Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ D6AC

HỆ THỒNG NHIÊN LIỆU Hệ thống nhiên liệu của động cơ D6AC chứa nhiên liệu dự trữ đảm bảo cho động cơ hoạt động liên tục trong khoảng thời gian quy định, lọc sạch nước và tạp chất cơhọc lẫ

Mục Lục

Trang

1 Giới thiệu chung về động cơ D6AC lắp trên xe Hyundai HD320 4

1.1 Giới thiệu chung 4

1.2 Các thông số kỹ thuật của động cơ D6AC 4

1.3 Cơ cấu khuỷu trục -thanh truyền -piston 6

1.4 Cơ cấu phối khí 7

1.5 Hệ thống làm mát 8

1.6 Hệ thống bôi trơn 9

1.7 Hệ thống nhiên liệu 11

2 Giới thiệu chung về hệ thống nhiên liệu động cơ điêzen 12

2.1 Một số vấn đề chung 12

2.2 Bơm cao áp 13

2.3 Vòi phun 22

2.4 Bơm chuyển nhiên liệu 25

2.5 Bầu lọc nhiên liệu 28

2.6 Ống nhiên liệu 30

3 Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ D6AC……… 32

3.1 Giới thiệu hệ thống nhiên liệu động cơ D6AC……… 32

3.2 Đặc điểm kết cấu hệ thống nhiên liệu động cơ D6AC……… 33

3.2.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ D6AC……… 33

3.2.2 Đặc điểm kết cấu các cụm chi tiết chính trong hệ thống nhiên liệu động cơ D6AC……… 34

4 Tính toán nhiệt động cơ D6AC……… 40

4.1 Tính toán chu trình nhiệt động cơ D6AC……… 49

4.2 Tính toán động học, động lực học động cơ D6AC………57

5 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống nhiên liệu động cơ D6AC ………… 81

5.1 Xác định những kích thước chính của bơm cao áp PE……… 81

5.2 Tính vòi phun … 83

6 Bảo dưỡng, kiểm tra các dạng hư hỏng chính của hệ thống nhiên

liệu động cơ D6AC 87

6.1 Bơm cao áp 87

6.2 Vòi phun 90

6.3 Các bộ phận khác 95

6.4 Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ D6AC 97

7 Kết luận 98

Tài liệu tham khảo 99

LỜI NÓI ĐẦU

Trong giai đoạn hiện nay ngành giao thông vận tải đang trên đà phát triển mạnh

mẽ, hoà nhập cùng với tốc độ phát triển sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đấtnước, đáp ứng nhu cầu về phương tiện đi lại và vận chuyển hàng hoá, phục vụ đờisống sinh hoạt của xã hội

Xe Hyundai là loại xe do Hàn Quốc sản xuất và được sử dụng rất phổ biến ởnước ta hiện nay Đó là loại xe có nhiều chủng loại dùng để chở hàng và chở kháchđược thiết kế và chế tạo khá hoàn thiện về mỹ thuật cũng như tính năng hoạt động

Xe có động cơ hiệu suất, độ bền và độ tin cậy cao, kết cấu cứng vững, gồm nhiềuthiết bị đảm bảo an toàn cho người sử dụng trong các điều kiện đường sá khác nhau.Tuy nhiên trong suốt quá trình vận hành trên những địa hình phức tạp, môitrường nhiều bụi bặm và tạp chất, loại ô tô này không tránh khỏi những hư hỏng cầnphải khắc phục sửa chữa Đặc biệt là hệ thống cung cấp nhiên liệu trong đó cónhững hư hỏng của bơm cao áp

Từ quá trình phân tích những hư hỏng ổn định hệ thống nhiên liệu để đi đến lựachọn ra những phương án phục hồi bơm Đây là đề tài tốt nghiệp của em, vận dụngnhững kiến thức do thầy cô truyền thụ và sưu tầm các tài liệu có liên quan, dưới sựhướng dẫn tận tình của thầy Trần Thanh Hải Tùng, cùng với sự giúp đỡ của thầy

cô giáo trong bộ môn, đến nay em đã hoàn thành đồ án này

Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo ítnên đồ án tốt nghiệp không tránh khỏi những thiếu sót những vấn đề còn sơ sài.Kính mong được thầy cô giáo chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện

Cuối cùng em xin gửi đến thầy giáo hướng dẫn và các thầy cô giáo trong bộ môn

sự biết ơn chân thành

Đà Nẵng, ngày 30 tháng 11 năm 2006

Sinh viên thực hiện

Lê Ngọc Hiệp

1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ D6AC LẮP TRÊN XE HYUNDAI HD320

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Xe Hyundai có công thức lốp 8×4 là loại dùng chở hàng hoá hạng nặng,chủ yếuchạy đường xa vận chuyển hàng hoá giữa các thành phố vùng quê

Xe lắp động cơ D6AC có hiệu suất cao, công suất cực đại 340[HS] ở số vòng quay

Xe được sản xuất tại Hàn Quốc có kết cấu cứng vững, độ bền và độ tin cậy cao,đầy đủ tiện nghi cho người sử dụng đảm bảo an toàn, kết cấu và hình dáng bênngoài và nội thất có tính mỹ thuật tương đối cao Được nhập và sử dụng phổ biến ởViệt Nam trong những năm gần đây

1.2.CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬ T CỦA ĐỘNG CƠ D6AC

Bảng 1.1: Bảng thông số kỹ thuật của động cơ

Thông số Giá trị Đơn vị Góc phân phối khí:

1

3 2

4

chung của phần thanh truyền trong động cơ đốt trong còn với động cơ của xeHyunđai nói riêng cụ thể như sau.

Thanh truyền của động cơ D6AC được chế tạo bằng thép cácbon và thép hợpkim cácbon được dùng rất nhiều vì giá thành rẻ dễ gia công, đặc biệt gồm có cácthành phần như Mn, Ni,Vônphram, Tiết diện của thanh truyền có dạng chữ I, trênđầu to thanh truyền có khoan lỗ dầu để bôi trơn xilanh, bạc đầu to thanh truyền chếtạo hai nửa lắp ghép lại với nhau nắp đầu to thanh truyền lắp với thanh truyền nhờhai bu lông Đường kính của chốt khuỷu lắp đầu to thanh truyền: 84 mm

Hình 2.2 Thanh truyền động cơ D6AC.

1- Đầu to thanh truyền; 2- Đầu nhỏ thanh truyền; 3- Thân thanh truyền.

1.3.3 Pittông

Pittông của động cơ D6AC được chế tạo bằng hợp kim nhôm, trên pittông được

bố trí 2 xécmăng khí và một xécmăng dầu

Đường kính của pittông: 130[mm]

Trên pittông được khoét rãnh để lắp xécmăng: Chiều cao rãnh để lắp xécmăngkhí 1,5mm, chiều cao để lắp xécmăng dầu là 2,9mm, chiều cao từ đỉnh pittông đếntâm chốt pittông là 81mm

Hình 1.2 Kết cấu pittông.

1-Xécmăng lửa 2- Xécmăng khí 3- Xécmăng dầu 4- Vòng chặn chốt píttông;

5- Chốt pittông 6- Pittông.

1.4 CƠ CẤU PHỐI KHÍ

Cơ cấu phân phối khí dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí: Thải sạch khí thảikhỏi xilanh và nạp đầy không khí mới vào xilanh để động cơ làm việc được liên tục.Động cơ D6AC dùng cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo, Với cách bố trí nhưvậy nên buồng cháy rất gọn, diện tích mặt truyền nhiệt nhỏ vì vậy giảm được tổnthất nhiệt Cơ cấu xupáp treo còn làm cho dạng đường nạp thải thanh thoát hơn,khiến sức cản khí động giảm nhỏ do đó tăng tiết diện lưu thông của dòng khí

Trục cam được chế tạo bằng gang bề mặt làm việc của các cam và cổ trục camđều được tôi cao tần Trục cam có bẩy cổ trục lắp thẳng vào ổ đỡ trên thân máy, đầutrục cam có lắp bánh răng để dẫn động trục cam

Xu páp nạp và xu páp thải được dẫn động từ cò mổ, đũa đẩy, con đội, trục cam.trục cam lại được dẫn động từ trục khuỷu

Đường kính của thân xu páp 12mm

Khe hở giữa ống dẫn hướng và thân xu páp 0,08mm

Đường kính đế xu páp nạp: 37mm, xu páp thải: 30mm

4

2 3

5

6

111098

7

654

3

2

1

Hình 1.3 Sơ đồ dẫn động cơ cấu phối khí.

