Bài 3: Nhiệm vụ, cấu tạo các bộ phận của hệ thống
3. Cấu tạo của vòi phun
Cấu tạo của vòi phun cơ bản giống nhau, bao gồm các phần:
- Thân vòi phun:
Trên thân vòi phun có đường dầu vào, đường dầu hồi và vít xả không khí được bố trí ngay tại đai ốc bắt đường dầu vào tuỳ thuộc vào hình dạng và kết cấu của vòi phun mà cách bố trí đường dầu vào và đường dầu hồi khác nhau. Trong thân vòi phun còn có lò xo trụ đẩy ép kim phun đóng kín vào đế của nó ở đầu phun. Đối với một số loại vòi phun còn có vít để điều chỉnh sức căng của lò xo .
- Đầu phun :
Đầu phun có chứa kim phun và ổ đặt, phần dưới đầu phun có một hay nhiều lỗ tia phun, phần thân đầu phun có ra công lỗ dẫn dầu vào thông với đường dầu vào thân vòi phun.
a) b)
Hình 10.19. Cấu tạo các loại vòi phun
a. Vòi phun lỗ tia kín b. Vòi phun lỗ tia hở 1. Lỗ nhiên vào
2. Thân vòi phun
3. Đường dẫn nhiên liệu 4. Tấm chung gian
5. Đai ốc dữ đót kimphun 6. Đai ốc bắt ống cao áp
7. Lưới lọc
8. Đường nhiên liệu hồi 9. Căn đệm điều chỉnh 10. Lò xo kim phun 11. Ti đẩy
12. Chốt định vị
13. Đót kim phun (đầu phun)
Thân vòi phun được lắp với vòi phun bằng đai ốc trong phần đầu vòi phun cặp bộ đôi kim phun và đót phun là cặp chi tiết được da công rất chính xác, độ bóng bề mặt kim phun và bề mặt tiếp xúc giữa phần mặt côn dẫn hướng kim phun và ổ đặt kim phun không nhỏ hơn Ra=12, khe hở giữa các mặt trụ phần dẫn hướng kim phun nằm trong khoảng 0,003 - 0,006 mm độ côn và độ ô van phần trụ không vượt quá 0,001- 0,002 mm.
a. Cấu tạo vòi phun lỗ tia kín:
* Cấu tạo:
- Đặc điểm cơ bản để nhận biết vòi phun là trên đầu van kim (hay kim phun) có một chốt hình dạng khác biệt. Nếu ta quan sát vòi phun chốt đã lắp hoàn chỉnh ta có thể nhìn thấy một chốt nhỏ nhô ra từ lỗ phun khoảng 0,4 - 0,5 mm.
- Thân vòi phun được làm bằng khối thép đúc định hình. Trên thân vòi phun có đường dầu vào (đường dẫn nhiên liệu 3), đường dầu hồi 8 và đai ốc 6 dùng để xả không khí. Tuỳ thuộc vào hình dạng và kết cấu của vòi phun mà cách bố trí đường dầu vào và đường dầu hồi khác nhau. Trong thân vòi phun có lò xo trụ 10 đẩy để ép ti đẩy và ti đẩy ép kim phun đóng kín vào đế kim phun 13 và ở phía trên có căn đệm điều chỉnh 9 để điều
chỉnh sức căng của lò xo (đối với một số loại vòi phun còn dùng vít để điều chỉnh).
Hình 10.20. Cấu tạo và hoạt động kim phun vòi phun kín lỗ tia kín 1. Đót kim ; 2. Thân kim phun ; 3. Phần côn trên ; 4. Khoang áp suất; 5. Lỗ phun
Đầu phun 13 có chứa kim phun ổ đặt của kim phun phần dưới đầu phun 13 trong
phần đầu vòi phun có đót kim phun là cặp chi tiết được gia công chính xác, độ bóng bề mặt kim phun và các bề mặt tiếp xúc giữa phần côn và phần dẫn hướng kim phun và ổ đặt không nhỏ hơn Ra = 12, khi khe hở giữa các mặt trụ phần dẫn hướng kim phun nằm trong khoảng 0,003 - 0,006 mm, độ côn và độ ô van phần trụ không vượt quá 0,001- 0,002 mm.
Các lổ phun có đường kính nhỏ được bố trí trong núm số lượng đường kính cách bố trí và độ ngiêng của lỗ phun so với đường tâm tuỳ thuộc vào phương pháp hình thành hỗn hợp nhiên liệu, hình dạng buồng cháy và cách bố trí buồng cháy.
