thiết kế thi công mô hình cắt bơm cao áp pe

- Trên hình 2.3 giới thiệu cấu tạo của một phần tử bơm của bộ bơm cao áp điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho chu trình bằng van piston có rãnh xiên nằm phía dưới piston bơm.. - Từ lúc mở

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

CHƯƠNG MỞ ĐẦU

Trong quá trình giảng dạy thực hành một trong những khó khăn của người học thường gặp phải là phần điều tốc liên hợp trên bơm cao áp Để thuận lợi cho việc tìm hiểu hệ thống này, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài này

Hiện nay, trong và ngòai nước mô hình hệ thống này chưa có Phương pháp thực hiện đề tài này là bằng thực nghiệm phạm vi của đề tài là thực hiện mô hình cắt bơm cao áp PE S4 Trong mô hình này có đầy đủ tất cả các hệ thống thường gặp trên một bơm cao áp hiện đại hi vọng nó có tác dụng thiết thực đến những người muốn tìm hiểu về hệ thống nhiên

liệu động cơ diesel

MỤC LỤC

Trang

Chương I 4

I – Sơ đồ hệ thống nhiên liệu dùng bơm cao áp PE 4

Công dụng bơm cao áp PE 4

Giải thích ký hiệu 5

II – Cấu tạo, nguyên lý hoạt động bơm cao áp PE 5

Cấu tạo bơm PE 5

Nguyên lý hoạt động bơm PE 9

Bơm tiếp vận 12

III – Cơ cấu phun dầu sớm tự động 15

IV – Bộ điều tốc trên bơm PE 17

Công dụng, phân loại 17

Bộ điều tốc cơ khí 19

Bộ điều tốc áp thấp 21

Bộ điều tốc liên hợp 23

V – Phương pháp tháo, ráp bơm cao áp PE trên động cơ……… 29

Phương pháp tháo bơm PE 29

Phương pháp ráp bơm PE 32

VI – Chuẩn đoán, hư hỏng hệ thống nhiên liệu 33

Chương II – Bơm cao áp PES – 4 34

I – Sơ đồ hệ thống nhiện liệu dùng bơm cao áp PES – 4: 34

II – Cấu tạo, nguyên lý làm việc 35

Cấu tạo 35

Nguyên lý làm việc 36

III – Các hệ thống trên mô hình cắt 38

Bộ phun dầu sớm tự động 38

Bộ điều tốc liên hợp 40

IV – Hoàn thiện mô hình bơm cao áp PES – 4 46

Kết luận và Đề Nghị……… 47

Tài liệu tham khảo 48

CHƯƠNG I BƠM CAO ÁP PE :

I - Sơ đồ hệ thống nhiên liệu dùng bơm cao áp PE

Hình 1.1 :Hệ thống nhiên liệu bơm PE có van an toàn ở bơm cao áp

1 – Thùng chứa; 2 – Lưới lọc và van 1 chiều; 3 – Lọc thứ cấp; 4 – Bơm tiếp vận; 5 – Bơm tay; 6 – Bơm cao áp; 7 – Lọc thứ cấp; 8 – Ống cao áp; 9 – Kim phun; 10 – Van an toàn;

11 – Bộ điều tốc; 12 – Đường dầu về

1 Công dụng của bơm cao áp PE :

- Bơm cao áp PE gọi là bơm dài một dãy, cung cấp nhiên liệu cho nhiều xilanh của động cơ Bơm có nhiều phần tử bơm ráp chung trong một vỏ bằng nhôm, được điều khiển do một trục cam nằm trong vỏ bơm Một thanh răng chung điều khiển các piston bơm

- Được dùng phổ biến trên các động cơ Diesel ôtô máy kéo như MTZ, IFA,

KA-MAS, TOYOTA, MERCEDES, HYNO, ISUZU

- Bơm PE trên động cơ Diesel có công dụng:

a Tiếp nhiên liệu sạch từ thùng chứa đưa đến bơm

b Ép nhiên liệu lên áp lực cao (2500 – 3000 psi) đưa đến kim phun đúng thời điểm và phù hợp với thứ tự thì nổ của động cơ

c Phân phối lưu động đồng đều cho các xi lanh và tuỳ theo yêu cầu hoạt động của động cơ

2 – Giải thích ký hiệu ghi trên vỏ bơm cao áp PE:

PE 6 A 70 B 4 1 2 R S114

PES 6 A 70 A 2 1 2 3 R S64

PE : chỉ loại bơm cao áp cá nhân có chung một cốt cam được điều khiển qua khớp

nối Nếu có thêm chữ S: cốt cam bắt trực tiếp vào động cơ không qua khớp nối

6 : chỉ số xilanh bơm cao áp (bằng số xilanh động cơ)