1- Con đội; 2- Nắp; 3-Đũa đẩy; 4-Vít điều chỉnh; 5- Bulông; 6-Nắp đậy;

7-Cò mổ; 8 - Móng hãm xu páp; 9 - Đ ĩa lò xo; 10-Lò xo; 11 - Ống dẫn hướng

xupáp; 12- Lỗ lắp vòi phun.

Két làm mát lắp trên phía đầu xe, két làm mát có đường nước vào từ van hằngnhiệt và có đường nước ra đến bơm, trên két nước có các giàn ống dẫn nước gắncánh tản nhiệt.

Bơm nước kiểu ly tâm được dẫn động bằng dây đai từ trục khuỷu

Quạt gió được chạy bằng động cơ điện do nguồn điện ắc qui cung cấp

Van hằng nhiệt đóng khi nhiệt độ nhỏ hơn 800C và bắt đầu mở ở nhiệt độ 840C.Đường kính cánh quạt làm mát ∅670

Hình 1.4 Sơ đồ khối hệ thống làm mát động cơ D6AC.

1- Két làm mát; 2- Van hằng nhiệt; 3- Đường ống dẫn nước làm mát két dầu

nhờn; 4- Nước về két làm mát; 5- Bơm nước; 6- Cánh quạt.

1.6 HỆ THỐNG BÔI TRƠN

Hệ thống bôi trơn động cơ D6AC kiểu cưỡng bức và vung toé dùng để đưa dầu

đi bôi trơn các bề mặt ma sát và làm mát các chi tiết Hệ thống bôi trơn gồm có:Bơm dầu, lọc dầu, các te dầu và đường ống dẫn dầu

Dầu từ các te được hút bằng bơm qua bầu lọc vào đường dầu dọc trong thân máyvào trục khuỷu lên trục cam, từ trục khuỷu tiếp theo dầu vào các bạc thanh truyềntheo lỗ phun lên vách xilanh, từ trục cam vào các bạc trục cam rồi theo các đườngdẫn tự chảy xuống các te.

Hình 1.5 Kết cấu hệ thống bôi trơn động cơ D6AC.

1 - Bơm dầu bôi trơn; 2 - Que thăm dầu; 3 - Các te; 4 - Van an toàn bơm dầu; 5- Bầu lọc thấm; 6-Van an toàn két làm mát; 7- Két làm mát; 8- Đường dầu chính; 9- Đồng hồ đo áp suất dầu bôi trơn; 10- Đũa đẩy cò mổ; 11- Dàn cò mổ; 12- Chốt

pittông; 13- Trục cam; 14- Trục khuỷu; 15- Lưới lọc.

8

14

151

* Nguyên lý làm việc:

Bơm dầu gồm hai bánh răng ăn khớp ngoài với nhau: Bánh răng chủ động vàbánh răng bị động Bánh răng chủ động được dẫn động bởi trục khuỷu quay làmbánh bị động quay theo chiều ngược lại Dầu nhờn từ đường dầu áp suất thấp đượchai bánh răng bơm guồng sang đường dầu áp suất cao, do đó ở đây dầu bị nén có ápsuất cao sẽ theo đường ống vào động cơ Để tránh hiện tượng chèn dầu giữa cácrăng của bánh răng chủ động và bị động khi ăn khớp với nhau, trên mặt đầu của nắpbơm dầu có rãnh triệt áp Khi vòng quay cao áp suất dầu bôi trơn thường cao hơncần thiết, vì vậy sau bơm dầu thường có van điều chỉnh áp suất Để đảm bảo áp suấtdầu bôi trơn không vượt quá trị số cho phép, dầu đẩy van an toàn mở ra để chảy vềđường dầu áp suất thấp Lọc dầu kiểu toàn phần: lõi lọc bằng giấy, lọc được thaykhi ô tô chạy khoảng 10000 km

Ap suất dầu bôi trơn do bơm cung cấp: 4 ± 0,5 kg/cm2

Mác dầu SAE 5W/30, API SH

1.7 HỆ THỒNG NHIÊN LIỆU

Hệ thống nhiên liệu của động cơ D6AC chứa nhiên liệu dự trữ đảm bảo cho động

cơ hoạt động liên tục trong khoảng thời gian quy định, lọc sạch nước và tạp chất cơhọc lẫn trong nhiên liệu, cung cấp lượng nhiên liệu cần thiết cho mỗi chu trình ứngvới chế độ làm việc qui định của động cơ, cung cấp nhiên liệu đồng đều vào cácxilanh theo trình tự làm việc của động cơ và cung cấp vào các xilanh động cơ đúnglúc theo một quy luật đã định

Để đảm bảo được chức năng trên, bầu lọc, bơm cung cấp nhiên liệu, thùng chứaphải đảm bảo tốt, đóng vai trò quan trọng hơn đó là bơm cao áp

Loại này có đặc điểm :

• Bơm có 6 pittông bơm cho dùng cho động cơ có 6 xilanh

• Để thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình, thông qua cơ cấu thanhrăng vành răng để xoay pittông

2.GIỚI THIỆU CHUNG HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ ĐIÊZEN

2.1 MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG

2.1.1 Sơ đồ chung hệ thống nhiên liệu điêzen.

Điểm khác biệt lớn của động cơ điêzen so với động cơ xăng là địa điểm và thờigian hình thành hoà khí Trong máy xăng, hoà khí bắt đầu hình thành ngay từ khixăng được hút khỏi vòi phun vào đường ống nạp hoặc phun vào đường ống nạp vàoxilanh động cơ Ở động cơ điêzen cuối quá trình nén nhiên liệu mới được phun vàobuồng cháy động cơ để hình thành hoà khí, rồi tự bốc cháy

2

6 4

11 10

8 9

Hình 2.1: Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ điêzen

1- Nút xả dầu; 2- Van; 3- Thùng dầu; 4- Cảm biến mức nhiên liệu; 5- Lọc thô; 6- Lọc tinh; 7- Bộ phận điều tốc; 8- Bơm chuyển nhiên liệu; 9- Bộ điều chỉnh góc phun sớm; 10- Bơm tay; 11- Đường dầu thừa; 12- Đầu nối cao áp; 13- Đường ống cao áp; 14- Vòi phun; 15- Đường dầu thừa; 16- Đường dầu vào bơm cao áp.

2.1.2.Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu điêzen

a Nhiệm vụ:

- Dự trữ nhiên liệu đảm bảo cho động cơ có thể làm việc liên tục trong một thờigian nhất định

- Cần cung cấp thêm nhiên liệu: lọc sạch nước, tạp chất cơ học lẫn trong nhiênliệu giúp nhiên liệu chuyển động thông thoáng trong hệ thống.

b Cung cấp nhiên liệu đảm bảo các yêu cầu sau:

- Lượng nhiên liệu cấp cho mỗi chu trình phải phù hợp với chế độ làm việc củađộng cơ

- Phun nhiên liệu vào đúng thời điểm, đúng quy luật mong muốn

- Lưu lượng vào các xilanh phải đồng đều Phải phun nhiên liệu vào xilanh qua

lỗ phun nhỏ với chênh áp lớn phía trước và phía sau lỗ phun, để nhiên liệu được xétơi tốt

- Các tia nhiên liệu phun vào xilanh động cơ phải đảm bảo kết hợp tốt giữa sốlượng, phương hướng, hình dạng, kích thước của các tia phun với hình dạng kíchthước trong buồng cháy và cường độ và phương hướng chuyển động của môi chấttrong buồng cháy để hoà khí hình thành nhanh và đều

c Yêu cầu đối với hệ thống:

Hệ thống nhiên liệu động cơ điêzen phải thoả mãn các yêu cầu sau:

- Hoạt động lâu bền, có độ tin cậy cao

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

- Dễ chế tạo, giá thành hạ

2.2 BƠM CAO ÁP

2.2.1 Nhiệm vụ.

Bơm cao áp có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu cho xilanh động cơ đảm bảo:

- Nhiên liệu có áp suất cao, tạo chênh áp lớn trước và sau lỗ phun

- Cung cấp nhiên liệu đúng thời điểm và theo quy luật mong muốn

- Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xilanh động cơ

-Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình phùhợp với chế độ làm việc của động cơ

2.2.2 Phân loại bơm cao áp.

Để thực hiện những nhiệm vụ nêu trên, tới nay đã xuất hiện nhiều loại bơm cao

áp Người ta phân loại bơm cao áp theo những đặc điểm sau:

1 Theo phương pháp thay đổi lượng nhiên liệu cấp cho chu trình:

Bơm cao áp thay đổi và không thay đổi hành trình toàn bộ của pittông

a Bơm cao áp thay đổi hành trình toàn bộ của pittông khi thay đổi lượng nhiên liệu chu trình:

- Dịch chuyển trục cam với các vấu cam có prôfin thay đổi (cam có dạng côn)

- Thay đổi tỷ số truyền của cơ cấu truyền động từ trục cam dẫn động tới con độibơm cao áp

- Thay đổi độ dày của chêm hãm (hình 2.2)

Hình 2.2 Sơ đồ bơm cao áp thay đổi hành trình toàn bộ của pittông dẫn

động bằng lò xo.

