng của các chi tiết trong hệ thống ..............................15

3.4.1

Thùng chứa nhiên liệu .......................................................................16

3.4.2

Lọc nhiên liệu ....................................................................................16

3.4.3

Bơm cao áp........................................................................................17

3.4.3.1


Bơm cấp liệu ..................................................................................19

3.4.3.2

Van điều khiển ...............................................................................19

Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

i


Mục lục

3.4.3.4

Bộ phận bơm ..................................................................................21

3.4.3.5

Van phân phối ...............................................................................22

3.4.4

Ống phân phối ...................................................................................22

3.4.4.1

Cảm biến áp suất ống phân phối ....................................................23


3.4.4.2

Bộ giới hạn áp suất ống phân phối.................................................24

3.4.5

Vòi phun ............................................................................................24

CHƯƠNG IV:
HỆ
THỐNG
ĐIỀU
KHIỂN
ĐIỆN
TỬ
...................................................................................................................................27
4.1

Sơ đồ mạch hệ thống điều khiển điện tử ..............................................27

4.2

Cấu tạo, hoạt động của bộ điều khiển động cơ ECU............................28

4.2.1

Sơ đồ chân ECU ................................................................................29

4.2.2


Ý nghĩa ký hiệu và giá trị tiêu chuẩn các chân ECU.........................29

4.2.3

Dạng sóng của các cảm biến và bộ chấp hành ..................................33

4.2.3.1

Van điều khiển hút .........................................................................33

4.2.3.2

Tín hiệu điều khiển kim phun (IJT): ..............................................34

4.2.3.3

Tín hiệu phản hồi kim phun (INJF): ..............................................34

4.2.3.4

Tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu và trục cam (Ne, G):..............34

4.2.3.5

Tín hiệu điều khiển tuần hoàn khí xả EGR....................................35

4.2.3.6

Tín hiệu điều khiển mô tơ bướm ga (LUSL): ................................35


4.2.3.7

Tín hiệu tốc độ xe (SPD): ..............................................................36

4.2.3.8

Tín hiệu đương truyền CANH, CAN+..........................................36

4.2.3.9

Tín hiệu CANL,CAN-....................................................................36

4.2.4

Mạch cấp nguồn ECU .......................................................................37

4.2.5

Các chức năng điều khiển chính của ECU ........................................37

4.2.5.1

Điều khiển lượng phun và thời điểm phun nhiên liệu ...................37

a.

Điều khiển lượng nhiên liệu phun.........................................................37

b.


Điều khiển thời điểm phun....................................................................39

4.2.5.2

Điều khiển áp suất nhiên liệu.........................................................40

4.2.5.3

Điều khiển tốc độ không tải ...........................................................41

4.2.5.4

Điều khiển tuần hoàn khí xả EGR .................................................41

4.3

Cấu tạo, hoạt động của bộ khuếch đại tín hiệu EDU............................42

4.3.1

Cấu tạo bộ điều khiển điện tử EDU ..................................................43

4.3.2

Mạch cấp nguồn EDU .......................................................................44

4.4

Các cảm biến và các tín hiệu đầu vào của hệ thống .............................45


Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

ii


Mục lục

4.4.1

Cảm biến vị trí bàn đạp ga VPA........................................................45

4.4.2

Cảm biến vị trí bướm ga (van cắt cửa nạp) VTA (VLU) ..................46

4.4.3

Cảm biến vị trí trục cam G (TDC) ....................................................47

4.4.4

Cảm biến vị trí trục khuỷu NE ..........................................................48

4.4.5

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát THW(ECT) ..................................50

4.4.6

Cảm biến nhiệt độ khí nạp THA .......................................................51


4.4.7

Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu THF ....................................................53

4.4.8

Cảm biến áp suất nhiên liệu PCR1....................................................54

4.4.9

Cảm biến lưu lượng khí nạp (VG).....................................................55

4.4.10

Cảm biến tốc độ xe.........................................................................56

4.4.11

Cảm biến áp suất tua bin tăng áp PIM ...........................................57

4.4.12

Cảm biến vị trí van EGR................................................................59

4.4.13

Tín hiệu công tắc đèn phanh ..........................................................60

4.4.14


Tín hiệu máy khởi động STA ........................................................60

4.5

Các tín hiệu đầu ra ................................................................................61

4.5.1

Tín hiệu van điều khiển hút...............................................................61

4.5.2

Tín hiệu điều khiển kim phun............................................................62

