Thiết kế chế tạo thiết bị kiểm tra áp suất bơm cao áp kim phun

Cùng với sự phát triển không ngừng của Khoa học kỹ thuật, các công nghệ mới được ra đời một cách chóng mặt, bên cạnh đó thực tế nước ta vẫn còn sử dụng h u hết các thiết bị cũ nhập về ho

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

_

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ KIỂM TRA ÁP SUẤT

BƠM CAO ÁP-KIM PHUN

GVHD : Huỳnh Trọng Chương SVTH : Lê Nhật Hiếu

MSSV : 56131410

56136059

Khánh Hòa – 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ KIỂM TRA ÁP SUẤT

BƠM CAO ÁP-KIM PHUN

GVHD : Huỳnh Trọng Chương SVTH : Lê Nhật Hiếu

MSSV : 56131410

56136059

Khánh Hòa - 2018

Căn cứ Quyết định số 17/2014/VBHN-BGD-ĐT ngày 15/04/2014 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục

và Đào tạo ban hành Quy chế đào tạo đại học và cao đẳng hệ chính quy theo hệ thống tín chỉ;

Căn cứ Quyết định số 612/2009/QĐ-ĐHNT ngày 29/4/2009 của Hiệu trưởng trường Đại học Nha Trang ban hành Quy định đào tạo đại học và cao đẳng hệ chính quy theo hệ thống tín chỉ tại Trường Đại học Nha Trang;

Căn cứ Quyết định 74/2012/QĐ-ĐHNT ngày 07/2/2012 về việc sửa đổi, bổ sung một số điều của Quy định đào tạo đại học và cao đẳng hệ chính quy theo hệ thống tín chỉ ban hành theo Quyết định

số 612/2009/QĐ-ĐHNT ngày 29/4/2009 của Hiệu trưởng Trường Đại học Nha Trang;

Căn cứ Quy định đào tạo đại học và cao đẳng hệ chính quy theo hệ thống tín chỉ của trường Đại học Nha Trang, ban hành kèm theo Quyết định số 197/QĐ-ĐHNT ngày 28 tháng 02 năm 2013 của Hiệu trưởng trường Đại học Nha Trang;

Căn cứ Quyết định số 1204/QĐ-ĐHNT ngày 20/9/2012 của Hiệu trưởng trường Đại học Nha Trang ban hành Quy định quản lý, tổ chức đào tạo trình độ đại học và cao đẳng hệ chính quy theo hệ thống tín chỉ tại Trường Đại học Nha Trang;

Xét đề nghị của Trưởng Phòng Đào tạo và Trưởng Khoa Kỹ thuật Giao thông;

Khoá: 56 Ngành/Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Ô tô

Thực hiện đồ án tốt nghiệp: “Thiết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra áp suất bơm cao áp – kim

phun”

Nội dung thực hiện:

1 Kết cấu và nguyên lý hoạt động của bơm cao áp – kim phun

2 Thiết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra áp suất bơm cao áp – kim phun

3 Kết quả thử nghiệm

4 Kết luận

Nơi thực hiện: Nha Trang

Thời gian thực hiện: Từ ngày 12/03/2018 đến ngày 23/6/2018

Nộp báo cáo đồ án trước ngày: 14/07/2018 cho Bộ môn Kỹ thuật Ô tô

Điều 2 Giảng viên ThS Huỳnh Trọng Chương hướng dẫn sinh viên thực hiện đồ án tốt

nghiệp theo Quy chế của Bộ Giáo dục & Đào tạo và Hướng dẫn thực hiện Quy chế của Trường

Trưởng Bộ môn Kỹ thuật Ô tô định kỳ báo cáo Trưởng khoa việc thực hiện công tác tốt nghiệp của sinh viên và giảng viên hướng dẫn được giao quản lý

Sinh viên Nguyễn Hoàng Trung và Lê Nhật Hiếu có trách nhiệm chấp hành đúng Quy chế

của Bộ Giáo dục & Đào tạo, Quy định của Trường và nơi thực tập trong quá trình làm công tác tốt nghiệp, hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian quy định

Điều 3 Sinh viên có tên trong Điều 1, Giảng viên hướng dẫn và Trưởng bộ môn có tên trong

Điều 2 chịu trách nhiệm thi hành Quyết định này./

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Tên đề tài: “Thiết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra áp suất bơm cao áp – kim

phun”

Giảng viên hướng dẫn: Ths Huỳnh Trọng Chương

Sinh viên được hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Trung MSSV: 56136059

Kiểm tra giữa tiến độ của Trưởng Bộ môn

Ngày kiềm tra:

Điểm hình thức:…./10 Điểm nội dung:…./10 Điểm tổng kết:…./10

Đồng ý cho sinh viên: Được bảo vệ: Không được bảo vệ:

Khánh Hòa, ngày…….tháng…….năm………

Cán bộ hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

PHIẾU CHẤM ĐIỂM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho cán bộ chấm phản biện)

2 Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện đồ án: (Sĩ số trong nhóm: 2)

(1) Nguyễn Hoàng Trung MSSV: 56136059

- Nội dung:

Điểm hình thức:…/10 Điểm nội dung:…/10 Điểm tổng kết:…/10

Đồng ý cho sinh viên: Được bảo vệ: Không được bảo vệ:

Khánh Hòa, ngày…….tháng………năm………

Cán bộ chấm phản biện (Ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

2 Tên đề tài:

“Thiết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra áp suất bơm cao áp – kim phun”

3 Họ tên sinh viên thực hiện:

(1) Nguyễn Hoàng Trung MSSV: 56136059

4 Ph n đánh giá và cho điểm của thành viên Hội đồng (theo thang điểm 10)

a) Hình thức, bố cục bài báo cáo (sạch, đẹp, cân đối giữa các ph n,… ……… b) Nội dung bản báo cáo (thể hiện mục tiêu, kết quả,… ………

c Trình bày (đ y đủ, ngắn gọn, lưu loát, không quá thời gian… ………

đ Trả lời các câu hỏi của thành viên hội đồng (đúng/sai ………

Điểm trung bình của các cột điểm trên:……./10 (làm tròn đến 1 số lẻ)

Cán bộ chấm điểm (Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Để có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân

thành đến Th y THS HUỲNH TRỌNG CHƯƠNG đã dành thời gian quý

báu, tận tình giúp đỡ, góp ý và chỉ bảo những thiếu xót cho chúng em trong suốt thời gian thực hiện

Cảm ơn cơ sở chuyên cung cấp thiết bị thủy lực - khí nén Lập Xuân( 82 Sinh Trung – Nha Trang – Khánh Hòa đã hỗ trợ chúng em trong thời gian thực nghiệm đồ án

Cuối cùng, nhóm chúng em xin gửi đến Th y cô lời chúc sức khỏe, hạnh phúc và thành công trong công tác giảng dạy và nghiên cứu khoa học

Em Xin chân thành cảm ơn

Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Hoàng Trung

Lê Nhật Hiếu

vi

MỤC LỤC

QUYẾT ĐỊNH iii

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP iv

PHIẾU CHẤM ĐIỂM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP v

PHIẾU CHẤM CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ ĐỒ ÁN vi

LỜI CẢM ƠN vii

MỤC LỤC vi

DANH MỤC HÌNH ix

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 KẾT CẤU, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM CÁO ÁP – KIM PHUN 2

1.1 Công dụng bơm cao áp, kim phun 2

1.1.1 Công dụng bơm cao áp 2

1.1.2 Công dụng kim phun 2

1.2 Kết cấu và nguyên lý hoạt động của bơm cao áp 2

1.2.1 Bơm cao áp PF 2

1.2.1.1 Kết cấu bơm cao áp PF 3

1.2.1.2 Nguyên lý hoạt động 6

I.2.2 Bơm cao áp PE 7

I.2.2.1 Kết cấu bơm cao áp PE 7

1.2.2.2 Nguyên lý hoạt động 8

1.2.3 Bơm cao áp VE 8

1.2.3.2 Nguyên lý hoạt động 14

1.3 Kết cấu và nguyên lý hoạt động kim – bơm liên hợp 16

I.3.1 Kim – bơm liên hợp GM 16

1.3.1.1 Kết cấu kim - bơm liên hợp GM 16

1.3.1.2 Nguyên lý hoạt động 19

vii

1.3.2 Kim - bơm liên hợp Cummins: 20

1.3.2.1 Kết cấu kim - bơm liên hợp Cummins 20

1.3.2.2 Nguyên lý hoạt động 21

1.4 Kim phun 21

1.4.1 Kết cấu kim phun 21

1.4.2 Nguyên lý hoạt động 22

1.5 Hệ thống EDC 24

CHƯƠNG II THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ KIỂM TRA ÁP SUẤT BƠM CAO ÁP – KIM PHUN 27

2.1 Áp suất bơm cao áp – kim phun 27

2.2 Áp suất bơm cao áp – kim phun 28

2.2.1 Hệ thống “tạo áp suất thủy lực” 28

2.2.1.1 Thiết bị tạo áp suất thủy lực 28

2.2.1.2 Hệ thống “tạo áp suất thủy lực” 33

2.2.2 Hệ thống “định áp suất suất nhiên liệu” 34

2.2.2.1 Thiết bị “Định áp suất thủy lực” 34

2.2.2.2 Hệ thống “định áp suất thủy lực” 36

2.2.3 Hệ thống “ngừng gia tăng áp suất nhiên liệu” 36

2.2.3.1 Thiết bị trong hệ thống “ngừng gia tăng áp suất nhiên liệu” 36

2.2.3.2 Hệ thống “ngừng gia tăng áp suất nhiên liệu” 41

2.3 Thiết kế, chế tạo thiết bị 42

2.3.1 Thiết kế khung giá đỡ 42

2.3.2 Chế tạo khung giá đỡ 44

2.3.3 Chế tạo giá đỡ gắn liên kết các chi tiết trên mô hình 48

2.3.4 Thiết kế mạch điều khiển và lập lập trình vi xử lý 50

2.3.5 Thiết bị kiểm tra hoàn thành 67

CHƯƠNG 3 THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ 69

viii

3.1 Mục đích thử nghiệm 69

3.2 Nội dung thử nghiệm 69

3.3 Quy trình kiểm tra áp suất bơm cao áp – kim phun 71

3.3.1 Kiểm tra áp suất bơm cao áp 71

3.3.1.1 Bơm cao áp PF, PE 71

3.3.1.2 Bơm cao áp VE 71

3.3.2 Kiểm tra áp suất kim phun 72

3.4 Một số lưu ý khi sử dụng thiết bị 72

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 74

4.1 Kết luận 74

4.2 Đề xuất 74

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

ix

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Hình dáng bơm cao áp PF 2

Hình 1.2 Kết cấu bơm cao áp PF 3

Hình 1.3 Kết cấu van thoát cao áp 4

Hình 1.4 Nguyên lý làm việc van cao áp 5

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý hoạt động bơm cao áp PF 6

Hình 1.6 Kết cấu tổng quát bơm PE 7

Hình 1.7 Kết cấu của một ph n tử bơm cao áp PE 8

Hình 1.8 Sơ đồ kết cấu bơm cao áp phân phối VE loại cơ khí 9

Hình 1.9 Kết cấu bơm chuyển nhiên liệu 9

Hình 1.10 Đường d u hồi 11

Hình 1.11 Kết cấu và nguyên lý làm việc van điện từ 11

Hình 1.12 Kết cấu đ u phân phối 12

Hình 1.13 Kết cấu đầu cao áp 13

Hình 1.14 Kết cấu piston phân phối 14

Hình 1.15 Sơ đồ nguyên lý làm việc BCA phân phối VE 15

Hình 1.16A Quá trình hút nhiên liệu 16

Hình 1.16B Quá trình nén và cung cấp nhiên liệu 16

Hình 1.16C Quá trình kết thúc cung cấp nhiên liệu 16

Hình 1.17 Kết cấu kim - bơm liên hợp GM 17

Hình 1.18 Sơ đồ kết cấu kim – bơm liên hợp Cummins 20

Hình 1.19 Kết cấu kim phun 22

Hình 1.20 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của kim phun 23

Hình 2.1 Sơ đồ kết cấu bơm thủy lực kiểu bánh răng 28

Hình 2.2 Hình dáng bơm thủy lực 29

Hình 2.3 Sơ đồ kết cấu bơm thủy lực 29

Hình 2.4 Thùng chứa d u 30

x

Hình 2.5 Lọc nhiên liệu 31

Hình 2.6 Mặt trên lọc nhiên liệu 31

Hình 2.7 Hình dáng động cơ điện được chọn 32

Hình 2.8 Hình dáng van một chiều 33

Hình 2.9 Sơ đồ kết cấu van một chiều 33

Hình 2.10 Sơ đồ khớp nối 33

Hình 2.11 Sơ đồ hệ thống tạo áp suất thủy lực 34

Hình 2.12 Van tiết lưu điều chỉnh được lưu lượng 35

Hình 2.13 Sơ đồ kí hiệu van tiết lưu điều chỉnh được lưu lượng 35

Hình 2.14 Hình dáng đồng hồ đo áp suất nhiên liệu 35

Hình 2.15 Sơ đồ hệ thống “định áp suất thủy lực” 36

Hình 2.16 Van điện từ 37

Hình 2.17 Sơ đồ kí hiệu van điện từ 37

Hình 2.18 Hình dáng cảm biến áp suất 38

Hình 2.19 Bo mạch Arduino Uno R3 38

Hình 2.20 Hình dáng màn hình LCD KeyPad Shield 39

Hình 2.21 màn hình LCD KeyPad Shield gắn trực tiếp trên Bo mạch Arduino Uno R3 39

