Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 278 Chương 12 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL I. CÔNG DỤNG – YÊU CẦU I.1. Dự trữ nhiên liệu Đảm bảo cho động cơ có thể làm việc liên tục trong một thời gian nhất đònh mà không cần cấp thêm nhiên liệu vào. Ngoài ra hệ thống còn phải lọc sạch nước, tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu giúp nhiên liệu vận chuyển dễ dàng trong hệ thống. I.2. Cung cấp nhiên liệu cho động cơ Khi cung cấp nhiên liệu cho động cơ hoạt động phải đảm bảo tốt các yêu cầu sau: - Lượng nhiên liệu cung cấp cho mỗi chu trình phải phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ. - Phun nhiên liệu vào xylanh đúng thời điểm và đúng quy luật. - Đối với động cơ nhiều xylanh, lượng nhiên liệu phun vào các xylanh phải đồng đều trong một chu trình công tác. I.3 Các tia nhiên liệu phun vào xylanh động cơ Phải đảm bảo tính kết hợp tốt giữa số lượng, phương hướng, hình dạng, kích thước của các tia phun với hình dạng buồng cháy. Ngoài ra còn phải kết hợp với cường độ và phương hướng chuyển động của môi chất trong buồng cháy để hòa khí được hình thành nhanh và đều nhất. Ngoài ra hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel còn phải thỏa mãn các yêu cầu sau: - Hoạt động ổn đònh, có độ tin cậy và tuổi thọ cao. - Thuận tiện trong sử dụng, bảo dưỡng và sữa chữa động cơ. - Dễ chế tạo và giá thành hợp lý. II. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG Điểm khác biệt lớn nhất của động cơ Diesel so với động cơ xăng là đòa điểm và thời gian hình thành hòa khí. Trong động cơ xăng, hòa khí bắt đầu hình thành ngay từ khi xăng được hút khỏi vòi phun vào đường ống nạp (động cơ dùng bộ chế hòa khí) hoặc được phun vào xylanh động cơ (động cơ GDI – phun xăng trực tiếp), quá trình hình thành hỗn hợp còn tiếp diễn bên trong xylanh, suốt quá trình nạp và quá trình nén cho đến khi được đốt cháy cưỡng bức bằng tia lửa điện. Trên động cơ Diesel, vào cuối quá trình nén, nhiên liệu mới được phun vào buồng cháy động cơ để hình thành hòa khí sau đó hoà khí tự bốc cháy khi gặp điều kiện nhiệt độ và áp suất thích hợp. Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel (hình 12.1) là bộ phận quan trọng nhất của động cơ để thực hiện việc hình thành hòa khí kể trên. Bơm 3 hút nhiên liệu từ bình chứa1 qua lọc thô 2 vào bơm, được bơm qua bình lọc tinh 4, tới bơm cao áp 5. Các bình lọc 2 và 4 có công dụng lọc sạch căïn bẩn, tạp chất cơ học có lẫn trong nhiên liệu. Bơm cao áp cung cấp nhiên liệu vào đường cao áp 6, tới vòi phun để phun vào buồng cháy động cơ. Lượng nhiên liệu thừa trong trong mỗi chu trình công tác của động cơ được đưa từ bơm cao áp qua van tràn và đường dầu 8 bình chứa nhiên liệu. Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 279 Đối với hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ Diesel, để hệ thống làm việc ổn đònh và đảm bảo tính năng kinh tế kỹ thuật của động cơ. Điều quan trọng nhất là trong hệ thống không được lẫn (không khí), bởi vì không khí nén được nên sẽ làm giảm áp suất nhiên liệu trên đường ống cao áp và kim phun làm ảnh hưởng đến quá trình cháy, thậm chí không xảy ra được quá trình cháy trong xylanh. Vì thế trên bơm cao áp và van kim đều có trang bò các vít để xả gió. III. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ KẾT CẤU CỦA BƠM CAO ÁP PE, VE, GM III.1. Bơm cao áp PE Bơm cao áp PE là một loại bơm gồm nhiều tổ bơm PF ghép chung thành một khối, có cốt cam điều khiển nằm trong thân bơm và điều khiển chung bởi một thanh răng. Cấu tạo của một bơm cao áp BOSCH PE gồm: Một thân bơm được đúc bằng hợp kim nhôm trên đó có các lỗ để bắt ống dầu đến, ống dầu về, ốc xả gió, lỗ xỏ thanh răng, vít chận thanh răng, vít kềm xylanh, Thân bơm có thể chia làm ba phần trong đó có chứa các chi tiết sau: Phần giữa, bên trong chứa các cặp piston xylanh tương ứng với số xylanh của động cơ, các vòng răng và thanh răng điều khiển. Trên vòng răng có vít điều chỉnh vò trí tương đối của piston và xylanh. Phần dưới, bên trong có chứa cốt bơm hai đầu tựa lên hai bạc đạn lắp ở nắp đậy cốt bơm. Cốt bơm có số cam bằng số xylanh động cơ và có cam sai tâm để điều khiển bơm tiếp vận. Trên các cam là các đệm đẩy có bánh răng, ở đệm đẩy có vít điều chỉnh và đai ốc chận. Dưới cốt bơm là đáy bơm Hình 12.1. Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel có van an toàn lắp ở lọc thứ cấp. 1 – bình chứa; 2 – lọc sơ cấp; 3 – bơm tiếp vận; 4 – lọc thứ cấp; 5 – bơm cao áp; 6 – ống cao áp; 7 – đến kim phun; 8 – đường dầu về; 9 – van an toàn; 10 – bơm tay; 11 – lưới lọc và van một chiều; 12 – bộ điều tốc; 13 – vít xả gió. 4 5 6 7 8 9 10 12 13 1 2 3 11 Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 280 có các nắp đậy, bên trong chứa dầu nhờn để bôi trơn. Cốt bơm có một đầu được lắp với trục truyền động tự động (hoặc bộ phun sớm tự động). Đầu còn lại lắp quả tạ và chi tiết của bộ điều tốc cơ năng (hoặc để trống, nếu bộ điều tốc áp thấp). Phần trên là phòng chứa nhiên liệu thông giữa các xylanh với nhau. Các vít kềm xylanh chỏi ở lỗ nhiên liệu ra của xylanh. Một van an toàn để điều chỉnh áp lực nhiên liệu vào các xylanh. Trên xylanh là đế van cao áp, van cao áp, lò xo và trên cùng là đai ốc lục giác dẫn nhiên liệu đến kim phun. Ngoài ra còn có một bơm tiếp vận loại piston lắp ở hông bơm được điều khiển bởi cam sai tâm của cốt bơm và bộ tiết chế cơ năng hay áp thấp liên hệ với thanh răng để điều chỉnh tốc độ động cơ. III.1.1. Kết cấu bơm cao áp PE Bơm cao áp PE là một bơm gồm nhiều tổ bơm ghép chung thành một khối, có cốt cam điều khiển nằm trong thân bơm và điều khiển chung bởi một thanh răng (hình 12.2) Hình 12.2. Sơ đồ cấu tạo bơm cao áp PE. 1 – đầu nối ống cao áp; 2 – vít cố đònh xylanh; 3 – xylanh bơm; 4 – thanh răng; 5 – vòng răng; 6, 9 – chén chận lò xo; 7 – piston bơm; 8 – lò xo; 10 – con đội; 11 – con lăn; 12 – trục cam; 13 – cam. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 12 Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 281 Giải thích các ký hiệu ghi trên vỏ bơm: PE/PES 6 A 70 B 4 1 2 R S 114 - PE: Chỉ loại bơm cao áp cá nhân có chung một cốt cam bơm, điều khiển qua khớp nối. Nếu có thêâm chữ S là cốt bơm bắt trực tiếp vào mặt bích của động cơ, không qua khớp nối. - 6: Chỉ số xylanh bơm cao áp (bằng số xylanh động cơ). - A: Kích thước bơm (A: cỡ nhỏ; B: cỡ trung; Z: cỡ lớn; M: cỡ thật nhỏ; P: đặc biệt; ZW: cỡ thật lớn) - 70: Chỉ đường kính piston bơm tính