A : kích thước bơm (A: cỡ nhỏ, B: cỡ trung, Z: cỡ lớn, M: cỡ thật nhỏ, P: đặc biệt,

ZW: cỡ thật lớn)

70 : chỉ đường kính piston bơm bằng 1/10mm (70 = 7mm)

B : chỉ đặc điểm thay thế các bộ phận trong bơm khi lắp ráp bơm

(gồm có : A, B, C, Q, K,P)

4 : chỉ vị trí dấu ghi đầu cốt bơm Nếu số lẻ: 1, 3, 5 dấu ghi ở đầu cốt bơm Nếu số

chẵn: 2,4,6 thì dấu nằm bên phải nhìn từ phía cửa sổ

1 : chỉ bộ điều tốc (0: không có, 1: ở phía trái, 2: ở phía phải)

2 : chỉ vị trí bộ phun dầu sớm (như bộ điều tốc) R:chỉ chiều quay bơm: R:cùng

chiều kim đồng hồ

II – Cấu tạo, nguyên lý hoạt động bơm cao áp PE:

1 Cấu tạo bơm cao áp PE :

Hình 2.1: Cấu tạo bơm cao áp PE

1 – ống cao áp; 2 – van cao áp; 3 – xilanh; 4 – piston; 5 – thanh răng; 6 – ống xoay;

7 – lò xo; 8 – con đội; 9 – trục cam; 10 – cam; 11 – bơm tiếp vận

Hình 2.2 : Cấu tạo chi tiết của bơm cao áp PE

1 – thân bơm; 2 – đĩa khác; 3 – bệ van cao áp; 4 – vòng 0; 5 – thanh răng; 6 – ống nối;

7 – lò xo van cao áp; 8 – vòng bít; 9 – van cao áp; 10 – piston; 11 – vít; 12 – vòng đệm;

13 – vít rỗng; 14 – ổ bi đũa côn; 15 – nắp ổ bi; 16 – vòng bít dầu; 17 – vòng đệm lò xo;

18 – mũ ốc tròn; 19 – vòng 0; 20 – ổ bi đũa côn; 21 – vòng đệm; 22 – vòng điều chỉnh;

23 – then bán nguyệt; 24 – trục cam; 25 – vít; 26 – bánh răng chủ động; 27 – ống điều khiển; 28 – đĩa tựa lò xo trên; 29 – lò xo piston; 30 – đĩa tựa lò xo dưới; 31 – vòng đệm;

32 – cụm cần đẩy; 33 – con lăn; 34 – bạc lót; 35 – nút; 36 – vòng 0; 37 – ổ đỡ giữa;

38 – vòng đệm; 39 – vít rỗng; 40 – vòng đệm; 41 – vít rỗng; 42 – nắp; 43 – vòng bít;

44 – giá đỡ dây ngừng động cơ; 45 – bulông; 46 – vòng điều chỉnh; 47 – vòng đệm

- Bơm cao áp cao áp PE gồm nhiều tổ bơm PF gộp lại Có cốt cam nằm trong bơm

và đƣợc điều chỉnh bởi một thanh răng

- Một thân bơm đƣợc đúc bằng hợp kim nhôm trên đó có các lỗ để bắt ống dầu đến, ống dầu về, ốc xả gió, lỗ xỏ thanh răng, vít chận thanh răng, vít kiềm xilanh…thân bơm có thể chia làm ba phần:

 Phần giữa, bên trong chứa các cặp piston xi lanh tương ứng với số xilanh của động

cơ, các vòng răng và thanh răng điều khiển Trên vòng răng có vít điều chỉnh vị trí tương đối của piston và xilanh

 Phần dưới, bên trong có chứa cốt bơm, hai đầu tựa lên hai bạc đạn lắp ở nắp đậy cốt bơm Cốt bơm có số cam bằng số xilanh động cơ và có cam sai tâm để điều khiển bơm tiếp vận Dưới cốt bơm là đáy bơm có các nắp đậy, bên trong có dầu nhờn để bôi trơn Cốt bơm có một đầu được lắp với trục truyền động tự động ( hoặc

bộ phun dầu sớm tự động) Đầu còn lại lắp quả tạ và các chi tiết của bộ điều tốc cơ khí (hoặc để trống nếu bộ điều tốc áp thấp)

