BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH VÀ CN CẤP TRƯỜNG THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH CẮT BƠM CAO ÁP PE S K C 0 9 MÃ SỐ: T58 - 2010 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2010 Bơm Cao Áp PE BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƢỜNG MÃ SỐ T58-2010 Thiết Kế Thi Công Mô Hình Cắt Bơm Cao Áp PE, Sử Dụng Điều Tốc Liên Hợp Phục Vụ Cho Công Tác Đào Tạo Trang Bơm Cao Áp PE CHƢƠNG MỞ ĐẦU Trong trình giảng dạy thực hành khó khăn ngƣời học thƣờng gặp phải phần điều tốc liên hợp bơm cao áp Để thuận lợi cho việc tìm hiểu hệ thống này, tiến hành thực đề tài Hiện nay, ngòai nƣớc mô hình hệ thống chƣa có Phƣơng pháp thực đề tài thực nghiệm phạm vi đề tài thực mô hình cắt bơm cao áp PE S4 Trong mô hình có đầy đủ tất hệ thống thƣờng gặp bơm cao áp đại hi vọng có tác dụng thiết thực đến ngƣời muốn tìm hiểu hệ thống nhiên liệu động diesel Trang Bơm Cao Áp PE MỤC LỤC Trang Chƣơng I I – Sơ đồ hệ thống nhiên liệu dùng bơm cao áp PE Công dụng bơm cao áp PE Giải thích ký hiệu II – Cấu tạo, nguyên lý hoạt động bơm cao áp PE Cấu tạo bơm PE Nguyên lý hoạt động bơm PE Bơm tiếp vận 12 III – Cơ cấu phun dầu sớm tự động 15 IV – Bộ điều tốc bơm PE 17 Công dụng, phân loại 17 Bộ điều tốc khí 19 Bộ điều tốc áp thấp 21 Bộ điều tốc liên hợp 23 V – Phƣơng pháp tháo, ráp bơm cao áp PE động cơ…………………… 29 Phƣơng pháp tháo bơm PE 29 Phƣơng pháp ráp bơm PE 32 VI – Chuẩn đoán, hƣ hỏng hệ thống nhiên liệu 33 Chƣơng II – Bơm cao áp PES – 34 I – Sơ đồ hệ thống nhiện liệu dùng bơm cao áp PES – 4: 34 II – Cấu tạo, nguyên lý làm việc 35 Cấu tạo 35 Nguyên lý làm việc 36 III – Các hệ thống mô hình cắt 38 Bộ phun dầu sớm tự động 38 Bộ điều tốc liên hợp 40 IV – Hoàn thiện mô hình bơm cao áp PES – 46 Kết luận Đề Nghị………………………………………………………… 47 Tài liệu tham khảo 48 Trang Bơm Cao Áp PE CHƢƠNG I BƠM CAO ÁP PE : I - Sơ đồ hệ thống nhiên liệu dùng bơm cao áp PE Hình 1.1 :Hệ thống nhiên liệu bơm PE có van an toàn bơm cao áp – Thùng chứa; – Lưới lọc van chiều; – Lọc thứ cấp; – Bơm tiếp vận; – Bơm tay; – Bơm cao áp; – Lọc thứ cấp; – Ống cao áp; – Kim phun; 10 – Van an toàn; 11 – Bộ điều tốc; 12 – Đường dầu Công dụng bơm cao áp PE : - Bơm cao áp PE gọi bơm dài dãy, cung cấp nhiên liệu cho nhiều xilanh động Bơm có nhiều phần tử bơm ráp chung vỏ nhôm, đƣợc điều khiển trục cam nằm vỏ bơm Một chung điều khiển piston bơm - Đƣợc dùng phổ biến động Diesel ôtô máy kéo nhƣ MTZ, IFA, KAMAS, TOYOTA, MERCEDES, HYNO, ISUZU - Bơm PE động Diesel có công dụng: a Tiếp nhiên liệu từ thùng chứa đƣa đến bơm b Ép nhiên liệu lên áp lực cao (2500 – 3000 psi) đƣa đến kim phun thời điểm phù hợp với thứ tự nổ động c Phân phối lƣu động đồng cho xi lanh tuỳ theo yêu cầu hoạt động động Trang Bơm Cao Áp PE – Giải thích ký hiệu ghi vỏ bơm cao áp PE: PE A 70 B R S114 PES A 70 A 2 R S64 PE : loại bơm cao áp cá nhân có chung cốt cam đƣợc điều khiển qua khớp nối Nếu có thêm chữ S: cốt cam bắt trực tiếp vào động không qua khớp nối : số xilanh bơm cao áp (bằng số xilanh động cơ) A : kích thƣớc bơm (A: cỡ nhỏ, B: cỡ trung, Z: cỡ lớn, M: cỡ thật nhỏ, P: đặc biệt, ZW: cỡ thật lớn) 70 : đƣờng kính piston bơm 1/10mm (70 = 7mm) B : đặc điểm thay phận bơm lắp ráp bơm (gồm có : A, B, C, Q, K,P) : vị trí dấu ghi đầu cốt bơm Nếu số lẻ: 1, 3, dấu ghi đầu cốt bơm Nếu số chẵn: 2,4,6 dấu nằm bên phải nhìn từ phía cửa sổ : điều tốc (0: không có, 1: phía trái, 2: phía phải) : vị trí phun dầu sớm (nhƣ điều tốc) R:chỉ chiều quay bơm: R:cùng chiều kim đồng hồ II – Cấu tạo, nguyên lý hoạt động bơm cao áp PE: Cấu tạo bơm cao áp PE : Hình 2.1: Cấu tạo bơm cao áp PE – ống cao áp; – van cao áp; – xilanh; – piston; – răng; – ống xoay; – lò xo; – đội; – trục cam; 10 – cam; 11 – bơm tiếp vận Trang Bơm Cao Áp PE Hình 2.2 : Cấu tạo chi tiết bơm cao áp PE – thân bơm; – đĩa khác; – bệ van cao áp; – vòng 0; – răng; – ống nối; – lò xo van cao áp; – vòng bít; – van cao áp; 10 – piston; 11 – vít; 12 – vòng đệm; 13 – vít rỗng; 14 – ổ bi đũa côn; 15 – nắp ổ bi; 16 – vòng bít dầu; 17 – vòng đệm lò xo; 18 – mũ ốc tròn; 19 – vòng 0; 20 – ổ bi đũa côn; 21 – vòng đệm; 22 – vòng điều chỉnh; 23 – then bán nguyệt; 24 – trục cam; 25 – vít; 26 – bánh chủ động; 27 – ống điều khiển; 28 – đĩa tựa lò xo trên; 29 – lò xo piston; 30 – đĩa tựa lò xo dưới; 31 – vòng đệm; 32 – cụm cần đẩy; 33 – lăn; 34 – bạc lót; 35 – nút; 36 – vòng 0; 37 – ổ đỡ giữa; 38 – vòng đệm; 39 – vít rỗng; 40 – vòng đệm; 41 – vít rỗng; 42 – nắp; 43 – vòng bít; 44 – giá đỡ dây ngừng động cơ; 45 – bulông; 46 – vòng điều chỉnh; 47 – vòng đệm - Bơm cao áp cao áp PE gồm nhiều tổ bơm PF gộp lại Có cốt cam nằm bơm đƣợc điều chỉnh - Một thân bơm đƣợc đúc hợp kim nhôm có lỗ để bắt ống dầu đến, ống dầu về, ốc xả gió, lỗ xỏ răng, vít chận răng, vít kiềm xilanh…thân bơm chia làm ba phần: Trang Bơm Cao Áp PE  Phần giữa, bên chứa cặp piston xi lanh tƣơng ứng với số xilanh động cơ, vòng điều khiển Trên vòng có vít điều chỉnh vị trí tƣơng đối piston xilanh  Phần dƣới, bên có chứa cốt bơm, hai đầu tựa lên hai bạc đạn lắp nắp đậy cốt bơm Cốt bơm có số cam số xilanh động có cam sai tâm để điều khiển bơm tiếp vận Dƣới cốt bơm đáy bơm có nắp đậy, bên có dầu nhờn để bôi trơn Cốt bơm có đầu đƣợc lắp với trục truyền động tự động ( phun dầu sớm tự động) Đầu lại lắp tạ chi tiết điều tốc khí (hoặc để trống điều tốc áp thấp)  Phần