phân tích đặc điểm kết cấu và nguyên lý hoạt động của bơm cao áp phân phối ve

Kích thớc của chúngthể hiện trạng thái cân bằng của tia nhiên liệu dới tác dụng của các lực ấy.Chất lợng phun nhiên liệu đợc thể hiện bằng độ phun nhỏ và phun đều.Các hạt nhiên liệu bị x

Lời nói đầu

Động cơ đốt trong kể từ khi ra đời đã không ngừng phát triển và ngàycàng đợc cải tiến, hoàn thiện về kết cấu, vật liệu sử dụng và công nghệ chếtạo Vai trò của nó ngày càng có giá trị trong nền kinh tế quốc dân và anninh quốc phòng

Trên các ô tô cũng nh xe chuyên dùng hiện đại, động cơ Diesel đợc

sử dụng với tỷ lệ cao Đặc biệt trên các loại xe chuyên dùng và xe du lịch

cỡ nhỏ thì xu hớng Diesel hoá ngày càng rõ rệt, bởi u thế nổi bật của độngcơ Diesel là: tính kinh tế nhiên liệu và công suất cao Với xu thế đó, ngàynay động cơ Diesel đang thay thế dần cho động cơ xăng Để đáp ứng nhucầu Diesel hoá, ngời ta không ngừng cải tiến, hiện đại từng phần nhằm thugọn kích thớc, giảm khối lợng động cơ mà vẫn duy trì đợc công suất bằngthay đổi kết cấu, nâng cao công suất riêng, giảm suất tiêu hao nhiên liệu.Cùng với sự ra đời của các loại vật liệu mới, đồng thời với công nghệngày càng hiện đại đã cho phép sản xuất ra các loại động cơ của thế hệsau này có kích thớc nhỏ gọn, tính kinh tế nhiên liệu cao hơn, công suấtriêng lớn hơn

Xu hớng chung của một số hãng sản xuất động cơ trên thế giới ngàynay là cờng hoá động cơ bằng phơng pháp tăng áp cho động cơ, kết hợptăng tốc độ vòng quay trục khuỷu động cơ lên tối đa trong giới hạn chophép

Ngoài vấn đề cải tiến động cơ, để đảm bảo tính kinh tế nhiên liệu cho

động cơ cao và giảm tối thiểu lợng khí thải độc hại gây ô nhiễm môi ờng, hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel đã có những thiết kế cải tiến vềnguyên lý và kết cấu khác xa với các hệ thống nhiên liệu Diesel truyền

trĐể góp phần giải quyết vấn đề đó, trong nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp đ

-ợc giao đề tài "Phân tích đặc điểm kết cấu và nguyên lí hoạt động của bơmcao áp phân phối VE"

Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm:

+ Lời nói đầu

+ Chơng 1: Cơ sở quá trình tạo hỗn hợp và cháy trong động cơDiesel

+ Chơng 2: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc của hệ thống cungcấp nhiên liệu Diesel với bơm cao áp phân phối kiểu VE - BOSCH

+ Chơng 3: Quy trình tháp lắp kiểm tra bơm cao áp

Chơng I: Cơ sở quá trình tạo hỗn hợp và cháy

trong động cơ Diesel

1.1 Quá trình nén, bắt lửa và cháy của khí hỗn hợp.

Quá trình nén trong động cơ đợc bắt đầu từ khi piston đi từ điểm chếtdới (ĐCD) lên điểm chết trên (ĐCT), sau khi đã đóng kín hoàn toàn xupápnạp hoặc các cửa nạp (cửa quét của động cơ 2 kỳ) thì không khí sạch trong

xi lanh bắt đầu bị nén áp xuất nén Pc và nhiệt độ không khí nén tăng lêntheo góc quay trục khuỷu, áp suất nén lớn nhất khi piston lên ĐCT ápxuất và nhiệt độ không khí nén phụ thuộc vào tốc độ động cơ và tỷ số nén.Khi tốc độ động cơ và tỷ số nén tăng lên thì áp suất và nhiệt độ không khínén cũng tăng lên vì giảm mất mát không khí nén lọt qua khe hở các vònggăng, piston và giảm tổn thất nhiệt truyền cho thành xi lanh, piston và nắpmáy

Quá trình tạo hỗn hợp và cháy trong động cơ Diesel đợc chia thành 4giai đoạn

1.1.1 Giai đoạn chuẩn bị cháy (1 - hình 1.1) (giai đoạn cháy trễ hoặc chậm bắt cháy)

Giai đoạn này đợc tính từ thời điểm bắt đầu cung cấp nhiên liệu vào

xi lanh đến thời điểm áp suất trong xi lanh bắt đầu tăng rõ rệt so với ápsuất nén thuần tuý

Giai đoạn này là giai đoạn chuẩn bị các trung tâm bốc cháy hay còn

đợc gọi là giai đoạn cháy trễ Trong giai đoạn này hàng loạt những quátrình lý hoá phát sinh chuẩn bị cho số nhiên liệu đã đ ợc phun vào tự bốccháy Nhng do tốc độ cháy và tốc độ toả nhiệt trong giai đoạn này coi nh

liệu phun vào buồng cháy Nhiên liệu phun vào với áp suất và tốc độ cao ởdạng hạt rất nhỏ, kích thớc khá đều nhau (đờng kính mỗi hạt khoảng 5 -50m).

Kích thớc hạt nhiên liệu càng nhỏ, càng đều thì tổng diện tích sấynóng và bốc hơi của một đơn vị thể tích nhiên liệu càng lớn, do đó nhiênliệu bốc hơi càng nhanh Muốn phun nhiên liệu thành những hạt nhỏ thì ápsuất phun phải lớn Không kể đến tình trạng của hệ thống cấp nhiên liệuthì áp suất phun phụ thuộc vào số vòng quay động cơ, kích thớc xi lanh vàdạng buồng cháy Tốc độ phun thông thờng Wne= 150 - 400 (m/s) và thờigian phun không quá 3% giây Số vòng quay động cơ càng cao thì tốc độphun phải càng lớn

Nhiên liệu bắt đầu phun vào buồng cháy vào cuối hành trình nén,thông thờng ở khoảng 200 trớc ĐCT Nhiên liệu phun vào buồng cháy nh -

ng không cháy ngay, mà nó bị xé tơi thành rất nhiều hạt nhỏ

Quá trình xé tơi tia nhiên liệu phun vào buồng cháy phụ thuộc vàocác lực:

- Lực hấp dẫn giữa các phân tử nhiên liệu

- Lực căng mặt ngoài của hạt nhiên liệu

- Lực kích động ban đầu của tia nhiên liệu khi qua lỗ phun

- Lực cản khí động của không khí nén trong buồng cháy

Tác động tổng hợp của các lực trên làm cho tia nhiên liệu sau khiphun vào buồng cháy đợc xé thành những hạt nhỏ Kích thớc của chúngthể hiện trạng thái cân bằng của tia nhiên liệu dới tác dụng của các lực ấy.Chất lợng phun nhiên liệu đợc thể hiện bằng độ phun nhỏ và phun đều.Các hạt nhiên liệu bị xé tơi này lập tức bay hơi theo từng lớp xungquanh, ở thời điểm này có thể giải thích rằng sự cháy của hyđrôcacbonnhiên liệu trong không khí nóng là quá trình ô xy hoá thuần tuý Khi đóbắt đầu phát sinh các trung tâm ngọn lửa và nhiệt l ợng đợc giải phóng ra

do ô xy hoá hơi nhiên liệu ngày càng nhiều

Khi tỷ lệ hỗn hợp không khí nhiên liệu tính theo khối l ợng là 14.7:1thì xác lập đợc khu vực cháy Tuy nhiên tỷ lệ này có thể thay đổi từ giầu(toàn tải) là 20:1, tới nghèo (không tải) là 100:1 Hầu hết các động cơ hoạt

động đều thêm ít nhất 20% không khí náp để quá trình cháy xảy ra hoàntoàn trớc khi xupáp thải mở Nếu thiếu ôxy thì cháy không hoàn toàn vàxả ra khói đen.