Hình 2.22 Bộ relay 2 kênh 40

Hình 2.23 Relay 40A 40

Hình 2.24 Nguồn điện 12V- 10A 41

Hình 2.25 Sơ đồ hệ thống “ngừng gia tăng áp suất nhiên liệu” 41

Hình 2.26 Bố trí thiết bị trên mặt bằng 42

Hình 2.27 Bố trí thiết bị trên mặt đứng 43

Hình 2.28 Khung giá đỡ bằng 45

Hình 2.29 Khung giá đỡ đứng 46

Hình 2.30 Hai khung giá đỡ kết hợp 47

xi

Hình 2.31 Khung giá đỡ dự kiến chế tạo 47

Hình 2.32 Giá đỡ chữ L có rãnh chạy 48

Hình 2.33 Bố trí giá đỡ chữ L trên khung giá đỡ mặt chiếu bằng 48

Hình 2.34 Giá đỡ bơm cao áp 49

Hình 2.35 Giá đỡ chữ V 49

Hình 2.36 Sơ đồ mạch điện nhận tín hiệu cảm biến 50

Hình 2.37 mạch điều khiển van điện từ và cảnh báo nguy hiểm 51

Hình 2.38 Mạch điều khiển động cơ điện 52

Hình 2.39 Giao diện ph n mềm Arduino IDE 53

Hình 2.40 Thiết bị kiểm tra hoàn thành 68

Hình 3.1 Kiểm tra aptomat 69

Hình 3.2 Thay ống d u đ u ra 69

Hình 3.3 Đường d u về khi không còn bọt khí 70

Hình 3.4 Điều chỉnh van tiết lưu 70

Hình 3.5 Nhập giá trị áp suất c n đo 70

Hình 3.6 Nhập thời gian giữ áp 70

1

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, nước ta đang trên đà phát triển, thực hiện tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Đặc biệt lĩnh vực về Công nghệ ô tô được đưa lên hàng đ u, bởi

vì đây là ngành có thể kéo theo các ngành công nghiệp phụ trợ khác phát triển theo giúp đẩy mạnh được công cuộc phát triển kinh tế - xã hội của đất nước đang đề ra Cùng với sự phát triển không ngừng của Khoa học kỹ thuật, các công nghệ mới được

ra đời một cách chóng mặt, bên cạnh đó thực tế nước ta vẫn còn sử dụng h u hết các thiết bị cũ nhập về hoặc cải hoán và sử dụng lại như: Động cơ, bơm cao áp, kim phun, các bơm trợ lực… nên có thể không đảm bảo được chất lượng cũng như quá trình làm việc làm ảnh hưởng đến năng suất cũng như môi trường xung quanh

Với mục đích cũng cố kiến thức cơ bản đã được học, nâng cao kiến thức và kỹ năng chuyên ngành để ứng dụng vào thực tế trên, chúng em đã chọn và được Bộ môn

Kỹ thuật ô tô, khoa Kỹ thuật giao thông giao đồ án tốt nghiệp với nội dung:

“ Thiết kế , chế tạo hệ thống kiểm tra áp suất bơm cao áp – kim phun”

Nội dung đồ án bao gồm các nội dung chính sau:

1 Kết cấu và nguyên lý hoạt động của bơm cao áp – kim phun

2.Thiết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra áp suất bơm cao áp – kim phun

3 Kết quả thí nghiệm

4 Kết luận

Trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, chúng em đã cố gắng tìm kiếm tài liệu, tiếp cận thực tế để gia công, chế tạo mô hình Do kiến thức và kinh nhiệm bản thân còn hạn chế lại thêm thời gian ngắn nên trong quá trình thực hiện đề tài không tránh khỏi những thiếu sót Chúng em kính mong Quí Th y góp ý, chỉ bảo để đề tài đạt chất lượng tốt nhất

Nhóm sinh viên thực hiện

Nguyễn Hoàng Trung

Lê Nhật Hiếu

2

CHƯƠNG 1 KẾT CẤU, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM CÁO ÁP –

KIM PHUN

1.1 Công dụng bơm cao áp, kim phun

1.1.1 Công dụng bơm cao áp

Bơm cao áp dùng trên động cơ diesel có nhiều loại hình dáng, nguyên tắc làm việc khác nhau tùy theo hệ thống nhiên liệu nhưng có các công dụng chung:

+ Tiếp nhận nhiên liệu đã lọc sạch từ thùng chứa đưa đến

+ Ấn định lượng nhiên liệu đưa đến kim phun, phun vào động cơ

+ Ép nhiên liệu đến áp lực cao trước khi đưa đến kim phun (trừ bơm Cummins + Đưa nhiên liệu đến kim phun đúng thời điểm để phun vào lòng xy lanh

1.1.2 Công dụng kim phun

Kim phun nhiên liệu lắp ở nắp quy lát động cơ có nhiệm vụ phun nhiên liệu vào buồng đốt của động cơ dưới dạng sương mù, phân bố đều nhiên liệu trong toàn bộ thể tích buồng đốt Ngăn ngừa tia nhiên liệu trực tiếp va chạm vào thành xy lanh và đỉnh piston Phối hợp với dạng đặt biệt của buồng đốt để hơi nhiên liệu hòa trộn với không khí có áp suất và nhiệt độ cao tạo thành một hỗn hợp tự bốc cháy có khả năng cung cấp cho động cơ một công suất lớn và suất tiêu hao nhiên liệu ít nhất

1.2 Kết cấu và nguyên lý hoạt động của bơm cao áp

1.2.1 Bơm cao áp PF

Bơm cao áp được thể hiện trên hình 1.1 là bơm cao áp loại đơn

Hình 1.1 Hình dáng bơm cao áp PF

3

1.2.1.1 Kết cấu bơm cao áp PF

Hình 1.2 Kết cấu bơm cao áp PF

A: ráp đứng B: ráp bên hông 1.Thân bơm; 2 Ống dầu đến; 3 Vít xả gió; 4 Vít chặn

xy lanh; 5 Piston; 6 Xy lanh; 7 Vòng răng; 8 Thanh răng; 9 Lò xo; 10 Chụp đệm đẩy; 11 Lỗ xem dấu cân bơm; 12 Van cao áp; 13 Lò xo van; 14 Ốc lục giác; 15

Ống cao áp

Một bơm cao áp PF gồm có các bộ phận sau:

Một vỏ bơm được đúc bằng thép hay hợp kim nhôm trên đó có dự trù bệ bắt bơm (bắt đứng hay bên hông) phía ngoài xung quanh có dự trù các lỗ để bắt ống d u vào, vít xả gió, vít chặn xy lanh, lỗ để xỏ thanh rang, lỗ để trông đệm đẩy khi cân bơm

Bên trong vỏ bơm có chứa bộ xy lanh, piston là bộ phận chính để ép và định phân nhiên liệu Ngoài piston là một khâu rang để điều khiển piston xoay nhờ một thanh rang, piston bơm luôn được đẩy xuống dưới nhờ một lò xo, hai đ u lò xo có chén chặn, tất cả được đậy lại bởi một đệm đẩy và khóa lại bên trong vỏ bơm nhờ một khoen chặn

Xy lanh bơm cao áp

Xy lanh bơm cao áp làm nhiệm vụ dẫn hướng cho piston longio chuyển động Trên thành xy lanh có các lỗ dùng để nạp và thoát nhiên liệu trong quá trình bơm hoạt động Xy lanh có hai loại: Loại có hai lỗ đối xứng và loại có hai lỗ không đối xứng

