›
›

Bài giảng Toyota Common Rail Diesel

ppt 106 trang ngocly 760
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Toyota Common Rail Diesel", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_toyota_common_rail_diesel.ppt

Nội dung text: Bài giảng Toyota Common Rail Diesel

  1. ƯU ĐIỂM EFI DIESEL • Công suất động cơ cao. • Suất tiêu hao nhiên liệu thấp. • Giảm ô nhiễm. • Giảm tiếng ồn. • Giảm lượng khói. • Động cơ làm việc ổn định.
  2. PHÂN LOẠI • Có hai kiểu EFI Diesel: 1. Conventional EFI-Diesel. § Lượng nhiên liệu phun và thời điểm phun được điều khiển bằng điện tử. § Sự cung cấp và phân phối nhiên liệu dựa vào hệ thống cơ khí (Bơm cao áp ). 2. Common-Rail Diesel. § Dùng một bơm nhiên liệu để cung cấp nhiên liệu vào ống phân phối với một áp suất cần thiết. § ECU điều khiển sự mở và đóng của kim phun để định lượng nhiên liệu phun và thời điểm phun.
  3. COMMON-RAIL DIESEL Gồm: § Hệ thống nhiên liệu. § Các cảm biến. § Các bộ chấp hành. § ECU và các thành phần khác.
  4. CẤU TRÚC TỔNG QUÁT LỌC NHIÊN LiỆU BƠM CAO ÁP
  5. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
  6. MÔ TẢ • Nhiên liệu từ thùng chứa được bơm tiếp vận cung cấp đến bơm cao áp với một áp suất cần thiết. • Bơm cao áp cung cấp nhiên liệu đến ống phân phối. • Áp suất phun thay đổi theo tải và tốc độ của động cơ. Ở tốc độ cầm chừng khoảng 20Mpa, tải lớn khoảng 160Mpa. • ECU điều khiển van nạp SCV (Suction Control Valve) để điều chỉnh áp suất nhiên liệu bằng cách điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp tới bơm cao áp. • ECU xác định áp suất nhiên liệu trong ống phân phối nhờ cảm biến áp suất nhiên liệu và điều khiển sự đóng mở của SCV.
  7. 1. BƠM TIẾP VẬN • Bơm tiếp vận là kiểu bơm bánh răng ăn khớp trong. Nó bố trí bên trong bơm cao áp.
  8. 2. SUCTION CONTROL VALVE • SCV bố trí ở bơm cao áp. • Van nạp SCV là kiểu van điện. ECU điều khiển SCV theo hệ số tác dụng để điều khiển lượng nhiên liệu cung cấp đến bơm cao áp.
  9. SUCTION CONTROL VALVE SCV dùng để hiệu chỉnh áp suất nhiên liệu trong bơm cao áp. R = 1.5 – 1.7Ω ở nhiệt độ 200C.
  10. ĐIỀU KHIỂN SCV
  11. 3. BƠM CAO ÁP
  12. BƠM CAO ÁP 2KD-FTV & 1ND-TV
  13. CẤU TRÚC BƠM CAO ÁP
  14. NGUYÊN LÝ BƠM CAO ÁP
  15. 2KD-FTV
  16. 1ND - TV
  17. 4. ỐNG PHÂN PHỐI • Ống phân phối chứa nhiên liệu có áp suất cao từ bơm cao áp và phân phối nhiên liệu đến các kim phun. Bộ hạn chế P Cảm biến P nhiên liệu
  18. CẢM BIẾN ÁP SUẤT NHIÊN LIỆU
  19. Cảm biến áp suất nhiên liệu Bộ giới hạn áp suất Cảm biến áp suất nhiên liệu Van xã nhiên liệu Bộ giới hạn áp suất Cảm biến áp suất nhiên liệu Van xã nhiên liệu
  20. 5. BỘ GIỚI HẠN ÁP SUẤT • Bộ hạn chế P dùng để xã nhiên liệu trong ống phân phối khi áp suất trong ống khoảng 2000 bar và đóng khi áp suất khoảng 1500 bar. Không hoạt động Hoạt động
  21. 6. VAN XÃ ÁP SUẤT
  22. ỐNG PHÂN PHỐI 1ND - TV Bộ điều chỉnh áp suất nhiên liệu làm việc giống như van xả áp suất ở động cơ 2KD-FTV.