Khi bắt đầu ôxy hoá, nhiệt lợng giải phóng ra do ôxy hoá nhiên liệu íthơn nhiệt lợng sinh ra do đối lu và dẫn nhiệt Sau đó sẽ đột ngột đạt đợcnhiệt độ cao khi nhiệt lợng sinh ra do đối lu và dẫn nhiệt Sau đó sẽ độtngột đạt đợc nhiệt độ cao khi nhiệt lợng của các trung tâm nhiệt do ôxyhoá lớn hơn do sự đối lu và dẫn nhiệt Kết quả là nhiệt độ tăng lên, tốc độquá trình ôxy hoá tăng lên cho tới khi vị trí ngọn lửa đ ợc thiết lập (hình1.2) Thời điểm này gọi là điểm bắt lửa và nhiệt độ ở điểm bắt lửa gọi lànhiệt độ tự cháy của nhiên liệu trong buồng cháy

Nhiệt độ tăng lên làm các hạt nhiên liệu bay hơi nhiều hơn, tạo thêmcác điểm nóng cho quá trình ôxy hoá Trung tâm hạt nhiên liệu đ ợc baobọc nhiều lớp hơi nóng xung quanh và đốt cháy nhanh chóng, nghĩa là sự

ôxy hoá xảy ra theo từng lớp

Trớc ĐCT Sau ĐCT Tr ớc ĐCT Sau ĐCT

Góc quay trục khuỷu (độ) Góc quay trục khuỷu (độ)

Hình 1.1 : ảnh hởng của sự thay đổi lợng nhiên liệu phun đến

áp suất cháy theo góc quay trục khuỷu (đồ thị P- ).

Hình 1.2 : Chùm nhiên liệu phun khi có và không có sự cháy.

a Hình dạng chùm phun khi lõi chùm phun không chạm thành buồng cháy.

b Hình dạng chùm phun khi lõi phun chạm thành buồng cháy.

c Sự cháy khi phun không chạm thành buồng cháy.

d Sự cháy khi phun chạm vào thành buồng cháy.

Giai đoạn chuẩn bị cháy này (tính từ lúc bắt đầu phun nhiên liệu đếnlúc bắt đầu cháy) tơng ứng với vị trí góc quay trục khuỷu rơ tr ớc ĐCT.Thời gian chuẩn bị cháy chịu ảnh hởng bởi các yếu tố sau:

- Mức độ thâm nhập và phân hoá của lợng nhiên liệu đợc phun vào

- Nhiệt độ và áp suất không khí ở cuối kỳ nén ở trong xi lanh

- Mức độ nhiễu loạn của không khí trong buồng cháy

- Khả năng dễ bắt cháy của nhiên liệu, điều này liên quan tới trị sốxêtan của nhiên liệu

1.1.2 Giai đoạn tăng nhanh áp suất cháy: (2 – hình 1.1) hình 1.1)

ở giai đoạn này nhiên liệu tiếp tục phun vào và xâm nhập, lan rộngtrong buồng cháy, quá trình hình thành khí hỗn hợp vẫn tiếp diễn Các hạtnhỏ nhiên liệu nóng nhanh chóng tạo thành những lớp hơi nhiên liệu xungquanh và khi gặp ôxy thì tiếp tục quá trình cháy

Tốc độ cháy ở giai đoạn 2 này phụ thuộc vào khả năng xoáy lốckhông khí, cung cấp khí sạch cho từng hạt nhiên liệu cháy và ph ơng phápquét trong buồng cháy

Giai đoạn tăng nhanh áp suất này tính từ khi áp suất tăng cao hơn ápsuất nén thuần tuý tại cùng thời điểm đến khi tốc độ cháy bắt đầu giảm.Khi tốc độ cháy tăng, tốc độ xoáy lốc trong xi lanh tăng, làm cho tăng tốc

độ động cơ và ở giai đoạn 2 tốc độ tăng nhanh áp suất duy trì ở mức gần

nh không đổi trong toàn bộ vùng tốc độ động cơ

Giai đoạn tăng nhanh áp suất thứ hai và áp suất cực đại bị ảnh h ởng

từ giai đoạn chuẩn bị cháy Nói chung thời gian giai đoạn chuẩn bị cháy

kéo dài thì tốc độ tăng áp suất rất cao, còn thời gian giai đoạn chuẩn bịcháy ngắn thì tốc độ tăng áp suất từ từ.

Nếu khoảng thời gian giai đoạn chuẩn bị cháy ngắn thì đã có một l ợng nhỏ nhiêu liệu phun vào xi lanh động cơ bắt đầu cháy trớc, vì vậynăng lợng sinh ra do nhiên liệu bốc cháy ở giai đoạn 2 sẽ chỉ tạo ra tốc độtăng áp suất nhỏ Nếu giai đoạn chuẩn bị cháy dài hơn thì l ợng nhiên liệuphun vào xi lanh sẽ cùng bắt cháy một lúc khá hơn khi đó làm cho áp suấttăng nhanh và đột ngột hơn và làm động cơ nổ không êm (tiếng gõDiesel)

-Nhiệt độ ở ĐCT duy trì gần giống nhau ở các vùng tốc độ động cơkhác nhau, thời gian giai đoạn chuẩn bị cháy gần nh không đổi Tuy nhiênkhi tốc độ hoặc tải động cơ tăng lên thì áp suất và nhiệt độ xilanh tăng lên,vì vậy làm cho thời gian giai đoạn chuẩn bị cháy giảm (hình 1.3) Sự giảmthời gian chuẩn bị cháy do tăng nhiệt độ xilanh và tăng tốc độ động cơkhông bù lại hoàn toàn đợc sự giảm khoảng thời gian tuyệt đối của gócquay trục khuỷu tơng ứng do tăng tốc, trong khi coi nh khoảng thời gianchuẩn bị cháy cần duy trì là không đổi Bởi vậy cần thiết phải điều chỉnhphun sớm nhiên liệu lên khi tăng dần tốc độ quay của động cơ (hình 1.1;1.2; 1.3)

1.1.3 Giai đoạn cháy điều chỉnh cơ khí (3 – hình 1.1) hình 1.1).

Giai đoạn này bắt đầu ở điểm góc quay trục khuỷu, khi mà tốc độtăng áp suất đang rất cao chuyển sang tốc độ tăng áp suất thấp hơn và kếtthúc khi áp suất đạt giá trị cực đại

Giai đoạn này rất khó xác định, khi đó nhiên liệu vẫn tiếp tục phảnứng với ôxy sạch còn lại và khối lợng khí hỗn hợp cha cháy còn rất ít

Giai đoạn thứ 3 này gọi là giai đoạn điều chỉnh cơ khí do đặc tínhcung cấp của bơm cao áp là nó có thể rút ngắn hoặc kéo dài thời gian cungcấp nhiên liệu Vì vậy khoảng thời gian của giai đoạn này đ ợc xác địnhtrực tiếp bởi lợng nhiên liệu cung cấp thêm vào trên mức cần thiết để chạykhông tải.

