xây dựng mô hình bơm cao áp kiểu phân phối (loại dpa của hãng cav) trong hệ thống nhiên liệu động cơ diesel dùng trong học tập

1 Trong đó : gct: tổng số nhiên liệu được phun vào buồng đốt trong thời gian một chu trình mm3/ct Ne : công suất có ích của đông cơ, KW ge : suất tiêu hao nhiên liệu riêng có ích g/KW.h

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY SẢN

KHOA CƠ KHÍ

ađb

LÊ RỰC ANH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

CHUYÊN NGÀNH: ĐỘNG LỰC TÀU THUYỀN

GVHD: Th.S DƯƠNG TỬ TIÊN

XÂY DỰNG MÔ HÌNH BƠM CAO ÁP KIỂU PHÂN PHỐI (LOẠI DPA CỦA HÃNG CAV) TRONG HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG

CƠ DIESEL DÙNG TRONG HỌC TẬP

NHA TRANG 06 - 2006

Lời nói đầu

Thế giới ngày nay là thế giới của công nghệ, khoa học, kỹ thuật… Điều đó đòi hỏi mỗi chúng ta phải ra sức học tập, trau dồi kiến thức, đúc kết những kinh nghiệm học hỏi để có thể hội nhập sự phát triển của thời đại

Để thực hiện được điều này các trường đại học, dạy nghề cần phải nâng cao chất lượng dạy và học để những sinh viên có thể lĩnh hội những kiến thức học tập vững vàng đi vào cuộc sống

Trước yêu cầu thực tế đó nhà trường giao cho em đề tài: “Xây dựng mô hình bơm cao áp kiểu phân phối (loại DPA của hãng CAV) trong hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel dùng trong học tập” Đề tài gồm những nội dung chính

sau

ò Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel

ò Nguyên lý hoạt động và đặc điểm cấu tạo của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel sử dụng bơm cao áp kiểu phân phối loại CAV – DPA

ò Thiết kế bố trí xa bàn mô hình bơm cao áp kiểu phân phối loại CAV – DPA

ò Nhận xét và thảo luận

Sau hơn 3 tháng thực hiện về cơ bản đã hoàn thành nội dung đề ra Tuy nhiên do bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học cũng như điều kiện

về vật chất, thời gian thực hiện, tài liệu tham khảo và trình độ hiểu biết hạn chế nên

đề tài khó tránh khỏi những thiếu sót Em kính mong thầy cô và các bạn đóng góp những ý kiến để nghiên cứu sau được hoàn thiện hơn

Để hoàn thành đề tài tốt nghiệp này em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô và các bạn đặc biệt là sự chỉ bảo tận tình của thầy Th.S Dương Tử Tiên

Sinh viên thực hiện

Lê Rực Anh

Chương1

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL

1.1 Chức năng và yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu

1.1.1 Chức năng định lượng

Cung cấp những lượng nhiên liệu chính xác phù hợp với chế độ làm việc của động cơ, cung cấp nhiên liệu đồng đều cho các xylanh của động cơ nhiều xylanh Hỗn hợp cháy được cung cấp vào xylanh phải tương ứng với tải trọng của động cơ ở một chế độ bất kỳ cho trước Lượng cung cấp nhiên liệu chu trình (gct) là một trong các thông số đặc trưng cho chế độ bơm cao áp được biểu diễn bằng công

g = 1000 60 . . . r . . (1)

Trong đó :

gct: tổng số nhiên liệu được phun vào buồng đốt trong thời gian một chu trình (mm3/ct)

Ne : công suất có ích của đông cơ, KW

ge : suất tiêu hao nhiên liệu riêng có ích (g/KW.h)

z : hệ số phụ thuộc vào số chu kỳ của động cơ

z = 1 đối với động cơ hai kỳ

z = 2 đối với động cơ bốn kỳ

n : tốc độ quay của động cơ (vg/ph)

i : số xylanh của động cơ

ρnl : khối lượng riêng của nhiên liệu (kg/m3) Theo công thức (1) ta thấy rằng lượng nhiên liệu gct cần phun vào mỗi xylanh trong thời gian một chu trình công tác phải được điều chỉnh phù hợp với chế độ làm việc của động cơ, tức là phải phù hợp với công suất mà động cơ phải phát ra Ne và tốc độ quay n tương ứng với công suất đó

Sự phụ thuộc này gọi là đặc tính cung cấp nhiên liệu, được xác định bởi đặc tính kết cấu và trạng thái kỹ thuật của thiết bị nhiên liệu Đó là đặc tính bên trong

của bơm cao áp làm ảnh hưởng đến gct mà không có tác dụngcủa cơ cấu điều khiển,

đó chính là tính chất tự nhiên của động cơ

Hiệu suất nạp của bơm cao áp được định nghĩa như sau:

Fn sb s

g g

g

r

h = 1 = .1 (2)

Trong đó :

ηvb : Hiệu suất nạp nhiên liệu của bơm cao áp

g1 : Lượng nhiên liệu thực tế được nạp vào khoang bơm của bơm cao áp trong một chu trình công tác

gs : Lượng nhiên liệu chứa đầy không gian công tác của xylanh bơm cao

áp ở điều kiện áp suất trong khoang nạp

ρFn : Mật độ của nhiên liệu trong khoang nạp

Vsb : Dung tích công tác của xylanh bơm cao áp Trị số của hiệu suất nạp có ảnh hưởng đến thời điểm bắt đầu phun và lượng cấp nhiên liệu chu trình thực tế ứng với một vị trí của cơ cấu điều khiển Hiệu suất nạp chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố như: sức cản thuỷ động, thể tích khoang nạp, áp suất và biến động áp suất trong khoang nạp… Độ ổn định của ảnh hưởng đến chất lượng định lượng và định thời của hệ thống phun nhiên liệu

Bên cạnh sức cản thuỷ động, sự suất hiện các xung áp suất trong khoang nạp tại thời điểm kết thúc quá trình phun hình học (thời điểm rãnh chéo trên piston bắt đầu thông với khoang nạp) là hiện tượng có ảnh hưởng rất lớn đến trị số và sự biến động của hiệu suất nạp đặc biệt là ở bơm cao áp PE có chung một khoang nạp Với

sự chênh lệch áp suất rất lớn giữa khoang bơm và khoang nạp tại thời điểm bắt đầu , các xung áp suất được hình thành tại khu vực gần lỗ của từng xylanh sẽ ảnh hưởng đến quá trình nạp nhiên liệu và khoang bơm của chính xylanh khác có chung một khoang nạp Sự biến động một cách không kiểm soát được của hiệu suất nạp sẽ làm cho thời điểm phun và lượng phun nhiên liệu thực tế không hoàn toàn như nhau cho các chu trình công tác khác nhau ở một xylanh của động cơ và cho các xylanh khác

nhau Trong thực tế các nhà thiết kế đã áp dụng các biện pháp dưới đây nhằm hạn chế sự biến động hiệu suất nạp của bơm cao áp:

- Tăng dung tích của khoang nạp trong bơm cao áp

- Dùng các đường ống thấp có đường kính đủ lớn khoảng 8 ÷10 (mm)

- Sử dụng bơm thấp áp có năng suất bơm lớn hơn nhiều lần mức tiêu thụ nhiên liệu thực tế (thông thường từ 6 ÷10 lần) để tạo ra dòng lưu thông một chiều của nhiên liệu trong hệ thống cung cấp

- Trang bị bộ giảm xung áp suất nạp

Ta biết bơm kiểu piston xylanh ngăn kéo (Bosch) là loại bơm cao áp được dùng rộng rãi nhất trong các động cơ Diesel hiện nay Trong các chế độ làm việc của bơm Bosch thì hiện tượng tiết lưu, tính chất chịu nén của nhiên liệu và tính đàn hồi của các chi tiết trong hệ thống phun nhiên liệu đã ảnh hưởng chủ yếu tới gct.

