BƠM CAO áp PHÂN PHỐI EP

Đặc điểm của loại bơm này là piston bơm cao áp vừa chuyển động tịnh tiến lên xuống để ép nhiên liệu vừa xoay tròn để phân phối dầu cao áp cho các vòi phun.. Cấu tạo: Piston bộ điều khiể

BƠM CAO ÁP PHÂN PHỐI EP/VE – KE/VE

I NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:

1 Sơ đồ hệ thống:

Hình 5.1: Sơ đồ hệ thống bơm cao áp phân phối EP/VE – KE/VE.

2 Nguyên lý hoạt động:

Bơm cao áp phân phối VE là loại bơm cao áp chỉ có một piston bơm cao áp Đặc điểm của loại bơm này là piston bơm cao áp vừa chuyển động tịnh tiến lên xuống để ép nhiên liệu vừa xoay tròn để phân phối dầu cao áp cho các vòi phun

Trong hệ thống bơm cao áp phân phối kiểu VE, nhiên liệu được hút lên tứ thùng chứa đến bơm cao áp nhờ bơm tiếp vận sau khi đã đi qua bầu lọc dầu Bơm tiếp vận thường là loại bơm cánh gạt được lắp ở bên trong của bơm cao áp Đến thì phun nhiên liệu, cốt bơm quay kéo đĩa cam và piston quay theo Đĩa cam quay tựa vào các con lăn, làm cho piston chuyển động tịnh tiến lên trên ép nhiên liệu Piston vừa đi lên vừa ép nhiên liệu, khi rãnh phân phối trên piston trùng với lỗ dầu phân phối, nhiên liệu được đưa đến vòi phun vào xi lanh động cơ Nhiên liệu dư ở kim phun và bơm cao áp theo ống dầu về về thùng chứa

II CẤU TẠO CỦA BƠM CAO ÁP EP/VE – KE/VE:

Một bơm cao áp VE gồm có các hệ thống

- Hệ thống tiếp vận nhiên liệu

- Hệ thống nâng cao áp

- Hệ thống phun dầu sớm tự động.

- Hệ thống điều tốc

1 Hệ thống tiếp vận nhiên liệu.

a Bơm tiếp vận:

Cấu tạo:

Một đầu cốt bơm có gắn bánh răng, nhận truyền động từ bánh răng cốt máy Cốt bơm điều khiển rotor bơm tiếp vận, piston, đĩa cam và bánh răng bộ điều tốc

Trên loại bơm phân phối VE, bơm tiếp vận thường là loại bơm kiểu cánh gạt Trên cốt bơm có gắn rotor, trên rotor có gắn các cánh gạt (thường là 4 cánh) Vỏ bơm tiếp vận đặt lệch tâm với cốt bơm Các cánh gạt tì sát vào thành trong của vỏ bơm bởi lực li tâm khi bơm quay

Hình 5.2: Sơ đồ cấu tạo bơm tiếp vận:

Hoạt động:

Khi cốt bơm quay, các cánh gạt gạt dầu từ khoang cung cấp (tiết điện lớn dần) sang khoang nén (tiết diện nhỏ dần) Cung cấp dầu đến buồng bơm cho bơm cao áp hoạt động, đồng thời rẽ qua van điều áp để điều hòa áp lực nhiên liệu

2 Hệ thống nâng cao áp:

a Piston Bơm:

Hình 5.3 : Cấu tạo bít tông.

Piston bơm cao áp trong bơm cao áp phân phối kiểu VE có dạng trụ Đỉnh piston có

các rãnh nạp dầu nằm cách đều nhau dọc theo chiều dài của piston Số rãnh nạp trên đỉnh piston bằng với số xi lanh của động cơ Thân piston có lỗ khoang dọc trong thân, lỗ này thông với cửa phân phối (chỉ có 1 cửa phân phối trên trên piston) và thông với lỗ khoang ngang Tại vị trí lỗ khoang ngang có lắp vòng tràn Vòng tràn có chức năng định lượng nhiên liệu đưa đến kim phun bằng cách mở lỗ khoang ngang, xả dầu có áp suất cao từ buồng nén của piston xi lanh bơm cao áp sang vùng chứa dầu có áp suất thấp

Piston được dẫn động bởi cốt bơm nhờ 1 chốt định vị Piston quay cùng tốc độ với cốt bơm Hai lò xo hồi đẩy piston và đĩa cam tì lên các con lăn

