Tổng quan hệ thống nhiên liệu động cơ Diezel ppt

60 gct : Tổng số nhiên liệu được phun ồ ố Z: Hệ số phụ thuộc vào số kì của động cơ vào buồng đốt trong thời gian một chu trình mm3/ct.. Cung cấp nhiên liệu cho động cơ : -- lượng nhiên l

5.1 TỔ NG QUAN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG

Z g

g

ρ

.

60

gct : Tổng số nhiên liệu được phun

ồ ố Z: Hệ số phụ thuộc vào số kì của động cơ

vào buồng đốt trong thời gian một

chu trình (mm3/ct)

Ne: Công suất có ích của động cơ

n: Tốc độ quay của động cơ (v/p).

i: Số xilanh của động cơ.

diễn ra ra và và kết kết thúc thúc đúng đúng lúc lúc với với trị trị số số pz pz và và wtb wtb vừa vừa phải phải

Thông số để đánh giá thời điểm tạo hỗn hợp cháy là góc phun sớm (jfs) Trong quá trình sử dụng động cơ góc phun sớm bị thay đổi do các nguyên nhân chủ yếu sau:

Các Các chi chi tiết tiết chuyển chuyển động động bị bị hao hao mòn mòn (các (các khớp khớp nối nối trục trục đối đối với với bơm,các

bơm,các con con lăn lăn ))

bơm,các

bơm,các con con lăn lăn ))

1

2 3

Đường số 3 Thời điểm phun quá trễ.Thời điểm phun quá trễ

Hình 1.1 :Anh hưởng của thời điểm phun nhiên liệu đến chất lượng của quá trình cháy

3 Qui luật phun:

T p

Cấu trúc các tia nhiên liệu và quy luật phun phù hợp với đặc điểm cấu tạo và

Cấu trúc các tia nhiên liệu và quy luật phun phù hợp với đặc điểm cấu tạo và tính năng của động cơ

Hệ thống nhiên liệu không chỉ có nhiệm vụ đưa vào buồng cháy một lượng

hi li ( ) h h h i hế đ l i l hi li đố d

hi li ( ) h h h i hế đ l i l hi li đố d

nhiên liệu (gct) thích hợp với chế độ làm việcmà lượng nhiên liệu đố dược đưa vào buồng cháy đúng thời điểm và đúng quy luật với đặc điểm cấu tạo của động cơ

5.1.2.Nhiệm vụ:

a

a DựDự trữtrữ nhiênnhiên liệuliệu :: đảmđảm bảobảo chocho độngđộng cơcơ cócó thểthể làmlàm việcliênviệcliên tụctục trongtrong mộtmột thờithời

a ựự ữữ êê ệuệu :: đảđả bảobảo c oc o độ gđộ g cơcơ cócó ểể àà v ệc êv ệc ê ụcục o go g ộộ ờờgian

gian nhấtnhất định,định, khôngkhông cầncần cấpcấp thêmthêm nhiênnhiên liệu,liệu, lọclọc sạchsạch nướcnước vàvà tạptạp chấtchất cơcơ họchọclẫn

lẫn trongtrong nhiênnhiên liệu,liệu, giúpgiúp nhiênnhiên liệuliệu chuyểnchuyển độngđộng thôngthông thoángthoáng trongtrong hệhệ thốngthống

Cung cấp nhiên liệu cho động cơ :

lượng nhiên liệu cấp cho mỗi chu trình phù hợp với chế độ làm việc của động cơlượng nhiên liệu cấp cho mỗi chu trình phù hợp với chế độ làm việc của động cơ phun nhiên liệu vào đúng thời điểm và đúng quy luật mong muốnphun nhiên liệu vào đúng thời điểm và đúng quy luật mong muốn

lượng nhiên liệu vào các xilanh phải đồng đềulượng nhiên liệu vào các xilanh phải đồng đều

- Hoạt động lâu bền , có độ tin cậy cao

- Dễ dàng và thuận tiện trong sử dụng , bảo dưỡng và sửa chữa

Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel phải thõa mãn các yêu cầu sau:

- Dễ chế tạo , giá thành hạ

Các bộ phận cơ bản: ộ p ậ

• Thùng nhiên liệu: Bao gồm thùng nhiên liệu hằng ngây và thùng nhiên liệu

dự trữ Thùng nhiên liệu hằng ngây cần còn dung tích bảo đảm chứa đủ

nhiên liệu cho động cơ hoạt động liên tục trong một khoảng thời gian định

ớ

trước

• Bơm thấp áp (bơm cung cấp): Còn chức năng hút nhiên liệu từ thùng chứa

hằng ngày rồi đẩy tới BCA Hệ thống nhiên liệu còn thể không cần bơm

thấp áp nếu thùng chứa nhiên liệu hằng ngây được đặt ở vị trí cao hơn động cơ

oLọc nhiên liệu:Trong hệ thống nhiên liệu động cơ còn các bộ phận được chế

tạo với độ chính xác rất cao như : Cặp piston xylanh của BCA – VP, các bộ

phận này rất dễ bị hư hỏng nếu trong nhiên liệu còn tạp chất cơ học Vì thế

nhiên liệu cần phải được lọc sạch trước khi đến BCA

oỐng dẫn nhiên liệu: Gồm còn ống cao áp và ống thấp áp.Ống cao áp dẫn nhiêng ệ g p g p p g pliệu còn áp suất cao từ BCA tới vòi phun.Ống thấp áp dẫn nhiên liệu từ thùng chứađến bơm thấp áp và dẫn nhiên liệu về thùng chứa

••Bơm cao áp(BCA): Còn chức năng sau:Bơm cao áp(BCA): Còn chức năng sau:

Nén nhiên liệu đến áp suất cao rồi đẩy đến vòi phun.Nén nhiên liệu đến áp suất cao rồi đẩy đến vòi phun

Điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp vào buồng đốt phù hợp với chế độ Điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp vào buồng đốt phù hợp với chế độ làm việc của động cơ (chức năng định lượng)

làm việc của động cơ (chức năng định lượng)

Định thời điểm bắt đầu và kết thúc quá trình phun nhiên liệu (chức năng Định thời điểm bắt đầu và kết thúc quá trình phun nhiên liệu (chức năng định thời)

a) với bơm cao áp cụm;

b) với bơm cao đơn;

1 thùng nhiên liệu; 2 bơm thấp

1.thùng nhiên liệu; 2 bơm thấp áp; 3 bọc nhiên liệu;

4.bơm cao áp; 5.ống cao áp; 6.vòi h

phun 7.bộ điều tốc; 8.bộ điều chỉnh góc phun sớm

p 9.ống thấp áp;10.ống dầu hồi

HE THONG NHIEN LIEU.swf

Hình1.3: Sơ đồ cấu tạo hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel.

5.1.4 SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA

PHAÂN LO

PHAÂN LOẠ ẠI HI HỆ Ệ THTHỐ ỐNG NHIEÂN LING NHIEÂN LIỆ ỆU U ĐỘ ĐỘNG CNG CƠ Ơ DIESEL

Phương pháp phun nhiên liệu Hệ thống phun nhiên liệu bằng khí nén

Hệ thống phun nhiên liệu bằng thủy lực ệ ệ g p g p ệ ệ g g y ự y ự Phương pháp tạo và duy trì áp suất

Hệ thống điều chỉnh kiểu cơ khí

Hệ thống điều chỉnh kiểu điện tử Cách thức tổ hợp các thành tố của hệ

Cách thức tổ hợp các thành tố của hệ Hệ thống phun cổ điển Hệ thống phun cổ điển

Cách thức tổ hợp các thành tố của hệ

thống

Hệ thống phun cổ điển

Hệ thống phun với BCA

Hệ thống phun với BCA VP liên hợp VP liên hợp

Hệ thống phun với BCA

Hệ thống phun với BCA VP phân phối VP phân phối Loại vòi phun Hệ thống phun với vòi phun hở

Hệ thống phun với vòi phun kín

1.PHÂN LOẠI THEO PHƯƠNG PHÁP PHUN NHIÊN LIỆU.