theo 0.1 mm (70 = 7 mm) - B: Chỉ đặc điểm thay thế các bộ phận trong bơm khi ráp bơm (gồm có : A, B, C, Q, K, P). - 4: Chỉ vò trí dấu ghi nơi đầu cốt bơm; nếu số lẻ 1, 3, 5 thì dấu ở đầu cốt bơm. Nếu số chẵn 2, 4 , 6 thì dấu nằm bên phải nhìn từ cửa sổ. - 1: Chỉ thò bộ điều tốc (0: không có bộ điều tốc); 1 – Bộ điều tốc ở phía trái; 2 – Bộ điều tốc ở phía phải. - 2: Chỉ thò vò trí bộ phun dầu sớm; 0 – Không có bộ phận phun dầu sớm; 1 – Bộ phun dầu sớm phía trái; 2 – Bộ phun dầu sớm phía phải. - R: Cho biết có hay không có bơm tiếp vận; nếu không ghi số thì không có bơm tiếp vận; nến có ghi số thì có bơm tiếp vận: Nếu ghi số 3 thì có 1 lỗ để gắn bơm tiếp vận nhưng chưa được đậy lại. Nếu ghi số 4: có 2 lỗ gắn bơm tiếp vận, phía trái gắn bơm, phía phải đậy lại. Nếu ghi số 5: có 2 lỗ gắn bơm tiếp vận, phía phải gắn bơm, phía trái đậy lại. - S: Chiều quay của bơm nhìn từ đầu cốt nối với động cơ; R: Chiều quay phải, theo kim đồng hồ; L: Chiều quay trái, ngược kim đồng hồ. - 114: Đặc điểm của nhà chế tạo Ngoài ra bơm cao áp PE của Mỹ có ghi thêm hàng chữ ở các vò trí khác: - Timed for Port Closing: Cân góc độ phun dầu theo phương pháp dầu trào mạch đóng (piston có vạt xéo dưới). - Timed for Port Opening: Cân góc độ phun đầu theo phương pháp dầu trào mạch hở (piston có vạt xéo trên). - Nếu lằn vạt xéo phía trái (nhìn từ đầu piston) thì trên đuôi piston có ghi chữ N hay L, nếu có bộ điều tốc thì gắn ở phía bên trái bơm. - Nếu lằn vạt xéo phía phải thì trên đuôi piston có ghi chữ R. Nếu có bộ điều tốc thì gắn bên phải bơm. III.1.2. Nguyên lý làm việc Khi động cơ hoạt động, cốt bơm điều khiển bơm tiếp vận hút nhiên liệu từ bình chứa qua hai lưới lọc đến bơm ở tại phòng chứa nhiên liệu nơi thân bơm. Một phần nhiên liệu qua van an toàn trở về thùng chứa. Lúc piston bơm ở vò trí thấp nhất, nhiên liệu vào xylanh bằng cả hai lỗ trên thân xylanh bơm. Vào quá trình phun nhiên liệu, cốt bơm điều khiển piston đi lên, khi piston án hết hai lỗ dầu vào thì nhiên liệu được nén trong xylanh bơm, piston tiếp tục đi lên và áp suất nhiên liệu trên đỉnh piston Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 282 bơm càng tăng. Đến khi áp lực nhiên liệu đủ lớn để thắng lực căng lò xo thì van cao áp được nhất lên và nhiên liệu đưa đường ống cao áp và đến kim phun để phun vào xylanh động cơ. Piston lại tiếp tục đi lên đến khi cạnh vạt xéo phía dưới piston vừa hé mở lỗ dầu về, dầu tràn ra khỏi xylanh và kết thúc quá trình cấp nhiên liệu. Nhờ có cốt bơm có thứ tự thì nén phù hợp với thứ tự công tác của động cơ nên nhiên liệu đưa đến kim phun đúng lúc và đúng đúng thời điểm. Tất cả các xylanh bơm đều có một áp lực nhiên liệu vào như nhau nhờ vào van an toàn và được điều khiển chung bởi một thanh răng nên nhiên liệu ở các xylanh được tăng giảm đồng đều. Muốn thay đổi tốc độ động cơ ta dòch chuyển thanh răng để làm xoay vành răng. Từ đó thay đổi được vò trí tương đối giữa rãnh vát trên piston bơm và lỗ thoát nhiên liệu trên xylanh, do đó thay đổi được hành trình có ích của piston bơm và thay đổi được lượng nhiên liệu cung cấp trong mỗi chu trình công tác, giúp thay đổi tải và tốc độ của động cơ. Nguyên lý làm việc của bộ phun dầu sớm tự động trên bơm cao áp PE