Trong động cơ điezel sử dụng buồng cháy thống nhất không tận dụng được xoáy lốc của dòng không khí thì các vòi phun có thể đến tám lỗ phun và có đường kính 0,2 mm ,loại buồng cháy có tận dụng xoáy lốc các vòi phun thường chỉ có 2 - 8 lỗ phun và đường kính khoảng 0,4 - 0,6 mm.
*Nguyên lý làm việc:
Trong hành trình nén của piston bơm cao áp nhiên liệu từ đường ống cao áp đi vào đường ống dẫn nhiên liệu 3 qua lưới lọc 7 vào khoang áp lực của vòi phun áp lực này sẽ tác dụng lên mặt côn của kim phun nâng kim phun áp lực này lớn hơn áp lực của lò xo 10 đẩy kim phun nâng lên kim phun sẽ mở lỗ phun cho nhiên liệu phun vào một xi lanh nào đó ở thời điểm cuối nén đầu nổ.
Độ nâng kim phun bị giới hạn bởi khoảng cách tối đa giữa mặt phẳng trên phần trụ dẫn hướng của kim phun với mặt phẳng dưới của thân vòi phun (hình 20) để giảm mức độ hao mòn do va đập giữa mặt côn và thân kim phun cũng như đảm bảo độ kín khít lâu dài, độ này thường giới hạn trong khoảng 0,3 - 0,5 mm.
Khi bơm cao áp kết thúc quá trình cung cấp nhiên liệu vào khoang áp suất của vòi phun do đó áp lực nhiên liệu trong khoang giảm đột ngột, lò xo 10 sẽ đẩy kim phun đi xuống đóng mặt côn của kim phun với đế của vòi phun nhiên liệu ngừng cung cấp cho động cơ. Lượng nhiên liệu rò rỉ qua phần dẫn hướng của kim phun
cũng như qua mặt phẳng tiếp xúc giữa bộ đôi kim phun và thân kim phun vào khoang chứa lò xo 10 nhiên liệu sẽ được đưa ra đường dầu hồi số 8 để về thùng chứa.
b. Cấu tạo vòi phun kín lỗ tia hở:
* Cấu tạo:
Loại vòi phun này có áp suất phun (150 –180) kg/cm2ư và thường được sử dụng ở động cơ có buồng cháy thống nhất, về cấu tạo chung thì giống như vòi phun có chốt nhưng có sự khác biệt với vòi phun chốt ở chỗ phần đầu kim phun có chốt lại tạo nên một núm ở giữa.
Các lỗ phun có đường kính nhỏ lại được bố trí trong núm . Số lượng đường kính cách bố trí và độ nghiêng của các lỗ phun so với đường tâm tuỳ thuộc vào phương pháp hình thành hỗn hợp nhiên liệu, hình dạng và cách bố trí buồng cháy.
Trong các động cơ điezel sử dụng buồng cháy thống nhất không tận dụng buồng cháy xoáy lốc của dòng khí thì vòi phun có thể có đến tám lỗ phun và đường kính khoảng 0,2 mm . Loại buồng cháy có tận dụng xoáy lốc thì các vòi phun có từ 2 đến 8 và đường kính khoảng 0,4 - 0,6 mm. Loại buồng cháy Man các vòi phun có từ 1 đến 2 lỗ phun và đường kính khoảng 0,4 - 0,6 mm.
* Nguyên lý làm việc: Trong hành trình nén của piston bơm cao áp, nhiên liệu được bơm với áp suất cao và được đưa từ đường ống cao áp vào thân vòi phun.
Khi áp lực của nhiên liệu tác dụng lên mặt côn để nâng kim phun lớn hơn áp lực của
Hình 10.21. Cấu tạo của kim phun vòi phun kín lỗ tia hở 1. Thân vòi phun
2. Phần côn trên 3. khoang áp suất 4. Thân kim phun 5. Lỗ phun 6. góc tia phun
1
8 5
3 4 2
7
lò xo, kim phun sẽ bị đẩy lên và làm cho phần côn dưới của kim phun mở lỗ phun cho nhiên liệu phun vào buồng đốt.
Vào thời điểm xả nhiên liệu trong bộ đôi bơm cao áp, áp suất nhiên liệu trong buồng áp suất giảm đột ngột, áp lực của lò xo qua trụ đẩy sẽ làm kim phun hạ xuống nhanh. Khi mặt côn dưới cùng áp khít với ổ đặt thì khoang áp suất và lỗ phun hoàn toàn bị ngăn cách.
Lượng nhiên liệu bị rò rỉ qua phần dẫn hướng của kim phun cũng như qua mặt phẳng tiếp xúc giữa bộ đôi kim phun và thân vòi phun để bôi trơn và làm mát sau đó qua khoang lò xo và theo đường dầu hồi về thùng chứa nhiên liệu.
V. Bơm cao áp dẫy: