Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel

Mạch hạ áp: Là mạch dầu từ thùng chứa nhiên liệu được đưa đến bơm cao áp mạch hạ áp gồm các chi tiết sau: - Thùng chứa nhiên liệu 1, lọc sơ cấp hay lọc thô 2, lọc thứ cấp hay lọc tinh4

Mục lục

MỤC LỤC

CHƯƠNG I : HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL

I SƠ ĐỒ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

1 Mạch hạ áp :

2 Mạch cao áp :

3 Mạch dầu về :

II NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU :

2 Lọc nhiên liệu :

3 Bơm tiếp vận nhiên liệu :

4 Kim phun nhiên liệu :

V BUỒNG ĐỐT TRONG ĐỘNG CƠ DIESEL

1 Buồng đốt thống nhất :

2 Buồng đốt ngăn cách

Mục lục

CHƯƠNG II : HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU BƠM PF

I KHÁI NIỆM VỀ BƠM CAO ÁP :

1.1 Công dụng và phân loại tổng quát :

1.2 Các phương pháp ấn định lưu lượng nhiên liệu của bơm cao áp :

II - BƠM CAO ÁP CÁ NHÂN PF :

2.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu PF :

2.2 Công dụng của bơm PF.

2.3 Cấu tạo bơm PF

2.4 Nguyên lý vận chuyển

2.5 Đặc điểm của bơm cao áp PF

2.6 Tháo ráp sửa chữa bơm cao áp PF

2.7 Cân đồng lượng bơm cao áp PF

2.8 Cân bơm cao áp vào động cơ

Mục lục

CHƯƠNG III : HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU BƠM CAO ÁP PE

III NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG IV PHUN DẦU SỚM TỰ ĐỘNG TRÊN PE V ĐẶC ĐIỂM BƠM CAO ÁP PE VI THÁO RÃ BƠM PE VII KIỂM TRA SỬA CHỮA BƠM CAO ÁP PE VIII RÁP BƠM CAO ÁP PE IX CÂN GÓC ĐỘ PHUN DẦU BƠM CAO ÁP PE X CÂN LƯU LƯỢNG BƠM CAO ÁP PE XI CÂN BƠM CAO ÁP PE VÀO ĐỘNG CƠ

IV BỘ ĐIỀU TỐC CƠ KHÍ 1

Nguyên lý cấu tạo 2 Nguyên lý làm

việc V BỘ ĐIỀU TỐC ÁP THẤP

1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc

2 Nguyên lý vận chuyển

3 Điều chỉnh bộ tiết chế tốc độ loại áp thấp

VI BỘ ĐIỀU TỐC NHIỀU CHẾ ĐỘ

1 Cấu tạo 2 Hoạt động

II KẾT CẤU BƠM KIM LIÊN HỢP GM.

III NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM KIM G M.

IV CÁC KÍ HIỆU ĐƯỢC GHI TRÊN BƠM KIM GM.

V THÁO LẮP.

VI KIỂM TRA SỬA CHỮA BƠM KIM GM.

A Kiểm tra bơm kim liên hợp GM.

B Sửa chữa bơm kim liên hợp GM.

VII CÂN BƠM KIM GM VÀO ĐỘNG CƠ VÀ ĐI ỀU CHỈNH.

Mục lục

CHƯƠNG I : HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ

DIESEL

I SƠ ĐỒ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU:

9

8

1 2

5 10

3

Hình 1 -1 : Hệ thống nhiên liệu trên

động cơ diezel

1 Thùng

chứa

2 Lọc sơ cấp

4 Lọc thứ cấp

5 Bơm cao áp

6 Ống cao áp

7 Kim Phun

8 Ống dầu về

9 Van điều áp

Mục lục

Hệ thống nhiên liệu được diễn tả ở hình vẽ gồm 3

mạch nhiên liệu chính là:

1 Mạch hạ áp:

Là mạch dầu từ thùng chứa nhiên liệu được đưa đến bơm cao áp mạch hạ áp gồm các chi tiết sau:

- Thùng chứa nhiên liệu (1), lọc sơ cấp hay lọc thô (2),

lọc thứ cấp hay lọc tinh(4)

- Bơm tiếp vận nhiên liệu

- Và các đường ống dẫn nhiên liệu áp lực thấp

- Mạch hạ áp phải đảm bảo cung cấp một lượng

nhiên liệu (v) và áp suất (p) nhất định ứng với từng chế độ làm việc của động cơ

2 Mạch cao áp:

Là mạch dầu từ bơm cao áp đến kim phun, mạch cao

áp gồm các chi tiết sau:

- Bơm cao áp hay heo dầu (5)

- Kim phun nhiên liệu hay béc dầu (7)

- Và các ống dẫn nhiên liệu áp lực cao (6)

- Mạch cao áp phải đảm bảo cung cấp nhiên liệu có áp lực cao và phun đúng thời điểm công tác của động cơ

3 Mạch dầu về :

Là mạch dầu từ bơm cao áp và kim phun trở về

thùng chứa Khi kim phun nhiên liệu vào buồng đốt, sẽ có một lượng nhiên liệu rò rỉ theo khe hở giữa van kim và đót kim đi lên buồng lò xo và trở về thùng chứa

Mục lục

Nếu áp lực nhiên liệu phía sau bơm tiếp vận lớn hơn áp

lực của van điều áp, nhiên liệu từ mạch dầu hạ áp tràn

qua van điều áp để trở về thùng chứa

Mạch trở về gồm các chi tiết sau :

- Van điều áp để giới hạn nhiên liệu tiếp vận (9)

- Và các đường ống nhiên liệu dư trở về (8)

II NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG

NHIÊN LIỆU4 :

