Động cơ Diesel phun nhiên liệu vào cuối kỳ nén tạo thành hỗn hợp bến trong xylanh nên hỗn hợp nói chung không đồng nhất, do đó luôn tôn tại những vùng có À thích hợp (dễ cháy) làm nguồn để đốt những vùng khác (khó cháy). Chính vì vậy giới hạn cháy của hỗn hợp rất rộng. Hệ số lượng dư không khí thay đổi từ 1,2 (không tải) đến 10 (toàn tải). Để điều chỉnh tải trọng, người ta dùng phương pháp điểu chỉnh chất, thực chất là thay đổi thành phần khí hỗn hợp bằng cách chi điểu chỉnh lượng nhiên liện cung cấp cho mỗi chu trình.
Giới thiệu Hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ ô tô
Hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ ô tô là một hệ thống cấp nhiên liệu hiện đại, được sử dụng cho các động cơ diesel có áp suất phun cao và điều khiển điện tử . Hệ thống này ra đời vào những năm 1990, do công ty Bosch phát triển và đưa vào thị trường . Mục đích của hệ thống nhiên liệu Common Rail là tăng hiệu suất và giảm khí thải của động cơ diesel, bằng cách tạo ra một áp suất phun nhiên liệu đồng nhất và liên tục, không phụ thuộc vào tốc độ và tải của động cơ . Hệ thống nhiên liệu Common Rail mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng, như tiết kiệm nhiên liệu, giảm tiếng ồn, giảm độ rung, tăng công suất và mô-men xoắn, giảm lượng khí thải độc hại .
Ngoài ra Hệ thống nhiên liệu Common Rail trên ô tô là một hệ thống cấp nhiên liệu hiện đại, được sử dụng cho các động cơ diesel có áp suất phun cao và điều khiển điện tử. Hệ thống này mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng, như tiết kiệm nhiên liệu, giảm tiếng ồn, giảm độ rung, tăng công suất và mô-men xoắn, giảm lượng khí thải độc hại. Tuy nhiên, hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ ô tô cũng có những vấn đề thường gặp và cần được bảo dưỡng định kỳ, để đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn. Người sử dụng cần có kiến thức và kỹ năng về hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ ô tô, để có thể khắc phục các sự cố và bảo dưỡng hệ thống một cách hiệu quả.
Cấu tạo Hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ ô tô gồm có ba phần chính
- Phần cấp dầu thấp áp: bao gồm bình chứa dầu, bơm dầu thấp áp, bộ lọc dầu, ống dẫn dầu và van điều áp. Phần này có nhiệm vụ cấp dầu từ bình chứa dầu đến bơm cao áp, đồng thời lọc sạch các tạp chất và duy trì một áp suất dầu ổn định.
- Phần cấp dầu cao áp: bao gồm bơm dầu cao áp, ống dẫn dầu cao áp, thanh chung (common rail) và vòi phun. Phần này có nhiệm vụ tạo ra một áp suất dầu cao (từ 200 đến 2000 bar) và phân phối dầu đến các vòi phun theo yêu cầu của ECM (Engine Control Module).
- Phần cơ – điện tử: bao gồm ECM, cảm biến áp suất, cảm biến tốc độ, cảm biến nhiệt độ, cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến vị trí cam, cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến oxy, cảm biến khí thải, v.v. Phần này có nhiệm vụ điều khiển và giám sát toàn bộ hệ thống nhiên liệu Common Rail, bằng cách nhận và xử lý các tín hiệu từ các cảm biến và gửi các tín hiệu điều khiển đến các bộ phận khác.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ ô tô như sau
- Quá trình tạo áp suất cao và phân phối nhiên liệu: Bơm dầu cao áp nhận dầu từ phần cấp dầu thấp áp và nén dầu lên một áp suất cao, do ECM điều khiển. Dầu cao áp được dẫn đến thanh chung, nơi chứa một lượng dầu nhất định để duy trì áp suất phun. Thanh chung có nhiều đường dẫn dầu đến các vòi phun, tạo thành một hệ thống nhiên liệu đồng nhất (common rail). Áp suất phun được cảm biến áp suất ghi nhận và gửi về ECM, để ECM điều chỉnh áp suất phù hợp với tình trạng hoạt động của động cơ.