4

Piston bơm cao áp

Piston bơm cao áp gồm có ba ph n: đ u piston, thân piston và đuôi piston

- Đầu piston

Đ u của piston bơm cao áp có có xẻ rãnh đứng và rãnh xiên để tăng, giảm lượng nhiên liệu cung cấp của bơm Cả hai rãnh này thông với rãnh ngang giữa thân piston bơm

cấp cho động cơ, vận tốc trục khuỷu động cơ giảm hay tăng lên

Van thoát cao áp

Kết cấu van thoát cao áp như hình 1.3

Van cao áp có kết cấu đặc biệt: Bề mặt côn (3 được đóng kín với đế van, ph n trụ giảm tải hay piston (2), thân van (1) dẫn hướng cho van dịch chuyển theo một phương nhất định, rãnh dọc là đường dẫn nhiên liệu có áp suất cao Bề mặt làm việc của các chi tiết được gia công với độ chính xác rất cao, đảm bảo độ cứng và độ bóng

bề mặt

Hình 1.3 Kết cấu van thoát cao áp

a Van thoát cao áp; b Bệ van

1.Thân van; 2.Vành giảm áp; 3.Mặt côn; 4.Vành tiếp xúc bệ côn; 5 Mặt trụ; 6 Ống

dẫn

5

Van thoát cao áp lắp ở phía trên bơm cao áp có nhiệm vụ bắt đ u cung cấp nhiên liệu kịp thời, kết thúc cung cấp nhiên liệu dứt khoát tránh hiện tượng phun rớt nhiên liệu

Nguyên lý làm việc:

Khi chưa làm việc thì mặt côn luôn được đóng kín với đế van do lực lò xo và áp suất d u dư trong đường ống cap áp, nó làm việc cùng thời gian đối với xy lanhbơm chia từ hành trình bắt đ u cung cấp đến hành trình kết thúc cung cấp nhiên liệu Hành trình cung cấp nhiên liệu, d u có áp suất cao theo rãnh dọc tác dụng vào ph n trụ giảm tải và thắng được sức căng lò xo sẽ đẩy van đi lên Khi hết khoảng chạy giữa đế van và

ph n trụ giảm tải, van mở cho nhiên liệu vào đường ống cao áp đến kim phun Sau đó khi đạt tới áp suất mở kim phun thì việc phun nhiên liệu vào xy lanhđộng cơ sẽ xảy ra

Hành trình cắt và chấm dứt việc phun nhiên liệu (khi van tràn điều chỉnh mở cửa cắt nhiên liệu trên piston chia), thì áp suất d u trong khoang cao áp đ u piston piston đột ngột giảm; do lực lò xo và áp suất d u sẽ đẩy van cao áp đi xuống, đồng thời d u trong đường ống cao áp cũng bị đẩy trả lại cho tới khi mặt dưới trụ giảm tải tiếp xúc với đế van thì bị ngắt lại, van cao áp tiếp tục bị đẩy xuống tới vị trí mặt côn đóng kín hoàn toàn với đế van Như vậy để tránh cho thời điểm phun không bị trễ c n phải duy trì trong đường ống một áp suất dư nhiên liệu cho l n phun sau, áp suất này nhỏ hơn áp suất cho l n phun sau, áp suất này nhỏ hơn áp suất mở kim phun Mặt khác do sự giảm áp đột ngột trong đường ống cao nên kim phun đóng nhanh và dứt khoát với đế kim phun, kết thúc hành trình phun chính xác nên tránh được tình trạng phun rớt

Hình 1.4 Nguyên lý làm việc van cao áp

Lò xo van cao áp; 2 Van cao áp; 3 Đế van; 4 Khoảng chạy

6

1.2.1.2 Nguyên lý hoạt động

Sơ đồ nguyên lý bơm cao áp đƣợc thể hiện trong hình 1.5

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý hoạt động bơm cao áp PF

A Nạp nhiên liệu B Bơm nhiên liệu C Kết thúc bơm

Khi động cơ làm việc, lúc piston bơm xuống thấp nhất (hình 1.5 A) nhiên liệu ở xung quanh xy lanh vào xy lanh bơm bằng cả hai lỗ d u vào và ra Đến thì phun nhiên liệu, trục cam gắn ở động cơ điều khiển piston bơm đi lên ép nhiên liệu trong xy lanh Lúc piston bơm đi lên chặn 2 lỗ d u ở xy lanh thì nhiên liệu bắt đ u ép (hình 1.5 B), ta gọi là điểm khởi phun Khi áp lực d u ép tăng lên mạnh hơn áp lực của lò xo, van cao

áp mở, đƣa nhiên liệu đến kim phun để phun vào động cơ

Piston tiếp tục đi lên ép nhiên liệu đến khi lằn vạt xéo ở piston hé mở lỗ d u về,

d u tràn ra ngoài xy lanh thì phun chấm dứt, ta gọi là điểm dứt phun, piston tiếp tục đi lên cho hết khoảng chạy của nó (hình 1.5 C)

7

Nguyên lý thay đổi lưu lượng nhiên liệu bơm đi

Nguyên lý thay đổi lưu lượng nhiên liệu bơm đi của bơm PF là xê dịch thanh răng để xoay ti bơm cho rãnh xiên của nó mở sớm hay mở trễ lỗ thoát d u

- Khi ta xoay ti bơm qua trái, cạnh xiên sẽ mở trễ lỗ thoát d u, nhiên liện bơm đi nhiều, vận tốc trục khuỷu động cơ tăng

- Khi ta xoay ti bơm qua phải, cạnh xiên ti bơm sẽ mở sớm lỗ thoát, nhiên liệu bơm đi

ít, vận tốc trục khuỷu giảm

- Nếu xoay ti bơm tận cùng qua phía phải, rãnh đứng của ti bơm sẽ đối diện với lỗ thoát d u, lưu lượng nhiên liệu bơm đi lúc này là 0, ta gọi đây là vị trí cúp d u

I.2.2 Bơm cao áp PE

I.2.2.1 Kết cấu bơm cao áp PE

Hình 1.6 Kết cấu tổng quát bơm PE

Bơm cao áp PE gọi là bơm dài một dãy, cung cấp nhiên liệu cho nhiều xy lanh của động cơ Bơm có nhiều ph n 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 ti bơm Động cơ diesel có bao nhiêu xy lanh thì bơm PE của nó có bấy nhiêu ph n tử bơm Một ph n tử bơm bao gồm : Ti bơm, xy lanh bơm, vòng răng điều khiển ti bơm thay đổi lưu lượng nhiên liệu và bộ van thoát nhiên liệu cao áp Ph n trên vỏ bơm là phòng nhiên liệu thông với tất cả các xy lanh bơm Hai đ u bơm PE còn có bộ điều tốc

có cơ cấu phun d u sớm tự động, bộ điều tốc

8

Hình 1.7 giới thiệu các chi tiết của một ph n tử bơm cao áp PE Hai chi tiết chủ yếu của ph n tử bơm lắp trong vỏ bơm là piston và xy lanh bơm Piston bơm được kéo

đi xuống nhờ lò xo và được đẩy đi lên nhờ vấu cam lệch tâm ở trên trục cam bơm cao

áp Hai đ u lò xo có đế tựa lò xo ống răng được lắp khớp với ph n chữ T ở đuôi piston Piston được dẫn động xoay nhờ thanh răng ăn khớp với ống răng Bộ van thoát cao áp bao gồm van, đế van và lò xo van bố trí bên trên thân bơm