1-Vít hạn chế; 2-Cam quay; 3-Trục cam; 4-Tay đòn; 5-Lò xo; 6-Chêm hãm

Trong loại này, cam 3 quay theo chiều mũi tên đẩy hệ tay đòn 4 đi xuống ép lò

xo 5, lúc ấy lò xo bơm cao áp cũng đẩy pittông đi xuống thực hiện hành trình hútnhiên liệu Khi mũi đỉnh cam rời khỏi tay đòn 4 thì lò xo 5 đẩy hệ thống tay đòn 4

và pittông bơm cao áp đi lên thực hiện hành trình bơm cho tới khi hệ tay đòn 4 tỳlên vít hạn chế 1 Hành trình bơm được thay đổi theo vị trí đầu chêm hình thang 6

gắn với bộ điều tốc của động cơ Đẩy đầu chêm đi vào tăng chiều dày chêm hãm sẽtăng hành trình bơm, rút đầu chêm ra sẽ ngược lại.

Hình 2.3 Kết cấu bơm Bosch.

a- Kết cấu bơm gồm có 6 tổ bơm; b- Cấu tạo một tổ bơm; c- Quá trình cung

cấp nhiên liệu.

1- Vỏ bơm cao áp; 2- Đầu nối cao áp; 3- Lò xo; 4- Ống lót của thanh răng điều chỉnh; 5- Vỏ bộ hạn chế nhiên liệu; 6- Khớp nối của trục cam; 7,9- Ổ bi; 8- Trục cam; 10- Bộ điều tốc; 11- Lò xo van cao áp; 12- Van cao áp; 13- Xilanh; 14- Vít hãm; 15- Pittông; 16- Vít hãm; 17- Ống xoay; 18-Đĩa trên của lò xo; 19- Lò xo bơm cao áp; 20- Đĩa dưới của lò xo; 21- Bu lông con đội; 22 - Con đội; 23- Con

lăn; 24- Cam; 25- Vành răng.

A- Cửa nạp nhiên liệu; Б- Cửa xả nhiên liệu.

b Bơm cao áp không thay đổi hành trình toàn bộ của pittông:

- Bơm cao áp có van xả lắp trên đường cao áp, mở rộng van xả sẽ làm tăng lượngnhiên liệu xả về đường hút, qua đó làm giảm lượng nhiên liệu cung cấp cho chutrình, đóng nhỏ van xả sẽ ngược lại

- Bơm cao áp có van tiết lưu trên đường hút Tăng mức tiết lưu của van sẽ làmgiảm nhiên liệu hút vào xilanh, qua đó làm giảm lượng nhiên liệu cung cấp cho chutrình, giảm mức tiết lưu sẽ ngược lại

- Bơm Bôsơ (Bosch) là loại bơm được sử dụng nhiều nhất hiện nay (hình 2.3)Hành trình toàn bộ không đổi, trong hành trình toàn bộ ấy chỉ có một phần của nó làhành trình có ích, dùng để cấp nhiên liệu cao áp cho vòi phun, phần còn lại là đểđẩy nhiên liệu qua lỗ nạp a và lỗ xả b trở lại không gian bao quanh xilanh, do đó cóthể điều khiển tăng hoặc giảm số nhiên liệu trở lại đó để đạt mục đích điều khiển sốnhiên liệu phun vào xilanh động cơ.

2 Theo phương pháp phân phối nhiên liệu cho các xilanh động cơ:

- Bơm nhánh, gồm nhiều tổ bơm (số tổ bơm bằng số xilanh động cơ) Bơmnhánh có thể là bơm rời hoặc cụm bơm

- Bơm phân phối dùng một tổ bơm cung cấp nhiên liệu cho nhiều xilanh độngcơ

3 Theo phương pháp dẫn động hành trình bơm cao áp:

- Dẫn động bằng trục cam (hình 2.3)

- Dẫn động bằng lực lò xo (hình 2.2)

4 Theo quan hệ lắp đặt giữa bơm cao áp và vòi phun:

- Bơm cao áp và vòi phun lắp rời nhau (bơm và vòi phun nối với nhau qua đườngcao áp)

-Bơm cao áp và vòi phun liền nhau (không có đường cao áp)

Hiện nay, hầu hết dùng bơm Bosch nên ở đây dành nhiều thời gian nói về loạibơm này

2.2.3 Bơm Bosch (hình 2.3)

2.2.3.1 Cấu tạo

Phần chính của bơm là cặp bộ đôi siêu chính xác pittông - xilanh bơm cao áp, lắpkhít nhau Pittông 15 được cam 24 đẩy lên qua con đội 22 và vít điều chỉnh 21.Hành trình đi xuống của pittông là nhờ lò xo 19 và đĩa lò xo 20 Ngạnh chữ thập ởphần đuôi pittông 15 nằm lọt trong rãnh dọc của ống xoay 17 Vành răng 25, bắtchặt trên đầu ống xoay 17, ăn khớp với thanh răng Như vậy dịch chuyển thanh răng

sẽ làm xoay pittông 15

Phần đầu pittông xẻ một rãnh nghiêng, không gian bên dưới rãnh nghiêng thôngvới không gian phía trên đỉnh pittông là nhờ rãnh dọc.

2.2.3.2 Nguyên tắc hoạt động.

Pittông đi xuống (nhờ lực đẩy của lò xo 19) (hình 2.3), van 12 đóng kín nhờ độchân không được tạo ra trong không gian phía trên pittông, khi mở các lỗ a,b nhiênliệu được nạp đầy vào không gian này cho tới khi pittông nằm ở vị trí thấp nhất

- Pittông đi lên (nhờ cam 24), lúc đầu nhiên liệu bị đẩy qua các lỗ a,b ra ngoài;khi đỉnh pittông che kín hai lỗ a và b, thì nhiên liệu ở không gian phía trên pittông

15 bị ép tăng áp suất, đẩy mở van cao áp 12, nhiên liệu đi vào đường ống cao ápđến vòi phun Quá trình cấp nhiên liệu được tiếp diễn cho tới khi rãnh nghiêng trênđầu pittông mở lỗ xả b (thời điểm kết thúc cấp nhiên liệu), từ lúc ấy nhiên liệu từkhông gian phía trên pittông qua rãnh dọc thoát qua lỗ b ra ngoài khiến áp suấttrong xilanh giảm đột ngột và van cao áp được đóng lại (dưới tác dụng của lò xo 11

và áp suất dư của đường cao áp)

2.2.3.3 Đặc điểm cấu tạo của bơm Bosch.

1 Bộ đôi pittông và xilanh bơm cao áp (bộ đôi siêu chính xác)

I II III IV V

Hình 2 4: Kết cấu Pittông xilanh bơm cao áp.

A- Cửa nạp; Б- Cửa thoát nhiên liệu; I- Hành trình đi xuống của pittông; II,III,III,IV- Hành trình đi lên của pittông ứng với mức tăng dần lượng nhiên liệu.