Hiện tượng tiết lưu trong giai đoạn đầu và giai đoạn cuối của quá trình cung cấp nhiên liệu, khi mép trên của piston xắp đóng kín và mép dưới của piston mở lỗ thông trên xylanh

Tiết lưu trong giai đoạn bắt đầu cung cấp nhiên liệu sẽ làm cho nhiên liệu bên trên piston đạt tới áp suất đủ mức mở van cao áp sớm hơn so với vị trí hình học của piston Còn tiết lưu trong giai đoạn kết thúc quá trình cung cấp nhiên liệu sẽ làm cho không gian phía trên piston vẫn còn giữ áp suất cao, đủ sức cung cấp cho vòi phun một đoạn nữa sau khi vị trí hình học của piston đã tới điểm kết thúc cung cấp nhiên liệu Vì vậy hiện tượng tiết lưu nhiên liệu làm cho gct tăng, chất lượng phun kém (phun rớt)

Ảnh hưởng của nó mạnh lên theo chiều tăng của tốc độ quay và cũng có tính chất không ổn định như trường hợp hiệu suất nạp bơm cao áp kiểu BOSCH hiện thường được trang bị van triệt hồi giảm áp và cơ cấu để hạn chế ảnh hưởng của hiện tượng tiết lưu trình bày ở trên

Tính chịu nén của nhiên liệu và tính đàn hồi của chi tiết trong hệ thống phun nhiên liệu (xylanh, đường ống cao áp,…) cùng với sự rò rỉ nhiên liệu trong các cặp lắp ghép chính xác bơm cao áp và vòi phun là nguyên nhân làm giảm lượng cung

cấp nhiên liệu gct đặc biệt là khi độ mòn của cặp piston xylanh, van và bệ van sẽ làm

số vòng quay thấp và lượng cung cấp nhiên liệu bé

Các nhân tố ảnh hưởng đồng thời và đặc tính cung cấp nhiên liệu được xác định bởi tổng ảnh hưởng các giá trị của chúng Mức độ ảnh hưởng của từng nhân tố

ấy tới gct còn tuỳ thuộc vào chế độ làm việc, thể tích nén, mức độ lớn nhỏ của áp suất, đặc điểm về cấu tạo của hệ thống phun nhiên liệu và cơ cấu dẫn động bơm cao

áp

Đối với các động cơ nhiều xylanh lượng nhiên liệu chu trình được phun vào các xylanh phải bằng nhau nhằm hạn chế những tác hại đã nêu Sự khác nhau giữa lượng nhiên liệu chu trình cung cấp cho các xylanh của cùng một động cơ được đánh giá thông qua “độ cấp liệu không đều ”:

2 100

min max

-

-ct ct

ct ct

nl g g

g g

Độ cấp liệu không đều là một trong những nguyên nhân làm giảm công suất

và tuổi thọ của động cơ, tăng suất tiêu hao nhiên liệu và gây một số biểu hiện xấu khác ở động cơ Trong thực tế sử dụng không thể điều chỉnh hệ thống phun nhiên liệu để có thể đạt được δnl = 0 mà định kỳ người ta điều chỉnh để những giá trị độ lệch này nằm trong giới hạn cho phép

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

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

con lăn,…)

- Các cam nhiên liệu bị hao mòn

- Đặc tính của các cặp lắp ghép chính xác bị khác nhau (do một chi tiết bị thay thế trong quá trình sửa chữa)

- Cặp lắp ghép piston – xylanh bơm cao áp bị hao mòn

- Sự điều chỉnh ban đầu bị thay đổi hoặc có sai sót trong các hệ thống truyền động (con đội, mối ghép bị lỏng,…)

Trên hình 1.1 biểu thị ảnh hưởng của thời điểm phun nhiên liệu đến quá trình cháy Khi phun nhiên liệu quá sớm giai đoạn bốc cháy sẽ tăng, vì áp suất và nhiệt

độ không khí lúc bắt đầu phun thấp Tốc độ tăng áp suất cũng như áp suất cháy cực đại tăng do tập trung được một lượng nhiên liệu lớn trong buồng cháy đến thời điểm bốc cháy và một phần lớn nhiên liệu cháy ở gần điểm chết trên khi thể tích công tác xylanh nhỏ và nồng độ oxy lớn (đường 1- hình 1.1)

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

Đường số 1- Thời điểm phun quá sớm Đường số 2- Thời điểm phun đúng lúc Đường số 3- Thời điểm phun quá trễ

Ngược lại, khi góc phun sớm (φfs) quá muộn, giai đoạn bốc cháy trễ giảm, động cơ làm việc êm hơn, công suất động cơ giảm, động cơ làm việc êm hơn, công

suất của động cơ giảm và cháy không hoàn toàn vì một phần lớn nhiên liệu cháy ở quá trình giãn nở, tốc độ tăng áp suất và áp suất cháy cực đại có trị số nhỏ (đường 3 – hình 1.1)

1.1.3 Chức năng định quy luật phun

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 nhiên liệu (gct) thích hợp với chế độ làm việc mà lượng nhiên liệu

đó phải được phun vào buồng cháy đúng thời điểm và theo một quy luật phù hợp với đặc điểm cấu tạo của động cơ Quy luật tạo hỗn hợp cháy là do quy luật phun nhiên liệu quyết định Tuy nhiên đối với động cơ sử dụng buồng cháy ngăn cách thì thời gian quá trình tạo hỗn hợp cháy lại chủ yếu được quyết định bởi phương pháp hình thành hỗn hợp cháy Đặc biệt đối với động cơ sử dụng phương pháp hình thành hỗn hợp cháy theo kiểu màng mỏng thì quy luật tạo hỗn hợp cháy hoàn toàn không

do quy luật phun quyết định, theo phương pháp hỗn hợp kiểu màng, chỉ có rất ít nhiên liệu bốc hơi và hoà trộn với không khí ở giai đoạn cháy trễ - nhiên liệu được xịt lên vách buồng cháy lan thành màng rất mỏng và bốc hơi dần - phần còn lại sẽ bốc hơi dần để tạo hỗn hỗn hợp cháy Nói chung quy luật tạo hỗn hợp cháy bằng phương pháp nào đi nữa thì cũng ảnh hưởng như nhau đến quá trình cháy