7

1 10

11

9 6

8

12

5

2 3

Hình 1 -2 : Hệ thống nhiên liệu van an toàn lắp ở lọc thứ cấp

1 Thùng chứa

2 Lọc sơ cấp

3 Bơm tiếp vận

4 Lọc thứ cấp

5 Bơm cao áp

6 Ống cao áp

7 Ống dầu về

8 Van an toàn

9 Bơm tay

10 Lưới lọc

11 Bộ điều tốc

12 Ốc xả gió

Mục lục

- Khi động cơ hoạt động bơm tiếp vận hút nhiên liệu từ thùng chứa qua lọc thô và lọc tinh nhiên liệu được lọc sạch những tạp chất và nước sau đó được đưa đến bơm cao áp Van an toàn có nhiệm vụ giới hạn áp lực vào bơm cao áp, van này có nhiệm vụ giới hạn áp lực nhiên liệu vào bơm cao áp Nếu áp lực quá lớn thì van này mở ra và nhiên liệu tràn qua van trở về thùng

chứa Nhiên liệu sau khi qua lọc tinh đến bơm cao áp,

được nén lên áp lực cao nhờ xy lanh và piston của bơm nhiên liệu

- Sau đó nhiên liệu được đưa đến các mạch dầu cao áp và đến kim phun phù hợp với thứ tự công tác

của động cơ Nhiên liệu được phun vào xy lanh của

động cơ đúng thời điểm Một số nhiên liệu xuyên qua khe hở của van kim và đót kim và theo mạch dầu trở về thùng chứa

- Trong tất cả các hệ thống nhiên liệu, tuyệt đối

không được lộn không khí vào trong nhiêu liệu vì bọt

khí sẽ làm áp lực dầu khong tăng cao được Vì thế trên các hệ thống nhiên liệu bố trí một bơm tay và một vít xả gió Để xả gió cho động cơ khi cần thiết

Mục lục

III NHIỆM VỤ VÀ YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU:

- Lượng nhiên liệu cung cấp phải đúng theo yêu cầu

cần thiết của mỗi chu trình và có thể điều chỉnh theo phụ tải bên ngoài

- Lượng nhiên liệu phun vào các xy lanh của động cơ

phải như nhau

- Nhiên liệu cung cấp phải đúng thời điểm không sớm quá hay muộn quá Nếu phun sớm thì lúc đó áp suất khí nén còn thấp và nhiệt độ chưa cao nên nhiên liệu bắt lửa chậm một phần nhiên liệu sẽ bám vào thành xi

lanh hoặc đỉnh piston gây lãng phí nhiên liệu, đồng thời khi động cơ hoạt động áp lực khí cháy sẽ tăng nhanh khi piston chưa lên đến tử điểm thượng nên công suất của động cơ sẽ bị giảm và dễ gây hư hỏng Ngược lại nếu phun quá trễ thì nhiên liệu cháy không hết gây lãng phí nhiên liệu, ô nhiễm và làm giảm công suất động cơ

- Lúc bắt đầu phun và kết thúc phun nhiên liệu phải được phun dứt khoát để tránh hiện tượng nhiên liệu nhỏ giọt

- Phun hết lượng nhiên liệu quy định trong thời gian phun

- Nhiên liệu phải được phun sương và phân tán đều

trong thể tích buồng cháy, gây nên sự hòa trộn triệt để giữa thanh khí và nhiên liệu Nhờ thế nhiên liệu được

bốc cháy một cách dễ dàng và trọn vẹn

- Thùng chứa nhiên liệu phải đảm đảo cho động hoạt

động liên tục trong suốt thời gian quy định

Mục lục

- Các lọc nhiên liệu phải lọc sạch nước và các tạp chất

cơ học có lẫn trong nhiên liệu

- Các chi tiết chắc chắn và có độ chính xác cao, dễ

chế tạo, tiện lợi cho việc bảo dưỡng và sửa chữa

IV CẤU TẠO CÁC CHI TIẾT TRONG HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU:

1.Thùng chứa nhiên liệu :

- Thùng chứa nhiên liệu phải đảm bảo chứa đủ nhiên liệu cho động cơ hoạt động trong một khoảng thời gian

nhất định , dung tích thùng chứa lớn hay nhỏ tùy thuộc

vào thời gian làm việc và cỡ máy lớn hay nhỏ Thùng nhiên liệu được dập bằng thép tấm, đối với những

thùng nhiên liệu lớn bên trong thường có vách ngăn để giảm dao động của nhiên liệu khi động cơ làm việc Phía trên thùng có một nắp để châm nhiên liệu và có một lỗ thông hơi

- Ở đáy thùng thường có một bulông hay một van để xả nước hay tạp chất có lẫn trong nhiên liệu, bulông này được lắp đặt nơi thấp nhất của thùng nhiên liệu Cách đáy thùng từ 5 :- 10 mm có một ống dẫn nhiên liệu ra phía trên, có ống dẫn nhiên liệu về Nếu thùng đặt cao hơn động cơ thì phải có một van khóa nhiên liệu khi dừng máy, nếu thùng đặt thấp hơn động cơ thì phải có một

van một chiều để không cho nhiên liệu từ mạch hạ áp trở về thùng chứa khi động cơ ngừng hoạt động

Mục lục

2 Lọc nhiên liệu:

- Piston và xi lanh của bơm cao áp, van kim và bệ của

vòi phun đều là những chi tiết rất chính xác và có độ bóng cao, đường kính lỗ tia của vòi phun rất bé Cho nên nhiên liệu đưa vào bơm cao áp và kim phun phải thật sạch không lẫn tạp chất, nếu không sẽ làm cho việc cung

cấp và phun nhiên liệu bị trở ngại ảnh hưởng đến sự

làm việc của động cơ và các chi tiết bị mài mòn nhanh chóng

- Yêu cầu của hệ thống lọc là phải giữ đúng áp lực của hệ thống và phải lọc được những hạt bụi cỡ nhỏ

