Tìm hiểu về Hệ thống nhiên liệu CRDi

Hệ thống nhiên liệu CRDi là gì ?

Hệ thống nhiên liệu CRDi bao gồm các hệ thống chính sau: ECM, bơm cao áp, ray chứa chung và vòi phun. Trong hệ thống CRDi, bơm cao áp bơm nhiên liệu vào trong ray chứa chung và nâng áp suất nhiên liệu trong ray chứa lên cao. Trong cùng thời điểm, áp suất trong ray chứa chung luôn được duy trì ổn định do thể tích ray chứa lớn và luôn được bơm cao áp bổ xung nhiên liệu. Điều này đảm bảo áp suất phun tại từng thời điểm là không đổi.

Các xe Hyundai sử dụng hệ thống CRDi của hai hãng chính là Bosch và Delphi. Các động cơ diesel CRDi lắp trên xe nhập về Việt nam thường của hãng Bosch. Để đo lượng nhiên liệu vào, Bosch sử dụng van tỉ lệ điện từ (MPV) còn Delphi sử dụng van đo lường đầu vào (IMV).

Mô đun điều khiển động cơ (ECM)

Hệ thống nhiên liệu CRDi được điều khiển bởi Mô đun điều khiển động cơ (ECM). ECM thực chất là một máy tính, các cảm biến, cơ cấu chấp hành, nguồn điện được nối tới ECM bằng những giắc cắm có rất nhiều chân. Các mạch điều khiển bên trong ECM được bố trí sao cho nó có đủ không gian để thoát nhiệt khi hoạt động. ECM nhận các tín hiệu từ các cảm biến, sau đó, các thông tin này được bộ vi xử lý xử lý và tính toán ra thời gian và thời điểm phun nhiên liệu. Sau đó, ECM sẽ cấp tín hiệu điều khiển đến các cơ cấu chấp hành (Vòi phun) để thực hiện việc phun nhiên liệu theo đúng yêu cầu

Hệ thống cấp nhiên liệu đường thấp áp

Hệ thống cấp nhiên liệu thấp áp gồm có bơm sơ cấp và đường ống thấp áp để cấp nhiên liệu cho bơm cao áp. Bơm sơ cấp thường có hai loại. Thông dụng là loại bơm điện dùng cơ cấu bơm con lăn và được lắp trong thùng nhiên liệu hoặc lắp ngoài thùng nhiên liệu. Khi bật chìa khóa điện, bơm sơ cấp sẽ hoạt động để cấp nhiên liệu cho bơm cao áp bất chấp động cơ có chạy hay không. Van an toàn được lắp trong bơm để đảm bảo an toàn trong trường hợp động cơ chưa chạy. Nếu bơm điện là loại bơm thả thùng thì nó thường được chế tạo cùng lưới lọc, lọc sơ cấp, phao nhiên liệu 

Loại bơm thứ 2 ít được sử dụng hơn là bơm bánh răng được chế tạo tích hợp trong bơm cao áp và được dẫn động cùng bơm cao áp. Do đó, nó chỉ hoạt động khi khởi động động cơ. Đây là loại bơm không cần bảo dưỡng. Do nó chỉ hoạt động khi động cơ hoạt động nên trong trường hợp hết nhiên liệu trong thùng hoặc sửa chữa đường nhiên liệu, phải sử dụng bơm tay (đặt ngay cạnh bơm cao áp) để bơm mồi nhiên liệu lên bơm cao áp.

Hệ thống cấp nhiên liệu đường cao áp

Hệ thống cấp nhiên liệu đường cao áp bao gồm bơm cao áp, ray chứa chung và các đường ống dẫn. Bơm cao áp liên tục cấp nhiên liệu dưới áp suất cao chứa trong ray chứa. Bơm cao áp được dẫn động bởi động cơ, có tốc độ bằng ½ tốc độ của động cơ  và được bôi trơn bằng chính nhiên liệu được bơm. Bên trong bơm, 3 piston nén nhiên liệu được bố trí đặt lệch nhau một góc 1200 . Trục dẫn động là một cam lệch tâm để dẫn động bơm. Piston sẽ chuyển động lên xuống, khi piston đi xuống, vàn vào mở và van ra đóng, nhiên liệu được hút vào trong bơm, khi piston đi lên, van vào đóng van ra mở, nhiên liệu được đẩy vào đường ống để đưa đến ray chứa chung.