1.1.4 Giai đoạn cháy cuối cùng (4 – hình 1.1) hình 1.1).

Giai đoạn này bắt đầu từ khi áp suất đã đạt giá trị cực đại rồi giảmxuống, kéo dài đến khi kết thúc quá trình cháy Các hạt nhiên liệu cháymuộn đợc cháy hoàn toàn đến giữa hành trình giãn nở Do hỗn hợp cháykhông đồng nhất, có một số vùng hỗn hợp giầu, một số vùng hỗn hợpnghèo trong cùng một thời điểm và do không thể hoà trộn hoàn toàn cáclớp hơi nhiên liệu với ôxy nên tốc độ cháy bị giảm xuống Kết quả làkhông chỉ có sự tiếp tục cháy muộn (cháy rớt) ở cuối chu trình cháy màcòn do nhiệt độ giảm xuống, tạo ra các sản phẩm cháy không hoàn thiện

nh : cacbon monoxide, aldehyde, CH, C và muội than thải ra theo khí xả.Nếu giai đoạn phun nhiên liệu kéo quá dài ở giai đoạn cháy thứ 3 thìkhí xả có khói Khói xả là do sự cháy không hoàn toàn xảy ra ở vùng riêngbiệt quá nghèo do phun không tơi và phun vào buồng cháy có nhiệt độthấp tơng tự nh sự xuất hiện khi khởi động động cơ

Khói xám và đen là do sự cháy không hoàn toàn ở vùng hỗn hợp quágiầu trong xilanh khi quá tải, do chùm phun quá ngắn hoặc phun muộndẫn đến cháy muộn Hầu hết động cơ Diesel đợc coi nh hoạt động toàn tảidới điểm nhìn thấy xả khói đen

1.2 Các yếu tố ảnh hởng đến quá trình tạo hỗn hợp và cháy trong

chuẩn bị cháy với sự thay đổi tỉ số nén ở từng tốc độ động cơ chỉ ra ở hình1.5 Động cơ Diesel phải có tỷ số nén đủ cao để tăng nhiệt độ không khínên trên nhiệt độ tự bốc cháy của nhiên liệu phun vào.

Tăng tỷ số nén làm tăng mật độ khí và mức độ hỗn loạn do đó làmtăng tốc độ cháy và tốc độ áp suất cũng nh độ lớn áp suất cực đại đợc Đặctính tăng áp suất trong xilanh theo hành trình piston hoặc góc quay trụckhuỷu đợc minh hoạ ở hình 1.6 và 1.7

Tỷ số nén Thể tích quét trong xilanh

Hình 1.5: ảnh hởng của tỷ số nén

đến nhiệt độ khi nén trong xillanh

khi tốc độ động cơ thay đổi

quay trục khuỷu trong động cơ

Diesel khi thay đổi tỷ số nén.

Hình 1.8 : ảnh hởng của tỷ số nén động cơ đến hiệu suất nhiệt và suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ.

Hình 1.9 : ảnh hởng của tỷ số nén đến các tổn thất bơm, ma sát, nén, giãn nở và hiệu

suất cơ khí tổng cộng

ảnh hởng tỷ số nén tới hiệu suất nhiệt và suất tiêu hao nhiên liệu chỉ

ra ở hình 1.8 Tuy nhiên có điều bất lợi là tăng tỷ số nén làm tăng tổn thấtbơm (phối khí) và tổn thất ma sát, tổn thất nén và giãn nở (truyền nhiệtvào thành vách) Nghĩa là khi tăng tỷ số nén thì làm giảm hiệu suất cơ khí(hình 1.9)

1.2.2 Kích thớc chùm hạt nhiên liệu phun

(Hình 1.10 và 1.2)

Tốc độ cháy thực tế phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ quét của ngọn lửa,hay tốc độ cháy phụ thuộc vào sự chuyển động của các hạt nhiên liệu đangcháy với lợng ôxy sạch trong không khí nạp vào ở xung quanh nó

Thời gian xác lập và đốt cháy hơi nhiên liệu xung quanh hạt nhiênliệu thực tế không phụ thuộc vào kích thớc hạt nhiên liệu Tuy nhiên tốc

độ cháy tăng lên tơng ứng với áp suất cháy và phụ thuộc vào diện tích bềmặt của hạt nhiên liệu bay hơi

Kích thớc hạt nhiên liệu nhỏ hơn thì số lợng của chúng lớn hơn, do

đó áp suất cháy tăng nhanh hơn Tuy nhiên, nếu kích th ớc hạt nhiên liệurất nhỏ thì chúng nhanh chóng mất động năng sau khi phun để hoà trộnvào không khí; do đó chúng sẽ chỉ đơn thuần bị hoà trộn cùng với không

bề mặt và số lợng hạt nhiên liệu thì tốc độ cháy giảm Do đó kích thớc hạtnhiên liệu phải đủ lớn để đủ động năng đi sâu vào buồng cháy và đảm bảodiện tích bề mặt bay hơi để đạt tốc độ cháy yêu cầu.

Hình 1.10 : Đặc tính chùm phun nhiên liệu

a Chùm phun rộng, hạt nhiên liệu nhỏ.

b Chùm phun hẹp, hạt nhiên liệu lớn.

c Sự phân bố của chùm nhiên liệu phun trong không khí xoáy lốc.

ls = Chiều dài chùm phun

Ws = Chiều rộng chùm phun

s = Góc bao ngoài chùm phun

1 Lớp ngoài gồm các hạt nhiên liệu riêng rẽ.

2 Lớp lõi bên trong dày đặc các hạt nhiên liệu.

1.2.3 Thời điểm phun và tốc độ động cơ.

Quan hệ giữa thời gian giai đoạn chuẩn bị cháy với góc quay trụckhuỷu khi tăng tốc độ động cơ cần phải đánh giá theo các yếu tố sau:

1 Thời gian nén ngắn có hiệu lực làm giảm lợng khí lọt qua vònggăng, cho phép đạt tới áp suất nén cao hơn

2 Thời gian nén ngắn làm giảm nhiệt truyền cho hệ thống làm mát,làm tăng nhiệt độ của khí nén

3 Tốc độ động cơ tăng cao hơn thì tăng áp suất phun và phun với c ờng độ mạnh, phân tán lớn

-4 Tốc độ động cơ tăng cao hơn thì xoáy lốc dữ dội hơn làm tăng tốc

độ ngọn lửa lan truyền sâu vào buồng cháy

Nh vậy, khoảng thời gian của giai đoạn chuẩn bị cháy giảm khi tăngtốc độ động cơ, còn góc quay trục khuỷu trong khoảng thời gian này tănglên Tuy nhiên mức độ tăng áp suất, nhiệt độ, mức độ hỗn loạn và phân tánhơi trong xilanh không thể bù hoàn toàn cho sự tăng góc quay trục khuỷutơng ứng khi tốc độ động cơ tăng

Đối với buồng cháy gián tiếp (xoáy lốc và cháy trớc) mức độ ảnh ởng của 4 yếu tố đều làm giảm đáng kể thời gian giai đoạn chuẩn bị cháykhi tốc độ cao, khi đó góc quay trục khuỷu t ơng ứng tăng không đáng kể.Trái lại với buồng cháy trực tiếp thì áp suất, nhiệt độ, mức độ hỗn loạn vàphun tơi tỏ ra không tăng nhiều Khi đó thời gian giai đoạn chuẩn bị cháykhông giảm nhiều Bởi vậy góc quay trục khuỷu ở giai đoạn chuẩn bị cháytăng lớn hơn khi tăng tốc độ động cơ

h-Kết quả: Nếu vùng thay đổi tốc độ động cơ nhỏ từ (500 - 2000)v/phthì cả hai loại buồng cháy trực tiếp và gián tiếp không cần phun sớm ở

điểm nóng có khả năng tạo ra cháy sớm trong xilanh, đều không sinh kíchnổ.

Tiếng gõ Diesel nghe thấy là do tốc độ tăng áp suất rất nhanh ở thời

kỳ đầu giai đoạn cháy thứ hai

Nguyên nhân cơ bản là tốc độ tăng áp suất quá cao do kéo dài thờigian chuẩn bị cháy Kéo dài thời gian phun nhiên liệu vào xilanh làm kéodài thời gian chuẩn bị cháy Do đó khi sự bắt đầu cháy với số l ợng lớn cáctrung tâm hoạt tính cùng đợc giải phóng năng lợng thì tạo ra tốc độ tăng

áp suất cao không bình thờng, nó tơng ứng với độ mãnh liệt và tiếng ồncủa quá tình cháy ở điều kiện này

Nói chung, có thể thấy rằng tốc độ tăng áp suất không lớn hơn0.3MN/m2/10 góc quay trục khuỷu thì sẽ nổ êm, còn áp suất không lớntăng từ (0.3 - 0.4) MN/m2/10 thì có xu hớng gõ và trên tốc độ tăng áp suấtnày thì tiếng gõ Diesel sẽ rất rõ

Kéo dài giai đoạn chuẩn bị cháy có thể do các yếu tố sau:

1 Tỷ số nén thấp, chỉ cho phép đạt tới giới hạn nhiệt độ tự cháy cầnthiết

2 áp suất cháy thấp do mòn vòng găng hoặc xupáp hỏng

3 Chất lợng nhiên liệu cháy kém, tức là trị số xêtan thấp

4 Khả năng phun tơi của nhiên liệu kém, khó tạo sự bắt cháy ổn

định; tức là do mòn và kém chất lợng đề kim phun hoặc tắc lỗ phun,

5 Lực nén lò xo không đủ làm cho các hạt nhiên liệu phun ra tơi mịn

6 Nhiên liệu phun quá sớm vào xilanh sẽ ngng đọng (tích tụ) rấtsớm trong hành trình nén trớc khi đạt tới đủ áp suất và nhiệt độ tự bốccháy cần thiết

7 Nhiệt độ không khí đi vào xi lanh rất thấp khi thời tiết lạnh và khikhởi động lạnh

1.2.5 Trị số xê tan (CN).

Trị số xê tan của nhiên liệu Diesel đánh giá chất l ợng cháy của nó.Khi nhiên liệu phun vào không khí nóng trong xi lanh, tr ớc hết nó phảităng nhiệt độ đủ cao để tự bắt cháy hỗn hợp không khí – hình 1.1) nhiên liệu Yêu

cầu này nằm trong một khoảng thời gian gọi là thời gian chuẩn bị cháy.Các loại nhiên liệu khác nhau thì thời gian chuẩn bị cháy khác nhau.Nhiên liệu Diesel dễ dàng bốc cháy trong giai đoạn chuẩn bị cháy đ ợc gọi

là có chất lợng tự cháy cao Nhiên liệu có thời gian chuẩn bị cháy rút ngắnthì có chấy lợng tự cháy tốt (cao), ngợc lại nhiên liệu có thời gian chuẩn bịcháy kéo dài thì chất lợng cháy kém (thấp)

Chất lợng tự cháy đợc xác định bằng cách kiểm tra ở điều kiện tiêuchuẩn và đo thời gian chuẩn bị cháy theo điều kiện chuẩn một cách cẩnthận

Xêtan (C16H34) là prafin mạch thẳng có chất lợng cháy cao và khôngkêu gõ đợc ấn định là chuẩn cao nhất, có trị số xêtan là 100, cònheptamethynonane (HMN) có chất lợng cháy rất thấp và sẵn sàng kêu gõ.Trị số xêtan của nó là 15, còn trị số xê tan của alphamethylnaphthalane(C11H10) là bằng 0 Trị số xêtan của hỗn hợp nhiên liệu bất kỳ là giá trị t -

ơng đơng với nhiên liệu mẫu có số phần trăm xê tan pha với HMN theothể tích Chẳng hạn hỗn hợp nhiên liệu có trị số xê tan là 45 có chất l ợngcháy tơng ứng với nhiên liệu pha trộn 45% xê tan 55% HMN

Trị số xêtan cao hơn thì giai đoạn chuẩn bị cháy ngắn hơn (chất l ợngcháy cao hơn) và chống đợc tiếng gõ Diesel tốt hơn Trái lại trị số xê tanthấp thì kéo dài giai đoạn chuẩn bị cháy (chất l ợng cháy thấp) và làm cho

động cơ sẽ có tiếng gõ Diesel Tốc độ động cơ càng cao càng đòi hỏi trị số

xê tan càng cao

Tốc động động cơ: v/ph Trị số xê tan

có chất lợng cháy cao và các hợp chất thơm và naphenic có chất l ợngcháy thấp.

Chỉ số Diesel chỉ thị chất lợng tự cháy nhờ đặc tính vật lí của nhiênliệu Khác với cách xác định thực hiện trong động cơ kiểm tra để xác địnhtrị số xêtan, chỉ số Diesel xác định đợc từ điểm aniline và trọng lợng API(Amerian petroleum institute) có mối quan hệ sau:

ĐI = điểm aniline (0F)* 100

) ( _ _l ợng API dộ Trọng

Điểm anilime của nhiên liệu là nhiệt độ mà ở đó cần thiết để hâmnóng nhiên liệu và aniline tinh khiết cho chúng hoà tan với nhau Nghĩa làchỉ ra hợp chất hoá học của nhiên liệu nhiều paraphin thì có nhiệt độ hoàtan cao hơn Sự tơng ứng giữa chỉ số Diesel và trị số xêtan không chínhxác và khi nhiên liệu có thành phần phức tạp thì kết quả không đáng tincậy, tuy nhiên nó có thể có ích để đánh giá (ớc lợng) chất lợng cháy

1.2.7 ảnh hởng của kết cấu buồng cháy tới quá trình hoà trộn và cháy hỗn hợp không khí - nhiên liệu.

Đối với các loại động cơ khác nhau thì hình dạng kích thớc củabuồng cháy đợc phối hợp chặt chẽ với hình dạng, kích th ớc, số lợng và ph-

ơng pháp hớng các tia nhiên liệu phun vào buồng cháy và tạo ra dòngkhông khí vận động xoáy lốc phù hợp để hoà trộn đều các hạt nhiên liệuvới không khí, đồng thời làm cho nhiên liệu bốc hơi nhanh đủ mức cầnthiết

1.2.7.1 - Buồng cháy phun trực tiếp

1 Buồng cháy thống nhất xoáy lốc nhẹ (Hình 1.11).

Các động cơ tốc độ trung bình và thấp có đủ thời gian để nhiên liệnphun vào xilanh và phân phối, hoà trộn với không khí, sự cháy rảy ra ởmọi nơi trong vùng góc quay trục khuỷu ở trớc và sau ĐCT không cần khínạp xoáy lốc và tỷ số nén cao

Mức độ xoáy lốc không khí vào buồng cháy yếu thì tốc độ sấy nóngkhí hỗn hợp không cao, tăng toả nhiệt vào bề mặt xung quanh không gianbuồng cháy Còn khi có nhiều nhiệt có ích, hỗn hợp không khí và nhiên

liệu hoà trộn tốt do phun mãnh liệt thì khả năng bay hơi và phân bố củanhiên liệu với không khí xung quanh tốt.

Không khí trong buồng cháy này hầu nh không chuyển động, sự hoàtrộn hỗn hợp gần nh phụ thuộc hoàn toàn vào phân phối tia phun (8 - 12 lỗphun) và bay hơi của nhiên liệu Các buồng cháy này có tỷ lệ tối thiểugiữa đờng kính buồng cháy d và đờng kính piston D là d/D = 0.8 Phần cơbản của buồng cháy là không gian khoét lõm trên đỉnh piston Góc giữacác chùm phun rất rộng và các phần tử nhiên liệu thờng không chạm tới bềmặt buồng cháy Buồng cháy này tổn thất nhiệt ít nhất so với tất cả cácdạng buồng cháy khác, vì vậy hiệu suất nhiệt của nó cao nhất

Ưu điểm của động cơ có buồng cháy xoáy lốc yếu là:

+ Hiệu suất cao vì:

- Tổn thất truyền nhiệt cho hệ thống làm mát rất ít do tỷ số diện tích

bề mặt và thể tích buồng cháy Fw/Vc nhỏ

- Không có tổn thất khí động

+ Dễ khởi động vì Fw/Vc nhỏ và tiêu thụ nhiên liệu ít nhất

+ Cấu tạo nắp xilanh tơng đối đơn giản, dễ đặt xupáp

Hình 1.11 : Buồng cháy phun trực tiếp 4 xupáp.

Nhợc điểm chính là:

+ Hệ số d lợng không khí ở chế độ thiết kế tơng đối lớn (=1.72.0)nên áp suất trung bình Pe của động cơ tơng đối thấp

+ Rất nhạy cảm khi thay đổi số vòng quay của động cơ

+ Tốc độ tăng áp suất trong buồng cháy rất lớn có khi tới 1,5MN/m2/

độ Pz tơng đối cao (Pz = 9 - 12MN/m2) do đó xéc măng và các bạc lóttrong cơ cấu trục khuỷu trục thanh truyền của động cơ cao tốc phải làmviệc trong điều kiện rất khó khăn

+ Rất nhạy cảm với chất lợng nhiên liệu

+ Hệ thống nhiên liệu phải làm việc trong điều kiện rất khó khăn vì

áp suất phun lớn

2 Buồng cháy thống nhất xoáy lốc mạnh.

Động cơ ô tô thờng sử dụng buồng cháy có nắp xilanh phẳng còn

đỉnh piston khoét dạng hình cầu  Vận động xoáy lốc của không khí nạptrong buồng cháy này là tổng hợp của hai loại

- Vận động xoáy lốc theo hớng tiếp tuyến nằm trong mặt phẳngvuông góc với đờng tâm xi lanh

- Vận động xoáy lốc theo hớng kính nằm trong mặt phẳng đi qua ờng tâm xi lanh Các tia nhiên liệu đợc phân bố đều trên mặt phẳng đi quahọng buồng cháy, nhờ vận động xoáy lốc mạnh nên nhiên liệu đ ợc hàotrộn với không khí

đ-a) Buồng cháy thống nhất phun trực tiếp tiết diện  (hình 1.12)

Quá trình hoà trộn hỗn hợp và cháy xảy ra nh sau:

Vào cuối hành trình nén không gian giữa đỉnh piston và nắp xi lanhgiảm xuống nhanh chóng làm cho không khí xoáy lốc đi vào chốt khoétlõm buồng cháy Vì vậy không khí đi vào giữa buồng cháy và chuyển h -ớng đi xuống đáy hõm khoét, ở dới cùng không khí phân tán thành các lớptia đi ra xung quanh và đi lên gờ trên thành buồng cháy (hìng 1.12) ởthời điểm này dòng không khí chuyển động nên sẽ gặp dòng khồn khí nén

đi vào và bị đẩy vào giữa và đi xuống (cuốn tròn)

Sự chuyển vận của không khí từ trên vào chốt khoét tạo ra chuyển

động xoay tròn gần đờng tâm trục xilanh theo đờng xoáy ốc Năng lợngcủa dòng khí chuyển động không bị mất vì nó chuyển động từ vòng trònlớn sang vòng tròn nhỏ hơn, không khí chuyển động xung quanh thànhbuồng cháy tăng lên đáng kể

Góc quay trục khuỷu (độ)

Hình 1.12 : Các giai đoạn cháy của buồng cháy phun trực tiếp.

a Phun

b Bắt lửa.

c Cháy của dòng xoáy ngợc trong xi lanh.

d Kết thúc phun.

e Sản phẩm cháy hoàn toàn.

