Kiến thức không thể bỏ qua về "Động cơ Diesel máy dầu"

Cấu tạo động cơ Diesel

Thông số về động cơ Diesel 2.2L Duratorq TDCi (Global Puma)

Động cơ 2.2 Duratorq TDCi là loại động cơ phun dầu điện tử có trang bị Turbo. Nó là một thành viên của dòng động cơ “Global Puma”. Có ba loại phiên bản động cơ khác nhau;

•    88kW - LP (Low Power)
•    92kW - MP (Medium Power)
•    110kW - HP (High Power)

Động cơ có 4 xylanh, lốc máy bằng gang với các gân bậc thang tăng cường đô cứng và giảm rung . Nắp máy (nắp quy lát) bằng hợp kim nhôm được thiết kế thành hai thành phần. Trang bị 4 xupap cho mỗi xy lanh, sử dụng hai trục CAM đặt đỉnh và dẫn động CAM bằng xích. Bơm nhiên liệu cao áp cũng được dẫn động bởi xích CAM.

Một số khác biệt giữa ba loại phiên bản động cơ.

•    Phiên bản 88 kW là phiên bản khởi đầu cho các xe dẫn động cầu sau. Trang bị Turbo trên đường ống xả.

•    Phiên bản 92 kW cũng được trang bị Turbo tại đường xả & có vòi phun dầu làm mát đỉnh pít tông.

•    Phiên bản 110 kW trang bị Turbo có cánh biến thiên VGT điều khiển điện, cũng như các kim phun nhiên liệu để tăng hiệu suất nạp cho động cơ. 

Hệ thống phun dầu điện tử CDI Continental

Hệ thống phun dầu điện tử CDI Continental hoạt động theo kiểu tương tự như phun xăng điện tử là các kim phun được cung cấp nhiên liệu thong qua một đường ống dùng chung.

Điều khiển phun tại kim phun

Các kim phun nhiên liệu cho động cơ 2.2L Duratorq CDTi HP có tốc độ dòng chảy cao hơn hai phiên bản còn lại

Các kim phun piezo, thủy lực được kết nối với đường ống nhiên liệu, phun lượng nhiên liệu cần thiết vào buồng đốt cho tất cả các điều kiện hoạt động của động cơ. Kim phun được đặt ở trung tâm buồng đốt. Định lượng nhiên liệu bao gồm lượng phun ban đầu và lượng phun chính. Lý do tách ra 2 giai đoạn là để quá trình cháy diễn ra êm
để giảm tiếng gõ đặc trưng của động cơ Diesel.

Hoạt động Piezo đảm bảo quá trình phản ứng cực kỳ nhanh chóng, và nhanh hơn loại kim phun điện từ. Chính vì điều này, điều khiển lượng nhiên liệu phun và xác định định lượng vô cùng chính xác. Các kim phun được điều khiển bởi PCM.

Ống phân phối nhiên liệu được làm từ loại thép rèn và được lắp trên khung giá đỡ trục CAM. Nhiên liệu được phân phối bởi một đường ống cung cấp nhiên liệu áp suất từ bơm cao áp đến ống phân phối. Từ ống phân phối nhiên liệu, nhiên liệu được chuyển đến các kim phun thong qua các ống cao áp. Tại cuối đường ống phân phối là cảm biến áp suất nhiên liệu.

Bất kỳ công việc nào phải tháo đường ống cao áp thì nó phải được thay mới.
Không bao giờ được tháo cảm biến áp suất nhiên liệu ra khỏi ống nhiên liệu. Nếu hư hỏng thì phải thay mới cả cụm ống nhiên liệu.

Bơm cao áp

Bơm cao áp được dẫn động bởi xích CAM, có hai bơm tích hợp. Một bơm tiếp vận cánh gạt và ba xylanh bơm pít tông. Các xylanh đặt lệch nhau 120°. Áp suất nhiên liệu và khối lượng dòng nhiên liệu là 2 yếu tố thay đổi. 

Nhiên liệu từ bơm tiếp vận cung cấp đến buồng tăng áp của bơm để tạo ra áp cao cho hệ thống. Giữa hai phần áp suất thấp và áp suất cao của bơm, van định lượng được lắp đặt để giới hạn dòng nhiên liệu đi qua buồng tăng áp.

Nhiên liệu đến buồng tăng áp của bơm cao áp để tạo ra nhiên liệu áp suất cao và nhiên liệu được bơm đi đến bộ điều áp, nơi mà áp suất nhiên liệu được kiểm soát trong ngưỡng 230 bar đến 1800 bar. Sau khi ra khỏi bơm, nhiên liệu cao áp được đưa đến ống phân phối.