Để có thể tạo áp suất cao và hoạt động lâu bền, pittông và xilanh bơm cao ápphải được chế tạo chính xác và dùng vật liệu có độ chống mòn tốt

a Vật liệu chế tạo: Là loại thép hợp kim dùng làm ổ bi hoặc làm dụng cụ cắt

gọt kim loại như X15, XBΓ, 25XM5M Bộ đôi làm bằng thép X15 sẽ có hình dạng

kích thước ổn định vì cấu trúc tế vi của nó ổn định Nếu dùng 25X5M cần phảithấm Nitơ.

b Nhiệt luyện: Để các mặt ma sát đạt độ cứng không nhỏ hơn HRC58, các mặt

đầu không nhỏ hơn HRC55

c Điều kiện kỹ thuật của bộ đôi pittông xilanh bơm cao áp:

- Độ bóng các mặt ma sát không nhỏ hơn ∇11, mặt đầu xilanh không nhỏ hơn∇10

- Các mép gờ đỉnh, gờ rãnh nghiêng trên pittông và gờ các lỗ thoát, lỗ hút củaxilanh phải sắc cạnh

- Sai lệch hình dáng hình học đối với đỉnh và gờ xả của pittông không quá 0,02trên chiều dài làm việc

-Độ côn của pittông và xilanh không quá 0,0006 trên chiều dài 20mm mặt làmviệc

- Độ ô van không quá 0,0005mm

- Không có các vết sướt trên bề mặt làm việc của bộ đôi

- Khe hở bộ đôi được xác định trên thiết bị thuỷ lực đo độ kín

- Khi hỏng phải thay cả cặp bộ đôi

2 Bộ đôi van cao áp và đế van:

a Van cao áp và đế van là cặp chi tiết chính xác thứ hai của bơm cao áp, có nhiệm vụ sau:

- Ngăn không cho khí thể từ buồng cháy vào xilanh bơm cao áp (nếu dùng vòiphun hở)

- Giúp quá trình cung cấp nhiên liệu được ổn định (nếu dùng vòi phun kín)

- Giảm áp và dập tắt dao động áp suất trên đường ống cao áp sau khi kết thúc cấpnhiên liệu

- Hiệu chỉnh đặc tính cung cấp tốc độ của bơm cao áp

Hình 2.5 Các dạng van cao áp.

a- Van cao áp có vành giảm áp; b-Van kiểu lá; c-Van trụ lắp lò xo chìm; d-Van hiệu chỉnh đặc tính tốc độ có vành giảm áp; e- Van hình nấm không vành giảm áp.

b Đặc điểm cấu tạo:

Diện tích lưu thông qua van fk phải đủ lớn để dòng chảy gặp cản nhỏ nhất Đốivới van hình nấm có:

fk = ( )

2

πh k d k +h k

trong đó: hk - Hành trình nâng của van

dk - Đường kính nhỏ nhất của mặt côn tỳ

ψ - Góc côn mặt tỳ; thường dùng ψ = 900

Công thức trên chỉ dùng cho các loại van hình nấm Nếu cấu tạo của van khác đithì tiết diện lưu thông nhỏ nhất không phải do mặt côn mà do phần khác của vanquyết định

3.Cơ cấu điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình.

a Kết cấu

Ống xoay 9 lắp bên ngoài xilanh 11 Phần đầu của ống xoay có một vành răng

10 Nhờ vít 2 vành răng này được bắt chặt vào ống xoay Phần đuôi ống xoay xẻthành rãnh chữ nhật, ngạnh chữ thập trên đuôi pittông được kẹp trong rãnh này Vaiống xoay tỳ lên đĩa trên của lò xo 3, nhờ đó ống xoay được giữ lại trong thân bơm.Đĩa dưới 4 của lò xo tỳ lên mặt đầu của đuôi pittông Mặt dưới cùng của đuôi

pittông tựa lên vít điều chỉnh 5 của con đội 6 Vành răng 10 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 ống xoay 9 và pittông 12

Hình 2.6: Kết cấu cụm chi tiết của bơm Bosch.

1- Thanh răng; 2- Vít kẹp; 3- Lò xo; 4- Đĩa dưới; 5- Vít điều chỉnh; 6- Con đội; 7- Con lăn; 8 - Trục cam; 9 - Ống xoay; 10 - Vành răng; 11- Xilanh bơm cao áp;

12- Pittông bơm cao áp; 13- Van cao áp; 14- Đế van cao áp.

b Nguyên lý làm việc:

Trong bơm cao áp điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho chu trình bằng vanpittông, muốn tăng hoặc giảm lượng nhiên liệu cấp cho chu trình cần phải xoaypittông Khi xoay pittông sẽ làm thay đổi vị trí tương đối giữa gờ xả của pittông và

lỗ xả của xilanh Qua đó sẽ làm thay đổi thời điểm bắt đầu phun nhiên liệu hay kếtthúc phun nhiên liệu Tức là thay đổi hành trình có ích của pittông, do đó thay đổilượng nhiên liệu cấp cho chu trình

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

2.2.4 Bơm phân phối (bơm cao áp kiểu phân phối)

13 12

11 10

5

14 15 16 17 18

2

Hình 2.7 Hệ thống nhiên liệu dùng bơm DPA.

1-Thùng nhiên liệu; 2-Ống hồi dầu; 3,9-Bơm chuyển dầu; 4-Bình lọc dầu; 5- Lỗ gây cản; 6- Ống dầu thừa; 7- Van tiết lưu; 8-Van điều chỉnh áp suất tự động; 10- Tay điều khiển; 11- Van điều khiển nạp dầu; 12- Lỗ phân phối; 13- Vòi phun; 14-Lỗ dầu vào; 15- Con đội con lăn; 16- Pittông cao áp; 17- Rôto; 18- Bánh cam trong.

Bơm phân phối là loại bơm chỉ dùng một hoặc hai cặp pittông - xilanh đồngthời dùng cách phân phối và định lượng thích hợp để đưa nhiên liệu cao áp tới cácxilanh So với bơm bộ, ưu điểm của bơm phân phối là: Nhỏ, nhẹ, ít ồn (Hình 2.7)giới thiệu hệ thống nhiên liệu dùng bơm phân phối DPA của công ty C.A.V (Mỹ).Rôto 17 được dẫn động từ trục khuỷu động cơ Phần dưới rôto có một lỗ trụ chínhxác bên trong lắp hai pittông 16 tạo nên hai cặp pittông xilanh bơm cao áp Khi rôtoquay, nhờ tác dụng của bánh cam trong 18 và qua con đội con lăn đẩy pittông 16 đivào thực hiện hành trình bơm Sau khi con đội con lăn qua đỉnh cam, dưới tác dụng

lực ly tâm của bản thân và lực do áp suất dầu đi vào xilanh nên hai pittông 16 chạytheo hướng ly tâm thực hiện nạp nhiên liệu.

Phần giữa của rôto có các lỗ nạp 14 (hình 2.7), số lượng lỗ này bằng số xilanhđộng cơ Khi một trong các lỗ nạp 14 trùng với lỗ thông trên đường đưa dầu vào thìnhiên liệu qua van điều khiển 11 nạp vào xilanh bơm Rôto quay tiếp, lỗ nạp 14được đóng kín, sau đó vấu cam đẩy pittông 16 đi vào thực hiện hành trình bơm, lúc

ấy một trong các lỗ thoát 12 ở phần trên của rôto (hình2.7) trùng với đường thôngđưa nhiên liệu cao áp tới một vòi phun cấp cho xilanh động cơ Tiếp theo lỗ nạp 14lại thông với đường nhiên liệu của van điều khiển 11 để bắt đầu một chu trình côngtác mới cấp nhiên liệu cho một vòi phun khác

2.3 VÒI PHUN

Vòi phun thường được lắp trên nắp xilanh, dùng để phun tơi nhiên liệu vàobuồng cháy động cơ Vòi phun dùng trên động cơ điêzen được chia làm hai loại:Vòi phun kín và vòi phun hở

2.3.1 Cấu tạo

1 Vòi phun hở: Là một miệng phun có một hoặc ba lỗ phun, lắp ổ đầu đường

nhiên liệu cao áp Số lượng, đường kính, vị trí và phương hướng của các lỗ phunphải phù hợp với dạng buồng cháy và tình hình lưu động của môi chất trong buồngcháy để nhiên liệu phun vào được phân bố đều trong không gian này Vòi phun hở(hình 2.8a) gồm: Thân 1, miệng phun 3 và êcu tròng 2 Do không có van ngăn dòngchảy ngược nên quá trình cấp nhiên liệu dễ bị nhiễu Do dao động áp suất trên