Trong dòng không khí xoáy lốc ở cuối hành trình nén nhiên liệu bắt

đầu đợc phun từ 4 lỗ vào xilanh, khi góc quay trục khuỷu từ 150 đến 20

tr-ớc ĐCT

Nhiên liệu đợc phun ra xa và chạm vào thành buồng cháy Một l ợngnhiên liệu bật ra khỏi thành, một số bám dính và lan tộng thành một lớpmỏng bao phủ thành buồng cháy Sự xâm nhập của nhiên liệu và va chạmcủa nó vào thành buồng cháy làm ngăn cản nhiên liệu hoà trộn với khôngkhí chuyển động xoáy tròn Không khí chuyển động ngang qua chùmnhiên liệu phun vào, tiếp xúc, làm bay hơi và hoà trộn với nhiên liệu Một

số nhiên liệu không và chạm vào thành buồng cháy gặp không khí quétxung quanh làm cho các hạt nhiên liệu không va chạm vào thành buồngcháy gặp không khí quét xung quanh làm cho các hạt nhiên liệu bị trôi lơlửng theo đờng xoáy không khí và không thực sự hoà trộn tốt với khôngkhí

Vì vậy, sự thâm nhập của nhiên liệu và phân bố lại do sự tác động củathành buồng cháy là yếu tố cần thiết để hoà trộn tốn nhất và kiểm soát quátrình cháy

Tâm chùm phun chuyển động ra miệng phun, các lớp ngoài của nóbay hơi và chuyển thành các đám mây hơi nhiên liệu Không khí nén sẽ

đạt tới nhiệt độ tự cháy của nhiên liệu, ôxy trong không khí nén sẽ đạt tớinhiệt độ tự cháy của nhiên liệu, ôxy trong không khí tiếp cận hơi nhiênliệu và sự cháy xuất hiện Các ngọn lửa đ ợc hình thành xung quanh các

đám mây nhiên liệu và nhanh chóng lan truyền về phía số l ợng lớn hỗnhợp gần thành buồng cháy, các ngọn lửa phân tán và mở rộng xuyên vàochỗ khoét lóm do không khí chuyển động trong buồng cháy

Do kéo dài hành trình piston đi xuống, cho phép hỗn hợp không khí

và nhiên liệu tiếp tục cháy hỗn hợp gần thành buồng cháy giầu nên khipiston xa ĐCT thì nó tiếp xúc giữa ôxy và nhiên liệu Sau ĐCT 250 chỉ có95% nhiên liệu đợc cháy hoàn toàn trong quá trình cháy

Khả năng hoà trộn hỗn hợp và cháy phụ thuộc nhiều vào tỷ số hìnhsáng buống cháy, đó là tỷ số giữa đờng kính D và chiều sâu d chỗ khoét.Với buồng cháy nông là 5:1 và buồng cháy sâu 2:1 Thông th ờng hìnhdạng buồng cháy ở vùng tốc độ rộng có tỷ số D/d là từ 2.5/1 đến 3/1.Buồng cháy sâu hơn thì mức độ xoáy lốc không khí trong buồng cháy caohơn áp suất lớn nhất trong xilanh thấp hơn điều này cần đặc biệt l u tâmtrong thiết kế Buồng cháy sâu có khả năng sinh công suất cao hơn mộtchút so với buồng cháy nông ở động cơ cao tốc Xoáy lốc phía trên làmcho nhiên liệu ít chạm vào thành vách buồng cháy tăng hiệu quả hoà trộnghỗn hợp và tăng tổn thất nhiệt Sự hoà trộn do nhiên liệu phun ng ợc dòngvới không khí xoáy làm ngăn cản sự cháy Trái lại, xoáy lốc phía d ới hạnchế tốc độ nhiên liệu phun vào hoà trộn với dòng khí Tuy nhiên xoáy lốctrên làm giảm áp suất có ích trung bình và tăng tiêu hao nhiên liệu, song

sự xoáy lốc trên tốt hơn so với xoáy lốc dới

Hình 1.13 : So sánh buồng cháy tròn và vuông khi có gờ miệng

a Buồng cháy tròn

b Buồng cháy vuông

Buồng cháy khoét lõm vuông ISUZU (hình 1.13b) đã cải thiện quátrình hoà trộn không khí với nhiên liệu do bốn góc buồng cháy cản trởtuần hoàn không khí xoay xung quanh và có các nhiễu loạn nhỏ mãnh liệt.Ngoài ra còn có ích là giảm khói và mất mát công suất khi thời điểmphun muộn và cũng giảm sự tạo thành NOx và tiếng ồn

b) Buồng cháy thống nhất phun trực tiếp tiết diện hình cầu (Kiểu M_Sytem) (Hình 1.14).

Buồng cháy kiểu này do Dr S.Meurer và công ty sản xuất động cơM.A.N sáng chế và gọi là M/System (kiểu động cơ IFA _W50).

Quá trình hoà trộn hình thành khí hỗn hợp và xảy ra nh sau:

Khi hành trình nạp kết thúc, bắt đầu hành trình nén piston đi lên ĐCTkhông khí nén phía trên đỉnh piston đi vào buồng cháy và tự động chuyển

động cuốn tròn Trớc khi hành trình nén kết thúc, chuyển động xoáy lốckhông khí có dạng nh (hình vẽ 1.14), áp suất nhiên liệu phun vào buồngcháy qua hai lỗ phun Nhiên liệu phun vào không khí xoáy lốc và phun vàthành buồng cháy, nhiên liệu lan toả ra bề mặt buồng cháy một lớp mỏng

có độ dầy (0,012  0,015)mm Nhiệt độ thành piston làm bay hơi cácphần tử nhiên liệu bám ở thành Một số nhiên liệu phun vào không khínóng và cũng nhanh chóng bốc hơi Khối lợng nhiên liệu đợc bốc hơi sớm

từ màng nhiên liệu mỏng và từ các hạt nhiên liệu vận động trong khônggian buồng cháy đợc hỗn hợp với không khí nóng, hơi nhiên liệu bị ôxyhoá và bốc cháy Vì vậy có khoảng (5 - 10%) nhiên liệu phun vào trongmột chu kỳ sẽ cháy, với thời gian chuẩn bị cháy nhỏ nhất Còn lại nhiênliệu phun vào 3/4 bề mặt buồng cháy đã sấy nóng Do thời gian chuẩn bịcháy rất ngắn, khí hỗn hợp đợc cuộn dần vào khu vực cháy do đó động cơchạy êm, không ồn và áp suất cực đại tơng đối thấp Pz=(66.5) MN/m2

(a) (b) (c) (d) (e)

Góc quay trục khuỷu (độ)

Hình 1.14 : Các giai đoạn cháy của buồng cháy phun trực tiếp hình cầu.

a Phun.

b Bắt cháy.

c Cháy của dòng xoáy ngợc trong xi lanh.

d Kết thúc phun.

e Sản phẩm cháy hoàn toàn

Do động cơ phun dầu làm mát ở mặt dới đỉnh piston với mục đíchduy trì nhiệt độ ổn định trên thành hình cầu của buồng cháy luôn nằmtrong phạm vi 180 - 3400C làm nh vậy để màng nhiên liệu bốc hơi dầndần và nếu nhiệt độ tăng lên trên nhiệt độ lớn nhất này thì sẽ có hiện t ợngphân huỷ nhiệt các phân tử nhiên liệu và hiện tợng kết cốc nhiên liệu sẽxẩy ra Vì hỗn hợp cháy dần dần nên động cơ loại này có thể chạy đanhiên liệu

Ưu điểm của dòng khí vận động xoáy lốc mạnh so với lốc yếu là:

- Động cơ có thể làm việc với hệ số d lợng không khí  tơng đối nhỏ( = 1.5 - 1.7) vì vậy có thể tăng Pe khoảng (10 - 12%)

- áp suất cháy cực đại không lớn lắm (Pz = 5.5 - 6.5 MN/m2) Tốc độtăng áp suất trong quá trình cháy tơng đối nhỏ vì nhiên liệu đợc sấy nóngmạnh nên giảm đợc thời gian chuẩn bị cháy, mặt khác từ màng nhiên liệu

đọng trên thành xilanh, nhiên liệu đợc bốc hơi và cuốn từ từ vào khu vựcbốc cháy của khí hỗn hợp làm cho quá trình cháy đợc êm hơn.