a Hệ thống phun nhiên liệu bằng không khí nén

Hệ thốngthống nàynày ítít đượcđược sửsử dụngdụng vìvì

1.Bơm chuyển nhiên liệu 2.Không gian phun

tiêu

tiêu haohao côngcông suấtsuất chocho máymáy nénnén khíkhí từtừ

55 đếnđến 1010%% làmlàm chocho côngcông suấtsuất độngđộng cơcơ

giảm

giảm

2.PHÂN LOẠI THEO PHƯƠNG PHÁP TẠO VÀ DUY TRÌ ÁP SUẤT PHUN

aa Hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp Hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp

aa ệ t ố g p u ệ t ố g p u ê ê ệu t ực t ếp ệu t ực t ếp

14 đếnđến bơmbơm caocao ápáp bơmbơm vàovào ốngống nhiênnhiên liệuliệu caocao ápáp 99 đếnđến vòivòi phunphun 1010 phunphun vàovào

ii lanhlanh dướidưới dạngdạng sươngsương mùmù ởở từngtừng thờithời điểmđiểm àà từngtừng thờithời giangian nhấtnhất địnhđịnhxi

xi lanhlanh dướidưới dạngdạng sươngsương mùmù ởở từngtừng thờithời điểmđiểm vàvà từngtừng thờithời giangian nhấtnhất địnhđịnh Nhiên

Nhiên liệuliệu thừathừa ởở vòivòi phunphun theotheo đườngđường ốngống 1111 trởtrở vềvề ốngống 33 vàvà tiếptiếp tụctục chuyểnchuyểnđến

đến bơmbơm nhiênnhiên liệuliệu 66

•• Ưu, nhược điểm

b Hệ thống phun nhiên liệu gián tiếp :

cả cáccác vòivòi phunphun NếuNếu taytay gaga 55

liệu 2.Bộ khống chế áp lực

3.Đường dầu vào 4.Vòi phun

5.Tay ga 6.Đòn gánh

6 ò gá 7.Con đội

ệu 13.Két nhiên liệu

••Ưu, nhược điểm :

+

+ ƯuƯu điểmđiểm củacủa phươngphương pháppháp nàynày làlà kếtkết cấucấu đơnđơn giản,giản, trongtrong suốtsuốt quáquá trìnhtrìnhphun

phun nhiênnhiên liệuliệu ápáp suấtsuất nhiênnhiên liệuliệu khôngkhông thaythay đổi,đổi, khôngkhông phụphụ thuộcthuộc vàovào tốctốc

p u êê ệuệu ápáp suấsuấ êê ệu ô gô g ayay đổ ,đổ , ô gô g p ụp ụ uộcuộc vàovào ốcốcđộ

độ củacủa độngđộng cơcơ

phải tiếptiếp xúcxúc tốttốt HệHệ thốngthống nàynày đượcđược dùngdùng trongtrong cáccác độngđộng cơcơ lớnlớn

3.PHÂN LOẠI THEO PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH LƯỢNG NHIÊN

LIỆU CUNG CẤP CHU TRÌNH (gct)

LIỆU CUNG CẤP CHU TRÌNH (gct)

a BCA điều chỉnh bằng cam dọc :

6 7

8 Con đội Con đội

9 Cam nhiên liệu

10

10 Thân bơm Thân bơm

Phương pháp này hiện nay ít được sử dụng

điều chỉnh chỉnh phần phần cam cam dẫn dẫn đến đến làm làm thay thay đổi đổi hành hành trình trình piston piston

bb ừừ đó đó là là hh đổi đổi ll hiê hiê liệ liệ đế đế òi òi hh Khi bơm

bơm từ từ đó đó làm làm thay thay đổi đổi lượng lượng nhiên nhiên liệu liệu đến đến vòi vòi phun phun Khi Khi trục

trục cam cam di di động động làm làm con con đội đội piston piston bơm bơm tiếp tiếp xúc xúc và và làm làm việc việc phần

phần cam cam lớn lớn sẽ sẽ làm làm tăng tăng hành hành trình trình piston piston do do đó đó sẽ sẽ làm làm tăng tăng

b BCA điều chỉnh bằng van tiết lưu : 4

thúc quá quá trình trình phun phun nhiên nhiên liệu liệu và và tạo tạo ra ra không không

ii hút hút hiê hiê liệ liệ àà để để tiế tiế tt hh áá 1 2

9

8 7 gian

gian hút hút nhiên nhiên liệu liệu vào vào để để tiếp tiếp tục tục cho cho quá quá