đường nhiên liệu cao áp giữa hai lần phun liên tiếp, một phần nhiên liệu có thể bịchèn khỏi vòi phun và nhường chỗ cho khí nóng từ xilanh đi vào; Thời gian đầu vàcuối mỗi lần phun, áp suất nhiên liệu thường thấp nên khó phun tơi, sau khi phunnhiên liệu thường vẫn tiếp tục rỉ gây kết cốc miệng lỗ phun Những nhược điểm trêngây ảnh hưởng xấu tới chất lượng phun tơi nhiên liệu, làm giảm công suất và hiệusuất động cơ, tạo nhiều muội than ở miệng lỗ phun và trong buồng cháy, vì vậyngày nay ít dùng.

a, b, c, d,

Hình 2.8 Các dạng vòi phun

a, Hở; b, Kín tiêu chuẩn; c, Kín có van; d, Có chốt trên đầu kim; 1- Thân; 2,7- Êcu tròng; 3 - Miệng phun; 4 - Lỗ phun; 5 - Đế kim; 6,22 - Kim; 8- Chốt; 9- Đũa đẩy; 10- Đĩa lò xo; 11- Lò xo; 12- Cốc; 13- Vít điều chỉnh; 14- Êcu hãm; 15- Đầu nối; 16- Chụp; 17- Lưới lọc; 18- Thân vòi phun; 19- Đường nhiên

liệu; 20- Thân kim; 21- Đầu phun;

2 Vòi phun kín: Vòi phun kín tiêu chuẩn, vòi phun kín có chốt trên mũi kim và

vòi phun kín dùng van

Vòi phun kín tiêu chuẩn (hình 2.8 b) có hai mặt tiết lưu: một thay đổi tiết diện tại

đế tỳ mặt côn của kim và một không thay đổi tiết diện tại lỗ phun Phần cấu tạo củavòi phun kín tiêu chuẩn có: Thân kim 20 và van kim 6 là cặp chi tiết chính xác đượcchọn lắp với khe hở phần dẫn hướng khoảng 2 ÷3µm Mặt côn 5 của kim tỳ lên đế

côn của thân dùng để đóng mở đường thông của nhiên liệu từ đường thông cao ápđến các lỗ phun 4 Với đường kính khoảng 0,34mm, các lỗ phun được phân bố đều

21 22

xung quanh và tạo góc nghiêng 750 so với đường tâm kim Êcu tròng 7 bắt chặt thânkim 20 vào thân vòi phun 18 với hai chốt định vị Hai mặt tiếp xúc của thân kim vàthân vòi phun được mài bóng, bao kín cho đường nhiên liệu 8 và 19, cốc 12 với vítđiều chỉnh 13 và êcu hãm 14 được vặn chặt vào đầu trên của thân vòi phun Lò xo

11, qua đĩa 10 và đũa đẩy 9 ép kim 6 tỳ lên đế Phía trên cốc 12 có chụp bảo vệ 16,trên đó có lỗ ren 15 nối với đường dầu hồi Vít điều chỉnh 13 và êcu hãm 14 dùng

để điều chỉnh áp suất nhiên liệu bắt đầu nâng kim và khoá chặt vít ở vị trí điềuchỉnh tốt Miệng vào vòi phun có lưới lọc 17

2.3.2 Nguyên tắc hoạt động

Nhiên liệu từ đường cao áp qua lưới lọc 17, đường 19 vào không gian phía trên

đế côn của kim phun Áp suất nhiên liệu tác dụng lên mặt côn của kim tạo ra lựcchống lại lực ép của lò xo 11 Khi lực trên thắng lực lò xo, kim phun sẽ được đẩylên mở đường thông và bắt đầu phun nhiên liệu Áp suất nhiên liệu, đảm bảo đẩy

mở kim phun và bắt đầu phun nhiên liệu được gọi là áp suất nâng kim phun Vớivòi phun kín tiêu chuẩn áp suất trên vào khoảng 15 ÷25 Mpa Trong quá trình phun

áp suất nhiên liệu có thể đạt tới 100Mpa Độ nâng kim được hạn chế bằng khe hởgiữa mặt trên của kim và mặt dưới của thân vòi phun khi kim đóng kín, vào khoảng0,3 ÷0,5mm Nếu lớn quá dễ gây hỏng đế van (do va đập) Vòi phun kín tiêu chuẩn

được sử dụng rộng rãi trên các loại động cơ điêzen buồng cháy thống nhất

-Vòi phun kín có chốt trên kim (hình 2.8d) Thân kim phun 21 có một lỗ phunlớn đường kính từ 0,8 - 2mm Mũi kim có một chốt dài nhô ra ngoài lỗ khoảng 0,4

- 0,5mm Ở trạng thái mở, lỗ phun và chốt của kim tạo nên một khe hở hình vànhkhuyên rộng khoảng 0,1÷0,2mm Tia nhiên liệu qua lỗ phun này có dạng côn rỗng,

mà đỉnh côn đặt tại miệng ra của lỗ phun Góc côn của tia nhiên liệu phụ thuộc góccôn của đầu chốt kim và độ nâng của kim Góc côn của chốt biến động trong mộtphạm vi rộng (từ - 100 đến 50- 600) Tương tự vòi phun tiêu chuẩn, độ nâng của kimđược giới hạn từ 0,3÷0,5mm Vòi phun kín có chốt trên kim được sử dụng rộng rãi

trên các động cơ có buồng cháy ngăn cách (buồng cháy dự bị và buồng cháy xoáylốc) Do dòng nhiên liệu qua lỗ phun có mức chảy rối lớn nên nhiên liệu được xé tơitốt với áp suất phun không lớn (áp suất nâng kim phun khoảng 8÷13 Mpa), trên

thực tế miệng vòi phun không có hiện tượng kết cốc nên không cần đặt lọc ở miệngvào của vòi phun.

- Vòi phun kín dùng van (hình 2.8c) Tương tự như vòi phun kín tiêu chuẩn, cóhai mặt tiết lưu: Một mặt không đổi tiết diện tại lỗ phun và một mặt thay đổi tiếtdiện tại đế van Điểm khác cơ bản so vơí vòi phun kín tiêu chuẩn là van mở cùngchiều so với dòng nhiên liệu, nhờ đó có thể dùng lò xo yếu Vì áp suất môi chất từphía buồng cháy của động cơ cũng có tác dụng ép van tỳ lên đế van Miệng vòiphun kín dùng van có thể có một hoặc vài ba lỗ phun Đặc điểm cơ bản của loại nàylà: Kích thước nhỏ, cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo

Hình 2.9a Kiểu vòi phun

a,b Vòi phun kín có kim; c,d Vòi phun kín có chốt.

Hình2.9b Kiểu vòi phun

a- Vòi phun kín có van; b- Vòi phun kín có kim; c,d- Vòi phun kín có chốt.

2.4 BƠM CHUYỂN NHIÊN LIỆU

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 bầu lọc và để tạo điều kiện nạp nhưnhau cho các tổ bơm

Trong động cơ điêzen thường sử dụng các bơm chuyển nhiên liệu kiểu pittông,kiểu bánh răng hoặc kiểu phiến gạt Những bơm ấy có thể được trục cam hoặc trụckhuỷu của động cơ dẫn động Trong các loại bơm cao áp vạn năng người ta đặt bơmchuyển nhiên liệu ngay trên thân bơm cao áp, trong trường hợp này bánh cam hoặcbánh lệch tâm trên trục cam của bơm cao áp trực tiếp dẫn động bơm chuyển nhiênliệu Trong động cơ tàu thuỷ và động cơ tĩnh tại, người ta còn dùng các bơm chuyểnnhiên liệu độc lập không phụ thuộc vào dẫn động của động cơ

Hình 2.10 Cấu tạo của bơm chuyển nhiên liệu kiểu pittông.

1- Van đẩy; 2- Bơm tay; 3-Van hút; 4-Con đội; 5- Rãnh hình vành khăn;

6-Pittông; 7- Đường dẫn nhiên liệu lọt; 8- Lò xo.

Lưu lượng của bơm chuyển nhiên liệu tối thiểu phải lớn hơn lượng nhiên liệucực đại cung cấp cho động cơ khoảng 2 ÷3,5 lần để giữ cho bơm cao áp làm việc

ổn định ngay khi các bầu lọc bị ghét bẩn, gây sức cản lớn Nhiên liệu thừa trongkhông 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 đểgiữ áp suất nhiên liệu trong bơm cao áp luôn đạt tới một giá trị yêu cầu.