 Phần trên là phòng chứa nhiên liệu thông giữa các xilanh với nhau Các vít kiềm lanh chỏi ở lỗ nhiên liệu ra của xilanh Một van an toàn để điều chỉnh áp lực nhiên liệu vào các xilanh

xi-Động cơ diesel có bao nhiêu xilanh thì bơm PE của nó có bấy nhiêu phần tử bơm Một phần tử bơm bao gồm: piston, xilanh, vòng răng điều khiển piston thay đổi lưu lượng nhiên liệu và bộ van thoát nhiên liệu cao áp Piston bơm PE có kết cấu giống như piston bơm PF, thuộc loại móc rãnh và xoay để thay đổi lưu lượng Nơi đầu piston bơm có rãnh đứng, rãnh ngang và rãnh xiên Rãnh xéo trên đầu piston bơm có mấy kiểu: rãnh xiên phía dưới bên phải; rãnh xiên phía dưới bên trái; rãnh xiên nằm phía trên piston bơm, rãnh xiên nằm phía trên và phía dưới

 Cấu tạo một tổ bơm cao áp PE

Hình 2.3 : Cấu tạo một tổ bơm cao áp PE

1 – thanh răng; 2 – vành răng; 3 – đầu nối ống; 4 – lò xo;

5 – van cao áp; 6 – đế van; 7 – xilanh; 8 – gờ xả nhiên liệu; 9,

11 – vít; 10 – piston; 12 – ống xoay; 13 – đĩa trên;14 – lò xo

bơm cao áp; 15 – đĩa dưới; 16 – bulông điều chỉnh; 17 – con

đội; 18 – con lăn; 19 – cam

- Trên hình 2.3 giới thiệu cấu tạo của một phần tử bơm của bộ bơm cao áp điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho chu trình bằng van piston có rãnh xiên nằm phía dưới piston bơm

- Chi tiết chính của bơm là cặp piston xilanh bơm cao áp Chúng gồm có hai chi tiết chính là piston 10 và xilanh 7 Đó là cặp chi tiết chính xác được chọn lắp với nhau

và khi thay phải thay cả cặp

- Xilanh được lắp vào lỗ trong thân bơm rồi dùng vít 9 hãm Không gian bên trong xilanh ăn thông với đường nhiên liệu trong thân bơm bằng các cửa a và b Bên trên xilanh người ta lắp một van cao áp 5 và đế van 6, đây cũng là cặp chi tiết lắp ghép chính xác

- Các mặt phẳng tiếp xúc giữa xilanh và đế van được mài bóng Đầu nối ống 3 được vặn chặt, thông qua vòng đệm tì lên vai đế van; nhờ đó mặt tiếp xúc giữa xilanh và

đế van luôn kín khít Nhờ lò xo 4 van cao áp được ép chặt lên mặt hình côn của đế van, ngăn cách không gian phía trên piston của phần tử bơm với đường ống cao áp

- Ống xoay 12 lắp bên ngoài xilanh 7, phần đầu của ống xoay có một vành răng 2 Nhờ vít 11 vành răng này được bắt chặt vào đầu ống xoay Phần đuôi ống xoay xẻ thành rãnh chữ nhật, ngạnh chữ nhật trên đuôi piston được kẹp trong rãnh này Vai ống xoay tỳ lên đĩa trên 13 của lò xo 14, nhờ đó ống xoay được giữ lại trong thân bơm Đĩa dưới 15 của lò xo tỳ lên mặt đầu của đuôi piston Mặt dưới cùng của đuôi piston tựa lên vít chỉnh 16 của con đội 17 Vành răng 2 ăn khớp với thanh răng 1, thanh này có thể chuyển dịch theo hướng vuông góc với mặt phẳng của hình vẽ, qua đó làm xoay xilanh 12 và piston 10

- Phần đầu của piston được phay định hình tạo thành gờ xả nhiên liệu 8, rãnh thẳng đứng và rãnh hình vành khăn

2 Nguyên lý hoạt động bơm cao áp PE:

Hình 2.4 : Nguyên lý làm việc bơm cao áp PE

- Khi xoay cam 19, con lăn 18 lăn trên prôfin cam, lúc đó dưới tác dụng của cam và của lò xo bơm cao áp, con đội 17 và piston bơm cao áp thực hiện vận động tịnh tiến lên xuống Trong thời gian piston đi xuống, van cao áp đóng kín nên tạo ra độ chân không trong không gian phía trên piston Nhờ gờ phía trên của piston mở các cửa a

và b (sơ đồ I) thì nhiên liệu bắt đầu đi vào không gian phía trên piston Quá trình nạp nhiên liệu vào xilanh tiếp tục cho tới khi piston tới vị trí thấp nhất

- Thời gian đầu lúc piston từ dưới đi lên, nhiên liệu bị đẩy từ không gian phía trên piston qua các cửa a và b (sơ đồ II) đi ra

- Khi gờ trên của piston đến ngang mép trên của các cửa a và b thì cửa a và b bịt kín

Vị trí này của piston tương ứng với thời điểm bắt đầu quá trình cung cấp nhiên liệu

“hình học” (sơ đồ III)

- Nếu piston tiếp tục đi lên nhiên liệu sẽ bị nén (sơ đồ IV)