- ít nhạy cảm khi thay đổi số vòng quay động cơ

- ít nhạy cảm khi thay đổi tính chất lí hoá của nhiên liệu

Chính nhờ các u điểm trên đã làm cho động cơ có hiệu suất cao, tínhnăng khởi động tốt và do đó đợc sử dụng rộng rãi trên ô tô

1.2.7.2 - Buồng cháy phun gián tiếp.

1 Buồng cháy xoáy lốc: (Hình 1.15).

Buồng cháy xoáy lốc có dạng hình trụ hoặc hình cầu đặt trên nắpxilanh và đợc nối với buồng cháy chính bằng một hoặc vài đờng thông cótiết diện lu thông lớn đặt tiếp tuyến với buồng cháy xoáy lốc Thể tíchbuồng cháy xoáy lốc Vk chiếm khoảng (0,5  0,8) thể tích Vc Nhiên liệu

đợc phun vào buồng cháy xoáy lốc Quá trình hình thành khí hỗn hợp vàcháy trong buồng cháy xoáy lốc xảy ra nh sau:

Trong hành trình nén không khí nén bị đẩy vào buồng cháy xoáy lốcvới tốc độ lu thông lớn theo hớng tiếp tuyến tạo ra xoáy lốc mạnh, xoáytròn nhiều lần trong buồng cháy xoáy lốc Khoảng 40% không khí nén đivào buồng cháy xoáy lốc và hấp thụ nhiệt ở chỗ nóng của hợp kim chịunhiệt (ở nửa dới buồng cháy xoáy lốc) và thành buồng cháy khi nó tuầnhoàn xung quanh buồng cháy

Góc quay trục khuỷu (độ).

Hình 1.15 : Các giai đoạn cháy trong buồng cháy xoáy lốc phun gián tiếp

e Sản phẩm cháy hoàn toàn

Bất kỳ không khí sạch nào vào buồng cháy xoáy lốc đều hấp thụ nhiệtnhanh chóng và ở trên mức nhiệt độ tự cháy mà nhiên liệu yêu cầu

Khi piston ở từ 20  250 trớc ĐCT, nhiên liệu phun vào không khíxoáy lốc và thâm nhập vào không khí và bám vào bề mặt sinh nhiệt(hình1.15), lập tức các hạt nhiên liệu lan ra thành một lớp mỏng sau đóbay hơi và chuyển động theo dòng khí xoáy Các hạt nhiên liệu khôngchạm vào buồng cháy bị xé tơi, bay hơi và hỗn hợp với dòng khí xoáy lốc.Hơi nhiên liệu, ôxy và nhiệt độ kết hợp lại và xẩy ra sự cháy xungquanh các đám mây hơi nhiên liệu trong buồng xoáy lốc Ngọn lửa nhanhchóng lan vào phần hơi nhiên liệu cha cháy và ôxy dày đặc, nhng nhanhchóng quay theo không khí xoáy lốc, nhờ đó ngọn lửa thổi xuống qua chỗtái sinh nhiệt, sau đó ngọn lửa chia thành hai phần và cháy ở chỗ khoéttrên đỉnh piston

Khi trục khuỷu tiếp tục quay các sản vật cháy, hỗn hợp không khí,nhiên liệu cha có điều kiện bốc cháy trong buồng cháy xoáy lốc đều tiếptục cháy trong buồng cháy chính cho tới khi toàn bộ hoặc hầu hết nhiênliệu phun vào đợc tiêu thụ

Ưu điểm của phơng pháp hình thành khí hỗn hợp và cháy trongbuồng cháy xoáy lốc là:

- Động cơ làm việc ổn định.

- Sử dụng vòi phun chốt ngắn, áp suất phun thấp

- Sử dụng với động cơ cao tốc, kích thớc xilanh tơng đối nhỏ

Nhợc điểm của phơng pháp này là:

- Suất tiêu hao nhiên liệu tơng đối lớn

- Khó khởi động vì Fw/Vc lớn

- Cấu tạo nắp xilanh phức tạp

- Đỉnh piston tại vị trí đối diện với đờng thông trên nắp buồng cháythờng quá nóng

2 Buồng cháy trớc (Hình 1.16).

Đặc điểm hình thành khí hỗn hợp và cháy trong buồng cháy tr ớc nhsau:

Trong hành trình nén khoảng (35  45%) không khí trong xilanh bị

đẩy qua các lỗ nhỏ vào buồng cháy trớc ở đây không khí bị kích thíchmãnh liệt làm cho không khí nén vận động rối và hỗn loạn cao Cuối hànhtrình nén khoảng 15  200 trớc ĐCT, nhiên liệu đợc vòi phun phun vàovới chùm phun có góc rất nhỏ và phun vào viên bi ở giữa Các hạt nhiênliệu lan ra viên bi, lập tức hầu hết các hạt nhiên liệu ở màng bay hơi khỏiviên bi và thành buồng do không khí chuyển động hỗn loạn

Sự ôxy hoá bắt đầu xảy ra, các trung tâm ngọn lửa nhanh chóng lantruyền vào không khí dầy đặc áp suất và nhiệt độ khí thể trong buồngcháy trớc tăng nhanh, vì vậy phần nhiên liệu cha cháy cùng với sản vậtcháy từ buồng cháy trớc đợc phun vào buồng cháy chính với tốc độ lớn và

- Động cơ có thể làm việc với hệ số d lợng không khí rất nhỏ ( = 1.2

 1.4) và áp suất trung bình Pe = 0.65  0.75 MN/m2

- Có thể sử dụng nhiều loại nhiên liệu

- Tốc độ tăng áp nhỏ P/ = (0.2  0.35) MN/m2/độ; áp suất nhỏ

Pz = 4.5  6) MN/m2

- ít nhạy cảm khi thay đổi số vòng quay động cơ

- áp suất phun thấp P = (8 - 13)MN/m2

Góc quay trục khuỷu (độ).

Hình 1.16 : Các giai đoạn cháy trong buồng cháy trớc (Mercedes Benz).

a Bắt đầu phun.

b Bắt đầu cháy.

c Cháy của dòng xoáy ngợc trong xi lanh.

d Kết thúc phun.

e Sản phẩm cháy hoàn toàn.