Cũng như đánh lửa sớm tự động trên động cơ xăng. Trên động cơ Diesel khi tốc độ càng cao, góc độ phun dầu phải càng sớm để nhiên liệu đủ thời gian hòa trộn và tự bốc cháy để phát ra công suất lớn nhất. Do đó, trên hầu hết các động cơ Diesel đều có trang bò bộ phun dầu sớm tự động. - Với piston có lằn vạt xéo phía trên thì điểm khởi phun thay đổi và dứt phun cố đònh, với piston có lằn vạt xéo cả trên lẫn dưới thì điểm khởi phun và dứt phun đều thay đổi. Do đó đối với bơm cao áp có một trong hai loại piston này thì không cần phun dầu sớm tự động. Hình 12.3. Sơ đồ nguyên lý làm việc bơm cao áp PE. Piston Xylanh Van cao áp Đế van cao áp Nạp nhiên liệu Phun nhiên liệu Kết thúc phun Rãnh vát trên piston Hình 12.4. Dòch chuyển thanh răng để thay đổi tốc độ động cơ. Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 283 - Đối với piston có lằn vạt xéo phía dưới thì điểm khởi phun cố đònh, điểm dứt phun thay đổi. Thông thường các bơm cao áp PE đều có lằn vạt xéo phía dưới nên phải trang bò bộ phun dầu sớm tự động. Đa số với các bơm cao áp PE người ta ứng dụng bộ phận tự động điều khiển góc phun sớm bằng ly tâm. Điển hình của loại bơm này là bộ phun sớm tự động của hãng BOSCH. Bộ phận này gồm: một mâm nối thụ động được bắt vào đầu cốt bơm cao áp, nhờ chốt then hoa và đai ốc giữ. Một mâm nối chủ động có khớp nối để nhận truyền động từ động cơ. Chuyển động quay của mâm chủ động truyền qua mâm thụ động qua hai quả tạ. Trên mâm thụ động có ép hai trục thẳng góc với mâm, hai quả tạ quay trên hai trục này. Đầu lồi còn lại của quả tạ tỳ chốt của mâm chủ động, hai quả tạ được kềm vào nhau nhờ hai lò xo tựa vào trục, đầu còn lại tỳ vào chốt ở mâm chủ động và miếng chêm nằm trên lò xo để tăng lực lò xo theo đònh mức. Một vỏ bao kết nối với mâm chủ động có nhiệm vụ bao bọc hai quả tạ và giới hạn tầm di chuyển của chúng. Tất cả cơ cấu vừa kể được che kín bằng một vỏ bao bên ngoài, vỏ này cũng vặn vào bề mặt có ren của mâm thụ động. Giữa hai bề mặt tiếp xúc có các vòng đệm kín bằng cao su bảo đảm độ kín khít giữa vỏ và mâm chủ động, nhờ đó mà dầu bôi trơn bên trong không rò rỉ ra ngoài. Khi động cơ làm việc nếu tốc độ của động cơ tăng thì dưới tác dụng lực ly tâm của hai quả tạ làm mâm thụ động quay tương đối với mâm chủ động theo chiều chuyển động của cốt bơm, do đó làm tăng góc phun sớm nhiên liệu. Khi tốc độ động cơ giảm thì lực ly tâm yếu đi, nên hai quả tạ xếp vào, lò xo quay mâm thụ động cùng với trục cam đối với mâm chủ động về phía chiều ngược lại. Do đó làm giảm góc độ phun sớm nhiên liệu. Hình 12.5. Nguyên lý làm việc bộ phun dầu sớm tự động trên bơm cao áp PE. Quả tạ Góc phun dầu sớm Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 284 III.2. Bơm cao áp VE Hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ Diesel dùng bơm cao áp kiểu VE được thể hiện trên (hình 12.6). Nhiên liệu Diesel được lọc bởi lọc 3, sau đó được chuyển đến bơm cao áp nhờ bơm tiếp vận kiểu cánh gạt. Nhiên liệu đi vào bơm cao áp để tạo áp suất cao, đồng thời nhiên liệu còn đóng vai trò bôi trơn và làm mát cho các chi tiết trên đường đi của bơm. Nhiên liệu có áp suất cao được đưa qua đường ống cao áp đến vòi phun để phun vào xylanh động cơ. Phần nhiên liệu thừa