- Khi lực ép của nhiên liệu từ phía không gian của bơm tác dụng lên van cao áp lớn hơn tổng hợp lực do lò xo và áp lực của nhiên liệu từ phía không gian của đầu nối ống cao áp tác dụng tới thì van cao áp bật mở và nhiên liệu sẽ qua đường ống cao

áp đi tới vòi phun Quá trình cung cấp được tiếp diễn tới lúc gờ xả của piston bắt

đầu mở cửa xả b Vị trí này của piston tương ứng với thời điểm kết thúc quá trình cung cấp nhiên liệu “hình học” (sơ đồ V)

- Từ lúc mở cửa xả b, nhiên liệu từ không gian phía trên piston được đẩy ra đường nhiên liệu xả (sơ đồ VI), áp suất nhiên liệu ở không gian phía trên piston giảm xuống đột ngột, dưới tác dụng của lực lò xo và áp suất nhiên liệu trong không gian của đầu nối ống cao áp, van cao áp tì chặt lên đế van chấm dứt quá trình cung cấp nhiên liệu cho vòi phun mặc dù lúc ấy piston bơm cao áp vẫn tiếp tục đi lên

- Do tính chịu nén của nhiên liệu và do tác dụng tiết lưu của các cửa hút và cửa xả của xilanh đối với nhiên liệu nên các thời điểm bắt đầu và kết thúc quá trình cung cấp nhiên liệu “thực tế” khác với thời điểm bắt đầu và kết thúc quá trình cung cấp nhiên liệu “hình học”

Hình 2.5 : Sơ đồ điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho chu trình

- Muốn tăng hoặc giảm lượng nhiên liệu cấp cho chu trình cần phải xoay piston Khi xoay piston sẽ làm thay đổi vị trí tương đối giữa gờ xả của piston và lỗ xả của xi-lanh

- Trên hình 2.5 giới thiệu các vị trí tương đối giữa cửa xả của xilanh với gờ trên và

gờ xả của piston

- Trên sơ đồ đó, sự chuyển dịch tương đối của đồ thị khai triển của đầu piston đường kính dp , đối với cửa xả đứng yên khi piston xoay và tinh tiến lên xuống, được thay thế bằng sự chuyển dịch tương đối của cửa xả đối với đồ thị khai triển của đầu pis-ton đứng yên

- Vị trí A tương ứng với vị trí cấp nhiên liệu toàn tải, vị trí B – một phần tải và vị trí

C – cắt nhiên liệu Ơ vị trí C, qua rãnh thẳng đứng, cửa xả luôn luôn được ăn thông với không gian phía trên piston Sơ đồ cũng chỉ rõ khi xoay piston sẽ làm thay đổi hành trình có ích ha Khi xoay piston về phía tăng nhiên liệu thường bị giới hạn bởi vít điều chỉnh

- Gờ xả trên pittông cần bảo đảm mối quan hệ đường thẳng giữa hành trình có ích ha của piston bơm cao áp với góc xoay của piston và mức chuyẻn dịch của thanh răng

- Trong bơm cao áp điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho chu trình bằng van piston cần giảm lực cản khi xoay piston tới mức nhỏ nhất Muốn vậy cần tìm biện pháp giảm bán kính mặt tiếp xúc của đuôi piston với vít điều chỉnh con đội

Hình 2.6 : Khâu liên kết giữa vít điều chỉnh con đội và đuôi piston bơm cao áp

1 – piston; 2 – lò xo; 3 – đĩa dưới lò xo; 4 – vít điều chỉnh con đội

- Nếu phần tán của đuôi piston nằm gọn trong phần khoét lõm ở đĩa dưới của lò xo đồng thời tạo ra một khe hở nhỏ c gữa đuôi piston và vít điều chỉnh con đội thì trong khoảng thời gian giữa hai lần cung cấp nhiên liệu liền nhau của cùng một xi-lanh mặt tiếp xúc giữa piston 1 và vít điều chỉnh con đội 4 hoàn toàn không chịu tác dụng của lực lò xo 2 vì lực lò xo 2 được truyền trực tiếp qua đĩa dưới của lò xo tới vít điều chỉnh Trong trường hợp này, ngay cả ở bộ bơm cao áp có 6 tổ bơm thì tổng thời gian mà áp suất nhiên liệu trong các xilanh đẩy piston tỳ lên vít điều chỉnh con đội chỉ chiếm 25%; thời gian còn lại, tất cả các piston của bơm đều có thể được xoay tự do nhẹ nhàng