1/1000 (mm) , phải chịu được lâu dài khoảng 10.000 km

hoặc sau 200 giờ sử dụng, bình lọc phải đơn giản dễ tháo ráp bảo dưỡng và sửa chữa

Lọc sơ cấp :

Cấu tạo

Hình 1 - 3: Lọc sơ cấp

Mục lục

- Lọc sơ cấp gồm một vỏ lọc bằng kim loại phía trên có nắp đậy bên trong có lõi lọc, đây là chi tiết quan trọng nhất của bầu lọc nhiên liệu Lõi lọc có thể làm từ

nhiều chất liệu khác nhau, có thể làm bằng lưới than, đá xốp, giấy xốp gấp thành nhiều nếp hoặc nhiều

phiến lá thang hình vành khăn xếp lại, dưới đáy bầu lọc có một óc để xả nước hay cặn bẩn

- Nhiên liệu từ thùng chứa được hút vào đường dầu vào ,vào giữa lỡi lọc và vỏ Sau đó nhiên liệu xuyên qua lỏi lọc vào giữa lỏi lọc và đi ra khỏi lọc sơ cấp qua đường dầu ra Cặn bẩn và nước được giữ lại dưới đáy bầu lọc và ra ngoài thông qua ốc xả cặn

Lọc thứ cấp:

1

4

Hình 1 - 4 : Lọc thứ cấp

1 Dầu vào

2

Lõi lọc thô 3 Lõi lọc tinh

4 Dầu ra

Mục lục

- Lọc thứ cấp hay lọc tinh dùng để lọc thật sạch nhiên liệu trước khi đưa đến bơm cao áp và thường được lắp đặt trên mạch nhiên liệu từ bơm tiếp vận đến bơm cao áp Bầu lọc tinh phải lọc được những hạt bụi thật nhỏ khoảng 0.001mm mà không cản trở đến sự lưu thông

của nhiên liệu Lõi lọc thường được làm bằng chỉ bố quấn thành nhiều lớp hay bằng nỉ xếp chồng lên nhau hoặc được làm bằng giấy xốp dày hơn lọc thô.Trên

nắp lọc tinh thường có một vít xả gió và một bơm tay, dưới đáy có một ốc để xả nước hay cặn bẩn có lẩn trong nhiên liệu

- Nguyên lý làm việc của lọc thứ cấp khác với lọc sơ cấp là nhiên liệu được bơm tiếp vận cấp đến đường dầu (1) vào giữa lỏi lọc (2) và đi xuống dưới đáy của bầu lọc Sau đó nhiên liệu xuyên qua lõi lọc để đến

đường dầu ra (4)

3 Bơm tiếp vận nhiên liệu :

- Trên hệ thống nhiện liệu diezel thường có hai bơm nhiên liệu , bơm chuyển nhiên liệu và bơm tiếp vận

nhiên liệu Bơm chuyển nhiên liệu có nhiệm vụ cung

cấp nhiên liệu liên tục đến bơm tiếp vận, ngoài ra nó còn có nhiệm vụ châm dầu và xả gió cho hệ thống khi động cơ chưa làm việc Bơm này thường được dùng là bơm điện hay bơm màng Nếu thùng chứa nhiên liệu được đặt cao hơn động cơ thì không cần bơm chuyển

nhiên liệu

Mục lục

- Bơm tiếp vận có nhiệm vụ hút nhiên liệu từ thùng

chứa đến bơm cao áp Bơm tiếp vận có nhiều loại và

thường được lắp đặt nơi thân bơm cao áp và được điều khiển bởi cốt bơm cao áp

làm việc bình thường Thường có hai loại bơm piston thông dụng sau

a Bơm piston kiểu PM

Cấu tạo:

- Bơm được cấu tạo như hình vẽ Khi động cơ hoạt động cam dẫn động bơm quay đến vị trí đội cây đẩy đi xuống, đẩy piston đi xuống làm lò xo đẩy piston nén lại lúc này van hút mở ra nhiên liệu được hút vào trong lòng xi lanh Khi cam không còn đội cây đẩy lò xo đẩy piston giãn ra đẩy piston đi lên đồng thời van hút đóng lại, nhiên liệu được nén trong lòng xi lanh đến khi áp lực nhiên liệu

thắng sức căng lò xo củavan thoát thì van này mở ra

và nhiên liệu qua van thoát để đến bơm cao áp

Mục lục

- Lúc động cơ chạy chậm nhiên liệu tiêu thụ ít, lúc này áp lực ở mạch thoát tăng lên ứ trong lòng xi lanh làm cho lò xo đẩy piston không bung ra hết nên piston không đụng cây đẩy dù cam đội Do đó piston không di chuyển hết khoảng chạy lưu lượng nhiên liệu cũng giảm theo Như vậy : lưu lượng tăng hay giảm tùy thuộc vào tốc

độ của động cơ

a Hút

b Thoát Hình 1 - 5 : Bơm piston kiểu PM

Mục lục

b Bơm piston kiểu BOSCH :

3 1

6 2

4

5

1 Cây đẩy

2 Van một chiều 3 Bơm tay

4 Van một chiều

5

Piston

6 Lọc sơ cấp

Hình 1 - 6 : Bơm piston kiểu Bosch

Mục lục

Cấu tạo và các chế độ làm việc của bơm Bosch:

- Bơm được cấu tạo như hình vẽ Van hút và van thoát đều thông với phòng hút của bơm,riêng van thoát còn có mạch rẽ thông với phòng ép Khi cam không đội con đội, lò xo hoàn lực đẩy piston đi lên, do chênh lệch áp suất giữa phòng hút và đường mạch dầu vào nên van hút mở ra nhiên liệu được hút vào phòng hút Đòng thời khi piston đi lên ép nhiên liệu dư ở phòng ép đẩy nhiên liệu qua mạch rẽ ra mạch thoát đến bơm cao áp