Thông thường bơm chuyển nhiên liệu có thể tạo ra áp suất từ 0,15÷0,2 MN/m2

Pitttông 6 được dẫn động bằng trục cam của bơm cao áp thông qua con đội 4,vận động ngược lại của pittông là do lò xo 8 điều khiển Khi pittông chuyển dịchtheo lực tác dụng của lò xo (sơ đồ I hình 2.11), nhiên liệu qua van hút 3 đi vàokhông gian chứa lò xo cuả bơm, lúc ấy trong không gian phía con đội, nhiên liệuđược bơm vào đường ống dẫn tới bầu lọc Khi pittông dịch chuyển theo lực đẩy trêncon đội (sơ đồ II hình 2.11) thì nhiên liệu từ không gian chứa lò xo chỉ có một phần

đi vào không gian phía con đội, vì trong không gian này còn có con đội 4 nên khôngthể chứa hết số nhiên liệu từ không gian lò xo đẩy ra, số nhiên liệu dôi ra sẽ đi tớibầu lọc

Trong trường hợp không có nhiên liệu tuần hoàn trong hệ thống áp suất thấp thìlượng nhiên liệu do bơm chuyển nhiên liệu cấp phải bằng nhiên liệu phun vào động

cơ Lúc ấy vận động của pittông do lực lò xo tạo ra sẽ ngừng lại ngay sau khi ápsuất nhiên liệu trên đường dẫn tới bầu lọc và tới không gian phía con đội, tạo ra lựcđẩy trên pittông cân bằng với lực đẩy của lò xo Như vậy lượng nhiên liệu cung cấpcho động cơ được điều chỉnh tự động qua sự thay đổi hành trình có ích của pittông

Hình 2.11 Sơ đồ công tác của bơm chuyển nhiên liệu kiểu pittông.

1- Van đẩy; 3- Van hút; 4- Con đội; 6- Pittông; 8- Lò xo.

Rãnh hình vành khăn trên mặt dẫn hướng con đội qua đường 7 được ăn thôngvới không gian hút của bơm, nhờ đó tránh cho nhiên liệu không rò vào thân bơmcao áp làm loãng dầu bôi trơn Trên bơm chuyển nhiên liệu còn có một bơm tay 2dùng để bơm nhiên liệu chứa đầy hệ thống trước khi khởi động động cơ

Bơm chuyển nhiên liệu kiểu pittông giới thiệu trên không thể tạo ra áp suất lớnhơn áp suất của lực lò xo tác dụng lên diện tích pittông Vì vậy trong hệ thống tuầnhoàn áp suất thấp van xả nhiên liệu trở về thùng chứa phải được điều chỉnh tới ápsuất tương đối thấp, nếu không sẽ không có nhiên liệu tuần hoàn.

2.5 BẦU LỌC NHIÊN LIỆU

Bầu lọc nhiên liệu dùng trong động cơ điêzen là sản phẩm đã được tiêu chuẩnhoá Khi thiết kế hệ thống nhiên liệu cần phải chọn khả năng thông qua của bầu lọcbằng khoảng hai lần số lượng nhiên liệu đi qua bầu lọc

Hình 2.12 Bầu lọc thô nhiên liệu.

1- Cốc; 2 -Phiến kim loại; 3 - Nắp; 4 - Đầu nối ống ra; 5 - Đầu nối ống vào; 6- Gujông; 7-Ống dẫn; 8-Lõi lục lăng; 9- Lõi lọc; 10- Phiến tròn; 11-Phiến hình sao.

Hiện nay các loại động cơ điêzen đều dùng biện pháp lọc nối tiếp tức là chonhiên liệu lọc qua một vài bầu lọc nối tiếp nhau Bầu lọc thô được đặt trên đường từthùng chứa đến bơm chuyển nhiên liệu Còn bầu lọc tinh đặt giữa bơm chuyển

nhiên liệu đến bơm cao áp Ngoài hai bầu lọc trên, nhiều động cơ còn cho nhiên liệuqua bầu lọc phụ đặt trên đường ống cao áp (gọi là bộ lọc cao áp).

Trên hình 2.12 giới thiệu bầu lọc thô Lõi lọc là một chồng phiến kim loại mỏng,phiến tròn và phiến hình sao xếp xen kẽ nhau Phiến tròn dày 0,15mm, xung quanh

có 6 lỗ ô van Phiến đệm hình sao dày 0,07mm, do đó trên lõi lọc tạo ra các khe hở0,07mm Nhiên liệu vào bầu lọc sẽ được lọc qua các khe hở này Chiều cao củachồng phiến lọc (lõi lọc) phụ thuộc vào lưu lượng nhiên liệu qua lọc

9 10

7

8

6 5

1

12 11 20

3

2

4

Hình 2.13 Bầu lọc tinh nhiên liệu.

1- Gujông; 2- Lưới lọc; 3- Bao lụa; 4- Ống dẫn; 5,8- Đầu nối ống; 6- Êcu; 7- Nắp;

9,10- Phiến lọc; 11- Vỏ cốc lọc; 12- Nút xả cặn bẩn.

Lọc nhiên liệu tức là cho nhiên liệu đi qua vật liệu lọc đặc biệt, đi qua những lỗnhỏ trên lưới lọc hoặc qua các khe hở giữa các phiến lọc Người ta thường dùngsợi vải, giấy, da hoặc vật liệu hấp thụ đặc biệt làm vật liệu lọc Phải thường xuyênrửa hoặc thay lõi lọc trong các bầu lọc Thời gian quy định để rửa hoặc thay lõi lọcphụ thuộc vào mức độ bẩn của nhiên liệu và số bề mặt của lõi lọc Trên động cơ tàuthuỷ và động cơ tĩnh tại thường sử dụng bầu lọc kép Như vậy có thể khoá bất kỳmột trong hai lõi của bình lọc, nhờ đó có thể tiến hành rửa lọc trong lúc một tronghai lõi của bầu lọc vẫn hoạt động

Trên hình 2.13 giới thiệu một bầu lọc tinh nhiên liệu Bầu lọc này gồm có vỏ 11,lõi lọc và nắp 7 Người ta dùng gujông 1 và các êcu 6 để bắt chặt cốc, lõi và nắp lọcvới nhau.

Lõi lọc gồm có lưới kim loại 2, bao lụa 3 và 15 phiến lọc 10, 9 miếng làm bằngsợi bông Tám phiến lọc mỏng 9 làm bằng sợi bông mịn hơn Các phiến dày vàmỏng lắp xen kẽ nhau và đều lồng ra ngoài lưới kim loại và bao lụa

Trên nắp 7 có ba lỗ ren dùng để lắp đầu nối ống nhiên liệu và nút xả khí Phíadưới nắp có ống 4 nối thông không gian A chứa nhiên liệu đã được lọc sạch với đầunối ống nhiên liệu đi ra 5 Mặt khác ống 4 còn ngăn cản không cho không khí tậptrung dưới đáy lọc lọt vào không gian dẫn nhiên liệu đi ra Nhiên liệu qua đầu nối 8

đi vào bầu lọc từ phía ngoài lõi lọc thấm qua các phiến sợi bông, bao lụa và lưới lọc

để vào không gian bên trong sau đó đi tới đầu nối ống ra 5

2.6 ỐNG NHIÊN LIỆU.

Giữa các bộ phận trong hệ thống nhiên liệu, được nối với nhau bằng các ống cao

áp và các ống áp suất thấp

* Các ống phải thoả mãn những yêu cầu sau:

Sức cản thuỷ lực trong ống nhỏ, giữ kín tốt kể cả khi áp suất nhiên liệu tới 100÷

120MN/m2, dưới tác dụng của dao động và của phụ tải đột ngột ống không bị nứt

vỡ Ống cao áp làm bằng thép 10 hoặc thép 20, đường kính trong biến động từ 2÷

10mm Đường kính trong của ống cao áp phụ thuộc vào đường kính pittông bơmcao áp hoặc tốc độ của nhiên liệu Khi chọn đường kính trong của ống cao áp phảichú ý giữ cho dung tích nhiên liệu chứa trong đường cao áp là nhỏ nhất Hiện naytốc độ của nhiên liệu trong đường ống cao áp thường là 60÷80m/s

Chỗ nối ống phải làm thành đầu nối tháo được, nhưng cũng phải làm chắc chắnkhông để rò nhiên liệu khi áp suất lớn Đầu nối ống cao áp có thể là đầu côn chồn

và êcu bao (hình 2.14a,b) cũng có thể là đầu côn hàn và êcu bao (hình 2.14c), hoặcêcu tỳ (hình 2.14d) Hầu hết các đường ống cao áp, đường kính ngoài nhỏ hơn10mm đều dùng côn chồn, còn các đường ống mà đường kính ngoài lớn hơn 10mmđều dùng đầu côn hàn

Các đường dẫn nhiên liệu áp suất thấp làm bằng đồng đỏ hoặc thép Người tachọn đường kính của ống nhiên liệu áp suất thấp theo tiết diện lưu thông tiêu chuẩncủa các đầu nối trên bầu lọc và trên bơm chuyển nhiên liệu.