1.Piston ; 2.Xylanh ; 3.Răng ống cao áp

; 4.Ống cao áp ; 5.Van tiết lưu ;

4 PHÂN LOẠI THEO CÁCH THỨC TỔ HỢP CÁC THÀNH TỐ CỦA HỆ THỐNG.

a.Bơm cao áp

a.Bơm cao áp –– vòi phun liên hợp vòi phun liên hợp

Đối với BCA vòi phun liên hợp có 4 nhiệm vụ sau:

Ấn định số lượng nhiên liệu để phun nhiên liệu vào xilanh.Ấn định số lượng nhiên liệu để phun nhiên liệu vào xilanh

Tạo một áp lực phun nhiên liệu cao.Tạo một áp lực phun nhiên liệu cao

Phân tán nhiên liệu dưới dạng sương.Phân tán nhiên liệu dưới dạng sương

Cho nhiên liệu lưu thông để làm nguội thân vòi phunCho nhiên liệu lưu thông để làm nguội thân vòi phunHệ

Hệ thốngthống phunphun nhiênnhiên liệuliệu vớivới BCABCA VPVP liênliên hợphợp làlà mộtmột hìnhhình tháithái biếnbiến tướngtướngHệ

Hệ thốngthống phunphun nhiênnhiên liệuliệu vớivới BCABCA –– VPVP liênliên hợphợp làlà mộtmột hìnhhình tháithái biếnbiến tướngtướngcủa

của hệhệ thốngthống phunphun nhiênnhiên liệuliệu cổcổ điểnđiển ỞỞ loạiloại hệhệ thốngthống phunphun nhiênnhiên liệuliệu kiểukiểunày,

này, BCABCA vàvà vòivòi phunphun đượcđược tổtổ hợphợp thànhthành mộtmột cụmcụm chichi tiếttiết gọigọi làlà BCABCA –– VPVPliên

liên hợp,hợp, thựcthực hiệnhiện chứcchức năngnăng củacủa baba bộbộ phậnphận :: BCA,BCA, vòivòi phunphun vàvà ốngống caocao ápáp liên

liên hợp,hợp, thựcthực hiệnhiện chứcchức năngnăng củacủa baba bộbộ phậnphận :: BCA,BCA, vòivòi phunphun vàvà ốngống caocao ápáp Trong

Trong BCABCA –– VPVP liênliên hợp,hợp, nhiênnhiên liệuliệu sausau khikhi đượcđược nénnén đếnđến ápáp suấtsuất rấtrất caocao vàvàđược

được địnhđịnh lượnglượng sẽsẽ đượcđược đưađưa trựctrực tiếptiếp vàovào vòivòi phunphun màmà khôngkhông cầncần cócó ốngốngdẫn

dẫn nhiênnhiên liệuliệu caocao ápáp

Nhiên liệu liệu nạp nạp vào vào xylanh xylanh bằng bằng cả cả

Hình1.9: Bơm cao áp –Vòi phun liên hợp của hãng

7 xylanh; 8 piston; 9 thanh răng; 10 vành răng; 11 vòng cản dầu;12 kim phun; 13 xupap thoát và bệ;14

lò xo xupap hút ; 15 bệ tựa lò xo;

lượng dầu dầu tốt tốt hơn hơn

lò xo xupap hút ; 15 bệ tựa lò xo;

16 van an toàn; 18 ống chứa lò xo.

Khi

Khi đến đến giai giai đoạn đoạn bắt bắt đầu đầu phun phun thì thì phun phun dầu dầu

cam

cam đội đội cò cò mổ, mổ, đẩy đẩy piston piston đi đi xuống, xuống, lỗ lỗ dầu dầu ra ra

ởở phía phía dưới dưới xylanh xylanh đóng đóng trước, trước, dầu dầu tiếp tiếp tục tục bị bị

3

6 5

dầu về về mở mở hoàn hoàn toàn toàn do do đó đó nhiên nhiên liệu liệu ra ra phòng phòng

••Ưu điểm :Ưu điểm :

được sửsử dụngdụng trêntrên cáccác độngđộng cơcơ 22 thìthì GMGM

–– GeneralGeneral MotorsMotors (Mỹ),(Mỹ), 22 thìthì 99AA 33 –– 204204

15

b Hệ thống nhiên liệu bơm cao áp phân phối :

chu kìkì làmlàm thôngthông khoangkhoang trêntrên

1.Bơm cao áp phân phối 2.Lọc nhiên liệu

vụ tạotạo rara ápáp lựclực đểđể đẩyđẩy nhiênnhiên liệuliệu điđi làlà bộbộ

1 Xilanh; 2 Piston; 3 Đai ốc mũ;

vụ

vụ tạotạo rara ápáp lựclực đểđể đẩyđẩy nhiênnhiên liệuliệu điđi làlà bộbộ

phận

phận kháckhác

Hệ thống này được sử dụng trên động cơ 1.Xilanh; 2.Piston; 3.Đai ốc mũ;

4.Đầu nối với ống cao áp;

5.Lò xo valve tăng áp; 6.Van tăng áp; 7.Đường dầu ra;

Hệ thống này được sử dụng trên động cơ

Reo II, III,GMC,ONAN

5 LOẠI VỊI PHUN

1 Lỗ phun ; 2 Mặt cơn tựa của van kim ;

phun nhiênnhiên liệuliệu ppφφ

3 và 19 Kim phun ; 4 Ecu trịng ; 5 và 16 Đường dẫn nhiên liệu ; 6 Đũa đẩy ; 7 Đĩa

Đối vớivới vòivòi phunphun kínkín tiêutiêu chuẩnchuẩn

ppφφ == 1515÷÷ 2525MN/mMN/m22 TrongTrong quáquá

trình

trình phun,phun, ápáp suấtsuất nhiênnhiên liệuliệu cócó 10 Vít điều chỉnh ; 11 Êcu cơng ; 12 Lỗ

nối với đường dẫn nhiên liệu;

13 Chụp ; 14 Lọc lưới ; 15 Thân vịi phun ; 17 và 18.Thân kim phun

vòi phunphun KheKhe hởhở nàynày thườngthường vàovào khoảngkhoảng 00,,33 ÷÷ 00,,55mmmm

••Ưu nhược điểm :

Ưu điểm chính của loại vòi phun này là kích thước nhỏ gọn, cấu

tạo đơn giản, dễ chế tạo

Nguyên lý lý hoạt hoạt động động của của vòi vòi phun phun hở hở cũng cũng giống giống

như

như các các loại loại vòi vòi phun phun kín kín được được trình trình bày bày ởở trên trên

Ưu nhược điểm :

5 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH QUÁ TRÌNH PHUN

a Hệ thống điều chỉnh kiểu cơ khí:

b Hệ thống điều chỉnh khiểu điện tử

••Hệ thống phun nhiên liệu trang bị bơm cao áp PE điều khiển bằng điện tử

1.Bình nhiên liệu; 2.Bơm tiếp vận; 3.Lọc thứ cấp; 4.Bơm cao áp PE;

5.Cơ cấu kiểm soát thời điểm phun nhiên liệu; 6.Cơ cấu điều tốc;

7 Vòi phun nhiên liệu; 8 Ống dẫn dầu về; 9 Buji xông máy vàbộ phận kiểm

7.Vòi phun nhiên liệu; 8.Ống dẫn dầu về; 9.Buji xông máy vàbộ phận kiểm

soát; 10.Bộ phận điều khiển trung tâm; Đèn báo kết quả chuẩn đoán;

12.Công tắc của bộ phận li hợp; 13Bộ cảm biến vị trí bàn đạp;

14.Bộ cảm biến tốc độ động cơ; 15.Bộ cảm biến nhiệt độ;

14.Bộ cảm biến tốc độ động cơ; 15.Bộ cảm biến nhiệt độ;

16.Bộ cảm biến áp suất khí nạp; 17.Tuabin tăng áp; 19.Ac quy;