Trên hình 1.2 biểu thị ảnh hưởng của quy luật phun nhiên liệu đến quá trình cháy trong điều kiện các yếu tố khác giữ nguyên Quy luật phun nhiên liệu là quy luật bao gồm hai yếu tố: sự phân bố tốc độ phun và thời gian phun

Nếu cùng một lượng cung cấp nhiên liệu chu trình (gct) mà ta rút ngắn thời gian phun sẽ làm tăng tốc độ phun ở giai đoạn cháy trễ dẫn đến lượng nhiên liệu tập trung giai đoạn này (gct) là lớn Chính vì vậy mà quá trình cháy của động cơ có trị

số pz và wtb lớn, tuy nhiên quá trình cháy sẽ kết thúc sớm hơn (đường 1) Ngược lại với thời gian phun kéo dài dẫn đến quá trình cháy của động cơ có trị số pz và wtbnhỏ hơn, động cơ làm việc êm hơn Song do thời điểm kết thúc phun muộn hơn nên quá trình cháy phải kéo dài sang đường giãn nở (đường 2) làm cho công suất và hiệu suất của động cơ giảm

Hình 1.2 Ảnh hưởng của quy luật phun nhiên liệu đến quá trình cháy

1.2 Phân loại hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel

Bơm cao áp và vòi phun là bộ phận quan trọng nhất của hệ thống nhiên liệu

và được ví như trái tim của động cơ Diesel, chính vì vậy người ta căn cứ vào loại, tính năng của chúng để phân loại hệ thống phun nhiên liệu như sau

Bảng 1 Bảng phân loại tổng quát hệ thống phun nhiên liệu của động cơ Diesel

Phương pháp phun nhiên liệu 1 Hệ thống phun nhiên liệu bằng không

2 Hệ thống phun với vòi phun kín

1.2.1 Phân loại theo phương pháp phun nhiên liệu vào động cơ

Theo phương pháp này người ta chia làm 2 loại :

1.2.1.1 Hệ thống phun nhiên liệu bằng không khí nén

Ở thời kỳ đầu phát triển động cơ Diesl, người ta đã dùng không khí nén dưới

áp suất 50÷60 bar để phun nhiên liệu vào xylanh động cơ Phương pháp này không cần phải có các chi tiết siêu chính xác mà vẫn đảm bảo chất lượng hoà trộn nhiên liệu với không khí khá tốt Tuy nhiên động cơ phải lai máy nén khí nhiều cấp, vừa công kềnh vừa tiêu thụ một phần đáng kể công suất của động cơ (công suất do máy nén khí tiêu thụ bằng 6÷8% công suất của động cơ, trong khi hệ thống phun nhiên liệu bằng thủy lực tiêu thụ bằng 1,5÷3,5% ), ngoài ra việc điều chỉnh lượng nhiên liệu chu trình cũng phức tạp và khó chính xác, nên kiểu hệ thống phun nhiên liệu bằng khí nén của động cơ Diesel cũng được thay thế hoàn toàn bởi hệ thống phun nhiên liệu bằng thủy lực

1.2.1.2 Hệ thống phun nhiên liệu bằng thủy lực

Với hệ thống phun nhiên liệu bằng thủy lực, nhiên liệu được phun vào buồng đốt do sự chênh lệch áp suất của nhiên liệu trong vòi phun và áp suất của khí trong xylanh Dưới tác dụng của lực kích động ban đầu trong tia nhiên liệu và lực cản khí động của không khí trong buồng đốt, các tia nhiên liệu bị xé thành những hạt có đường kính rất nhỏ để hoá hơi nhanh và hòa trộn với không khí Áp suất phun có thể đạt 180÷200 (KG/cm2)

1.2.2 Phân loại theo phương pháp tạo và duy trì áp suất phun

Theo phương pháp này người ta chia làm 2 loại

1.2.2.1 Hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp

Hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp là hệ thống phun nhiên liệu bằng thuỷ lực,

ở đó nhiên liệu sau khi ra khỏi bơm cao áp được dẫn trực tiếp đến vòi phun bằng ống dẫn cao áp có dung tích nhỏ

Ưu điểm của hệ thống nhiên liệu kiểu này là: Kết cấu tương đối đơn giản, có khả năng thay đổi các thông số công tác phù hợp với chế độ làm việc của động cơ Nhược điểm của hệ thống nhiên liệu kiểu này là: Áp suất phun giảm theo

chiều giảm của tốc độ quay, điều đó hạn chế khả năng làm việc ổn định của động cơ

ở tốc độ quay thấp mặc dù chưa đáp ứng được hoàn toàn những yêu cầu đặt ra, nhưng hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp vẫn được sử dụng cho các kiểu động cơ Diesel

1.2.2.2 Hệ thống phun nhiên liệu gián tiếp

Ở hệ thống phun nhiên liệu gián tiếp (còn gọi là hệ thống tích phun ), nhiên liệu từ bơm cao áp không được đưa trực tiếp đến vòi phun mà được bơm đến ống cao áp chung Thông thường ống cao áp có dung tích lớn hơn nhiều so với thể tích nhiên liệu được phun vào buồng đốt trong một chu trình, nên áp suất phun hầu như không thay đổi trong suốt quá trình phun Điều đó đảm bảo chất lượng phun tốt trong phạm vi rộng của tốc độ quay và tải Để đảm bảo định lượng và định thời hệ thống tích phun có kết cấu khá phức tạp Vì vậy nó thường chỉ được sử dụng cho những động cơ Diesel có yêu cầu cao về chất lượng phun nhiên liệu ở những chế độ tải nhỏ

1.2.3 Phân loại theo phương pháp định lượng nhiên liệu (điều chỉnh g ct )

Theo phương pháp này người ta phân làm 4 loại: Điều chỉnh bằng cam dọc, điều chỉnh bằng cách tiết lưu, điều chỉnh bằng khâu phân lượng và điều chỉnh bằng

rãnh chéo trên piston

1.2.3.1 Hệ thống điều chỉnh bằng cam dọc

Loại điều chỉnh bằng cam dọc (cam di động dọc trục) Ở đây cam có dạng nửa hình côn Ta điều chỉnh lượng cung cấp nhiên liệu bằng cách điều chỉnh trục cam dọc, chính là điều chỉnh phần cam làm việc có ích lớn hay nhỏ sẽ làm thay đổi hành trình piston bơm từ đó làm thay đổi lượng nhiên liệu đến vòi phun Khi trục cam di động làm con đội piston bơm tiếp xúc và làm việc ở phần cam lớn sẽ làm tăng hành trình piston do đó làm tăng lưu lượng nhiên liệu phun Ngược lại khi con đội piston bơm tiếp xúc và làm việc ở phần cam nhỏ sẽ làm giảm lưu lượng nhiên liệu phun Phương pháp này hiện nay không còn được sử dụng