sau mỗi lần phun trong một chu trình công tác được đưa về bình chứa qua đường dầu 7. Nếu áp suất đầu ra của bơm cao áp vượt quá giới hạn cho phép thì một lượng nhiên liệu cũng được đưa về bình chứa nhằm ổn đònh áp suất nhiên liệu cung cấp cho hệ thống. III.2.1. Kết cấu bơm cao áp VE Khác với bơm thẳng hàng PE, bơm VE chỉ có một piston và một xylanh bơm cho dù trên động cơ có nhiều xylanh. Nhiên liệu được cung cấp bởi piston và phân phối qua các rãnh tới các lỗ thông ứng với số xylanh trên động cơ. Trên bơm cao áp VE (hình 12.6), về cơ bản có những bộ phận sau: - Bơm tiếp vận kiểu phiến gạt. - Bơm cao áp với đầu phân phối. - Bộ điều chỉnh tốc độ động cơ (bộ điều tốc). - Bộ cúp dầu (bằng cơ khí hoặc bằng điện). - Bộ phun dầu sớm bằng thuỷ lực. Ngoài ra trên bơm còn trang bò các chức năng bổ sung khác để thích nghi trong sử dụng với từng loại động cơ cụ thể. 1 2 3 4 5 6 7 8 Hình 12.6. Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ Diesel dùng bơm VE. 1 – bình chứa nhiên liệu; 2 – ống dẫn; 3 – lọc; 4 – bơm cao áp VE; 5 – đường ống cao áp; 6 – vòi phun nhiên liệu; 7 – đường dầu về; 8 – bougie xông. Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 285 III.2.2. Nguyên lý làm việc Trục truyền chính của bơm quay trên các ổ trượt vỏ bơm và dẫn động bơm tiếp vận. Phía trong bơm, ở cuối trục truyền động được đặt một vòng lăn, nó không được nối với trục truyền động nhưng được giữ trong vỏ bơm bằng cách dùng đóa cam cưỡi trên các con lăn của vòng lăn (đóa cam này được dẫn động bởi trục truyền chính). Piston phân phối vừa xoay quanh trục của nó vừa chuyển động tònh tiến lên xuống, piston di chuyển bên trong đầu phân phối. Đầu phân phối này được lắp trên thân bơm, trong đầu phân phối được đặt một thiết bò ngắt nhiên liệu bằng điện từ. Nếu thiết bò ngắt nhiên liệu bằng cơ khí (thay vì ngắt bằng điện) thì cơ cấu này được đặt ở vỏ bộ điều tốc. Trục của bộ điều tốc được dẫn động từ truyền chính bằng một bánh răng nối, bộ điều tốc này gồm các quả văng và một ống trượt. Cơ cấu bộ điều tốc bao gồm: cần điều khiển, cần khởi động và cần lắc chuyển động trong ổ trượt ở trong thân bơm để điều khiển vò trí van đònh lượng trên piston. Ở phía trên cùng của bộ điều tốc cơ khí là lò xo điều tốc, được nối với cần điều khiển bằng trục cần điều khiển. Mặt khác, trục cần điều khiển chuyển động trong ổ trượt ở vỏ bộ điều tốc. Trên nắp bộ điều tốc có những đai ốc điều chỉnh đầy tải, van dầu tràn và đai ốc điều chỉnh tốc độ của động cơ. Phân phối nhiên liệu áp lực thấp Hệ thống phun nhiên liệu VE của hãng BOSCH có một bơm tiếp vận kiểu cánh gạt, bơm này hút nhiên liệu từ bình chứa và đưa tới khoang nhiên liệu của bơm cao áp. Một phần nhiên liệu qua van điều áp trở về mạch nạp của bơm tiếp vận. Để làm mát và tự Hình 12.7. Sơ đồ cấu tạo bơm cao áp VE. 1 – Bơm tiếp vận cánh gạt: bơm nhiên liệu từ thùng chứa tới khoang bơm. 2 – Bơm cao áp với đầu phân phối: tạo ra áp lực phun và phân phối nhiên liệu tới xylanh. 3 – Bộ điều tốc bằng cơ khí: thay đổi lượng nhiên liệu phân phối theo phạm vi điều khiển. 