phòng chứa nhiên liệu thông xilanh với Các vít kiềm xilanh chỏi lỗ nhiên liệu xilanh Một van an toàn để điều chỉnh áp lực nhiên liệu vào xilanh Động diesel có xilanh bơm PE có nhiêu phần tử bơm Một phần tử bơm bao gồm: piston, xilanh, vòng điều khiển piston thay đổi lƣu lƣợng nhiên liệu van thoát nhiên liệu cao áp Piston bơm PE có kết cấu giống nhƣ piston bơm PF, thuộc loại móc rãnh xoay để thay đổi lƣu lƣợng Nơi đầu piston bơm có rãnh đứng, rãnh ngang rãnh xiên Rãnh xéo đầu piston bơm có kiểu: rãnh xiên phía dƣới bên phải; rãnh xiên phía dƣới bên trái; rãnh xiên nằm phía piston bơm, rãnh xiên nằm phía phía dƣới  Cấu tạo tổ bơm cao áp PE Hình 2.3 : Cấu tạo tổ bơm cao áp PE – răng; – vành răng; – đầu nối ống; – lò xo; – van cao áp; – đế van; – xilanh; – gờ xả nhiên liệu; 9, 11 – vít; 10 – piston; 12 – ống xoay; 13 – đĩa trên;14 – lò xo bơm cao áp; 15 – đĩa dưới; 16 – bulông điều chỉnh; 17 – đội; 18 – lăn; 19 – cam Trang Bơm Cao Áp PE - Trên hình 2.3 giới thiệu cấu tạo phần tử bơm bơm cao áp điều chỉnh lƣợng nhiên liệu cấp cho chu trình van piston có rãnh xiên nằm phía dƣới piston bơm - Chi tiết bơm cặp piston xilanh bơm cao áp Chúng gồm có hai chi tiết piston 10 xilanh Đó cặp chi tiết xác đƣợc chọn lắp với thay phải thay cặp - Xilanh đƣợc lắp vào lỗ thân bơm dùng vít hãm Không gian bên xilanh ăn thông với đƣờng nhiên liệu thân bơm cửa a b Bên xilanh ngƣời ta lắp van cao áp đế van 6, cặp chi tiết lắp ghép xác - Các mặt phẳng tiếp xúc xilanh đế van đƣợc mài bóng Đầu nối ống đƣợc vặn chặt, thông qua vòng đệm tì lên vai đế van; nhờ mặt tiếp xúc xilanh đế van kín khít Nhờ lò xo van cao áp đƣợc ép chặt lên mặt hình côn đế van, ngăn cách không gian phía piston phần tử bơm với đƣờng ống cao áp - Ống xoay 12 lắp bên xilanh 7, phần đầu ống xoay có vành Nhờ vít 11 vành đƣợc bắt chặt vào đầu ống xoay Phần đuôi ống xoay xẻ thành rãnh chữ nhật, ngạnh chữ nhật đuôi piston đƣợc kẹp rãnh Vai ống xoay tỳ lên đĩa 13 lò xo 14, nhờ ống xoay đƣợc giữ lại thân bơm Đĩa dƣới 15 lò xo tỳ lên mặt đầu đuôi piston Mặt dƣới đuôi piston tựa lên vít chỉnh 16 đội 17 Vành ăn khớp với 1, chuyển dịch theo hƣớng vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, qua làm xoay xilanh 12 piston 10 - Phần đầu piston đƣợc phay định hình tạo thành gờ xả nhiên liệu 8, rãnh thẳng đứng rãnh hình vành khăn Trang Bơm Cao Áp PE Nguyên lý hoạt động bơm cao áp PE: Hình 2.4 : Nguyên lý làm việc bơm cao áp PE - Khi xoay cam 19, lăn 18 lăn prôfin cam, lúc dƣới tác dụng cam lò xo bơm cao áp, đội 17 piston bơm cao áp thực vận động tịnh tiến lên xuống Trong thời gian piston xuống, van cao áp đóng kín nên tạo độ chân không không gian phía piston Nhờ gờ phía piston mở cửa a b (sơ đồ I) nhiên liệu bắt đầu vào không gian phía piston Quá trình nạp nhiên liệu vào xilanh tiếp tục piston tới vị trí thấp - Thời gian đầu lúc piston từ dƣới lên, nhiên liệu bị đẩy từ không gian phía piston qua cửa a b (sơ đồ II) - Khi gờ piston đến ngang mép cửa a b cửa a b bịt kín Vị trí piston tƣơng ứng với thời điểm bắt đầu trình cung cấp nhiên liệu “hình học” (sơ đồ III) - Nếu piston tiếp tục lên nhiên liệu bị nén (sơ đồ IV) - Khi lực ép nhiên liệu từ phía không gian bơm tác dụng lên van cao áp lớn tổng hợp lực lò xo áp lực nhiên liệu từ phía không gian đầu nối ống cao áp tác dụng tới van cao áp bật mở nhiên liệu qua đƣờng ống cao áp tới vòi phun Quá trình cung cấp đƣợc tiếp diễn tới lúc gờ xả piston bắt Trang Bơm Cao Áp PE II – Cấu tạo – Nguyên lý làm việc : Cấu tạo : Bộ điều tốc kiểu khí Bộ điều tốc khí Bơm tiếp vận Bộ phun dầu sớm tự động Ốc lục giác Vòng Trang 35 Bơm Cao Áp PE Van cao áp Xilanh Thanh Nguyên lý làm việc : Trang 36 Bơm Cao Áp PE - Khi xoay cam 15, lăn 16 lăn prôfin cam, lúc dƣới tác dụng cam lò xo bơm cao áp, đội 13 piston bơm cao áp thực vận động tịnh tiến lên xuống Trong thời gian piston xuống, van cao áp đóng kín nên tạo độ chân không không gian phía piston Nhờ gờ phía piston mở cửa a b (sơ đồ I) nhiên liệu bắt đầu vào không gian phía piston Quá trình nạp nhiên liệu vào xilanh tiếp tục piston tới vị trí thấp - Thời gian đầu lúc piston từ dƣới lên, nhiên liệu bị đẩy từ không gian phía piston qua cửa a b (sơ đồ II) - Khi gờ piston đến ngang mép cửa a b cửa a b bịt kín Vị trí piston tƣơng ứng với thời điểm bắt đầu trình cung cấp nhiên liệu “hình học” (sơ đồ III) - Nếu piston tiếp tục lên nhiên liệu bị nén (sơ đồ IV) - Khi lực ép nhiên liệu từ phía không gian bơm tác dụng lên van cao áp lớn tổng hợp lực lò xo áp lực nhiên liệu từ phía không gian đầu nối ống cao áp tác dụng tới van cao áp bật mở nhiên liệu qua đƣờng ống cao áp tới vòi phun Quá trình cung cấp đƣợc tiếp diễn tới lúc gờ xả piston bắt đầu mở cửa xả b Vị trí piston tƣơng ứng với thời điểm kết thúc trình cung cấp nhiên liệu “hình học” (sơ đồ V) - Từ lúc mở cửa xả b, nhiên liệu từ không gian phía piston đƣợc đẩy đƣờng nhiên liệu xả (sơ đồ VI), áp suất nhiên liệu không gian phía piston giảm xuống đột ngột, dƣới tác dụng lực lò xo áp suất nhiên liệu không gian đầu nối ống cao áp, van cao áp tì chặt lên đế van chấm dứt trình cung cấp nhiên liệu cho vòi phun lúc piston bơm cao áp tiếp tục lên Trang 37 Bơm Cao Áp PE III – Các hệ thống mô hình cắt : Bộ phun dầu sớm tự động : - Toàn cấu gồm : mâm nối thụ động đƣợc bắt vào đầu côn trục cam bơm cao áp nhờ chốt then hoa đai ốc giữ Một mâm nối chủ động có hai