Hình 1.3 Điều khiển bằng cam dọc

1- Piston 6- Van nạp 2- Xylanh 7- Lò xo hồi vị 3- Racco ống cao áp 8- Con đội 4- Ống cao áp 9- Cam nhiên liệu 5- Van triệt hồi 10- Thân BCA

1.2.3.2 Hệ thống điều chỉnh bằng cách tiết lưu

Loại điều chỉnh bằng cách tiết lưu: Lượng nhiên liệu cung cấp được điều chỉnh thông qua một van tiết lưu, khi điều chỉnh van chính là điều chỉnh đóng bớt hay mở lớn van tiết lưu, lượng nhiên liệu phun vào xylanh sẽ bị thay đổi theo Khi đóng bớt van tiết lưu, nhiên liệu hồi về ít sẽ làm tăng lưu lượng đến vòi phun hay chính là lượng nhiên liệu phun vào xylanh động cơ nhiều hơn Ngược lại, mở van tiết lưu lớn làm nhiên liệu hồi về nhiều hơn Do đó làm giảm lưu lượng nhiên liệu đến vòi phun và xylanh động cơ

Hình 1.4 Dùng van tiết lưu

1.2.3.3 Hệ thống điều chỉnh bằng rãnh chéo trên piston

Loại điều chỉnh bằng rãnh chéo trên piston Trên thân piston của bơm cao áp

có rãnh chéo để khi xoay piston quanh tâm của nó sẽ làm thay đổi hành trình có ích của piston bơm, tức làm cho rãnh chéo tiếp xúc sớm hay muộn với đường nhiên liệu đến bơm cao áp, từ đây sẽ làm thay đổi lượng nhiên liệu đến vòi phun hay phun vào xylanh động Loại này hiện nay được sử dụng phổ biến trên hầu hết trên hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel hiện nay

Hình 1.5 Điều khiển bằng rãnh chéo piston

2- Lỗ nạp nhiên liệu 5- Piston bơm 3- Mép vát xylanh bơm

1.2.3.4 Hệ thống điều chỉnh bằng khâu phân lượng

Hình 1.6 Điều chỉnh bằng khâu phân lượng

1- Cam xoay 4- Lỗ ngang 7- Mạch nhiên liệu

3- Khâu phân lượng 6- Piston 9- Van triệt hồi

Điều chỉnh bằng khâu phân lượng (hình 1.6): khi ta điều chỉnh khâu phân lượng dịch lên hay dịch xuống sẽ làm thay đổi lỗ ngang của piston bơm với mạch nhiên liệu trễ hay sớm, sẽ làm cho nhiên liệu đến vòi phun nhiều hay ít Khi ta điều chỉnh khâu phân lượng nhích lên thì thời điểm mở thông lỗ ngang của piston bơm với mạch nhiên liệu sẽ trễ, do đó lượng nhiên liệu sẽ đi đến vòi phun nhiều Ngược lại, nếu điều chỉnh khâu phân lượng hạ xuống sẽ làm lượng nhiên liệu đến vòi phun

ít

1.2.4 Phân loại theo cách thức tổ hợp các thành tố của hệ thống

Theo cách phân này thì hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel được phân thành các loại sau:

1.2.4.1 Hệ thống nhiên liệu với BCA piston xylanh ngăn kéo dạng Bosch đơn (PF)

Hình 1.7 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu bơm cao áp piston xylanh ngăn kéo dạng Bosch đơn (PF)

5- Ống dầu hồi

Hệ thống này còn được gọi là hệ thống bơm cao áp cá nhân, vì mỗi xylanh

có một cặp BCA - vòi phun riêng (nếu động cơ có 2 xylanh thì có 2 cặp BCA -vòi

phun)

Bơm cao áp (BCA) hoạt động nhờ dẫn động từ trục cam của động cơ Điều chỉnh lượng nhiên liệu đến vòi phun nhờ vào thanh răng để xoay ty bơm có rãnh chéo cho nó tiếp xúc sớm hay muộn so với đường nhiên liệu đến BCA Nhiên liệu được nén với áp suất cao ở bơm cao áp rồi đưa đến vòi phun qua ống cao áp Loại này có ưu điểm là ống dẫn cao áp ngắn, các ống đều bằng nhau Các bơm hoạt động độc lập nên ta có thể sửa chữa một bơm trong khi các bơm khác vẫn đang hoạt động

do đó sức sống của động cơ và thiết bị (tàu, ô tô…) cao

1.2.4.2 Hệ thống nhiên liệu với BCA pisston xylanh ngăn kéo dạng BOSCH

cụm (PE)

Hình 1.8 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu bơm cao áp piston xylanh ngăn kéo dạng Bosch cụm (PE)

1- Bình chứa nhiên liệu 7- Ống nhiên liệu đến BCA

5- Ống dẫn nhiên liệu đến lọc tinh 11- Ống dẫn nhiên liệu dầu hồi về 6- Lọc tinh

Hệ thống này có một ưu điểm khác biệt với hệ thống BCA – PF là các bơm cao áp được tổ hợp thành một cụm (hay bơm dài một dãy) và cung cấp cấp cho

cho nhiều xylanh

Động cơ Diesel có bao nhiêu xylanh thì có bấy nhiêu phần tử bơm Một phần

tử bơm gồm: Piston bơm (ty bơm), xylanh bơm, vòng răng điều khiển ty bơm thay đổi lưu lượng nhiên liệu vào bộ van thoát nhiên liệu cao áp Lúc piston bơm xuống thấp nhất nhiên liệu được đưa vào bơm cao áp nhờ bơm tiếp vận Đến kì phun nhiên liệu trục bơm điều khiển piston bơm đi lên, khi piston bịt lỗ dầu vào thì bắt đầu nén nhiên liệu đưa đến vòi phun, cho đến khi, cho đến khi vát chéo nơi thân piston hé

mở lỗ dầu về và tràn ra ngoài thì kết thúc phun nhiên liệu Hai đầu bơm cao áp còn

có bộ điều tốc

1.2.4.3 Hệ thống nhiên liệu với BCA - Vòi phun liên hợp

Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu BCA - Vòi phun liên hợp loại GM

1- Thùng chứa nhiên liệu 7- Bộ bơm liên hợp 2- Bầu lọc sơ cấp 8- Ống dầu về 3- Bơm tiếp vận 9- Mạch dầu về 4- Bầu lọc thứ cấp 10,11,12- Ống hút nhiên liệu 5- Mạch dầu nạp 13- Ống dẫn nhiên liệu đến bơm liên hợp 6- Ống dầu nạp 14- Ống dầu về