4 – Van cúp dầu bằng điện: ngưng cung cấp nhiên liệu khi động cơ ngừng hoạt động. 5 – Bộ phun sớm: điều khiển sự khởi phun theo tốc độ của động cơ. 1 2 3 4 5 Đến vòi phun Nhiên liệu vào Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 286 thoát bọt khí của bơm phân phối, một ít nhiên liệu cũng chảy qua đai ốc giới hạn tràn trên vỏ bộ điều tốc và trở về bình chứa. 1) Bơm tiếp vận kiểu cánh gạt Bơm tiếp vận được lắp với trục truyền chính, rôto của nó được lắp đồng tâm với trục và được truyền động qua then. Rôto xoay bên trong vòng lệch tâm cố đònh trên vỏ bơm, bốn cánh gạt của rôto được đẩy ra ngoài bởi lực ly tâm và áp lực nhiên liệu ở phía dưới các cánh gạt và rôto (hình 12.8). Nhiên liệu di chuyển qua lỗ nhỏ ở khoang bơm cao áp vào khoảng không gian hình quả thận được tạo ra bởi rôto, cánh gạt và vòng lệch tâm. Sự chuyển động xoay tròn làm nhiên liệu giữa các cánh gạt kế tiếp nhau được đẩy lên trên không gian hình quả thận và xuyên qua một lỗ nhỏ vào khoang bơm. Đồng thời một phần nhiên liệu chảy xuyên qua lỗ thứ hai đến van điều áp. 2) Van điều áp Van điều áp được lắp gần với bơm tiếp vận, nó là một van trượt chòu lực ép của lò xo và áp lực của nhiên liệu. Nếu áp lực nhiên liệu vượt quá giá trò cho phép, van piston mở mạch trở về và cho phép nhiên liệu trở về mạch nạp của bơm. Nếu áp lực nhiên liệu quá thấp, mạch trở về đóng không cho nhiên liệu trở về mạch nạp của bơm. Áp lực nhiên liệu trong bơm có thể thay đổi theo sự điều chỉnh của van điều áp bằng cách hiệu chỉnh tải trọng ban đầu của lò xo. Giới hạn tràn được điều chỉnh bằng một đai ốc được lắp trên bộ điều tốc của bơm phân phối VE và thông với khoang bơm. Nó cho phép một lượng nhiên liệu thay đổi có thể trở về thùng chứa thông qua những lỗ nhỏ, việc giới hạn tràn giúp duy trì áp lực nhiên liệu ở khoang bơm. Bởi áp lực nhiên liệu ở trong thân bơm đòi hỏi phải ổn đònh nên van điều áp và ốc giới hạn dầu tràn được thiết kế khá chính xác. Phân phối nhiên liệu áp lực cao 1) Dẫn động piston phân phối Chuyển động quay của trục truyền chính được truyền tới piston phân phối bằng ngàm ở trên trục truyền chính và đóa cam. Bên trong bơm có một vòng lăn và đóa cam, bề mặt của đóa cam luôn luôn ép sát con lăn. Do đó chuyển động quay thuần tuý của trục truyền chính được chuyển thành chuyển động tònh tiến và chuyển động quay của đóa cam. Piston được đặt khớp vào đóa cam nhờ đuôi hình trụ, vò trí của nó và đóa cam luôn được cố đònh. Cánh gạt Nhiên liệu vào, áp lực thấp Nhiên liệu đến khoang bơm Hình 12.8. Bơm tiếp vận cánh gạt. Rôto Bệ lò xo Lò xo Van Dầu cao áp đến Đệm làm kín Dầu cao áp về Hình 12.9. Cấu trúc và nguyên lý làm việc của van điều áp. Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 287 Piston được đẩy lên điểm chết trên nhờ cam, hai lò xo hoàn lực sắp xếp đối xứng đẩy piston xuống điểm chết dưới khi cam không đội. Các đóa cam này ngăn không cho đóa cam tách ra khỏi con lăn khi bơm hoạt động ở tốc độ cao. Để piston không rời khỏi vò trí trung tâm của nó, các lò xo hoàn lực phải được lắp đặt một cách chính xác. 2) Đóa cam và dạng cam Bên cạnh việc truyền động piston bơm phân phối, đóa cam còn ảnh hưởng tới áp lực và thời gian phun nhiên liệu. Sự quyết đònh các chỉ tiêu này là hành trình cam và vận tốc nâng lên của cam, các yếu tố này phải được thích nghi đặc biệt với hình dạng và dạng buồng cháy. Vì lý do này mà mỗi loại động