Hình 1.7 Kết cấu của một ph n tử bơm cao áp PE

A Hướng tăng lưu lượng nhiên liệu ; B Hướng giảm lưu lượng nhiên liệu

1 Van thoát cao áp; 2.Đế van; 3.Buồng cao áp ; 4 Đầu piston; 5 Xy lanh; 6 Thanh

răng điều khiển; 7 Vòng răng

1.2.2.2 Nguyên lý hoạt động

Piston bơm cao áp PE chuyển động lên xuống trong xy lanh nhờ cam lệch tâm

bố trí trên trục cam bơm dẫn động Nếu để thanh răng ở vị trí nhất định thì piston chỉ chuyển động lên xuống trong xy lanh mà không tự xoay được Nguyên tắc hoạt động của bơm cao áp PE tương tự như nguyên lý hoạt động của bơm cao áp PF

1.2.3 Bơm cao áp VE

Sơ đồ kết cấu bơm VE được trình bày trong hình 1.8

Bơm cao áp VE là loại bơm cao áp phân phối nhiên liệu áp suất cao do một xy lanh bơm thực hiện và phân phối nhiên liệu cho tất cả các xy lanh của động cơ, đảm bảo nhiên liệu phun ra được tơi sương

9

Hình 1.8 Sơ đồ kết cấu bơm cao áp phân phối VE loại cơ khí

1 Trục dẫn động; 2 Bộ định thời; 3.Lò xo hồi vị; 4 Rãnh chia nhiên liệu; 5.Van cao áp; 6 Đường dầu cao áp đến kim phun; 7.Vỏ đầu phân phối; 8.Buồng cao áp; 9 Cửa nạp nhiên liệu; 10 Piston phân phối; 11 Vành tràn;

12 Đĩa cam; 13 Vấu cam; 14 Khớp trục; 15.Bơm chuyển nhiên liệu; 16.Van

điều áp; 17 Cần ga; 18 Van điện từ

Các cơ cấu trong BCA phân phối VE

- Bơm chuyển nhiên liệu

Hình 1.9 Kết cấu bơm chuyển nhiên liệu

1.Đường dầu vào; 2, 12 Rotor; 3, 14 Stator; 4 Buồng bơm;

5, 15 Lỗ dầu ra; 6 Cửa dầu ra; 7 Lỗ bắt vít; 8, 13 Cánh gạt;

9 Thân bơm; 10 Vít; 11 Mặt bích chặn

10

Bơm chuyển nhiên liệu là loại bơm cánh gạt, được bố trí trên trục truyền chính trong thân bơm Bơm chuyển nhiên liệu gồm có rotor, stator, các cánh gạt và mặt bích chặn Dọc rotor có các rãnh để lắp 4 cánh gạt Rotor được nối với trục truyền bởi then bán nguyêt Mặt trong của stator được thiết kế lệch tâm so với rotor Mặt bích chặn được bắt vào thân bơm, phía trên có một lỗ thông với cửa ra của bơm chuyển nhiên liệu với buồng bơm Từ cửa ra của bơm chuyển được chia làm 2 đường d u, một đường vào khoang bơm, một đường đến van điều chỉnh áp suất và thông với đường

d u hồi khi van mở

Nguyên lý làm việc của bơm chuyển nhiên liệu:

Khi trục truyền động quay, rotor bơm quay theo, lực ly tâm làm 4 cánh gạt văng ra và tiếp xúc với mặt trong của stator để tạo ra 4 khoang nhiên liệu có thể tích thay đổi Tại cửa nạp thể tích khoang lớn nhất, tại cửa ra thì thể tích khoang nhỏ nhất Do vậy khi trục rotor quay sẽ tại ra độ chân không tại khoang nạp, nhiên liệu sẽ được hút vào đường nạp và được nén lại đến cửa xả (với áp suất nhất định) và theo đường xả vào khoang bơm

- Van điều áp (giống trên bơm cao áp PF)

- Đường dầu hồi

Kết cấu đường d u hổi được trình bày trong hình 1.10

Đường d u hồi được lắp vào bơm (5 bởi đ u nối (1), nhằm ổn định áp suất trong buồng bơm khi áp suất d u ở cửa ra của bơm chuyển nhiên liệu quá lớn mà van điều áp chưa kịp thoát hết lượng d u dư Mặt khác, cơ cấu còn tự động xả e khi nhiên liệu trong buồng bơm có không khí Đ u nối (1) thông với đường d u ra qua các lỗ thoát d u (6) và ống tiết lưu (4 , nó cho phép một lượng d u nhất định đi qua và trả về thùng nhiên liệu

11

Hình 1.10 Đường d u hồi

1 Đầu nối; 2 Đệm làm kín; 3 Đầu ống dầu hồi; 4 Ống tiết lưu;

5 Nắp bơm; 6 Lỗ thoát dầu

- Cơ cấu định lượng bằng van điện từ

Kết cấu van điện từ được trình bày trong hình 1.11

Hình 1.11 Kết cấu và nguyên lý làm việc van điện từ

a Van điện từ hoạt động b Van điện từ không hoạt động

1 Khóa điện; 2 Nam châm điện (phần cảm); 3 Lò xo; 4 Ti van (phần ứng);

5 Cửa nạp nhiên liệu; 6 Đường nạp nhiên liệu

Van điện từ gồm nam châm điện (ph n cảm) (2), Ti van (ph n ứng) (4) và lò xo điều khiển điện từ (3 đặt trong Ti van.Van điện từ được tắt (mở) bằng khóa điện, có tác dụng đóng (mở đường nhiên liệu từ buồng bơm vào buồng cao áp đ u piston

12

Khi mở khóa điện (1 , nam châm điện (2) sẽ hoạt động và sẽ hút Ti van (4) lên, nén lò xo (3) lại, nhiên liệu từ buồng bơm qua đường nạp (6 được cung cấp tới cửa nạp (5) Khi tắt khóa điện, nam châm điện (2) sẽ ngừng hoạt động, lò xo (3) sẽ đẩy Ti van (4 đi xuống và đóng cửa nạp (5) lại Như vậy, bơm phân phối sẽ ngừng cung cấp nhiên liệu và động cơ không làm việc được

- Cơ cấu phân phối và phun nhiên liệu

+ Đ u phân phối

Kết cấu đ u phân phối được trình bày trong hình 1.12

Hình 1.12 Kết cấu đ u phân phối

1 Trục dẫn động; 2 Giá đỡ lò xo; 3 Lò xo hồi vị piston; 4 Rãnh chia nhiên liệu

5 Van cao áp; 6 Kim phun; 7 Vỏ đầu phân phối; 8 Buồng cao áp;

9 Cửa nạp nhiên liệu ; 10 Piston phân phối; 11 Vành tràn; 12 Đĩa cam;

13 Vấu cam; 14.Khớp trục; 15 Đầu cao áp

Đ u phân phối của bơm có dạng hình khối, cùng với thân bơm, nắp bơm tạo thành buồng bơm Trên đó lắp các chi tiết, bộ phận khác như van cắt nhiên liệu, đ u cao áp, chốt dẫn hướng, lò xo hồi vị piston….Đ u phân phối được bắt chặt vào thân bơm bằng 4 bulông và vòng làm kín Bên trong đ u bơm có gia công các rãnh nhiên