Hệ thống nhiên liệu với BCA - Vòi phun liên hợp (bơm liên hợp) được sử dụng trên các động cơ Diesel cường hóa mà phổ biến là động cơ Diesel 2 thì GM (General motor), sơ đồ hệ thống nhiên liệu bơm liên hợp GM được trình bày trên

(hình 1.9)

Gồm thùng chứa nhiên liệu, lọc sơ cấp, bơm tiếp vận, lọc thứ cấp, bơm

liên hợp, các ống dẫn dầu đến và về Đặc điểm của hệ thống này là vòi phun và bơm được ráp chung thành một khối duy nhất lắp tại các nắp quy lát của động cơ, nhiên liệu đến bơm do áp lực của bơm tiếp vận hoặc trọng lực, bơm được điều khiển nhờ

cơ cấu cam đệm đẩy, đũa đẩy và cò mổ (giống như cơ cấu điều khiển xupap treo)

Hệ thống này loại bỏ được ống cao áp, dễ sửa chữa thay thế, không gây ảnh hưởng toàn hệ thống vì mỗi bơm được lắp độc lập riêng biệt

Khi động cơ làm việc, bơm tiếp vận hút nhiên liệu từ thùng chứa qua lọc rồi đưa đến phun Đến thì phun nhiên liệu, cơ cấu điều khiển bơm đẩy piston xuống

ép nhiên liệu lên áp lực cao phun vào xylanh Nhiên liệu được đưa vào xylanh nhiều hay ít tùy theo tốc độ động cơ và được điều khiển bằng một cần ga nối với các thanh răng của bơm

1.2.4.4 Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel với bơm cao áp phân phối

Bơm cao áp phân phối là loại chỉ dùng một hoặc hai cặp piston – xilanh đồng thời dùng cách phân phối và định lượng thích hợp để đưa nhiên liệu cao áp tới các xylanh của động cơ nhiều xylanh So với bơm bộ, ưu điểm chính của bơm phân phối là: nhỏ gọn, nhẹ, ít ồn

1.2.5 Hệ thống nhiên liệu với BCA trang bị điều khiển điện tử

Nhằm nâng cao chất lượng tạo hỗn hợp cháy trong động cơ Diesel, khắc phục những nhược điểm mà hệ thống nhiên liệu cổ điển bằng cơ khí vẫn còn tồn tại như việc định lượng và định thời phun chưa chính xác cao, tính tự động điều chỉnh

và tự động hoá còn hạn chế, nhất là các chế độ làm việc không ổn định như khởi động, tăng tốc, giảm tốc,… và các cơ cấu hệ thống (điều tốc, thay đổi lưu lượng…) làm việc chưa nhạy lắm Việc áp dụng thiết bị điện tử vào hệ thống nhiên liệu động

cơ Diesel nhằm mục đích giải quyết những vấn đề này Ngoài ra nó còn góp phần

giảm bớt tính độc hại cho môi trường do khí thải Hệ thống này gồm các bộ phận:

• Các cảm biến: Gồm các biến tốc độ, tải trọng, áp suất không khí nạp, cảm biến

Lamda,… Các cảm biến này có nhiệm vụ ghi nhận các hoạt động của động cơ để cung cấp các thông tin cho khối thiết bị điều khiển trung tâm (CPU)

Hình 1.13 Hệ thống nhiên liệu với BCA thế hệ mới

5- Cơ cấu kiểm soát thời điểm phun 15- Bộ cảm biến nhiệt độ (nước, không khí) 6- Cơ cấu điều tốc 16- Bộ cảm biến áp suất khí nạp

7- Vòi phun nhiên liệu 17- Bộ cảm biến áp suất khí ,

9- Buji xông máy và bộ phận kiểm soát 19- Ắc qui

10- Bộ phận điều khiển trung tâm (CPU) 20- Công tắc buji xông máy

• Bộ điều khiển trung tâm (CPU): Đây là bộ phận có nhiệm vụ tiếp nhận và xử lý

các thông tin do các cảm biến cung cấp Các tín hiệu đưa đến từ các cảm biến sẽ được chuyển thành các tín hiệu số Bộ phận xử lí phối hợp nhờ bộ phân tích so sánh các thông tin nhận được với các dữ liệu lưu trữ sẵn trong bộ nhớ (các dữ liệu lưu trữ này được tính toán và ghi nhớ sẵn dưới dạng các thông số vận hành, đặc tính chuẩn) Từ đó bộ điều khiển trung tâm sẽ cho ra tín hiệu làm nhiệm vụ điều khiển các cơ cấu của bộ chấp hành

• Bộ phận chấp hành: Có nhiệm vụ thực hiện lệnh điều khiển, chỉ huy việc định

lượng, thời điểm phun nhiên liệu, cũng như chỉ huy một số cơ cấu và thiết bị khác như luân hồi khí , ngừng hoạt động một số xilanh, hiệu chỉnh hỗn hợp cháy khi động cơ làm việc ở tốc độ cao…nhằm đảm bảo sự làm việc tối ưu của động cơ Hình 1- 13 giới thiệu về hệ thống nhiên liệu với bơm cao áp PE được trang bị hệ thống điều khiển điện tử, nguyên lí hoạt động như sau:

Các thông tin về các chế độ làm việc khác nhau của động cơ được ghi nhận bằng các cảm biến như:

- Một bộ cảm biến nằm trong bơm cao áp ghi nhận vị trí thanh răng, sự dịch chuyển vị trí của thanh răng so với vị trí chuẩn sẽ hình thành tín hiệu đối với bộ điều tốc và gửi về CPU

- Một cảm biến vận tốc trục khuỷu có chức năng theo dõi và đọc tín hiệu gắn nơi đầu trục cam Căn cứ vào những quãng ngắt tín hiệu của dãy này bộ xử lý sẽ quyết định vận tốc của động cơ

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

- 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 sẽ chuyển đổi thành tín hiệu để dưa về bộ sử lý trung tâm CPU Bộ sử lý trung tâm sẽ đối chiếu các thông tin này với dữ liệu sẵn có trong bộ nhớ rồi phát ra các tín hiệu đưa đến bơm cao áp thực hiện các lệnh như:

• Điều khiển định lượng nhiên liệu theo vòng khép kín

- Quyết định dịch chuyển thanh răng một khoảng quy định

- Lúc này CPU nhận tín hiệu phản hồi từ bơm cao áp gửi về vị trí thực tế của thanh răng

- Cuối cùng CPU sẽ đưa dòng điện cần thiết đến Xôlênoy để tác động dịch chuyển thanh răng sao cho vị trí thực tế của nó đúng quy định

Vì lý do an toàn một lò xo an toàn được trang bị để kéo thanh răng trở về vị trí số 0 khi Xôlênoy tác động không nhận được tín hiệu điều khiển

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

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

sự phun nhiên liệu báo về CPU

- Đối chiếu so sánh thông tin này với vị trí điểm chết trên của piston động cơ, CPU sẽ có góc phun dầu thực tế