cơ chỉ thích nghi với một dạng cam đặc biệt. Bởi vì bề mặt của đóa cam được thiết kế cho từng loại động cơ cụ thể nên ta không thể lắp lẫn bơm cao áp của động cơ này vào một động cơ khác. 3) Đònh lượng và phân phối nhiên liệu Sự phân phối nhiên liệu của bơm cao áp là một quá trình động lực học. Áp lực cần thiết cho quá trình phun vào xylanh động cơ được tạo ra bởi piston bơm. Chuyển động có tính chu kỳ của piston được trình bày ở (hình 12.10), minh hoạ sự đònh lượng nhiên liệu tới một xylanh động cơ. Với động cơ 4 xylanh, khi đóa cam quay 90 o thì piston bơm di chuyển lên xuống một lần, với động cơ 6 xylanh thì piston di chuyển lên xuống một lần khi đóa cam quay một góc 60 o . a) Quá trình nạp nhiên liệu được thực hiện khi piston di chuyển từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới, chuyển động vừa quay vừa tònh tiến của nó làm mở lỗ dầu vào ở đầu phân phối nhờ rãnh nạp ở piston. Lúc này nhiên liệu với áp lực ở khoang bơm sẽ đi vào trong xylanh bơm. b) Vào thời điểm khởi phun, khi piston chuyển động ngược lại từ điểm chết dưới lên điểm chết trên, lúc này lỗ nạp bò đóng lại bởi piston. Piston tiếp tục di chuyển lên điểm chết trên tạo ra áp lực cao trên đỉnh piston và do chuyển động quay của piston nên lỗ thoát trên Các vòng lăn và con lăn Đóa cam Piston bơm Hình 12.10. Đóa cam và dạng cam. Hình 12.9. Các giai đoạn cung cấp nhiên liệu cho một chu trình của bơm VE. 1 – piston bơm; 2 – lỗ nạp nhiên liệu; 3 – rãnh đònh lượng; 4, 5 – buồng cao áp; 6 – rãnh phân phối; 7 – lỗ phân phối; 8 – van đònh lượng; 9 – lỗ cúp dầu. 3 4 5 6 7 a) b) ĐCD 8 9 ĐCD ĐCT ĐCD ĐCT c) d) 1 2 ĐCD [...]... răng 1 2 19 3 18 4 17 16 5 7 8 6 15 14 13 9 10 11 12 Hình 12 .15 Sơ đồ cấu tạo kim phun liên hợp GM 1 – thân bơm; 2 – vòng răng; 3 – ống chặn vòng răng;4 – xylanh; 5 – đế van; 6 – van cao áp; 7 – lò xo cao áp; 8 – bệ tựa lò xo; 9 – ống tựa lò xo; 10 – đế van; 11 – van an toàn; 12 – đót kim; 13 – piston; 14 – lo xo; 15 – đệm đẩy; 16 – khâu nối; 17 – vòng cản dầu; 18 – đệm kín; 19 – thanh răng 2 91 Giáo trình. .. bộ tác động bằng điện tử Như vậy, điều khiển động cơ Diesel bằng điện tử đã cải tiến được những chức năng điều khiển so với bộ điều tốc cơ khí trước đây 305 Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS Nguyễn Văn Trạng Trên động cơ Diesel, sự hoạt động và quá trình cháy của động cơ phụ thuộc vào: - Lượng nhiên liệu phun vào động cơ - Thời điểm phun nhiên liệu - Áp suất khí thải, áp suất nạp - Lượng... 303 Giáo trình Động cơ đốt trong 1 P2 − Pz = Biên soạn: ThS Nguyễn Văn Trạng Q 2 φ ρ nl 2 2.(µ c f c ) (12 .2) Biến thiên áp suất Py trong không phía trước đế tỳ được xác đònh nhờ hai phương trình sau: 1) Phương trình cân bằng lực tác dụng lên kim phun ( π.d π d 0 − d 1 A + Bx = P2 1 + p y 4 4 2 Trong đó: 2 2 ) (12 .3) A – lực ép ban đầu của lò xo lên kim phun (N) B – độ cứng của lò xo (N/m) x – hành trình. .. mà thường muộn hơn Se e πd Hình 12 .23 Thay đổi lượng nhiên liệu cấp cho chu trình 299 Giáo trình Động cơ đốt trong 1 - Vò trí A, tương ứng với hành trình Se cực đại - Vò trí B, tương ứng với hành trình Se nhỏ hơn - Biên soạn: ThS Nguyễn Văn Trạng Vò trí C, tương ứng với hành trình Se = 0 gct Vì vậy hành trình cấp nhiên liệu