Kết cấu đ u cao áp đƣợc trình bày trong hình 1.13

Hình 1.13 Kết cấu đầu cao áp Vòng đệm; 2 Đế van; 3 Van cao áp; 4 Lò xo hồi vị; 5 Thân đầu cao áp;

6 Đường dầu ra kim phun; 7 Đầu phân phối; 8 Đường dầu đến

+ Piston và xy lanh phân phối

Piston phân phối có kết cấu hình trụ bậc ph n đ u gia công có các rãnh d u vào (bằng số xy lanh động cơ Piston có 4 rãnh hút, một cửa phân phối, một cửa tràn và một rãnh cân bằng áp suất Cửa tràn và cửa phân phối đặt thẳng hàng với lỗ vào ở tâm piston

Xy lanh phân phối đƣợc ép chặt trong đ u phân phối, trên đó có gia công một lỗ thoát d u cho rãnh cân bằng, một lỗ d u vào và các cửa phân phối (bằng số xy lanh động cơ thông với các rãnh chia nhiên liệu và đ u cao áp lắp trên đ u bơm

14

Hình 1.14 Kết cấu piston phân phối

1 Rãnh hút; 2 Cửa phân phối; 3 Rãnh cân bằng áp suất; 4 Cửa tràn;

5 Đuôi piston; 6 Lỗ dọc (khoang cao áp)

1.2.3.2 Nguyên lý hoạt động

Sơ đồ nguyên lý làm việc BCA phân phối VE được trình bày trong hình 1.17

Khi bật khoá điện ON, van điện từ cắt nhiên liệu (9 được kéo vào trong, đường thông giữa thân bơm và piston mở Khi bơm chuyển vận quay, hút nhiên liệu từ thùng chứa nhiên liệu (1) theo ống d u (2) qua lọc nhiên liệu (3 đi vào thân bơm theo áp suất được điều chỉnh bởi van điều áp Piston hút nhiên liệu từ thân bơm vào buồng áp suất trong hành trình hút (dịch chuyển sang trái) và nén nhiên liệu ở mức độ cao để dẫn đến từng van phân phối trong hành trình nén (di chuyển sang phải) Sau khi qua van phân phối, nhiên liệu được đưa vào các kim phun qua các ống dẫn cao áp, từ đó nhiên liệu được phun vào các xy lanhđộng cơ Cùng lúc, các bộ phận bên trong bơm được nhiên liệu làm mát và bôi trơn Một ph n nhiên liệu quay trở về bình nhiên liệu

từ vít tràn để kiểm soát mức độ tăng nhiệt độ của nhiên liệu trong bơm.Khi muốn tắt máy thì tiến hành ngắt khóa điện thì van điện từ sẽ đóng đường nạp nhiên liệu vào khoang cao áp

15

Hình 1.15 Sơ đồ nguyên lý làm việc BCA phân phối VE

1 Thùng chứa nhiên liệu; 2 Ống dầu đến; 3 Lọc nhiên liệu; 4 Bơm VE;

5 Ống cao áp; 6 Kim phun; 7 Ống dầu hồi; 8 Bugi sấy; 9 Van điện từ

a Quá trình hút nhiên liệu

Khi piston bơm chuyển động sang trái, một trong 4 rãnh hút trên piston sẽ thẳng

hàng với cửa hút và nhiên liệu sẽ được hút vào đường bên trong piston (hình 1.16A)

b Quá trình nén và cung cấp nhiên liệu

Khi đĩa cam và piston quay, cửa hút đóng và cửa phân phối của piston sẽ thẳng hàng với một trong bốn lỗ trên nắp phân phối Khi đĩa cam lăn trên các con lăn, piston vừa quay vừa dịch chuyển sang phải, làm nhiên liệu bị nén Khi nhiên liệu bị nén đến một áp suất nhất định nó được phun ra khỏi kim phun (hình 1.16B)

c Quá trình kết thúc cung cấp nhiên liệu

Khi piston dịch chuyển thêm về phía bên phải, hai cửa tràn của piston sẽ lộ ra khỏi van định lượng và nhiên liệu dưới áp suất cao sẽ bị đẩy về buồng bơm qua các cửa tràn này Vì vậy áp suất nhiên liệu sẽ giảm đột ngột và quá trình phun kết thúc (hình 1.16C)

16

Hình 1.16A Quá trình hút nhiên liệu

1 Piston bơm; 2 Vành tràn; 3 Xy lanh phân phối; 4 Cửa hút; 5 Rãnh hút;

6 Khoang cao áp; 7 Cửa chia; 8 Cửa tràn

Hình 1.16B Quá trình nén và cung cấp nhiên liệu

Hình 1.16C Quá trình kết thúc cung cấp nhiên liệu

1.3 Kết cấu và nguyên lý hoạt động kim – bơm liên hợp

I.3.1 Kim – bơm liên hợp GM

1.3.1.1 Kết cấu kim - bơm liên hợp GM

Sơ đồ kết cấu kim – bơm liên hợp đƣợc thể hiện trên hình 1.17

17

Hình 1.17 Kết cấu kim - bơm liên hợp GM

1,19 Lò xo; 2 Ống đẩy; 3 Rãnh chứa dầu; 4 Chốt chặn ống đẩy; 5 Thân bơm;

6 Piston bơm; 7 Vành răng; 8 Ống giữ vòng răng; 9 Lỗ nạp; 10 Van tăng áp;

11 Lò xo van tăng áp; 12 Đót kim; 13 Lỗ phun dầu; 14 Van hoa mai; 15 Đế Van;

16 Lỗ thoát; 17 Thanh răng; 18 Lõi lọc

Kim - bơm liên hợp các loại cũ và mới các thành ph n kết cấu đều giống nhau, gồm có hai ph n chính là bơm và kim được gắn chung với nhau bởi một ống nối bơm

kim (Nut injector)

Ph n bơm gồm có:

- Thân bơm

Thân bơm được đúc bằng thép, trong thân bơm có gia công lỗ tạo thành những

ph n để chứa vòng răng, thanh răng, ống chặn vòng răng, phía trên mặt trong được gia công chính xác để hướng dẫn đệm đậy, phía dưới để bắt xy lanh bơm, dưới cùng có tiện ren để bắt với ống nối kim - bơm Bên hông có chứa hai lỗ lọc d u có ren trong để bắt ốc chặn gắn với lỗ d u đến và d u về

- Xy lanh và piston bơm

18

Xy lanh: luôn luôn cùng bộ với piston, mặt trong gia công thật chính xác để piston di chuyển trong đó, mặt ngoài có cửa để định vị xy lanh Trên thân có gia công hai lỗ lệch nhau để nạp và thoát nhiên liệu, 2 lỗ hình côn trong nhỏ ngoài lớn có tác dụng tiết lưu làm tăng tốc độ dòng chảy khi nhiên liệu nạp vào xy lanh Mặt trên và dưới xy lanh được mài rất chính xác

Piston: được chế tạo bằng thép gia công chính xác phía ngoài có mạ croom để chống mài mòn Khe hở lắp ghép với xy lanh rất nhỏ coi như không đáng kể, đ u trên piston có gia công 2 đường vạt xéo để phân lượng nhiên liệu Đỉnh piston gia công bóng ở giữa có khoan một lỗ nhỏ thẳng góc và ăn thông với lỗ khoan ngang ở ph n khuyết đ u piston Đuôi piston có ngàm để lắp với đệm đẩy, một ph n dưới được vạt phẳng để ăn khớp với vòng răng