- Khi cam đội con đội, qua cây đẩy piston đi xuống, ép lò xo hoàn lực lại, van hút đóng và van thoát mở nhiên liệu được đẩy ra mạch thoát Đồng thời một phần

nhiên liệu qua mạch rẽ đi vào phòng ép của bơm Đây là quá trình bơm hoạt động bình thường

- Khi động cơ chạy với tốc độ thấp, mức tiêu thụ

nhiên liệu ít, áp suất mạch thoát tăng lên và nhiên liệu bị ứ lại ở phòng ép của bơm Aùp suất phòng ép tăng lên đẩy piston đi xuống đến một vị trí cân bằng với lực đẩy của lò xo hoàn lực lúc này piston không

tiếp xúc với cây đẩy và piston nằm ở lưng chừng

không hết khoảng chạy Do vậy lượng nhiên liệu cung

cấp đến bơm cao áp cũng giảm theo Khi động cơ chạy với tốc độ cao tiêu thụ nhiên liệu nhiều thì áp suất

nhiên liệu ở phòng ép giảm lò xo hoàn lực đẩy piston

đi lên tiếp xúc với cây đẩy và bơm trở lại trạng thái hoạt động bìng thường

Mục lục

- Bơm piston kiểu Bosch cũng có trang bị một bơm tay liên hệ với một piston bơm riêng biệt dùng để châm dầu hay xã gió khi động cơ chưa làm việc

* Bơm bánh răng :

Cấu tạo :

1.Van hút 2 Van thoát 3

Van an toànHình 1 - 7 : Bơm trái khế vận chuyển

2 chiều

Mục lục

- Cấu tạo của bơm như hình vẽ gồm hai bánh xe răng

ăn khớp với nhau cũng như khít với vỏ Bánh răng thụ động quay trơn trên trục, bánh răng chủ động quay theo trục và được dẫn động bởi cốt bơm cao áp theo kiểu

bánh răng và vít vô tận Khi động cơ làm việc bánh răng chủ động dẫn bánh răng bị động quay, nhiên

liệu được hút từ mạch nạp do kẻ răng lùa qua hai bên vách hông để dồn ép ra mạch thoát, rồi đến bơm cao áp Vận tốc và lưu lượng nhiên liệu của bơm được quy định theo yêu cầu của bơm cao áp Bơm được trang bị

một van an toàn khi áp lực nhiên liệu cung cấp đến bơm cao áp quá cao vượt quá giới hạn cho phép thì van mở để đưa bớt nhiên liệu về mạch hút

- Áp lực làm việc của bơm từ 1.5 – 2 kg/cm2

*Bơm cánh gạt:

- Bơm tiếp vận loại này được thiết kế dính liền với

bơm cao áp và được dẫn động bằng trục dẫn động

chính của bơm

Mục lục

-Bơm được cấu tạo gồm một vỏ bơm đúc bằng thép bên lòng trong hình trụ và có nắp đậy, cốt bơm dính liền với thân bơm bằng thép nằm lệch tâm với lòng hình trụ của vỏ bơm Thân bơm có 2 hay 4 rãnh nằm ngang chứa đựng những cánh gạt có lò xo nhỏ bung ra ép cánh vào vách của lòng vỏ cho thật khít, hoặc có loại không có lò xo căng

* Nguyên lý làm việc:

- Vì cốt bơm nằm lệch tâm với vỏ bơm nên những cánh gạt chia thể tích bên trong bơm thành các phần không

bằng nhau Phần thể tích lớn ăn thông với mạch thoát Trong khi động cơ vận hành cốt bơm luôn quay tròn và

nhiên liệu được cánh gạt đưa từ nơi có thể tích lớn đến nơi có thể tích nhỏ tạo nên áp thấp ở mạch hút và áp lực ở mạch thoát Do vậy nhiên liệu được hút thoát liên tục

- Ngoài ra bơm còn được trang bị một van an toàn để giới hạn áp lực nhiên liệu đưa đến bơm cao áp, khi áp lực ở mạch thoát lớn, lớn hơn giới hạn cho phép Van an toàn

này mở cho nhiên liệu trở về mạch hút

4 Kim phun nhiên liệu:

Kim phun nhiên liệu được lắp ở nắp quy lát của động

cơ có nhiệm vụ phun nhiên liệu vào động cơ dưới dạng

sương mù và phân phối đều trong thể tích buồng cháy

Kim phun có nhiều loại căn cứ vào sự khác biệt của đót kim ( đầu kim) và lỗ tia ta có thể chia kim phun làm những loại sau :

a.Kim phun đóùt kín lổ tia kín

Cấu tạo :

Mục lục

- Kim phun được cấu tạo gồm một thân kim và trên đó có các lỗ để bắt đường ống dầu từ bơm cao áp đến và đường dầu trở về thùng chứa.Trong kim phun có khoan một lổ nhỏ để dẩn dầu cao áp đến đót kim, bên trong thân kim chứa cây đẩy lò xo, phía trên lò xo là vít để điều chỉnh sức nén của lò xo, trên cùng là chụp đậy Đót kim nối với thân kim nhờ một khâu nối, bên trong đót kim có đường dầu cao áp đến phòng chứa dầu cao áp Dưới cùng là lỗ tia phun nhiên liệu luôn đóng lại nhờ van kim

- Van kim có dạng hình trụ, một đầu tựa vào cây đẩy nơi thân kim, đầu còn lại có hai mặt côn, mặt côn lớn là nơi tác dụng của dầu cao áp để nâng kim lên, mặt côn nhỏ để đậy kín van

- Loại đót kín lổ tia kín chỉ có một lỗ tia chính khi không làm việc van kim luôn đậy kín lỗ tia và ló ra ngoài một cái chuôi Lỗ tia đươc đẩy kín nên ít bị ngẹt do đóng muội than và nhiên liệu phun ra khỏi lỗ tia đưới dạng hình côn rỗng

- Đặc điểm chính của loại kim phun này là tiết diện lưu thông của van kim thay đổi theo hành trình của ti kim Các loại kim phun có chuôi trên đót kim thường dùng chuôi hình chóp cụt Bằng cách thay đổi góc côn trên chuôi kim phun hoặc thay đổi tiết diện lưu thông hình vành khăn giữa lổ tia và chuôi kim phun, góc phun nhiên liệu kim phun này thường rất rộng

- Kim phun kín lỗ tia kín thường sử dụng trong các loại động cơ có buồng đốt ngăn cách áp lực phun của kim vào khoảng 100÷125 kg/cm2 tức 10 ÷ 12,5MN/m2

2 Van kim

3

Mặt côn

4 Bọng dầu

5 Chốt van kim

Hình 1-8: Cấu tạo kim phun lỗ tia hỡ Hình 1 – 9 : Cấu tạo

kim phun lỡ tia kín

Mục lục

b Kim phun kín lỗ tia hở:

- Loại kim phun này cũng có một ti kim nhưng không có chuôi đậy kín lỗ tia, ti kim có hai mặt côn, mặt lớn là nơi tác dụng của dầu cao áp và mặt nhỏ dùng để đậy kín van kim Ở đầu đót kim nhô ra dạng chổm lồi trên chổm có khoang nhiều lỗ nhỏ đường kính khoảng 0,1÷0,35mm

và nghiêng khoảng 120 độ ÷ 125 độ đối với kim phun

nhiều lỗ tia Đối với kim phun loại hở một lỗ tia thì ở đầu đót kim không có chổm lồi và lổ tia được khoan thẳng

góc vói mặt phẳng có đầu đót kim

- Áp lực phun của kim phun đót kín lỗ tia hở vào

khoảng 120 ÷200kg/cm2 hay 12÷20MN/m2

c Kim phun loại hở:

- Loại này không có ti kim đóng kín lỗ tia hay van, nghĩa là đường dẫn dầu trong thân kim luôn luôn thông với

buồng đốt và nhiên liệu được phun vào buồng đốt khi có sự chênh lệch áp suất giữa buồng đốt và áp suất

nhiên liệu trên hệ thống nhiên liệu Tiết diện lưu thông của kim phun loại hở không thay đổi, nếu chênh lệch áp suất trong khi cung cấp nhiên liệu đạt tới 20 - 30MN/m2 , thì chất lượng phun tốt ,nhiên liệu phun bị xé nhỏ dưới dạng sương mù Áp suất phun còn phụ thuộc vào tốc độ và chế độ công suất của động cơ, ở chế độ toàn tải ứng với số vòng quay cực đại từ 1500 ÷ 1600v/phút đến số vòng quay không tải 500 ÷ 600v/phút, trong phạm vi này áp suất phun dao động từ 10 ÷ 25lần Do vậy trong

trường hợp công suất cực đại thì áp suất phun có thể đạt tới150 MN/m2

Mục lục

Nhưng cũng không tránh khỏi áp suất phun chỉ đạt 5÷

15 MN/m2 ứng với chế độ không tải Vì vậy không thể đảm bảo quá trình phun nhiên liệu vào động cơ luôn có chất lượng tốt trong suốt thời gian động cơ làm việc

- Ngoài ra kim phun loại hở còn có hiện tượng nhỏ

giọt Sau khi bơm cao áp đã cắt nhiên liệu Hiện tượng

này xảy ra khi áp suất dư trong kim phun lớn hơn áp suất của buồng đốt hoặc có dao động áp suất trong hệ

thống nhiên liệu, phun nhiên liệu nhỏ giọt ảnh hưởng không ít đến hoạt động của động cơ như : dễ gây muội than làm nghẹt các lỗ tia của kim phun nhiên liệu không cháy hết hoàn toàn gây tổn hao nhiên liệu và ô

nhiễm môi trường

- Với kim phun loại hở kết cấu đơn giản nhưng do có

hiện tượng nhỏ giọt trong giai đoạn đầu và cuối quá trình cung cấp nhiên liệu Mặt khác chất lượng nhiên liệu

còn phụ thuộc nhiều vào tốc độ của động cơ nên hiện nay ít sử dụng hơn so với kim phun loại kín có ti kim

d Kim phun kín loại van phẳng

- Kim phun này là loại cải tiến của kim phun loại hở

- Van an toàn có tác dụng làm tăng vận động rối và tăng chất lượng phun của nhiên liệu Ngoài ra nó còn đóng kín đường thông ngăn cách không gian giữa lỗ tia thông với buồng đốt và không gian nối với đường ống cao áp, để giảm hiện tượng phun nhỏ giọt sau khi kết

thúc quá trình cung cấp nhiên liệu

Mục lục

- Tuy nhiên trong trường hợp có dao động mạnh về áp

suất trên đường ống nhiên liệu cũng có thể xảy ra

hiện tượng phun nhỏ giọt Vì trong loại kim phun này rất

khó đặt một lò xo ép van lên đế để đảm bảo cho áp suất nhiên liệu lúc bắt đầu mở van lớn hơn 5 MN/m2

Nhược điểm chính của loại kim phun này là lò xo dễ mất tính đàn hồi do đặt trong không gian của vòi phun có

nhiệt độ cao, do đó làm cho van không ép kín lên đế

Nguyên lý vận chuyển của kim phun:

- Khi động cơ làm việc nhiên liệu từ bơm cao áp theo

các đường ống cao áp đến phòng chứa dầu của đót kim Khi chưa đến thì cung cấp nhiên liệu, lò xo luôn đè ti kim xuống đóng kín van Đến thì cung cấp nhiên liệu cho đông cơ nhiên liệu được gia tăng áp lực tác dụng vào

mặt côn lớn của ti kim nhấc kim lên, nhiên liệu được

phun vào buồng đốt qua lỗ tia Đến khi dứt phun áp suất nhiên liệu nhỏ hơn lực đàn hồi của lò xo, lò xo đè ti kim xuống đóng kín van Một phần nhiên liệu dư sẽ rò rĩ

qua khe hở giữa van kim và đót kim lên thân kim và trở về thùng chứa qua đường dầu về

- Để chất lượng phun của dòng nhiên liệu ra vòi phun

được xé nhỏ dưới dạng sương mù thì tiết diện lưu thông tại đế van kim phải tương đối nhỏ để làm tăng

Mục lục

vận động rối của dòng nhiên liệu sau khi ra khỏi kim

phun , cải thiện chất lượng phun và cho phép hạ thấp

áp suất phun nhiên liệu Thông thường áp suất phun

của kim phun loại kín có ti kim không vượt quá 40MN/m2 ở tốc độ cao và thậm chí ở tốc độ không tải thì chất

lượng phun nhiên liệu cũng khá tốt Ngoài ra nhờ có ti kim ngăn cách giữa không gian trong vòi phun và không gian nhỏ trước lỗ tia nên tránh được hiện tượng phun

nhỏ giọt sau khi bơm cao áp đã chấm dứt quá trình cung cấp nhiên liệu

- Hành trình nâng của kim phải tương đối nhỏ từ 0,3

đến 0,4mm để giảm bớt lực va đập của kim phun lên đế kim và lên các mặt tựa Lực va đập sẽ gây ảnh

hưởng đến tuổi thọ của các chi tiết trong kim Đồng

thời cũng đảm bảo tiết diện lưu thông tại khu vực đế kim phun đạt giá trị tương đối lớn để gây sức cản nhỏ đối với dòng nhiên liệu Hành trình nâng kim cũng

không được quá cao để tránh va đập làm giảm tuổi thọ các chi tiết trong kim

- Áp suất phun có thể thay đổi được bằng cách thay đổi lực nén của lò xo thông qua vít điều chỉnh hoặc

thay đổi miếng chêm Nếu tăng sức nén của lò xo thì áp lực phun tăng và ngược lại Aùp suất phun càng cao thì tia nhiên liệu phun ra càng dài và càng sương, nhưng

không thể tăng áp suất phun lên quá cao vì như thế độ chính xác của bơm phải thật cao và tải trọng tác dụng lên các chi tiết trong bơm sẽ lớn

Mục lục

V BUỒNG ĐỐT TRONG ĐỘNG CƠ DIESEL.

- Chất lượng phun nhiên liệu được thể hiện bằng độ phun nhỏ và phun đều của nhiên liệu Độ phun nhỏ

được tính bằng đường kính trung bình của các hạt nhiên liệu được phun vào buồng đốt Số vòng quay của động

cơ càng cao, thời gian hình thành hỗn hợp cháy và thời gian cháy càng ngắn thì phải phun nhiên liệu càng nhỏ và sương, muốn cho việc hình thành hỗn hợp trong

buồng đốt động cơ đạt chất lượng cao thì vận tốc của dòng nhiên liệu phun ra phải đạt từ 150 – 400 m/s tốc

độ này còn phụ thuộc vào tốc độ của động cơ và

dạng buồng đốt

- Độ phun đều của tia nhiên liệu được thể hiện qua

mức độ chênh lệch giữa kích thước hạt được phun và kích thước trung bình của các hạt trong tia nhiên liệu

được phun

- Quá trình hình thành hỗn hợp trong động cơ diezel bắt đầu từ lúc nhiên liệu được phun vào buồng đốt đến khi nhiên liệu được sấy nóng và hòa trộn với không khí nóng có áp suất cao trong buồng đốt và hình thành hỗn hợp cháy Quá trình này chiếm một thời gian rất ngắn từ 0.001 – 0.04 s Do vậy muốn đảm bảo cho nhiên liệu cháy hoàn toàn thì phải tạo điều kiện cho những hạt nhiên liệu phun vào buồng đốt phải hòa trộn đều với không khí nóng và phải phân bố đều trong buồng đốt để nhiên liệu bốc hơi nhanh

Mục lục

- Để đạt được mục đích phân bố đều nhiên liệu trong

buồng đốt người ta đã nghiên cứu nhiều phương pháp như : phối hợp chặt chẽ giữa hình dạng , kích thước buồng đốt và hướng phun nhiên liệu vào buồng đốt, hoặt tạo ra

dòng không khí xoáy lốc với vận tốc lớn trong buồng

đốt Để thực hiện phương pháp này người ta chế tạo ra rất nhiều loại buồng đốt, dựa theo cấu tạo ta có thể

phân làm hai loại sau :

- Buồng đốt thống nhất : Trong đó toàn bộ thể tích của buồng đốt đều nằm trong một không gian thống nhất

- Buồng đốt ngăn cách : Toàn bộ thể tích của buồng đốt chia làm nhiều không gian và chúng được nối với

nhau bằng một hay nhiều đường thông nhỏ

1.Buồng đốt thống nhất :

-Trong buồng đốt thống nhất nhiên liệu được phun trực tiếp vào buồng đốt, thành phần buồng đốt gồm có:

đỉnh piston, mặt dưới của nắp quy láp và thành xy lanh hoặc có hai đỉnh của piston và thành xi lanh ( trong động

cơ hai kỳ piston đối đỉnh ) Trong các buồng đốt thống

nhất thường tăng cường xoáy lốc bằng cách

Mục lục

- Bố trí hướng ống góp kết hợp với

gờ trên của xupáp

- Ống hút có hướng tiếp tuyến và

chếch xuống so với xy lanh

- Làm đường ống hút hẹp dần và

co thắt ở vùng xupáp để tăng

cường vận tốc dòng khí nạp

- Kim phun sử dụng cho loại buồng

đốt thống nhất thường là kim phun

kín nhiều lổ tia ( từ 3 – 10 lổ ) áp

suất phun từ 17 –30 MN/m2 Kiểu

buồng đốt này thường được sử dụng

trên các động cơ như : GM, PERKIN,

JOHNDEERE SKODA UNIC,

- Ưu điểm của loại buồng đốt này

là cấu tạo đơn giản, tổn thất nhiên

liệu ít, tiêu hao nhiên liệu ít, phát

hành dễ

- Nhược điểm là tỉ số nén rất cao,

áp suất phun nhiên liệu cao, sử

dụng kim phun loại kín nhiều lổ tia

nên dễ bị nghẹt và dễ nhạy cảm

khi thay đổi số vòng quay của động

cơ Vì giảm số vòng quay sẽ làm

giảm áp suất phun, chất lượng phun

kém và hành trình của các tia nhiên

liệu giảm

Hình 1-11:Buồng đốt xoáy lốc

Mục lục

2 Buồng đốt ngăn cách :

Buồng đốt này chia làm

những loại sau:

2.1- Buồng đốt xoáy lốc:

- Loại này chiếm từ 50 – 80

% thể tích buồng đốt chính

Nó có dạng hình trụ hay hình

cầu được đặt trên nắp quy

láp hay bên hông xi lanh và

thông với buồng đốt chính

bằng một hay vài đường

thông có tiết diện lớn Kim

phun sử dụng cho buồng đốt

loại này thường là kim phun

có lổ tia kín áp suất phun 10 –

12.5MN/m2 Một bugi xông

máy được lắp nơi buồng đốt

xoáy lốc đế xông nóng

nhiên liệu để nhiên liệu dễ

bốc hơi

- Ưu điểm của buồng đốt

xoáy lốc là áp suất phun

nhỏ nhưng do xoáy lốc mạnh

nên tạo điều kiện cho nhiên

liệu cháy trọn vẹn

- Do buồng đốt lớn nên dễ

gây tổn thất nhiên liệu và

khó khởi động nên phải

dùng bugi xông máy

Hình 1-11:Buồng đốt xoáy lốc

toàn bộ buồng đốt và

buồng đốt chính nằm trong

không gian xi lanh Buồng đốt

dự bị có dạng tròn xoay có

thể lắp đứng hoặc có thể

lắp nghiêng so với xi lanh Kim

phun dùng trong buồng đốt

này là kim phun loại kín lổ tia

kín áp suất phun 10 – 15 MN/m2

được lắp trùng với tâm của

buồng đốt dự bị Buồng đốt

này cũng sử dụng một bugi

xông máy để dễ khởi động

Hình 1-12 : Buồng đốt dự bị nằm ở qui láp

2.3 Buồng đốt phụ trội :

- Buồng đốt này chiếm khoảng 20% thể tích buồng đốt

chính được lắp trên nắp quy-lát và thông với buồng đốt

chính Kim phun được bố trí ở buồng cháy chính đối diện

với miệng thông với buồng đốt phụ trội Buồng đốt có

dạng ôvan, gồm một hay hai buồng thông nhau bằng lỗ

nhỏ đồng tâm Kim phun dùng cho loại buồng đốt này

thường là kim phun lổ tia kín áp suất phun khoảng

14MN/m2

Mục lục

CHƯƠNG II :

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU BƠM PF

I KHÁI NIỆM VỀ BƠM CAO ÁP :

1.1 Công dụng và phân loại tổng quát :

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

- Tiếp nhận nhiên liệu đã lọc sạch từ thùng chứa đưa

- Đưa nhiên liệu đến kim phun đúng thời điểm để phun

vào lòng xy lanh

- Căn cứ vào hệ thống nhiên liệu và cấu tạo ta có

thể phân bơm cao áp gồm các loại như sau :

Bơm cao áp trong hệ thống nhiên liệu cá nhân :

- Loại bơm PF : gồm một tổ bơm

- Loại PE : gồm nhiều tổ bơm ghép chung lại

Bơm cao áp trong hệ thống phân phối áp lực cao :s

- Loại bơm PSB : có một piston vừa lên xuống vừa xoay tròn

- Loại bơm Roosa master – CAV : gồm 2 hay 4 bíttông lắp

đối chiếu và xoay tròn theo ruột bơm

- Loại bơm EP /VM , EP/VA : kết hợp giữa PSB và Roosa Master

Mục lục

Bơm kim liên hộp GM :

Loại này bơm và kim ráp chung thành một khối

Bơm phân phối áp lực trung bình Cummins PT

Loại bơm Cummins PT định lượng bằng áp suất và thời gian (Pressure – time) còn gọi là bơm thời áp

1.2 Các phương pháp ấn định lưu lượng nhiên liệu của bơm cao áp :

Tốc độ và công suất của động cơ Diesel tùy thuộc

vào lượng nhiên liệu ở bơm cao áp đưa đến kim phun phun vào buồng đốt, lưu lượng nhiều tốc độ lớn, lưu lượng ít tốc độ nhỏ Khác với động cơ xăng, ở động cơ diesel để tắt máy người ta cúp dầu cung cấp cho động cơ

Để ấn định lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ người

ta thường áp dụng các phương pháp sau :

1.2.1 Thay đổi khoảng chạy piston :

- Trong phương pháp này piston có thể di chuyển một khoảng ngắn hay dài về khoảng chạy tùy thuộc vào bộ phận điều khiển “ga” khoảng chạy của piston ấn định số lưu lượng nhiên liệu đến kim phun

Khoảng chạy ngắn : Lưu lượng ít, tốc độ chậm

Khoảng chạy dài : Lưu lượng nhiều, tốc độ nhanh.