- Quá trình phun nhiên liệu vào buồng đốt: Vòi phun là một bộ phận quan trọng của hệ thống nhiên liệu Common Rail, vì nó quyết định lượng, thời gian và hình dạng của dòng nhiên liệu phun vào buồng đốt. Vòi phun có một van điện từ hoặc van điện áp, do ECM điều khiển, để mở và đóng lỗ phun. Khi van mở, dầu cao áp từ thanh chung được phun vào buồng đốt theo một góc và hình dạng nhất định, tạo ra một quá trình đốt cháy hiệu quả. Khi van đóng, dòng dầu bị ngắt và quá trình phun kết thúc. ECM có thể điều khiển vòi phun phun nhiên liệu nhiều lần trong một chu kỳ đốt, để tối ưu hóa quá trình đốt cháy và giảm khí thải.
- Quá trình điều khiển điện tử và giám sát hệ thống: ECM là bộ não của hệ thống nhiên liệu Common Rail, vì nó nhận và xử lý các tín hiệu từ các cảm biến và gửi các tín hiệu điều khiển đến các bộ phận khác. ECM có thể điều chỉnh áp suất phun, lượng phun, thời gian phun, số lần phun, v.v. theo tốc độ và tải của động cơ, để đạt được hiệu suất và khí thải tốt nhất. ECM cũng có thể giám sát và báo động các sự cố của hệ thống nhiên liệu Common Rail, như rò rỉ dầu, hư hỏng bơm, hư hỏng vòi phun, hư hỏng cảm biến, v.v. và hiển thị trên bảng điều khiển của xe.
Ứng dụng hệ thống nhiên liệu Common Rail
Hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ ô tô được ứng dụng rộng rãi cho nhiều loại xe có động cơ diesel, như xe du lịch, xe khách, xe tải nhẹ, xe tải nặng, xe lửa, tàu thủy, v.v. . Các hãng xe nổi tiếng như Mercedes-Benz, BMW, Audi, Volkswagen, Ford, Toyota, Honda, Hyundai, v.v. đều sử dụng hệ thống nhiên liệu Common Rail cho các dòng xe của mình, để tăng cường hiệu năng và thân thiện môi trường .
Tuy nhiên, hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ ô tô cũng có những vấn đề thường gặp và cần được bảo dưỡng định kỳ, để đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn. Một số vấn đề thường gặp và cách khắc phục khi sử dụng hệ thống nhiên liệu Common Rail là :
- Rò rỉ nhiên liệu: Đây là một vấn đề nguy hiểm, vì nó có thể gây cháy nổ hoặc làm hỏng các bộ phận khác của hệ thống. Nguyên nhân của rò rỉ nhiên liệu có thể là do ống dẫn dầu bị hư, bị lỏng v.v. Cách khắc phục là kiểm tra và thay thế ống dẫn dầu, làm sạch và siết chặt các đầu nối, v.v.
- Hư hỏng bơm cao áp: Đây là một vấn đề nghiêm trọng, vì nó ảnh hưởng đến áp suất phun và lượng phun của hệ thống. Nguyên nhân của hư hỏng bơm cao áp có thể là do dầu bị nhiễm bẩn, v.v.
- Hư hỏng vòi phun: Đây là một vấn đề phổ biến, vì nó ảnh hưởng đến hình dạng và chất lượng của dòng nhiên liệu phun vào buồng đốt. Nguyên nhân của hư hỏng vòi phun có thể là do dầu bị nhiễm bẩn, bị cặn, bị khí, v.v. Cách khắc phục là kiểm tra và thay thế vòi phun, làm sạch và xả khí hệ thống, v.v.
- Hư hỏng cảm biến áp suất: Đây là một vấn đề thường xuyên, vì nó ảnh hưởng đến việc điều khiển và giám sát áp suất phun của hệ thống. Nguyên nhân của hư hỏng cảm biến áp suất có thể là do cảm biến bị hư, bị bẩn, bị tắc, v.v.
Ngoài ra, để bảo dưỡng hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ ô tô, người sử dụng cần thực hiện các biện pháp sau :
- Kiểm tra và thay thế bộ lọc dầu định kỳ, để loại bỏ các tạp chất trong dầu và bảo vệ các bộ phận khác của hệ thống.
- Kiểm tra và vệ sinh vòi phun định kỳ, để đảm bảo dòng nhiên liệu phun vào buồng đốt đúng lượng, thời gian và hình dạng.