- Thanh và vòng răng điều khiển piston

Cả hai đều có ghi dấu để hướng dẫn cách tháo, lúc ráp các dấu phải ăn khớp với nhau Ta có thể kiểm soát dấu này bằng cách nhìn vào rãnh khoét dọc ở trong thân bơm

- Phần kim

Đót kim (đ u kim phun): là chi tiết chịu nhiệt độ cao trực tiếp với khí chay nên được chế tạo bằng thép chịu nhiệt Đ u đót có khoan các lỗ tia từ 5-9 lỗ Đường kính khoảng 0,05-0,06mm dùng cho động cơ có buồng đốt thống nhất Hoặc chỉ có một lỗ thì dùng cho buồng đốt ngăn cách

- Xu páp thoát, lò xo, bệ tựa lò xo, ống giữ lò xo

Đây là những chi tiết nhỏ, đòi hỏi các mặt tiếp xúc có độ chính xác cao, để nhiên liệu có áp suất lớn không rò rỉ Lò xo van là loại lò xo trụ, có nhiệm vụ ép xu páp đóng kín bên trên và cho xu páp mở ra khi áp suất đủ lớn Tùy theo loại đót kim

mà áp lực lò xo khác nhau, các loại lò xo đều không điều chỉnh áp lực thoát được, phải thay mới nếu có sự sai lệch hay hư hỏng

- Tác dụng của van kiểm soát ( van 3 nhánh)

Trong quá trình làm việc của kim - bơm, lò xo xu páp tiếp xúc với nhiệt độ cao nên dễ mất tính đàn hồi, làm cho xu páp không đóng kín hoặc mụi than làm chênh xu páp Lúc đó trong buồng đốt áp suất cao sẽ qua lỗ tia phun nâng van 3 nhánh lên đóng kín bệ van phía trên không cho khí cháy đi vào giữ an toàn cho bơm

19

Hai ph n 1 và 2 trên liên kết với nhau bởi một ống nối bơm kim và vòng đệm kín

- Cơ cấu điều khiển kim - bơm

Kim - bơm liên hợp hoạt động được là nhở cơ cấu điều khiển kim - bơm gồm: cam, đệm đẩy, đũa đẩy, cò mổ và bộ điều khiển thanh răng

Tất cả cam đúc liền trên một cây cốt có số bướu cam bằng số xy lanh của động

cơ Các cơ cấu còn lại tương tự như cơ cấu điều khiển xu páp treo

Khi động cơ làm việc đến thời điểm phun d u, bướu cam điều khiển đệm đẩy đi lên qua trung gian đũa đẩy, cò mổ đi xuống ép piston đi xuống ép nhiên liệu phun vào

xy lanh Khi cam hết đội, lò xo đệm đẩy bung ra kéo piston bơm lên chờ thời điểm phun phun tiếp theo ( Ở đ u cò mổ và đũa đẩy có vít hiệu chỉnh để điều chỉnh kim - bơm)

Tất cả các thanh răng của kim - bơm được nối chung bởi một c n điều khiển,

c n này được liên hệ với c n ga liên hệ với bộ điều tốc

1.3.1.2 Nguyên lý hoạt động

- Giai đoạn nạp và vận chuyển nhiên liệu

Khi cam chưa đội, piston ở vị trí cao nhất, nhiên liệu đến kim - bơm nhờ áp lực bơm tiếp vận, theo đường d u trong thân bơm đến xy lanhbơm nơi có vòng cảng d u Nhiên liệu nạp vào xy lanh bằng cả hai lỗ, vào các khe hở rồi theo đường d u về thùng chứa D u lưu chuyển trong bơm có tác dụng làm mát, bôi trơn, sấy nóng và loại bỏ các bọt khí giúp việc định lượng d u tốt hơn

- Giai đoạn khởi phun

Khi đến thời điểm phun d u, cam đội cò mổ, đẩy piston đi xuống, lỗ d u ra ở phía dưới xy lanh đóng trước, d u tiếp tục bị đẩy ra ở lỗ d u vào phía trên, khi cạnh vạt xéo của piston vừa đóng lỗ d u phía trên, nhiên liệu bắt đ u bị ép trong xy lanh (ta gọi điểm này là điểm khởi phun)

- Giai đoạn phun và dứt phun

Piston đi xuống, ép nhiên liệu gây áp lực cao, mở xu páp thoát phun nhiên liệu vào trong xy lanh Khi cạnh ngang của piston bơm vừa hé mở lỗ d u về phía dưới xy

20

lanh, nhiên liệu sẽ theo lỗ khoan giữa tâm và lỗ ngang mà ra ngoài xy lanh bằng lỗ d u

về (ta gọi điểm này là điểm dứt phun)

Khi cam không còn đội nữa, lò xo đệm đẩy kéo piston đi lên nhiên liệu lại được nạp để chuẩn bị cho thời điểm phun tiếp theo

- Cách ấn định lưu lượng nhiên liệu:

Muốn tăng hay giảm lưu lượng nhiên liệu theo yêu c u hoạt động của động cơ,

ta chỉ c n điều khiển thanh răng cho piston xoay qua lại tùy theo vị trí lằn vạt ở piston rời lỗ d u ra vào mà lưu lượng thay đổi (nguyên tắc giống PE)

1.3.2 Kim - bơm liên hợp Cummins:

1.3.2.1 Kết cấu kim - bơm liên hợp Cummins

Hình 1.18 Sơ đồ kết cấu kim – bơm liên hợp Cummins

1 Chén dầu; 2 Ti bơm; 3 Van an toàn; 4 Bộ định lượng; 5 Van điện từ;

6 Lò xo; 7 Bộ định thời; 8 Đường dầu hồi; 9 Đường dầu vào

Bộ kim - bơm liên hợp gồm thân kim, bên trong có một ti bơm Vào cuối thì nén của động cơ, ti bơm được đẩy xuống, bơm nhiên liệu vào buồng đốt nhờ hệ thống trục cam, đũa đẩy và cò mổ Một lò xo luôn kéo ti bơm lên lúc không bị cam đội Cuối thân kim có gắn chén d u, đóng vai trò như đót kim, quanh chén d u có các lỗ xịt d u nhỏ

21

1.3.2.2 Nguyên lý hoạt động

Nạp nhiên liệu vào kim - bơm liên hợp: Trong kì nạp của động cơ, bơm nhiên liệu nạp vào bộ kim - bơm liên hợp một lượng nhiên liệu chính xác được ấn định trước tùy theo yêu c u tải trọng và vận tốc của động cơ Lượng nhiên liệu này chui qua van chặn vào trong chén d u

Sưởi nóng và làm bốc hơi nhiên liệu: Trong suốt quá trình nén của động cơ, nhiên liệu trong chén d u hấp thu nhiệt độ của khí nén, đồng thời khí nén chui qua các

lỗ xịt d u vào tán nhỏ nhiên liệu Nhờ vậy nhiên liệu được bốc hơi và sưởi nóng trước rất tốt