thực tế (kg/chu trình) thường lớn hơn hành trình có ích lý thuyết làm cho lượng... nhiên liệu đi trong hệ thống 288 Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS Nguyễn Văn Trạng Phun dầu sớm tự động Cũng tương tự như thời điểm đánh lửa trên động cơ xăng, thời điểm tạo ra tia lửa phải thay đổi phù hợp với chế độ làm việc trên động cơ Trên động cơ Diesel cũng trang bò cơ cấu phun dầu sớm để bù trừ cho sự phun và cháy trễ khi thay đổi tải và tốc độ Cơ cấu phun dầu sớm tự động có thể... nhiễm môi trường, giảm tiếng ồn và tối ưu trong quá trình sử dụng, là nguyên nhân dẫn đến sự ra đời của loại phun nhiên liệu điều khiển điện tử ở động cơ Diesel (EDC) Trong các loại động cơ Diesel, loại động cơ phun trực tiếp vận hành với áp suất cao hơn loại động cơ phun gián tiếp và việc tiêu thụ nhiên liệu ở loại động cơ này giảm (10 ÷ 15 )% so với động cơ phun gián tiếp Ngày nay, với yêu cầu ngày... vẫn chuyển động lên xuống Khi động cơ làm việc ở tộc độ cầm chừng thì nhiên liệu được cung cấp vừa đủ cho hoạt động của động cơ chạy không tải Khi piston ở vò trí cung cấp nhiên liệu tối đa thì nhiên liệu được cung cấp nhiều nhất, giúp cho động cơ phát huy hết công suất, khi đó hành trình có ích của piston lớn nhất 293 Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS Nguyễn Văn Trạng IV QUÁ TRÌNH PHUN... được nhận lệnh điều khiển từ ECU đưa đến các cơ cấu chấp hành Các cơ cấu này sẽ điều khiển và can thiệp trực tiếp vào quá trình làm việc của động cơ Sơ đồ khối điển hình của hệ thống điều khiển điện tử (EDC) được thể hiện trên (hình 12 . 31) 306 Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS Nguyễn Văn Trạng CÁC CẢM BIẾN ECU Cảm biến sự di động của ty kim BỘ TÁC ĐỘNG Điều khiển lượng nhiên liệu cung cấp... đối với mỗi động cơ đạt được khi đừơng kính lỗ phun được chọn dựa vào đường kính xylanh và hình dáng buồng cháy (hình 12 .20) Ở các động cơ đã được chế tạo, đường kính lỗ phun d c = 0 .15 ÷ 1. 1mm Số lỗ phun được xác đònh từ điều kiện đảm bảo tiết diện lưu thông toàn bộ cần thiết của chúng (với động cơ tàu thủy i c = 6 ÷ 12 ) 0.8 0.7 a 0.6 0.5 0.4 0.3 200 300 400 500 600 700 800 D,mm Hình 12 . 21 sự phụ thuộc... trữ trong ECU Van EGR được đặt trên đường ống nối giữa đường ống nạp và đường thải của động cơ Nó đóng mở theo sự điều khiển của ECU 308 Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS Nguyễn Văn Trạng 5) Hoạt động của hệ thống phun nhiên liệu trên động cơ Diesel điều khiển bằng điện tử Trong bơm cao áp VE, nguyên tắc của đầu thuỷ lực, bộ phận dẫn động, hoàn toàn gống bơm VE thường Nó chỉ khác nhau ở cơ . piston bơm; 8 – lò xo; 10 – con đội; 11 – con lăn; 12 – trục cam; 13 – cam. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 12 Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 2 81 Giải thích các ký. dầu về; 9 – van an toàn; 10 – bơm tay; 11 – lưới lọc và van một chiều; 12 – bộ điều tốc; 13 – vít xả gió. 4 5 6 7 8 9 10 12 13 1 2 3 11 Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn. kim; 13 – piston; 14 – lo xo; 15 – đệm đẩy; 16 – khâu nối; 17 – vòng cản dầu; 18 – đệm kín; 19 – thanh răng. Hình 12 .15 . Sơ đồ cấu tạo kim phun liên hợp GM. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17