  23. VAN XÃ ÁP SUẤT 2KD-FTV • Khi áp suất nhiên liệu trong ống phân phối cao hơn mong muốn, ECU điều khiển van xã áp suất mở để đạt áp suất cần thiết.
  24. 6. KIM PHUN • EDU khuếch đại tín hiệu từ ECU để điều khiển lưu lượng phun và thời điểm phun của kim phun.
  25. CẤU TRÚC KIM PHUN • Số lỗ phun từ 6 đến 8. • Điện áp 150 vôn. • Áp suất phun: 135 – 180 Mpa.
  26. HOẠT ĐỘNG CỦA KIM PHUN
  27. HOẠT ĐỘNG CỦA KIM PHUN Kim phun đóng Van điện mở Van điện đóng Kim phun mở
  28. ĐIỆN TRỞ HIỆU CHỈNH KIM PHUN 1KD- FTV
  29. 1. CÁC CẢM BIẾN. 2. ECM - EDU 3. CÁC BỘ CHẤP HÀNH.
  30. 1CD - FTV
  31. Basic Parameters Crankshaft position Sensor (Ne) Accelerator Pedal Position Sensor (VPA) Correction Parameters Intake Air Temp. sensor (THA) Water Temp. Sensor (THW) Fuel Temp. sensor (THF) ENGINE Actuators Air Flow Metre (VG) ECU Turbo Pressure Sensor (PIM) Vehicle Speed Sensor (SPD) Fuel Pressure Sensor (PCR) Ignition Switch (STA) Blower Switch (BLW) A/C Amplifier (A/C) Alternator (ALT)
  32. 1. CẢM BIẾN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ • Cảm biến tốc độ động cơ được bố trí ở trục khuỷu. • NE dạng cảm biến điện từ, có 34 răng. • Xác định lưu lượng phun và thời điểm phun. CỰC ĐO ĐIỀU KiỆN ĐIỆN TRỞ Lạnh 1.630 – 2.740Ω NE+ & NE- Nóng 2.065 – 3.225 Ω
  33. 2. CẢM BIẾN BÀN ĐẠP GA • Lắp trên bàn đạp ga. Cảm biến dạng biến trở hoặc phần tử Hall. • Tín hiệu VPA được để xác định góc mở bàn đạp ga thực tế để điều khiển motor điều khiển bướm ga và điều khiển lượng phun trong một chu kỳ. • Tín hiệu VPA2 được dùng để báo thông tin về góc mở bàn đạp ga nhằm phát hiện hư hỏng.
  34. BÀN ĐẠP GA VPA VPA2 NHẢ 0,6 – 1,0 1,4 – 1,8 ĐẠP 2,9 – 4,2V 3,7 – 5,0V
  35. 3. CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG KHÍ NẠP • Dùng để điều khiển hệ thống tuần hoàn khí thải.
  36. 4. CẢM BIẾN P ĐƯỜNG ỐNG NẠP • Kiểm tra áp suất trong đường ống nạp. • Chuẩn làm việc là 0mmHg. • ECU dùng tín hiệu này để điều khiển lượng phun, hệ thống nạp không khí và điều khiển hệ thống EGR.
  37. KIỂM TRA CỰC ĐO ĐIỀU KiỆN ĐIỆN ÁP VC – E2 Contact On 4,5 – 5,5 V 300 mmHg 1,3 – 1,9 V PIM – E2 Áp suất môi trường 2,4 – 3,1 V 1.275 mmHg 3,7 – 4,3 V
  38. 5. CẢM BIẾN ÁP SUẤT NHIÊN LIỆU • Cảm biến P nhiên liệu được bố trí trên ống phân phối. • ECU theo dõi áp suất nhiên liệu trong ống phân phối bằng cảm biến áp suất nhiên liệu và điều khiển van hút SCV để điều chỉnh P bên trong ống phân phối theo đúng chế độ làm việc của động cơ.
  39. § Cảm biến P nhiên liệu là một chất bán dẫn, điện trở của chip silicon sẽ thay đổi khi áp suất nhiên liệu thay đổi và được IC chuyển thành tín hiệu điện áp gởi về ECU.