Bơm nhiên liệu vào buồng đốt: Vào cuối thì ép, đúng điểm phun d u sớm, cò

mổ đẩy ti bơm xuống, phun nhiên liệu đã bốc hơi vào buồng đốt, tại đây nhiên liệu cháy trọn vẹn tạo ra thì nổ sinh công

Dứt bơm: Quá trình bơm nhiên liệu chấm dứt khi ti bơm đi xuống hết khoảng chạy của nó

1.4 Kim phun

1.4.1 Kết cấu kim phun

Sơ đồ kết cấu kim phun được trình bày trong hình 1.19

Kim phun này được dùng trong hệ thống nhiên liệu cá nhân và phân phối áp lực cao được kết cấu như hình vẽ gồm có:

Một thân kim trên đó có dự trù một lỗ bắt ống d u đến, d u về ( đôi lúc có ốc xả gió , đường dẫn d u đến đ u kim Trong thân có chứa cây đẩy, lò xo, phía trên lò xo

có đai ốc ( hoặc vít để hiệu chỉnh sức nén của lò xo, trên cùng là chụp đậy đai ốc hiệu chỉnh ( tùy theo loại kim mà ống d u về có thể bố trí ở thân kim hay trên đ u chụp đậy)

Một đ u kim được nối liền với thân kim nhờ một khâu nối Trong đót kim có đường d u cao áp đến, phòng chứa d u cao áp, van kim dưới cùng là lỗ phun nhiên liệu ( lỗ tia luôn luôn đóng lại nhờ cây kim

22

Hình 1.19 Kết cấu kim phun

1 Lỗ phun; 2 Đế kim; 3 Kim; 4 Êcu tròng; 5 Chốt; 6 Đũa đẩy; 7 Đĩa lò xo; 8

Lò xo; 9 Cốc; 10 Vít điều chỉnh; 11 Êcu hãm; 12 Đầu nối; 13 Chụp; 14 Lưới lọc;

15 Thân kim phun; 16 Đường nhiên liệu; 17 Thân kim

23

đè van đóng kín các lỗ tia (hình1.20a) Khi bơm cao áp cung cấp nhiên liệu, áp suất nhiên liệu tang tác dụng vào mặt côn lớn của cây kim, áp suất này tăng d n đến khi lớn hơn lực nén lò xo, nhấc kim lên mở các lỗ tia phun nhiên liệu vào buồng đốt (Hình 1.20b)

Đến khi dứt phun, áp suất nhiên liệu giảm nhỏ hơn sức ép lò xo Kim đóng kín các lỗ tia trên bệ đót, ngăn không cho nhiên liệu phun ra Động nâng của kim từ 0,3-1,1 mm và được khống chế bới mặt lắp ghép giữa đót kim và thân kim

Một ph n nhỏ nhiên liệu sẽ rò rỉ qua khe hở giữa van kim và đót kim lên trên theo đường ống d u trở về thùng chứa, lượng d u này rất c n thiết để làm trơn và làm mát kim khi di chuyển trong đót

Áp suất nhiên liệu có thể điều chỉnh được bằng vít điều chỉnh trên lò xo hoặc thay đổi miếng chêm nếu không có vít điều chỉnh Nếu tăng áp suất nén lò xo thì tăng

áp suất phun và ngược lại Áp suất lò xo tăng thì tia nhiên liệu càng dài và càng sương nhưng không thể tăng áp suất lớn được vì còn phụ thuộc vào tình trạng bơm cao áp và dạng buồng đốt

Hình 1.20 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của kim phun

a Tạo áp suất cao trong bơm

Để tạo đƣợc áp suất cao trong bơm cao áp thì phải có sự kín khít, đối với:

- Bơm đơn PF hay bơm tổ hợp PE đều giống nhau và sự kín khít đƣợc thể hiện trên cặp piston – xylanh (hình 1.21)

Hình 1.21 Vị trí kín khít trên bơm cao áp PF

- Bơm VE đều giống nhau và sự kín khít đƣợc thể hiện nhƣ hình 1.22

25

Hình 1.22 Vị trí kín khít trên bơm cao áp VE

A Piston – ông trượt 11; B Piston – Xylanh bơm; C Van solenoid

b Chuẩn bị áp suất quy định trên đường ống – sau bơm cao áp

Để chuẩn bị áp suất quy định trên đường ống – sau bơm cao áp thì phải có sự kín khít của van cao áp, vị trí nó trên:

- Bơm cao áp PF hay PE được thể hiện trên hình 1.23

Hình 1.23 Vị trí kín khít (C) giữa van cao áp – bệ van

26

- Bơm cao áp VE đƣợc thể hiện trên hình 1.24

Hình 1.24 Vị trí kín khít (D) giữa van cao áp – bệ van

1.6.3 Kim phun cao áp diesel

Độ kín khít trong kim phun đƣợc thể hiện trên hình 1.25

Hình 1.25 Vị trí kín khít (A) giữa Ti kim – xylanh

27

CHƯƠNG II THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ KIỂM TRA ÁP SUẤT BƠM

CAO ÁP – KIM PHUN

2.1 Áp suất bơm cao áp – kim phun

Áp suất trong bơm cao áp và kim phun đạt chuẩn cho phép nhờ vào độ kín khít của cặp đôi piston – xy lanh; ngoài ra áp suất phía sau van triệt hồi đặt ở ngỏ ra trên xy lanh cũng phải ở mức quy định

a Yêu cầu về áp suất

Thời gian cho phép của bộ đôi piston - xy lanh và van triệt hồi trong bơm cao

áp hay bộ đôi piston - xy lanh kim phun phải nằm trong giới hạn cho phép

b Phương pháp tiến hành kiểm tra thời gian giảm áp bơm cao áp – kim phun

Kiểm tra thời gian “độ kín khít thủy lực” của bộ đội piston – xy lanh trong bơm cao áp, như sau:

Phương pháp che kín cửa nạp nhiên liệu trong xy lanh

- Khi kéo thanh điều khiển đến vị trí cấp nhiên liệu là lớn nhất;

- Quay trục cam cho cam không đội hoàn toàn;

- Hiệu chỉnh (nới bulông trên con đội để nâng piston lên ½ hành trình có ích rồi hãm lại

Phương pháp kiểm tra thời gian giảm áp suất trong bộ đôi piston – Xy lanh

Tiếp tục sau khi hãm lại

- Thực hiện bơm nhiên liệu vào không gian xy lanh trên đ u piston đến áp suất (180 – 200) kG/cm2 rồi dừng lại;

- Chờ cho áp suất giảm xuống đến 180kG/cm2, đồng thời bấm đồng hồ đo thời gian;

- Thời gian cho phép đối với bộ đôi còn sử dụng được thường (5 - 25)s

Lưu ý: Tiêu chuẩn thời gian giảm áp suất phụ thuộc vào từng loại bơm cao áp

Việc kiểm tra độ kín khít thủy lực của bộ đôi trong kim phun hay van triệt hồi

cũng được thực hiện tương tự như thử bộ đôi của bơm cao áp

c Những đặc tính (điểm) cần cho thiết bị

Thiết bị phải có hệ thống tạo áp để nén được nhiên liệu đến áp suất c n thiết để kiểm tra bơm cao áp và kim phun