Nhợc điểm của phơng pháp này là:

- Khó khởi động do Fw/Vc lớn và chất lợng phun không đợc tốt

- Tiêu thụ nhiên liệu lớn do tổn thất nhiệt và tổn thất năng l ợng đểkhắc phục sức cản lu động đối với dòng khí đi qua lỗ thông và tạo ra xoáylốc

- Cấu tạo của nắp xilanh tơng đối phức tạp

Chơng II: sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làmviệc của hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel

với bơm cao áp phân phối kiểu ve-bosch.

8 9

6

gạt 26 nhờ then bán nguyệt Trong thân bơm còn có đĩa cam 18, một bên

đợc liên kết với piston bơm 13 nhờ có chốt, bên kia liên kết với trục 27nhờ khớp chữ thập 24 Trên piston bơm đợc lắp van định lợng 16 Xi lanhbơm 12 có một đờng duy nhất cung cấp nhiên liệu ở phần trên đỉnh buồngnén và có 4 lỗ thoát đợc bố trí đối xứng nhau từng đôi một

Nắp bơm bao gồm giá ga, lò xo ga 2, cần ga 1, van zic lơ 6, vít điềuchỉnh thời điểm phun

Hình 2.1 : Bơm cao áp phân phối nhiên liệu kiểu VE.

h-16.Van định lợng 17.Giá lò xo trả về.

18.Đĩa cam.

19.Con lăn trong và ngoài

20.Piston thời chuẩn.

1.9 Đĩa cam; 2 Chốt dẫn động quay piston; 3 Đế lò xo trả về; 4 Lò

xo trả về; 5 Chốt lò xo trả về; 6 Đầu phân phối; 7 Van định l ợng; 8.Piston bơm cao áp; 10 Chốt con lăn; 11 Khớp nối; 12 Khớp chữ thập; 13

Đầu khớp nối của trục bơm; 14 Bánh răng dẫn động điều tốc; 15 Cao sugiảm chấn; 16 Xi lanh bơm cao áp; 17 Trục chủ động bơm

Trục chủ động 27 quay làm quay đĩa cam 18 thông qua khớp nốikiểu vấu bao gồm 2 vấu trên đầu trục chủ động và 2 vấu trên đĩa cam Cả

2 vấu này ăn khớp với nhau thông qua khớp nối chữ thập 24 Đĩa camquay và tỳ lên 4 cặp con lăn trong và ngoài 19 nằm trên giá đỡ 23 Cùngvới chuyển động quay trên trục, đĩa cam 18 chuyển động tịnh tiến dọc trụckhi vấu cam quay tỳ lên các con lăn nhờ các lò xo trả về 15 Chuyển động

đĩa cam 18 làm cho piston bơm cao áp 13 vừa xoay tròn vừa chuyển độngtịnh tiến trong xi lanh bơm 12 Trên phần đuôi của piston bơm cao áp làvan định lợng 16 Chức năng của nó là xác định chính xác các thời điểmngừng cung cấp nhiên liệu của mỗi hành trình bơm, bằng cách mở lỗ thoátnhiên liệu cao áp thông về cácte bơm

Bộ điều tốc bao gồm bánh răng quay trơn trên trục điều tốc Tronghộp vỏ điều tốc có 4 quả văng tỳ lên ống tr ợt Lực ly tâm của quả văng

đẩy ống trợt 3 tỳ lên cần khởi động 9 của bộ tay đòn điều tốc cân bằng vớilực lò xo điều tốc móc trên cần bẩy 8 Bộ tay đòn điều tốc đ ợc lắp trên giátreo ở phía dới có khớp cầu lắp vào van định lợng16 để điều khiển nhiênliệu cung cấp của mỗi hành trình bơm phù hợp với chế độ tải và chế độ

động cơ áp suất nhiên liệu đợc điều chỉnh bằng van điều áp 29 Cắt nhiênliệu cung cấp bằng cơ khí hoặc van điện từ 10 Cắt nhiên liệu bằng taythông qua hệ thống đòn bẩy bộ điều tốc và van định l ợng 16

2.2 Nguyên lý làm việc.

Giai đoạn 1: Điền đầy nhiên liệu vào piston và buồng nén (hình 2.3a)

Khi các con lăn ở vị trí gờ thấp mặt profin cam, piston ở ĐCD, van

định lợng đóng lỗ thoát Một rãnh cắt nào đó sẽ thẳng hàng với lỗ cungcấp còn cửa phân phối ở gần sát lỗ thoát trên xi lanh Nhiên liệu từ buồng

điều tốc qua van điện từ theo lỗ cung cấp vào điền đầy buồng nén

Hình 2.3 : Hoạt động của bơm.

a) Nhiên liệu điền đầy vào piston và xi lanh

b) Bắt đầu cung cấp nhiên liệu

c) Kết thúc phun nhiên liệu

15 Cụm van triệt hồi

16 Đờng thoát cao áp

17 Lỗ phân phối

18 Profin cam

19 Khớp nối chữ thập

Lúc này rãnh cắt dọc piston đóng lỗ cung cấp, đồng thời cửa phânphối thông với lỗ thoát nhiên liệu áp suất cao của xi lanh Piston nén nhiênliệu, nhiên liệu cao áp qua van triệt hồi tới đờng ống cao áp đến vòi phun.

Giai đoạn 3: Kết thúc cung cấp nhiên liệu (hình 2.3 c).

Piston dịch chuyển dần tới điểm cuối hành trình bơm hành trình 2lớn hơn góc quay 2, van định lợng mở lỗ thoát nhiên liệu cao áp về các tebơm áp suất nhiên liệu trong piston và buồng nén giảm đột ngột, van triệthồi lập tức đóng lại và nhiên liệu cung cấp tới ống cao áp dừng lại chấmdứt sự phun nhiên liệu

2.3 Phân tích quá trình hoạt động của bơm cao áp.

2.3.1 Phơng pháp tự động thay đổi thời điểm phun.

a) Cấu tạo (hình 2.4)

Hình 2.4 : Bộ tự động điều chỉnh góc phun sớm.

Nhiên liệu đợc bơm phiến gạt tăng áp

suất nén và đi vào khoảng phía đỉnh piston thời chuẩn, đầu bên kia piston

là lò xo kéo trả về 12 Piston 11 liên kết với giá con lăn 2 thông qua chốt

9, các con lăn 3 của đĩa cam đợc lắp trên giá con lăn 2 và xoay cùng với

nó trong giới hạn 24o góc quay trục khuỷu, thông qua khớp nối, dịchchuyển piston làm chốt 9 xoay đem theo giá đỡ cam quay

b) Nguyên lý hoạt động

Khi động cơ ngừng hoạt động, lò xo 12 đẩy piston dịch chuyển sangphải, giá con lăn xoay ngợc chiều kim đồng hồ, góc phun sớm ở vị trímuộn hoàn toàn (hình 2.4a)

5 Chiều quay của vòng cam.

6 Nhiên liệu cung cấp.