3 Bơm tiếp vận :

- Bơm chuyển nhiên liệu được đặt giữa thùng chứa nhiên liệu và bơm cao áp Nhiệm

vụ chính của bơm chuyển nhiên liệu là cung cấp nhiên liệu với một áp suất dư nhất định, để khắc phục sức cản của các bình lọc và để tạo điều kiện nạp như nhau cho các tổ bơm

- Trong động cơ diesel thường dùng bơm chuyển nhiên liệu loại pittông, loại màng, loại bánh răng, loại cánh gạt hoặc bơm điện Những bơm ấy có thể được trục cam hoặc trục khuỷu của động cơ dẫn động

- Lưu lượng của bơm chuyển nhiên liệu tối thiểu phải lớn hơn lượng nhiên liệu cực đại cấp cho động cơ khoảng 2 – 3,5 lần để giữ cho bơm cao áp luôn làm việc ổn định ngay cả khi các bình lọc bị bẩn gây sức cản lớn Nhiên liệu thừa trong không gian hút và không gian xả của bơm cao áp được dẫn qua các van xả đặc biệt để trở

về thùng chứa nhiên liệu Trong quá trình ấy không khí và hơi nhiên liệu cũng đi theo nhiên liệu trở về thùng chứa Các van xả đều được điều chỉnh tốt để giữ cho áp xuất nhiên liệu trong bơm cao áp luôn đạt tới một giá trị yêu cầu

Van nạp Van nén

Hình 2.8 – Bơm tiếp vận loại piston

a Hành trình cam khơng đội: nhiên liệu nạp vào từ A và thốt ra B

b Hành trình cam đội : nhiên liệu được nạp vào khơng gian bên dưới piston

- Ở hành trình cam không đội( hình a) : Piston dịch chuyển xuống van nạp mở ra, van nén đóng lại nhiên liệu được nạp vào bơm tiếp vận từ bình chứa vào đường A, đồng thời được nén trong không gian bên dưới piston và thoát ra đường B đến bầu lọc rồi đến bơm cao áp

- Ở hành trình cam đội (hinh b) : Piston dịch chuyển lên van nạp đóng lại, van nén

mở ra nhiên liệu từ bên trong bơm tiếp vận được nạp vào không gian bên dưới của piston để chuẩn bị cho chu trình cấp nhiên liệu tiếp theo

- Khi rôto quay nhiên liệu di chuyển qua lỗ nhỏ ở khoang bơm cao áp vào khoảng không gian hình quả thận được tạo ra bởi rôto, cánh gạt và vòng lệch tâm Sự chuyển động quay tròn làm nhiên liệu giửa các cánh gạt kế tiếp nhau được đẩy lên

trên không gian hình quả thận và xuyên qua một lỗ nhỏ vào khoang bơm Đồng thời một phần nhiên liệu chảy xuyên qua lỗ thứ hai đến van điều áp

Nhiên liệu đến khoang bơm

Cánh gạt

Rôto

Nhiên liệu vào, áp lực thấp

Hình 2.10 – Bơm tiếp vận kiểu cánh gạt

III - Cơ cấu phun dầu sớm tự động

- Cũng như đánh lửa sớm tự động trên động cơ xăng Trên động cơ diesel khi tốc độ càng cao, góc phun dầu phải càng sớm để nhiên liệu đủ thời gian hòa trộn tự bốc cháy phát ra công suất lớn nhất Do đó trên hầu hết các động cơ diesel đều có trang

bị bộ phun dầu sớm tự động vì bản thân rãnh xiên đã thực hiện việc phun dầu sớm

tự động

- Với piston có rãnh xiên phía dưới thì điểm khởi phun cố định, điểm dứt phun thay đổi Thông thường các bơm cao áp PE đều có rãnh xiên phía dưới, nên phải trang

bị bộ phun dầu sớm tự động

- Đa số bơm PE người ta ứng dụng bộ phận tự động điều khiển góc phun sớm bằng li tâm, điển hình của loại này là bộ phun dầu sơm tự động của hãng Bosch

Hình 3.1: Bộ phun dầu sớm tự động trên bơm PE

1 – Mâm thụ động; 2 – Trục lắp quả tạ; 3 – Vỏ ngoài; 4 – Vỏ trong; 5 – Mâm chủ động;

6 – Quả tạ; 7 – Vít xả gió; 8 – Vít châm dầu; 9 – Vít đậy; 10 – lông đền chêm; 11 – Lò xo;