vấu khớp với vấu mâm truyền động từ động Chuyển động quay mâm chủ động truyền qua mâm thụ động qua hai tạ Trên mâm thụ động có ép hai trục thẳng góc với mâm, hai tạ quay hai trục Đầu lồi lai tạ tỳ vào chốt mâm chủ động, hai tạ đƣợc kềm vào nhờ hai lò xo, đầu lò xo tựa vào trục, đầu lại tỳ vào chốt mâm chủ động Một miếng chiêm nằm lò xo để tăng lực lò xo theo định mức Một bọc dính với mâm chủ động có nhiệm vụ bọc hai tạ giới hạn tầm di chuyển chúng Trang 38 Bơm Cao Áp PE - Tất đƣợc che kín bọc vặn vào bề mặt có ren mâm thụ động Các vòng đệm kín cao su hóa học bảo đảm độ kín bọc mâm chủ động Nhờ mà bên cấu có đầy dầu nhớt bôi trơn - Khi động làm việc, vận tốc tăng, dƣới tác dụng lực li tâm hai tạ văng mâm thụ động quay, mâm chủ động theo chiều chuyển động trục cam bơm làm tăng góc phun sớm nhiên liệu Khi tốc độ giảm, lực li tâm yếu hai tạ xếp vào lò xo quay mâm thụ động với trục cam mâm chủ động phía chiều quay ngƣợc lại Do làm giảm góc độ phun dầu sớm nhiên liệu Trang 39 Bơm Cao Áp PE Bộ điều tốc liên hợp : a – Cấu tạo : Bộ điều tốc kiểu khí Bộ điều tốc kiểu khí  Phần phần điều tốc kiểu khí : Trang 40 Bơm Cao Áp PE Buồng không khí buồng chân không đƣợc phân chia màng - Buồng không khí đƣợc nối với cửa khí vào họng hút, buồng chân không đƣợc nối với họng hút phụ ống nối - Màng đƣợc làm da đƣợc gắn với điều khiển cần nối Kết màng, di chuyển nhƣ cụm Vị trí kết nối với - Lò xo buồng chân không liên tục đẩy phía có xu hƣớng tăng lƣợng phun Trong trình hoạt động bình thƣờng ( trừ chạy không tải chậy tốc độ cao ), lƣợng phun đƣợc điều khiển dịch chuyển lò xo - Độ căng lò xo điều chỉnh cách thay đổi chiều dày chêm Trang 41 Bơm Cao Áp PE Lò xo  Phần dƣới điều tốc khí : Dẫn hƣớng đƣợc gắn đai ốc tròn vào trục cam bơm cao áp qua với trục cam Hai văng đƣợc lắp vào dẫn hƣớng Khi bơm quay, sinh lực li tâm đẩy hai văng phí Trang 42 Bơm Cao Áp PE Đai ốc gắn dẫn hƣớng văng với trục cam bơm Vành trƣợt đƣợc gắn vào dẫn hƣớng bị đẩy phía hai tạ lò xo điều khiển tốc độ Khi lực li tâm cùa hai văng lớn lực căng lò xo, văng chuyển động phía đẩy vành trƣợt sang bên phải Cần điều khiển - Vành trượt Lò xo điều khiển tốc độ Cần điều khiển biến chuyển động vành trƣợt thành chuyển động Khi tốc độ động tăng, cần điều khiển đẩy theo hƣớng giảm lƣợng phun, hạn chế tốc độ lớn động Trang 43 Bơm Cao Áp PE Vít điều khiển tốc độ - Vít điều khiển tốc độ cho phép điều chỉnh tốc độ lớn động Khi xiết vít này, sức căng lò xo điều khiển tốc độ tăng Vì tăng tốc độ cựa đại động văng cần lực li tâm lớn để đẩy vành trƣợt Khi nới vít tốc độ cực đại động giảm b.Nguyên lý hoạt động :  Chế độ không tải : - Khi chạy không tải lực li tâm văng nhỏ lực căng