4.5.3Cảm biến góc mở bướm ga và tín hiệu điều khiển mô tơ bướm ga
....................... ……………………………………………………………………...63
4.5.4

Tín hiệu điều khiển mở van EGR......................................................65

CHƯƠNG V: CÁC DẠNG HƯ HỎNG, CHUẨN ĐOÁN VÀ BẢO DƯỠNG
HỆ THỐNG COMMON RAIL.................................................................................66
5.1

Các dạng hư hỏng thường gặp ..............................................................66

5.1.1

Các hư hỏng của bộ lọc nhiên liệu ....................................................66


5.1.2

Các hư hỏng của bơm cao áp ............................................................67

5.1.3

Các hư hỏng của vòi phun .................................................................68

5.1.4

Các hư hỏng của ống dẫn nhiên liệu .................................................68

5.1.5

Các hư hỏng hệ thống điện tử và các cảm biến.................................68

5.2

Khắc phục các hư hỏng hệ thống nhiên liệu.........................................68

5.2.1

Lọc nhiên liệu ....................................................................................68

5.2.2

Bơm cấp liệu......................................................................................69

5.2.3


Ống phân phối ...................................................................................70

5.2.4

Vòi phun ............................................................................................70

5.2.5

Ống cấp liệu.......................................................................................70

Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

iii


Mục lục

5.3
KD-FTV

Kỹ thuật chuẩn đoán hệ thống nhiên liệu Common Rail của động cơ 71

5.3.1

Các thuật ngữ trong chuẩn đoán........................................................72

5.3.2

Thông số hoạt động của hệ thống......................................................73


5.3.3

Đọc và xóa mã lỗi hư hỏng ...............................................................79

5.3.4

Chức năng dự phòng của hệ thống ....................................................82

5.3.5

Chức năng kích hoạt của IT-II ..........................................................86

5.4
KD-FTV

Công tác bảo dưỡng hệ thống nhiên liệu Common Rail của động cơ 87

5.4.1

Bảo dưỡng sửa chữa thường xuyên (W1): ........................................87

5.4.2

Bảo dưỡng sửa chữa định kỳ:............................................................88

5.4.2.1 Bảo dưỡng định kỳ các cấp W2, W3, W4 ( Không tháo động cơ)
.....................................................................................................................………..88
5.4.2.2


Bảo dưỡng định kỳ cấp W5 ...........................................................89

5.4.2.3

Bảo dưỡng định kỳ cấp W6 ...........................................................89

KẾT LUẬN....................................................................................................90
KIẾN NGHỊ ...................................................................................................91
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................92

Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

iv


Lời nói đầu

LỜI NÓI ĐẦU
Đi lại, vận chuyển là nhu cầu lớn và không thể thiếu trong cuộc sống. Vì thế,
giao thông là một lĩnh vực quan trọng trong bất cứ thời đại nào của xã hội loài người.
Khi nhắc đến lĩnh vực giao thông vận tải, người ta không thể không nghĩ đến lĩnh vực
vận tải đường bộ, là loại hình giao thông được phát triển khá sớm.
Do nhu cầu càng cao của con người đã kéo theo sự gia tăng nhanh về số lượng
xe ô tô ngày càng nhanh trên phạm vi toàn thế giới. Tuy nhiên, tình hình giao thông
ngày càng phức tạp và nảy sinh ra các vấn đề cấp bách cần phải giải quyết như tai
nạn giao thông, ô nhiễm môi trường, khủng hoảng nhiên liệu,… Do đó, để giải quyết
các vấn đề này, đòi hỏi ngành công nghệ ô tô phải áp dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến
trong thiết kế, ứng dụng các nguyên vật liệu và công nghệ hiện đại để cho ra đời
những chiếc xe ngày càng hoàn hảo với tính năng vận hành và tính an toàn vượt trội.
Hệ thống Common Rail là hệ thống nhiên liệu hiện đại nhất hiện nay, nó được

trang bị rộng rãi hầu hết trên các động cơ ngay cả động cơ xe cơ giới, tàu thủy. Đây
là hệ thống hoàn toàn giải quyết được vấn đề cấp bách trên bao gồm các tính năng
vượt trội như: giúp động cơ hoạt động êm dịu, giảm tiếng ồn, tiết kiệm nhiên liệu,
giảm khí thải ra môi trường,…
Do đó, nhằm tìm hiểu hệ thống mới này, đồng thời hệ thống lại các kiến thức
đã học trong quá trình học tập trên giảng đường, cũng như trang bị kiến thức sau khi
ra trường, nhờ sự tận tình giúp đỡ, hướng dẫn của thầy Nguyễn Nhựt Duy, sự ủng hộ
các thầy trong bộ môn, sự chia sẻ các bạn đồng ngiệp, tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên
cứu hệ thống Common Rail- Denso trên động cơ 2KD-FTV, Toyota Hiace”.
Trong quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu này, do thời gian và sự hiểu biết
có giới hạn, nên không khỏi sự thiếu sót, mong nhận được sự đóng góp quý báu của
các thầy, các bạn.
Cần Thơ, ngày 14 tháng 4 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Thạch Minh Du

Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

1


Chương I: Giới thiệu sơ lược lịch sử hệ thống Common Rail

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC LỊCH SỬ HỆ THỐNG COMMON RAIL

Vào những năm 1892, Rodlf Diesel , kỹ sư người Đức đã đăng ký bằng sáng

chế đầu tiên về loại động cơ phun dầu, sau này được mang tên ông. Từ đó đến nay
loại động cơ này đã có được rất nhiều cải tiến để đến sự hoàn thiện vào những năm
đầu thập niên 70 của thế kỷ XX.
Từ ban đầu khi động cơ này ra đời, hầu như tất cả các hệ thống đều được điều
khiển bằng cơ khí nên công suất động cơ, tiêu hao nhiên liệu, các chế độ hoạt động
của động cơ chưa được hoàn thiện trong quá trình sử dụng và gây rất nhiều khó khăn
cho người sử dụng. Do đó, với cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật ra đời vào những
năm 50, 60 của thế kỷ XX đã có tác dụng tích cực làm thay đổi khả năng tự động
điều khiển của động cơ, với sự trợ giúp chủ yếu của các cảm biến, các bộ xử lý và
các bộ thừa hành làm cho quá trình điều khiển động cơ thích ứng với điều kiện làm
việc nhanh hơn và chính xác hơn rất nhiều so với các hệ thống điều khiển cơ khí,
thuỷ lực thường dùng trước đây. Các biện pháp chủ yếu tập trung vào giải quyết các
vấn đề:
- 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
lượng Hidrocacbon (HC).
- Biện pháp hồi lưu một bộ phận khí xả (EGR: Exhaust Gas Recirculation).
Hiện nay, các nhược điểm của HTNL Diesel đã được khắc phục bằng cải tiến
các bộ phận như: Bơm cao áp, vi phun, ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao, các ứng
dụng điều khiển tự động nhờ sự phát triển của công nghệ. Đó là hệ thống nhiên liệu
Common Rail Diesel.
Robert Huber (Thụy Sĩ) là người đầu tiên phát minh ra hệ thống Common Rail
Diesel vào cuối những năm 60. Sau đó, công trình này được tiến sĩ Marco Ganser của
viện nghiên cứu kỹ thuật Thụy Sĩ tại Zurich tiếp tục nghiên cứu và phát triển. Đến
giữa những năm 90, tiến sĩ Shohei Itoh và Masahiko Miyaki, của tập đoàn Denso –
một nhà sản xuất phụ tùng ô tô lớn của Nhật Bản đã phát triển tiếp và ứng dụng trên
các xe tải nặng, và bán ra thị trường vào 1995. Năm 1996 bắt đầu bổ sung hệ thống
này cho xe chở hành khách.Năm 1999 lần đầu tiên hệ thống Common Rail xuất hiện

ở thị trường châu Âu.
Đến năm 2002 tập đoàn Denso đã giới thiệu CRS 1800 thanh - hệ thống
Common Rail tiên tiến nhất thế giới ra thị trường. Hệ thống này đã áp ứng hoàn toàn
quy định khí thải EURO 4 – tiêu chuẩn khí thải đối với xe chở hành khách thuộc thế
hệ mới từ ngày 1 tháng 1 năm 2005.

Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

2


Chương I: Giới thiệu sơ lược lịch sử hệ thống Common Rail

Hiện nay, hầu hết tất cả động cơ xe ô tô, ngay cả động cơ xe cơ giới, tàu thủy…
đều được trang bị phổ biến hệ thống này với nhiều tên gọi khác nhau như: Toyota với
tên D-4D, Mercedes với tên CDI, Huyndai với tên CRDi, Peugoet với tên HDI, Honda
với tên i-CTDi, Mazda với tên CiTD

Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

3


Chuong II: Giới thiệu sơ lược động cơ 2KD-FTV

CHƯƠNG II

GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC ĐỘNG CƠ 2KD-FTV CỦA TẬP ĐOÀN
DENSO TRÊN ÔTÔ TOYOTA HIACE


2.1 Khái quát chung
Động cơ 2KD-FTV của hãng TOYOTA là loại động cơ Diesel tua bin tăng áp
và sử dụng hệ thống phun dầu trực tiếp thông qua đường dẫn dầu chung Common
Rail. Động cơ có công suất lớn 75KW/3600 v/ph ,gồm 4 xy lanh được đặt thẳng hàng
và làm việc theo thứ tự nổ 1-3-4-2, hệ thống phối khí của các xupap được dẫn động
bằng đai và bánh răng với cách bố trí 4 xupap (DOHC) trên một xy lanh tạo được
chất lượng nạp và thải (nạp đầy, thải sạch), nhằm tăng công suất động cơ, giảm được
lượng khí thải độc hại gây ô nhiễm môi trường. Với hệ thống phun nhiên liệu diesel
bằng hệ thống tích luỹ nhiên liệu, điều khiển bằng ECU và hệ thống tuần hoàn khí xả
tạo cho động cơ luôn làm việc ở chế độ an toàn và hiệu quả cao.

Hình 2.1 Xe Toyota Hiace

Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

4


Chuong II: Giới thiệu sơ lược động cơ 2KD-FTV

Hình 2.2 Động cơ 2KD-FTV

2.2 Thông số kỹ thuật
HẠNG MỤC
Số xylanh và cách bố trí
Hệ thống phối khí

THÔNG SỐ
4 xylanh thẳng hàng
16 van, DOHC, dẫn động bằng

đai và bánh răng

Hệ thống nhiên liệu
Dung tích làm việc

Diesel COMMON RAIL
2492 cc

Đường kính * hành trình

92,00 * 93,80 mm

Tỉ số nén
Công suất cực đại
Momen xoắn cực đại

18,5
75kW/ 3600 v/p
260N.m/1600~2600v/p

piston

Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

5


Chuong II: Giới thiệu sơ lược động cơ 2KD-FTV

2.3 Các bộ phận chính của động cơ

2.3.1 Thân máy
- Là nơi chứa và lắp đặt các cơ cấu và các hệ thống của động cơ
- Được chế tạo bằng thép hợp kim
- Bổ sung nhiều gân tăng cứng giúp giảm rung động

Hình 2.3 Thân động cơ

2.3.2 Piston
Buồng cháy được tạo ra trên đỉnh piston để phù hợp với việc phun nhiên liệu
trực tiếp

Hình 2.4 Piston

Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

6


Chuong II: Giới thiệu sơ lược động cơ 2KD-FTV

2.3.3 Thanh truyền và bạc thanh truyền
- Thanh truyền làm bằng thép có độ bền cao
- Giữa 2 nắp thanh truyền có chốt định vị để tăng tính ổn định khi lắp ráp.
- Bạc thanh truyền làm bằng nhôm và có vấu định vị

Hình 2.5 Thanh truyền và bạc thanh truyền
2.3.4 Trục khuỷu và bạc trục khuỷu
- Trục khuỷu có 5 cổ trục và 8 khối cân bằng
- Bạc trục khuỷu được doa tinh sẽ đạt được khe hở dầu tối ưu. Do đó cải thiện
trạng thái khởi động lạnh và giảm được rung động của động cơ

- Nửa bạc trên có rãnh dầu dọc theo lòng chu vi

Hình 2.6 Thanh truyền và bạc thanh truyền

Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

7


Chuong II: Giới thiệu sơ lược động cơ 2KD-FTV

2.3.5 Cơ cấu xu páp
- Mỗi xy lanh có 2 xu-páp nạp xả với các cửa nạp/xả rộng hơn sẽ tăng cường
hiệu quả nạp và xả
- Các xu páp được mở/ đóng trực tiếp bằng trục cam
- Đai cam dẫn động trục cam nạp, sau đó trục cam xả được trục cam nạp dẫn
động thông qua bánh răng.
- Trục cam và xu páp

Hình 2.7 Cơ cấu xu páp
- Con đội xu páp là loại không dùng căn đệm điều chỉnh.
- Cần thay thế con đội xu páp để đạt được khe hở thích hợp.

Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

8


Chuong II: Giới thiệu sơ lược động cơ 2KD-FTV


1.Bánh răng dẫn động cam nạp ; 2. Cam nạp ; 3.Bánh răng dẫn động cam xả
;
4. Cam xả ; 5. Cam ;6.Lò xo xupap ; 7.Xupap
Hình 2.8 Trục cam và xu páp
2.3.6 Hệ thống bôi trơn
- Lỗ phun dầu của piston nằm dưới đáy piston.
- Mỗi vòi phun dầu đều có van 1 chiều để ngăn chặn việc bơm dầu khi áp suất
dầu động cơ là thấp.

Hình 2.9 Hệ thống bôi trơn
2.3.7 Hệ thống làm mát động cơ
Động cơ 2KD-FTV có hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng
bức, kiểu kín, nước tuần hoàn trong hệ thống nhờ bơm ly tâm được dẫn động từ trục
khuỷu

Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

9


Chuong II: Giới thiệu sơ lược động cơ 2KD-FTV

Hình 2.10 Hệ thống làm mát động cơ

2.3.8 Tua bin tăng áp
- Là loại gọn nhẹ, được làm mát bằng áo nước tại ổ bạc giúp cải thiện tính
năng nạp
- Van cửa xả sẽ điều khiển áp suất tăng áp của tua bin, vận hành bằng cơ cấu
cơ khí tùy vào áp suất của tua bin


Hình 2.11 Tua bin tăng áp
2.3.9 Van tuần hoàn khí xả EGR
Van EGR được lắp trên đường xả do được làm mát nên cho phép lượng khí xả
lớn hơn đi qua. Một cảm biến vị trí van EGR sẽ đo được trục tiếp vị trí của van, giá
trị đo này được ECu trực tiếp theo dõi để hiệu chỉnh chính xác độ mở của van. Van
tuần hoàn khí xả EGR đưa khí xả vào lại đường ống nạp làm giảm nhiệt độ cháy động

Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

10


Chuong II: Giới thiệu sơ lược động cơ 2KD-FTV

cơ, giảm nồng độ NO, tùy theo lệnh từ ECU, van tuần hoàn khí xả điều chỉnh lượng
khí xả vào lại đường ống nạp. Đường ống dẫn khí xả vào vòng phía sau thân máy.

Hình 2.12 Van EGR

Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

11


Chuong III: Hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ 2KD-FTV

Chương III

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL ĐỘNG CƠ 2KD-FTV


3.1 Chức năng của hệ thống
Động cơ 2KD-FTV sử dụng hệ thống nhiên liệu diesel Common Rail của tập
đoàn Denso, áp suất phun tối đa khoảng 1800 bar, đây là hệ thống được điều khiển
hoàn toàn bằng điện tử, với các chức năng chính:
- Điều khiển áp suất nhiên liệu
- Điều khiển lượng phun
- Điều khiển thời điểm phun
Ngoài ra, hệ thống còn có chức năng phụ đó là giảm độ độc hại của khí thải và
lượng nhiên liệu tiêu thụ , tăng tính an toàn, thoải mái và tiện nghi.

3.2

Ưu, nhược điểm của hệ thống

3.2.1 Ưu điểm
-

Tiêu hao nhiên liệu thấp.
Giảm khí độc hại gây ô nhiễm môi trường.
Động cơ làm việc êm dịu, giảm được tiếng ồn.
Cải thiện tính năng động cơ.
Có thể ứng dụng trên tất cả các xe du lịch và ô tô tải.

3.2.2 Nhược điểm
-

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.
Giá thành cao.


Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

12


Chuong III: Hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ 2KD-FTV

3.3
Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống
3.3.1 Sơ đồ, cấu tạo của hệ thống

Hình 3.1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống Common Rail
Hệ thống Common Rail cấu tạo gồm 2 phần:
Hệ thống cung cấp nhiên liệu: gồm thùng nhiên liệu, lọc nhiên liệu, bơm cao
áp, ống phân phối, kim phun, các đường ống cao áp. Hệ thống cung cấp nhiên liệu có
công dụng hút nhiên liệu từ thùng chứa sau đó nén nhiên liệu lên áp suất cao và chờ
tín hiệu điều khiển từ ECU sẽ phun nhiên liệu vào buồng đốt.
Hệ thống điều khiển điện tử: gồm bộ xử lý trung tâm ECU, bộ khuyếch đại
điện áp để mở kim phun EDU, các cảm biến đầu vào và bộ chấp hành. ECU thu thập
các tín hiệu từ nhiều cảm biến khác nhau để nhận biết tình trạng hoạt động của động
cơ, sau đó tính toán lượng phun, thời điểm phun nhiên liệu và gửi tín điều khiển phun
đến EDU để EDU điều khiển mở kim phun. Ngoài ra hệ thống điều khiển điện tử còn
tính toán và điều khiển áp suất nhiên liệu và tuần hoàn khí xả.
3.3.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống Common Rail

Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

13



Chuong III: Hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ 2KD-FTV

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động Common Rail
Bơm cấp liệu hút nhiên liệu bình chứa qua bầu lọc để lọc sạch các chất cặn bẩn
và tách nước rồi đến bơm. Van điều khiển hút (SCV) sẽ dẫn nhiên liệu sạch đến các
piston. Các piston nén nhiên liệu chảy qua van phân phối đến ống phân phối. Nhiên
liệu trong ống phân phối sau đó sẽ được đưa đến các vòi phun để phun vào các xylanh nhờ vào tín hiệu điều khiển mở kim phun từ EDU.
Lượng nhiên liệu thừa từ bơm cao áp, ống phân phối, vòi phun theo ống hồi
quay trở lại bình nhiên liệu.

Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

14


Chuong III: Hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ 2KD-FTV

3.4

Cấu tạo, chức năng của các chi tiết trong hệ thống

Hình 3.3 Sơ đồ vị trí phân bố của hệ thống Common Rail trên xe

Hình 3.4 Vị trí phân bố các chi tiết của hệ thống trên động cơ

Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

15



Chuong III: Hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ 2KD-FTV

3.4.1 Thùng chứa nhiên liệu
Thùng chứa nhiên liệu được làm từ vật liệu chống ăn mòn và giữ không cho bị
rò rỉ nhiên liệu ở áp suất gấp đôi áp suất hoạt động bình thường. Thùng nhiên liệu
phải được gắn chặt ở cổ nối với lọc nhiên liệu để không bị rò rỉ nhiên liệu khi xe bị
xóc nhẹ hoặc đang vào đường vòng hoặc đang lên dốc. Ngoài ra, xe thùng nhiên liệu
phải phân bố xa với động cơ ở một khoảng cách an toàn để tránh cháy nổ.
3.4.2 Lọc nhiên liệu

Hình 3.5 Bình lọc nhiên liệu
Lọc nhiên liệu có công dụng tách nước và cặn bẩn lẫn trong nhiên liệu trước
khi đưa đến bơm cao áp. Lọc nhiên liệu có lõi lọc bằng giấy, vỏ ngoài bằng nhựa và
được lắp thêm:
- Bơm tay để bơm mồi nhiên liệu từ thùng chứa lên bơm cao áp khi tháo lắp hệ
thống.
- Công tắc cảnh báo mực nước lắng đọng trong lọc và tình trạng nghẹt lọc để
hiển thị đèn cảnh báo tình trạng lọc nhiên liệu. Khi mực nước trong cốc lọc cao, đèn
báo trên đồng hồ táp lô sẽ nháy liên tục. Khi lọc nghẹt, đèn báo sẽ luôn sáng.

Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

16


Chuong III: Hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ 2KD-FTV

Hình 3.6 Đèn báo lọc nhiên liệu
3.4.3 Bơm cao áp
Bơm cao áp sử dụng loại 2 piston đặt lệch nhau 1800, được dẫn động bởi trục

khủy động cơ qua cơ cấu bánh răng. Bơm cao áp có công dụng hút nhiên liệu từ thùng
chứa và nén nhiên liệu lên áp suất cao khoảng 1500 ~ 1800 bar khi hệ động cơ hoạt
động, bao gồm các bộ phận chi tiết và chức năng sau:

Hình 3.7 Cấu tạo
bơm cao áp
1. Van hút
2. Pittông
3. Cam không đồng trục
4. SCV (van điều khiển
hút)
5. Van phân phối
6. Bơm nạp
7. Cảm biến nhiệt độ
NL
Cụm chi tiết

Chức năng

Bơm cấp liệu

Hút nhiên liệu từ bình NL đưa vào pittông

Van điều khiển

Điều khiển áp suất NL trong bơm cao áp

SCV (van điều khiển hút)

Điều khiển lượng NL đưa vào pittông


Bộ
phận bơm

Cam không
đồng trục

Sinh viên thực hiện: Thạch Minh Du

Quay cam vòng

17