  40. KIỂM TRA ĐIỆN ÁP CỰC ĐIỀU KIỆN ĐIỆN ÁP ÁP SUẤT CẦM CHỪNG 1,3 – 1,8 V 25 – 35 MPa PR – E2 2000RPM 25 – 35Mpa 3000 RPM 35 – 55 Mpa KIỂM TRA ĐIỆN TRỞ CẢM BIẾN CỰC ĐO ĐiỆN TRỞ PR – E2 3 KΩ hay nhỏ hơn PR – VC 1,64 KΩ hay nhỏ hơn
  41. 6. CẢM BIẾN T˚ KHÍ NẠP TURBIN • Được bố trí sau turbine tăng áp. Cảm biến THIA là một chất bán dẫn có trị số nhiệt điện trở âm. • ECU dùng tín hiệu này để hiệu chỉnh lượng nhiên liệu phun.
  42. KIỂM TRA THIA CỰC ĐO ĐIỀU KIỆN ĐIỆN TRỞ ĐIỆN ÁP THIA – E2 20C 2,16 – 2,17 KΩ 0,5 – 3,4 V CỰC ĐO ĐIỀU KIỆN NHIỆT ĐỘ NGẮN MẠCH - 40C THIA – E2 HỞ MẠCH 140C
  43. 7. CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ KHÍ NẠP • Cảm biến nhiệt độ khí nạp THA được bố trí sau lọc gió. • Cảm biến là một chất bán dẫn có trị số nhiệt điện trở âm. • ECU dùng tín hiệu này để hiệu chỉnh lượng nhiên liệu phun, thời điểm phun và hệ thống EGR.
  44. KIỂM TRA THA CỰC ĐO ĐIỀU KIỆN ĐIỆN TRỞ ĐIỆN ÁP THA – E2 20C 2,21 – 2,69 KΩ 0,5 – 3,4 V CỰC ĐO ĐIỀU KIỆN NHIỆT ĐỘ NGẮN MẠCH - 40C THA – E2 HỞ MẠCH 140C
  45. 8. CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ NƯỚC • Là chất bán dẫn có trị số nhiệt điện trở âm. • Tín hiệu THW để hiệu chỉnh lượng nhiên liệu phun và thời điểm phun, điều khiển phun khi khởi động, điều khiển ISC và EGR.
  46. KIỂM TRA THW CỰC ĐO ĐIỀU KIỆN ĐIỆN TRỞ ĐIỆN ÁP 20C 2,32 – 2,59 KΩ THW – E2 80C 0,31 – 0,326 KΩ 60 - 120 C 0,2 – 1,0 V CỰC ĐO ĐIỀU KIỆN NHIỆT ĐỘ NGẮN MẠCH - 40C THW – E2 HỞ MẠCH 140C
  47. 9. CẢM BIẾN VỊ TRÍ BƯỚM GA • Được bố trí ở thân bướm ga. • Cảm biến dạng biến trở hoặc phần tử Hall. • Cảm biến xác định độ mở của bướm ga.
  48. KIỂM TRA ĐIỆN ÁP CỰC ĐIỀU KIỆN ĐIỆN ÁP VLU – E2 Bướm ga đóng 0,69 V 70% 3,49 V VC – E2 Contact On 4,5 – 5,5 V
  49. 10. CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ NHIÊN LIỆU Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu
  50. CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ NHIÊN LIỆU • Động cơ 1CD-FTV, 1KD-FTV, 2KD-FTV cảm biến được bố trí ở bơm cao áp. Nó kiểm tra nhiệt độ nhiên liệu trong mạch áp suất thấp nhằm tránh sự quá nhiệt trong hệ thống nhiên liệu (90C.) • Chuẩn làm việc của cảm biến là 39C. • Nếu cảm biến hở mạch hoặc ngắn mạch, ECU xem hệ thống bị quá nhiệt và động cơ không thể chạy được. • Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu là một chất bán dẫn có trị số nhiệt điện trở âm.
  51. KIỂM TRA THF CỰC ĐO ĐIỀU KIỆN ĐIỆN TRỞ ĐIỆN ÁP THF – E2 20C 2,21 – 2,69 KΩ 0,5 – 3,4 V 80 C 287 - 349 Ω
  52. 11. CẢM BIẾN VỊ TRÍ TRỤC CAM • Cảm biến vị trí trục cam dạng cảm biến điện từ hoặc cảm biến Hall. • Đĩa tín hiệu G có 1 răng. Dùng để xác định thời điểm phun. CỰC ĐO ĐIỀU KiỆN ĐIỆN TRỞ Lạnh 835 – 1.400Ω G1 & G- Nóng 1.060 – 1.645 Ω
  53. 12. CẢM BIẾN VỊ TRÍ VAN EGR • Cảm biến dạng biến trở. Dùng để xác định độ mở của van EGR.