lò xo điều khiển tốc độ nên điều khiển khí không hoạt động Cánh bƣớm ga hầu nhƣ đóng lại hoàn toàn, độ chân không lớn tác dụng lên màng da buồng chân không Màng da bị độ chân không kéo sang phải lực độ chân không tác dụng lên màng cân với lực lò xo lò xo không tải Vì bị kéo sang phải động chạy không tải ổn định  Chế độ tải cục : - Khi chạy chế độ tải cục ( chân ga đạp phần), bƣớm ga mở phần độ chân không yếu đi, màng bị lò xo đẩy sang trái làm tăng lƣợng phun tốc độ động tăng theo Cùng lúc đó, độ chân không cân với sức căng lò xo màng bị giữ vị trí giữa, dịch chuyển chút theo hai hƣớng cần thiết để điều khiển lƣợng phun Nhƣ tốc độ không tải Trang 44 Bơm Cao Áp PE tốc độ trung bình điều tốc khí không hoạt động lực li tâm văng nhỏ lực căng lò xo điều khiển tốc độ  Chế độ đầy tải : - Khi động đầy tải, bƣớm ga mở hoàn toàn động chạy tốc độ thấp Độ chân không họng hút thấp động chạy tốc độ trung bình Vì màng điều khiển dịch sang trái sức căng lò xo đến tiếp xúc với vấu chặn đầy tải Kết là, lƣợng phun tăng lên đến mức cục đại, công suất động tăng tốc độ động tăng Cơ cấu điều khiển khí không hoạt động điều kiện tốc độ động thấp tốc độ cực đại cho phép  Chế độ tốc độ cực đại : - Khi đạp ga hết cở chế độ tải cục bộ, tốc độ động đạt tốc độ cực đại cho phép Điều làm cho lực ly tâm văng trở nên lớn lực căng lò xo điều khiển tốc độ lò xo Vì vành trƣợt đẩy sang phải, ống trƣợt di chuyển cần điều khiển, cần điều khiển điều khiển sang phía giảm lƣợng phun Tốc độ động giảm xuống giới hạn tốc độ cực đại khoảng cho phép - Do độ chân không họng hút trở nên lớn tốc độ cao, màng trợ giúp đẩy sang phải để giảm lƣợng phun Tuy nhiên, lực nhỏ nên việc điều khiển tốc độ cực đại hầu hết đƣợc thực cấu điều tốc khí  Chế độ bảo vệ : - Ƣu điểm điều tốc liên hợp màng rách ống áp thấp bị lủng động không bị vƣợt tốc lúc văng bung đẩy vành trƣợt điều khiển cần điều khiển, cần điều khiển di chuyển phía giảm lƣợng phun Trang 45 Bơm Cao Áp PE IV – Hoàn thiện mô hình : Bơm cao áp PES – Trang 46 Bơm Cao Áp PE KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ - Để cho sinh viên tiếp thu tốt vấn đề thực tế hệ thống nhiên liệu động diesel, đề nghị trang bị động có hệ thống điều tốc liên hợp - Đề nghị cho triển khai nhiều đề tài thực tế để giúp cho trình đào tạo rút ngắn, có chất lƣợng đảm bảo đƣợc yêu cầu thực tế xã hội Trang 47 Bơm Cao Áp PE TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình thực tập động Diesel : Lê Xuân Tới – Châu Quang Hải Tài liệu đào tạo bơm cao áp giai đoạn TOYOTA Nguyên lý kết cấu động đốt : Võ Văn Nhuận – Nguyễn Văn Trạng Sƣu tập từ Internet Các đồ án, tiểu luận giảng viên Bùi Quang Dũng hƣớng dẫn Trang 48