CHƯƠNG 7. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
7.2. Hệ thống nhiên liệu Diesel
Hệ thống này có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu và không khí sạch vào xi lanh của động cơ diesel.
Động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu diesel không có bướm ga điều khiển công suất như động cơ xăng. Thay vào đó kiểm soát công suất động cơ bằng điều chỉnh lượng mức độ phun nhiên liệu.
7.2.1. Phân loại động cơ
Việc phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel chủ yếu dựa vào bơm cao áp của hệ thống nhiên liệu, cụ thể:
Hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel sử dụng bơm cao áp dãy.
Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel dùng bơm cao áp phân phối.
Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel common rail.
7.2.3. Cấu tạo chi tiết
Hình 7.15 – Cấu tạo chi tiết hệ thống nhiên liệu Diesel
Nhóm 1 Trang 104 a. Bình nhiên liệu
Chứa nhiên liệu và cung cấp nhiên liệu cho động cơ.
Thường có thùng nhiên liệu hàng ngày và thùng dự trữ. Thùng nhiên liệu cần có dung tích đảm bảo chứa đủ số nhiên liệu cho động cơ hoạt động liên tục theo nhu cầu sử dụng.
b. Bơm thấp áp
Có chức năng hút nhiên liệu từ thùng chứa đẩy đến bơm cao áp. Hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel có thể không cần bơm thấp áp nếu bình chứa nhiên liệu đặt ở vị trí cao để nhiên liệu có thể tự chảy xuống được.
c. Kim phun nhiên liệu diesel
Đầu kim phun nhiên liệu (hay còn gọi “đầu phun”) được giữ trong bộ giữ đầu phun và gắn vào đầu xilanh động cơ. Nhiên liệu được nén dưới áp suất cao bởi bơm cao áp tới đầu phun thông qua ống thép. Sau đó nhiên liệu được phun vào buồng đốt.
d. Lọc nhiên liệu
Trong hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ diesel có các bộ phận rất dễ bị hư hại như:
Đầu phun
Cặp piston-xilanh
Van triệt hồi, …
Các bộ phận này sẽ bị ảnh hưởng rất lớn nếu trong nhiên liệu có tạp chất. Do đó lọc nhiên liệu có chức năng loại bỏ tạp chất để nhiên liệu được tinh chuẩn trước khi vào bơm phun nhiên liệu.
e. Ống dẫn
Gồm có ống cao áp dẫn nhiên liệu có áp suất cao từ bơm cao áp đến vòi phun, ống thấp áp dẫn diesel từ bình chứa đến bơm cao áp và dẫn nhiên liệu hồi về bình chứa.
Nhóm 1 Trang 105 f. Vòi phun
Có chức năng phun cao áp vào buồng đốt với cấu trúc tia nhiên liệu phù hợp với quá trình đốt cháy. Ở một số hệ thống cung cấp nhiên liệu đặc biệt, cấu tạo vòi phun nhiên liệu diesel còn có thêm chức năng định lượng và định thời.
Bên cạnh đó còn có:
Hệ thống Common Rail
Lưu trữ nhiên liệu áp suất cao trong ống Rail và phun vào xilanh của động cơ theo thông sốcài đặt bộđiều khiển ECU, cho phép phun nhiên liệu áp suất cao không phụ thuộc vào tốc độ động cơ. Nhờđó hệ thống Common Rail có thể làm giảm các chất gây hại như oxit nitơ và phần tử hạt thải ra đểtăng công suất động cơ.
Bơm cao áp
Có chức năng nén, định lượng và định thời gian phun nhiên liệu. Cụ thể nén nhiên liệu đến áp suất rất cao rồi đẩy đến vòi phun. Điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp vào buồng đốt. Định thời điểm bắt đầu và kết thúc quá trình phun nhiên liệu. Ngoài ra có bơm phun có nhiều loại khác nhau:
Bơm cao áp kiểu vạn năng
Bơm cao áp phân phối
Bơm cao áp vòi phun kết hợp
Bơm cao áp riêng biệt
Nhóm 1 Trang 106 7.2.4. Nguyên lí hoạt động
Nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu diesel diễn ra như sau: khi động cơ hoạt động, nhiên liệu như dầu diesel từ bình chứa sẽ được đưa qua đường ống dẫn đến bầu lọc thô và bơm áp thấp. Tại đây, nhiên liệu sẽ được lọc sạch và chuyển đến ngăn chứa của bơm cao áp.
Trước khi vào xi lanh, nhiên liệu sẽ được bơm ở ngoài hòa trộn với không khí cho đến khi đi vào xi lanh gặp áp suất và nhiệt bên trong sẽ tự bốc cháy, tạo ra động năng giúp xe khởi động. Phần khí thải sau khi cháy sẽ theo ống xả di chuyển ra bên ngoài.
7.2.5. Vị trí lắp đặt
Vị trí đặt động cơ ở phía trước của Mercedes.động cơ đặt phía trước sẽ tăng không gian ở khoang hành khách cũng như khoang hành lí phía sau.
Porsche Cayman sử dụng động cơ đặt giữa có momen quán tính thấp hơn đến 20% so với Porsche 911 GT3 với động cơ đặt sau.
Động cơ đặt giữa đó là tối ưu hóa hiệu suất của xe. Trọng lượng của xe sẽ được phân bố đều ra khi động cơ được đặt sau người lái và trước hệ dẫn động. Việc đặt động cơ nằm giữa sẽ giúp các kĩ sư có thể phân phối trọng lượng của xe một cách dễ dàng hơn.
Lamborghini sử dụng động cơ đặt sau. Khi động cơ đặt phía sau, xe cũng được cung cấp nhiều lực kéo nhất. Ngoài ra độ bám đường cũng được nâng cao với xe có động cơ đặt sau