20.Công tắc buji xông máy và khởi động

vận tốctốc củacủa độngđộng cơcơ

Một cảm biến ghi nhận nhiệt độ của nước,không khí, nhiên liệu…Một cảm biến ghi nhận nhiệt độ của nước,không khí, nhiên liệu…

Một cảm biến ghi nhận áp suất buồng không khí nạp…Một cảm biến ghi nhận áp suất buồng không khí nạp…

Sau khi các cảm biến ghi nhận các thông tin và thông số hoạt động của động cơ

ẽ h ể đổi thà h tí hiệ để đ ề bộ ử lý t tâ (CPU) Bộ ử lý t

ẽ h ể đổi thà h tí hiệ để đ ề bộ ử lý t tâ (CPU) Bộ ử lý t

sẽ chuyển đổi thành tín hiệu để đưa về bộ xử lý trung tâm (CPU).Bộ xử lý trung

tâm sẽ đối chiếu các thông tin này với số liệu sẵn có trong bộ nhớ rồi phát ra các

tín hiệu đưa đến BCA thực hiện các lệnh như:

+ Điều khiển định lượng theo vòng kín:

Quyết định dịch chuyển thanh răng một khoảng quy định

Lúc này CPU nhận tín hiệu phản hồi từ BCA gửi về vị trí thực tế của thanh răng

+ Điểm khởi sự bơm nhiên liệu cũng được điều chỉnh trong một vòng khép kín:

Bộ cảm nhận về tác động van kim nơi vòi phun ghi nhận thông tin về điểm khởi

sự phun nhiên liệu và báo về CPU

Đối chiếu so sánh thông tin này với vị trí điểm chết trên của piston động cơ,CPU

trong bộbộ nhớnhớ CuốiCuối cùngcùng CPUCPU sẽsẽ đưađưa dòngdòng điệnđiện đếnđến XôlênoyXôlênoy táctác độngđộng khâukhâu phânphân

sẽ có góc phun nhiên liệu sớm thực tế

Ưu điểm: Làm việc ổn định và tin cậyƯu điểm: Làm việc ổn định và tin cậy

Nhược điểm:Giá thành cao đắt tiền kích thước cồng kềnh phức tạpNhược điểm:Giá thành cao đắt tiền kích thước cồng kềnh phức tạp

Nhược điểm:Giá thành cao,đắt tiền,kích thước cồng kềnh phức tạpNhược điểm:Giá thành cao,đắt tiền,kích thước cồng kềnh phức tạp

Hiện nay được sử dụng phổ biến trên các động cơ hiện đạiHiện nay được sử dụng phổ biến trên các động cơ hiện đại

Hê thống phun nhiên liệu trang bị vịi phun điện tử :

Ống thấp áp

hồi dầu

Vịi phun

He thong nhien lieu dien tu.swf

- Ở trạng thái đóng khi chưa cung cấp điện cho Solenoil thì kim phun đóng vì nhờ vào lực của lò xo và áp suất dầu trên buồng điều khiển.

- Khi kim phun mở :

Van Solenoil được cung cấp điện với dòng đủ lớn để đảm bảo

nó mở nhanh Lực tác dụng của van Solenoil lớn hơn lực của lò

xo lỗ xả và làm cho lỗ xã mở ra gần như tức thời , dòng điện cao giảm xuống chỉ còn đủ để giữ ty Khi lỗ xả mở ra nhiên liệu chảy vào khoang bên trên nó và chảy vào bình chứa thông qua bình dầu về làm lỗ xả mất cân bằng áp suất nên áp suất trong buồng điều khiển nhỏ hơn áp suất trong buồng chứa ty kim do đó làm giảm lực tác dụng lên pistong điều khiển nên

ty kim mở ra và nhiên liệu bắt đầu phun.

- Khi kim phun đóng : Khi kim phun đóng :

Dòng qua van Solenoil bị ngắt lò xo đẩy van bi xuống , đóng lỗ

xả lại làm cho áp suất trong buồng điều khiển tăng lên thông qua nhiên liệu vào lỗ nạp lực do áp suất này gây ra cùng với lực của

lò xo cao hơn lực của khoang chứa ty kim nên ty kim đóng lại Tốc độ đóng của ty kim phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy thông qua lỗ nạp.