Trục cốt bơm quay làm cho piston bơm , đĩa bơm quay theo Khi đĩa cam quay, mặt cam tì lên các con lăn (các con lăn gắn trên vòng mang càc con lăn, vòng lăn chỉ quay một góc nhỏ khi có sự tác động của bộ phun dầu sớm tự động) Điều này làm cho piston vừa quay theo đĩa cam vừa di chuyển lên xuống

b Xi lanh bơm (đầu phân phối):

Chính giữa ráp xi lanh bơm, đầu trên cùng đậy lại bởi một vít và đệm kín Xung quanh xi lanh có khoan một lỗ hút, các lỗ phân phối (số lỗ phân phối tuỳ theo số xi lanh của động cơ) Tại đầu ra của lỗ phân phối có gắn van cao áp, lò xo cao áp, ốc lục giác để gắn ống cao áp

Hình 5.4: Sơ đồ đầu piston phân phối

động cơ 4 xi lanh

Hình 5.5: Cấu tạo đầu

phân phối:

c Đĩa cam:

Đĩa cam chuyển động theo

cốt bơm nhờ khớp nối chữ

thập Trên đĩa cam có các

bướu cam, số bướu cam tuỳ theo số xi lanh động cơ

d Đĩa chứa con lăn:

Đĩa này ráp dưới đĩa cam, đứng yên một chổ và liên kết với bộ phun dầu sớm tự động Vì vậy khi cốt bơm quay, piston vừa di chuyển lên xuống vừa xoay tròn

e Nguyên lý hoạt động:

Ví dụ: Bơm cao áp dùng cho động cơ 4 xi lanh.

Nhiên liệu được phân phối cho 1 xi lanh động cơ trong ¼ vòng quay và 1 lần chuyển động lên xuống của piston

Nạp nhiên liệu:

Hình 5.6: Nạp nhiên liệu Khi một trong bốn rãnh nạp dầu trùng với rãnh hút (chỉ có một rãnh hút, có 4 rãnh

phân phối trên xi lanh bơm), dầu được nạp vào buồng nén qua rãnh hút

Sự phân phối được thực hiện khi một trong 4 rãnh phân phối thẳng hàng với cửa piston

Phân phối nhiên liệu đến kim phun:

Khi đĩa cam và piston quay (đồng thời chuyển động tịnh tiến về phía trước khi

bướu cam bắt đầu tì lên các con lăn), cửa hút bắt đầu đóng lại Khi cửa hút đóng hoàn toàn bắt đầu quá trình ép dầu Khi cửa phân phối trùng với rãnh phân phối, dầu được piston cho kim phun

Hình 5.7: Phân phối nhiên liệu Kết thúc:

Hình 5.8: Kết

thúc

Piston tiếp tục dịch chuyển về phía trước (Bên phải), lỗ khoang ngang lộ ra khỏi

vòng tràn Nhiên liệu có áp suất cao xả từ buồng nén qua lỗ khoang ngang ra khoang trong thân bơm Ap suất trong buồng nén giảm đột ngột và quá trình phun kết thúc

3 Hệ thống điều khiển phun sớm tự động:

Nhiên liệu trong động cơ diesel cũng phải được phun sớm theo tốc độ động cơ để có

được công suất cao, đãm bảo tính năng cao nhất

a Cấu tạo:

Piston bộ điều khiển phun sớm gắn liền trong vỏ bộ điều khiển, vuông góc với trục

bơm và trượt theo sự cân bằng giữa áp suất nhiên liệu và sức căng lò xo bộ điều khiển Chốt trượt biến chuyển động ngang của piston thành chuyển động quay của vòng đỡ các con lăn

b Hoạt động:

Hình 5.9: Phun sớm

Lò xo có xu hướng đẩy piston về phía phun trễ (phía phải) Khi tốc độ động cơ tăng,

áp suất nhiên liệu tăng, áp lực dầu tác dụng lên piston thắng lực đẩy của lò xo và đẩy piston sang trái Vòng đỡ các con lăn quay ngược chiều piston bơm cao áp, do đó làm sớm thời điểm phun nhiên liệu ứng với cùng một vị trí của đĩa cam

Hình 5.10: Phun trễ

4 Hệ thống điều tốc:

a Cấu tạo:

Hình 5.11 : Bộ điều chỉnh mọi tốc độ.