Hình 2.14 Cấu tạo đường ống cao áp.

a,b Đầu côn chồn; c,d Đầu côn hàn

3.KHẢO SÁT HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ D6AC

3.1.GIỚI THIỆU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ D6AC.

*Các thông số kỹ thuật cơ bản của hệ thống nhiên liệu động cơ D6AC.

Góc phun sớm: 150

Bơm nhiên liệu: Bosch, PE-P

Áp suất mở van cao áp: 255kg/cm2

Khoảng cách phun: 600 ± 30’

Bộ điều tốc: RFD

Bơm chuyển vận: KE

Bộ phận điều chỉnh phun sớm: SPG

Vòi phun: DLLA

Áp suất mở vòi phun: 220KG/cm2

Sức tiêu hao nhiên liệu: 310 g/kwh

Hệ thống nhiên liệu của động cơ D6AC có nhiệm vụ cung cấp cho động cơ hoạtđộng trong khoảng thời gian quy định, lọc sạch nước và các tạp chất cơ học lẫntrong nhiên liệu Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xilanh theo đúng trình tựlàm việc của động cơ (1-5-3-6-2-4)

Để đảm bảo được các chức năng trên thì bầu lọc, bơm cấp nhiên liệu, và các bộphận của hệ thống đều phải hoạt động tốt

Đối với hệ thống nhiên liệu của động cơ Huyndai D6AC thì dùng loại bơm cao

áp PE, vòi phun kín tiêu chuẩn và bơm chuyển vận kiểu 1 pittông đơn giản Còn vềlọc nhiên liệu động cơ Huyndai D6AC sử dụng hai bầu lọc là bầu lọc thô và bầu lọctinh Bầu lọc thô dựa trên lực ly tâm và trọng lượng riêng của các chất bẩn để lọcnước và các chất bẩn có kích thước lớn và được làm bằng nhựa Còn bầu lọc tinh sửdụng hai lõi lọc là một lớp lõi lọc ở trong làm bằng thép có các lỗ nhỏ để nhiên liệu

đi qua, lõi lọc ngoài cùng làm bằng giấy để lọc các tạp chất có kích thước rất nhỏ

3.2.ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ D6AC 3.2.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ D6AC.

1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu:

Hình.3.1:Sơ đồ hệ thống nhiên liệu

1- Thùng chứa; 2- Nắp thùng dầu; 3- Lọc thô; 4- Đường dầu thừa; 5- Buồng đốt động cơ; 6- Vòi phun; 7- Bơm tay; 8- Bầu lọc tinh; 9- Bộ điều tốc bơm cao áp;

10- Bơm thấp áp.

2 Nguyên lý làm việc:

Nhiên liệu được đưa từ thùng chứa 1 vào bình lọc thô 3 nhờ bơm chuyển vận

10 với áp suất 20kg/cm2, rồi nhiên liệu tiếp tục được đưa đến bầu lọc tinh 8 sau đóvào bơm cao áp Nhiên liệu được bơm cao áp đẩy vào đường ống cao áp đến vòiphun 6 để phun vào buồng cháy 5 của động cơ với áp suất (210- 220)kg/cm2

Nhiên liệu dư trong bơm cao áp và vòi phun 6 sẽ theo đường hồi 4 nhiên liệu trở

Bơm cao áp có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu cho xilanh động cơ đảm bảo:

- Nhiên liệu có áp suất cao, tạo chênh áp lớn trước và sau lỗ phun

- Cung cấp nhiên liệu đúng thời điểm và theo quy luật mong muốn.

- Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xilanh của động cơ

- Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi lượng nhiên liệu cấp cho chu trình phù hợpvới chế độ làm việc của động cơ

2 Kết cấu:

Phần chính của bơm là cặp bộ đôi chính xác pittông - xilanh bơm cao áp, lắpkhít nhau Pittông 6 được cam đẩy lên qua con đội và vít điều chỉnh Pittông đixuống nhờ lò xo và đĩa lò xo Ngạnh chữ thập ở phần đuôi pittông được ngàm trongrãnh dọc của ống xoay Vành răng được bắt chặt trên đầu ống xoay, ăn khớp vớithanh răng Phần đầu pittông xẻ một rãnh nghiêng, không gian bên dưới rãnh

nghiêng thông với không gian phía trên đỉnh pittông là nhờ rãnh dọc

3 Nguyên lý làm việc:

Khi pittông đi xuống nhờ lực đẩy của lò xo 4, van cao áp 5 đóng kín, nhờ độchân không được tạo ra trong không gian phía trên pittông 8 Khi pittông 8 đi ngangqua cửa hút và xả thì nhiên liệu được nạp đầy vào không gian này cho tới khipittông 8 nằm ở vị trí thấp nhất

Khi trục cam 18 quay nâng con đội 12 đẩy pittông 8 đi lên, lúc đầu nhiên liệu bịđẩy qua các lỗ hút và xả đi ra ngoài khi pittông 8 đi qua và che kín lỗ xả và hút thìnhiên liệu ở trên không gian đỉnh pittông bị nén lại làm tăng áp suất nhiên liệu phíatrên đỉnh pittông 8, khi áp suất nhiên liệu trên đỉnh pittông lên đến 260kg/cm2 thì

áp suất này thắng lực đẩy lò xo 4 của van giảm áp thì van cao áp 5 được đẩy mởnhiên liệu đi vào đường ống cao áp 1 đến vòi phun Do có sự chênh áp lớn giữatrước và sau vòi phun nên nhiên liệu được phun vào động cơ bằng những tia nhỏ.Quá trình cung cấp nhiên liệu được tiếp diễn cho tới khi rãnh nghiêng 9 trên đầupittông trùng với lỗ xả (thời điểm kết thúc cung cấp nhiên liệu) vào thời điểm đónhiên liệu trên không gian đỉnh pittông theo rãnh nghiêng 9 thoát qua lỗ xả ra ngoàikhiến áp suất trên đỉnh pittông giảm đột ngột và van cao áp 5 được đóng lại dưới tácdụng của lò xo 4 bơm cao áp

Quá trình cung cấp nhiên liệu của bơm cao áp cứ lặp đi lặp lại cho đến khi động

cơ không hoạt động nữa

45 25.34

15.647

8.48

46.76 29.36

22 21 20

Hình 3.2 Kết cấu bơm cao áp

1- Đường dầu đến vòi phun; 2- Đầu ống nối; 3- Ống dẫn hướng; 4- Lò xo van thoát nhiên liệu; 5- Van giảm áp; 6- Đế van; 7- Xilanh; 8-Pittông ; 9- Rãnh dầu; 10- Lò xo; 11- Chắn đỡ lò xo; 12- Con đội; 13- Bu lông điều chỉnh; 14- Con lăn; 15- Trục con lăn; 16- Phớt chắn dầu; 17- Ổ bi; 18- Vỏ bơm; 19- Ổ lăn; 20- Vấu

cam; 21- Nắp; 22- Vít chống xoay.