12 – Tán; 13 – Khớp nối; 14 – Quả tạ

Hình 3.2 : Nguyên lý làm việc của bộ phun dầu sớm PE

I – Không làm việc; II – Phun sớm tự động tối đa 10 o

- Toàn bộ cơ cấu gồm : một mâm nối thụ động được bắt vào đầu côn của trục cam bơm cao áp nhờ chốt then hoa và đai ốc giữ Một mâm nối chủ động có hai vấu khớp với vấu của mâm truyền động từ động cơ Chuyển động quay của mâm chủ động truyền qua mâm thụ động qua hai quả tạ Trên mâm thụ động có ép hai trục

thẳng góc với mâm, hai quả tạ quay trên hai trục này Đầu lồi còn lai của quả tạ tỳ vào chốt của mâm chủ động, hai quả tạ được kềm vào nhau nhờ hai lò xo, đầu lò xo tựa vào trục, đầu còn lại tỳ vào chốt ở mâm chủ động Một miếng chiêm nằm trên

lò xo để tăng lực lò xo theo định mức Một bọc dính với mâm chủ động có nhiệm

vụ bọc hai quả tạ và giới hạn tầm di chuyển của chúng

- Tất cả được che kín bằng một bọc ngoài cùng vặn vào bề mặt có ren của mâm thụ động Các vòng đệm kín bằng cao su hóa học bảo đảm độ kín giữa bọc và mâm chủ động Nhờ vậy mà bên trong cơ cấu này có đầy dầu nhớt bôi trơn

- Khi động cơ làm việc, nếu vận tốc tăng, dưới tác dụng của lực li tâm hai quả tạ văng ra do mâm thụ động quay, đối với mâm chủ động theo chiều chuyển động của trục cam bơm do đó làm tăng góc phun sớm nhiên liệu Khi tốc độ giảm, lực li tâm yếu hai quả tạ xếp vào lò xo quay mâm thụ động cùng với trục cam đối với mâm chủ động về phía chiều quay ngược lại Do đó làm giảm góc độ phun dầu sớm nhiên liệu

IV – Bộ điều tốc trên bơm cao áp PE :

1 Công dụng – phân loại :

a Công dụng :

- Khi ôtô máy kéo làm việc tải trọng trên động cơ luôn thay đổi Nếu thanh răng của bơm cao áp hoặc bướm tiết lưu giữ nguyên một chỗ thì khi tăng tải trọng, số vòng quay của động cơ sẽ giảm xuống, còn khi tải trọng giảm thì số vòng quay tăng lên Điều đó dẫn đến trước tiên làm thay đổi tốc độ tiến của ôtô, thứ hai là động cơ buộc

phải làm việc ở những chế độ không có lợi

- Để giữ cho số vòng quay trục khuỷu động cơ không thay đổi khi chế độ tải trọng khác nhau thì đồng thời với sự tăng tải cần phải tăng lượng nhiên liệu cấp vào xi-

lanh, còn khi giảm tải thì giảm lượng nhiên liệu cấp vào xilanh

- Khi luôn luôn có sự thay đổi tải trọng thì không thể dùng tay mà điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp vào xilanh Công việc ấy được thực hiện tự động nhờ một thiết bị

đặc biệt trên bơm cao áp gọi là bộ điều tốc

Bất kỳ bộ điều tốc loại nào cũng có nhiệm vụ sau:

- Điều hoà tốc độ động cơ dù có tải hay không tải (giữ vững một tốc độ hay trong phạm vi cho phép tuỳ theo loại ) có nghĩa là lúc có tải hay không tải đều phải giữ

một tốc độ động cơ trong lúc cần ga đứng yên

- Đáp ứng được mọi vận tốc theo yêu cầu của động cơ

- Phải giới hạn được mức tải để tránh gây hư hỏng máy

- Phải tự động cúp dầu để tắc máy khi số vòng quay vượt quá mức ấn định

- Bộ điều tốc trên động cơ diesel chỉ làm việc khi chân ga được giữ tại một vị trí cố

định, không có tác dụng của người điều khiển

Theo công dụng của bộ điều tốc:

- Loại di chuyển: Đặt trên động cơ của các máy di chuyển

- Loại tĩnh tại: Đặt trên động cơ tỉnh tại, bảo đảm điều chỉnh tốc độ với độ chính xác cao trong các máy phát điện Diesel

Theo nguyên tắc tác dụng của phần tử nhạy cảm:

- Loại cơ khí với phần tử nhạy cảm ly tâm

- Loại áp thấp

- Loại cơ khí kết hợp p thấp (lin hợp)

2 Bộ điều tốc cơ khí

a Bộ điều tốc cơ khí nhiều chế độ loại thay đổi biến dạng ban đầu của lò xo

Hình 4.1 Sơ đồ các bộ điều tốc cơ khí nhiều chế độ

a – thay đổi biến dạng ban đầu của lò xo; b – không thay đổi biến dạng ban đầu của lò xo.1 – bàn đạp; 2 – thanh răng bơm cao áp; 3, 7 – tay đòn; 4 – quả văng; 5 – khớp trượt;

6 – lò xo;