1 2 Các quả văng 11 Cần điều khiển tốc độ động cơ

3 Ống trượt 12 Lị xo điều tốc

4 Cần lắc 13 Chốt hm

5 Cần khởi động 14 Lị xo cầm chừng

6 Lị xo khở động a Độ nén của lị xo khởi động

7 Van định lượng c Độ nén của lị xo cầm chừng

8 Lỗ cp dầu trn piston h1.Thì cung cấp nhin liệu tối đa lúc khởi động

9 Piston h2.Thì cung cấp nhin liệu tối thiểu lc cầm chừng

10 Ốc điều chỉnh tốc độ cầm chừng M2 Chốt của cần 4 và 5

- Bánh răng dẫn động bộ điều chỉnh gắn trên trục bộ điều chỉnh ăn khớp với bánh răng trên cốt bơm Trên bánh răng trục bộ điều chỉnh có gắn các quả văng, các quả văng này phát hiện tốc độ góc trục bộ điều khiển nhờ lực li tâm, bạc bộ điều chỉnh truyền lực li tâm đến các cần điều khiển

- Lò xo điều khiển có độ cân theo tải (mức độ đạp chân ga)

- Lò xo giảm chấn, lò xo không tải tránh cho bộ điều chỉnh hoạt động giật cục bằng cách tì nhẹ vào cần căng

Hình 5.12 : Bộ điều chỉnh tốc độ nhỏ nhất – lớn nhất.

- Cụm bộ điều chỉnh sẽ điều chỉnh vị trí của vòng tràn theo tốc độ động cơ và tải Nó bao gồm cần dẫn hướng, cần căng, cần điều khiển Các cần này nối với nhau tại điểm tựa A (điểm tựa tự do) Cần dẫn hướng quay quanh điểm D (điểm tựa cố định gắn vào vỏ bộ điều chỉnh)

- Lượng phun điều chỉnh bằng cách đẩy vòng tràn qua trái (giảm lượng phun) hay qua phải (tăng lượng phun) thông qua sự tác động từ các quả văng, bạc, cần điều khiển, vòng tràn

b Hoạt động (kiểu mọi tốc độ):

Chế độ khởi động:

Hình 13 : Điều khiển lượng phun ở chế độ khởi động.

Khi đạp chân ga, cần điều chỉnh dịch chuyển về phía đầy tải Lò xo điều khiển kéo cần căng đến khi nó tiếp xúc với vấu chặn Do động cơ chưa hoạt động, các quả văng không dịch chuyển, cần điều khiển tì lên bạc bởi sức căng của lò xo khởi động, vì vậy các quả văng ở vị trí đóng hoàn toàn Cùng lúc đó, cần điều khiển quay ngược chiều kim đồng hồ quanh điểm tựa A, đẩy vòng tràn về vị trí khởi động (phun cực đại) Do đó lưông nhiên liệu cần thiết được cung cấp cho động cơ để khởi động

Chế độ không tải:

Hình 5.14 : Điều khiển lượng phun ở chế độ không tải.

Khi động cơ đã khởi động xong, chân ga được nhã ra, cần điều chỉnh quay về vị trí

không tải Ơ vị trí này, lò xo điều chỉnh tự do hoàn toàn nên nó không kéo cần căng Vì vậy, ngay ở tốc độ thấp các quả văng bắt đầu mở ra, đẩy bạc về phía phải Cần điều khiển

và cần căng phải chống lại sức căng của các lò xo (lò xo không tải, lò xo giảm chấn, lò xo

khởi động) Vì vậy, cần điều khiển quay theo chiều kim đồng hồ quanh điểm A, đẩy vòng

tràn về vị trí giảm dầu (không tải) Sự cân bằng được duy trì giữa lực li tâm của các qua văng và sức căng của các lò xo (lò xo không tải, lò xo giảm chấn, lò xo khởi động) giữ cho tốc độ động cơ ổn định ở chế độ không tải

Chế độ đầy tải:

Hình 5.15: Chế độ đầy tải

Khi đạp chân ga, cần điều

chỉnh dịch về phía đầy tải, sức căng

của lò xo điều khiển trở nên lớn hơn (làm cho lò xo giảm chấn bị ép lại hoàn toàn) Do đó cần căng tiếp xúc với vấu cặhn và đứng yên Hơn nũa, khi cần điều khiển bị đẩy bởi bạc,

nó tiếp xúc với cần căng nên vòng tràn được giữ ở vị trí đầy tải

Khi vặn vít đầy tải (điều chỉnh lượng phun chế độ đầy tải) quay theo chiều kim đồng hồ, đẩy cần dẫn hướng quay ngược chiều kim đồng hồ quanh điểm tực D nên cần điều khiển cũng quay ngược chiều kim đồng hồ quanh điểm tựa D, đẩy vòng tràn theo hướng tăng lượng phun

Chế độ tốc độ tối đa:

Hình 5.16 : Chế độ tối đa.

Tốc độ động cơ tăng với tải đầy, lực li tâm của các quả văng dần dần lớn hơn lực

li tâm của các lò xo điều khiển Đẩy cần căng và cần điều khiển quay ngược chiều kim đồng hồ quay điểm tựa A, đẩy vòng tràn về phía giảm lượng phun (giảm dầu) động cơ quay chậm lại, ngăn không cho động cơ quay quá nhanh

5 Các thiết bị phụ:

a Van điều áp:

Chức năng của van điều áp là điều chỉnh áp suất do dầu bơm tiếp vận cung cấp có

áp suất tỉ lệ với tốc độ động cơ để dẫn động bộ phun dầu sớm

Hình 5.17: Van điều áp.

b Van cắt nhiên liệu:

Nhiệm vụ cắt nhiên liệu khi cần

tắt máy

Cấu tạo:

Là loại van điện từ, bao gồm: cuộn dây, lõi thép, lò xo hồi vị

1 Lỗ dầu vào 4 Solenoid

2 Pis-ton 5 Buồng áp lực cao

3 Đầu dầu

Hình 5.18: Cấu tạo van cắt nhiên liệu:

Hoạt động:

Khi ta mở công tắc máy dòng điện đi qua cuộn day, tạo ra lực từ thắng được lực

căng của lò xo, hút van lên, mở cửa hút cho nhiên liệu vào đầu phân phối Khi tắt máy, không có dòng điện chạy qua cuộn day, lò xo đẩy van đóng cửa hút, đóng

đường dầu nạp vào bu6ồng nén cao áp của bơm cao áp Không có dầu vào bơm cao

áp, không có dầu lên kim phun, động cơ không hoạt động

c Bộ điều chỉnh thời điểm phun theo tải:

1 Lò xo điều tốc 5 Van định lượng

2 Ống trượt 6 Pis-ton

3 Cần lắc 7 Trục bộ điều tốc

4 Cần khởi động

Hình 5.19: Sơ đồ bộ phun sớm theo tải:

a Vị trí khởi động

b Trước khi mở

c Vị trí mở

1 Lỗ dầu

2 Trục bộ điều tốc

3,5,7 Lỗ dầu về

4 Ống trượt

- Chức năng:

Dùng điều chỉnh thời điểm (cũng như điều chỉnh áp suất dầu bên trong vỏ bơm)

phun theo tải động cơ Khi động cơ chạy ở chế độ tải cục bộ, nó làm trễ thời điểm một chút để giảm tiếng ồn của động cơ Khi hoạt động ở chế độ đầy tải, nó làm sớm thời điểm phun một chút để tránh giảm công suất động cơ

- Hoạt động:

Hình 5.20: Hoạt động phun sớm theo tải Động cơ chạy ở chế độ tải cục bộ, các quả văng bung ra nhiều, đẩy bạc dịch

chuyển sang phải, dầu (có áp suất đã điều áp) xả qua khe bạc về cửa vào của bơm tiếp vận Ap suất nhiên liệu trong bơm giảm, tác động vào bộ điều khiển phun sớm làm trễ thời điểm phun

Ngược lại khi tải động cơ tăng, cần căng đẩy bạc sang phải, khe bạc đóng, áp suất trong buồng bơm tăng, tác động vào bộ điều khiển phun sớm, làm sớm thời điểm phun nhiên liệu

Bộ điều chỉnh thời điểm phun theo tải có thể hoạt động trong khoảng tải của động

cơ từ 25% - 70% như hình vẽ dưới Góc phun trễ cực đại ở phần lớn các kiểu động cơ là 1.50 (góc này phụ thuộc vào kích thước của khe)

d Bộ chống quay ngược

Đặc điểm của bơm VE là chống quay ngược Dịch chuyển của piston và việc đóng

mở các cửa hút, cửa phân phối được minh hoạ như hình dưới Nếu động cơ quay ngược thì cửa hút mở, cửa phân phối đóng khi piston chuyển động ngược lên trên Vì vậy, không có nml phun vào động cơ, động cơ sẽ không hoạt động

Hình 5.21: Cơ cấu chống quay ngược:

e Bộ bù độ cao.