Sự kết hợp giữa kim phun Piezo với việc đáp ứng nhanh chóng tăng giảm áp lực nhiên liệu làm cho động cơ có khả năng thay đổi định lượng nhiên liệu trong một thời gian nhất định, và các kim phun hoạt động rất nhanh chóng. Điều này cho phép phun trước một lượng nhỏ trước khi phun một lượng lớn ở giai đoạn phun chính. Phun hai giai đoạn nhằm làm giảm tiếng ồn trong quá trình cháy và giảm lượng khí thải độc hại, trong khi đó tăng hiệu suất động cơ và tiết kiệm nhiên liệu. Áp suất, thời điểm và thời gian phun nhiên liệu được điều khiển bởi PCM.

Turbocharger

Cả ba phiên bản của động cơ 2.2L Duratorq CDTi đều trang bị Turbo. Phiên bản 88kW và 92 kW trang bị loại Turbo thường, Trong khi đó, phiên bản 110kW trang bị loại Turbo VGT. Cả hai loại Turbo tăng áp đều có tính năng thay đổi áp suất trên đường ống nạp. Loại có cánh biến thiên VGT mang lại hiệu suất cao hơn. Khí nạp sau khi tăng áp bởi Turbo được đi qua két làm mát để tăng mật độ không khí nhằm cải thiện hiệu suất nạp.

Bugi xông (sấy)

Bugi xông (sấy) là thành phần làm nóng bằng điện được lắp ở nắp máy. Bugi xông (sấy) hỗ trợ động cơ Diesel trong giai đoạn khởi động bằng cách làm tăng nhiệt độ buồng đốt. Khi bugi xông (sấy) hoạt động, đèn báo xông (sấy) trên đồng hồ táp lô sẽ bật sáng ở giai đoạn đầu tiên. 

Ở giai đoạn xông (sấy) trước (trước khi khởi động), bugi xông (sấy) sẽ hoạt động khi nhiệt độ động cơ dưới 80°C và kéo dài tối đa 8 giây. Sau khi khởi động có thể có giai đoạn xông (sấy) sau, giai đoạn mà các bugi xông (sấy) hoạt động tối đa là 30 giây với nhiệt độ động cơ thấp hơn 50°C và tốc độ động cơ nhỏ hơn 2500 v/p. Điều này sẽ giảm lượng khí thải độc hại.

Van EGR

Để giảm lượng NOx sinh ra trong buồng đốt, đặc biệt là ở chế độ tải nhẹ và suốt quá trình hoạt động, một phần khí thải sẽ đưa trở lại đường nạp để hòa trộn với khí sạch thông qua hệ thống tuần hoàn khí thải. Tỷ lệ khí thải đưa trở lại buồng đốt trực tiếp cản trở quá trình cháy. Do đó, tỷ lệ NOx giảm đáng kể. Tỷ lệ tuần hoàn khí thải phụ thuộc hoàn toàn vào tốc độ động cơ và tải động cơ. Hệ thống tuần hoàn khí thải hoạt động hiệu quả trong phạm vi tải một phần và thấp hơn. Recirculation rates of over 60% are possible under favorable conditions.

Van EGR gồm có một mô tơ DC (điện một chiều) và cảm biến vị trí EGR. Van EGR và bộ làm mát EGR được lắp với nhau bằng bulông. Bộ làm mát EGR được kết nối với hệ thống làm mát động cơ, và EGR làm mát buồng đốt để giảm lượng khí thải NOx.

Bơm chân không

Các động cơ Diesel đều được trang bị bơm chân không cung cấp cho bầu chân không tăng cường lực phanh để hỗ trợ khi phanh. Bơm chân không được lắp ở cuối nắp máy và được dẫn động thong qua trục CAM xả.

Van gió (bướm gió) trên cổ hút

Van gió (bướm gió) được lắp trên cổ hút và được điều khiển bởi thiết bị phụ. Cụm van gió trên đường ống nạp có các chức năng sau:

•    Ngăn ngừa tình trang động cơ bị rung giật khi tắt máy.

•    Điều tiết lượng không khí nạp trong quá trình lưu hồi DPF

Van gió trên cổ hút được kích hoạt bởi mô tơ DC. Hoạt động này được thực hiện thong qua điều biến độ rộng xung (PWM) dưới sự điều khiển của PCM. Vị trí của van gió được phát hiện bởi cảm biến vị trí (dạng điện thế). Tín hiệu ra là một tín hiệu điện áp tương tự.