Hình 4.2: Bộ điều tốc cơ khí nhiều chế độ thay đổi biến dạng ban đầu của lò xo

1 – gối chữ thập; 2 và 12 – quả văng; 3 – trục dẫn động; 4 và 9 – khớp trượt; 5 và 6 – tay đòn; 7, 21 và 28 – lò xo; 8 – tay điều khiển; 10 – đĩa tựa; 11 – đĩa có rãnh chữ thập; 13 – đĩa côn; 14 và 27 – trục; 15 – tay đòn kéo lò xo; 16 và 17 – thanh kéo thanh răng bơm cao áp; 18 – thanh nối; 19 – nút; 20 – cốc; 22 – đai kẹp; 23 – vít điều chỉnh độ không đồng đều; 24 – tấm chắn dầu; 25 – tay đòn của bộ điều tốc; 26 – tay điều khiển; 29 và 30 – chốt giới hạn; 31 – vấu tỳ

- Đẩy bàn đạp 1 sẽ thay đổi biến dạng ban đầu của lò xo 6 Mỗi vị trí bàn đạp 1 sẽ tương ứng với một tốc độ khiến lực ly tâm của quả văng 4 thắng lực lò xo làm quả văng 4 chuyển dịch xa tâm quay và đẩy khớp trượt 5 sang trái đôngg thời kéo thanh

răng 2 về phía giảm nhiên liệu, thực hiện nhiệm vụ điều chỉnh tốc độ động cơ

b Bộ điều tốc cơ khí không thay đổi biến dạng ban đầu của lò xo

- Đẩy bàn đạp 1, qua các tay đòn 7 và 3 sẽ trực tiếp đẩy thanh răng 2 về phía tăng nhiên liệu Lúc ấy do Me > Mc khiến tốc độ trục khuỷu tăng lên làm cho lực ly tâm của quả văng thắng và ép lò xo điều tốc 6 đẩy khớp trượt 5 sang trái rồi thông qua tay đòn 3 kéo thanh răng về phía giảm nhiên liệu, đảm bảo Me  Mc Mỗi tốc độ động cơ đều tương ứng với với một vị trí của bàn đạp 1, hoạt động của bộ điều tốc

sẽ giúp động cơ hoạt động ổn định

Hình 4.3 : Bộ điều tốc cơ khí nhiều chế độ không thay đổi biến dạng ban đầu của lò xo

1 – lò xo ngoài; 2 – lò xo trong; 3 và 7 – ổ bi; 4 – trục tay đòn; 5 – khớp trượt; 6 – quả văng; 8 – bánh răng dẫn động; 9 và 17 – trục; 10 – giá đỡ quả văng; 11 – đầu kẹp thanh răng bơm cao áp; 12 – thanh kéo; 13 – vấu tựa; 14 – vít điều chỉnh; 15 – chốt; 16 – tay đòn; 18 – giá đỡ; 19 – thân bộ điều tốc; 20 – thanh kẹp; 21 và 24 – lò xo; 22 – vành giới hạn; 23 – tay điều khiển; 25 – trục quá tải

3 Bộ điều tốc áp thấp :

Hình 4.4: Sơ đồ bộ điều tốc áp thấp nhiều chế độ

1 – bình lọc không khí; 2 – tay điều khiển tốc độ; 3 – họng; 4 – bướm gió; 5 – đường ống hút của động cơ; 6 – nút kéo; 7 – thanh răng bơm cao áp; 8 – lỗ thông với khí trời;

9 – ngăn bên phải của bộ điều tốc; 10 – lò xo điều tốc; 11 – lò xo; 12 – chốt tựa; 13 – vít

điều chỉnh; 14 – ngăn bên trái của bộ điều tốc; 15 – màng mỏng; 16 – ống nối

- Nguyên tắc cơ bản của bộ điều tốc là dựa trên tốc độ không khí qua ống khuếch tán thay đổi, làm áp thấp phát sinh ngay tại họng (tại ngăn áp thấp) thay đổi dẫn đến sự

di chuyển của màng da và thanh răng làm tăng giảm nhiên liệu

- Khi cánh bướm gió ở vị trí nhất định, nếu thay đổi số vòng quay của động cơ thì tốc độ không khí qua họng sẽ thay đổi theo và làm thay đổi áp suất ở họng Càng tăng số vòng quay động cơ thì áp thấp trong ngăn áp thấp càng tăng Khi áp thấp tăng, áp suất bên ngăn khí trời lớn hơn, nên gây áp lực đẩy màng, ép lò xo điều tốc, kéo thanh răng sang phải về phía giảm nhiên liệu Nếu giảm tốc độ động cơ xuống thì áp thấp sẽ giảm theo, lò xo điều tốc sẽ đẩy màng và thanh răng sang trái về phía tăng nhiên liệu