  54. KIỂM TRA CỰC ĐO ĐiỀU KiỆN ĐiỆN TRỞ ĐiỆN ÁP Contact On 4,5 – 5,5 V VC – E2 20C 4 – 6KΩ Mở hoàn toản 3,9KΩ 20C EGLS – E2 Đóng hoàn toàn 1,0KΩ 0,3 – 1,3V 20C
  55. 13. CẢM BIẾN TỐC ĐỘ XE • Cảm biến SPD được bố trí ở hộp số. Trong một vòng quay nó phát ra 4 xung vuông gởi về tableau điện, sau đó tín hiệu này được chuyển thành 4 xung vuông có độ chính xác cao gởi về ECU.
  56. 14. CẢM BIẾN ÁP SUẤT NẠP • Cảm biến được bố trí bên trong ECU. • Dùng để theo dõi áp suất của môi trưởng. ECU dùng tín hiệu này để hiệu chỉnh thời điểm phun, thời gian phun và điều chỉnh áp suất nhiên liệu trong ống phân phối để tối ưu hóa quá trình cháy của động cơ.
  57. 15. CONTACT ĐÈN PHANH ECU sử dụng tín hiệu này để kiểm tra sự hư hỏng của contact đèn phanh. Tín hiệu Bàn đạp phanh nhả Khi đang đạp Bàn đạp phanh đạp STP OFF ON ON ST1- ON ON OFF
  58. 16.TÍN HIỆU KHỞI ĐỘÏNG STA
  59. 17. TÍN HIỆU TẢI ĐỊÊN
  60. A. ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG PHUN
  61. • ECU thực hiện 3 chức năng sau để xác định lưu lượng phun. 1. Tính toán lượng phun cơ bản. 2. Tính toán lượng phun tối đa. 3. So sánh lượng phun cơ bản và lượng phun tối đa và chọn lượng phun nhỏ hơn.
  62. 1. XÁC ĐỊNH LƯỢNG PHUN CƠ BẢN Cranshaft Position Accerelator Pedal Sensor (Ne) Position Sensor (VPA) Basic Injection Volume Water Temp. Sensor (THW) (Map Data in ECM) + Clutch Switch (CLSW) Basic Injection Volume Correction Vehicle Speed+ Sensor (SPD) Engine ECU A/C Switch ISC Correction
  63. 2. XÁC ĐỊNH LƯỢNG PHUN TỐI ĐA Crankshaft Position Sensor (Ne) Overheating Protection Water Temp. Sensor (THW) Fuel Temp. Sensor (THF) Basic/Maximum Fuel Pressure Sensor Injection Volume (PC, VPC) (Map Data in ECU) Intake Air Temp. Sensor (THA) Maximum Injection Volume Turbo Pressure Sensor (PIM) Correction Air Flow Meter (VG) Engine ECU Intake Air Mass
  64. LƯỢNG PHUN TỐI ĐA • Khi nhiệt độ nước vượt quá 110˚C, ECU điều khiển giảm lượng nhiên liệu phun để tránh động cơ bị quá nhiệt. • Khối lượng không khí nạp ảnh hưởng đến quá trình cháy. Khi A/F < 14,7/1 → động cơ nhả khói đen. • Lượng nhiên liệu phun sẽ thay đổi theo mật độ của nhiên liệu.