Phương pháp này hiện nay không còn dùng nữa

Mục lục

1.2.2 Phương pháp dùng van tiết lưu :

- Phương pháp này áp dụng trên các bơm cao áp

piston có khoảng chạy cố định, thân piston không có lằn vạt xéo, ở xy lanh có đường dầu đến và lỗ có gắn van tiết lưu thông với lưu lượng nhiên liệu thoát về Một cần điều khiển liên hệ với van tiết lưu đuợc điều khiển bởi bộ tiết chế

- Khi cho dầu quay về nhiều thì lưu lượng đến kim phun

ít Khi cho dầu về ít thì lưu lượng đến kim phun nhiều

- Phương pháp này chỉ được sử dụng trên các động

cơ tỉnh tại hoặc tàu thủy cỡ nhỏ, cỡ vừa như động cơ D6 hoặc bơm cao áp PMY

1.2.3 Phương pháp dùng xú bắp phân lượng :

Phương pháp này có hai cách :

Xú bắp phân lượng ráp ở mạch đầu vào, nếu xú bắp mở lớn dầu vào trong xy-lanh nhiều, piston ép dẫn đến kim phun nhiều Nếu xú bắp mở ít dầu vào trong xy-lanh ít, piston sẽ ép dầu đến kim phun ít Nếu không cho dầu

vào, động cơ sẽ ngừng hoạt động Cách này thường được áp dụng ở bơm cao áp CAV và Roosamasters

Xú bắp phân lượng gắn ở mạch dầu về, nếu mạch

dầu mở càng trễ thì dầu ép đi càng nhiều Nếu mở

sớm dầu ép đi ít Nếu mở ngay từ đầu, mặc dầu piston lên xuống nhưng dầu vẫn không bị ép bởi vì lúc này

khoảng chạy có ích của piston sẽ bằng không và máy

ngưng hoạt động Cách này thường được áp dụng ở bơm cao áp PSB

- Khi muốn thay đổi tốc độ ta xoay piston Tuỳ vào vị trí tương đối lằn vạt xéo trên đỉnh piston bơm đối với các lỗ dầu trên xy lanh mà hành trình có ích của piston sẽ thay đổi, làm cho lượng dầu cung cấp cho kim sẽ thay đổi theo.

- Cách này được áp dụng trên bơm cao áp thuộc hệ

thống nhiên liệu cá nhân và hệ thống kim bơm liên hợp.Hình dưới trình bày nguyên lý định lượng loại bơm có lằn vặt xéo phía dưới

H1 : Piston ở vị trí thấp nhất, nhiên liệu vào xylanh bằng hai lỗ dầu vào và dầu về

H2 : Vào cuối thì ép đến điểm phun dầu, cam đội piston lên đóng kín hai lỗ dầu lại nhiên liệu bắt đầu bị ép

trong xy lanh ta gọi là điểm khởi phun

H3 : Piston tiếp tục đi lên, ép dầu áp lực cao đến kim

phun khi rãnh thoát trên thân piston vừa hé mở đường dầu về, dầu từ phía trên đầu piston theo rãnh đứng

thoát ra lỗ dầu về, dầu từ phía trên đầu từ piston theo rãnh đưng thoát ra lỗ dầu về, dầu không được bơm lên kim phun nữa ta gọi là điểm dứt phun

H4 – 5 : Nếu ta xoay mũi tên theo chiều cạnh vạt xéo

thân dưới piston hé mở lỗ dầu về sớm hơn

H6 : Hành trình mới

Hình 2 - 1 : Định lượng bằng cách xoay piston có lằn vạt xéo.

Mục lục

II - BƠM CAO ÁP CÁ NHÂN PF :

2.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu PF :

- Bơm PF sử dụng trên các loại động cơ Diesel cỡ nhỏ một, hai xy lanh như : KUBOTA, YANMAR hoặc trên một số động cơ nhiều xy lanh

- Sơ đồ hệ thống nhiên liệu của bơm PF gồm thùng chứa nhiên liệu, khóa nhiên liệu, lọc sơ cấp và chén lóng cặn, lọc thứ cấp, bơm cao áp PF, ống dẫn cao áp, kim phun, ống dẫn dầu dư từ kim về thùng chứa

1 Bơm cao áp

2 Ốc xả gió

3 Ống cao áp

8 Ốc xả cặn

-Hình 2 – 2 : Sơ đồ hệ thống nhiên liệu PF

5 4 3 2 1

6 7 8

Mục lục

- Khi động cơ làm việc nhiên liệu từ thùng chứa qua 2 lọc sơ cấp và thứ cấp rồi đến bơm cao áp nhờ bằng trọng lực vì loại này thùng chứa thường đặt cao hơn

bơm cao áp Đến thời điểm phun, nhiên liệu được phun vào buồng đốt Nhiên liệu dư ở kim phun theo ống

dầu dư dẫn về thùng Lượng dầu dư này vừa để bôi trơn van kim vừa có công dụng làm mát kim phun

2.2 Công dụng của bơm PF :

- Tiếp nhận nhiên liệu từ thùng chứa đưa đến qua các thiết bị ống dẫn, lọc

- Ép nhiên liệu lên áp lực cao từ 2500 PSI ÷ 3000 PSI đưa lên kim phun, phun vào xy lanh đúng thời điểm

- Cung cấp nhiên liệu cho động cơ tùy theo yêu cầu hoạt động

2.3 Cấu tạo bơm PF :

- Bơm cao áp là bộ phận chính của hệ thống nhiên liệu trên động cơ Diesel Nó cần một sự chính xác và bền chắc cao để có thể kéo dài tuổi thọ mà không sai lệch hay hư hỏng Vì thế các chi tiết của bơm phải đuợc nghiên cứu kỹ lưỡng chế tạo với độ chính xác cao, vật liệu tốt, khó hao mòn

7 9 10

2 Ống dầu đến

3 Vít xã gió

4 Bọng dầu

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 Bệ van cao áp

13 Lò xo van

14 Ốc lục giác

15 Ống cao áp

16 Khoen chậnHình 2 – 3 : Cấu tạo bơm cao

áp PF