Ap suất khí quyển thấp làm tỉ lệ không khí và nhiên liệu trở nên đậm hơn và mật

độ khói trong khí xả tăng Để tránh hiện tượng này, bộ bù độ cao tự động giảm lượng nhiên liệu phun theo độ cao của vùng mà xe hoạt động để đạt được tỉ lệ hỗn hợp không khí nhiên liệu tốt nhất

Cấu tạo:

Hình 5.22: Cấu tạo bộ bù độ cao Dưới áp suất khí quyển cao, các ống chân không bị nén lại Lò xo kéo cần đẩy lên

trên Ap suất khí quyển thấp, các ồng chân không giãn nở thắng lực ép của lò xo đẩy cần đẩy đi xuống

Hoạt động:

Độ cao nhỏ:

Ap suất khí quyển cao nén các ống chân không, lò xo đẩy cần đẩy đi lên, cần điều

khiển giữ vòng tràn ở vị trí bình thường

Độ cao lớn:

Ap suất khí quyển thấp, các ống chân không nở ra thắng lực ép của lò xo, đẩy cần

đẩy đi xuống, dịch chuyển chốt nối sang trái, làm cần điều khiển bị đẩy quay ngược chiều kim đồng hồ, làm cho cần căng quay theo chiều kim đồng hồ, dịch chuyển vòng tràn về phía giảm dầu

lớn

bin tăng áp:

Chức năng:

Chức năng của bộ bù tua bin tăng áp tương tự như chức năng của bộ bù độ cao tua

bin tăng áp làm tăng áp suất và lượng khí nạp vào động cơ Bộ bù tua bin tăng áp nhằm điều khiển lượng phun phù hợp với lượng khí nạp vào động cơ để tăng công suất động cơ

Cấu tạo:

Thiết bị này gắn trên bộ điều chỉnh cảa bơm cao áp áp suất khí nạp sau khi tăng áp

tác dụng lên buồng trên của màng (màng gắn liền với cần đẩy) trong khi áp suất khí quyển tác dụng xuống buồng dưới của màng

Đầu phía dưới của cần đẩy có dạng côn Vì vậy, chốt sẽ dịch chuyển vào trong hay ra ngoài tuỳ theo sự tác động của áp suất khí tăng áp lên màng

Cần đẩy chuyển động lên hoặc xuống, chốt nối đẩy cần điều khiển quay theo chiều

kim đồng hồ hoặc quay ngược chiều kim đồng hồ quanh trục của nó Chuyển động của cần điều khiển làm thay đổi vị trí dừng của cần căng (cần căng làm dịch chuyển vòng tràn)

Hoạt động:

Khi áp suất tăng áp thấp (dưới 0.14 kgf/cm2 ) Màng bị đẩy lên phía trên nhờ lò xo, cần điều khiển quay ngược chiều kim đồng hồ tác động vào cần căng Cần căng đẩy vòng tràn về phía giảm dầu

Khi áp suất tăng áp tăng, màng đầy cần xuống dưới Cần đẩy quay theo chiều kim đồng hồ tác động vào cần căng đẩy vòng tràn về phía thêm dầu theo áp suất tăng áp Khi áp suất tăng áp vượt quá điểm uốn của đồ thị dưới, chốt nối bị đẩy ngược sang sang trái bởi mặt côn B, đẩy cần đẩy quay theo chiều kim đồng hồ Vì vậy, giảm lượng phun Điều này tránh áp suất tăng áp quá cao

Đồ thị dưới chỉ lượng phun theo áp suất tăng áp Bình thường vùng C và vùng D sử dụng khi bộ bù tua bin tăng áp làm việc Vùng B là vùng dự phòng Trong vùng dự phòng, lượng phun giảm theo sự gia tăng áp suất tăng áp