- Với tốc độ động cơ không thay đổi, nếu thay đổi vị trí cánh bướm gió sẽ dẫn đến thay đổi tốc độ không khí tại họng và làm áp thấp thay đổi Cánh bướm gió đóng càng nhỏ thì áp thấp càng lớn kéo màng bộ điều tốc và thanh răng về trái giảm nhiên liệu Mỗi vị trí cánh bướm gió do bàn đạp ga điều khiển sẽ tương ứng với một tốc độ động cơ, càng mở rộng cánh bướm gió thì tốc độ động cơ càng lớn

 Chế độ khởi động

- Lúc động cơ ngừng, cả hai ngăn đều thông với khí trời, lò xo điều tốc sẽ đẩy màng

và thanh răng sang phía tăng nhiên liệu, làm giàu nhiên liệu lúc khởi động, giúp động cơ khởi động dễ dàng Ngay khi động cơ làm việc áp thấp phát sinh tại ngăn

áp thấp kéo màng và thanh răng về phía giảm nhiên liệu tương ứng với vị trí cánh bướm gió

 Chế độ cầm chừng

- Ở chế độ này cánh bướm gió đóng gần kín họng khuếch tán, chỉ chừa một đường ống lùa gió nhỏkhông cho không khí đi qua và tạo áp suất lớn tại phía sau bướm ga Lực hút chân không trong buồng chân không sẽ tăng lên hút màng da về phía trái,,

ép lò xo, kéo thanh răng về phía ít nhiên liệu tương ứng với tốc độ cầm chừng của động cơ, vào lúc này màng da bộ điều tốc vừa vặn tiếp xúc với chốt tỳ để giảm bớt

sử rung động của màng, tăng độ ổn định của bộ điều tốc

 Chế độ tốc độ cực đại

- Cánh bướm gió mở lớn, áp suất sinh ra tại ống dẫn mềm trong ống khuếch tán sẽ yếu, lực hút chân không trong buồng chân không yếu, lò xo điều tốc đẩy màng và thanh răng sang phải, về phía tăng nhiên liệu đến vị trí đạt tốc độ tối đa ấn định của

bộ điều tốc

 Chế độ quá tải

- Với vị trí cần ga tối đa, động cơ làm việc ở chế độ đầy tải, tiếp tục tăng tải thì tốc

độ động cơ giảm Do đó, áp thấp sinh ra yếu hơn (so với lúc đầy tải), lò xo điều tốc đẩy màng về phía tăng nhiên liệu để đáp ứng cho mức tăng quá tải

 Tốc độ vượt quá giới hạn

- Khi tốc độ động cơ vượt quá mức giới hạn yêu cầu, độ chân không sinh ra đủ lớn

để kéo thanh răng về đến vị trí cúp dầu

 Ngừng động cơ

- Khi tắt máy, nạng đẩy màng thanh răng về chiều tắt máy, ép lò xo tốc độ lại ngưng

cung cấp nhiên liệu

A - Tốc độ tối đa B – Tốc độ cầm chừng

Hình 4.5 : Bộ điều tốc áp thấp lúc làm việc

1 – Ong khuếch tán, 2 – Cánh bướm ga, 3 – Màng da, 4 – Lỗ thông hơi khí trời, 5 – cần giới hạn, 6 – hướng tăng ga, 7 – hướng giảm ga, 8 – chốt tựa, 9 – áp thấp, 10 – ống mềm dẻo, 11 – hướng ráp lọc gió, 14 – cần tắt máy, 17 – phòng thông khí trời, 18 – lò xo cầm

chừng, 19 – vít chỉnh cầm chừng, 20 – phòng áp thấp

4 – Bộ điều tốc cơ khí áp thấp kết hợp ( điều tốc liên hợp)

a Cấu tạo :

Hình 4.5 - Bộ điều tốc liên hợp

 Phần trên là phần điều tốc kiểu khí :

- Khi động cơ hoạt động ở chế độ tải cục bộ, độ chân không trong buồng chân không làm màng nén lò xo chính Vì vậy chốt nối tách khỏi vấu chặn đầy tải và lò xo của

nó được giản ra

Hình 4.6 – Phần điều tốc kiểu khí của bộ điều tốc liên hợp

- Khi tốc độ động cơ giảm do tải lớn, độ chân không ở trong họng hút giảm và màng bị kéo ngược lại bởi lò xo chính, làm dịch thanh răng theo hướng tăng lượng phun Vì vậy chốt nối chạm vào vấu chặn đầy tải

- Sau khi chốt nối bị chặn bởi vấu chặn đầy tải và độ chân không trở nên yếu đi, thanh răng dịch chuyển thêm một khoảng L ( hình vẽ) theo hướng tăng lượng phun nhờ màng, nén lò xo nối vì vậy tăng công suất động cơ