3.2.2.1.1 Bộ đôi pittông và xilanh bơm cao áp

Khi quay cam, con lăn lăn trên prôfin cam, lúc đó dưới tác dụng của cam và của

lò xo bơm cao áp, con đội 22 và pittông bơm cao áp thực hiện vận động tịnh tiến lênxuống Trong thời gian pittông đi xuống, van cao áp đóng kín nên tạo ra độ chân

không không gian phía trên pittông Khi gờ phía trên của piston mở nạp (Hình 3.3,

sơ đồ I), thì nhiên liệu bắt đầu đi vào không gian phía trên pittông Quá trình nạpnhiên liệu vào xilanh tiếp tục cho tới khi pittông tới vị trí thấp nhất Thời gian lúcpittông từ dưới đi lên, nhiên liệu bị đẩy từ không gian phía trên pittông qua cửa nạp(sơ đồ II) đi ra Khi gờ trên của pittông đến ngang mép trên của cửa nạp thì cưả nạp

và rãnh vát bịt kín Vị trí này của pittông tương ứng với thời điểm bắt đầu quá trìnhcung cấp nhiên liệu (sơ đồ III) Nếu pittông tiếp tục đi lên khi rãnh vát của pittông

mở cửa nạp thì nhiên liệu từ không gian phía trên sẽ trở về lại cửa hút, kết thúccung cấp nhiên liệu cao áp cho vòi phun (sơ đồ IV)

Hình 3.3 Nguyên lý làm việc bộ đôi pittông, xilanh bơm cao áp

3.2.2.1.2 Van và đế van cao áp

1 Nhiệm vụ:

Trong hệ thống vòi phun kín, van cao áp có tác dụng làm ổn định quá trình cungcấp nhiên liệu Cũng cần thấy rằng đôi khi trong hệ thống nhiên liệu dùng vòi phunkín cũng không có van cao áp, trong trường hợp này không gian phía trên pittông ănthông trực tiếp với đường nhiên liệu cao áp và khi kết thúc quá trình cấp nhiên liệu,

áp suất trên đường cấp nhiên liệu cao áp và trong vòi phun đều bị giảm hết hoàntoàn, nhờ đó đảm bảo thời điểm kết thúc quá trình cấp nhiên liệu được thực hiệndứt khoát, tránh hiện tượng phun rơi (nhỏ dọt khi kết thúc phun)

Ngoài ra chức năng bình thường là đóng mở đường nhiên liệu cao áp, van cao áp

có thể còn gây được tác dụng làm giảm áp suất trên đường ống cao áp khi đã kếtthúc quá trình cấp nhiên liệu Muốn vậy van cao áp cần có thêm một vành giảm áp

2 Kết cấu.

5 4 3 2 1

Hình 3.4: Kết cấu của cụm van cao áp

1- Lò xo; 2- Vành van cao áp; 3- Thân van cao áp; 4- Vành giảm áp; 5- Phần

dẫn hướng

Là cặp chi tiết chính xác thứ hai của bơm cao áp giúp cho quá trình cung cấp

nhiên liệu được ổn định, nó bao gồm van cao áp, đế van, phần dẫn hướng, lò xo vàcác bộ phận khác

3 Nguyên lý làm việc:

Khi nhiên liệu được nén bởi pittông bơm cao áp đạt đến áp suất khoảng240kg/cm2 thì lò xo van cao áp bị nén lại và van được mở ra, nhiên liệu cấp đến vòiphun thông qua đường ống nhiên liệu cao áp Khi pittông bơm cao áp đến điểm chếttrên van tràn được mở, nhiên liệu trong buồng bơm hồi về áp suất giảm đột ngột.Lực lò xo của van cao áp thắng áp lực dưới buồng xilanh bơm, lò xo đẩy van cao áp

về lại vị trí ban đầu

Van cao áp làm cho nhiên liệu không chạy ngược lại, từ đường nhiên liệu cao áp

và duy trì một áp suất dư trong đường ống này Khoảng dịch chuyển của vành giảm

áp trong ống dẫn hướng làm giảm áp suất dòng cao áp dẫn đến khả năng ngắt nhiênliệu một cách dứt khoát của vòi phun

Mặt khác van cao áp cần có đủ tiết diện lưu thông để làm giảm sức cản đối với

sự lưu thông của nhiên liệu

3.2.2.1.3 Cơ cấu điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình

Trong bơm cao áp điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho chu trình bằng vanpittông, muốn tăng hoặc giảm lượng nhiên liệu cấp cho chu trình cần phải xoaypittông Khi xoay pittông sẽ làm thay đổi vị trí tương đối giữa gờ xả của pittông và

lỗ xả của xilanh Qua đó sẽ làm thay đổi thời điểm bắt đầu phun nhiên liệu hay kếtthúc phun nhiên liệu Tức là thay đổi hành trình có ích của pittông, do đó thay đổilượng nhiên liệu cấp cho chu trình

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

Hình 3.5 Cơ cấu điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình.

1- Thanh răng; 2- Ống xoay; 3- Pittông bơm cao áp.

* Nguyên lý hoạt động: Khi thanh răng 1 của bơm cao áp dịch chuyển tịnh tiến

theo chiều tăng hoặc giảm lượng nhiên liệu Thông qua cơ vành răng và ống xoay 2,phía dưới của ống xoay có xẻ rãnh để cho phần ngàm của đuôi pittông ăn khớp vào.Khi vành răng xoay sẽ làm cho ống xoay xoay đi một góc, kéo theo pittông cũngxoay đi một góc Khi pittông xoay sẽ làm thay đổi vị trí tương đối giữa rãnh váttrên pittông và lỗ xả nhiên liệu trên xilanh Qua đó sẽ làm thay đổi thời điểm kếtthúc phun nhiên liệu và làm thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình

3.2.2.1.4 Bộ điều tốc

1 Nhiệm vụ của bộ điều tốc là

- Duy trì vận tốc cố định cho trục khuỷu động cơ trong lúc cần gia tốc cố định

và mức tải thay đổi tăng giảm đột xuất hay liên tục

- Thoả mãn được mọi vận tốc theo yêu cầu của chế độ làm việc khác nhau

- Giới hạn được vận tốc tối đa của trục khuỷu tránh hư hỏng xảy ra

- Ngoài ra bộ điều tốc cần phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:

Phải nhạy bén, tức là phải can thiệp tức thời để ổn định vận tốc động cơ khi cóthay đổi tải trọng đột xuất Các bộ phận của bộ điều tốc phải liên kết tốt, không bịkẹt, không bị cong vênh hoặc bị mòn khuyết quá lỏng, phải được tổ chức bôi trơntốt

Phải đủ mạnh, đủ lực thắng được sức cản cơ khí của các đòn bẩy và hệ thốngtruyền động Nếu tính vững mạnh không tốt động cơ sẽ bị nhồi, không ổn định vậntốc mỗi khi tải trọng thay đổi

2 Kết cấu

Trong động cơ D6AC sử dụng bộ điều tốc cơ năng, tác dụng nhờ lực ly tâm Với

bộ điều tốc cơ năng này về kết cấu có thể chia làm hai bộ phận chính là:

Bộ phận cân đo tốc độ: gồm cơ cấu truyền chuyển động và các quả văng

Bộ điều chỉnh nhiên liệu gồm:

- Ống trượt lắp trên trục dẫn hướng

- Cần đẩy một đầu lắp trên ống trượt và một đầu gắn với thanh răng bơm cao áp

để điều chỉnh lượng dầu phun ra của bơm

- Cần điều khiển tốc độ để thay đổi lực lò xo

Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bộ điều tốc

1- Thanh răng bơm cao áp; 2- Lò xo; 3- Cần L; 4- Tay đòn; 5- chốt; 6- Bộ hạn

chế; 7- Con trượt; 8- Trục di động; 9- Quả đối trọng.

3 Nguyên lý làm việc

Bộ điều tốc của động cơ D6AC hoạt động dựa theo nguyên lý sau:

- Khi vận tốc trục khuỷu tăng, lực ly tâm mạnh đẩy hai quả tạ bung ra, kéo cần

L điều khiển thanh răng bớt nhiên liệu

- Khi vận tốc trục khuỷu giảm, lực ly tâm yếu, lò xo điều tốc ấn hai quả tạ cúpvào kéo thanh răng về phía tăng ga

- Khi ta đẩy cần gia tốc qua phải, thanh răng sẽ dịch chuyển theo chiều tăngnhiên liệu Khi dịch qua trái sẽ giảm bớt nhiên liệu

3.2.2.1.5 Bộ phận điều chỉnh phun sớm

1 Nhiệm vụ:

Để sử dụng động cơ điêzen một cách tinh tế hơn phải cần thay điểm phun để hợpvới số vòng quay Bộ phận điều chỉnh phun tự động có chức năng này Khớp tựđộng phun sớm nhiên liệu có nhiệm vụ thay đổi thời điểm bắt đầu cung cấp nhiênliệu vào xilanh của động cơ tuỳ thuộc vào số vòng quay của trục khuỷu

2 Kết cấu