- So sánh góc phun dầu thực tế với góc phun dầu sớm quy định có sẵn trong

bộ nhớ Cuối CPU sẽ đưa dòng điện đến Xôlênoy tác động khâu phân lượng dịch chuyển sao cho điểm khởi phun nhiên liệu thực tế giống với điểm khởi phun quy định

BỘ PHẬN CẢM BIẾN

Cung cấp thông tin

BƠM CAO ÁP PE BỘ ĐIỀU KHIỂN THẾ HỆ MỚI TRUNG TÂM CPU

Điểm khởi phun thực tế

Hình 1.14 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu với bơm cao áp PE

được trang bị hệ thống điều khiển điện tử

Vị trí trục khuỷu

Tốc độ động cơ

Áp suất nạp không khí

Nhiệt độ động cơ

Cảm biến khác

Xôlênoy điều khiển thanh răng Bộ phận kiểm soát vị trí thanh răng

Xôlênoy điều khiển khâu phân lượng Bộ phận kiểm soát điểm khởi phun nhiên liệu

Vòi phun với bộ cảm biến tác động van

1.3 Thành phần của hệ thống nhiên liệu

Hệ thống nhiên liệu Diesel thông thường gồm các thành phần chính sau đây: Thùng chứa nhiên liệu, lọc nhiên liệu, bơm tiếp vận, bơm cao áp, vòi phun nhiên liệu, các đường ống dẫn nhiên liệu

1.3.1 Thùng chứa nhiên liệu

Thùng chứa nhiên liệu bao gồm thùng nhiên liệu hàng ngày và thùng nhiên liệu dự trữ dùng để chứa dầu Diesel đủ cho động cơ hoạt động trong một thời gian Thùng được đậy bằng thép lá, bên trong có các tấm ngăn để nhiên liệu bớt dao động Nắp thùng có lỗ thông hơi Ống hút nhiên liệu bố trí cao hơn đáy thùng khoảng 3cm Phần lõm lắng cặn và nước, đáy thùng có nút Nếu thùng chứa đặt cao hơn động cơ phải có van khoá khi tắt máy Nếu đặt thấp hơn động cơ phải có van một chiều bố trí nơi bầu lọc sơ cấp ngăn không cho dầu tụt về khi máy ngừng

1.3.2 Lọc nhiên liệu

Trong dầu Diesel có lẫn nhiều tạp chất cứng và nước Mặc dù các tạp chất này rất bé nhưng vẫn có thể phá hỏng bơm cao áp và vòi phun Chi tiết của hệ thống nhiên liệu như bộ ti bơm và xylanh bơm cao áp, van thoát nhiên liệu cao áp, và đốt phun nhiên liệu được chế tạo rất chính xác Những hạt bẩn li ti trong nhiên liệu chưa lọc sẽ làm trầy sướt các chi tiết đó rất nhanh Nước lẫn trong nhiên liệu sẽ làm cho nhiên liệu không cháy được lúc phun vào buồng đốt, đồng thời làm cho ti bơm kẹt cứng trong xylanh bơm gây hư hỏng Vì vậy nhiên liệu dùng cho động cơ Diesel cần phải lọc thật kỹ trước khi đưa vào bơm cao áp Thông thường trên động cơ Diesel nhiên liệu phải qua ba lần lọc: lọc sơ cấp, lọc thứ cấp và lọc lần cuối trước khi vào bơm cao áp

1.3.3 Bơm tiếp vận

Bơm tiếp vận hút nhiên liệu từ thùng chứa đến bầu lọc thứ cấp để vào bơm cao áp Có hai loại bơm: Bơm màng và bơm piston

1.2.4 Bơm cao áp

Bơm cao áp được xem như quả tim của động cơ Nó có công dụng sau:

- Nén nhiên liệu đến áp suất cao (140÷250) KG/cm2 [loại đặc biệt có thể lên

đến (600÷1000) KG/cm2] rồi đẩy đến vòi phun để cung cấp cho buồng đốt động cơ

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

- Cung cấp lượng nhiên liệu thống nhất giữa các vòi phun đúng theo thứ tự nổ

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

1.3.5 Vòi phun nhiên liệu

Động cơ Diesel có bao nhiêu xylanh phải cần bấy nhiêu vòi phun nhiên liệu Công dụng của vòi phun là:

- Giới hạn áp suất phun dầu do bơm cao áp đến

- Phun một lượng nhiên liệu cần thiết vào buồng đốt đúng thời điểm xác định

- Phun nhiên liệu tơi sương và phân phối đều nhiên liệu trong buồng đốt giúp cho nhiên liệu cháy tốt

1.3.6 Các ống dẫn nhiên liệu

Các ống dẫn nhiên liệu hạ áp được làm bằng đồng hay bằng thép mỏng đưa nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm tiếp vận chui qua lọc sơ cấp và thứ cấp để cung cấp cho bơm cao áp Ống dầu về tiếp nhận dầu thừa nơi bầu lọc thứ cấp và vòi phun BCA đưa trở lại thùng chứa Ống dẫn nhiên liệu cao áp được làm bằng thép dày có đường kính ngoài khoảng 5÷6 (mm), đường kính trong khoảng 1÷2 (mm), có nhiệm

vụ dẫn nhiên liệu bơm đi từ bơm cao áp đến các vòi phun nhiên liệu

Chương 2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL SỬ DỤNG BƠM CAO

ÁP KIỂU PHÂN PHỐI LOẠI CAV – DPA

2.1 Giới thiệu về hệ thống nhiên liệu

Bơm cao áp CAV - DPA là loại bơm phân phối áp lực cao do một xylanh bơm với hai piston bơm tự do, phân phối nhiên liệu cao áp nhờ roto quay Loại này

đã được sản suất ở nhiều nước Anh, Mỹ, Pháp, Trung Quốc…Thích hợp cho loại động cơ Diesel cao tốc vì các ưu điểm sau đây:

- Kết cấu đơn giản không có thanh răng và vành răng, lò xo chịu lực Số chi tiết chủ yếu của bơm không tăng theo số xylanh của động cơ

- So với bơm PE thì bơm CAV - DPA nhỏ gọn hơn

- Năng suất cao độ tin cậy lớn, tuyệt đối kín không bị hở dầu hay vô gió Áp suất thường trực bên trong bơm ngăn chặn không cho không khí len vào

- Không cần tổ chức bôi trơn cho bơm Công tác bôi trơn các chi tiết di động của bơm được đảm bảo do chính dầu Diesel sạch lưu thông liên tục bên trong bơm dưới áp suất chuyển vận cố định

- Bơm cao áp CAV -DPA có thể hoạt động được ở vị trí lắp đứng hay lắp ngang, đặc tính này rất có lợi đối với động cơ Diesel cỡ nhỏ, được sử dụng cho ô tô hay thiết bị cơ giới

- Các động cơ Diesel sau đây được trang bị bơm cao áp CAV - DPA: Perkins 6-354, Ford Hercules, Berlier, BMC, Renault, Austin,…

Bơm cao áp CAV-DPA có hai loại, loại điều tốc cơ khí và loại điều tốc thủy lực Cả hai hệ thống sử dụng hai loại bơm cao áp trên đều trang bị chung các thành phần phụ kiện giống nhau Nhiên liệu từ thùng chứa được bơm chuyển vận (bơm này thường nằm bên hông thân máy, có bộ lọc thô bên trong) đưa vào lọc tinh và đến bơm cao áp Tại đây nhiên liệu được nén tăng áp suất và chuyển đến vòi phun

qua các ống cao áp bố trí theo thứ tự nổ của động cơ Nhiên liệu rò rỉ từ vòi phun trở về thùng chứa, nhiên liệu lưu hành trong thân bơm được trở về lọc tinh theo các đường ống bằng đồng hay bằng thép mỏng.

Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ Điesel (Perkin 6-354) dùng bơm cao

áp CAV - DPA ráp đứng

1- Thùng nhiên liệu Diesel 4- Bơm cao áp 2- Bơm tiếp vận 5- Vòi phun nhiên liệu 3- Bầu lọc thứ cấp

Bơm cao áp bắt theo chiều ngang thường trang bị trên máy BMC, Austin, Renault, máy kéo, Ford Hercules thường có bộ điều tốc cơ khí

Bơm cao áp bắt theo chiều đứng thường được lắp vào động cơ Perkins

6-354, Berlier thường có bộ điều tốc thủy lực

Các ống dẫn nhiên liệu trên hệ thống có hai loại: Ống dẫn áp lực thấp bằng đồng thau hay thép mỏng dùng từ thùng chứa đến bơm cao áp, ống dẫn áp lực cao

có đường kính ngoài 5 ÷ 6 (mm) và đường kính trong khoảng 1÷2 (mm), rắc co nối thường hình côn đôi Ống phải được lắp đúng quy cách như cong theo dạng omega hoặc chữ Z để tạo điều kiện lúc tháo lắp cũng như chịu được sự rung động của động

cơ lúc vận hành

Trên hình 2.1, bơm tiếp vận (2) có bầu lọc sơ cấp bên trong, vận chuyển nhờ

trục cam động cơ, hút nhiên liệu từ thùng chứa (1) đưa đến bầu lọc thứ cấp (3) Sau khi lọc sạch, nhiên liệu được cấp cho bơm cao áp (4) Tại đây, bơm chuyển vận làm tăng áp suất nhiên liệu nạp vào xylanh bơm Các vòi phun nhiên liệu (5) nhận nhiên liệu từ các ống dẫn cao áp Một hệ thống dầu về nối bơm cao áp, bầu lọc thứ cấp và các vòi phun đưa nhiên liệu trở lại thùng chứa

Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel (BMC và Austin) dùng bơm cao

áp CAV đặt nằm

1- Thùng nhiên liệu Diesel 4- Bơm cao áp 2- Bơm tiếp vận 5- Các vòi phun nhiên liệu 3- Bầu lọc thứ cấp

2.2 Nguyên lý hoạt động

Từ thùng chứa nhiên liệu (13), bơm chuyển (14) hút nhiên liệu từ thùng chứa lên bơm chuyển vận cánh gạt (2) nằm trong bơm cao áp Nhiên liệu sau khi bơm chuyển phải qua lọc tinh để lọc sạch nhiên liệu Bơm chuyển vận cánh gạt đẩy nhiên liệu theo chiều mũi tên đến van định lượng (1) Một mạch rẽ qua bộ điều áp Khi áp lực cao hơn định mức lò xo bị ép, piston điều áp mở lỗ thông về mạch nạp của bơm chuyển vận, nhiên liệu đã được điều áp đẩy trụ ga đi tới khi thắng được lực

lò xo điều tốc, nếu yếu hơn lực lò xo thì trụ van di chuyển trở lại Tác động này

khiến trụ van định lượng áp mở cho nhiên liệu qua ít nhiều do trạng thái cân bằng

của hai lực

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý kết cấu và hoạt động của hệ thống nhiên liệu

bơm cao áp CAV - DPA

1- Van định lượng 10- Vòng cam 2- Bơm chuyển vận 11- Dầu về

4- Mạch cao áp đến vòi phun 14- Bơm chuyển

8- Đầu phân phối S- Áp suất tiếp vận

D- Áp suất phân lượng R- Áp suất dầu về thùng chứa

Từ van định lượng nhiên liệu vào mạch nạp (6,12) của đầu phân phối, nhiên liệu vào buồng chứa nơi đầu piston (7) đổi chiều, lúc này mấu cam (10) chưa đội 2 đầu piston Khi trục rôto (9) tiếp tục quay, mấu cam đội 2 piston, đồng thời mạch

thoát của rôto ngay với một mạch đến vòi phun (5), nhiên liệu đã nâng cao áp và thoát ra Đầu trục rôto (9) được lắp vào phần truyền động của động cơ và cứ 2 vòng quay trục khuỷu thì roto quay 1 vòng

2.3 Nguyên lý kết cấu và hoạt động các bộ phận của bơm cao áp CAV-DPA

2.3.1 Cấu tạo của bơm cao áp

Hình 2.4 Bơm cao áp CAV - DPA bố trí ngang loại điều tốc cơ khí

6,7- Xylanh Piston điều áp 18- Nắp bộ điều tốc

7- Bộ phun sớm tự động 16- Đầu phân phối 8- Dầu đến vòi phun 17- Van định lượng

Bơm cao áp CAV về nguyên tắc cấu tạo cho loại đứng cũng như loại nằm đều giống nhau, chỉ có bộ điều tốc là 2 loại: Loại đứng có bộ điều tốc thủy lực, loại nằm có bộ điều tốc cơ khí Bên ngoài mỗi loại bơm đều có thân bơm (vỏ bơm) bằng nhôm, có một khối trụ bằng thép lắp vào gọi là đầu phân phối hoặc đầu bơm Xung

quanh đầu bơm có gắn số rắc co và ống cao áp, phía đầu có nắp đậy chứa bộ điều áp

và nơi đây tiếp nhận nhiên liệu Đầu phía trong của vỏ có trục bơm để lắp vào bộ truyền động của máy Bên trên của bơm có bộ điều tốc gắn các cần điều khiển đi đến ga tay hoặc ga chân Phía dưới có bộ phun dầu sớm tự động

Phần kết cấu bên trong bơm cao áp có thể phân ra làm 4 bộ phận:

- Bộ phận chuyển vận và điều áp nhiên liệu

- Bộ phận nâng cao áp và phân phối nhiên liệu cao áp

áp

2.3.2.1 Bơm chuyển vận loại cánh gạt

Hình 2.6 Vị trí bơm chuyển vận nơi đầu phân phối

1- Rắc co nạp 4- Vòng sai tâm bơm chuyển vận 2- Van điều áp 5- Vòng đệm cao su

3- Cánh gạt 6- Đầu phân phối

Cung cấp nhiên liệu đến đầu phân phối khoảng 5÷7 (KG/cm2) Bơm được đặt ở đầu trục bơm bao gồm: Thân bơm vặn răng vào đầu roto có 2 rãnh chữ thập,

cánh gạt có dạng chữ U nằm úp, ngửa và trượt qua lại trong rãnh chữ thập Thân và

2 cánh gạt quay trong vòng vỏ đặt sai tâm so với thân Vòng sai tâm có vị trí ổn định do một rãnh đứng nơi phía ngoài để tiếp nhận định vị của mặt ép bộ điều áp Nơi mặt ép có vòng cao su giữ kín giữa đầu bơm tiếp vận và mặt ép của nắp đậy

Hình 2.7 Bơm chuyển vận và van điều áp nhiên liệu

1- Vít ráp bộ điều áp 5- Đệm kín 2- Bộ điều áp 6- Vỏ lệch tâm 3- Cánh gạt 7- Chốt định vị vỏ bơm 4- Ruột bơm chuyển vận

Hoạt động của bơm chuyển vận: Khi roto quay bơm chuyển vận đưa nhiên liệu từ trên xuống dưới, đẩy nhiên liệu vào đầu phân phối và qua một mạch rẽ vào van điều áp

Bơm chuyển vận bảo đảm các chức năng sau đây:

- Đẩy nhiên liệu đến phần cao áp

- Cung cấp nhiên liệu cho bộ phun dầu sớm tự động

- Cung cấp nhiên liệu cho bộ điều tốc thủy lực

- Bảo đảm nhiên liệu lưu thông liên tục trong bơm để làm mát, khử bọt khí,

để gió trong nhiên liệu và mang về thùng chứa

3.3.2.2 Van điều áp

Hình 2.8 Kết cấu và hoạt động của van điều áp

1- Lỗ trên 8- Lỗ giữa 2- Lò xo 9- Lỗ thoát 3- Lò xo điều áp 10- Lưới lọc nylon 4- Xylanh 11- Rắc co

5- Piston 12- Chốt định vị 6- Lò xo mồi 13- Chén chặn 7- Lỗ nạp 14- Đệm kín cao su

Van điều áp gắn trong nắp đậy của bơm chuyển vận gồm có: Xylanh (4) chứa piston (5) Lò xo mồi (6) luôn luôn nâng piston (5) đi lên Bên trên piston có

lò xo điều áp (3), trên van điều áp có rắc co (11) nhận nhiên liệu nạp vào từ bầu lọc thứ cấp Răcco này vặn gai vào vỏ van điều áp, ấn lên lò xo (2) và chén chặn (13)

để giữ chặt xylanh (4) Bì lọc nhiên liệu bằng lưới nylon dày (10) bao ngoài lò xo (2) và phần xylanh (4) để lọc nhiên liệu lần cuối cùng

Bên hông van điều áp có 2 lỗ: Lỗ thoát (9) thông với mạch vào của bơm chuyển vận, lỗ nạp (7) thông với mạch thoát của bơm chuyển vận, chốt định vị (12) dùng định vị vòng lệch tâm của bơm chuyển vận

Van điều áp đảm trách 2 việc:

- Cho nhiên liệu lưu thông để gió khi động cơ ngừng

- Duy trì áp suất nhiên liệu chuyển vận cố định cần thiết khi động cơ vận hành

Hoạt động của van điều áp gồm 3 giai đoạn:

- Giai đoạn ngừng (hình a): Giai đoạn động cơ ngừng, bơm tay của bơm chuyển đứng yên Piston (5) xuống sát đáy xylanh (4), được lò xo mồi (6) đỡ lên đóng kín lỗ (7) chặn không cho nhiên liệu trong bơm tụt về thùng chứa

- Giai đoạn bơm tay gió (hình b): Để xả gió trong toàn bộ hệ thống, ta tác động cần bơm tay của bơm chuyển nhiên liệu chui vào rắc co (11) qua lớp lưới lọc cuối cùng chui vào lỗ trên (1) nơi xylanh (4) ấn piston (5) mở lỗ (7) để nhiên liệu vào đầu dầu gió

- Giai đoạn động cơ vận hành (hình c): Lúc này roto bơm cao áp quay, bơm chuyển vận đẩy nhiên liệu vào lỗ (7) của bộ điều áp chui xuống mặt dưới piston (5)

và nâng piston này lên Nếu vận tốc roto tăng áp suất chuyển vận của nhiên liệu vượt mức ấn định, piston (5) sẽ bị nâng lên cao hơn, ép lò xo điều áp (3) và mở lỗ (8) nơi xylanh (4) cho nhiên liệu về lỗ trên (9) trở lại mạch nạp của bơm tiếp vận,

áp suất chuyển vận giảm ngay Nếu ngược lại piston (5) đi xuống, đậy ít hơn hoặc ít hẳn Sự di chuyển của piston đều do áp suất nhiên liệu, phụ thuộc vào tốc độ của động cơ

2.3.3 Bộ phận nâng cao áp và phân phối nhiên liệu cao áp

2.3.3.1 Cấu tạo

Bộ phận này gọi là đầu dầu, gồm hai bộ phận chính là đầu phân phối (6) và

roto (5) được rà lắp vào nhau rất chính xác Trục bơm do động cơ dẫn động quay, được ráp vào mâm nối (2) Đầu trong của roto có chứa hai piston D đối đỉnh nhau

và di chuyển vào ra tự do trong xylanh H Đầu ngoài của 2 piston tiếp xúc với guốc

B mang 2 con lăn Một vòng cam C (hình 2.11) bên trong có các mấu cam tiếp xúc với 2 con lăn A Số mấu cam bằng số mạch phân phối, có ý nghĩa bằng số xylanh động cơ

Hình 2.9 Đầu phân phối và trục roto

1- Bulông 5- Trục rôto 2- Mâm nối 6- Đầu phân phối 3- Mặt kềm ngoài 7- Hai piston 4- Mặt kềm trong 8- Gối đỡ và con lăn

Hình 2.10 Các chi tiết ở đầu rôto

A,B- Gối đỡ và con lăn H- Xylanh C,F- Cạnh lồi của gối đỡ G- Rãnh kềm gối đỡ D- Piston K- Mặt kềm ngoài

E- Lỗ để ráp vít giữ

Trên đầu phân phối có khoan một lỗ phân lượng J liên lạc với van phân lượng

Số lỗ thoát phân phối M bằng số xylanh động cơ Trên roto có số lỗ nạp N bằng số xylanh động cơ và thông với lỗ xuyên tâm T, lỗ phân phối P chỉ có một lỗ

Hình 2.11 Sơ đồ các mạch dầu trên roto và đầu phân phối 2.3.3.2 Nguyên lý hoạt động

Hình 2.12 Nguyên lý hoạt động bơm nhiên liệu của bơm cao áp CAV