Hệ thống điều khiển áp suất nhiên liệu trên ray chứa chung

Tùy theo điều kiện hoạt động thực tế của động cơ và của xe, ECM sẽ điều khiển tăng, giảm hay duy trì áp suất nhiên liệu trong ray chứa ở một mức độ nào đó. Thông thường, ECM nhận tín hiệu áp suất ray từ cảm biêm RPS (2) sau đó so sánh với áp suất cần thiết và đưa ra tín hiệu điều khiển. Để điều khiển áp suất ray, có nhiều phương án khác nhau được sử dụng cho từng model động cơ cụ thể.

Loại điều khiển áp suất đầu ra, thế hệ 1: Bơm sơ cấp (loại bơm điện thả thùng) cấp nhiên liệu cho bơm cao áp, bơm cao áp nén nhiên liệu lên đến áp suất khoảng 1350 bar. Hệ thống điều khiển áp suất đầu ra được điều khiển bằng cách tăng hay giảm lượng nhiên liệu hồi từ ray về thùng nhiên liệu. ECM điều khiển Van điều khiển áp suất ray (1) (RPCV), khi áp suất cao, van RPCV mở để hồi nhiên liệu từ ray về thùng, khi áp suất thấp, van RPCV đóng để tăng áp suất trong ray do đó duy trì áp suất trong ray ở mức yêu cầu. Để điều khiển bù do nhiệt độ nhiên liệu tăng cao, cảm biến nhiệt độ nhiên liệu (FTS) 3 được lắp ở bầu lọc để cấp thông tin cho ECM

Loại điều khiển áp suất đầu vào, thế hệ 1: Bơm mồi là bơm bánh răng tích hợp trong bơm cao áp. Áp suất nhiên liệu được nén lên đến 1350 bar. Điều khiển áp suất đầu vào là điều khiển lượng nhiên liệu từ bơm bánh răng được cấp cho bơm cao áp. ECM điều khiển Van tỉ lệ điện từ (1) (MPROP). Trong điều kiện bình thường, van MPROP mở để duy trì áp suất bình thường trong ray, khi áp suất nhiên liệu trong ray tăng cao, van MPROP đóng một phần và lượng nhiên liệu được đưa đến bơm cao áp ít hơn, áp suất ray giảm. Khi áp suất nhiên liệu trong ray giảm, van MPROP mở rộng cấp thêm nhiên liệu cho bơm cao áp do đó áp suất trong ray sẽ tăng lên. Ưu điểm của loại bơm này là năng lượng cần để vận hành bơm cao áp giảm nhưng có nhược điểm là áp suất trong ray không được điều khiển tức thì. Để đảm bảo an toàn, trên ray được trang bị thêm một van an toàn (3) (PLV). Khi Van MPROP hỏng, áp suất nhiên liệu trên ray quá cao thì van PLV mở để giảm áp trong ray.

Loại điều khiển cả áp suất đầu vào và đầu ra, thế hệ 2: Bơm mồi là bơm điện thả thùng để cấp nhiên liệu cho bơm cao áp. Áp suất cao nhất có thể lên đến 1600 bar. Áp suất trong ray chứa chung được ECM điều khiển bằng cả MPROP và RPCV. Hệ thống cũng lắp thêm cảm biến FTS để điều khiển bù. Loại ĐK này loại trừ được cả hai nhược điểm của thế hệ 1.

Loại điều khiển cả áp suất đầu vào và đầu ra, thế hệ 2: Bơm mồi là bơm bánh răng tích hợp trong bơm cao áp, hệ thống điều khiển tương tự như hệ thống trên.

Khi khởi động: Bơm cao áp cần đưa nhiên liệu lên ray chứa càng nhanh càng tốt do vậy van MPROP mở để đưa nhiên liệu đến bơm cao áp càng nhiều càng tốt, RPCV đóng để ngăn không cho nhiên liệu hồi.

Tại tốc độ không tải và tốc độ thấp: ECM điều khiển cả hai van MPROP và RPCV để bơm cao áp hoạt động tốt hơn và tránh tạo thành sóng áp suất bên trong ray do hiện tượng tạo chân không trong bơm cao áp.

Tại tốc độ cao hơn: Điều khiển chủ yếu bằng van MPROP để bơm cao áp không tiêu tốn quá nhiều năng lượng. Van RPCV chỉ dùng để điều khiển khi cần hạ áp suất trên ray rất nhanh.