  65. 3. XÁC ĐỊNH LƯỢNG PHUN CUỐI CÙNG • Trường hợp VPA 30% → Lựa chọn lượng phun cơ bản. [Determining Injection Volume] : Basic Injection Volume : Maximum Injection Volume Injection Volume Selects lowest 30% VPA Engine Speed
  66. 4. ĐIỀU KHIỂN LƯỢNG PHUN NHIÊN LIỆU Decides opening time of injector Controls opening by final injection volume timing of injector NE Signal Engine EDU G Signal ECU Various Signals Pressure Limiter Common-rail From Supply Pump Fuel Pressure Sensor Injector
  67. 5. ĐIÊU KHIỂN PHUN KHI KHỞI ĐỘNG
  68. B. ĐIỀU KHIỂN THỜI ĐIỂM PHUN Accelerator Pedal Crankshaft Position Position Sensor (VPA) Sensor (Ne) Basic Injection Timing Intake Air Temp. Sensor (THA) + Turbo Pressure Sensor (PIM) Injection Timing Water Temp. Sensor (THW) Correction EDU Engine ECU Injector
  69. TRONG QUÁ TRÌNH KHỞI ĐỘNG
  70. THỜI ĐIỂM PHUN = ThỜI ĐIỂM PHUN CƠ BẢN + HIỆU CHỈNH
  71. C. ĐIỀU KHIỂN GIAI ĐOẠN PHUN • Phun trước một lượng nhỏ nhiên liệu. • Phun chính xảy ra khi nhiên liệu đã bốc cháy để động cơ nổ êm
  72. D. ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ CẦM CHỪNG Accelerator Pedal Position Sensor (VPA) Water Temp. Sensor (THW) Target Engine Speed Calculation Vehicle Speed Sensor (SPD) Ignition Switch (STA) A/C Amp. [Idle-up Signal] (ACT) Injector Electric Load Comparison Volume Correction Actual Engine Crankshaft Position Sensor (Ne) Speed Engine ECU
  73. F. ĐIỀU KHIỂN ÁP SUẤT NHIÊN LIỆU [Fuel Pressure Control] Fuel Pressure Sensor Common-rail pressure SCV (Feedback) Controls Crankshaft SCV Calculation of Position Sensor opening target injection pressure Engine ECU Accelerator Pedal Position Sensor
  74. G. CHẨN ĐOÁN
  75. 1. NGUỒN CUNG CẤP CHO ECU
  76. 2. ĐIỀU KHIỂN EDU
  77. 3. ĐIỀU KHIỂN KIM PHUN
  78. 4. HỆ THỐNG XÔNG MÁY THW
  79. KIỂM TRA KIỂM TRA HỆ THỐNG Điện trở cuộn dây rơ le xông Khoảng 10Ω Điện trở bu gi xông 0,95Ω ở 20C S 120 1 Nhiệt độ nướcC 30 40
  80. 5. ĐÈN KIỂM TRA ĐỒNG HỒ TABLEAU
  81. 5. ĐIỀU KHIỂN SCV
  82. 5. ĐIỀU KHIỂN BƯỚM GA
  83. 6. ĐIỀU KHIỂN VAN EGR
  84. Intake Restrictor Valve Position Sensor Crankshaft Position Sensor Accelerator Pedal Intake Restrictor Intake Valve Control Motor Position Sensor Restrictor Engine Water Temp. Valve ECU Sensor Turbo Pressure EGR Valve Vacuum Sensor Position Pump Atmospheric Intake Air Temp. Sensor Pressure Sensor Sensor Vacuum Damper EGR Valve E-VRV (for EGR valve control) Engine
  85. 7. ĐIỀU KHIỂN ĐƯỜNG NẠP Crankshaft Position Sensor Intake Restrictor (Ne) Valve Control Motor Water Temp. Sensor (THW) Engine Intake Air Temp. Sensor (THA) ECU Accelerator Pedal Position Intake Restrictor Sensor (VPA) Valve Position Intake Sensor Restrictor Valve Turbo Pressure Sensor (PIM) Ignition Switch (STA)
  86. Rotary Solenoid Type Intake Restrictor Torque Motor Valve Position Sensor Magnet Steel Layer Hall IC Magnet Magnet
  87. • Khi khởi động: Bướm ga mở hoàn toàn để giảm lượng khói. • Khi động cơ chạy: Độ mở bướm ga được điều chỉnh tối ưu theo tốc độ, tải và lượng EGR. • Khi động cơ dừng: Bướm ga đóng hoàn toàn cắt không khí nạp, lượng khí trong xy lanh bé → động cơ dừng êm dịu.
  88. 8. ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TĂNG ÁP Turbo Pressure DC Motor Sensor Atmospheric Nozzle Vane Pressure Sensor Position Sensor Crankshaft Position Sensor Water Temp. Engine Sensor Actual ECU Nozzle Nozzle Vane Vane Intake Air Position Position Temp. Sensor Control Target Nozzle Vane Position Signal Turbo Motor Drive Turbocharger Control Status
  89. 9. ĐIỀU KHIỂN QUẠT LÀM MÁT
  90. 10. ĐẦU CHẨN ĐOÁN